電力設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)采集和交互研究

梁 宇

（華電新疆發(fā)電有限公司紅雁池電廠，新疆烏魯木齊 830047）

0 引言

在電力企業(yè)中，設(shè)備的安全性、可靠性已引起極大關(guān)注，大量分析用于評估設(shè)備狀態(tài)、故障或潛在風險。對于這類分析而言，可靠性數(shù)據(jù)極其重要。

目前，新建電廠的費效設(shè)計（投入費用和產(chǎn)出效益的設(shè)計）和現(xiàn)有電廠設(shè)備的運維越來越成為關(guān)注的重點，失效數(shù)據(jù)、失效機理和維修數(shù)據(jù)等可靠性數(shù)據(jù)已經(jīng)越來越重要。樹立設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)概念，建立健全可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)收集和應用規(guī)范體系，完善傳統(tǒng)的以實物資產(chǎn)為核心的電力資產(chǎn)管理體系，將成為電力企業(yè)生產(chǎn)運營中創(chuàng)造經(jīng)濟價值的新源泉，組織運行中維持競爭優(yōu)勢的新要素，以及管理提升中發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的新途徑。

但是，哪些是優(yōu)質(zhì)的可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)、具備核心競爭優(yōu)勢，則需要在對可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)進行現(xiàn)實化運用，并衍生出不同的商業(yè)模式，通過分析商業(yè)案例之后，才能來闡釋清楚其合理性、顛覆性。而這些首先依賴于可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)的采集和交互。

1 可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)

中國華電集團對數(shù)據(jù)資產(chǎn)的定義：數(shù)據(jù)資產(chǎn)主要指由企業(yè)擁有或控制，涉及企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營、客戶服務等各方面，與企業(yè)經(jīng)營及管理相關(guān)且反映其狀態(tài)、特征、屬性的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)資產(chǎn)由數(shù)據(jù)定義以及該定義下有關(guān)主體在不同時間、活動中產(chǎn)生的具體數(shù)據(jù)共同組成。

企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)生或從外部獲取的數(shù)據(jù)，經(jīng)過資產(chǎn)化管理后轉(zhuǎn)化為可信且相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，通過分析挖掘，可以深入洞察企業(yè)內(nèi)部、外部管理和市場，減少和消除運營活動中的風險，研判發(fā)展趨勢，為企業(yè)的管理控制和科學決策提供合理依據(jù)。

基于上述定義，典型的電力設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)的采集和利用循環(huán)如圖1所示。RAM為Reliability,Availability and Maintainability的縮寫，意為可靠性、用用性和可維護性。

2 可靠性資產(chǎn)采集

典型的數(shù)據(jù)采集過程包括：按照預先定義的數(shù)據(jù)采集規(guī)則整理匯總來源于不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，并登記到一個數(shù)據(jù)庫中。在這個過程中，數(shù)據(jù)采集規(guī)則的定義是保證獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)的前提。針對可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)采集的范圍和規(guī)則定義如下。

2.1 設(shè)備邊界和分級體系

圖1 電力設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)的采集和利用循環(huán)

清晰的邊界定義對于可靠性數(shù)據(jù)的采集、匯總和分析十分必要，否則很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和利用。針對每類設(shè)備，都需定義清晰的邊界以描述可靠性數(shù)據(jù)的采集范圍。電力變壓器的設(shè)備邊界定義如圖2所示。

位置設(shè)備分級體系即對設(shè)備和其相應的運轉(zhuǎn)位置組織到一個邏輯層次上，引用ISO 14224—2006定義的分解體系（圖3）。

層級6～9為設(shè)備的分級，可靠性數(shù)據(jù)的收集主要在設(shè)備單元級別（層級6），也包括設(shè)備單元的各個子級（層級 7～9），具體到哪個層級取決于數(shù)據(jù)的意義和將來的用途，如故障根本原因分析（Root Cause Analysis，RCA）或以可靠性為中心（Reliability Centered Maintenance，RCM）的維修分析?？煽啃詳?shù)據(jù)與位置設(shè)備分級對應關(guān)系如表1所示。其中，X為建議的對應層級，（X）為可替換的對應層級。

圖2 設(shè)備邊界示例（電力變壓器）

圖3 位置設(shè)備分級體系

表1 可靠性數(shù)據(jù)與位置設(shè)備分級體系對應

2.2 數(shù)據(jù)采集種類

可靠性數(shù)據(jù)的采集主要包括設(shè)備數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)和維修數(shù)據(jù)，其采集過程應按照組織和結(jié)構(gòu)的方式進行。同時，這些數(shù)據(jù)應是通用的，但對每臺設(shè)備單元則是相對特殊的。

2.2.1 描述設(shè)備單元的數(shù)據(jù)（層級6）設(shè)備分成技術(shù)、運轉(zhuǎn)和環(huán)境參數(shù)是采集可靠性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。（1）識別數(shù)據(jù)。如位置信息、分類、安裝數(shù)據(jù)、設(shè)備單元數(shù)據(jù)、所屬區(qū)域系統(tǒng)等。

（2）屬性數(shù)據(jù)。如制造商信息、設(shè)計參數(shù)、設(shè)計特點等。（3）運行屬性。如運行環(huán)境、運行方式等。

2.2.2 描述故障的數(shù)據(jù)

（1）識別數(shù)據(jù)。如故障記錄編號，故障關(guān)聯(lián)的設(shè)備等。

（2）故障特征數(shù)據(jù)。如故障的子單元或維修組件，故障日期，故障影響，故障原因，嚴重程度等。

2.2.3 描述維修的數(shù)據(jù)

（1）識別數(shù)據(jù)。如維修記錄編號、維修位置、關(guān)聯(lián)的故障或設(shè)備記錄。

（2）維修信息。如維修日期、維修分類、維修對工作的影響、被維修的子單元或產(chǎn)品等。

（3）維修資源。如不同專業(yè)不同級別的維修人工時，維修工具等。

（4）維修時間。如實際維修時間，停機時間等。

3 可靠性據(jù)結(jié)構(gòu)

3.1 數(shù)據(jù)格式

可靠性數(shù)據(jù)的每個記錄在數(shù)據(jù)庫中應按照若干屬性來識別。每個屬性描述一個信息，如故障模式，每個信息應盡可能使用一個代碼。這種方法比起用文字描述的優(yōu)點有3個：①查詢、交互和數(shù)據(jù)分析方便；②數(shù)據(jù)錄入容易；③通過預先設(shè)定的代碼檢查輸入的一致性。

與文字描述相比，預先規(guī)定代碼表的缺點是可能遺漏一些詳細的信息，可以使用文字描述補充相關(guān)信息。電力變壓器的故障模式代碼如表2所示。

3.2 邏輯結(jié)構(gòu)

采集到的可靠性數(shù)據(jù)應被按照一定邏輯關(guān)系存儲到數(shù)據(jù)庫，以便于數(shù)據(jù)的查詢、交互和分析統(tǒng)計。圖4為可靠性數(shù)據(jù)與設(shè)備單元建立關(guān)聯(lián)關(guān)系的示例，預防性維修記錄和故障記錄與設(shè)備為多對一的關(guān)系，維修記錄和故障記錄為一對一的關(guān)系。

4 結(jié)論

圖4 可靠性和維修數(shù)據(jù)與設(shè)備關(guān)聯(lián)關(guān)系示例

電力設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價值在于圍繞企業(yè)的設(shè)備管理業(yè)務需求建立起數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，圍繞設(shè)備把眾多環(huán)節(jié)收集的數(shù)據(jù)整合到一起，更加全面地了解設(shè)備并進行相關(guān)挖掘分析，指導優(yōu)化設(shè)備管理運營。實現(xiàn)上述目的的前提是獲得高質(zhì)量和大數(shù)量的相關(guān)數(shù)據(jù)，這也是進行設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)資產(chǎn)收集和交互研究的意義所在。