通过大量的实践,PAS 对报警管理和优化的最佳实践采用如下步骤:
1. 制定、采纳和遵守报警规范
2. 收集数据并确定报警基准、KPI(Benchmark)
3. “Bad Actor”报警(捣蛋鬼 / 无效报警)
4. 报警的归档和合理化优化
5. 实施报警审核与强制执行技术
6. 实时报警 / 动态报警
7. 控制和维护经过改进的系统
1、 制定、采纳和遵守报警规范
针对报警的制定、实施和修正的一套综合性指导方针 , 该规范明确“如何正确执行与设定报警!”从而为报警的选择、优先级设置、组态、响应、处理方法、系统监控以及许多其他主题提供了一个最理想的规则。根据标准 , 合格的报警系统的应该满足如下条件:
报警性能指标
2、 收集数据并确定报警 KPI(Benchmark)
需要 1 到 2 个月时间的报警和事件数据,报警系统通常分成下面 5 个等级 :
(1)过度型报警系统
(2)应激型报警系统
(3) 稳定型 (Steady) 报警系统
(4)稳健型 (Robust) 报警系统
(5)预测型报警系统
报警基准是报警可以持续改善的基础:
(1)采用 PAS 的 A&EA 软件工具和 ISA18.2/EEMUA 报警标准实现报警最佳实践
(2)确定‘捣蛋鬼报警’
(3)基于基准的项目收益“Measure”性能确定你的报警管理系统的效益:
(4) 在稳态条件
(5)在装置的生产切换过程
(6)在生产波动过程中
(7) 指导操作员去采取适当正确的行动
报警性能参数 KPI 监视——这些性能指标以定义好的频率进行衡量并生成报告, 包括:
(1)报警频次分析
(2)僵尸报警
(3)无效报警(Not in service)
(4)合理化(优化)的和实际的差异
(5)对确定的问题采取的措施
并把这些报警分送至操作员、车间主任(监理人员)、装置工程师和管理团队。
举例——报警级别定义:
报警优先级定义
3、“Bad Actor”报警(去除无效报警)
对“Bad Actor”报警分类
(1) 反复报警(Chattering)
(2) 瞬时报警 (Fleeting)
(3)僵尸报警 (Stale)
(4)重复报警 (Duplicated)
(5) 骚扰式诊断报警 ( 例如 “坏值”-“BadMeasurement”)
(6)无需操作员采取措施的报警
报警系统大数据分析
通过报警与事件的大数据分析,对报警进行分类并快速消除,解决无效报警,使得报警系统负荷(报警数量)
平均可以改善 60%~90%。
4、报警的归档和合理优化
报警的归档与解析(D&R) 是一种规范、统一的逻辑方法,主要用于报警的确定、优先级管理和文档管理。许多现有报警需要彻底返工 —— 审查每项报警的组态和用途。通过这种方法设计的“合理化”报警系统,是报警管理的理想状态。
(1)对于现有系统,报警的归档与解析(D&R) 的功能包括对系统上组态的每个报警点以及可能组态报警的其点进行彻底检查
(2)对于全新系统,报警的归档与解析(D&R) 的作用是确定适当的报警组态方法
建立报警专家知识库 MAD,以便在处理状态型报警管理、报警泛滥抑制、变更审计 / 强制机制、变更管理和操作工信息等事项时进行引用参考。其中 MAD 包含每个报警产生的原因、报警可能带来的后果、如何正确采取应对措施并通过改进报警设定值,报警优先级等合理化处理的报警组态。
建立报警专家知识库 MAD
全面深入的地开展报警归档与解析(D&R) 项目需要下列信息:
报警归档与解析所需信息
D&R 确保实际报警和你的报警规范一致(操作员采取措施、优先级别、响应时间等),对报警进行归档(设定值、报警原因、后果、处理措施),生成报警专家知识库。
5、报警变更在线审计与强制执行技术
在任何特定工厂中,都会有成百上千对报警设置变更或报警抑制视若无睹,而且受到多年养成的习惯影响,他们认为自己完全有权进行此类变更。报警系统变更的诸多来源以及有能力和意愿进行变更的庞大群体,是造成报警系统“容易陷入混乱(即无序)状态”的原因。因此,如果不加以控制,报警改进项目的成果将在很短时间内丧失殆尽。
报警系统一经改进,即有必要确保配置不会随着时间的推移而发生变更,除非这种变更得到了特别授权。未得到授权的任何变更都不能被接受;PAS 提供的 Auditand Enforce 软件工具,确保改进的报警系统不会重新变得报警泛滥。
PSI 报警审核与强制
上图是 PAS 的报警管理 Audit&Enforce 工具与 DCS 之间的工作关系,任何修改都会自动由 PAS 建立的“报警专家知识库”与之进行比较,如果出现不匹配,则需要进行审核等流程,确保修改的报警是合法且必要的,如果不是,将对 DCS 的报警进行强制恢复(手动或自动可以选择)。除此之外,系统还将生产例外报告上报,确保报警系统安全高效。
周期性执行在线审核
Audit&Enforce 另一个用法是,如果经过审批流程批准的报警变更没有完成,用户同样收到如上图,PAS 的Audit & Enforce 工具可以对任何报警等进行审核与强制选择,且可以周期性执行或定义执行时间如 X 分钟、X 天等。
6、高级实时报警管理
现实中不乏与报警抑制、报警搁置、状态型报警、报警泛滥抑制及操作工警示系统相关的特定问题和最佳实践。PAS 提供的 Dynamic Alarming/Realtime Alarm 即实时报警系统,是一种可临时禁用虚假报警直至潜在问题得到纠正的安全可靠的方法,时间限制、事项提醒和自动重新启用功能的搁置报警,绝对不可临时抑制报警后,而完全忘记这回事 —— 这是一件在整个行业屡见不鲜,且是非常危险的事情。PAS 算法检测到设备的操作状态发生改变(例如启动、关闭、不同产品、速度、给料等)的时候,便会推动报警设置的改变以便使每个状态都有适当的设置。
高级实时报警管理
上图所示,PSI 系统(PAS 软件系统)从 DCS 实时读取数据和报警信息并进行分析,然后根据分析结果对DCS 报警进行设置(可以自动或手动)。提供的能力如下 :
修改报警设定值、报警优先级和其他报警设置
(1)报警的审核与强制执行
(2)报警屏蔽
(3)状态报警
(4)报警的泛滥抑制
报警搁置
7、控制和维护经过改进的系统
过程和传感器会随着时间的推移而发生变更,而报警行为也会随之发生改变。当下正常工作的报警可能会在未来变成虚假报警或发生故障。
有效的变更管理,以及有关系统分析和实时问题纠正的持续计划,都是有效报警系统的必要内容。报警定制界面,监控所有报警情况,如下图:
PAS 运营技术集成解决方案
系统架构:
PSI 系统架构
上图: PSS , 即 PAS 的报警管理优化软件,通过 OPC可以与DCS等ICS系统集成,从ICS系统读取报警信息,对报警进行分析、管理和优化。最终,使得报警符合 ISA18.2 等国际标准对报警的要求,实现生产装置的安全、高效的运行。报警管理与控制性能监测等都是一个软件的不同模块 , 既可以单独部署也可以同时部署。
世界各大石油化工企业、冶金矿山、电力公司广泛采用PAS 解决方案。国内中石油、中石化等企业都有成功应用。