凌元錦-化工安全智能技術(shù)的新發(fā)展-基于智能P ID的工藝安全管理技術(shù)

化工安全智能技術(shù)的新發(fā)展

--基于智能P&ID的工藝安全管理技術(shù)青島科技大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院凌元錦2015化工工藝過程安全與風(fēng)險(xiǎn)控制研討會(杭州)

中國化工學(xué)會培訓(xùn)中心內(nèi)容23基于智能P&ID的工藝安全管理技術(shù)工藝安全管理智能軟件演示1智能P&ID及其應(yīng)用前景1智能P&ID及其應(yīng)用前景P&ID(PipingandInstrumentationDiagram)詳細(xì)表示整個(gè)工廠的構(gòu)成（全部設(shè)備、儀表、控制聯(lián)鎖方案、管道、閥門、管件、連接關(guān)系等）；包含開停車管道、特殊的操作和要求、安裝要求、布置要求、安全要求等所有與工藝過程相關(guān)的信息；工廠安裝設(shè)計(jì)和操作運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是安全分析（如HAZOP分析）不可缺少的基礎(chǔ)資料。P&ID（管道儀表流程圖)帶有工程數(shù)據(jù)的P&ID；自動生成報(bào)表、統(tǒng)計(jì)材料；電子圖紙管理、圖紙連接、圖紙導(dǎo)航、信息共享；自動進(jìn)行尺寸干涉檢查（管道與管路、管路與設(shè)備）；利用各種規(guī)則對設(shè)備進(jìn)行分類和控制表示；點(diǎn)擊設(shè)備即可獲取該設(shè)備設(shè)計(jì)和使用條件等相關(guān)信息；與外部文件的鏈接，包括設(shè)備維修履歷、腐蝕圖片、檢測數(shù)據(jù)和設(shè)備使用說明書、事故案例等。智能P&ID1992年2月24日美國職業(yè)健康安全局(OHSA)頒布了危險(xiǎn)化學(xué)品工藝安全管理系統(tǒng)的相關(guān)要求 (29CFR1910.119:ProcessSafety ManagementofHighlyHazardous Chemicals，PSM)PSM14個(gè)要素（工藝安全信息、員工參與、工藝危害分析、操作規(guī)程、培訓(xùn)、承包商管理、開車前安全評審、設(shè)備完整性、動火作業(yè)、變更管理、事故調(diào)查、應(yīng)急響應(yīng)、符合性審查、商業(yè)保密）工藝安全信息里要求保證P&ID的完整性和正確性、并對P&ID的要求和審查要點(diǎn)作了規(guī)定。OSHAPSM對P&ID的要求OSHAPSM對P&ID的要求和審查要點(diǎn)對P&ID的要求P&ID審查要點(diǎn)在P&ID上必須表示以下信息全部設(shè)備；設(shè)備和儀表的連接關(guān)系；全部安全閥的設(shè)定值和尺寸；管路尺寸、流體流向、ID、規(guī)格控制閥的故障保險(xiǎn)位置；設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力、溫度、材質(zhì)、旋轉(zhuǎn)設(shè)備的規(guī)格等；圖標(biāo)統(tǒng)一。采用標(biāo)準(zhǔn)圖標(biāo)（ISA、ANSI、ISO）；保證P&ID的正確性和易讀性。盡量使用CAD系統(tǒng)對P&ID進(jìn)行管理；所有安全裝置都必須表示在P&ID上。完整齊全的P&ID；在P&ID上表示左示的全部信息；審查員選擇幾張P&ID、到現(xiàn)場去檢查該P(yáng)&ID是否正確描述了相關(guān)工藝；檢查P&ID上所使用的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)是否合適；檢查所有安全裝置是否都表示在P&ID上。PSM實(shí)施的效果P&ID的智能化在國外、基于PSM14要素的工藝安全管理的有效性逐步被認(rèn)識、HAZOP分析被廣泛應(yīng)用工藝安全分析、許多企業(yè)重新對紙質(zhì)版的P&ID開展審核并進(jìn)行電子化和智能化。IT的發(fā)展基于PSM14要素工藝安全管理遵守法律法規(guī)需要正確完整的工藝安全信息P&ID審查與更新P&ID電子化P&ID智能化CAD軟件智能P&ID軟件工程數(shù)據(jù)整合智能P&ID的應(yīng)用智能P&ID生產(chǎn)管理功能數(shù)據(jù)對接數(shù)據(jù)對接應(yīng)用運(yùn)行管理設(shè)備管理工藝安全管理其他工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)SOP、運(yùn)行操作數(shù)據(jù)基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)備維修準(zhǔn)備管理故障案例維修檢查數(shù)據(jù)設(shè)備管理數(shù)據(jù)工藝異常傳播規(guī)則各種文件資料運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視運(yùn)行引導(dǎo)非常規(guī)運(yùn)行輔助腐蝕環(huán)境判斷安全作業(yè)管理危險(xiǎn)區(qū)域管理維修檢查計(jì)劃制定與其他系統(tǒng)對接HAZOP分析輔助文件圖書管理基于智能P&ID的設(shè)計(jì)和運(yùn)行綜合應(yīng)用平臺概念圖運(yùn)行人員工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)意圖基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)2維CAD運(yùn)行要領(lǐng)儀表室內(nèi)信息板運(yùn)行人員運(yùn)行操作數(shù)據(jù)SOP數(shù)據(jù)智能P&ID工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)SOP模型化設(shè)計(jì)和運(yùn)行數(shù)據(jù)整合操作員作業(yè)管理非常規(guī)運(yùn)行輔助系統(tǒng)運(yùn)行操作數(shù)據(jù)運(yùn)行要領(lǐng)作業(yè)檢查表移動設(shè)備儀表室PC儀表工現(xiàn)場工人現(xiàn)場WiFi移動檢查表工藝過程履歷2基于智能P&ID的工藝安全管理技術(shù)公司介紹

青島科大軟件技術(shù)有限公司是由青島科技大學(xué)與留學(xué)回國教授、企業(yè)家、工程技術(shù)人員共同設(shè)立的集產(chǎn)學(xué)研于一體的高新科技企業(yè)。公司位于青島市市北區(qū)國家級大學(xué)科技園，主要從事化工安全軟件開發(fā)、安全及環(huán)保與節(jié)能領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)、咨詢、推廣應(yīng)用等綜合技術(shù)服務(wù)。公司擁有一支高學(xué)歷、高素質(zhì)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的人才隊(duì)伍，依托青島科技大學(xué)的技術(shù)和人力資源優(yōu)勢，吸納業(yè)內(nèi)專家和工程師，聘請日本資深安全專家和國內(nèi)高級專家教授作為顧問，并長期與日本保持學(xué)術(shù)和技術(shù)交流。

公司研發(fā)的化工安全生命周期管理系統(tǒng)集成軟件PSLMStation，是國際首創(chuàng)的貫穿化工安全生命周期管理全過程，包括在研發(fā)、設(shè)計(jì)、建造、生產(chǎn)運(yùn)行、維護(hù)各個(gè)不同階段上的安全管理一體化系統(tǒng)集成軟件。該軟件集成了HAZOP分析專家系統(tǒng)、故障樹自動生成與分析系統(tǒng)、可視化設(shè)備管理系統(tǒng)、在線故障診斷系統(tǒng)、可視化操作規(guī)程管理系統(tǒng)五大專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，在日本多家石化企業(yè)和科研單位得到了應(yīng)用驗(yàn)證。技術(shù)成果在2012年3月獲得了日本化學(xué)工程師學(xué)會技術(shù)獎（行業(yè)最高技術(shù)獎），并在日本申請了專利。

公司理念是『客戶至上、共創(chuàng)安全、開拓創(chuàng)新、奉獻(xiàn)社會』國家安監(jiān)總局及同行專家的評價(jià)與國核研究院的學(xué)術(shù)交流日本TechnoManagementSolutionsLtd.凌元錦博士來院進(jìn)行學(xué)術(shù)交流2012年2月28日下午，日本TechnoManagementSolutionsLtd.凌元錦博士應(yīng)國核研究院邀請，來院進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。程旭院長和國核研究院科研人員共10余人參加了本次交流活動。在交流會上，程旭院長對凌元錦博士能夠來國核研究院進(jìn)行技術(shù)交流表示感謝，并希望通過技術(shù)交流，能夠增進(jìn)雙方的相互了解，促進(jìn)技術(shù)水平的進(jìn)一步提升。凌元錦博士作了《核電管道減薄仿真及維護(hù)周期方案優(yōu)化》和《基于遺傳算法（GA）的管道系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)》專題報(bào)告。通過此次交流活動，我院在核電管道減薄方面與海外專家進(jìn)行了深入的探討，增強(qiáng)了雙方的了解與溝通，促進(jìn)了我院的對外合作與交流，拓寬了研發(fā)思路，并為凝聚海外高層次人才奠定基礎(chǔ)。獲獎證書專利主要客戶PSLMStation的使命化工安全生命周期管理——整體解決方案為化工安全生產(chǎn)保駕護(hù)航ProcessSafetyLifecycleManagement安全第一養(yǎng)兵千日預(yù)防為主用兵一時(shí)安全——我們永恒的旋律安全就是效益！安全就是競爭力！安全是領(lǐng)導(dǎo)者的政治生命！安全是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本保障！公司介紹研發(fā)設(shè)計(jì)建造運(yùn)行維護(hù)化工安全生命周期管理化工安全生命周期管理系統(tǒng)集成軟件PSLMStationHAZOPStationOFDStationPMVStationSOPMStationFTAStation12345可視化設(shè)備管理系統(tǒng)PMVStation在線故障診斷系統(tǒng)OFDStation可視化操作規(guī)程管理系統(tǒng)SOPMStationHAZOP分析專家系統(tǒng)HAZOPStation故障樹自動生成與分析系統(tǒng)FTAStation以下五大系統(tǒng)的高度集成，實(shí)現(xiàn)化工安全生命周期管理一體化！ProcessSafetyLifecycleManagementPSLMStation系統(tǒng)集成模型故障樹自動生成與分析系統(tǒng)FTAStation可視化設(shè)備管理系統(tǒng)PMVStation在線故障診斷系統(tǒng)OFDStation可視化操作規(guī)程管理系統(tǒng)SOPMStationHAZOP分析專家系統(tǒng)HAZOPStation第4層系統(tǒng)應(yīng)用層第3層支撐應(yīng)用層MicrosoftOffice、SQLServer、AutoCAD智能P&IDWindows、.NETFramework第2層中間軟件層第1層基本軟件層HAZOP分析專家系統(tǒng)HAZOPStation

HAZOPStation是基于原因的HAZOP分析專家系統(tǒng)?；谠虻腍AZOP分析是HAZOP分析的一種新方法，與基于偏差的傳統(tǒng)HAZOP分析方法相比，可以避免無意義的偏差分析、可以省去原因分析的大量時(shí)間、能夠有效識別出人為失誤而導(dǎo)致的事故。另外，HAZOPStation還具有如下優(yōu)勢：基于智能P&ID的HAZOP分析模式，不需要專業(yè)化且復(fù)雜的建模工作；在分析過程中，分析人員可隨時(shí)介入，保持發(fā)揮“集體智慧（頭腦風(fēng)暴）”這一HAZOP的固有優(yōu)勢；提供豐富的專業(yè)知識庫；在分析中可隨時(shí)修改或追加知識庫并馬上投入使用；分析中獲得的新知識能夠自動被追加到相關(guān)知識庫里；自動獲取現(xiàn)有安全措施信息并在P&ID畫面上高亮顯示；對已分析過的節(jié)點(diǎn)可以用設(shè)定顏色表示；自動探索偏差傳播路徑并用設(shè)定顏色表示；靈活定制風(fēng)險(xiǎn)矩陣、評估風(fēng)險(xiǎn)等級；可自行定義偏差；信息記錄全面完整，分析結(jié)果能夠有效再利用；靈活定制HAZOP分析報(bào)告表。原因HAZOP和偏差HAZOP的比較假定設(shè)備故障或誤操作假定偏差識別設(shè)備故障引起的偏差在P&ID上劃分節(jié)點(diǎn)選擇分析節(jié)點(diǎn)識別偏差的原因分析偏差在過程中的傳播以及所造成的影響評價(jià)現(xiàn)有安全措施、探討追加安全措施的必要性原因HAZOP偏差HAZOPHAZOPStationHAZOPStation分析畫面HAZOP記錄信息的再利用故障樹自動生成在線故障診斷（輔助運(yùn)行）變更管理風(fēng)險(xiǎn)等級分布圖故障樹自動生成與分析系統(tǒng)FTAStationFTAStation是基于HAZOP分析結(jié)果的故障樹自動生成與分析系統(tǒng)，能夠?qū)に囄：M(jìn)行定量分析和評價(jià)，彌補(bǔ)了HAZOP無法進(jìn)行定量分析的局限性。FTAStation具有如下優(yōu)勢：HAZOP完成后能夠自動生成故障樹；追加安全措施后的故障樹重新生成與分析；計(jì)算頂上事件發(fā)生概率；風(fēng)險(xiǎn)等級評估；安全完整性等級SIL驗(yàn)證；安全措施的有效性確認(rèn)；在P&ID上顯示危險(xiǎn)等級和現(xiàn)有安全保護(hù)裝置的所在位置；在故障樹上用設(shè)定顏色顯示最小割集和最小徑集；保證FTA與HAZOP分析結(jié)果的統(tǒng)一性；實(shí)現(xiàn)工藝危害定性分析和定量分析一體化。故障樹自動生成一例可視化設(shè)備管理系統(tǒng)PMVStationPMVStation是基于智能P&ID的可視化設(shè)備管理系統(tǒng)。以智能P&ID為導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)在P&ID畫面上為石油化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、管線、安全儀表等的管理、維護(hù)、變更提供可視化的技術(shù)支持。PMVStation具有如下優(yōu)勢：能夠同時(shí)多畫面顯示P&ID和PFD，實(shí)現(xiàn)圖紙管理、圖紙瀏覽、圖紙連接、圖紙導(dǎo)航；利用各種規(guī)則對設(shè)備進(jìn)行分類和控制；在P&ID上點(diǎn)擊閥門設(shè)定開/關(guān)狀態(tài)并用空心/涂黑表示閥門開/關(guān)狀態(tài)；可保存或讀入所設(shè)置的設(shè)備狀態(tài)；根據(jù)所設(shè)定的設(shè)備狀態(tài)檢索并用彩色顯示物料流路走向、檢查危險(xiǎn)物料隔離效果；用不同顏色來區(qū)分不同的流體相態(tài)；點(diǎn)擊設(shè)備即可獲取該設(shè)備設(shè)計(jì)和使用條件等相關(guān)信息；支持與外部文件的鏈接，包括設(shè)備維修履歷、腐蝕圖片、檢測數(shù)據(jù)和設(shè)備使用說明書、事故案例等；可設(shè)置單一或多個(gè)查詢條件并高亮彩顯滿足查詢條件的設(shè)備在P&ID上的所處位置；大修時(shí)的工程輔助圖示管理，實(shí)現(xiàn)閥門開/關(guān)、拆除部位隔離、盲板插入和撤除、掛鎖警告牌等管理可視化；顯示風(fēng)險(xiǎn)等級分布圖；提供工藝技術(shù)和設(shè)備設(shè)施變更信息查詢、變更部位色彩高亮顯示，實(shí)現(xiàn)變更管理可視化；對工程圖紙進(jìn)行集成共享，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資料的連續(xù)性保存及電子圖紙的有效管理；能夠與其他外部系統(tǒng)如PIMS、SAP系統(tǒng)互相傳遞相關(guān)信息。PMVStation結(jié)果一例在線故障診斷系統(tǒng)OFDStationOFDStation是基于知識和規(guī)則的實(shí)時(shí)在線故障診斷專家系統(tǒng)。通過把DCS集散控制系統(tǒng)輸出的工藝變量狀態(tài)與知識庫里的專家知識交互比較，根據(jù)所定的規(guī)則和異常傳播模型推理判斷產(chǎn)生工藝異常工況的原因和設(shè)備故障模式。OFDStation具有如下優(yōu)勢：從工藝危害分析過程中自動獲取專家知識；在P&ID畫面上高亮彩色顯示故障設(shè)備和異常傳播路徑；用聲音和文字提示操作人員排除故障；在P&ID畫面上模擬產(chǎn)生異常工況，用于訓(xùn)練提高操作人員對異常工況的實(shí)際處理能力?？梢暬?/p>