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　　近幾年化工行業(yè)安全事故頻發(fā)，如何保障生產(chǎn)和人員安全已是企業(yè)的永恒命題。安全是一條紅線，化工企業(yè)也越來越多的受到國家安監(jiān)部門監(jiān)管和檢查。我們經(jīng)常講防患于未然，及早的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常狀況并及時(shí)響應(yīng)處理，消除隱患是生產(chǎn)安全的本質(zhì)保障。而異常狀況識別和響應(yīng)處理的第一陣地就是中控室，先鋒主角就是生產(chǎn)操作員，面向的對象就是過程報(bào)警。

　　1、為什么說中控室是生產(chǎn)安全保障的第一陣地

　　LOPA中的獨(dú)立保護(hù)層中的報(bào)警和操作干預(yù)，就是過程異常及響應(yīng)處理，是基本過程控制正常生產(chǎn)外的第一保護(hù)層級。作為保護(hù)計(jì)劃的一部分，工廠需將操作員對報(bào)警的響應(yīng)和處理視為保護(hù)層。這需要操作員按照規(guī)定的方式和規(guī)程對特定的過程報(bào)警及時(shí)響應(yīng)，采取干預(yù)措施，將初始異常狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)，避免異常嚴(yán)重加劇導(dǎo)致聯(lián)鎖甚至停車，從而保證生產(chǎn)正常的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

LOPA中的獨(dú)立保護(hù)層(圖片來自于網(wǎng)絡(luò))

　　但目前大部分工廠現(xiàn)實(shí)的情況著實(shí)令人擔(dān)憂。生產(chǎn)操作員在日常生產(chǎn)操作過程中，報(bào)警泛濫是普遍存在的一個(gè)問題。由于以往相互獨(dú)立的系統(tǒng)逐步集成，操作人員減少，每個(gè)操作人員監(jiān)控的區(qū)域范圍相應(yīng)隨之?dāng)U大，需要處理的報(bào)警也隨之增多，同時(shí)由于裝置改造變更導(dǎo)致無效的報(bào)警也隨之增多，報(bào)警泛濫現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。問題是如果發(fā)生報(bào)警泛濫，則不能保證操作員將以指定的方式響應(yīng)。如果他的反應(yīng)被延遲或者他完全沒有注意到報(bào)警，則可能根本沒有任何反應(yīng)。由于缺乏嚴(yán)格的報(bào)警管理和優(yōu)化措施，報(bào)警泛濫正逐漸成為目前許多工廠一項(xiàng)嚴(yán)峻的問題，這可能會導(dǎo)致LOPA完整性失效，工廠面臨著不斷增長的安全與環(huán)境事故風(fēng)險(xiǎn)。

某化工企業(yè)報(bào)警泛濫截屏

　　面對報(bào)警泛濫，操作員對報(bào)警已基本漠視，機(jī)械的點(diǎn)擊鼠標(biāo)盲目地確認(rèn)報(bào)警，HMI畫面上的報(bào)警清單滿屏紅色，操作員無法通過有效的報(bào)警工具和顯示信息快速響應(yīng)和處理不同優(yōu)先級的報(bào)警。糟糕的報(bào)警管理確實(shí)在某些重大工業(yè)事故中有記錄，事故分析及責(zé)任追究時(shí)，操作員往往牽涉其中。所以在提高操作員過程操作和異常處理能力的同時(shí)，我們也需重視過程報(bào)警管理數(shù)字化工具，通過數(shù)字化技術(shù)的手段提高報(bào)警管理水平，保障生產(chǎn)安全。

　　這就是化工行業(yè)用戶普遍的心聲：沒有好的報(bào)警管理的中控室太難了！

　　2、如何才能做好過程報(bào)警管理

　　好的過程報(bào)警管理是什么樣的？或者說過程報(bào)警管理的目標(biāo)是什么？報(bào)警管理作為對過程生產(chǎn)異常情況響應(yīng)的第一防線，應(yīng)該做到：

• 準(zhǔn)確報(bào)警 - 報(bào)警設(shè)計(jì)與實(shí)際工藝過程相符，報(bào)警及時(shí)準(zhǔn)確。
• 安全運(yùn)行 - 減少操作員報(bào)警處理負(fù)荷，避免響應(yīng)不及時(shí)或沒有響應(yīng)。
• 有效處理 - 提高報(bào)警清晰度，提供準(zhǔn)確的報(bào)警幫助信息，快速分析原因并采取有效措施。
• 持續(xù)改進(jìn) - 建立全廠的報(bào)警管理平臺，持續(xù)管理，監(jiān)測和優(yōu)化報(bào)警。

　　如何做到呢？過程報(bào)警管理有國際標(biāo)準(zhǔn)可循，也即將有國家標(biāo)準(zhǔn)可循。最新的過程工業(yè)報(bào)警系統(tǒng)管理國際標(biāo)準(zhǔn)有ISA 18.2-2016和IEC 62682-2017，而中國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 41261-2022（采用IEC 62682-2014國際標(biāo)準(zhǔn)）已于今年3月9日發(fā)布并將在2022年10月1日開始實(shí)施。

　　依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中最核心的就是定義了過程報(bào)警管理全生命周期管理模型，把報(bào)警管理優(yōu)化過程分為10個(gè)階段。現(xiàn)在很多先進(jìn)的外資合資化工企業(yè)已經(jīng)開始按照此生命周期管理模型實(shí)施報(bào)警優(yōu)化管理，國內(nèi)的標(biāo)桿企業(yè)基于艾默生的技術(shù)服務(wù)和解決方案也已成功完成數(shù)字化報(bào)警管理試點(diǎn)工作并開始擴(kuò)展部署，報(bào)警管理水平和報(bào)警質(zhì)量得到了極大的提升。

過程報(bào)警管理全生命周期模型

　　在全生命周期模型的10階段，實(shí)施報(bào)警管理最主要任務(wù)有如下表五部分：

　　再次強(qiáng)調(diào)報(bào)警合理化的重要性。它是檢查報(bào)警的過程，合理化是整體報(bào)警管理項(xiàng)目或計(jì)劃的一個(gè)組成部分，這是報(bào)警管理中最重要的部分。合理化中使用的方法將成為整體工作成敗的主要決定因素。通過靜態(tài)和動態(tài)合理化來提高報(bào)警質(zhì)量、消除無效報(bào)警、優(yōu)化有效報(bào)警 ，讓不該報(bào)警的不報(bào)，該報(bào)警的準(zhǔn)確報(bào)。

　　那么在過程報(bào)警管理實(shí)施過程中，需不需要軟件工具或管理平臺呢？答案是肯定的！而且需要的是數(shù)字化的先進(jìn)的報(bào)警管理平臺工具，從報(bào)警合理化、報(bào)警詳細(xì)設(shè)計(jì)、報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施到報(bào)警性能監(jiān)測和評估，都需要工具來支撐實(shí)現(xiàn)，也需要基于管理平臺進(jìn)行后期維護(hù)、變更和審計(jì)工做。

　　3、數(shù)字化報(bào)警管理三步曲

　　對于已投運(yùn)的化工企業(yè)來講，在人員精簡的情況下，生產(chǎn)部門迫切需要通過高效的方式來分析報(bào)警、合理化報(bào)警、審查報(bào)警和優(yōu)化報(bào)警來改進(jìn)報(bào)警管理，使用創(chuàng)新的數(shù)字化報(bào)警管理平臺工具，使得這些過程得到了極大地簡化。分析報(bào)警，合理化報(bào)警和優(yōu)化報(bào)警也就有了對應(yīng)的軟件工具。

　　數(shù)字化報(bào)警管理第一步：通過報(bào)警性能分析洞察問題和優(yōu)化方向

　　為了滿足生產(chǎn)管理和操作人員對報(bào)警現(xiàn)狀的詳細(xì)了解，應(yīng)該有一個(gè)報(bào)警性能數(shù)字化分析工具用于性能分析和報(bào)表制作，以識別報(bào)警系統(tǒng)在正常操作過程和過程干擾中的問題或弱點(diǎn)。

　　報(bào)警性能分析工具應(yīng)用于報(bào)警生命周期模型的監(jiān)測評估階段，借助數(shù)字化分析工具能夠生成提供基于ISA-18.2 標(biāo)準(zhǔn)推薦KPI性能矩陣的報(bào)警報(bào)告。報(bào)警性能分析工具提供從收集數(shù)據(jù)到處理報(bào)警歷史數(shù)據(jù)并對其評估和分析的能力。

典型報(bào)警性能指標(biāo)

　　項(xiàng)目執(zhí)行時(shí)，用戶也可以根據(jù)實(shí)際自行定制其它需求，報(bào)警關(guān)鍵績效指標(biāo)工具支持以月、周、天為基本周期展現(xiàn)系統(tǒng)報(bào)警性能趨勢，并能夠提供持續(xù)報(bào)警清單、抑制報(bào)警清單、每小時(shí)平均報(bào)警數(shù)， TOP20 清單、報(bào)警溢出次數(shù)清單等，并且支持按不同操作班次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

某化工客戶報(bào)警性能分析周報(bào)告(基于艾默生EKPI報(bào)警性能分析工具)

　　細(xì)心的讀者會發(fā)現(xiàn)，示例報(bào)告中的客戶報(bào)警現(xiàn)狀已經(jīng)屬于報(bào)警負(fù)荷超高水平，每10分鐘平均報(bào)警次數(shù)214次，每10分鐘峰值報(bào)警次數(shù)1389次，報(bào)警泛濫時(shí)間占比99.3%。工廠的生產(chǎn)安全令人堪憂。

　　報(bào)警性能監(jiān)測和分析，可以讓企業(yè)清楚知道報(bào)警問題所在和當(dāng)前的報(bào)警管理水平，為實(shí)施報(bào)警合理化和報(bào)警優(yōu)化工作提供依據(jù)和方向。

　　數(shù)字化報(bào)警管理第二步：部署主報(bào)警數(shù)據(jù)庫進(jìn)行報(bào)警優(yōu)化管理和合理化

　　化工企業(yè)的報(bào)警數(shù)據(jù)數(shù)以萬計(jì)，如何有效地管理這些報(bào)警數(shù)據(jù)？如何做到報(bào)警臺賬信息與控制系統(tǒng)中報(bào)警設(shè)置信息一致？如何有效管理報(bào)警設(shè)定的變更？如何周期性地審計(jì)報(bào)警數(shù)據(jù)，反應(yīng)工廠安全水平？如何在安監(jiān)部門檢查時(shí)，提供反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前報(bào)警狀態(tài)的報(bào)表，顯示工廠中各種運(yùn)行狀態(tài)，并提供有效的報(bào)警應(yīng)對措施記錄？如何做到報(bào)警數(shù)據(jù)的集群管理，多個(gè)裝置或全廠范圍？靠Excel表格人工手動維護(hù)嗎？靠系統(tǒng)工程師從DCS系統(tǒng)中導(dǎo)出報(bào)警數(shù)據(jù)逐條分析和修改嗎？答案是否定的。報(bào)警數(shù)據(jù)存儲，報(bào)警數(shù)據(jù)變更管理、報(bào)警設(shè)置與DCS系統(tǒng)的交互、報(bào)警管理的審計(jì)等這些繁雜的工作正是主報(bào)警數(shù)據(jù)庫平臺能出色勝任的。

　　主報(bào)警數(shù)據(jù)庫模塊是實(shí)現(xiàn)報(bào)警管理的基本工具，能夠?yàn)橛脩籼峁┮呀?jīng)驗(yàn)證的報(bào)警數(shù)據(jù)的集中存儲功能，包括報(bào)警合理化和報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)果；主報(bào)警數(shù)據(jù)庫本身也集成基于ISA18.2 標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警合理化工具如 報(bào)警優(yōu)先級矩陣，報(bào)警邊界值設(shè)計(jì)等，可以有效幫助用戶進(jìn)行報(bào)警靜態(tài)合理化。其也是先進(jìn)報(bào)警管理，包括動態(tài)報(bào)警管理模塊和報(bào)警擱置管理模塊的平臺工具基礎(chǔ)。主報(bào)警數(shù)據(jù)庫主要應(yīng)用于ISA18.2模型的報(bào)警合理化階段和報(bào)警系統(tǒng)投用后的使用、維護(hù)、變更和審計(jì)階段。用戶借助主報(bào)警數(shù)據(jù)庫可查看所連接控制系統(tǒng)的報(bào)警配置，自動瀏覽所有控制系統(tǒng)的報(bào)警信息，并將這些信息導(dǎo)入報(bào)警管理平臺。

　　主報(bào)警數(shù)據(jù)庫在與控制系統(tǒng)的初次同步后，可以按照事先設(shè)定的時(shí)間周期自動確認(rèn)控制系統(tǒng)是否存在變更內(nèi)容。一旦發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫發(fā)生變更，主報(bào)警數(shù)據(jù)庫將自動記錄位號的任何變更，并自動對變更進(jìn)行標(biāo)注，方便工程師快速定位變更內(nèi)容，來進(jìn)行變更管理。

主報(bào)警數(shù)據(jù)庫的主要構(gòu)成元素

　　簡單總結(jié)下主報(bào)警數(shù)據(jù)的用途和功能：

• 標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)警配置，報(bào)警數(shù)據(jù)集中存儲管理。
• 報(bào)警合理化的工具(報(bào)警屬性、報(bào)警優(yōu)先級、報(bào)警邊界、動態(tài)報(bào)警等）
• 與控制系統(tǒng)連接，自動同步報(bào)警數(shù)據(jù)庫。
• 提供網(wǎng)絡(luò)訪問功能，以便生產(chǎn)工藝人員獲取中央數(shù)據(jù)庫中的報(bào)警信息，提高報(bào)警管理和維護(hù)效率。
• 確保所有變更正確一致，并記錄變更過程。
• 可以通過詳細(xì)的審計(jì)跟蹤功能支持合規(guī)性。
• 借助DCS操作畫面為操作員提供過程操作邊界的報(bào)警幫助(原因、后果和措施)。

　　數(shù)字化報(bào)警管理第三步：使用動態(tài)報(bào)警管理工具進(jìn)一步減少報(bào)警泛濫，提高報(bào)警系統(tǒng)魯棒性

　　動態(tài)報(bào)警管理工具是高級報(bào)警工具之一，主要應(yīng)用于ISA18.2模型的報(bào)警合理化階段，基于主報(bào)警數(shù)據(jù)庫來實(shí)施。動態(tài)報(bào)警管理，已被證明在工況變化時(shí)可以有效控制峰值報(bào)警率（報(bào)警泛濫）。報(bào)警靜態(tài)合理化可以解決穩(wěn)態(tài)過程的大部分報(bào)警問題，如常駐報(bào)警、擾動報(bào)警等。但在裝置工況變化時(shí)，仍然無法有效消除報(bào)警泛濫現(xiàn)象。動態(tài)（又稱基于狀態(tài)或模式）合理化是對于多個(gè)過程狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警合理化。當(dāng)對每個(gè)報(bào)警點(diǎn)的討論中涉及“何時(shí)”時(shí)，靜態(tài)合理化可以變?yōu)閯討B(tài)合理化，即通過使用“何時(shí)”問題產(chǎn)生的答案，工程師可以正確配置動態(tài)報(bào)警管理工具，以便根據(jù)過程的當(dāng)前狀態(tài)適當(dāng)?shù)貑⒂煤屯Ｓ脠?bào)警，動態(tài)合理化是最終實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)魯棒性的必經(jīng)階段。

　　回答“何時(shí)”問題涉及使用操作經(jīng)驗(yàn)和過程知識來確定工廠的每個(gè)部分的可檢測的運(yùn)行狀態(tài)。報(bào)警管理團(tuán)隊(duì)確定關(guān)鍵操作數(shù)據(jù)和邏輯結(jié)構(gòu)，用于識別當(dāng)前狀態(tài)。一旦確定了狀態(tài)和邏輯，就直接確定何時(shí)（在哪些操作狀態(tài)下）每個(gè)報(bào)警處于活動或是不活動。

　　確定了的狀態(tài)和邏輯可以在動態(tài)報(bào)警管理工具中進(jìn)行組態(tài)來管理控制系統(tǒng)的狀態(tài)和狀態(tài)遷移，通過更改主報(bào)警數(shù)據(jù)庫中的報(bào)警優(yōu)先級或更改報(bào)警設(shè)定值并下發(fā)到DCS控制系統(tǒng)來抑制報(bào)警。

艾默生AgileOps動態(tài)報(bào)警管理模塊狀態(tài)組態(tài)界面

　　簡而言之，動態(tài)報(bào)警管理允許在現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)改變時(shí)修改主報(bào)警數(shù)據(jù)庫內(nèi)的每一個(gè)報(bào)警配置。為了確定所連接控制系統(tǒng)當(dāng)前處于哪種運(yùn)行狀態(tài)，動態(tài)報(bào)警管理工具將參考來自現(xiàn)場儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如閥門閥位、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)來確定工廠的運(yùn)行狀態(tài)，在不需要操作員協(xié)助的情況下將降低報(bào)警泛濫發(fā)生的概率，幫助操作員關(guān)注現(xiàn)場的實(shí)時(shí)運(yùn)行工況，而不是疲于響應(yīng)不重要、無意義的報(bào)警。

　　4、數(shù)字化報(bào)警管理的實(shí)施架構(gòu)

　　清楚了數(shù)字化報(bào)警管理的三步曲，那這三步怎么和中控室的DCS系統(tǒng)緊密交互呢？數(shù)字化管理講究數(shù)據(jù)流向，通過下圖就可以清楚地知道報(bào)警數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流向，也能知道該如何搭建數(shù)字化報(bào)警管理平臺。要說明的是三步曲可以一步一步走，也可以三步并作一大步一起走。

數(shù)字化報(bào)警管理實(shí)施架構(gòu)及數(shù)據(jù)流

　　5、數(shù)字化報(bào)警管理和中控室操作員有什么關(guān)系呢

　　回到我們的生產(chǎn)安全保障的前線陣地中控室，報(bào)警管理的實(shí)施和數(shù)字化報(bào)警管理平臺工具的部署和我們一線操作員有什么關(guān)系呢？可不要小瞧操作員的作用，在操作員被取代前，生產(chǎn)效益和生產(chǎn)安全全靠操作員的一雙手和一個(gè)大腦。領(lǐng)先的外資化工企業(yè)甚至已經(jīng)有了要把“操作班組”作為最小生產(chǎn)組織單元能力強(qiáng)化的考慮，要把和生產(chǎn)相關(guān)的80%的決策權(quán)力和處理范圍賦予給“操作班組”，一切潛在問題要在前線陣地由一線人員解決掉！

　　操作員的作用如此大，數(shù)字化報(bào)警管理和操作員的相互關(guān)系總結(jié)如下，更多的可以看到數(shù)字化報(bào)警管理對操作員的幫助和支持，及時(shí)排除安全隱患，保障生產(chǎn)安全！

• 報(bào)警合理化需要操作員的操作經(jīng)驗(yàn)，操作員是報(bào)警管理實(shí)施的貢獻(xiàn)者。
• 報(bào)警性能KPI可以作為操作員的工作績效考核部分，操作員的績效有據(jù)可依。
• 報(bào)警性能分析報(bào)告可以為操作員提供優(yōu)化操作的空間和方向，操作員經(jīng)驗(yàn)提升有的放矢。
• 報(bào)警主數(shù)據(jù)庫借助DCS操作畫面為操作員提供過程操作邊界的報(bào)警幫助(原因、后果和措施)，可以有效支持操作員準(zhǔn)確處理報(bào)警。
• 動態(tài)報(bào)警管理可以有效減少報(bào)警泛濫，減少操作負(fù)荷，確保操作員及時(shí)發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵報(bào)警并快速響應(yīng)報(bào)警。

　　以艾默生的數(shù)字化報(bào)警管理平臺AgileOps為例，看看上面提到的主報(bào)警數(shù)據(jù)庫中操作員幫助信息是如何給DCS操作員提供信息的。

通過DCS操作面板訪問主報(bào)警數(shù)據(jù)庫的操作幫助信息

　　艾默生數(shù)字化報(bào)警管理平臺

　　通過上面的全面介紹，相信化工企業(yè)用戶對如何做好報(bào)警管理，為什么要部署數(shù)字化報(bào)警管理工具，以及數(shù)字化報(bào)警管理平臺對生產(chǎn)管理部門、生產(chǎn)操作人員日常工作的支持和幫助有了深入的了解。

　　艾默生在報(bào)警管理咨詢、技術(shù)服務(wù)和數(shù)字化報(bào)警管理工具上擁有較為完整的解決方案。下圖簡單介紹艾默生AgileOps報(bào)警管理平臺的4個(gè)主要功能模塊，包括報(bào)警性能監(jiān)控EKPI、主報(bào)警數(shù)據(jù)庫MCSD、動態(tài)報(bào)警管理DM和報(bào)警抑制管理LM。

艾默生數(shù)字化報(bào)警管理平臺

　　結(jié)論

　　數(shù)字化智能化工廠建設(shè)背景下，過程報(bào)警管理的最終目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)可靠且一致的數(shù)字化報(bào)警管理平臺。依據(jù)ISA18.2標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施報(bào)警管理，同時(shí)部署遵守標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化報(bào)警管理平臺，通過減少無效報(bào)警的次數(shù)，操作員可以集中注意力快速應(yīng)對異常情況，采取適當(dāng)?shù)募m正措施。通過減少操作員的壓力，可以縮短解決事故的反應(yīng)時(shí)間，從而提高工廠安全性，降低重大環(huán)境事故的風(fēng)險(xiǎn)。