石油化工装备计算机辅助失效分析系统研究

候占世(天津国际石油储运有限公司，天津 300452)

石油化工装备计算机辅助失效分析系统研究

候占世(天津国际石油储运有限公司，天津 300452)

现在世界上石油资源越来越少，充分利用和开发原石油材料，提高石油的利用率是现在各国关注的重点，因此带动石油化工装备制造业，快速发展，已经朝着全球化、智能化、网络化和服务化方向发展，各国对石油化工装备的可靠性要求也越来越高。本文笔者强调了失效分析的重要性，并提出系统研发的计算机相关技术，最后重点分析失效分析子系统，为其建立提供理论资料。

石油化工装备；计算机辅助；失效分析；案例库

石油资源短缺带动石油化工设备快速发展，只能通过提高设备的精确性来提高石油的利用率，石油化工零部件在加工源石油过程中，由于各种原因，例如加工工艺、材料、应力状态、环境介质等，其设备中的零部件可能会发生损坏，失去其原有的功能，这种现象称为失效，失效现象发生率越大，越容易造成重大事故，甚至是造成人员伤亡，重大经济损失等，因此，失效分析是提高产品质量和可靠性的最有效途径，研究如何降低失效现象发生率，消除石油加工中的隐患是目前研究的一大热点。本文笔者对此方面进行了研究，希望为我国石油加工业做出一定的贡献。

1 失效分析的重要性

石油化工设备中的零部件在加工过程中出现损坏，而失去其原有功能的现象称为失效，零部件出现失效现象以后容易造成产品生产过程中各种问题，降低石油产品的质量和其生产效率，严重时可能会造成经济损失和人员伤亡，石油加工是一个复杂的过程，在传统的石油加工过程中，技术人员通过积累经验增加对失效现象的判断成功率，虽然技术人员将经验记录下来，但是因为各种原因和记录人员的习惯问题很多经验不能够得到继承和利用。现在计算机已经被应用于各种行业，计算机与设备相结合辅助产品生产效率，将计算机运用于失效分析中可以提高分析的准确性，并且还能够将分析的数据自动存储起来，使得后来的技术人员能够借鉴这些数据提高质效分析速率等，由此可见，研发计算机失效分析系统对于石油加工具有重要的作用。

2 系统研发的计算机相关技术

现在经过学者多年的研究，开发出来的计算机失效分析系统的相关技术有三种，一是系统开发的网络模式，该模式主要是以浏览器为服务平台，但是在使用过程中所有使用者都需要下载特定的app软件，用户操作界面是通过浏览器完成的，大部分工作在服务器终端实现，这样就降低了客户端的负荷，但是该系统需要不断的完善升级。二是网络编程技术，网络开发的网络程序设计语言有ASP、JSP、PHP以及ASP.NET四种，ASP简单易学但不能跨平台，一般只能在Windows系列的操作系统上运行。JSP几乎可以在所有的操作系统上运行，包括Win⁃dowsNT、Windows2000、Unix、Linux、Windows98等，但都需要安装JSP服务器引擎软件。PHP可在Unix、Linux或Windows操作系统下运行，在Client或Browser端也能够使用，但是对运行环境要求较高，尤其是在语言语法方面，必须大量采用C，Java和Perl语言的语法，ASP.NET是微软提出的框架的一部分，是框架中主要用来开发应用程序的。三是数据库技术，数据库是在一定的数据模型基础上建立起来的，能够被多个用户同时使用并且各个程序又相对独立的数据集合，常见的数据模型是关系型，现在使用较多的数据库有SQL Sever和Access数据库，前者运行稳定，但是配置较难，而后者配置简单，移植方便，且可以通过一定的程序转化为前者类型的数据库，并且因为两个数据库使用的语言相同，因此转换起来更方便快捷。

3 失效分析评价子系统的研究

失效分析就是通过对石油化工装备零部件的失效进行检测、试验，确定失效形式，找出失效原因，提出预防或改进措施。在石油加工过程中进行失效分析能够降低生产成本，减少零部件失效引起的经济和人员损伤。本文笔者基于神经网络模型，通过与失效分析技术路线相结合，来确定失效模式和原因。

3.1 失效分析的思路与方法

失效分析思路是进行石油化工装备失效分析全过程的指导方向，通过调查设备零部件的大小、尺寸、位置等信息，深入分析这些信息，可以判断零部件失效的原因，并找出解决办法，目前常用的失效分析方法有撒大网逐个因素排除思路与方法、系统工程的分析思路与方法、逻辑推理的失效分析思路与方法三种分析办法，最后总结石油化工设备失效分析技术路线。

3.2 基于案例推理和BP神经网络

基于案例推理方法过程包括表示，检索，修正，校验，运用，学习和储存等过，该方法主要是模拟人遇到问题时从大脑中检索出以往相关类似案例的解决办法，将这些方法与新的思维方式相结合来解决问题，并且还能够将成功的案例记入数据库中，供以后参考，当这些方法都不能解决问题时，通常会采用弱方法求解。BP神经网络有许多神经元（节点）相互连接而成的非线形网状结构系统，也是模拟人的思维方式，结合以往案例解决新的问题，信息传播方式包括正向传播和反向传播两种。

3.3 基于CBR-BP神经网络模型

CBR-BP神经网络模型首先是将以往的案例输入系统中，通过训练形成不同的索引，将所有的数据按照索引建立不同的数据子库，检索信息时根据索引的分类，在各个子库中检索有用的信息，并且后台要定时的更新子库信息，技术人员在数据库中输入层输入两个案例的失效现象属性值，输出层给出两个案例的相似度，选择相似度高的案例，了解其解决办法，最终制定出新问题的解决办法。

4 结语

综上分析，使用化工设备失效分析在现在石油加工业中尤为重要，本文笔者提出结合计算机技术进行失效分析的方法，包括案例推理法、BP神经网络法和建立CBR-BP神经网络模型三种办法，鉴于篇幅限制，对于失效分析评价子系统的数据库设计方便的内容未有提及，该方法研究已经趋于成熟，现已经有很多研究学者在此方面进行研究，并发表文章，但是失效分析方法研究较少，希望在未来有更多的人参与研究。

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