计量仪表全生命周期管理机制的探讨和研究

陈 寅

（中国石油化工股份有限公司 金陵分公司，南京 210033）

0 引言

目前，计量仪表被广泛应用于石油化工企业生产过程中，直接参与企业原料进厂、生产加工到产品出厂等各项生产经营活动。随着外部市场竞争日益激烈，面对新形势下的发展要求，提高企业计量管理水平势在必行。精准的计量数据是企业挖潜增效、优化生产的重要依据，也是产品质量、企业经济效益的重要保障。而计量数据的准确性取决于计量仪表的管理，只有在计量仪表精度准确和平稳运行的基础上才能得到保障。计量仪表管理工作是计量管理中最基础，也是最重要的组成部分。

石油化工企业有大规模的生产装置和复杂的工艺流程，使用的计量仪表数量众多、安装地点分散、仪表种类和型号繁多、工作原理和检定规程也各不相同、计量数据实时采集动态性强，这些都给企业计量仪表管理带来了一定的困难。为了提高计量仪表管理水平，提出了全生命周期管理的理念，并借助于信息化和智能化的手段来实现计量仪表全面、系统、科学的管理。

1 石油化工企业计量仪表全生命周期管理现状

近年来，在石油化工企业计量仪表管理研究中开始提出全生命周期管理的理念，并在实际工作中进行实践和探索。计量仪表全生命周期管理，一般是指从计量仪表购置、开箱、建立台账、检定、维护、故障处理，到报废进行全方位、全天候、全过程的管理。

但是，目前的计量仪表管理现状普遍存在一些问题：

一是每个管理环节由不同的部门和不同的人负责，并且都在线下以纸质记录的形式进行操作，使得整个管理过程各个环节之间衔接不够连贯，无法做到互融互通。

二是计量仪表数量和种类繁多，给管理带来难度，有时会出现现场仪表和设备台账基础数据不一致的现象，建档和更新不及时，易造成设备信息缺失和错误，对设备检维修和日常维护造成影响。

三是计量仪表日常运维管理需要投入大量人力和物力，不仅生产运行效率不高，也增加了企业生产经营成本。

四是现场设备维修记录分散，不能给设备更新和技改项目提供有效的参考依据。

2 计量仪表全生命周期管理的重要环节

2.1 计量仪表购置管理

根据实际生产需要，例如因计量仪表缺配、损坏、设备更新或者技术改造等原因，提出采购需求，经相关部门审批同意后进行立项，并下达采购订单，由物资装备中心进行招投标、选型设计，并签订技术协议和采购合同。在交货期内，由供应商送货，将设备入库，进行开箱登记、验收，并建立设备档案。

2.2 计量仪表台账管理

建立计量仪表设备台账，收集计量仪表的基础信息，包括计量仪表的器具名称、安装地点、测量范围、出厂编号、规格型号、生产厂家、ABC等级、设备状态、检定结果等。通过建立计量设备台账档案，并制定相应的管理措施，对全公司计量仪表设备实行分级管理，实现全面受控，区别管理。

2.3 计量仪表运维管理

计量仪表日常巡检工作是常规的仪表维护方式方法。计量仪表维护人员每天在负责维护的区域内对每一台计量仪表进行现场检查，检查现场计量仪表设备是否完好，是否存在泄漏和腐蚀的情况，是否正常运行，是否存在跑冒滴漏的现象。检查现场控制电缆线是否裸露在外，镀锌保护管和防爆穿线盒等是否有破损，伴热管线供给是否正常等。通过日常巡检第一时间发现故障和安全隐患，及时处理并解决问题，并做好计量仪表巡检记录。

在巡检过程中如果发现故障，仪表维护人员先进行故障分析和诊断，再进行处理。如果故障不在仪表维护人员处理能力范围内，要向仪表维护班组长报告，进行仪表故障抢修。如果仪表维护班组长仍不能处理，要向技术组设备员报告。设备员制订故障处理方案，提交外委维修工单。如果是仪表电子元件损坏无法修复，就申请购置仪表零配件；如果是仪表技术问题范畴，就申请厂家技术人员上门服务。

计量仪表在生产装置检修期内进行检修，在生产装置检修停工期间，将部分管道式的计量仪表进行拆除，送到检定装置进行周期检定，对部分计量仪表进行在线校准，对日常故障率较高的计量仪表制定相关技术改造方案进行整改，对缺配的仪表进行新增安装。在开工前，将计量仪表进行安装调试和仪表联校并投用，确保开工后计量仪表的长周期的稳定运行。

2.4 计量仪表检定管理

新购置的计量仪表在投入使用前都需要进行检定，将计量仪表送到检定装置，并下达检定计划。经过检定，结果合格后出具检定证书，才能进行安装调试并投入正常使用。在日常计量仪表的使用过程中，也要进行周期检定，检定周期根据计量仪表的用途进行划分。一般情况下，用于进出厂贸易交接和安全环保监测的计量仪表属于A类强制检定计量器具，检定周期是一年；用于生产装置测量物料和能耗的计量仪表一般属于B类计量器具，检定周期根据生产装置检修期来定，只有在检修期内才有条件将计量仪表进行拆除，送到检定装置进行检定。周期性的检定是计量仪表精度准确的基本保障。

2.5 计量仪表报废管理

在计量仪表超过使用年限、计量仪表的精度等级已经不能满足生产要求或者计量仪表电子元件损坏无法修复的前提下，可以提出计量仪表报废申请，经过机动处专业工程师进行技术鉴定。审核批准后，可以将计量仪表进行报废处理，将报废的计量仪表统一交旧送到物资回收车间，并将物资回收单凭证交到机动处，并对计量仪表台账进行状态变更。

3 计量仪表全生命周期管理信息化的实施过程

近几年来，随着石油化工企业信息化建设步伐的不断加快，在ERP设备管理系统、EM系统、MES系统、PHD实时数据库和计量管理系统的支持下，在质量流量计、超声波流量计和电磁流量计等智能型计量仪表的大规模投用的前提下，在计量管理系统升级改造中，开发了相应的功能模块，使得计量仪表全周期管理的信息化建设能够得到实现。

3.1 计量仪表购置信息化管理

计量仪表全生命周期管理信息化建设提供了一个平台，可以将采购项目的内容进行数据录入，在采购设备到货后，进行开箱登记、验收，并将设备名称、规格型号、生产厂家、出厂编号、出厂日期等基础信息录入到全生命周期管理信息平台里。

图1 计量仪表台账基础信息管理画面Fig.1 Basic information management screen of metering instrument ledger

图2 生产装置计量仪表流量实时数据监测画面Fig.2 The real-time data monitoring screen of the flow rate of the metering instrument of the production plant

3.2 计量仪表台账信息化管理

结合现场实际情况，建立计量仪表设备台账档案。为新购置和已投用的计量仪表都粘贴上NFC芯片电子标签，运用NFC技术和软件技术相结合的方式，建立计量仪表信息动态数据库，实现计量仪表台账在线数据交互管理。既可以在现场用手持终端PAD扫描NFC芯片电子标签查询和修改计量仪表的台账基础信息和检定信息，终端修改后，其修改内容及时上传到全生命周期管理系统进行更新，也可以将全生命周期管理系统里现有的台账发送到PAD手持终端，实现NFC芯片电子标签在线数据写入及读取管理，实现远程台账下载读取和远程修改台账数据的管理。更新计量仪表台账信息的方式变得灵活，避免了设备信息变更不及时导致设备设计参数、设备入厂、安装与调试、检定结果不全的现象。

3.3 计量仪表运维信息化管理

图3 智能型计量仪表远程状态监测画面Fig.3 Remote status monitoring screen of intelligent metering instrument

采用智能巡检的方式，仪表维护人员日常巡检时携带手持终端PAD，用手持终端PAD对巡检计量仪表设备进行扫描上传，在全生命周期管理信息平台中产生巡检轨迹，便于优化巡检流程，形成图形化展示。

对于计量仪表故障的诊断不仅仅局限于现场巡检时发现问题，还可以依靠实时数据库对计量仪表数据进行实时采集，实现对计量仪表流量瞬时量、流量累积量、温度、压力等全天候、全方位的监控。通过在远程观察计量仪表的流量瞬时量和流量累积量的历史数据曲线和发展趋势，进行数据比对，来判断计量仪表运行状况是否存在故障，再结合现场仪表巡检开展有针对性的检查，来进行故障的诊断、分析和问题处理。并将故障处理记录填报在全生命周期管理信息平台上，建立故障历史数据库，并进行典型故障案例分析，便于统计计量仪表故障率，为制定计量仪表设备更新和技改项目提供有效的参考依据。

针对部分智能型计量仪表，如高精度的质量流量计和气体超声波流量计等，可以采用基于状态参量进行智能监控，采用Modbus协议，通过标准RS485通信接口读取流量计的测量参数、组态参数、运行状态参数及报警信息。通过仪表运行状态参量的变化及时发现并诊断故障，智能仪表可以输出错误代码，发出故障报警信息，对故障进行自诊断，并提供故障解决方案。并将故障报警提示信息以手机短信的形式发送给计量仪表管理人员，大大提高了故障处理能力。

目前，采用远程终端在线巡检的方式和传统的现场巡检的方式相结合，降低了计量仪表巡检的劳动强度，缩短了仪表故障发现的时间，提高了故障诊断的准确性和及时性，提升了计量仪表维护水平。

3.4 计量仪表检定信息化管理

计量仪表周期检定是加强计量器具规范化管理的重要组成部分。在计量仪表进行周期检定的基础上，确保石油化工企业内计量器具都能够全面受控。计量仪表在有效的检定期内，符合国家法律法规要求。

根据计量仪表台账管理中检定周期的相关规定，建立计量仪表周期检定预警机制，对即将超期未检的计量仪表进行报警，提醒相关单位计量管理人员，在检定周期内，下达检定计划，将计量仪表进行送检。经过检定，结果合格后开具检定证书，如果检定不合格，则开具检定结果通知书，并将原始检定记录都上传到检定信息系统平台里。

3.5 计量仪表报废信息化管理

计量仪表报废功能模块实现在线提报计量仪表报废申请，经过有关部门进行技术鉴定和审批后在线上形成会签记录，再将报废仪表送至物资回收车间，将物资回收确认凭证单上传到系统里，形成电子档案，报废流程结束后，设备状态也自动变更为报废状态。

4 实施效果

计量仪表全生命周期管理系统项目信息化建设，实现了对计量仪表从项目设计、设备进厂、设备检定、现场安装、后续维修，直至报废的计量仪表使用全过程管理，实现了在巡检过程中自动记录统计用户巡检记录、故障记录、巡检轨迹，并同全生命周期系统计量仪表台账数据进行交互，为计量仪表的智能化管理提供了技术支撑。通过计量仪表维护信息化，改进、优化巡检模式，不仅减轻了工作强度，也提高了日常巡检的维护质量，保障计量数据的实时性、全面性和准确性。

计量仪表全生命周期管理系统项目的信息化建设，将以往线下的工作流程进行梳理和整合，设计相关的功能模块开展线上运营模式，建立标准化和规范化的业务流程体系，从线下到线上，不仅避免了人工跑腿签字审批的麻烦，还让不同部门人明确自身职责，使得整个审批流程清晰明了，便于查询工作进展，实现了无纸化办公，提高了办公效率。

5 结束语

随着石油化工企业面临着国际原油价格不断上涨以及国际市场竞争的严峻挑战，计量工作是企业重要的支撑性基础管理工作，为企业挖潜增效、安全生产、优化操作、节能降耗等构建坚实保障。随着石油化工企业计量专业精细化管理的不断深入，越来越多的智能型计量仪表得到广泛应用，为了加强计量仪表设备基础管理，保障计量仪表长周期稳定运行，对计量仪表实施全生命周期管理进行了信息化建设，开发了相应的功能模块，并在应用过程中，结合实际工作的开展进行探索和研究，后续将进一步完善系统功能，进一步优化相关业务流程，深化全生命周期管理系统的应用，使石油化工企业计量管理水平得到进一步提升，让计量工作迈上一个新台阶。