先進(jìn)過程控制(APC)需要適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)或關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI),以確保安全、高效的運(yùn)營。了解“良好”APC指標(biāo)的五個(gè)特征。
指標(biāo),也稱為關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI),是實(shí)現(xiàn)安全、高效過程運(yùn)營的重要工具。指標(biāo)表明運(yùn)營的關(guān)鍵方面,如報(bào)警、安全閥、安全系統(tǒng)或先進(jìn)過程控制(APC)是否按預(yù)期健康運(yùn)行,或者是否發(fā)生了需要注意的系統(tǒng)性故障。
在一家大企業(yè)中,維持大量專家隊(duì)伍來監(jiān)督各種技術(shù)的健康性能成本很高。相反,企業(yè)會(huì)保持優(yōu)化(即最少)的支持專家隊(duì)伍,并使用指標(biāo)來管理和確定其活動(dòng)的優(yōu)先級(jí)。通過這種方式,指標(biāo)提供了一種必要的工具,使其可以利用有限的資源來管理過程運(yùn)營的諸多關(guān)鍵方面。
就APC 而言,一家企業(yè)可能有數(shù)十個(gè)或數(shù)百個(gè)A P C 應(yīng)用,但APC 專家隊(duì)伍的數(shù)量有限。APC 指標(biāo)提供基本信息,以便了解何時(shí)、何地以及如何分配這些有限的支持資源。這一管理戰(zhàn)略的健全程度,取決于驅(qū)動(dòng)它的指標(biāo)。
用于APC 優(yōu)化的“良好”指標(biāo)特征
同樣,在報(bào)警合理化上,需要在某一點(diǎn)退后一步,確定“良好”報(bào)警的具體特征是什么?值得思考的是,“良好”指標(biāo)都具有哪些特征?
1、透明、有意義和直觀;所有運(yùn)營和優(yōu)化利益相關(guān)者對(duì)其具有信心,而不僅僅是APC 專家抱有信心。
2、自動(dòng)化、及時(shí)、響應(yīng)迅速和可靠;可以對(duì)觀察到的APC 狀態(tài)或行為變化做出正確及時(shí)的響應(yīng)。
3、技術(shù)獨(dú)立;可以應(yīng)用于任何類型的APC 或先進(jìn)調(diào)節(jié)控制(ARC),同時(shí)還可以在應(yīng)用之間提供有用的、直觀的比較。
4、抓住未開發(fā)的機(jī)會(huì);表明該技術(shù)是否已在任何地方得到應(yīng)用,顯示長(zhǎng)期進(jìn)展,以及仍有多少部署潛力。
5、優(yōu)雅和高效;包括最少數(shù)量的相對(duì)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化、低維護(hù)需求的指標(biāo),這些指標(biāo)可以在整個(gè)企業(yè)中統(tǒng)一部署。
指標(biāo)不一定能診斷出故障的根本原因,但它們應(yīng)該能反映出任何系統(tǒng)故障的不良影響,而不管其根本原因是什么。例如,血壓和脈搏不能診斷疾病,但它們可以指示患者的健康狀況、是否需要日常維護(hù)或是否需要更專業(yè)的治療。
APC服務(wù)系數(shù)的含義和歷史
APC 從未擁有過那么好的指標(biāo)。APC 依賴于單個(gè)有限指標(biāo)“服務(wù)系數(shù)”,即APC 應(yīng)用打開或關(guān)閉的時(shí)間百分比。不幸的是,應(yīng)用可以一直保持運(yùn)行,但性能可能“降級(jí)”得厲害,這甚至很常見的。服務(wù)系數(shù)對(duì)于指示A P C 應(yīng)用程序何時(shí)關(guān)閉仍然很重要,但高服務(wù)系數(shù)不能被視為應(yīng)用運(yùn)行正常并達(dá)到其預(yù)期目的。
傳統(tǒng)的基于模型的APC 性能指標(biāo)始終很復(fù)雜,與此原因基本相同,嘗試更具說服力的指標(biāo),通常都是不成功的。如果基礎(chǔ)模型本身不可靠,那么實(shí)現(xiàn)可靠的、基于模型的多變量控制性能,或以有意義的方式測(cè)量該性能,將比較困難。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,大多數(shù)傳統(tǒng)A P C 技術(shù)的用戶已經(jīng)臨時(shí)制作了各種內(nèi)部A P C 指標(biāo)工具,但沒有一種工具符合“良好指標(biāo)”的標(biāo)準(zhǔn),也沒有出現(xiàn)行業(yè)最佳實(shí)踐。
過去,APC 指標(biāo)所犯的一個(gè)錯(cuò)誤是,幾乎所有的假設(shè)都是基于受控變量(C V)的性能,而不是基于操縱變量(M V)的改變?;締栴}是受控變量的性能受A P C應(yīng)用以外的許多因素的影響(圖1)。
▎圖1: 除受APC 操縱變量(MV)影響外,APC 控制變量(CV)還受到很多其它因素的影響。這使其實(shí)際上不可能基于CV 行為來設(shè)計(jì)可靠的APC 指標(biāo)。相反,MV 變動(dòng)提供了APC 對(duì)過程運(yùn)營所做貢獻(xiàn)的清晰記錄,并且可以很容易地轉(zhuǎn)化為有效的APC 利用率和效益指標(biāo)。
大多數(shù)現(xiàn)代過程運(yùn)營環(huán)境都是動(dòng)態(tài)的,有很多并行工作,以各種方式來優(yōu)化關(guān)鍵受控變量,因此實(shí)際上不可能將A P C 從其中分離出來。
這就是為什么首先實(shí)施工廠步驟,因?yàn)樵谡_\(yùn)行期間,無法將單個(gè)影響與總體受控變量行為分離開來。相反,操縱變量的變化提供了APC 應(yīng)用的清晰記錄,可以作為“良好”APC 指標(biāo)的基礎(chǔ)。
工業(yè)行業(yè)需要的APC指標(biāo)
很久以前,工業(yè)界就看重閉環(huán)控制的內(nèi)在價(jià)值,而不是開環(huán)控制,因此“手動(dòng)回路”是當(dāng)今最常見的過程控制指標(biāo)之一。業(yè)內(nèi)人士還牢記,控制臺(tái)運(yùn)營人員不應(yīng)被過多的低值報(bào)警分散注意力或弄得不知所措,因此“不良行為報(bào)警”,成為另一個(gè)幾乎普遍應(yīng)用的衡量標(biāo)準(zhǔn)。
這說明了在運(yùn)營控制臺(tái)上發(fā)生的回路干預(yù)的數(shù)量(例如控制器設(shè)定點(diǎn)、輸出和模式更改的數(shù)量)很多。數(shù)字大,表示手動(dòng)和/ 或不良參與者回路中的多變量回路過多。這種“回路干預(yù)”指標(biāo),體現(xiàn)了大量APC 指標(biāo)和管理信息。
它測(cè)量控制臺(tái)運(yùn)營人員的活動(dòng)負(fù)荷;指示現(xiàn)有多變量控制應(yīng)用程序的運(yùn)行狀況;識(shí)別缺失/ 需要的應(yīng)用;并確定最糟糕的參與者回路。回路干預(yù)的總數(shù),用來衡量A P C項(xiàng)目的整體有效性、進(jìn)度和剩余的APC 潛力。
▎圖2 :控制臺(tái)日志的回路干預(yù)分析,揭示了最糟糕的參與者回路,即需要最多運(yùn)營人員干預(yù)的回路。它還揭示了不健康的APC 操縱變量和缺失(剩余)的APC 應(yīng)用。干預(yù)措施的總數(shù),反映了APC 的總體進(jìn)展以及對(duì)推薦的每小時(shí)干預(yù)行業(yè)指南的遵守情況。
今天的工業(yè)行業(yè)有一個(gè)“每小時(shí)報(bào)警數(shù)”的最佳實(shí)踐指南可用于有效運(yùn)營。那么,工業(yè)界是否也應(yīng)該有“每小時(shí)回路干預(yù)數(shù)”的指導(dǎo)方針?在基礎(chǔ)層健康狀態(tài)下,APC 是將高數(shù)字降到可接受(可操作)數(shù)字的主要工具。
以下幾個(gè)APC 指標(biāo)符合“良好指標(biāo)”的標(biāo)準(zhǔn),可用于實(shí)現(xiàn)APC 技術(shù)項(xiàng)目的有效監(jiān)控和管理:
服務(wù)系數(shù)(參見上述限制);
操縱變量利用率(基于操縱變量變化);
操縱變量收益(也可以選擇將M V 變化轉(zhuǎn)換為實(shí)際的經(jīng)濟(jì)收益);
回路干預(yù),也稱為不良參與者回路(識(shí)別單個(gè)操縱變量的健康狀況、A P C 整體有效性和進(jìn)展以及剩余的未捕獲APC 的機(jī)會(huì))。
關(guān)鍵概念:
■ 檢查用于優(yōu)化的APC“良好”指標(biāo)的五個(gè)特征。
■ 指標(biāo)不一定能診斷出故障的根本原因,但它們應(yīng)該反映任何系統(tǒng)故障的不良影響。
思考一下:
如果沒有合適的指標(biāo),您的先進(jìn)過程控制能有多先進(jìn)?
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:如何判斷“先進(jìn)過程控制”成功與否?——“良好”APC的五個(gè)特征
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