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基于 Q4w平台的工作风险控制系统开发与应用
发布日期:2011-08-18  中国电力营销网   来源:未知

 我厂建立工作风险控制系统的目的是利用计算机网络技术,对发电厂检修安全进行整体策划、安全决策和系统隔离,工作风险控制系统依托在设备维修管理系统Q4(Q4w系统)平台上开发的Q4 Safety管理系统模块实现,该模块完全实现了电厂检修工作的安全决策、调度和风险控制,该系统要求检修安全工作控制包括许可证、隔离证书、风险分析三部分。
理论基础
  多米诺骨牌理论
  在多米诺骨牌游戏中,一枚骨牌被碰倒了,则将发生连锁反应,其余几枚骨牌相继被碰倒。如果移去中间的一枚骨脾,则连锁被破坏,事件过程被中止。该理论给安全生产的启示就是企业安全工作的中心就是防止人的不安全行为,消除机械的或物质的不安全状态,中断事故连锁的进程,从而避免事故的发生。
  保证安全的组织措施
  工作票制度 工作许可制度 工作监护制度 工作间断、转移和终结制度(电业安全生产工作规程)
  风险分析技术
  通过对各个危险源的风险大小的分析、评估,通过采取不同的安全控制措施和防范措施,以达到实现人身和设备安全的目的。风险分析技术的关键是做好危险点辨识、风险评价,并制定好安全控制措施。在落实安全风险分析制度的过程中,应做到危险源辨识要“全”,风险评价要“准”,制定控制措施要“切实可行、完备”。
  流程优化
  根据实际需要,对工作票的业务流程进行重新设计,以求得最简洁的途径、最优的效率和最有效的控制效果。
1  工作风险控制系统建立的背景
1.1  检修工作管理存在的问题

1.1.1  整体检修工作依靠个人经验进行协调往往会缺乏整体性,特别是机组大小修的前几天,检修工作非常集中,有些主要工作票两天还不能开出,导致工作无法进行,直接后果就是造成工作效率低下。
1.1.2  存在诸如丢弃工作票、扯皮拖拉、工作票审核周期长、不易进行数据共享和工作票分析,统计工作难度大,不利于实现标准化等。
1.1.3  手写工作票处理是由多个部门相互配合、协调处理完成的。在日常工作票处理中采用纸制记录进行传递、签名确认而完成的,这种模式存在书写的字迹潦草或不清、写错,需要重写等,影响了工作效率。
1.2  建立工作风险控制系统Q4 Safety模块的有利条件和可行性
1.2.1  沙角A电厂Q4W系统平台的设备管理的Q4Power Eng、物资管理的Q4Power Stoc使用时间比较长,全厂员工比较成熟。
1.2.2  我厂一直以来十分重视基础数据的建立,从1999年Q4Power Eng设备维修管理系统投入使用,就建立了一套完整的数据编码规则。
1.2.3  信息化工作已经非常普及,已经达到班班通网络的水平。可通过网络技术,使所有的工作信息实现即时查询及同步操作,方便管理。
1.3  工作风险控制系统系统的优点
1.3.1  利用计算机网络和软件进行检修工作票务的传输、拟写和审核工作,使票面规范统一,避免字迹不清、格式混乱等引发的问题,提高填票的合格率,提高业务处理效率,避免人为因素的干扰,填写快捷、易于操作,审批方式灵活、安全。
1.3.2  工作票的签发、许可(开工和终结)既能实现流程网络化,又能确保按照《电业安全工作规程》的规定流程进行审批。
1.3.3  可以从预先定制的许可证、隔离证模板和现有许可证、隔离证拷贝,快速生成新的许可证和隔离证,需要时可以在任何时间、任何地方浏览工作票系统,打印工作票;
1.3.4  存有所有员工登录系统信息、操作信息及完整的工作票历史档案,方便审核及检讨。 1.3.5  可以根据工作安排,提前进行系统隔离工作,提高办票能力。
2. 建立系统的前期准备工作
2.1  升级数据库,修编和增加设备和隔离点编码

2.1.1  我厂Q4系统中原有设备编码50179条,几年来,由于大量设备技术改造,相当一部分设备编码不能一一对应新的设备,原有的设备描述70%相同,需要对数据库的数据全面整理、升级。经过5个多月的时间整理,删除了旧设备编码15943条,替换、修改旧设备编码34236条,新增设备编码93113条。
2.1.2  新增加并标定隔离点45092条,增加了关联隔离点420927条。
 

2.2  利用虚拟设备,解决接地线和大小修数据备份等问题
2.2.1  电气设备接地线是为确保检修工作安全的一个重要手段,我厂一部分高压设备配备了接地刀,但还有许多配电设备上没有配备,且接地点没有固定,现实中不可能准备太多的地线,因此,把可能要接地的设备,虚拟增加一条描述接地的设备编码以解决接地线问题。
2.2.2  大小修隔离证书数据做好后,一般不会再改动,它们可以被重复使用。由于软件的固有特点,第一次用大小修模板做相关的隔离证书数据,设备技术改造后隔离证书的数据改动,只能从数据库中一条又一条找出其关联隔离点,需要投入大量的人力物力和大量的时间,为此,我们将隔离证书假设成一个设备虚拟到设备库里,实现批量导入到大小修模板,使总的大小修工作票准备工作时间节省一半以上。
2.2.3  按设备分类,生成大小修隔离证书及其关联隔离,每个隔离证书的工作描述按照特定的编号原则,虚拟成一个设备,数据全部导入数据库。编制大小修模板时,其隔离证书对一一对应虚拟设备,只要找出虚拟设备就可快速生成关联隔离点。虚拟设备还有一个修改简单的优点,设备技术改造等引起的关联隔离改变,不需要在大小修模板的隔离证书上做直接修改,只需修改设备树上的虚拟设备关联隔离点,再导入到大小修模板。
2.3  利用工作风险控制系统进行机组大小修策划的管理思想
  工作任务安排是影响机组大小修工作顺利、快速、高效进行的瓶颈之一。为了搞好机组大小修办票工作,在大小修开始前就要对检修工作票进行策划,策划的主要内容是讨论检修项目安排是否合理;根据检修项目,讨论系统如何划分,准备部分工作票等。
  在实际办票中,往往发现一些工作票在系统划分和具体隔离时没有考虑周到,调整时往往顾此失彼,而且要收回发出的工作票也较困难。只能根据当时的钥匙箱和隔离情况在相关的钥匙箱上锁,或重新设立新的钥匙箱。这样的交叉隔离往往会影响后期设备的试运行,造成大量的压票而影响检修工作,对安全不利。因此,对大小修工作票的整体策划是当务之急,即 对大小修项目、工作票、隔离点、钥匙箱、隔离证书之间的复杂逻辑关系全面策划,而不是局部的或仅是系统划分的策划。
  机组大小修时,大部分工作票需要隔离系统设备,经常是多张工作票同时隔离相同的设备,或者它们之间存在着交叉隔离,这将导致先完成的工作不能及时地解除设备的隔离措施,亦即不能从钥匙箱中取出钥匙解除现场隔离,这种情况的出现将导致一些设备不能提前试运,严重时会拖延检修工期。如果单纯用人工记录和绘图的方法来全面策划大小修工作票是不可能做到的。但可以借助计算机软件来实现,其原理就是将以隔离点为基础的工作票软件嵌入到办公软件Microsoft Visio中,设计机组大小修工作票模板,既可简单实现所想得到的界面,又可建立复杂的逻辑关系。
  在大小修开始前,充分考虑某些系统或设备的隔离,被其他工作票使用的频率;将需要频繁隔离的系统或设备作为独立的隔离包,所有的隔离钥匙放入一个钥匙箱。需要此隔离时,如果工作票的隔离措施与此隔离包所载措施相同,在该钥匙箱外加一把锁,钥匙交工作负责人带走即可;如果工作票的隔离范围比此隔离包大,在该钥匙箱外加一把锁,将锁的钥匙放入与工作票相关的钥匙箱中,同时放入该箱的还有扩大隔离的隔离钥匙,锁上工作票使用的钥匙箱,钥匙交工作负责人带走。使用这种方式,不但提高了隔离的效率,而且保证了检修工作结束时的开箱率。
  由于大小修的工作量很大,工作集中,每次大小修前准备工作票,需要花费大量人力和时间准备,且每年准备的工作票内容接近或相同,为此我们建立可重复使用的工作票管理专用模板。通过Microsoft Visio与数据库链接,建立可视化模块,按五台机组分为10个专用模板,分别对应五台机组的大小修。一方面在数据库虚拟设备及其关联,作为预置的隔离模块,这部分工作主要方便日后设备关联的小改动和关联的变更,另一方面工作票管理模板以Visio图形方式式建立所有工作票与隔离模块的关联,再用Q4 Safety系统自动生成大小修所需的工作票,工作票管理专用模板可重复使用。
3  建立工作风险控制系统
3.1  编制典型工作票安全措施

  编制典型工作票安全措施是工作票电子信息化的必做工作,可为类似或相同的工作内容建立标准的隔离措施,使工作票票办理变得简单化。因此需要标定设备隔离点和关联隔离点,沙角A电厂按设备分类共标定设备隔离点42952个,同时标定默认隔离方法,大部分设备标定了关联隔离点,即典型工作票安全措施(隔离点关联),关联隔离点达到360053条。
3.2  建立风险评估管理库
  风险分析是修前安全准备不可缺少的一个环节,是保证检修工作安全的重要组成部分。工作风险控制系统Q4 Safety模块将风险评估作为工作票的重要组成部分,对检修工作风险进行动态分析。
  风险分析数据库也是基础数据之一,沙角A电厂在系统建立时组织了大量的人力进行多次讨论、分析,建立了较为合理、可操作的风险分析数据。系统共收集了检修工作可能出现的风险189条,并将它们对安全、健康、环保的影响分成三大类,初始风险按可能性分成几乎不可能的、罕见的、很少发生、可能发生、相当可能、较常发生六个等级,按严重程度分成无、可以忽略的、轻微中等、严重的、灾难性的六个等级。
  由于每份工作票版面有限,很难将所有的风险分析全部定制。工作负责人评估风险从目录树中选中对应的风险后,选中的风险内容自动生成到工作票上,负责人还可以自主增加其它风险,风险分析由许可人审查补充。开工前,负责人还要逐项打“√”检查是否完成风险对应的安全措施或预想。
3.3  确定标准工作票
  过多次讨论,确定了工作票种类,合并取消了原有的安全措施票、临时用电申请单、风险分析票,将机械、电气一次设备、燃料、化学、热工、继保工作票纳入管理,针对检修工作需要配置隔离证书,一份完整的工作票包括许可证、隔离证书、风险分析三部分。


3.4  建立可重复使用大小修专用模块
3.4.1  建立隔离证书模板,隔离证书模板承载了系统检修时需要的隔离措施,一个隔离证书模板对应检修工作时的一个隔离证书,隔离证书模板可以被反复利用,实现了一次策划,多次使用,如#1机组的2005年大小修的隔离证书模板,可以用来作为2006年大小修的参考。
 


3.4.2  建立许可模板,利用系统集成模块,根据大小修常规项目,分工制作班组和设备系统建立标准许可模板,供Vosio图调用,建立与隔离证书的关系。就地设备一次隔离,按照系统划分,检修设备全部一次隔离后,相关系统套用,同时多张同系统的工作票使用同一隔离措施,大大减少现场隔离与安全检查工作。

3.4.3  建立专用钥匙箱和绘制Visio图,根据隔离证书模板分类,建立对应的专用钥匙箱。同时根据各钥匙箱所属系统的关系,建立关联关系,同时建立钥匙箱对应隔离证书的隔离点与许可模板,关联关系在PTW室(Permit To Work)的钥匙箱和Q4 Safety系统中实现,既保证了检修工作安全要求,又大量减少隔离工作。关联关系见下图(实际的钥匙箱远不止10个)。
 

  许可模板与大小修中生成的工作票相对应,大小修中有多小张工作票,在Safety系统中即对应多少张许可模板,许可模板的生成顺序,即是工作票的执行顺序。因此,规划好了许可模板,即可有效地安排大小修时每天的工作。策划好隔离证书、许可模板后,即可在Visio中进行可视化的设计,指定隔离证书模板使用的钥匙箱,许可模板使用的钥匙箱钥匙,工作票需要扩大隔离措施的,在钥匙箱中加入相应的隔离点,一张工作票需要其他隔离包的,将该隔离包的钥匙箱钥匙放入到工作票的箱中,即将钥匙箱的钥匙级联到另一个箱中。
4  工作风险控制系统的实践应用
4.1  工作风险控制流程和安全责任

  风险控制流程是工作风险控制系统Q4 Safety模块的主要内容之一,充分了考虑了“安规”的要求。其中作了明显变化的是把工作票签发人的安全责任分别转移到工作负责人和许可人,增加了项目经理签名、批准人签名,需要退出保护和重要的继保热工检修工作,由批准人批准。
 

 

4.2  风险分析
  风险分析及其对应的防范措施作为隔离证书安全措施的依据和补充。由于隔离证书的安全措施并不能包罗万象,不能把所有的安全注意事项都列入,由风险分析作为必要的提示和补充。
  风险分析由工作负责人填写,运行人员进行补充。这样作基于两方面考虑:一方面,改由运行人员填写工作票安全措施后,由于负责人对安全措施的隔离认知度和要求会慢慢降低疏远,可通过加强风险分析来强化检修工作人员安全意识。另一方面,工作负责人对设备检修全过程和每一个检修阶段存在的风险比较清楚,由负责人填写风险分析,控制风险的责任比较清晰,谁检修谁控制风险,而不是由别人来控制风险,实现主动管理风险。
4.3   隔离证书

4.3.1  隔离证书由熟悉设备的运行人员填写,运行人员根据检修任务,从Q4数据库调用标准隔离点,自动关联直接调出相关的检修安全措施,经过修改、确认,再由工作负责人审核补充;填补工作票二种人的角色转换后可能出现的技术缺失。
4.3.2  在工作票签发中实行流程创新优化,工作票的签发人由对系统、工作内容和安全措施更为熟悉的运行值班负责人担任,由运行值班负责人对工作的必要性,工作是否安全,工作票上所填安全措施是否正确完备进行负责,至于工作班人员的技能和精神状态由具体由工作班负责人负责。
4.3.3  利用工作风险控制系统策划大小修,用Q4 Safety模块生成工作票。
 

  做好大小修Visio模板后,将模板信息导入到Safety系统模块,将Visio图中的虚拟钥匙箱与实际钥匙箱对应起来,即可批量生成大小修工作票及相应的隔离证书。Visio图中的工作票与隔离证书的关系,工作票之间的关系在生成的工作票中反应出来。
  大小修工作开始时,由于已策划好了即将办理的工作票,运行人员可以在日班前对检修设备进行隔离操作,对已隔离的开关、阀门加锁锁住,做好隔离;将同该工作票有关的所有隔离钥匙放入隔离钥匙箱中,再对隔离钥匙箱加锁锁住,取出许可钥匙。对于隔离的重复使用,依据Visio图中的关系,将许可钥匙放入其他工作票的相应箱中。
  检修工作开始前,工作许可人打印出工作票,相关人员在票面签字后,工作负责人即可带着工作票与锁箱钥匙到现场检修设备。

5  效益分析
  06年1月经历了#4机组小修,06年6月又经历了同时进行#3机组大修和#1、#2、#5机组小修考验,取得了良好效果。
5.1  管理效益
  通过工作风险控制系统实现大小修的策划及执行,原本庞大的工程变得简单、清晰,大小修变得更有计划性、条理性,检修工作变得更加有序、可靠。充分利用计算机辅助技术,变手工管理为计算机管理,使人从复杂、繁重的大小修计划中解脱出来,不仅安排工作的效率提高了,签发、执行、终结工作票的效率也大幅提高。
  在手工签发工作票时,由于填写错误使工作票作废将成为历史;由于钥匙箱制度的实行,在设备试运时担心有工作票未收回而发生事故将成为历史;由于针对每台机组设计的Visio模板、隔离证书模板、许可模板可以被每次大小修重复利用,总之,通过工作风险控制系统设计大小修,为电厂设备大小修提供了一条更为简单、有效、可靠的电厂机组大小修解决方案。
1) 检修人员不再填写工作票,工作时间多了,提高了工作效率。
2) 通过风险分析提高了检修人员的安全意识,解决了承包商对系统不熟悉而带来的风险。
3) 虚拟设备较好地解决大小修管理模块开发时间长问题。
4) 关联隔离点和目录树的应用解决了投产初期,出票填写安全措施花费时间多和填写困难问题。
5) 大小修管理模板解决了大小修出票集中和关联互锁问题,缩短了工作票出票时间,提高了工作效率。
5.2  经济效益
使用相关因素合成计算法(PCP)计算经济效益:

  其中:
S1:
  使用工作风险控制系统Q4 Safety模块,大小修提前1天出票,经过测算机组大修提前工期4天,小修提前工期2天。
  200MW机组1天可多发电:24(小时)×200000(KW)=4800000 KW H(度)
  300MW机组1天可多发电:24(小时)×300000(KW)=7200000 KW H(度)
  沙角A电厂五台汽轮发电机组,每台机组大修4年1次(大修后该年度不小修),小修每年1次,
  即200MW汽轮发电机组每年大小修提前天数:2×2+(3×1/4)×4=7天
  300MW汽轮发电机组每年大小修次数:1×2+(2×1/4)×4=4天
  取发电等效可用系数(2006年)η=0.8585
  每年多发电:(4800000×7+7200000×4)0.8585=53570400KWH
  影响社会效益为:
  53570400×11.011(见注)=589863674元

S2:
  实施工作风险控制系统Q4 Safety模块前,工作票由检修人员填写,经审批后交由运行人员完成安全措施后再出票,需要全天出票,每张工作票平均完成出票时间为上班后第4小时;实施Q4_Safety模块后,工作票改由运行人员填写,晚上把工作票及其安全措施准备好,检修人员上班后就可办理出票,每天10:30完成出票工作,每张工作票平均完成出票时间为上班后第1小时,实施Q4_Safety后每张工作票节省3小时。
  沙角A电厂2004年至2006年完成的检修工作票共17189张,年平均5730张/年;
  取每张工作票4个工作成员(含工作负责人、项目经理);
  每年节省工时为:5730×3×4=68760小时;
 
F:非本成果实施产生的效益为0;
H:各因素之间重复计算的效益为0;


n
∑Cb各种综合性实施费用之和为15万元  ;
b=1
I:综合性损失费用为0;

  综合上述:我厂实施实施工作风险控制系统Q4 Safety后影响社会效益为:

 

 

注:
  依据广东省统计局2007年2月15日公布的《2006年广东国民经济和社会发展统计公报》数据,2006年广东省国内生产总值为:25968.55亿元;发电量2358.35亿千瓦时。
  由以上数据推算出每度电影响国内生产总值为:25968.55/2358.35=11.011(元)


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