近幾年化工行業安全事故頻發，如何保障生產和人員安全已是企業的永恒命題。安全是一條紅線，化工企業也越來越多的受到國家安監部門監管和檢查。我們經常講防患于未然，及早的發現生產過程中的異常狀況并及時響應處理，消除隱患是生產安全的本質保障。而異常狀況識別和響應處理的第一陣地就是中控室，先鋒主角就是生產操作員，面向的對象就是過程報警。

　　1、為什么說中控室是生產安全保障的第一陣地

　　LOPA中的獨立保護層中的報警和操作干預，就是過程異常及響應處理，是基本過程控制正常生產外的第一保護層級。作為保護計劃的一部分，工廠需將操作員對報警的響應和處理視為保護層。這需要操作員按照規定的方式和規程對特定的過程報警及時響應，采取干預措施，將初始異常狀態恢復到正常狀態，避免異常嚴重加劇導致聯鎖甚至停車，從而保證生產正常的安全和穩定運行。

LOPA中的獨立保護層(圖片來自于網絡)

　　但目前大部分工廠現實的情況著實令人擔憂。生產操作員在日常生產操作過程中，報警泛濫是普遍存在的一個問題。由于以往相互獨立的系統逐步集成，操作人員減少，每個操作人員監控的區域范圍相應隨之擴大，需要處理的報警也隨之增多，同時由于裝置改造變更導致無效的報警也隨之增多，報警泛濫現象日趨嚴重。問題是如果發生報警泛濫，則不能保證操作員將以指定的方式響應。如果他的反應被延遲或者他完全沒有注意到報警，則可能根本沒有任何反應。由于缺乏嚴格的報警管理和優化措施，報警泛濫正逐漸成為目前許多工廠一項嚴峻的問題，這可能會導致LOPA完整性失效，工廠面臨著不斷增長的安全與環境事故風險。

某化工企業報警泛濫截屏

　　面對報警泛濫，操作員對報警已基本漠視，機械的點擊鼠標盲目地確認報警，HMI畫面上的報警清單滿屏紅色，操作員無法通過有效的報警工具和顯示信息快速響應和處理不同優先級的報警。糟糕的報警管理確實在某些重大工業事故中有記錄，事故分析及責任追究時，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，我們也需重視過程報警管理數字化工具，通過數字化技術的手段提高報警管理水平，保障生產安全。

　　這就是化工行業用戶普遍的心聲：沒有好的報警管理的中控室太難了！

　　2、如何才能做好過程報警管理

　　好的過程報警管理是什么樣的？或者說過程報警管理的目標是什么？報警管理作為對過程生產異常情況響應的第一防線，應該做到：

• 準確報警 - 報警設計與實際工藝過程相符，報警及時準確。
• 安全運行 - 減少操作員報警處理負荷，避免響應不及時或沒有響應。
• 有效處理 - 提高報警清晰度，提供準確的報警幫助信息，快速分析原因并采取有效措施。
• 持續改進 - 建立全廠的報警管理平臺，持續管理，監測和優化報警。

　　如何做到呢？過程報警管理有國際標準可循，也即將有國家標準可循。最新的過程工業報警系統管理國際標準有ISA 18.2-2016和IEC 62682-2017，而中國的國家標準GB/T 41261-2022（采用IEC 62682-2014國際標準）已于今年3月9日發布并將在2022年10月1日開始實施。

　　依據標準，標準中最核心的就是定義了過程報警管理全生命周期管理模型，把報警管理優化過程分為10個階段。現在很多先進的外資合資化工企業已經開始按照此生命周期管理模型實施報警優化管理，國內的標桿企業基于艾默生的技術服務和解決方案也已成功完成數字化報警管理試點工作并開始擴展部署，報警管理水平和報警質量得到了極大的提升。

過程報警管理全生命周期模型

　　在全生命周期模型的10階段，實施報警管理最主要任務有如下表五部分：

　　再次強調報警合理化的重要性。它是檢查報警的過程，合理化是整體報警管理項目或計劃的一個組成部分，這是報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。通過靜態和動態合理化來提高報警質量、消除無效報警、優化有效報警 ，讓不該報警的不報，該報警的準確報。

　　那么在過程報警管理實施過程中，需不需要軟件工具或管理平臺呢？答案是肯定的！而且需要的是數字化的先進的報警管理平臺工具，從報警合理化、報警詳細設計、報警系統實施到報警性能監測和評估，都需要工具來支撐實現，也需要基于管理平臺進行后期維護、變更和審計工做。

　　3、數字化報警管理三步曲

　　對于已投運的化工企業來講，在人員精簡的情況下，生產部門迫切需要通過高效的方式來分析報警、合理化報警、審查報警和優化報警來改進報警管理，使用創新的數字化報警管理平臺工具，使得這些過程得到了極大地簡化。分析報警，合理化報警和優化報警也就有了對應的軟件工具。

　　數字化報警管理第一步：通過報警性能分析洞察問題和優化方向

　　為了滿足生產管理和操作人員對報警現狀的詳細了解，應該有一個報警性能數字化分析工具用于性能分析和報表制作，以識別報警系統在正常操作過程和過程干擾中的問題或弱點。

　　報警性能分析工具應用于報警生命周期模型的監測評估階段，借助數字化分析工具能夠生成提供基于ISA-18.2 標準推薦KPI性能矩陣的報警報告。報警性能分析工具提供從收集數據到處理報警歷史數據并對其評估和分析的能力。

典型報警性能指標

　　項目執行時，用戶也可以根據實際自行定制其它需求，報警關鍵績效指標工具支持以月、周、天為基本周期展現系統報警性能趨勢，并能夠提供持續報警清單、抑制報警清單、每小時平均報警數， TOP20 清單、報警溢出次數清單等，并且支持按不同操作班次進行統計。

某化工客戶報警性能分析周報告(基于艾默生EKPI報警性能分析工具)

　　細心的讀者會發現，示例報告中的客戶報警現狀已經屬于報警負荷超高水平，每10分鐘平均報警次數214次，每10分鐘峰值報警次數1389次，報警泛濫時間占比99.3%。工廠的生產安全令人堪憂。

　　報警性能監測和分析，可以讓企業清楚知道報警問題所在和當前的報警管理水平，為實施報警合理化和報警優化工作提供依據和方向。

　　數字化報警管理第二步：部署主報警數據庫進行報警優化管理和合理化

　　化工企業的報警數據數以萬計，如何有效地管理這些報警數據？如何做到報警臺賬信息與控制系統中報警設置信息一致？如何有效管理報警設定的變更？如何周期性地審計報警數據，反應工廠安全水平？如何在安監部門檢查時，提供反應系統當前報警狀態的報表，顯示工廠中各種運行狀態，并提供有效的報警應對措施記錄？如何做到報警數據的集群管理，多個裝置或全廠范圍？靠Excel表格人工手動維護嗎？靠系統工程師從DCS系統中導出報警數據逐條分析和修改嗎？答案是否定的。報警數據存儲，報警數據變更管理、報警設置與DCS系統的交互、報警管理的審計等這些繁雜的工作正是主報警數據庫平臺能出色勝任的。

　　主報警數據庫模塊是實現報警管理的基本工具，能夠為用戶提供已經驗證的報警數據的集中存儲功能，包括報警合理化和報警系統設計的結果；主報警數據庫本身也集成基于ISA18.2 標準的報警合理化工具如 報警優先級矩陣，報警邊界值設計等，可以有效幫助用戶進行報警靜態合理化。其也是先進報警管理，包括動態報警管理模塊和報警擱置管理模塊的平臺工具基礎。主報警數據庫主要應用于ISA18.2模型的報警合理化階段和報警系統投用后的使用、維護、變更和審計階段。用戶借助主報警數據庫可查看所連接控制系統的報警配置，自動瀏覽所有控制系統的報警信息，并將這些信息導入報警管理平臺。

　　主報警數據庫在與控制系統的初次同步后，可以按照事先設定的時間周期自動確認控制系統是否存在變更內容。一旦發現控制系統數據庫發生變更，主報警數據庫將自動記錄位號的任何變更，并自動對變更進行標注，方便工程師快速定位變更內容，來進行變更管理。

主報警數據庫的主要構成元素

　　簡單總結下主報警數據的用途和功能：

• 標準化報警配置，報警數據集中存儲管理。
• 報警合理化的工具(報警屬性、報警優先級、報警邊界、動態報警等）
• 與控制系統連接，自動同步報警數據庫。
• 提供網絡訪問功能，以便生產工藝人員獲取中央數據庫中的報警信息，提高報警管理和維護效率。
• 確保所有變更正確一致，并記錄變更過程。
• 可以通過詳細的審計跟蹤功能支持合規性。
• 借助DCS操作畫面為操作員提供過程操作邊界的報警幫助(原因、后果和措施)。

　　數字化報警管理第三步：使用動態報警管理工具進一步減少報警泛濫，提高報警系統魯棒性

　　動態報警管理工具是高級報警工具之一，主要應用于ISA18.2模型的報警合理化階段，基于主報警數據庫來實施。動態報警管理，已被證明在工況變化時可以有效控制峰值報警率（報警泛濫）。報警靜態合理化可以解決穩態過程的大部分報警問題，如常駐報警、擾動報警等。但在裝置工況變化時，仍然無法有效消除報警泛濫現象。動態（又稱基于狀態或模式）合理化是對于多個過程狀態進行報警合理化。當對每個報警點的討論中涉及“何時”時，靜態合理化可以變為動態合理化，即通過使用“何時”問題產生的答案，工程師可以正確配置動態報警管理工具，以便根據過程的當前狀態適當地啟用和停用報警，動態合理化是最終實現報警系統魯棒性的必經階段。

　　回答“何時”問題涉及使用操作經驗和過程知識來確定工廠的每個部分的可檢測的運行狀態。報警管理團隊確定關鍵操作數據和邏輯結構，用于識別當前狀態。一旦確定了狀態和邏輯，就直接確定何時（在哪些操作狀態下）每個報警處于活動或是不活動。

　　確定了的狀態和邏輯可以在動態報警管理工具中進行組態來管理控制系統的狀態和狀態遷移，通過更改主報警數據庫中的報警優先級或更改報警設定值并下發到DCS控制系統來抑制報警。

艾默生AgileOps動態報警管理模塊狀態組態界面

　　簡而言之，動態報警管理允許在現場運行狀態改變時修改主報警數據庫內的每一個報警配置。為了確定所連接控制系統當前處于哪種運行狀態，動態報警管理工具將參考來自現場儀表的實時數據，如閥門閥位、系統運行狀態等關鍵參數來確定工廠的運行狀態，在不需要操作員協助的情況下將降低報警泛濫發生的概率，幫助操作員關注現場的實時運行工況，而不是疲于響應不重要、無意義的報警。

　　4、數字化報警管理的實施架構

　　清楚了數字化報警管理的三步曲，那這三步怎么和中控室的DCS系統緊密交互呢？數字化管理講究數據流向，通過下圖就可以清楚地知道報警數據的數據流向，也能知道該如何搭建數字化報警管理平臺。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。

數字化報警管理實施架構及數據流

　　5、數字化報警管理和中控室操作員有什么關系呢

　　回到我們的生產安全保障的前線陣地中控室，報警管理的實施和數字化報警管理平臺工具的部署和我們一線操作員有什么關系呢？可不要小瞧操作員的作用，在操作員被取代前，生產效益和生產安全全靠操作員的一雙手和一個大腦。領先的外資化工企業甚至已經有了要把“操作班組”作為最小生產組織單元能力強化的考慮，要把和生產相關的80%的決策權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，數字化報警管理和操作員的相互關系總結如下，更多的可以看到數字化報警管理對操作員的幫助和支持，及時排除安全隱患，保障生產安全！

• 報警合理化需要操作員的操作經驗，操作員是報警管理實施的貢獻者。
• 報警性能KPI可以作為操作員的工作績效考核部分，操作員的績效有據可依。
• 報警性能分析報告可以為操作員提供優化操作的空間和方向，操作員經驗提升有的放矢。
• 報警主數據庫借助DCS操作畫面為操作員提供過程操作邊界的報警幫助(原因、后果和措施)，可以有效支持操作員準確處理報警。
• 動態報警管理可以有效減少報警泛濫，減少操作負荷，確保操作員及時發現關鍵報警并快速響應報警。

　　以艾默生的數字化報警管理平臺AgileOps為例，看看上面提到的主報警數據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操作面板訪問主報警數據庫的操作幫助信息

　　艾默生數字化報警管理平臺

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

　　艾默生在報警管理咨詢、技術服務和數字化報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報警管理平臺的4個主要功能模塊，包括報警性能監控EKPI、主報警數據庫MCSD、動態報警管理DM和報警抑制管理LM。

艾默生數字化報警管理平臺

　　結論

　　數字化智能化工廠建設背景下，過程報警管理的最終目標是創建一個可靠且一致的數字化報警管理平臺。依據ISA18.2標準來實施報警管理，同時部署遵守標準的數字化報警管理平臺，通過減少無效報警的次數，操作員可以集中注意力快速應對異常情況，采取適當的糾正措施。通過減少操作員的壓力，可以縮短解決事故的反應時間，從而提高工廠安全性，降低重大環境事故的風險。