報警和事件管理綜述

報警和事件管理2007年10月報警管理概論定義當前報警系統(tǒng)的問題問題產(chǎn)生的原因問題產(chǎn)生的后果報警管理實施生命周期（階段）及軟件工具報警管理項目的實施

報警管理的定義報警管理是一個過程，通過這一過程實現(xiàn)報警的監(jiān)測、管理和工程化，從而保證安全、可靠的操作。每年200億美金損失＊生產(chǎn)損失（產(chǎn)品不合格、加工能力降低、設備磨損增加）造成工廠產(chǎn)值損失３－８％設備損壞造成損害人身健康和人身安全的嚴重后果環(huán)境污染挑戰(zhàn)造成不正常狀態(tài)的原因十分復雜并且同自動化密切相關

操作員負荷問題設備運轉時間延長問題＊異常情況管理協(xié)會（AbnormalSituationManagementConsortium）估計不正常狀態(tài)（工藝過程紊亂）造成的損失模量控制盤

AnalogPanelBoard單個的、固定的、相互鄰近的控制盤可以全覽整個工藝過程工藝過程紊亂的早期模式識別直接、快速地用控制器進行控制一個控制盤有50到150個報警CRT控制臺

CRT-BasedConsole4-6屏幕、50-100個顯示畫面“顯示內情的”工藝過程畫面過程紊亂事件識別通過多次鍵擊才能訪問控制器一個控制臺有2,000到4,000個報警什么地方出了毛病？操作員不可能評估成千上萬個報警事件!哪些報警是安全的、操作員可以不管？AlarmsPerOperatorPositionConfigured

ＤＣＳ帶來的報警問題：數(shù)量急劇增加ＤＣＳ帶來的報警問題：界面復雜、不清晰ＤＣＳ帶來的報警問題：大量不必要報警?令人厭煩的報警（Nuisancealarms）–被觸發(fā)的報警，但不需要操作員響應，一般一分鐘超過3個–分散操作員的注意力–降低了對真正報警的響應能力–通常是由于維護問題造成的–消除這種報警是改進報警系統(tǒng)的主要目標?常駐報警（Stalealarms）–出現(xiàn)后持續(xù)保持很長時間的報警–不需要操作員響應動作–操作員采取動作后仍然清不掉–表明報警的配置設定可能有問題?報警泛濫（AlarmFlood）–在短時間內發(fā)生許多報警，而且通常是由單一事件觸發(fā)的–是報警系統(tǒng)的危險問題–解決起來比較復雜，通常是在波動、擾動等不正常狀態(tài)時發(fā)生–是由事件驅動的–使得操作員束手無策，需要幫助?報警缺乏清晰度–操作員對報警根源以及應采取的行動不清楚加工行業(yè)中率先倡導解決這一問題的公司和組織

PAS提出的“危急狀態(tài)管理的最優(yōu)方法”Matrikon不正常狀態(tài)管理協(xié)會(ASM)工程設備和材料用戶協(xié)會(EEMUA)

報警管理的指導標準?EEMUA（EngineeredEquipmentandMaterialsUsersAssociation）1999年公布191號出版物-報警系統(tǒng)：設計、管理和獲得指南NAMUR（UserAssociationofProcessControlTechnologyinChemicalandPharmaceuticalIndustries）2003年公布NA102報警管理建議書

?2003年開始制定ISASP18.2?2006年4月PAS出版了報警管理手冊–綜合指南?2007年3月ISA（Instrument，SystemsandAutomationSociety）公布了PAS的手冊–報警管理：性能優(yōu)化的7個有效方法2007年底至2008年初，ISA將公布ISA18.02Philosophy/SystemRequirementsAssessment&AuditRationalization/DesignRequirementsIdentificationDesignImplementation&TrainingMaintenance&TrainingOperationManagementofChangeMonitoring435110278691PhilosophyDefineprocessesforalarmmanagementandsystemrequirementsPhilosophytemplates,SP18standard,trainingDefinitions,principles,processes,systemrequirementsIdentificationDeterminepotentialalarmsPotentialalarmsasidentifiedbyprocessessuchasPHAs.PotentialAlarmList,PHAreport,P&IDModifications3RationalizationReviewalarmagainstprinciples.CompletedocumentationanddesignrequirementsAlarmphilosophy,andpotentialalarmsDocumentedalarms,designrequirements4DesignCompletethebasicdesign,HMIdesign,andadvancedalarmingdesignAlarmDesignGuideandalarmswithspecifieddesignrequirementsCompletedalarmconfigurations5Implementation&TrainingActivatealarmandtrainoperators.CompletedalarmdesignanddocumentationAlarmResponseProcedures6OperationUsealarmsImplementedalarmsAlarmdata7MaintenancePreventivemaintenance,periodictesting,andrepairofproblemalarmsAlarmmonitoringreportsandalarmphilosophyFunctioningalarms8MonitoringMonitoralarmdataforproblemsidentifiedperthephilosophyAlarmdataandalarmphilosophyAlarmreportsandproblemalarms9ManagementofChangeProcessforadditions,modifications,anddeletionsofalarms.Alarmphilosophy,proposedchangesandproblemalarmsIdentifiedalarmsformodification.10AssessmentPeriodicassessmentofalarmmanagementprocesses.AlarmphilosophyandauditprotocolRecommendationsforimprovement.

實施報警管理的內容?AlarmPhilosophy報警指導原則文檔，定義報警管理的方法和步驟，報警管理軟件提供報警philosophy書寫模版?SystemRequirements報警系統(tǒng)的需求分析?Identification報警辨識：用風險分析等方法確定需要的報警，列出各個報警、風險分析報告、P&ID修改?Rationalization報警理性化：按照報警指導原則philosophy的規(guī)定審核各個報警，寫出報警理性化文檔和報警設計需求。報警管理軟件提供理性化文檔書寫文檔?BasicAlarmDesign基本報警設計?HMIDesign人機界面設計?AdvancedAlarmingTechniques先進報警技術?Implementation&InitialTraining報警管理實施和初始培訓,要給出對各個活動報警的響應辦法，并培訓操作員?Operation操作：使用報警系統(tǒng)?Maintenance&RefresherTraining維護和培訓：預防性維護，定期檢測，修理有問題的報警，高級培訓?Monitoring&Assessment監(jiān)測和評價：檢測報警數(shù)據(jù)并按照philosophy發(fā)現(xiàn)報警問題?Reporting報表?ManagementofChange變更管理：增加、修改、及刪除報警?Audit審查維護Maintenance繼續(xù)改進Continuous

Improvement標定和評估Assessment，Benchmarking建立報警指導原則Philosophy報警理性化Rationalization實施和執(zhí)行Implementation&Execution報警管理不僅是產(chǎn)品，更重要的是一個過程通常將報警管理過程分為6個主要階段或稱生命周期維護繼續(xù)改進建立報警指導原則報警理性化實施和執(zhí)行標定和評估ProcessGuardMOCCAProcessGuardMOCCA（ProcessGuard）實時報警閱覽

報警和事件分析報警文檔和理性化報警核查和強制執(zhí)行實時報警管理先進報警策略基于操作狀態(tài)的報警報警泛濫分析ProcessGuardProcessGuardMOCCA報警指導原則文檔報警理性化實施和執(zhí)行安裝軟件工具和建立實施環(huán)境動態(tài)報警分析(運用ProcessGuard）確定報警系統(tǒng)性能的關鍵定量指標操作員的工作負荷（報警數(shù)）報警優(yōu)先級分布有問題的報警比例比較裝置的報警系統(tǒng)運行性能標定和差距分析是繼續(xù)改進的基礎標定的依據(jù)是最好的工業(yè)實踐標準（如EEMUA）識別出不良報警修理報警系統(tǒng)：去除Nuisance（Annoying）報警根據(jù)基線估算出項目可以獲得的效益維護連續(xù)改進

標定和評估報警管理軟件工具和實施環(huán)境DCS/PLC/HMI歷史數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)瀏覽事故評估報警系統(tǒng)性能測評實時報警和事件閱覽報表和分析報警和時間歷史數(shù)據(jù)庫報警主數(shù)據(jù)庫（DCS的報警配置、工程值和文檔）報警配置報表和分析報警設計指導原則文檔和配置變化管理操作員響應行動指南差距分析動態(tài)報警管理配置改變其它資源：P&ID、HMI、HAZOP、操作規(guī)程其它工業(yè)9003518025/40/355能源20006535025/40/358石油化工150010018025/40/359油氣12005022025/40/356EEMUA14491080/15/51工業(yè)調查情況你每天收到多少個報警?平圴每日報警次數(shù)平圴駐留報警次數(shù)每十分鐘最多報警次數(shù)平均每十分鐘報警次數(shù)優(yōu)先級分布

%

(低/中/高)測定報警系統(tǒng)性能的報警次數(shù)KPI在一天的測試時間長度內，一個操作員在一個小時內遇到的平均報警數(shù)在一天的測試時間長度內，一個操作員在一個小時內遇到的最大報警數(shù)在一天的測試時間長度內，報警數(shù)超過10個的10分鐘個數(shù)平均報警數(shù)/操作員/小時最大報警數(shù)/操作員/小時報警數(shù)超過10個的10分鐘個數(shù)PredictiveRobustStableReactiveOverloaded在正常操作情況下用起來很困難

在裝置運行紊亂時被拋在一邊，不能應用超載Overloaded有反應性Reactive穩(wěn)定Stable皮實Robust預測Predictive在正常操作情況下比較穩(wěn)定和有實用價值在裝置運行紊亂時通常不能使用在正常操作情況下對報警有詳細說明在裝置運行紊亂時實用性降低，同有反應性級別相比，平均和高峰報警速率都有改進

在正常操作情況下可靠在裝置運行紊亂時也可靠不管什么情況都保持穩(wěn)定為避免運行紊亂和擾動或者為使運行紊亂和擾動的負面影響減少到最小提供有用信息報警管理性能等級過程和設備故障探測和診斷

研究不正常的過程或設備行為1通過信息集成提高報警的可視性，通過報警分析揭示出報警根源和需要嚴加注意的加工區(qū)域2提高加工的連貫性和產(chǎn)品質量，通過報警和事件分析發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品質量的運行問題3通過集成降低操作運行風險，報警的集成無疑會提高控制系統(tǒng)的總可靠性，從而減少事故發(fā)生和提高產(chǎn)率每天的報警次數(shù)報警按優(yōu)先級的分布每天的常駐（standing）報警次數(shù)每10分鐘的報警數(shù)在標定階段，為了解報警和事件情況，以便識別具最大風險或最大影響的區(qū)域經(jīng)常使用的報表操作員回應行動次數(shù)

Nuisanceandstanding

報警限設置不當沒有任何問題時產(chǎn)生的報警存在不必要的測量點設定報警點時不知道要求操作員做什么沒有考慮過程變量的交互作用環(huán)境變化可能影響儀表小的擾動產(chǎn)生的報警報警重復單個報警設置，未考慮整個工藝過程控制回路有問題儀表維護問題輸入數(shù)據(jù)有誤在系統(tǒng)的標定和評價階段要把大部分令人厭煩的報警修理好頭20個產(chǎn)生壞報警的Tag:找出那些產(chǎn)生大量噪音報警的變量是否報警一直響？找出壞報警（NuisanceandStandingAlarms)并搞清楚改變不良報警會產(chǎn)生什么影響常用的報標舉例或者只是一次性事件？報警次數(shù)最多的頭20個Tag報警數(shù)統(tǒng)計（2006年10月31日至2007年1月31日TPDBTPDB如果控制器死區(qū)（Deadband）太靠近TP就會產(chǎn)生很多次報警，是典型的Nuisance報警AreaAlarmsReduction%Reduction1339,521325,42395.8%2225,668133,30759.1%3414,887333,39580.4%464,69546,74972.3%593,84871,37276.1%679,43472,93591.8%7482,375413,09485.6%8644,487593,90492.2%9183,31277,41742.2%10106,21238,56636.3%1191,68629,18831.8%1239,3058,62521.9%1333,11522,64668.4%1444,52724,88255.9%1558,04951,78289.2%1613598413830.4%1721071851640.4%18207391315263.4%195567224740.4%21127186868.3%識別不良報警發(fā)生頻率高喋喋不休陳舊報警等重新配置不良報警配置變更管理文檔審批培訓操作員實施變更增強操作員的信心識別和修理不良報警報警指導原則文檔報警合理化實施和執(zhí)行標定和評估Philosophy是用于設計、實施、監(jiān)測DCS報警系統(tǒng)并涵蓋了大量實踐經(jīng)驗的綜合文檔編制整個公司的報警指導原則文檔，規(guī)定：各個報警的目的、分派任務和責任、定義報警的工作規(guī)程、如何分配報警優(yōu)先級、預期的操作員對報警的響應、對變更的管理等等軟件提供Philosophy編寫模版維護連續(xù)改進AlarmPhilosophyContentsIntroductionDefinitionsPurposeoftheAlarmSystemImportanceofAlarmManagementAlarmManagementProcessRolesandResponsibilitiesAlarmDesignPrinciplesAlarmPresentationStandardAlarmRationalizationProcessAlarmDataCollectionSystemPerformanceMetrics&TargetsAlarmSystemMaintenancePlanAdvancedAlarmTechniquesRequiredAlarmDocumentationTraining&CommissioningManagementofChangeRelatedDocumentsReferences

Alarmselection如何選擇報警Alarmprioritydetermination如何確定報警的優(yōu)先級Alarmconfiguration如何配置報警Nuisancealarmresolution解決令人厭煩的報警Alarmhandlingmethods處理報警的方法Alarmsystemperformancemonitoring如何監(jiān)測和評價報警系統(tǒng)的性能Alarmdetection,presentationandannunciation報警發(fā)現(xiàn)、表述和公布Operatorinterfaceforalarms報警的操作員界面Operatorresponsetoalarms操作員如何響應報警AlarmsystemManagementofChange(MOC)報警系統(tǒng)變化管理報警指導原則（Philosophy）的關鍵問題報警優(yōu)先級的確定方法后果的嚴重性…確定報警優(yōu)先級可利用的響應時間>30分鐘10-30分鐘3-10分鐘<3分鐘報警指導原則文檔報警理性化實施和執(zhí)行標定和評估對DCS所有配置的/工程設計的可以產(chǎn)生報警的標簽（Tag)進行評估，包括對報警泛濫進行分析優(yōu)化報警的數(shù)量和質量對典型的正在生產(chǎn)的工廠，一天可以修復50到100個報警可能要對某些報警重新進行配置編制報警理性化文檔并存入主報警數(shù)據(jù)庫報警理性化文檔是由實施組在軟件的幫助下完成的，軟件提供一個方法，使報警理性化（Rationalization）文檔編制更快和更有效維護連續(xù)改進FloodSeverity,bymeasuringtheaverageandpeakalarmrateduringthefloodevent.Floodswith10-20alarmsina10minutetimeperiodmaybeconsideredminor,floodswith20-30asapeakratearemoderate,floodswithmorethan30aremajor.Asinglealarmfloodeventmaylastformanyminutesorhours,withvaryinglevelsofintensitythroughout.AlarmFloodAnalysis–57Days

NumberofFloods318FloodsPerDay5.5TotalAlarmsinAllFloods163,344AverageAlarmsperFlood514HighestAlarmCountinaFlood19368PercentageofAlarmsinFloodsvs.AllAnnunciatedAlarms94.0%TotalDurationofFloods,inHours754PercentageofTimeAlarmSystemisinaFloodCondition54.2%報警泛濫分析階段：重復報警:多余報警、報警限太接近(如HI和HIHI）、報警泛濫分析喋喋不休的報警:死區(qū)（Deadband）問題、給定點設置問題、報警限不正確等等報警系統(tǒng)性能分析報警泛濫周期AlarmFloodPeriods每個報警類型的報警次數(shù)AlarmsperAlarmType裝置的報警數(shù)AlarmsbyUnit每個時間周期內的報警數(shù)AlarmsperTimePeriod頻繁發(fā)生的報警FrequentAlarms喋喋不休的報警ChatteringAlarms報警因果關系ConsequentialAlarms重復的報警DuplicateAlarms報警優(yōu)先級分布PriorityDistribution陳舊的報警StaleAlarms報警時間TimeinAlarm認可時間TimetoAcknowledge報警系統(tǒng)設置分析報警啟用狀態(tài)AlarmEnableState報警優(yōu)先級AlarmPriorities報警啟動點AlarmTripPoints每個時間周期內的變更ChangesperTimePeriod控制器模式ControllerModes控制設定點ControlSetPoints輸出–模量Outputs-Analog輸出–數(shù)字Outputs-Digital范圍Ranges調節(jié)常數(shù)TuningConstants工藝過程變更分析按優(yōu)先級的報警分布（AlarmsbyPriority）按類型的報警分布（AlarmsbyType）配置的重復報警ConfiguredDuplicateAlarms不啟用/禁止的報警Disabled/inhibitedAlarmsTagsbyTypeTagswithAlarms挑出前10個最不好的報警實施小組評估提交報警配置改變方案廠領導批準？將報警配置改變存入主報警數(shù)據(jù)庫，并在DCS上實施報警理性化工作流程報警文檔應包括的內容

?LooporTagname（回路或Tag名）?BasicDescription（基本描述）?AlarmTextMessage（報警正文消息）?AlarmPurpose（報警目的）?AlarmType（報警類型）?Trigger，Setpoint,orAlarmLimit?RationalefortheAlarmTrigger（引發(fā)報警的基本原理）?Approveddeadband（認可的死區(qū))?Approvedtimedelay（認可的時間延遲）?AlarmPriority（報警的優(yōu)先級）?SpecificsofImplementation（實施細節(jié)）?AlarmCauses（報警起因）?PotentialConsequences（可能造成的后果）?SafeOperatingConditions（安全操作條?InitialResponse/VerificationSteps（初始響應/證實步驟）?TimeUrgency（時間緊迫性）?ExpectedOperatorAction

（操作員應采取的行動）?SuppressionConditionsandDuration（抑制條件和持續(xù)時間）?ExpectedAlarmFrequency（預期的報警頻率）?Expectedrelatedor“correlated”alarms（預期的相關報警）?AssociatedEquipment（關聯(lián)的設備）?RelatedP&IDs（關聯(lián)的工藝過程和儀表流程圖)?RelatedPHAs（關聯(lián)的工藝過程危險性分析）?RelatedSISInformation（有關的安全儀表系統(tǒng)信息）?SpecificFieldLocation（特定位置）?AlarmTestinginstructions（報警測試說明）?Normaloperatingconditions（正常操作條件）?SpecialInstrumentationConsiderations（特殊的儀表方面的考慮）快速查看變量標簽（tag）信息推斷原因、后果、并且分析報警產(chǎn)生的條件報警理性化：通過點擊鼠標，幫助您進行報警理性化和建立文檔工作報警指導原則文檔報警理性化實施和執(zhí)行標定和評估在DCS上實施理性化報警策略實施先進報警策略報警擱置依據(jù)工藝過程具體情況，臨時擱置某些報警動態(tài)報警依據(jù)工藝過程的操作狀態(tài)（開工和停工、原料和產(chǎn)品變化、設備維護等）實施相應的報警報警泛濫的抑制報警屏蔽（eclipsing）如果達到HH報警，將H報警屏蔽維護連續(xù)改進維護報警指導原則文檔報警合理化實施和執(zhí)行標定和評價建立報警性能的定量計量方法和基礎結構，用于控制回路、控制臺、裝置、一個或多個工廠報警性能的日常監(jiān)測，并解決出現(xiàn)的問題維持報警系統(tǒng)改進后的效益：建立主報警數(shù)據(jù)庫跟蹤所作的變動監(jiān)測未授權的變更報告所有的變更防止未經(jīng)審查認可的變動，強制執(zhí)行理性化報警設置避免報警數(shù)回升建立報警系統(tǒng)維護工作規(guī)程實行自動審核和強制執(zhí)行

堅持不懈進行報警管理將報警管理集成進實際工作、融入公司文化連續(xù)改進AlarmCreepAlarmSystemRe-engineeredMaintainedAlarmSystem報警隨時間不斷攀升連續(xù)改進維護報警體系報警合理化實施和執(zhí)行標定和評價分析在擾動情況下的報警泛濫探索監(jiān)測工藝裝置操作狀態(tài)的有效方法?在工藝過程波動時幫助操作員操作?減少工藝過程故障停工?在工藝過程波動時避免控制系統(tǒng)超載?幫助及時發(fā)現(xiàn)問題?識別出可以改進的區(qū)域?及時發(fā)現(xiàn)需要維護的儀表?識別出在工藝過程、控制和操作方面需要改進的地方報警管理的重要性自動收集DCS報警和事件數(shù)據(jù)并存入報警和事件數(shù)據(jù)庫自動收集DCS報警配置數(shù)據(jù)以及工程數(shù)據(jù)，建立主報警數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)檢查DCS每一個已有報警的Tag，并寫成文檔（使用文檔模板）系統(tǒng)研究DCS每一個沒有配置報警的Tag，看是否應該設置報警？如果需要，報警TP和優(yōu)先級如何設定？是否要考慮工藝過程模式？等等。建立文檔，報警文檔必需包括報警原因、可能的后果、應該采取的校正措施等等目標是在報警數(shù)目和報警質量兩方面優(yōu)化報警系統(tǒng)。重點是解決報警泛濫和報警不清晰問題，每一個報警必須同操作員的響應行動相聯(lián)系。ProcessGuard:評估和分析實際發(fā)生的報警，這種報警稱為“實時”或“動態(tài)”報警報警和事件歷史數(shù)據(jù)庫自動報警評估問題分析報表Web可視性通用連接性ProcessGuard報警問題分析所用報表舉例：按操作控制臺統(tǒng)計報警數(shù)按變量標簽（tag）統(tǒng)計報警數(shù)操作員的干預和響應時間無休止的（Chattering）報警數(shù)報警優(yōu)先級的分布常駐報警報警和工藝實時數(shù)據(jù)結合與Excel集成的