先進(jìn)過(guò)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(yíng)。了解“良好”APC指標(biāo)的五個(gè)特征。

指標(biāo)，也稱(chēng)為關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)（KPI），是實(shí)現(xiàn)安全、高效過(guò)程運(yùn)營(yíng)的重要工具。指標(biāo)表明運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵方面，如報(bào)警、安全閥、安全系統(tǒng)或先進(jìn)過(guò)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(zhuān)家隊(duì)伍來(lái)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(zhuān)家隊(duì)伍，并使用指標(biāo)來(lái)管理和確定其活動(dòng)的優(yōu)先級(jí)。通過(guò)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(lái)管理過(guò)程運(yùn)營(yíng)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(zhuān)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(yíng)和優(yōu)化利益相關(guān)者對(duì)其具有信心，而不僅僅是APC 專(zhuān)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(lèi)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(kāi)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(zhuān)業(yè)的治療。

APC服務(wù)系數(shù)的含義和歷史

APC 從未擁有過(guò)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(kāi)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(jiàn)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(shuō)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(guò)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(méi)有一種工具符合“良好指標(biāo)”的標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有出現(xiàn)行業(yè)最佳實(shí)踐。

過(guò)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?wèn)題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(lái)設(shè)計(jì)可靠的APC 指標(biāo)。相反，MV 變動(dòng)提供了APC 對(duì)過(guò)程運(yùn)營(yíng)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(guò)程運(yùn)營(yíng)環(huán)境都是動(dòng)態(tài)的，有很多并行工作，以各種方式來(lái)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(lái)。

這就是為什么首先實(shí)施工廠步驟，因?yàn)樵谡＿\(yùn)行期間，無(wú)法將單個(gè)影響與總體受控變量行為分離開(kāi)來(lái)。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(kāi)環(huán)控制，因此“手動(dòng)回路”是當(dāng)今最常見(jiàn)的過(guò)程控制指標(biāo)之一。業(yè)內(nèi)人士還牢記，控制臺(tái)運(yùn)營(yíng)人員不應(yīng)被過(guò)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(shuō)明了在運(yùn)營(yíng)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(guò)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(yíng)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?；芈犯深A(yù)的總數(shù)，用來(lái)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(yíng)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(yíng)。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(jiàn)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(chēng)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(méi)有合適的指標(biāo)，您的先進(jìn)過(guò)程控制能有多先進(jìn)？

審核編輯：劉清