在工業(yè)世界里，工藝報警系統(tǒng)是保證安全運行的一道防線。功能良好的報警系統(tǒng)有助于一套工藝可以更接近其理想運行點運行使產(chǎn)出和質(zhì)量得到提升，生產(chǎn)成本更低，并獲得更大的利潤。
然而，在許多其他工廠里，沒有正式的管理報警行為的策略。這些工廠自信的認為他們的報警系統(tǒng)工作良好，且設備都得到了全面的保護，可是他們沒有意識到故障的潛在危險。
缺少有效的報警管理可以帶來每年數(shù)十億美元的損失，包括事故、設備損壞、非計劃工廠或單元停工、非標準產(chǎn)品、管理部門罰款以及與環(huán)境和安全危害相關(guān)的巨大的無形費用。
今日之安全挑戰(zhàn)
無論其業(yè)務的規(guī)模與性質(zhì)如何，所有的企業(yè)主都有責任維護其員工的日常健康、安全和福利。這些照看責任一般都在相關(guān)國家的職業(yè)健康與安全（OH&S）法律中有所規(guī)定。
公司以及從工頭到CEO的各個級別的責任人如果違反了相關(guān)OH&S規(guī)定都會被依法處理。照看責任一般要求自動化工業(yè)的企業(yè)主們提供一套合適的報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)會在發(fā)生異常狀況時為運行員工提供充分的預警，因此他們有時間采取行動防止混亂或者事故的發(fā)生。
關(guān)照責任也包括為生產(chǎn)設施提供一套合適的控制系統(tǒng)?？偟膩碚f，分布式控制系統(tǒng)（DCS）報警系統(tǒng)是管理工業(yè)流程的一個關(guān)鍵的生產(chǎn)性工具，經(jīng)過配置，它可以識別工廠工作中發(fā)生的很多種不同異常狀況并通知到工作人員。報警為防止出現(xiàn)安全、環(huán)境或經(jīng)濟方面的損失而提供了一種獨特層面的保護。它將工廠員工的靈活性和適應性與科技的力量結(jié)合在一起。然而，在實際情況中，不良的初期設計和有效報警管理的缺失經(jīng)常導致報警系統(tǒng)不適合其使用目的。
圖1 在報警系統(tǒng)評估中，經(jīng)常用于進行風險分析和管理的模式是“瑞士奶酪”。圖片來源：Honeywell
為什么報警值得關(guān)注
在許多工業(yè)設施里，報警系統(tǒng)沒有得到應有的重視。這可以理解，因為報警看起來讓簡單的工作變得讓人困惑。廠區(qū)經(jīng)常保持著在最初建設時期，工程公司所設計的報警邏輯。
判斷一個綜合報警管理系統(tǒng)的成本會是個困難的任務。生產(chǎn)和設計人員意識到報警系統(tǒng)的性能是一個嚴重的問題，可是要想說服高級別的工廠管理層將公司的有限的資源投入到先進的報警技術(shù)上并不容易。
報警管理是那些很難在短期內(nèi)看到投資回報的領(lǐng)域之一。當設計合理的報警幫助公司避免了生產(chǎn)損失的時候其回報才實現(xiàn)。這個概念在其他具有更高利潤的改造項目面前經(jīng)常被忽視。為什么呢？資金來源可能有限。工藝優(yōu)化和業(yè)績監(jiān)控會帶來更好的經(jīng)濟收入。對于何為報警管理，也普遍存在著認知的缺失。
異常情況每年會給工業(yè)企業(yè)帶來數(shù)十億美元的損失。一些部分由于報警管理的問題導致的工廠事故很不幸的導致了人身傷亡以及巨大的經(jīng)濟損失。
例如2005年發(fā)生在美國德克薩斯州的BP煉油廠爆炸，關(guān)鍵水平的報警沒有將存在于塔內(nèi)和排污罐內(nèi)的危險和異常狀況通知到操作員。最終的爆炸和火災導致了15人死亡以及超過170人受傷。
圖2 報警管理應該是一個應用分層保護概念的綜合過程。
可采用的工業(yè)標準
為了幫助工業(yè)制造系統(tǒng)更好地進行報警管理，一些組織和機構(gòu)已經(jīng)制定了相關(guān)報警管理的標準。其中包括位于英國的國際工程設備及材料用戶協(xié)會（EEMUA）、位于美國的美國國家標準學會（ANSI）、國際自動化協(xié)會（ISA）以及美國石油學會（API）。
國際工程設備及材料用戶協(xié)會（EEMUA）的第191期出版物（“報警系統(tǒng)– 設計、管理與采購指導”）在1999年發(fā)行第一版，并被認為是實際上的報警管理工業(yè)標準。（第二版和第三版分別在2007年和2013年出版。）該標準為報警管理的各個方面需要的工具和技術(shù)提供了詳細的描述，例如合理化、風險評估以及圖形化設計等。
國際自動化協(xié)會（ISA）和美國國家標準學會（ANSI）在2009年6月批準了ANSI/ISA-18.2-2009（“流程工業(yè)報警系統(tǒng)管理”）用于規(guī)定報警管理整個生命周期的各種方式。ISA-18.2與安全儀表系統(tǒng)（SIS）的標準IEC 61508/11有很多相似之處。
兩個法規(guī)對于報警系統(tǒng)的性能都有著相似的關(guān)鍵績效指標（KPI）。那么流程工廠應該怎樣保證他們可以滿足這些標準并且避免與報警相關(guān)的故障或事故發(fā)生的可能性？
評估潛在風險
解決報警管理缺失的第一步是理解相關(guān)的問題以及認識到哪里存在著問題。這要求對報警性能進行全面的評估，以確定報警的需求并將潛在風險降到最低。
在報警系統(tǒng)評估中，有一個名為“瑞士奶酪”的事故起因的模型被廣泛應用于風險分析和管理。最初是由曼徹斯特大學的Dante Orlandella和James T. Reason一起開發(fā)的，有時候也被稱為累積行為效果。
使用瑞士奶酪模型，將一個機構(gòu)的防御措施以一系列“奶酪片”的模型呈現(xiàn)。奶酪片上的洞代表系統(tǒng)里不同單個部分的弱點，其大小和位置在不同的奶酪片之間連續(xù)變化。在某一時刻，當各個片上有一組洞正好可以重疊，那么系統(tǒng)就會產(chǎn)生故障，那樣一個危險會通過所有片上的洞最終導致故障（見圖1）。
這個模型既包括活躍的也包括隱藏的故障?；钴S的故障包括直接導致事故的危險行為，例如操作員失誤。隱藏的故障所包括的一些原因可能在引起事故之前休眠數(shù)日、數(shù)周甚至數(shù)月。
以下是一個利用瑞士奶酪風險模型分析的真實案例：
1.在接近每班12小時末尾的時候，工廠的運行相對不穩(wěn)定（操作因素）。
2.裝有熱的物質(zhì)的儲罐達到高高液位（工藝因素）。
3.高高液位DCS泵的聯(lián)鎖條件因為替換一個儀表而禁用，但沒有被重新啟用（變化管理因素）。
4.控制室的操作員們漏掉了報警，原因是他們太忙了，并且被鋪天蓋地的報警分散了注意力（報警管理因素）。
5.安全完整性等級（SIL）回路上的用于切斷注入泵供電的安全液位開關(guān)已經(jīng)有兩年多沒有測試過，并且無法操作（維護因素）。
6.當工人正在儲罐旁邊時，儲罐發(fā)生溢出（事故結(jié)果）。
獲得更好業(yè)績的關(guān)鍵
這些年來，許多慘痛的安全事故都在提醒我們，缺少一套有效的報警管理策略對于工廠運行、業(yè)績、利潤和安全有著直接的負面影響。
有些工廠并不重視報警管理，工廠設置完過程報警的性能后并忘記了這些報警的情況并不少見。這是愚蠢的做法，因為工廠流程是動態(tài)的并且報警的狀況是不斷變化的。
一套報警管理系統(tǒng)的所有權(quán)常常是歸屬于控制系統(tǒng)部門，而真正擁有該系統(tǒng)的運行經(jīng)理并沒有所有權(quán)。這是因為鋪天蓋地的報警或沒有正確通知的情況一般都會被看做控制或者儀表方面的問題。
操作人員需要認識到工藝控制系統(tǒng)歸屬于他們，系統(tǒng)的功能怎么樣是由他們的要求所決定的。DCS部門可以根據(jù)要求對報警系統(tǒng)進行修改，但是其要求必須是來自于運行部門。報警是操作員使用的一個工具，因此對于這個工具是否正常工作并滿足操作員的要求來說，操作員才是最大利益相關(guān)者。
報警管理是一套綜合的過程，報警通過它進行設計、監(jiān)控以及管理以確保安全、可靠的運行。這個流程的核心是分層保護的概念，在有害工藝周圍提供了各個獨立的保護層，用于減少引起例如火災、有害物質(zhì)泄漏等等的不想看到的后果的風險。報警被認為是保護的一層并經(jīng)常用于SIL分析（見圖2）。
教育是改善或保持報警系統(tǒng)性能的一劑良藥。包括控制室操作員、現(xiàn)場操作員、工藝工程師以及儀表技術(shù)人員在內(nèi)的工廠里各個領(lǐng)域的人員都應該學習正確的報警管理。這是面對報警的一種主動方式。
一些自動化系統(tǒng)供應商在客戶現(xiàn)場舉辦培訓班，幫助他們實施更加有效的報警管理措施。這項培訓可以先對所有工廠的利益相關(guān)者進行通用的情況介紹，接下來根據(jù)工作分工不同使用已經(jīng)被批準的報警規(guī)范文件來進行專業(yè)的指導。作為一個有價值的工具，培訓可以幫助工人們明白他們應該怎樣去設計、管理和維護他們的報警系統(tǒng)（見圖3）。
圖3 一些自動化系統(tǒng)供應商通過到客戶現(xiàn)場開辦培訓班的形式，來幫助他們進行更加有效地報警管理。
困惑會增加風險
對于過程報警的評估、改善以及優(yōu)化，報警管理都是必不可少的。如果沒有有效的管理，討厭的報警、鋪天蓋地的報警和優(yōu)先級不合適的報警可以導致操作員的困惑并增加事故的風險。
然而，更重要的是要記住報警管理不是一次性的項目；它是一個再設計/再實施的全生命周期過程。所有新的報警都根據(jù)它們適合工藝的方式以及它們給操作員帶來的好處而設計出來的，這樣，報警系統(tǒng)的性能才能被持續(xù)不斷地改善和優(yōu)化。
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