中石化专家分享：设备精益管理数字化提效技术研究与应用

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摘 要: 在信息化转型与油气田提质增效并重的新阶段，设备全生命周期管理面临“对象多、链条长、场景散、标准杂”的难题，为此，文章提出“数据驱动的设备精益管理”理念，并在此基础上构建一体化数字化管理体系，以推动设备管理向数字化、智能化转型。该体系采用“感知—过程—智能—治理”4层架构。在感知层，研发跨设备多协议的在线监测技术，实现实时数据汇聚与状态感知；在过程层，创新提出设备完整性一体化管控技术，利用二维码实现采集、修理、检查的全流程追踪，打通巡检—诊断—维修链条，提升透明度与执行效率；在智能层，形成关键性能指标体系和健康指数模型，引入支持向量回归开展压缩机能耗预测、工况预警，强化预测性维护；此外，在治理方面，针对天然气处理装置特点，推动智能化检维修管控，提升作业环节本质安全水平。实践应用表明，该体系可有效破解油气田设备管理现存难题，显著提升设备管理的精细化、智能化水平，降低设备运维成本，保障设备安全稳定运行，为油气田企业提质增效、实现高质量发展提供有力支撑。

关键词: 设备精益管理 在线监测 一体化管控 预测性维护 装置检维修

我国油气田开发进入高质量发展阶段，设备管理对生产稳定与安全至关重要。当前，石油石化行业正积极推动数字化转型，以实现设备全生命周期的智能化管理。国际石油公司广泛应用资产完整性(AIM)和预测性维护(PDM)等体系，同时融合物联网与人工智能技术，实现设备状态监测与风险预警【1】。相比之下，国内在跨设备协同和规模化预测性维护方面仍存在一定差距【2】。为此，开展设备精益管理数字化提效技术研究，提出“感知—过程—智能—治理”4层架构，并形成3项核心技术成果，推动设备管理向数字化、智能化转型。

1 设备管理业务现状

油气田设备数量大、种类多、分布广，且常处于滩海、沙漠等恶劣环境，目前仍以传统管理为主，管理难度大，水平亟待提升【3】，主要体现在以下3个方面:一是老旧设备役龄长、更新投入不足，存在安全风险高、能耗大等问题;二是油田开发后期设备与生产规模不匹配，闲置和低效运行现象突出，需优化设备结构与性能;三是气田关键设备及自控系统复杂，可靠性要求高，随着运行时间延长，故障增多，安全平稳运行压力大，必须加强维护，必要时还需进行升级改造。

2 关键技术研究

2.1 设备运行在线监测技术

为实现对油田设备的统一实时监控，本研究基于物联网(IoT)平台构建了1套5层在线监测架构，包括设备层、协议传输层、消息处理层、数据存储层和用户交互层，贯通了从数据采集到展示的全链路【4】。该技术兼容多种工业与物联网协议，通过协议网关实现数据统一接入，借助kafka消息队列提升实时处理能力，并采用混合数据库满足不同类型数据的存储与检索需求。

针对设备数据量大、传统图表表达力不足的问题，引入ApacheEcharts实现设备动态可视化，并基于实时清洗后的数据生成多维图形，直观呈现设备状态与趋势。同时，结合示功图诊断技术，自动进行报警推送并在界面中标注异常信息，协助管理者及时掌握设备健康状态和发现问题【5】。

2.2 设备完整性一体化管控技术

设备完整性管理对保障油气田安全生产至关重要【6】。针对国内油田长期存在的信息割裂、流程不闭环、责任不清等问题，本研究引入以二维码为媒介的一体化管控技术，构建“标准化＋数字化＋智能化”的管理体系，实现巡检、诊断、维修、检查与整改的全流程闭环，提升跨部门协同与全过程监管能力。

2.2.1 基于二维码的设备信息融合

设备管理涉及多个维度的信息，包括设备性能、维护记录、运行状态、维护保养、设备维修、油水润滑等。传统的信息管理方式难以实现对这些多维信息的有效整合，导致管理者无法全面掌握设备情况。基于二维码的设备信息融合技术能够将不同维度的信息整合在一起，提高信息的访问效率和管理决策的准确性。该技术遵循“以设备为主线、以二维码为纽带、以流程为驱动、以闭环为保障”的总体思路，形成了“人—设备—数据—流程—制度”的一体化管理架构。

对设备信息进行分类整理，再根据标准设计一个以设备资产编号为内容的二维码，工作人员通过扫描设备二维码即可在移动设备上快速获取设备的基本信息、运行数据、维护历史等业务信息。系统利用物联网平台，将设备全过程的信息与二维码关联并实时更新，即可确保信息的准确性和时效性【7】。

2.2.2 设备修理信息追踪与流程管控

随着油田设备运行维护的日趋复杂化，当前油田设备维修管理面临线上审批缺失、送修去向不明、过程监控不足、重审批轻过程等问题，制约了设备精益化管理水平的提升。为此，需从以下两方面突破维修关键技术与管理模式:

1)建立设备维修工序定额标准。为了提升维修作业效率，合理控制维修成本，油田迫切需要一套科学、规范的设备维修工序定额标准。首先，需系统性地收集与设备维修相关的数据，包括但不限于零部件的型号、规格、单价等，确保数据的全面性和准确性;其次，整理记录维修过程中的人工工时消耗，规范化设备维修期间人工费用;再次，需构建一个高效、稳定的设备维修数据库，用于存储、查询和分析维修数据，为定额标准的制定提供数据支持;最后，基于收集的数据和工时分析结果，制定出一套科学、合理的设备维修工序定额标准，为设备维修提供定价依据。

2)优化维修管理流程。在油气生产过程中，设备故障的快速响应与处置是保障生产连续性和降低经济损失的重要环节。传统模式下，信息传递不及时、响应周期长，导致停机时间延长和生产效率下降。为突破这一瓶颈，构建基于信息化平台的全员诊断与维修联动体系，实现从故障实时上报、分级研判、流程分流到维修审批的全链无缝衔接。平台自动填充表单，减少人工录入，提升响应速度与流程规范性，保障维修过程透明可控【8】。

2.2.3 设备检查数字化全过程追踪提升

面对油田设备管理复杂性和精细化要求提升的挑战，传统方式在设备大检查、岗位巡检、人员培训和重点任务管理等环节存在明显不足，表现为流程不规范、信息化水平低、数据分散，导致管理效率低、设备运行稳定性差。

为改善这一状况，通过系统性分析油田设备大检查的具体需求，深入研究各类设备的技术标准，收集和整理现有的设备检查规范，实现每一类设备的检查项目有据可依、有据可行。同时，利用信息化手段，将这些标准模型化，构建设备检查标准库，实现标准化的检查流程。通过移动终端“轮播图”的形式展示检查标准，要求检查人员严格对照标准执行任务，减少人为因素的干扰，提升检查的公平性和一致性。本研究开发的信息软件《设备大检查管理系统V1.0》已获软件著作权。

2.3 设备工况评估与智能预测分析技术

石油化工行业中的设备，特别是关键设备(如往复式压缩机)，由于结构和运行条件复杂，易发生故障，并因此导致非计划停机，进而增加维护成本和占产时间。传统的设备状态评估方法多集中于单一参数或组件的检测，难以实现对整个设备运行状态的全面分析和预测【9】。随着大数据分析和机器学习技术的迅猛发展，一种往复式压缩机运行工况预测方法应运而生。该方法通过构建往复式压缩机的预测模型，并建立设备故障案例库，可以形成更加全面的设备状态评估和故障预警体系，从而提高设备运行的安全性和稳定性【10】。

2.3.1 设备关键性能指标数据模型分析

在现代化设备管理中，设备的运行状态及关键性能指标(KPI)，如利用率、完好率、新度系数等，直接影响企业生产效率和运营成本。传统管理方法依赖人工经验，难以实现设备状态的量化与动态监控，尤其在复杂运行环境下缺乏有效的实时预警能力。建立基于KPI的管理模型，可帮助企业科学评估设备健康状态、优化资源分配、预测故障并制定精准维护计划，从而提升整体生产效率，减少非计划停机时间，降低运营成本。

主要KPI包括设备完好率模型、设备利用率模型、设备运转时率模型、故障停机率模型和设备新度系数。其计算方法如下:

1)设备完好率模型反映设备在统计时间内处于良好状态的天数比例，用于衡量设备的健康状况和长期可用性，其计算公式见式(1)。

2)设备利用率模型体现设备在制度工作时间内的实际作业情况，帮助企业识别闲置资源并优化调度，其计算公式见式(2)。

3)设备运转时率模型用于评估设备在应开动时间内的实际运行表现，助力提升有效作业时间，其计算公式见式(3)。

4)故障停机率模型用于衡量因故障导致的设备停机情况，体现设备可靠性，为制定预防性维护提供依据，其计算公式见式(4)。

5)设备新度系数表示设备剩余价值与原值的比例，反映设备新旧程度及更新投入强度，其提升依赖于更新改造与报废管理等策略，计算公式见式(5)。

2.3.2 构建往复式压缩机运行工况预测数据分析模型

往复式压缩机因压力范围广、压缩效率高和适应性强，在石油化工行业中应用广泛，但同时也因结构复杂，导致故障诊断准确性低、日常维修保养工作量大。随着人工智能技术的发展，机器学习方法凭借其自动提取数据深层特征的能力，逐渐在该领域得到应用。当前国内研究多集中于单一零部件或单一参数的分析，缺乏对压缩机整体性能衰退及未来工况的全面评估。为此，本研究提出一种新的预测方法并构建了相关配套装置，旨在通过对多源特征的全面利用，提升状态预测的准确性。

在数据获取层面，本文融合多类信息构建多维数据集，以此突破单一参数分析的局限。其中，传感器监测数据涵盖润滑油压力、冷却水压力、各级进排气压力与温度、设备振动及电机运行参数等实时动态运行信息;实验分析数据取自油品检测结果，包含闪点、倾点、黏度指数等介质静态理化指标;历史台账数据整合设备保养、故障维修、运行报警等全周期运维记录。3类数据相互补充、有机结合，最终形成包含47个维度的完整特征参数集，可全方位、系统性表征往复式压缩机综合运行工况与健康状态。

在数据处理阶段，通过进行归一化处理和统一量纲，将多源数据映射至同一区间，并采用熵权法计算特征权重，确保评估体系的合理性。在此基础上构建健康因子模型，量化任意时刻设备状态，生成动态健康曲线，并通过对关键时段(如保养、维修前后)的状态进行对比，实现对设备状态的直观判断。

在预测建模中，基于历史健康因子时序数据，提取其当前值及在24h、3d、7d、15d和30d内的累计值作为特征，训练LightGBM等机器学习模型，用于预测未来某一时刻的健康因子。经多轮训练验证，模型损失函数收敛良好，预测曲线与实际健康状态趋势基本一致，表明该方法具有较高的准确性与可靠性。

2.4 天然气处理装置的智能化检维修全流程管控技术

天然气处理装置具有高压、高危、高腐蚀和生产工艺连续性强的特点，其增压机组、高压管道等核心设备运行的稳定性直接关系到装置的安全生产与能源的可靠供应。传统检维修模式存在信息传递慢、安全风险高、质量控制难、历史数据利用率低等问题。在富含硫化氢等有毒介质的极端环境下，任何管理疏漏都可能引发灾难性后果。

依托信息化平台可实现检维修“人、机、料、法、环”全要素的精准管控与协同，其核心目标是有效管控高风险作业、保障作业人员生命安全、确保检修质量、缩短检修工期、降低生产成本，可为油气田的安全高效开发提供关键技术支撑，具有重大的安全意义和经济价值。

在安全管控与专业适配层面，该平台一方面将能量隔离(含盲板管理)作为核心模块，通过与被处理装置工艺管道及仪表流程图(PID)数字孪生模型进行深度融合，实现高压流程、管道盲板状态的动态可视化监控，现场人员可借助防爆移动终端执行“挂牌、上锁、抽堵盲板”操作，并将状态实时同步至中央系统，从源头杜绝介质泄漏、火灾爆炸等风险，构建“数字化安全防线”;另一方面，其深度贴合工艺特性，覆盖静设备、动设备等9大专业领域，针对天然气压缩机检修、高压分离器定期检验等关键作业定制检修方案审批流程，同时将检修前工艺处理、气体检测等安全条件检查线上化、流程化，强制达标后才生成电子开工令，确保“不安全不开工”刚性制度的落地执行。

在现场执行与决策支撑层面，针对场站地域广、环境复杂的特点，依托移动互联搭建现场作业模式，现场人员可借助防爆智能终端接收作业指导书、记录设备拆检过程、上报测量数据并执行质量点检，同时实现数据的实时上传，管理人员可在线远程审核确认，保障数据真实、可追溯，推动质量管控精细化;同时，通过数据驱动检修决策，为管理人员提供专属可视化视图，集中监控各装置区检修进度、高风险作业清单、关键物资到货等信息，实现跨区域集中调度，并通过针对性统计分析，聚焦长周期高价值备件管控、承包商防护资质与效能、大型作业成本控制，紧扣“降本增效”目标，为管理决策提供数据支撑。

3 结语

本文以数据驱动的设备精益管理为理念，搭建一体化数字化设备管理体系，用以推动设备管理向数字化、智能化转型。该体系通过规范化设备静态数据管理和共享共用，结合在线监测、大数据分析与KPI模型，实现了跨设备、跨协议的实时数据汇集与分析;借助二维码信息融合技术，贯通各项业务流程，显著缩短处理时间，增强了安全风险识别与预防能力;同时，完善维修工序定额和管控，构建故障案例库与标准化流程，实现了快速预警和高效响应;此外，还依托设备大检查标准模型库推动了检查模式由纸质化、分散化向数字化、集中化的转型。

当前推行设备智能化管理仍面临以下挑战:业务系统间数据口径差异大，主数据治理艰巨;部分单位流程制度尚未完全适配，管理制度与技术融合有待深化;模型在多工况、多设备类型下的泛化能力仍需提升。未来可在推动数据标准统一、增强样本多样性等方面进行改进，以提升模型的鲁棒性。

朱文琪， 徐聪， 李真， 郭雨涵

【作者机构】 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司

为了提升石化行业本质安全，保障石化企业“安稳长满优”运行，解决设备运行与检维修“卡脖子”技术热点、痛点、难点问题，提高石化企业设备管理完整可靠性，设备智能化运维、预知性维修和检维修水平，引领我国石化智慧运维与检维修行业发展新质生产力，中国化工学会于2026年6月10-12日在陕西西安举办“2026年（第七届）石油化工设备智慧运维与检维修技术大会暨展览会”（IOMT CHEM 2026）。

一、大会主题

加快构建现代化石化产业智慧运维体系·AI驱动预测性维护实现新跨越

二、大会主办单位

中国化工学会

三、大会联合主办

西安陕鼓动力股份有限公司

浙江鹏飞绝热安装有限公司

四、大会协办单位

中石研石化设备安全运维专家服务（中心）专委会

西安交通大学机械工程学院

北京化工大学机电工程学院-国家危险化学品生产系统故障预防与监控基础研究实验室

中机维协石油石化建安检维修分会

中国石化集团石油化工设备防腐蚀研究中心

中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心

中国石油集团安全环保技术研究院有限公司炼化设备技术研究与服务中心

青海民族大学化学与材料科学学院

中石研石化设备安全运维服务（西安）有限公司

大连东方亿鹏设备制造有限公司

五、大会承办单位

碳索视界（北京）企业管理咨询有限公司

盛融华创（北京）能源科技发展有限公司

六、会议时间及地点

会议时间：2026年6月10-12日（6月10日全天报到）

会议地点：陕西西安（详见报到通知）

七、会议日程及报告

（一）会议日程

6月10日：大会报到

6月11日：全体大会

6月12日：全天分论坛

分论坛一：石化企业转动设备智慧运维与检维修技术论坛

分论坛二：石化设备密封、润滑与装置节能降碳改造论坛

分论坛三：石化企业腐蚀防护与管道罐区安全技术论坛

（二）报告安排

报告题目：高端装备智能运维——“抽血化验”实现故障溯源

报告人：雷亚国  西安交通大学机械工程学院教授/常务副院长

报告题目：先进润滑技术与实践前沿

报告人：何承厚  中国石油化工集团有限公司高级专家

报告题目：强化“监、检、查”作用，科学做好“维、管、修”

报告人：陈  轩  中国石油炼油化工和新材料分公司副处长

报告题目：石化载荷离心泵节能技术

报告人：熊建新  中国石油化工集团有限公司高级专家

报告题目：化工装备智能预测维护与健康监控关键技术及应用

报告人：屈定荣  中国化安全工程研究院有限公司首席专家、设备安全研究室主任

报告题目：数智化引领设备运维提质增效

报告人：赵  岩  中石研石化设备安全运维专家服务（中心）专委会常务副主任委员、中海石油炼化有限责任公司原安全总监

报告题目：陕鼓全生命周期系统解决方案服务介绍

报告人：西安陕鼓动力股份有限公司

报告题目：绝热工艺解析及效能评估

报告人：浙江鹏飞绝热安装有限公司

报告题目：精工细造赋能石化装备安全智慧运维

报告人：大连东方亿鹏设备制造有限公司

报告题目：炼油化工装置腐蚀防控技术现状与发展趋势

报告人：段永锋  中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心副总经理

报告题目：大修管理专业化服务的现状与发展

报告人：上海安恪技术股份有限公司

报告题目：基于设备服役状态预测的预防性维护策略

报告人：王晓静  青海民族大学化学化工学院（曾任天津大学化工学院过控系系主任）院长/教授/博导 

报告题目：降低泄漏与失效风险：机械密封隔离液解决方案分享

报告人：克鲁勃润滑剂（上海）有限公司

报告题目：螺杆筒体国产化助力大型挤压造粒机长周期平稳运行

报告人：都江堰市江宁机械有限公司

报告题目：AI赋能石化装置智能防腐：从精准预测到科学检修的实践路径

报告人：刘小辉  中国石油化工集团公司首批高级专家、中国石化青岛安全工程研究院原副总工程师/首席专家

报告题目：设备智能监测发展展望

报告人：李迎丽  中国石油天然气集团有限公司设备专家

报告题目：石油化工设备的“养生之道”

报告人：西安国联质量检测技术股份有限公司

报告题目：Si@SiC/Si@Si3N4材料在化工、石油行业中的应用

报告人：陕西新兴热喷涂技术有限责任公司

报告题目：石化关键装备智能监测检测与事故防控技术

报告人：王  峰  北京化工大学机电工程学院教授，国家危险化学品生产系统故障预防与监控基础研究实验室主任

报告题目：石化化工装置零泄漏密封、高效密封技术以及密封状态监测技术展望

报告人：孟  剑   中国石化青岛炼化公司正高级工程师/高级专家

报告题目：炼化装置工艺防腐蚀技术研究

报告人：佘  锋   中国石化工程建设公司正高级工程师/专业副总

报告题目：数字化转型下的转动设备智慧运维与检维修

报告人：王红超   山东东明石化集团有限公司炼化公司设备经理

报告题目：实时优化技术在炼油化工多单元协调优化及关键设备智能监测中的应用研究

报告人：赵  毅   中石化石油化工科学研究院有限公司正高级工程师/院专家

报告题目：ZERUST石油石化行业全生命周期防锈保护综合解决方案

报告人：北美防锈技术(上海)有限公司

报告题目：AI驱动TSI?PHM融合技术与石化机组智慧运维实践

报告人：重庆川仪自动化股份有限公司

报告题目：再电气化驱动石化设备升级路

报告人：谢国学   中国石化工程部原首席专家

报告题目：双碳目标下化工设备的一些绿色节能技术

报告人：付大春   中国石油中国寰球工程有限公司北京分公司正高级工程师/动设备专家

报告题目：光弘科技声学成像技术在石化行业气体泄漏监测中的应用

报告人：惠州光弘科技股份有限公司

报告题目：RENK高效传动产品在石化旋转设备智慧运维和检修实践分享

报告人：韧客(上海)商贸有限公司

报告题目：设备润滑管理内容

报告人：马  彦   中石研石化设备安全运维专家服务（中心）专委会常务委员、设备润滑管理专家原中国兵器工业集团北方华锦集团设备部润滑油管理中心管理专家/原处长

报告题目：炼化装置停工大检修标准化实践

报告人：李家鹏   中海石油宁波大榭石化有限公司机械动力部高级工程师/副经理

报告题目：压缩机汽改电与行星齿轮调速技术

报告人：哈尔滨广瀚动力传动有限公司

报告题目：能源行业输电-电缆事故与安全防护措施应用分析及建议

报告人：广东安诺新材料科技有限公司

报告题目：石化电气化率提升有效途径

报告人：蔡玉田   中石化节能技术服务有限公司高级工程师/副总经理

报告题目：炼化企业设备完整性管理体系建设与风险防控实践

报告人：钱广华   中国石化天津分公司化工部正高级工程师/原设备专家

报告题目：石化关键设备润滑数智化长效管理（油液在线监测+旁路超微过滤除漆膜）

报告人：预维工坊(上海)物联技术有限公司

报告题目：新形势下腐蚀一体化管控与炼化装置长周期运行

报告人：刘雪梅   中国石油兰州石化分公司研究院（科技创新中心）高级工程师

报告题目：紫外光固化防护层适用性评价

报告人：张永强   陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院正高级工程师/副所长

报告题目：精准定位严苛工况 筑牢设备防腐屏障 助力石化行业智慧运维高质量发展

报告人：江苏邦杰防腐保温科技有限公司

报告题目：无溶剂聚硅氧烷涂料介绍

报告人：深圳市易珑科技有限公司

报告题目：炼化企业防腐工程完整性管理与苛刻工况涂层选用

报告人：李晓炜   中石化炼化工程（集团）股份有限公司洛阳技术研发中心高级工程师/专业副总

报告题目：炼化及罐区管道检维修决策及可视化交互管理技术

报告人：崔凯燕   中石化（大连）石油化工研究院有限公司副研究员/主任师

报告题目：仪表设备大检修质量管理及技术要求

报告人：董殿臣   延长石油延安能源化工有限责任公司装备管理部副经理

报告题目：从传统检维修到智慧运维：WTPM体系下石化设备的全周期保障之路

报告人：岳建峰   万达控股集团有限公司技术装备部经理

报告题目：机电仪专业一体化管理与提升

报告人：谢施展   广东九丰能源有限公司高级工程师/工程技术总监

报告题目：化工行业设备全生命周期创新技术解决方案

报告人：淄博福世蓝高分子复合材料技术有限公司事业部

报告题目：炼厂节能降碳技术改造路径

报告人：薛小波   山东京博石油化工有限公司生产运营专家

报告题目：先进腐蚀电化学无损检测技术及其应用

报告人：赵  博   中国特种设备检测研究院正高级工程师/科创团队带头人

报告题目：化工企业可燃液体常压储罐区安全管理规范

报告人：孙新宇   中石化（河南）炼油化工有限公司副处长

报告题目：炼化行业大型机组检维修的难点与困境

报告人：崔钟续   中化泉州石化有限公司高级工程师/动设备专业经理

报告题目：试运期间突发事故与泄压罐泄压设施标准选择案例解析

报告人：任洪理   原中油工程建设公司阿布扎比公司ADCOP项目正高级工程师

八、参会注册

中国石化、中国石油、中国海油、国能集团、中化集团、国家管网、陕西延长、民营炼化企业及煤化工、罐区、码头、化工、氯碱、纯碱、磷肥、轮胎、精细化工生产企业设备部门管理与技术人员。（免会议注册费）