危险与可操作性分析方法、装置、设备及存储介质

摘要

本申请实施例提供一种危险与可操作性分析方法、装置、设备及存储介质，所述危险与可操作性分析方法包括：获取目标工业系统的设备信息；根据所述设备信息，从预设风险数据集中筛选出对应于所述目标工业系统的目标风险数据集；根据预设风险矩阵，计算所述目标风险数据集中每个目标风险的风险等级；根据所述风险等级，生成预设格式的结果报告。本申请实现了自动进行HAZOP分析并生成报告，提高分析的效率和结果的准确性。

说明书

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种危险与可操作性分析方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

HAZOP(Hazard Operability，危险与可操作性)研究是以系统工程为基础的一种可用于定性分析或定量评价的危险性评价方法，用于探明生产装置和工艺过程中的危险及其原因，寻求必要对策，被广泛应用于化工、石油、核电、航空航天等高风险领域。传统的HAZOP分析大多由专家组采用头脑风暴的形式进行，费时费力，该方法主要依赖于HAZOP分析专家的经验，难以保证分析结果的一致性和完备性，并且存在大量不同形式的HAZOP分析报表，重复利用率低，容易造成资源的浪费。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种危险与可操作性分析方法、装置、设备及存储介质，用以实现自动进行HAZOP分析并生成报告，提高分析的效率和结果的准确性，从而提高生产装置和工艺过程的风险管控水平。

本申请实施例第一方面提供了一种危险与可操作性分析方法，包括：获取目标工业系统的设备信息；根据所述设备信息，从预设风险数据集中筛选出对应于所述目标工业系统的目标风险数据集；根据预设风险矩阵，计算所述目标风险数据集中每个目标风险的风险等级；根据所述风险等级，生成预设格式的结果报告。

于一实施例中，所述根据所述设备信息，从预设风险数据集中筛选出对应于所述目标工业系统的目标风险数据集，包括：根据所述设备信息，将所述目标工业系统中的每一个设备依次作为核心设备；获取所述核心设备的第一属性信息；根据所述第一属性信息，从所述预设风险数据集中筛选出所述目标工业系统符合的第一规则信息；将对应于所述第一规则信息的风险加入所述目标风险数据集。

于一实施例中，所述根据所述设备信息，从预设风险数据集中筛选出对应于所述目标工业系统的目标风险数据集，还包括：根据所述设备信息中设备之间的连接关系，查找所述核心设备的相关设备；获取所述相关设备的第二属性信息；根据所述第二属性信息，从所述预设风险数据集中筛选出所述目标工业系统符合的第二规则信息；将对应于所述第二规则信息的风险加入所述目标风险数据集。

于一实施例中，所述根据预设风险矩阵，计算所述目标风险数据集中每个目标风险的风险等级，包括：获取所述目标风险的可能性和严重性；根据所述可能性和所述严重性，确定所述目标风险的风险等级。

于一实施例中，在所述根据所述可能性和所述严重性，确定所述目标风险的风险等级之前，还包括：获取对应于所述目标风险的保护措施数据集；获取所述保护措施数据集中已实施的第一措施，以及所述第一措施的失效概率；根据所述第一措施和所述失效概率，校正所述目标风险的可能性和严重性。

于一实施例中，所述根据所述风险等级，生成预设格式的结果报告，包括：判断所述风险等级是否超过预设阈值；当所述风险等级超过所述预设阈值时，获取所述保护措施数据集中除所述第一措施以外的第二措施；根据所述第二措施，生成建议信息；按照预设格式，生成包括所述建议信息的结果报告。

于一实施例中，所述根据所述第二措施，生成建议信息，包括：按照预设顺序逐条读取所述第二措施；在每次读取之后，计算所述第二措施对所述风险等级校正效果；判断校正后的所述风险等级是否超过所述预设阈值；当校正后的所述风险等级不超过所述预设阈值时，生成所述建议信息，所述建议信息包括已读取的第二措施；当校正后的所述风险等级超过所述预设阈值时，继续执行所述按照预设顺序逐条读取所述第二措施；在每次读取之后，计算所述第二措施对所述风险等级校正效果；判断校正后的所述风险等级是否超过所述预设阈值，直至校正后的所述风险等级不超过所述预设阈值，则生成所述建议信息，所述建议信息包括已读取的第二措施。

本申请实施例第二方面提供了一种危险与可操作性分析装置，包括：获取模块，用于获取目标工业系统的设备信息；筛选模块，用于根据所述设备信息，从预设风险数据集中筛选出对应于所述目标工业系统的目标风险数据集；计算模块，用于根据预设风险矩阵，计算所述目标风险数据集中每个目标风险的风险等级；生成模块，用于根据所述风险等级，生成预设格式的结果报告。

于一实施例中，所述筛选模块用于：根据所述设备信息，将所述目标工业系统中的每一个设备依次作为核心设备；获取所述核心设备的第一属性信息；根据所述第一属性信息，从所述预设风险数据集中筛选出所述目标工业系统符合的第一规则信息；将对应于所述第一规则信息的风险加入所述目标风险数据集。

于一实施例中，所述筛选模块还用于：根据所述设备信息中设备之间的连接关系，查找所述核心设备的相关设备；获取所述相关设备的第二属性信息；根据所述第二属性信息，从所述预设风险数据集中筛选出所述目标工业系统符合的第二规则信息；将对应于所述第二规则信息的风险加入所述目标风险数据集。

于一实施例中，所述计算模块用于：获取所述目标风险的可能性和严重性；根据所述可能性和所述严重性，确定所述目标风险的风险等级。

于一实施例中，所述计算模块还用于：获取对应于所述目标风险的保护措施数据集；获取所述保护措施数据集中已实施的第一措施，以及所述第一措施的失效概率；根据所述第一措施和所述失效概率，校正所述目标风险的可能性和严重性。

于一实施例中，所述生成模块用于：判断所述风险等级是否超过预设阈值；当所述风险等级超过所述预设阈值时，获取所述保护措施数据集中除所述第一措施以外的第二措施；根据所述第二措施，生成建议信息；按照预设格式，生成包括所述建议信息的结果报告。

于一实施例中，所述生成模块具体用于：按照预设顺序逐条读取所述第二措施；在每次读取之后，计算所述第二措施对所述风险等级校正效果；判断校正后的所述风险等级是否超过所述预设阈值；当校正后的所述风险等级不超过所述预设阈值时，生成所述建议信息，所述建议信息包括已读取的第二措施；当校正后的所述风险等级超过所述预设阈值时，继续执行所述按照预设顺序逐条读取所述第二措施；在每次读取之后，计算所述第二措施对所述风险等级校正效果；判断校正后的所述风险等级是否超过所述预设阈值，直至校正后的所述风险等级不超过所述预设阈值，则生成所述建议信息，所述建议信息包括已读取的第二措施。

本申请实施例第三方面提供了一种电子设备，包括：存储器，用以存储计算机程序；处理器，用以执行本申请实施例第一方面及其任一实施例的方法。

本申请实施例第四方面提供了一种非暂态电子设备可读存储介质，包括：程序，当其藉由电子设备运行时，使得所述电子设备执行本申请实施例第一方面及其任一实施例的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例的电子设备的结构示意图；

图2为本申请一实施例的危险与可操作性分析方法的应用场景示意图；

图3为本申请一实施例的危险与可操作性分析方法的流程示意图；

图4为本申请一实施例中步骤320的子步骤的流程示意图；

图5为本申请一实施例中步骤330的子步骤的流程示意图；

图6为本申请一实施例中步骤340的子步骤的流程示意图；

图7为本申请一实施例的危险与可操作性分析装置的结构示意图。

附图标记：

100-电子设备，110-总线，120-处理器，130-存储器，210-用户终端，220-服务端，230-工艺设备，400-危险与可操作性分析装置，410-获取模块，420-筛选模块，430-计算模块，440-生成模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“配置为”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参看图1，其为本申请一实施例的电子设备100的结构示意图，包括至少一个处理器120和存储器130，图1中以一个处理器为例。处理器120和存储器130通过总线110连接，存储器130存储有可被至少一个处理器120执行的指令，指令被至少一个处理器120执行，以使至少一个处理器120执行如下述实施例中的危险与可操作性分析方法。

如图2所示，其为本申请一实施例的危险与可操作性分析方法的应用场景示意图。该应用场景包括：用户终端210、服务端220和多个工艺设备230，服务端220与工艺设备230、用户终端210之间通过无线或有线网络连接。用户终端210可以是安装了应用程序的个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)等。服务端220可以是服务器、服务器集群或者云计算中心。工艺设备230可以是离心泵、压缩机、加热炉、换热器、储罐、反应器等生产装置和工艺过程中的设备。用户终端210可以向服务端220发送分析任务，服务端220可以采用本申请实施例提供的方法，采集工艺设备230的数据执行分析任务。

如图3所示，其为本申请一实施例的危险与可操作性分析方法的流程示意图，该方法可由图1所示的电子设备100来执行，以实现提高危险与可操作性分析的效率和结果的准确性。该方法包括如下步骤：

步骤310：获取目标工业系统的设备信息。

在上述步骤中，目标工业系统可以是需要进行危险与可操作性分析的工业生产系统，该工业生产系统可以包括多个设备，获取目标工业系统的设备信息，设备信息包括但不限于工业生产系统中的设备名称、设备之间的连接关系、工艺设计意图、操作条件等。

步骤320：根据设备信息，从预设风险数据集中筛选出对应于目标工业系统的目标风险数据集。

在上述步骤中，预设风险数据集可以根据石油、化工、医药生产中的典型案例、专家的经验、及设计规范形成，预设风险数据集中可以包括多个风险和对应于每个风险的规则信息，其中，规则信息是指该风险的触发条件，即当目标工业系统符合某一风险的规则信息时，表示目标工业系统存在该风险。根据目标工业系统的设备信息，查找目标工业系统符合的规则信息，将对应于上述规则信息的风险作为目标风险，加入目标风险数据集。

于一实施例中，规则信息可以是简单的属性对比条件，也可以是涉及或、非、与等逻辑运算的多个条件的组合，例如，对应于着火风险的规则信息包括：上游最大压力源超过设备设计压力and(与)设计温度高于物料燃点。于一实施例中，规则信息可以包括诱因条件和后果条件，在上述例子中，诱因条件为上游压力源超过设备设计压力，后果条件为设计温度高于物料燃点，若诱因条件和后果条件同时成立，则目标工业系统符合该规则信息，可以将该规则信息对应的着火风险加入目标风险数据集。

步骤330：根据预设风险矩阵，计算目标风险数据集中每个目标风险的风险等级。

在上述步骤中，预设风险矩阵可以包括风险的可能性和严重性两个维度，其中，风险的可能性是指风险发生的概率，风险的严重性是指风险产生的后果的严重程度，于一实施例中，可以根据风险发生的概率高低，将可能性划分为若干个等级，风险发生的概率越高，对应的可能性等级越高，根据风险产生的后果的严重程度，将严重性划分为若干个等级，风险产生的后果越严重，对应的严重性等级越高。在预设风险矩阵中，某一风险的可能性和严重性的等级越高，则该风险的风险等级也越高。根据目标风险数据集中每个目标风险的可能性和严重性，在预设风险矩阵中找到对应的交叉点，可以得到每个目标风险的风险等级。

步骤340：根据风险等级，生成预设格式的结果报告。

在上述步骤中，预设格式可以根据用户实际需求设定，按照预设格式，生成结果报告，该结果报告的内容可以包括但不限于设备名称、设备类型、设备在工业生产系统中位置和/或编号、偏离、诱因、设备可能存在的目标风险，以及目标风险的严重性、可能性、风险等级、已实施的保护措施、建议实施的保护措施。于一实施例中，结果报表可以以Excel格式、Word格式、PDF格式输出。

如图4所示，其为本申请一实施例中步骤320的子步骤的流程示意图。步骤320：根据设备信息，从预设风险数据集中筛选出对应于目标工业系统的目标风险数据集，可以包括以下步骤：

步骤321：根据设备信息，将目标工业系统中的每一个设备依次作为核心设备。

步骤322：获取核心设备的第一属性信息。

在上述步骤中，第一属性信息可以包括但不限于温度、流量、压力、液位等工艺参数。

于一实施例中，将换热器确定为核心设备，换热器的第一属性信息包括但不限于：换热器管壳程设计温度、设计压力，换热器管壳程介质的参数，闪点、沸点、凝固点、易燃特性、易爆特性等。

步骤323：根据第一属性信息，从预设风险数据集中筛选出目标工业系统符合的第一规则信息。

在上述步骤中，预设风险数据集中包括只与核心设备自身属性相关的风险规则信息，于一实施例中，规则信息可以包括第一属性信息和预设常数的大小对比，例如核心设备的温度低于室温。根据核心设备的第一属性信息，将目标工业系统符合的规则信息标记为1，表示第一规则信息，不符合的标记为0。

于一实施例中，可以预先按照不同设备的设备类型将预设风险数据集中的规则信息分为多个规则组，例如围绕泵的规则信息可以分在泵规则组，围绕换热器的规则信息可以分在换热器规则组，根据核心设备的设备类型，选取对应于该设备类型的规则组中的规则信息，后续只需要判断核心设备是否符合其设备类型对应的规则信息，避免不必要的判断过程，提高数据处理效率。

步骤324：将对应于第一规则信息的风险加入目标风险数据集。

在上述步骤中，获取第一规则信息，即标记为1的规则信息，对应的风险，加入目标风险数据集。

步骤325：根据设备信息中设备之间的连接关系，查找核心设备的相关设备。

在上述步骤中，设备之间的连接关系可以包括各个设备之间物质和能量的转化及传递关系，根据连接关系，查找核心设备周边的一个或多个设备，确定为相关设备。于一实施例中，相关设备可以是与核心设备直接相连的设备，也可以是核心设备上游的压力源、热源等。

步骤326：获取相关设备的第二属性信息。

在上述步骤中，第二属性信息可以包括但不限于温度、流量、压力、液位等工艺参数。

步骤327：根据第二属性信息，从预设风险数据集中筛选出目标工业系统符合的第二规则信息。

在上述步骤中，预设风险数据集还可以包括与核心设备周边的设备相关的风险规则信息，于一实施例中，规则信息可以包括核心设备的第一属性信息和相关设备的第二属性信息的关联关系，例如核心设备的压力小于相关设备的压力。于一实施例中，第二属性信息可以是相关设备的自身属性，也可以是多个相关设备的聚合属性，例如，第二属性信息可以包括上游可成为压力源的所有相关设备的最高设计压力。

步骤328：将对应于第二规则信息的风险加入目标风险数据集。

于一实施例中，核心设备为换热器，相关设备可以为上游压力源，根据核心设备和相关设备的压力、温度等属性信息，查找该目标工业系统符合的规则信息，以及规则信息对应的风险，例如：换热器壳程进出口管线有阀门关闭，壳程设计温度低于管程设计温度，则存在壳程超温超压损坏风险；壳程介质为水蒸气等气相介质时，壳程设计温度高于管程设计温度，或者壳程有蒸汽吹扫工况，则存在壳程介质冷凝，壳程负压损坏风险；壳程物料凝固点高于管程设计温度，或者设备布置在室外，壳程物料凝固点高于环境最低气温，则存在壳程低温凝固，设备冻堵风险；壳程设计压力大于管程设计压力，壳程介质有有毒、易燃易爆特性，则存在内漏，物料由壳程串入管程风险。

如图5所示，其为本申请一实施例中步骤330的子步骤的流程示意图。步骤330：根据预设风险矩阵，计算目标风险数据集中每个目标风险的风险等级，可以包括以下步骤：

步骤331：获取目标风险的可能性和严重性。

在上述步骤中，风险的可能性和严重性可以根据真实案例统计确定，并且预存在数据库中，获取目标风险的可能性和严重性。于一实施例中，风险可能性的计量方式可以是每年的平均发生次数。

步骤332：获取对应于目标风险的保护措施数据集。

在上述步骤中，对于每个风险，都预存有对应的保护措施数据集，保护措施数据集中包括可以降低该风险可能性的保护措施，以及每条保护措施的失效概率。

于一实施例中，对于换热器壳程超压引起可燃/有毒气体泄漏风险，保护措施可以包括但不限于：提高壳程设计压力，在设备周围设置可燃/有毒气体报警仪，在设备周围设置可燃气体报警仪和消防设施，壳程设备或出口管线上设置安全阀保护或进出口设置一个阀门CSO(car seal open，铅封开)等。对于换热器壳程温度低，设备冻堵风险，保护措施可以包括但不限于：增加温度低低联锁关闭管程物料。对于内漏风险，保护措施可以包括：设置管程设备的设计压力大于壳程设计压力的0.8倍，在设备周围设置毒气体报警仪，在设备周围设置可燃气体报警仪、消防设施。

步骤333：获取保护措施数据集中已实施的第一措施，以及第一措施的失效概率。

在上述步骤中，保护措施数据集中目标工业系统已实施的保护措施为第一措施，获取第一措施的失效概率。

步骤334：根据第一措施和失效概率，校正目标风险的可能性和严重性。

在上述步骤中，目标风险发生的概率要与第一措施的失效概率相乘才能最终确定目标风险的可能性，于一实施例中，部分措施也可以降低目标风险的严重性，例如更换更安全的冷却介质，可以根据措施的自身特性，确定其对目标风险的严重性的降低程度，从而校正目标风险的严重性。

步骤335：根据可能性和严重性，确定目标风险的风险等级。

在上述步骤中，在预设风险矩阵中找到目标风险的可能性和严重性的交叉点，该交叉点表示的等级即为目标风险的风险等级。

如图6所示，其为本申请一实施例中步骤340的子步骤的流程示意图。步骤340：根据风险等级，生成预设格式的结果报告，可以包括以下步骤：

步骤341：判断风险等级是否超过预设阈值。

在上述步骤中，判断风险等级是否超过预设阈值，若风险等级超过预设阈值，则执行步骤342。该预设阈值可以根据用户实际需要设定，若对安全稳定运行的要求较高，需要对生产装置和工艺过程进行严格的风险管控，则可以设定一个较低的预设阈值。

步骤342：获取保护措施数据集中除第一措施以外的第二措施。

在上述步骤中，第二措施即保护措施数据集中未实施的保护措施。

步骤343：根据第二措施，生成建议信息。

在上述步骤中，可以根据第二措施实施的难易程度和/或成本，选取部分或全部第二措施，生成建议信息，使得实施建议信息中的措施后，目标风险的风险等级可以不超过预设阈值。

于一实施例中，根据第二措施，生成建议信息可以包括：按照预设顺序逐条读取第二措施；在每次读取之后，计算第二措施对风险等级校正效果；判断校正后的风险等级是否超过预设阈值；当校正后的风险等级不超过预设阈值时，生成建议信息，建议信息包括已读取的第二措施；当校正后的风险等级超过预设阈值时，继续执行按照预设顺序逐条读取第二措施；在每次读取之后，计算第二措施对风险等级校正效果；判断校正后的风险等级是否超过预设阈值，直至校正后的风险等级不超过预设阈值，则生成建议信息，建议信息包括已读取的第二措施。

步骤344：按照预设格式，生成包括建议信息的结果报告。

如图7所示，其为本申请一实施例的危险与可操作性分析装置400的结构示意图，该装置可应用于图1所示的电子设备100，包括：获取模块410、筛选模块420、计算模块430和生成模块440。各个模块的原理关系如下：

获取模块410，用于获取目标工业系统的设备信息。

筛选模块420，用于根据设备信息，从预设风险数据集中筛选出对应于目标工业系统的目标风险数据集。

计算模块430，用于根据预设风险矩阵，计算目标风险数据集中每个目标风险的风险等级。

生成模块440，用于根据风险等级，生成预设格式的结果报告。

于一实施例中，筛选模块420用于：根据设备信息，将目标工业系统中的每一个设备依次作为核心设备；获取核心设备的第一属性信息；根据第一属性信息，从预设风险数据集中筛选出目标工业系统符合的第一规则信息；将对应于第一规则信息的风险加入目标风险数据集。

于一实施例中，筛选模块420还用于：根据设备信息中设备之间的连接关系，查找核心设备的相关设备；获取相关设备的第二属性信息；根据第二属性信息，从预设风险数据集中筛选出目标工业系统符合的第二规则信息；将对应于第二规则信息的风险加入目标风险数据集。

于一实施例中，计算模块430用于：获取目标风险的可能性和严重性；根据可能性和严重性，确定目标风险的风险等级。

于一实施例中，计算模块430还用于：获取对应于目标风险的保护措施数据集；获取保护措施数据集中已实施的第一措施，以及第一措施的失效概率；根据第一措施和失效概率，校正目标风险的可能性和严重性。

于一实施例中，生成模块440用于：判断风险等级是否超过预设阈值；当风险等级超过预设阈值时，获取保护措施数据集中除第一措施以外的第二措施；根据第二措施，生成建议信息；按照预设格式，生成包括建议信息的结果报告。

于一实施例中，生成模块440具体用于：按照预设顺序逐条读取第二措施；在每次读取之后，计算第二措施对风险等级校正效果；判断校正后的风险等级是否超过预设阈值；当校正后的风险等级不超过预设阈值时，生成建议信息，建议信息包括已读取的第二措施。

于一实施例中，生成模块440具体还用于：按照预设顺序逐条读取第二措施；在每次读取之后，计算第二措施对风险等级校正效果；判断校正后的风险等级是否超过预设阈值；当校正后的风险等级不超过预设阈值时，生成建议信息，建议信息包括已读取的第二措施。

上述危险与可操作性分析装置400的详细描述，请参见上述实施例中相关方法步骤的描述。

在本申请所提供的几个实施例中，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。

在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

本发明实施例还提供了一种电子设备可读存储介质，包括：程序，当其在电子设备上运行时，使得电子设备可执行上述实施例中方法的全部或部分流程。其中，存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等。存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。