独石化通讯公司线务调度维护中心.doc

降低安防周界报警联动系统的故障率

小组名称：独石化通讯公司线务调度维护二班QC小组
发表人：樊振远 杜晓蕾
单位名称：独山子石化公司通讯公司
2014年12月1日

目 录
小组概况 1
P计划阶段 2
P-1 选题理由 2
P-2 目标确定 4
P-2-1线务调度维护中心周界安防系统故障统计 4
P-2-2设定目标 6
P-3 目标值可行性分析 8
P-4 分析原因 8
P-5 要因确认 9
P-6 制定对策 16
D实施阶段 19
D-1报警联动箱设计缺陷 19
D-1-1报警联动箱结构 19
D-1-2对联动电路进行分析 19
D-1-3对报警联动箱进行整改 20
D-2微波报警参数与现场实际不符 21
D-2-1微波对射墙结构 21
D-2-3分析数据 22
D-2-4修改微波探测参数 26
D-2-5效果检查 27
C检查效果 28
C-1故障统计 28
C-2 活动目标检查 29
C-3 分析效益 30
A处理阶段 31
A-1制定巩固措施 31
A-2总结和下一步打算 31

前 言
独山子石化公司拥有1600万吨原油的年加工能力和120万吨乙烯的年生产能力，为西部最大的石油化工基地，同时还是国家石油储备基地之一。然而目前新疆正处于暴恐活动活跃期和反分裂斗争激烈期，严峻的形式正考验着独山子。周界安防报警系统作为石化公司厂区安全安防系统的一个重要组成部分，保障其完好运行是我单位的首要任务。
独山子石化公司老厂区周界安防系统由8个子系统构成：包括报警语音、照明、前端、讯号传输、供电、网络、后端、周界报警监控统一信息管理平台子系统（包括：Web远端监控部分报警服务器系统后台信息管理服务软件及设备）。
周界报警子系统使用以数字微波墙为主，各防区报警信号就近接入各门岗，通过网络向经警大队中心监控室传输数据，并通过电视墙进行集中显示。
周界安装方式是根据现场是实际情况微波对射探测器利用支架固定在围墙之上，安装方式分为三类：围墙顶部、围墙中部、围墙底部；发射端和接收端相距10米错位安装。

安防周界报警联动系统示意图
当某一个防区有人闯入时，人体会隔断该防区设置的微波对射墙的微波信号。微波对射墙接收端接收不到发射端的微波对射信号时，会输出一路报警信号到单防区地址模块。单防区地址模块接受到信号后输出两路信号：第一路信号通过485中继器传输到监控柜内（后端）的报警主机；第二路信号通过继电器模块启动声光报警器闪烁鸣笛报警，并启动照明灯和有源音响，使后端麦克风与前端有源音响接通，可以进行喊话。报警主机接收到报警信号后启动继电器模块通过矩阵报警接口箱给可扩展视频矩阵主机和DVR各提供一路信号。可扩展视频矩阵主机接受到信号后使岗位监视屏幕自动跳到该防区的视频图像上。DVR接受到信号后通过网络交换机传至经警大队监控室，经警大队监控室监控软件弹出该防区的视频图像。
由于维护范围大，现场环境复杂，关联设备多等原因，周界安防系统的故障率较高。本QC 期望通过对安防周界联动系统进行分析，降低故障率，保障安防系统的正常工作。

小组概况

小组名称
独石化通讯公司线务调度维护二班QC小组
注册编号
GS-2014-178
课题名称
降低安防周界报警联动系统的故障率
成立时间
2010年1月1日
课题类型
指令型
活动时间
2014年3月至2014年10月
小组人数（≤10人）
10人
当年活动次数
８

小组成员情况（不超过10人）：
序 号
姓 名
性 别
文化程度
职 务
组内职务
1
高 江
男
本 科
经 理
技术指导
2
樊振远
男
本 科
助 工
全面负责
3
刘 渠
女
本 科
工程师
质量监督
4
刘 祥
男
本 科
工程师
数据统计
5
闫振强
男
本 科
高级工
现场实施
6
刘 慧
女
本 科
工程师
现场实施
7
郑国彦
男
本 科
高 工
技术指导
8
李海军
男
本 科
工程师
技术指导
9
康继利
男
本 科
高 工
资料收集
10
杜晓蕾
女
本 科
高级工
资料收集
P计划阶段
P-1 选题理由

2014年通讯公司要求线务调度维护中心维护安防周界报警联动系统故障率需小于等于10%，然而在2014年1-3月的故障统计中发现未达到公司要求，因此我小组将课题选定为降低安防周界报警联动系统的故障率。

P-2 目标确定
P-2-1线务调度维护中心周界安防系统故障统计

线务调度维护中心安防周界报警联动系统故障统计表
故障类型
1月
2月
3月
照明灯故障
1
0
2
时间继电器故障
12
10
11
微波故障
13
17
15
摄像机故障
6
5
5
音响故障
1
2
1
继电器故障
3
2
1
485中继器故障
0
1
2
DVR故障
6
5
5
光端机故障
2
2
2
电源故障
2
2
1
键盘故障
2
1
2
单防区地址模块故障
2
0
3
交流接触器故障
1
2
2
合 计
52
50
54

2014年1月～3月份周界设备故障率统计表
时 间
设备台数
故障台数
故障率
1月
277
52
18.80%
2月
277
50
18.10%
3月
277
54
19.50%
平 均
277
52
18.80%

2014年我中心共维护周界安防系统设备277台，QC小组成员对1-3月份用户申告故障按照故障类型进行分类统计。

P-2-2设定目标

我们对现状进行了调查：我公司共维护277套周界系统，而1月、2月、3月的故障台数分别为52套、50套、54套，平均故障率为18.8%。结合通讯公司对我中心的维护要求，我小组将目标最终设定为安防周界报警联动系统的故障率降低到10%。
P-3 目标可行性分析

活动目标
P-4 分析原因
QC小组对微波故障率高，进行了多次现场了解、讨论、分析，通过人机料法环的方式，制作了因果分析树图（如下图所示）。

原因分析图
通过上述因果分析，找出末端因素为：
1、维护人员培训少
2、DVR运行时间长
3、解码板故障
4、报警联动箱设计缺陷
5、微波报警参数与现场实际不符
6、现场杂草树木较多

P-5 要因确认
要因验证计划表：

序 号
末端因素
验证内容
验证方法
负责人
完成时间
1
维护人员培训少
查看人员培训时间及技能考评
查看记录
现场考评
康继利 刘 渠
2014.4.2
2
DVR运行时间长
1、查看历史数据 2、现场检测
查看记录
现场测量
杜晓蕾 刘 慧
2014.4.8
3
解码板故障
1、查看历史数据 2、现场检测
查看记录
现场测量
刘 祥 闫振强
2014.4.12
4
报警联动箱设计缺陷
1、查看历史记录 2、现场检测
查看记录
现场测量
樊振远 康继利
2014.4.15
5
微波报警参数与现场实际不符
1、查看历史数据 2、现场检测
查看记录
现场测量
樊振远 闫振强
2014.4.19
6
现场杂草多
现场查看情况
现场记录
康继利 闫振强
2014.4.26

通过因果分析，项目组找出了6项末端因素，下面逐项调查论证，安防周界系统故障率高的要因。

末端原因（一）
岗位培训不足导致维修工操作水平低、设备不了解
调查论证
确认内容：
1.调查对维护人员有关周界安防系统维护的培训情况；
2.考评维护人员有关周界安防系统维护的相关知识。
确认标准：
1.维护人员接受相关培训的时间≥4次/月；
2.维护人员的相关理论、实际操作平均考评分≥60分。
小组于2014年4月2日查看之前有关周界安防系统维护的培训记录，并在本中心对维护人员进行相关理论、操作知识考评。

小组对调查结果进行分析，维护人员接受有关周界安防系统维护的培训时间均大于4次/月，且周界安防系统维护的相关理论、实际操作平均考评分≥ 75分。
结 论
非要因

调查人：康继利 刘 渠 调查日期：2014年4月2日

末端原因（二）
DVR运行时间长
调查论证
确认内容：对1-3月份服务器网络的故障原因进行析。
确认标准：统计故障原因，不能通过常规调试解决。

对1-3月份服务器网络故障原因进行取样分析，分析结果如下表：
故障点
炼厂上大门
炼厂重整门
乙烯厂南门
图像信号不上传
√
√
√
485信号不上传
√
√
√

DVR为24小时满负荷运行，开机时间长，会造成很多冗余的dll和硬盘碎片文件，导致系统吊死，无法上传信号。由维护人员定期重启DVR，可有效安防此类问题的发生，因此DVR运行时间长不是主要原因。

结 论
非要因

调查人：杜晓蕾 刘 慧 　 调查日期：2014年4月8日

末端原因（三）
解码板故障
调查论证
确认内容：对1-3月份摄像机的故障原因进行分析。
确认标准：统计故障原因，不能通过常规维护解决。

4名小组技术人员对随机选择的10台故障摄像机的解码板进行测试判断（1#~10#，good为不报废，bad为报废），结果发现解码板电路老化造成摄像机故障仅为两件，而由于摄像机在室外工作，受新疆气候温度等因素的影响，解码板老化属于正常设备损耗，进行更换后即可投用。所以小组成员验证为非要素。
结 论
非要因

调查人：刘 祥 闫振强 调查日期：2014年4月12日

末端原因（四）
时间继电器故障
调查论证
确认内容：对1-3月份时间继电器的故障原因进行分析。
确认标准：统计故障原因，不能通过常规调试解决。
通过对时间继电器电路进行分析,原时间继电器在延时后不能使动断触点断开，动合触点闭合，交流接触器一直处于吸合状态，导致前端照明音响设备处于常供电状态。

1-3月共计出现音响设备不工作故障33起，联动控制箱箱内电路线路设计缺陷、施工不规范，设备运行过程中引发故障。联动报警涉及的关联设备、特别是延时继电器存在设计不合理、故障率高，出现继电器吸合后不释放而导致音箱、照明射灯吊死等现象。
时间继电器的故障占总故障的21.2％，是造成周界故障率高的主要原因 。

结 论
要 因
调查人：樊振远 康继利　 调查日期：2014年4月15日
末端原因（五）
微波报警参数与现场实际不符
调查论证
确认内容：对1-3月份微波设备的故障原因进行分析。
确认标准：统计故障原因，不能通过常规调试解决。
通过现场查看后发现由于施工方在微波安装时未考虑到新疆气候条件恶劣，季节变化大，昼夜温差大，且周围环境复杂等因素，使用出厂的报警参数，导致微波引起的不能布防撤防等故障占总故障的28.8%

小组成员于2014年4月19日抽取80台微波设备的设置参数，通过历史数据分别查看1月份及4月份的可正常运行的设备数量，并用直方图进行分析：

由上图可知1月份报警参数在45到50之间时有20台微波可以正常使用，但如果4月还继续沿用这一参数仅有6台微波正常，因此当微波参数不随着现场情况进行调整时严重影响防区的布防使用。
结 论
要 因

调查人：樊振远 闫振强　 调查日期：2014年4月19日

末端原因（六）
现场杂草多
调查论证
确认内容：对1-3月份误报或不报警原因进行分析。
确认标准：统计故障原因，不能通过常规维护解决。
小组成员查看现场环境，并将现场对应防区存在的问题进行记录。

前端环境复杂,恶劣，引起误报警或不报警。（部分防区现场杂草多、防区旁边树木较多，部分防区现场杂草多、防区旁边树木较多,小组成员定期对现场进行清理。）因为小组人员定期进行清理，及时解决了此类故障发生，因此此原因为非要因。

结 论
非要因

调查人：康继利 闫振强 调查日期：2014年4月26日
末端因素分析小结：
从对所找出的所有末端因素进行逐条调查论证及实验，我们得出了周界安防故障率高的主要原因：

① 报警联动箱设计缺陷
② 微波报警参数与现场实际不符

P-6 制定对策

小组成员针对要因,制定以下对策方案,并对所选方案进行了对比分析:

对策可行性对比分析表:

序号
要因
对策
可行性分析
结论
1
报警联动箱设计缺陷（音响、照明故障等）
更换损坏的音响、照明灯
更换成本高,且音响和照明灯安装位置较高,可操作性低,更换完成还会存在此故障
不可行
更换性能稳定的继电器
更换成本较低,实施方便,但是系统存在缺陷,更换完成后系统运行仍然不稳定
不可行
对联动电路缺陷进行整改
成本低, 实施需要一定的电路知识，整改后运行的稳定性会得到提升
可行
2
微波报警参数与现场实际不符（无法布防撤防等）
增加微波个数
施工较复杂,增加完成后微波参数可以不需要调整，但是成本太高
不可行
对微波进行更换
更换成本高,更换完成初期可以基本解决，使用时间长还会出现此故障
不可行
根据现场实际情况，对微波参数进行优化
成本较低,实施需要大量数据分析及现场调试,优化后可以基本解决此类故障
可行

根据要因分析，我们制定了以下对策：

实施对策表
序号
要 因
对 策
目 标
措 施
地点
实施日期
负责人
1
报警联动箱设计缺陷（音响、照明故障等）
对联动电路缺陷进行整改
音响照明故障率低于5%
1、对设备电路进行分析
2、整改联动电路
装置
现场
2014．6-8月
樊振远
刘 祥
闫振强
2
微波报警参数与现场实际不符（无法布防撤防等）
根据现场实际情况，对微波参数进行优化
微波系统的故障率低于5%
1、对设备及线路进行分析
2、连接通讯线，设置微波灵敏度参数
装置现场
2014．6-8月
樊振远
刘 祥
闫振强

D实施阶段

针对以上各主要问题，我们按制订的方案进行实施。
D-1报警联动箱设计缺陷
D-1-1报警联动箱结构

前端触发报警后，信号同时触发继电器1、2、3，继电器1触发后220V供电至时间继电器，继电器2、3触发后通过的220V电压至时间继电器的节点，继电器2的电压通过时间继电器供电至交流接触器，交流接触器吸合后照明灯通电，继电器3的电压通过时间继电器供电至音响。

D-1-2对联动电路进行分析
联动控制箱内电路复杂，9个延时继电器中只有4个有用，其它5个没用，且选择的型号规格不满足现场需要，负荷较小，有时吸合后不释放而导致音箱、照明射灯吊死等现象。箱内控制射灯、音箱的交流接触器负荷较小，重新改造联动箱内线路，联动线由继电器节点接至交流接触器节点。

D-1-3对报警联动箱进行整改
更换、取消联动报警箱内电路继电器。
改造后，前端触发报警，信号同时触发继电器1、2、，继电器1触发后220V供电至交流接触器，交流接触器吸合后照明灯通电。继电器2触发后220V电压供电至音响。经测试,电路输出正常,灯光、音响传输信号良好。

D-1-6效果检查
2014年10月小组分别对2014年1～3月及8～10月的时间继电器故障进行统计，计算得出时间继电器的故障比例

对策一目标实现：从以上图表可以看出，随着我们对报警联动缺陷的整改，彻底解决了时间继电器故障，活动效果显著。

D-2微波报警参数与现场实际不符
D-2-1微波对射墙结构

微波发射机采用脉冲调制方式，用天线发射出定向性很好的调制微波束。接收天线与发射天线相对放置。接收的微波信号通过放大、检波后送往报警控制电路。
当收/发天线之间无阻挡物时，检波出的信号有一定的强度。当收/发天线间有阻挡物时，接收天线收到的微波强度有所减弱，就可判断在接收机与发射机之间是否有入侵者，并以此来触发报警。
D-2-2连接数据线

接收器电路板图
我们通过485信号转232信号的形式，用数据线将现场微波对射的接收端通过MS4端口连接至电脑。
D-2-3分析数据
小组通过微波探测软件下载存储在接收器中的事件记录和报警波形，对现场运行情况进行分析

对微波数据进行下载

微波对射工作模拟波形图

参数不理想误报多

从波形记录可以看出，纵轴波形起伏很大，超过了微波的报警阀值，导致前端微波一直处于报警状态，无法正常布防使用。
为了保证报警参数修改后的准确率，小组应用假设检验对1月份和4月份的数据进行分析。

1月份（X1)
54
48
50
56
52
49
52
57
49
53
4月份（X2）
35
40
38
44
34
42
38
32
43
45

D-2-4修改微波探测参数

小组成员通过软件多次进行“行走测试”查看探测范围、报警灵敏度等，然后修改预警、报警、遮盖、监视等参数进行探测效果的优化。经测试防区工作正常。

D-2-5效果检查
2014年10月小组分别对2014年1～3月及8～10月的微波故障进行统计，计算得出微波不能布防撤防的故障比例

对策二目标实现：从以上图表可以看出，随着我们微波探测参数的整改，彻底解决了微波不能布防撤防的故障，活动效果显著。

C检查效果

C-1故障统计
2014年9月-10月QC小组成员对1-10月份用户申告故障按照故障类型进行分类统计。
故障类型
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
照明灯故障
1
0
2
2
1
2
1
0
2
2
音响故障
12
10
11
12
10
8
5
2
0
0
微波故障
13
17
15
16
14
12
8
4
0
0
摄像机故障
6
5
5
3
4
5
4
3
2
4
画面分割器故障
1
2
1
1
2
1
1
2
1
1
继电器故障
3
2
1
0
2
1
3
2
1
1
矩阵故障
1
1
2
1
1
2
1
1
2
1
485中继器故障
0
1
2
0
1
2
0
1
2
2
硬盘录像机故障
6
5
5
3
4
2
5
4
3
3
光端机故障
2
2
2
1
2
3
2
2
2
1
电源故障
2
2
1
2
2
1
2
2
1
1
键盘故障
2
1
2
2
1
2
2
1
2
2
显示器故障
2
0
3
2
1
1
2
0
3
1
线路设备故障
1
2
2
1
2
1
1
2
2
2
合 计
52
50
54
46
47
43
37
26
23
21
故障率
18.8%
18.1%
19.5%
16.6%
17.0%
15.5%
13.4%
9.4%
8.3%
7.6%
小组成员对实施后的效果进行了验证，可以看出周界系统故障率逐步降低至7.6% ，QC活动达到了预期效果 ，如下图所示：

C-2 活动目标检查

通过本次QC活动，降低了周界安防的故障率， 2014年10月周界安防系统故障率降低至7.6%，完成了QC小组的活动目标！

本次活动效果图
C-3 分析效益
通过此次QC活动，我小组成员的QC知识、质量意识、个人能力、解决问题能力和团队精神都有了明显的提高。

自我评价及QC工具运用技巧

创造效益
1
减少废品损失
850×76+40000×18＝784600元
2
减少人工费用
1000×76＝76000元
活动支出费用
1
材料及软件费用
9×76+8000=8684元
2
小组活动经费
5000元
直接经济效益
784600+76000-8684-5000≈85万元
其它效益
1
保证了生产调度的及时性和可靠性。为石化公司安稳生产提供了有利保障。
2
使用科学方法对设备进行管理，降低了员工的劳动强度，实现以人为本。
3
远程图像监控系统不仅可以对现场进行有效的监视，还可以方便的集成安防功能，实现多层次、立体化的安防自动化系统。对于实现 “无人值守”具有十分重要的意义。
4
为今后周界安防系统的完善与了解设备以及设备选型给予很好的借鉴。
本次QC活动地开展无疑带来了很多的效益，从社会效益上看，小组成员的QC知识、质量意识、个人能力、处理问题能力、团队精神都有了明显地提高；从经济效益上看由于减少了微波对射器的更换共节省78万4600元，减少人工节省7万6000元，除去材料、软件费用、小组活动经费共节省了人民币约85万元。
A处理阶段
A-1制定巩固措施
后续2个月小组对周界设备的故障率进行跟踪关注，故障处于下降阶段，活动巩固的效果较好

1、对设备运行台账和巡检记录进行标准化管理，完善各项规章制度，定期由专人填写，制定月检制度。
2、修复主机故障或误报后，及时写出分析及处理报告，做好日常巡检记录，及时发现问题。
3、定期检测设备，及时了解设备的运行情况，发现缺陷及时处理，确保视频监控系统运行在最佳状态。
4、经常性的开展技术讲座，学习相关最新的技术知识，注重采纳新方法、新技术，解决工作中的实际问题。
A-2总结和下一步打算
通过本次QC活动，我们有效的解决了周界设备故障率高的问题，取得了一定的成果，激发了大家开展QC活动的热情，我们将进一步加强技术学习和全面质量管理教育，不断开展PDCA循环，不断完善设备资料和加强技术交流，进一步降低周界设备故障率，使独山子厂区安防系统固若金汤。
33