得益于信息技术的发展，越来越多机器部件的健康和性能可以在操作过程中被监控。利用此类传感器生成的大量数据，不仅需要复杂的计算，还需要大量的行业经验。美国电力研究院（EPRI）实施了一个新的示范项目，旨在将二者结合起来。

诊断核电站的潜在问题需要耗费大量的时间和资源。虽然大量的数据现在可以通过在线监测系统和其他工况评估设备来获得，但从中区分优劣并发现危急或突发的问题并非一件易事。

EPRI正在开发一个预测和健康管理软件工具，用以支持核电站实现以上目标。比如，一个泵或马达轴承的异常高温读数可以作为设备问题的第一征兆，但如果问题被及时纠正，广泛的破坏就可以被避免。软件自动识别高温读数并提醒用户，列出引发工况的可能的问题。然后，软件从用户那里获得其他信息来确定哪些问题需要改正。

全方位预测与健康管理（FW-PHM）工具

被称作全方位预测与健康管理（FW-PHM）的软件工具，通过集成大量技术来加强监测，包括在线先进识别模式、自动诊断，以及剩余使用寿命(RUL)算法。2013年，该软件工具在几家核电站进行了试点测试，并证明它可以缩短诊断问题的时间，并使得系统工程师能将精力集中在解决问题上。完整的软件包在今年上半年将被更广泛地使用。

监测技术，像FW-PHM软件使用的系统，处于先进工业管理信息系统的前沿。建立在所谓的“大数据”分析的基础上，工业监测技术自动提供核电站人员可用以提高核电站的可靠性、效率和生产力的信息。

过去三十年工业和经济生产率的提升，都是基于数字信息和控制技术的开发和应用。随着核核电站的老化，核电工业在采用这些技术时表现缓慢。其目前的商业模式和硬件设施是上世纪80年代的，如果行业不采取高效率的商业模式，则很难跟上竞争者的步伐。监测技术已具有较高的成本效益，拖延采用可能会增加运行成本并限制核电站的长期经济可行性。

FW-PHM软件套装使得核电站人员对操作和维护设备作出更明智的决定。它能够：减少设备故障

工厂人员可以预见和避免可能会限制核电站生产或缩短设备生命的设备问题。提高可靠性和工作效率。

这个工具帮助核电站开发了可以一直使用，直到故障能够被补救的故障检修计划。由于它帮助指导故障检修过程，当新的信息出现时，这个工具会持续提问，帮助核电站工程师决定下一个要搜集的最重要的信息是什么。

创建一个更加正式的行业范围的诊断经验记录，当系统性的原因被确定时，核电站可以改变他们的反应，这样问题就不会复发。

拓展知识，每次使用时系统都在通过持续的数据库开发进行“学习”。尽管每个核电站或公用事业公司都有自己的监测中心，EPRI将从核电站的经验中收集新的故障检修信息，进行编译后，再提供给所有使用者。

促进核电站健康，通过获取经验丰富的工程师的知识——他们中的许多人几十年来一直在安全、可靠地运行着核电站，并且可能正考虑离开劳动力队伍，工具能整合核电站员工的知识和经验，帮助提供持续的设备健康管理。

现有技术的局限性

有许多行业中，已经有了很好的先例：因为提供及时纠正或预防维护的监测信息，避免了生产损失或灾难性的事故。对于核电站的应用，工程性的努力来评估异常情况并提供一个对真实老化状况的有用诊断，已经成为在扩大技术应用中的一个障碍。EPRI承认，在工程进入该过程前，需要一个自动诊断和预后顾问来捕捉异常现象并即刻提供诊断信息。

此外，大多数核电站没有一个自动学习的架构来捕捉获得的经验，同时检修故障，然后解决问题。由此带来的结果是，一些行业的问题，经历一次又一次同样漫长的诊断过程。

提供一个风险告知，保持有益的使用寿命估计，将使得核电站优先考虑维护活动。如果适当实现自动化，这种能力将填补在需要及时和准确的性能分析与核电站工程资源的可用性之间的差距。工程焦点将从认同潜在问题，诊断资产故障和提供维护指导向准确解决问题上转移。宝贵的运营资产可以避免过早或不合时宜的失败，或避免生命极限运行模式。

软件是如何工作的

FW-PHM软件套装是建立在四个核心模块基础上的：

　●诊断顾问通过使用运行数据比较设备故障特征来确定即将发生的故障；

　●设备故障特征数据库从跨行业的每一项资产类型中搜集和组织设备故障特征；

　●剩余寿命顾问提供关于一个老化或故障设备能提供多长时间的可靠服务的风险告知估计；

　●剩余使用寿命(RUL)数据库组织跨产业搜集的设备剩余寿命特征。

软件集成了来自在线监测、趋势和其他核电站过程数据的不同信息，包括先进模式识别(APR)。这项技术是由美国能源部（DOE）和美国航空航天局（NASA）在上世纪90年代开发的。商业化的先进模式识别产品在航空、电力、信息技术及其他行业得到了广泛应用。该技术适用于对组件和对设备性能敏感的核电站参数的持续监测。

先进模式识别系统学习代表系统或设备健康状态的行为模式。当偏离正常模式时，系统作为潜在下降指标报告异常。这些异常必须加以分析，以诊断特殊问题。

EPRI的FW-PHM工具包含一个诊断顾问，它使用异常触发器，依据代表设备特别故障模式的故障特征数据库来自动匹配被监测设备的条件。诊断顾问提供一个匹配当前条件的可能故障模式的排名顺序，同时，建议能够改善诊断的额外信息。

EPRI将保持提供搜集和检索产业数据的一个通用格式的两个数据库模块，这样故障特征和剩余寿命模式就能够在能源产业中被跨行业使用了。这一点很关键，因为这不像是一个单独的核电站或设备，在设备的寿命期内将经历故障频发和趋于老化的过程。用户可以实时访问设备健康管理的广泛的行业经验而无需消耗自己的资源。

FW-PHM特征数据库被用来记录资产故障特征和剩余寿命特征。用户（最终使用者）安装的特征数据库包含两个模式。一个模式包含由EPRI创建的保留主记录的主表。另一个模式包含保留用户创建的记录的用户表。这个构架使得EPRI能为终端用户提供定期更新的主数据库。

FW-PHM软件套装是一个基于互联网的企业级工具，特别为与电力设施信息技术和业务流程相兼容和集成而设计。软件设计易于适应每个核电站间不同的设备命名习惯，信息来源和管理流程，但可以被整合到一个授权用户的综合的、全方位的视角下。

当新设备故障条件和运行寿命信息被用户发现和记录时，软件也设计为一个随着时间推移而提高的学习应用程序。数据库模块组织新信息并允许其被恢复和使用。