专利名称：用于原油精炼的知识管理系统和方法
技术领域：
本发明涉及原油精炼，具体地说，涉及用于原油精炼的知识管理系统和方法。具体地说，本发明涉及捕获、组织和传播来自精炼厂生产过程的信息、原油化验信息以及分析结果，以便支持对原油、加工原油的管理风险以及应用于生产过程的化学处理的策划和监控的选择。
背景技术：
精炼厂一般设计和建造成处理某些类型的原油。设备的选择、用于管道、阀门以及油罐的材料、以及系统、子系统和部件的配置对于精炼厂所处理的原油类型都是特定的。
原油就其含硫量、酸性物、重金属、盐类、水以及其它污染物等特性而言可大相径庭。为了加工与精炼厂所设计的类型显著不同的原油或为了加工原油混合物通常需要作大量的测试、实验室模拟、以及对精炼厂作昂贵的改动。
所以，需要有用于原油精炼的知识管理系统和方法。
发明概述本发明提供用于原油精炼的知识管理系统和方法。在一个方面，知识管理系统和方法使捕获、组织和传播例如以下信息成为可能原油特性、精炼厂加工原油的经验、精炼厂在加工原油时遇到的问题以及精炼厂的人员为解决这些问题而采用的处理方法等。
本发明的用于原油精炼的知识管理系统和方法还提供关于运行分析模型和其它决策支持应用软件，以便评估风险和财务效果，从而使用户能对原油选择和处理计划作出有根据的决策的基础。
本发明的精炼厂和原油知识管理系统由存储在知识库中的多个类别或类型的信息构成，所述多个类别或类型的信息包括(但不限于)用户、精炼厂、原油蒸馏装置、原油罐、废油罐、设备、设备配置、设备技术条件、检验报告、维护报告、生产工艺、产品、产品特性、原油清单(crude slate)、原油、原油特性或化验、废油、服务报告、非破坏性测试(NDT)数据、操作数据、化学处理、问题报告、实验室分析、实验室模拟以及预测结果。
除了提供用于组织多类信息的系统外，本发明说明了用于捕获信息、搜索信息、报告结果以及更新内容的方法。
本发明方法的各步骤可以通过由处理器执行指令来实现，其中指令可以存储在计算机可读介质上或包括在收录于传输介质中的计算机数据信号中。
附图简要说明
图1是精炼厂和原油知识管理系统的说明性实施例的方框图。
优选实施例说明图1示出本发明的精炼厂和原油知识管理系统，总的用标号100表示。系统100由存储在知识库200(例如数据库或一组互连数据库)中的多个类别或类型的信息构成。数据库可以是本机的，或是互相远离并通过传统的联网系统(例如LAN、WAN、互联网等)连接。
图1示出这些类别以及这些类别与基于预定义体系结构系统的其它类别的关联或关系。以下进一步说明系统100所提供的各种功能和方法。利用存储在知识库200中的信息以及配置成由至少一个处理器执行的一套可编程指令来实施这些方法。
指令或其一部分可以存储在至少一个处理器上。指令或其一部分也可以存储在计算机可读介质上或包括在收录于传输介质中的计算机数据信号中。
系统100和方法的一个功能是使对例如以下信息的捕获、组织和传播成为可能原油特性、精炼厂加工原油的经验、精炼厂加工原油时遇到的问题以及精炼厂的人员为解决这些问题而采用的处理方法等。信息可以通过打印的报告、显示器以及本专业中已知的其它传播方法进行传播。系统100和方法还提供关于运行分析模型和其它决策支持应用软件，以便评估风险和财务效果，从而使用户能对原油选择和处理计划作出有根据的决策的基础。
如图1所示，将存储在知识库200中的各类别或类型的信息组织在体系结构系统300中，所述各类别或类型的信息包括但不限于用户类102、精炼厂类104、原油蒸馏装置类106、原油罐类108、废油罐类110、设备类112、设备配置类114、设备技术条件类116、检验报告类118、维护报告类120、生产工艺类122、产品类124、产品特性类126、原油清单(crude slate)类128、原油类130、原油特性或化验类132、废油类134、服务报告类136、非破坏性测试(NDT)数据类138、操作数据类140、化学处理类142、问题报告类144、实验室分析类146、实验室模拟类148以及预测结果类150。
体系结构系统300中的最高类是生产工艺类122，以下更详细说明每个类别或类型的信息。
用户类102包含有关精炼厂厂主的信息，也可以包含在加工处理中使用的化学品的发货地址。精炼厂类104提供参考信息且可以包含一个或多个原油蒸馏装置和其它生产过程。原油设备类106包括有关加工原油的设备系列的信息。设备类型包括加热器、脱盐设备、分裂蒸馏塔、泵、热交换器等等。
设备配置类114包括有关构成精炼厂设备的系统、子系统以及部件的结构或配置等信息。通常将设备配置成符合精炼厂的某种操作目的。例如，在脱盐过程的配置中，原油蒸馏装置可以使用两级脱盐配置。设备技术条件类116是包括与精炼厂有关的设计信息例如工程图纸以及技术条件等信息。如前所述，精炼厂是针对某些类型的原油而设计的。这一类就是捕获这种信息的。设备配置类114和设备技术条件类116都是设备类112的类型。
原油罐类108是设备类112的另一类型；但从系统观点来看，将其单独示出，表示原油存货水平可以监控，以便自动提供在进厂原料中所包含的原油百分比的信息。废油罐类110是设备类112的另一类型；但从系统观点来看，将其单独示出，表示废油存货水平可以监控，以便自动提供在进厂原料中所包含的废油百分比的信息。
检验报告类118包括操作员或工程师对于精炼厂设备情况所报告的信息。这类信息通常由人工收集。检验活动通常要遵守一套程序或规章，它们规定那些设备需要检验、如何进行检验、以及检验的频度。
维护报告类120包括维护人员报告的关于对精炼厂设备作了什么维修和/或修理的信息。维护活动通常要遵守一套控制设备条件状态的程序或规章。这类信息也可以和检验数据一起收集。
生产工艺类122是这样的类别，它包含有关在精炼厂的原油蒸馏装置中所进行的用于将原料转变为最终产品的整套操作的信息。产品是指精炼厂所生产的东西，包括石油化学产品、汽油、喷气机燃料、柴油、锅炉重油、润滑油、船用油”C”、6号油、以及沥青。产品特性类126包括有关原油设备所生产的产品的化学特性信息。
原油清单类128包含有关由精炼厂加工的新原料成分的信息。新原料可以由一种或多种原油和/或称为废油的废料组成。系统100捕获并保存原油清单的成分。此信息包括原油名称或某些独特的标识，以及在总新原料中每种原油的百分比。废油也可标识为新原料的一部分。原油清单信息可以作为服务报告的一部分输入到系统100中，或单独输入。
原油类130说明原油蒸馏装置所加工的绝大部分材料。原油类130包括原油的识别信息，包括原油名称、原油来源的位置、原油的生产厂商等等。原油特性或化验类132包括有关一种或多种原油(例如原油罐中所含原油)的化学特性的信息。系统100提供多种记录的存储，以便随时跟踪化学特性的变化及其变化趋势。
废油类134包括有关以前加工批次的剩余原油和/或与原油混合和加工的油罐底部的遗留原油等信息。除原油之外原油清单类128还可以包含有关废油的信息。
服务报告类136是综合类信息，可以包含原油清单信息、生产过程信息、非破坏性测试数据、操作数据、化学处理和问题报告。现场代表或服务工程师创建并提交服务报告，这些报告然后在系统100中的服务报告类136更新并存储。
NDT数据类138包括从非破坏性测试中收集的时间系列数据或数值数据阵列等信息。操作数据类140是综合信息类，说明设备是如何操作的以及设备工作得怎样。这些指示标记包括控制器输出值(可以由操作员设定或由控制器自动设定)、传感器测量值和其它仪器读数。这类信息的条目或实例可以有时间戳与每个数值和质量量度相关联。系统100既提供手动输入的数值作为服务报告的一部分，也提供直接加载加载到相关库中的自动收集的数值。
化学处理类142包括有关在精炼过程中添加一种或多种化学品以减少原油清单中的某种不利因素或改进工艺某个方面的信息。系统100捕获并保存处理类型、处理中所用的化学品、进行处理的位置以及处理的剂量。系统100既提供手动输入的数值作为服务报告的一部分，也提供直接加载加载到相关库中的自动收集的数值。
问题报告类144包括识别为异常的某些事件或观察情况的信息。系统100捕获并保存问题类型、问题位置、进一步说明工艺情况的操作数据、问题严重性、问题描述以及解决情况。用于存储在问题报告类144中的问题报告可以以服务报告的一部分的形式输入，或者通过某种监控和诊断应用程序自动产生。
实验室分析类146是这样的类别，它包括对原油、废油和/或原油产品进行化学分析的结果等信息。系统100保存这些结果，可以用于进一步评估精炼情况或问题的根源分析。
实验室模拟类148包括有关在实验室进行的可以模拟某些精炼子过程的特殊测试的信息。例如，可以测定某种原油在某类管道材料中的腐蚀率。系统100保存这类结果，可以用于预测加工原油的潜在问题以及推荐处理方案以减少这些效应。
预测结果类150代表由预测分析和/或决策支持系统利用知识库200存储的信息和/或外部信息所产生的信息。系统100保存这类结果，这类结果可以由现场代表或服务工程师用来帮助选择原油和作处理计划。
当系统100接收到查询时，体系结构系统所存储的一个或多个预测结果可以由系统100的显示器显示给现场代表或服务工程师。例如，现场代表可查询系统100以确定使用设备配置类114的特定设备配置并使用精炼类104的具体精炼来生产产品类124的6号油是否实际可行。如果已有足够信息提供到系统100内，系统100就可存取预测结果类150并提供一个或多个预测结果。如果提供到系统100内的信息不足，系统100可以要求用户提供附加信息。
除了提供用于在体系结构系统中组织各类信息的系统外，本发明还说明了实现各种功能的方法，例如通过由至少一个处理器执行指令来捕获信息、搜索信息、报告结果以及更新内容。这些指令可以包含本专业中已知的信息处理和/或数据库管理指令。以下的讨论更详细地说明使用系统100的发明方法。
系统100提供创建报告和将它们存储在一个或多个报告类中，或对存储在报告类中已有报告进行编辑的方法。报告类型包括服务报告、问题报告、检验报告、维护报告以及其它报告。现场代表或服务工程师通常创建这些报告。系统100提供基于万维网的报告创建和基于客户-服务器的报告创建。
系统100提供向资料档案库中输入新原油信息或对现有原油信息进行编辑的方法。此信息包括原油识别信息，例如原油名称、原产地以及地理信息和原油特性。现场代表或服务工程师可以输入这些信息或系统100直接从第三方来源自动加载此信息。系统100保存以前的信息用于趋势分析和跟踪。
系统100提供输入新用户资产信息或编辑现有信息的方法。用户资产和关联的信息包括精炼厂、设备、设备配置、设备技术条件以及油罐信息。现场代表或服务工程师通常输入这类信息。
系统100提供输入或编辑作为现场代表或服务工程师的服务报告的一部分的操作数据的方法。此外，系统100提供从控制器和数据记录器类型的设备自动收集数据并将这种信息加载到资料档案库中的方法。
系统100提供输入和编辑来自实验室分析和实验室模拟的结果的方法。系统100提供基于万维网的方法。
搜索原油的方法提供数种方法按以下判据找到和检索具体的原油信息全称或部分名称或以特定字母开始；地理信息，例如原产州、省或国家；以及其它地理信息，例如经度、纬度、北半球或南半球以及东半球或西半球。搜索结果可以包含符合搜索判据的一种或多种原油。
搜索类似原油的方法提供按一套判据找到和检索与目标原油接近的原油的方法。每个判据都具有与其关联的以代表接近程度的范围。搜索结果包括接近符合搜索判据的一种或多种原油，并按其接近程度值递降排序。
按问题类型的搜索方法提供找到和检索在生产过程中引起某些问题的原油的方法。其它判据也可以包含在搜索中。搜索结果可以包含符合搜索判据的一种或多种原油。
搜索精炼厂的方法提供基于以下判据找到和检索精炼厂信息的方法精炼厂名称或地理位置。搜索结果可以包含符合搜索判据的一个或多个精炼厂。
搜索预测工程结果的方法提供找到和检索这类结果的方法。
本公开的方法可以相互关联，这样，上述方法中的一个或多个方法就是总体方法的子方法。例如，本公开提供一种方法，用于接收至少一次查询并搜索大致满足所述至少一次查询的特定原油、类似原油、问题类型、关于具体精炼厂的精炼厂信息以及预测工程结果，其中要实施一种子方法以确定特定原油、类似原油以及问题类型，还要实施一种子方法以获得关于具体精炼厂的精炼厂信息以及预测工程结果。所述确定的特定原油、类似原油以及问题类型，以及所获得的关于具体精炼厂的精炼厂信息以及预测工程结果包含大致符合所述至少一次查询的数据。
本公开的方法还提供对输入到精炼厂和原油知识管理系统100中并与多个类别中至少一个类别相关联的数据或数值进行验证的方法。为能验证数据，系统100存储着多个参数的预定范围，例如原油的pH范围、以及原料中废油和原油的最大和最小含量。系统100接收到数值后，至少一个处理器对接收的数值和存储的预定范围进行比较。如果接收的数值在所存储的预定范围之内，则系统100用消息和/或语音提示用户所述数值适合于进行具体精炼和/或应用。如果接收的数值不在存储的预定范围之内，则系统100用另一消息和/或语音提示用户所述数值不适合于进行具体精炼和/或应用。
例如，在精炼厂进行的具体应用中，原油的pH值需要在大约3.0到大约6.5的预定范围内，如果用户输入到系统100中的pH值超出此预定范围，则系统100用消息和/或语音提示用户所接收的pH值在预定范围之外，具体应用不可能进行或不能有效进行。将一套可编程指令提供到系统100中，供至少一个处理器执行以实现此数据验证方法。
上述本公开的实施例是用来说明的而非用来限制，而且也不代表本公开的全部实施例。可以在不背离以下权利要求书中以文字和法律认可的等效物所提出的本发明的精神和范围的情况下做出各种各样的修改和变化。
权利要求
1.一种精炼厂和原油知识管理系统(100)，它包括知识库(200)，它存储至少与具体精炼厂有关的多个信息类别(102-150)一批用于加工原油的设备；以及由所述一批设备执行的用来生产原油产品的一套操作，所述多个信息类别中的每一个类别互相关联或相关，并且被组织在体系结构(300)中；以及一套可编程指令，它配置成由至少一个处理器执行以便对至少一次查询作出响应而存取多个信息类别中的至少一个信息类别，用于存取和传播信息，所述传播的信息包括以下各项中的至少一项原油特性中的至少一种特性、精炼厂加工原油的经验、精炼厂加工原油时遇到的问题、以及精炼厂的人员为解决这些问题而采用的处理等，所述传播的信息便利于制定决策、加工原油的风险管理以及对应用到具体精炼厂原油生产过程的化学处理的策划和监控。
2.如权利要求1所述的知识管理系统(100)，其中所述多个信息类别(120-150)包括用户类(102)，它包含有关所述具体精炼厂厂主的信息；精炼厂类(104)，它包含有关所述具体精炼厂的信息；原油蒸馏装置类(106)，它包含有关用于加工原油的一批设备的信息；原油罐类(108)，它包含有关所述具体精炼厂的原料中所含原油数量的信息；废油罐类(110)，它包含有关所述原料中所含废油数量的信息；设备配置类(114)，它包含有关所述一批设备的系统、子系统和部件的配置等信息；以及设备技术条件类(116)，它包括有关所述具体精炼厂的设计信息。
3.如权利要求1所述的知识管理系统(100)，其中所述多个信息类别(120-150)包括产品类(124)，它包含有关所述具体精炼厂生产的至少一种产品的信息；产品特性类(126)，它包含有关所述生产的至少一种产品的化学特性的信息；原油清单类(128)，它包含有关由所述具体精炼厂加工的新原料的成分的信息；原油特性类(132)，它包含有关一种或多种原油的化学特性的信息；原油类(130)，它包含有关所述具体精炼厂的原油蒸馏装置所加工的大部分原料的信息；生产工艺类(122)，它包含有关在所述原油蒸馏装置中进行的将原料转变为产品的一套操作的信息；废油类(134)，它包含有关以前加工班次的剩余原油和/或来自油罐的与原油混合和已加工的遗留原油的信息。
4.如权利要求1所述的知识管理系统(100)，其中所述多个信息类别(120-150)包括检验报告类(118)，它包含操作员报告的关于精炼厂设备状态的信息；维护报告类(120)，它包含维护人员报告的关于对精炼厂设备进行的维护和/或修理的信息；服务报告类(136)，它包含从由以下各项构成的组中选择的信息原油清单信息、生产过程信息、非破坏性测试数据、操作数据、化学处理和问题报告；以及问题报告类(144)，它包含有关至少一个已识别的问题的信息；以及操作数据类(140)，它包含有关设备性能的信息；非破坏性测试类(138)，它包含从非破坏性测试中所收集的信息；化学处理类(142)，它包含有关应用于精炼过程的一种或多种化学品的信息；实验室分析类(146)，它包含对原油、废油和/或原油产品进行的化学分析的结果；实验室模拟类(148)，它与模拟所述具体精炼厂子过程的实验室测试有关；以及预测结果类(150)，它包含由预测分析和/或决策支持系统所产生的信息。
5.一种用于管理存储在精炼厂和原油知识管理系统(100)中的信息的方法，所述知识管理系统(100)包括知识库(200)，它存储有关至少一个具体精炼厂的多个信息类别(102-150)；用于加工原油的一批设备；由所述一批设备进行的用于生产原油产品的一套操作，其中，所述多个信息类别(102-150)中的每一个类别彼此相关联或相关并且被组织在体系结构系统中；以及一套可编程指令，它配置成由至少一个处理器执行以便响应至少一次查询而存取所述多个类别(102-150)中的至少一个类别；所述方法包括以下步骤传播与响应所述至少一次查询而存取的至少一个类别有关的信息；以及输入和存储所述多个类别(102-150)中的至少一个类别中的数据，包括与实验室分析和模拟有关的数据。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述传播的信息包括以下各项中至少一项原油特性、精炼厂加工原油的经验、精炼厂加工原油时遇到的问题以及精炼厂的人员为解决这些问题而采用的处理方法，并且其中所述传播的信息便利于制定决策、加工原油的风险管理以及对应用到具体精炼厂原油生产过程的化学处理的策划和监控。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述多个信息类别(102-150)包括用户类(102)，它包含有关所述具体精炼厂厂主的信息；精炼厂类(104)，它包含有关所述具体精炼厂的信息；原油蒸馏装置类(106)，它包含有关加工原油的一批设备的信息；原油罐类(108)，它包含有关所述具体精炼厂的原料中所含原油数量的信息；废油罐类(110)，它包含有关所述原料中所含废油数量的信息；设备配置类(114)，它包含有关所述一批设备的系统、子系统和部件的配置等信息；以及设备技术条件类(116)，它包含有关所述具体精炼厂的设计信息。
8.如权利要求5所述的方法，其中所述多个信息类别(102-150)包括产品类(124)，它包含有关所述具体精炼厂生产的至少一种产品的信息；产品特性类(126)，它包含有关所述生产的至少一种产品的化学特性的信息；原油清单类(128)，它包含有关所述具体精炼厂加工的新原料成分的信息；原油特性类(132)，它包含有关一种或多种原油的化学特性的信息；原油类(130)，它包含有关所述具体精炼厂的原油蒸馏装置所加工的的大部分原料的信息；生产工艺类(122)，它包含有关在所述原油蒸馏装置中进行的将原料转变为产品的整套操作的信息；以及废油类(134)，它包含有关以前加工班次的剩余原油和/或来自油罐的与原油混合和已加工的遗留原油的信息。
9.一种用于搜索精炼厂和原油知识管理系统(100)以便获得数据的方法，所述管理系统(100)包括知识库(200)，它存储有关至少一个具体精炼厂的多个信息类别(102-150)，所述多个信息类别(102-150)中的每一个信息类别彼此相关联或相关并被组织在体系结构系统中；以及一套可编程指令，它配置成由至少一个处理器执行，用于存取多个信息类别(102-150)中的至少一个信息类别；所述方法包括以下步骤由所述原油知识管理系统(100)接收至少一次查询，所述至少一次查询指定关于所述多个类别(102-150)中的至少一个类别的数据；存取所述多个类别(102-150)中的至少一个类别并确定大致满足所述至少一次查询的数据的位置；以及输出大致满足所述至少一次查询的所述已确定位置的数据。
10.一种用于验证由精炼厂和原油知识管理系统(100)接收的数据的方法，所述精炼厂和原油知识管理系统(100)包括知识库(200)，它存储至少与具体精炼厂有关的多个信息类别(102-150)，所述多个信息类别(102-150)中的每一个信息类别彼此相关联或相关并被组织在体系结构系统(300)中；以及一套可编程指令，它配置成由至少一个处理器执行，用于验证与所述多个信息类别(102-150)中的至少一个信息类别相关联的数据；所述方法包括以下步骤比较所述接收的数据和存储在所述精炼厂和原油知识管理系统(100)中的数据；确定所述接收的数据是否在至少一个预定范围之内；以及执行至少一个操作，表明所述接收的数据是否在所述至少一个预定范围之内。
全文摘要
提供用于原油精炼的知识管理系统(100)和方法。知识管理系统(100)和方法使捕获、组织和传播例如以下信息成为可能原油特性、精炼厂加工原油的经验、精炼厂加工原油时遇到的问题、以及精炼厂的人员为解决这些问题而采用的处理方法等。原油精炼的知识管理系统和方法还提供运行分析模型和其它决策支持应用软件，以便评估风险和财务效果，从而使用户能对原油选择和处理计划作出有根据的决策的基础。
文档编号G06F19/00GK1846215SQ200480025271
公开日2006年10月11日 申请日期2004年6月18日 优先权日2003年7月7日
发明者M·道施, H·戈德法布, M·加纳, M·金斯特里, S·区, R·威尔逊, H·埃格尔特, R·斯特朗, M·C·温斯洛 申请人:通用电气公司