[发明专利]一种换热器的聚类分群和基于群组的风险判别分析方法

说明书

一种换热器的聚类分群和基于群组的风险判别分析方法：选择样本换热器组，确定换热器聚类分析变量和判别分析变量；建立每个特征变量下的数据映射准则，依据数据映射准则对样本换热器进行数值化处理，做为训练数据集；采用K‑means算法对训练数据集进行聚类分析，划分出换热器群组；基于所划分的换热器群组和已知特征变量建立换热器判别函数，并确定判别准则；根据换热器群组判别准则，判别出新设计换热器所在群组，搜寻新设计换热器与所在群组中特征距离最近的换热器，并根据距离最近的换热器的运行风险状态进行设计新换热器的风险管控。本发明训练数据丰富全面，基于特征变量的群组划分程序简洁合理，使用方便。

技术领域

本发明涉及一种换热器的风险判别分析方法。特别是涉及一种换热器的聚类分群和基于群组的风险判别分析方法。

背景技术

石油化工产业是一个高耗能的产业，任何生产过程中一点小的改进都会带来巨大的经济效益。换热器是石油化工生产中最常用的设备之一，不仅作为保证特定工艺流程正常运转而广泛使用的设备，也是开发和利用工业二次能源，实现余热回收的重要设备。

对换热器进行设计阶段设备可靠性保障管控可以实现，全面分析换热器在使用过程中可能出现的失效，提出规避这些失效的方法和措施，保证换热器的本质安全；依据风险工程的理论，评价风险的水平，采取措施来控制风险水平。

显然，我们可以通过对“设计换热器”可能运行的工艺状况、所选择材质的特性，模拟出该换热器的运行状况，分析其可能存在的风险，并采取相应的风险防范措施，以此在设计阶段降低换热器的失效可能性，进而降低换热器的风险。

但这种方法过多的应用理论分析和模拟仿真，而设备在工业现场的实际应用过程中则会有大量的不确定因素，即理论不能替代现场，因此，通过在换热器设计阶段施加的完整性管理，还需要充分考虑现场因素，将模拟仿真与现场实际相结合。

设计阶段的换热器虽然没有实际的运行工况，但我们可以搜寻与它结构、材质、操作条件、介质特性等方面特性相似的换热器，而由与“设计换热器”最接近的“运行换热器”的风险状态，就可以知道该换热器设计的是否合理，并且通过何种措施可以降低风险。并且通过了解与它最接近换热器在设备管理体系中的地位，以及施加在该换热器上的管理措施，就可以为该换热器提前制定好制造、运行、检修各方面的管理措施，以便实现该换热器高可靠性运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以更直观简单的确定换热器的群组，并基于已换分的群组，对新设计换热器进行风险判别分析的换热器的聚类分群和基于群组的风险判别分析方法。

本发明所采用的技术方案是：一种换热器的聚类分群和基于群组的风险判别分析方法，包括如下步骤：

1)选择样本换热器组，确定换热器聚类分析变量和判别分析变量；

2)建立每个特征变量下的数据映射准则，依据数据映射准则对样本换热器进行数值化处理，做为训练数据集；

3)采用K-means算法对训练数据集进行聚类分析，划分出换热器群组；

4)基于所划分的换热器群组和已知特征变量建立换热器判别函数，并确定判别准则；

5)根据换热器群组判别准则，判别出新设计换热器所在群组，搜寻新设计换热器与所在群组中特征距离最近的换热器，并根据距离最近的换热器的运行风险状态进行设计新换热器的风险管控。