随着我国石化企业石油炼化技术的迅速发展，装置日趋大型化、集成化、自动化，且规模和复杂度不断增加，装置工艺条件苛刻、装备技术复杂、操作难度增大，加上原料油的重质化、劣质化等因素影响，非计划停车、泄漏、爆炸等事故时有发生。现有的控制系统和安全监控技术已无法满足在异常状态发生时为操作人员提供足够的支持，导致安全隐患不能被及时发现而不断传播升级直至非计划停机，甚至发生事故。另一方面，如果发生异常警报时还需花大量时间去寻找问题根源和解决办法，那么即使是细微的问题也会迅速升级扩大。. 本项目针对上述炼化装置长周期运行中的安全问题，结合装置生产过程中设备单元与操作关联程度高、危险因素耦合性强并具有整体涌现性等特点，开展了6个方面的研究工作，包括：炼化装置运行特点及危险与可操作性（HAZOP）分析，复杂系统功能模型建模基础理论研究，基于炼化装置功能模型的故障传播机理与关联预警建模研究，关联预警推理方法研究，故障实时关联预测预警方法研究，以及炼化装置多轮次耦合告警优化方法研究。. 取得5项关键成果：1）引入多级流（MFM）思想，并与危险与可操作性分析（HAZOP）相结合，提出MFM-HAZOP关联预警建模理论，揭示了炼化装置的故障传播因果关系和故障传播路径，为复杂系统故障传播、发展、演化等机理的研究提供了科学的方法论。2）建立了基于动态贝叶斯网络的故障关联预警推理方法，实现了异常工况及早发现、故障根源精确定位、预警信息合理发布。3）建立了炼化装置故障“行为-状态”关联预测方法，实现异常工况发展趋势的定性预测，以及装置运行状态的定量预测，误差在0.5%以内，有利于实现炼化系统故障的超前防御。4）提出了炼化装置运行过程多轮次耦合告警优化方法，包含五种不同等级的告警优化策略，对预警结果进一步甄别、融合与优化，降低系统整体误报、漏报和冗余报警率，告警正确率为98%以上。5）理论研究成果集成，研发软件一套“大系统多防线早期故障智能预警专家系统”，集状态监测、故障模式知识库、HAZOP分析平台、异常状态诊断（第一防线）、故障根原因溯源（第二防线）、故障后果预测（第三防线），以及告警优化（第四防线）于一体，降低炼化装置长周期运行整体风险以及提高对早期故障的应对能力。