Информатизация технического обслуживания и реновации горного оборудования
Г.Н.
Иванов,
доц.
каф. ТП, к.т.н., ivan.genn@ya.ru,
МГТУ
«Станкин», , г. Москва,
Е.И.
Сизова,
доц.,
к.т.н.,
О.В.
Белянкина,
доц.,
каф. ГОТ и М, к.т.н., kaftmr@mail.ru,
Горный инст. НИТУ «МИСиС», г. Москва
В статье рассмотрена технология
информатизации технического
обслуживания и реновации, поддержание эффективной эксплуатации горных машин и
оборудования на горнодобывающих и горнообогадительных предприятиях.
Рассмотрена SADT
(Structured Analisys and
Design Technique - технология структурного анализа и проектирования) методология
и представлены диаграммы, в формате IDEF3, оптимизации структурной
информатизации предупредительного обслуживания горного оборудования, информационной
оптимизации поддержки жизненного цикла, технического обслуживания, ремонта и реновации
горного оборудования. В статье представлен анализ структуры и технологии методики RCM (Reliability-Centered
Maintenance- надежное обслуживание). Разработаны и представлены структурно-информационные
принципы построения методологии RCM для технического обслуживания и реновации горного
оборудования. В статье отражено соответсвие методологии RCM термину «надёжностно-ориентированное
техническое обслуживание» по ГОСТ Р 27.606-2013 «Надежность в технике. Управление надежностью.
Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность».
The article describes the technology of Informatization of maintenance
and repair, maintaining efficient operation of mining machinery and equipment
for mining and gornoobogatitelny enterprises. SADT is examined and presented in chart format IDEF3
structural optimization of Informatization preventive maintenance of mining
equipment, information optimization, life cycle support, maintenance, repair
and renovation of mining equipment. The article presents the analysis of the
structure and technology of the RCM methodology. Presents the developed
evaluation criteria technology application of RCM methodology. Developed the
structural-informational principles of RCM methodology for maintenance of
mining equipment. The article reflects the conformity of the RCM methodology to
the term "nadejnosti-oriented maintenance" in accordance with GOST R
27.606-2013 "Reliability in technique. Management of reliability.
Maintenance focused on reliability".
Организация технического
обслуживания (ТО) и реновации, поддержание эффективной эксплуатации горных
машин и оборудования на горнодобывающих и горнообогадительных предприятиях
является составной часть производственного цикла [1-3]. Информатизация ТО и реновация это процесс
организации управления жизненным циклом
сложных технических и технологических систем. Наиболее оптимальным является
формализация процесса информатизации технического обслуживания и реновации с
помощью SADT методологии [4]. В настоящее время особую популярность
получили сетецентрические информационные технологии.
Введем следующие
понятия:
§ сетецентричность - принцип организации систем
управления, позволяющий реализовать режим ситуационной осведомлённости
благодаря формированию и поддержанию единой для всех ярусов управления,
целостной, контекстной информационной среды и включения в процесс её
непрерывной актуализации возможно большего числа источников первичной
информации [5,6];
§ информатизация - по ГОСТ 7.0-99
«Информационно-библиотечная деятельность, библиография» [7], комплекс мер,
обеспечивающих оперативный доступ к информационным ресурсам и реализация
комплекса мер, направленных на обеспечение полного и своевременного
использования достоверных знаний во всех общественно значимых видах человеческой
деятельности;
§ предупредительное
обслуживание – техническое обслуживание, ориентированное на
безотказность;
§ реновация - формирование
новых потребительских свойств, предмета производства, которые в процессе
эксплуатации полностью или частично были утрачены;
§ сценарий (Scenario) - описание последовательности
изменений свойств состояние объекта, в рамках рассматриваемого процесса.
Задача информатизации процесса
оптимизации предупредительного обслуживания горного оборудования, является
актуальной для многих российских горнодобывающих и горнообогадительных предприятий.
Поиск путей решения
данной проблемы привел к использованию методологии RCM [8-9]. Методика
базируется на RCM-анализе, который может быть применен к любому техническому и
технологическому объекту в производственной системе. Цель такого анализа –
предотвратить или уменьшить последствия отказов оборудования, при этом иногда
совершенно не обязательно предотвращать сами отказы, самое главное предсказать,
когда отказ наступит.
Отличие технологии RCM
от общепринятой практики состоит в том, что объект оценивается по 4-м программам:
реактивной (работа на отказ), превентивной (плановое обслуживание), проактивной
(основанной на поиске первопричин отказов – т.е. организация ремонтов по
состоянию), прогнозной (основанной на прогнозе с определенной надёжностью
времени выхода из строя оборудования).
Методологии RCM соответствует термин
«надежностно-ориентированное техническое обслуживание» по ГОСТ Р 27.606-2013 «Надежность в
технике. Управление надёжностью. Техническое обслуживание, ориентированное на
безотказность» [10].
Представленная методология– это процесс выработки и принятия решений, направленных на
выявление подходящих и эффективных требований к системе и операциям
предупредительного технического обслуживания, отвечающих последствиям
выявляемых отказов в части их влияния на безопасность, техническую
эффективность и экономичность эксплуатации изделия и вызывающих указанные
отказы механизмов.
Методология RCM основана на следующих принципах:
1) Ранжирование оборудования. Критерии
для ранжирования – степень влияние на безопасность, роль в технологическом
процессе, затраты на устранение отказов и ликвидацию последствий аварий. Таким
образом, выделяется оптимально критичное оборудование.
2) Ранжирование отказов критичного
оборудования. Инструмент ранжирования – анализ видов, последствий и критичности
отказов.
3) Выбор максимально эффективной
работы по предупреждению каждого отказа. При этом работа является эффективной,
если она соответствует механизму отказа, ее выполнение приводит к снижению
вероятности отказа. Затраты на нее оправданы последствиями, к которым может
привести отказ.
Структурная оптимизация предупредительного
обслуживания осуществляется в следующем порядке:
1). Создаётся полная база данных по
эксплуатируемому оборудованию, с паспортными характеристиками, данными
наработки, техническими параметрами, находящимися под контролем, каталогами
запчастей, ремонтной и эксплуатационной документацией;
2). Разрабатывается перечень плановых
предупредительных работ, проводимых на оборудовании, с указанием исполнителей,
периодичности, требуемых запчастей, поставщиков запчастей, трудоемкости, затрат
на их выполнение;
3). Анализируется статистика по
зарегистрированным дефектам (отказам) и работам по их устранению, включая
затраты и время на выполнение этих работ;
4). Исключается из программы технического
обслуживания и реновации (ТО и Р) повторяющиеся работы, направленные на
предупреждение одного и того же дефекта, а также работы, проведение которых не
влияет на предупреждение каких-либо дефектов (отказов), даже если эти работы
рекомендуются регламентом поставщика оборудования; расширение перечня
предупредительных работ по соответствующим вновь зарегистрированным дефектам;
5). Работы, которые неэффективны (не
приводят к снижению вероятности отказа) убираются и по ним выполняется
углубленный анализ причин дефектов (отказов), заменяют на
эффективную технологию.
Для решения задачи информатизации предупредительного технического обслуживания и реновации
горного оборудования была использована методология SADT и сетецентричность организации систем управления [11].
SADT - одна из самых известных и
широко используемых методик информационного структурного моделирования и проектирования.
Новое название методики, принятое в качестве стандарта - IDEF0 (Icam
DEFinition) - часть программы ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing -
интегрированная компьютеризация производства) [12].
На рис.1 представлена функционально-информационная
диаграмма (модель) постановки задачи на разработку рабочей документации (РД) на
ТО и реновацию горного оборудования в формате IDEF0. Представленная диаграмма представляет
структуризацию технологии разработки поставленной задачи.
Рис.1
Функционально-информационная модель «Разработка РД на ТО и техническую реновацию
объекта производства»
На разработанных и представленных диаграммах
(сценариях) в формате IDEF3,
«Структурная модель технического обслуживания и реновации горного оборудования»
(рис.2) и структурная диаграмма «Разработка методологии ТО и технологии
реновации объекта производства» (рис.3) , отображена структура информатизации
технического обслуживания и принятие решения с учетом методологии RCM. Особенностью применения методологии
IDEF3 является возможность документирование информационных, технологических и
иных процессов, происходящих в изделие, предоставляет инструментарий для визуализации
моделирования сценариев.
Исполнение каждого сценария
сопровождается соответствующими потоками информации, например, в виде
электронных документов.
При эксплуатации горного оборудования
документооборот процессов состоит из основных потоков: документов, определяющих
структуру и последовательность процесса эксплуатации (РД, технологических указаний,
описаний стандартов и т.д.), и документов, отображающих ход его выполнения
(результатов тестов и экспертиз, отчетов по результатам диагностики состояния и
т.д.).
Рис.2
Диаграмма в формате IDEF3,
«Структурная модель технического обслуживания и реновации горного оборудования»
Рис.3 Структурная диаграмма «Разработка методологии
ТО и технологии реновации объекта производства»
Для эффективного управления любым
процессом, необходимо иметь детальное визуализированное представление об его
сценарии эксплуатации и структуре сопутствующего документооборота. Средства визуального
документирования и моделирования в формате IDEF3 позволяют выполнять следующие
задачи в реальном времени:
·
документировать
имеющиеся данные о технологии эксплуатации и состоянии объекта, выявленные, в
процессе предпроектного обследования путем экспертной оценки компетентных
специалистов, ответственных за организацию рассматриваемого процесса;
·
определять
и анализировать точки слияния и разделения потоков информации;
·
определять
ситуации, в которых требуется принятие решения, влияющее на жизненный цикл
объекта;
·
содействовать
принятию оптимальных решений при ремонте или модернизации.
Разработанная модель информационной
поддержки ТО и реновации, используя сетецентричность представленной системы, позволяет использовать
и совершенствовать ранее накопленный опыт:
o планово-предупредительный ремонт (ППР)
и плановые восстановительные ремонты, направленные на предупреждение отказов;
o регламенты, разработанные производителями
оборудования, технология исполнения которых отражена в РД и экспуатационной
документации.
Однако на этом пути мы сталкиваемся с
препятствиями:
§ это бюджетные ограничения, которые
диктуют нам пределы реализации ППР. ППР стоит очень дорого, а затраты на его
проведение включаются в себестоимость продукции;
§ показатели надёжности, которые мы
фиксируем постфактум, вызывают сомнения, что затраты на ППР дали эффект.
А если эффект и достигнут, то
возникает вопрос насколько оправданы затраты на его достижение. Представленная
технология информатизации технического обслуживания и реновации позволяет контролировать все этапы
жизненного цикла в реальном времени, иметь достоверную информацию о реальном
состоянии горного оборудования.
Оптимальная информация о состоянии
горного оборудовании позволяет оценить эффективность и результативность
технического обслуживания и ремонта, оценить эффективность ремонтных служб, минимизировать
структуру управления запасами расходуемых материалов и запасных частей.
Литература
1. Глухарев Ю.Д., Замышляев
В.Ф., Кармазин В.В. и др. –М. : Академия, 2003. – 400
с. Техническое обслуживание и ремонт горных машин и оборудования
2. Шилов П. М. Технология производства и
ремонт горных машин. М., Недра, 1971. 381 с.
3. Каменнова М., Громов А., Ферапонтов М.,
Шматалюк А. Моделирование бизнеса. — М.: Весть-Метатехнология, 2001.
4. Г. Верников. Основы IDEF3, www.cfin.ru/vernikov
5. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных
системах. – М.: Сов. радио,
1974. – 274 с.
6. Сетецентричность [Электронный ресурс] // Неогеография.
– URL: http://www.neogeography.ru/ru/2010-05-04-20-41-25
(дата обращения 12.09.2016).
7. ГОСТ 7.0-99
«Информационно-библиотечная деятельность, библиография»
8. SAE JA1011 - Evaluation Criteria for
Reliability-Centered Maintenance (RCM) Processes.
9.
SAE JA1012 - Guide to the Reliability-Centered
Maintenance (RCM) Standard.
10. ГОСТ Р 27.606—2013.
«Надежность в технике. Управление надежностью. Техническое обслуживание, ориентированное
на безотказность».
11. Антоненко И.Н. EAM-система TRIM: от
автоматизации ТОиР к управлению активами// Автоматизация в промышленности.
2015. №1. С. 40-43.
12. http://www.interface.ru Внедрение
ERP-систем: шаг за шагом.