ВКР: Анализ данных по эксплуатации электросетевого оборудования и прогнозирование его отказов в контексте цифрового двойника

АННОТАЦИЯ

Выпускная квалификационная работа на тему: «Анализ данных по эксплуатации электросетевого оборудования и прогнозирование его отказов в контексте цифрового двойника».

Работа содержит 55 страниц, 25 рисунков, 1 схема, 6 таблиц и 16 источников информации.

Ключевые слова и фразы: цифровой двойник, Цифровая экономика, техническое обслуживание и ремонт, индекс технического состояния, вероятность отказа.

• данной работе проведено исследование концепции цифровых двойников

• ее применения в IT-индустрии Российской Федерации, а также изучены вопросы технического обслуживания электросетевого оборудования.

Полученные результаты могут быть применимы для управления жизненным циклом технологического оборудования. Пользователю сценариев доступна возможность расчета индекса технического состояния конкретного оборудования и расчет вероятности его отказа. Также, разработанный материал может выступать в качестве прототипа для разработки программно-

технического комплекса.

Таким образом, результаты и выводы проведенной работы могут быть полезны для Министерства энергетики Российской Федерации, ПАО «Россети», иных энергетических компаний и компаний-разработчиков программно-технических комплексов для энергетической отрасли.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ............................................................... 5

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................... 6

1 Теоретический раздел............................................................................................................. 8

1.1 Концепция технологии «Цифровой двойник»............................................................ 8

1.2 Цифровой двойник в рамках программы «Цифровая экономика РФ»........... 13

1.3 Техническое обслуживание и ремонт технологического оборудования........ 17

2 Аналитический раздел.......................................................................................................... 21

2.1 Техническое состояние и отказы технологического оборудования................. 21

2.2 Оценка технического состояния и прогнозирование отказов электросетевого

оборудования............................................................................................................................... 23

3 Экономический раздел......................................................................................................... 30

3.1 Организация и планирование работ по теме............................................................. 30

3.2 Расчёт стоимости проведения работ............................................................................ 32

4 Практический раздел............................................................................................................. 36

4.1 Обоснование выбора средств разработки.................................................................. 36

4.2 Описание реализации расчетного модуля Loginom «Расчет ИТС».................. 37

4.3 Описание реализации расчетного модуля Loginom «Расчет вероятности

отказа»............................................................................................................................................ 44

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................................................................................... 49

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................................... 51

ПРИЛОЖЕНИЕ 1....................................................................................................................... 53

ПРИЛОЖЕНИЕ 2....................................................................................................................... 54

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АСУ ТП — автоматизированная система управления технологическим процессом

ГП — группа параметров

ДК — дорожная карта

ЕО — единица оборудования

ИТС — индекс технического состояния ИТСУ — индекс технического состояния

НАСА — национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA, national aeronautics and space administration)

НПТ — новые производственные технологии НТД — научно-техническая документация СЦТ — сквозные цифровые технологии ТОиР — техническое обслуживание и ремонт ТС — техническое состояние ФУ — функциональный узел ЦД — цифровой двойник

PLM — product lifecycle management, управление жизненным циклом продукта

DTA — digital twin aggregate, агрегированный цифровой двойник

DTI — digital twin instance, цифровой двойник-экземпляр

DTP — digital twin prototype, цифровой двойник-прототип

IT — Informational technologies, информационные технологии

















5

ВВЕДЕНИЕ

• современной промышленности используется как дорогостоящее высокотехнологичное оборудование, так и сильно устаревшее, не имеющее аналогов, но при этом способное прослужить еще несколько лет или десятков лет. Отказ подобной техники может доставлять немало проблем — от торможения производственных процессов до их полной остановки, что влечет за собой отклонение выполнения производственных планов или заказов.

Затраты на восстановление работоспособности и ремонт оборудования при этом могут быть очень серьезными. Вследствие этого возникает необходимость оценки технического состояния оборудования, прогнозирования его отказов и внесения корректировок в планы технического обслуживания и ремонтов.

Можно создавать имитационные цифровые модели оборудования, но они являются не эффективными, так как не позволяют произвести обработку данных по эксплуатации оборудования, получаемых в режиме реального времени, дать реальную оценку технического состояния и спрогнозировать отказ оборудования.

Подобные прикладные задачи относятся к вопросам управления производственными активами, решение которых возможно с помощью сквозной цифровой технологии «Новые производственные технологии» в рамках реализации новой государственной программы «Цифровая экономика», рассчитанной на 2019-2024 гг.

Актуальность исследования заключается в необходимости увеличения срока службы технологического оборудования, что является одной из задач, предусматривающих свое решение в рамках Цифровой экономики с применением более современных подходов и методов.

Целью данной выпускной квалификационной работы является проведение анализа данных по эксплуатации электросетевого оборудования и прогнозирование его отказа в контексте цифровых двойников на примере батареи конденсаторов.