Диссертация (Повышение эффективности технологического обеспечения ремонта деталей металлургического оборудования при автоматизированном управлении производственными ресурсами), страница 5

За единицу ремонтной сложности принята условная сложностьремонта эталонного механизма Чр = 25 чел.-ч, ему присвоена первая категорииремонтной сложности (1 Крс) [69].Крс =Тр,Чр(1.6)где Тр – трудоемкость ремонта рассматриваемого вида оборудования, чел.-ч.При планово-предупредительных ремонтах применяют три основныхметода: последовательный, когда машину разбирают, проводят дефектацию,восстанавливают изношенные детали, затем проводят сборку [71]; узловой:демонтаж и монтаж узлов выполняют без нарушения расположения иработоспособностидругогооборудования;поузловой(расчлененный):последовательно выполняют ремонты отдельных узлов машины [72].Стратегию ремонтов по состоянию активно применяют за рубежом совторой половины прошлого векаиспользоватьресурсы[10]. Метод позволяет рациональнооборудованияипредупреждатьеговнезапныеполомки [73].

Ремонт по состоянию невозможен без эффективного мониторингасостояния оборудования с обнаружением всех потенциально опасных дефектов27на стадии зарождения и долгосрочным прогнозом их развития [74, 75]. Однако,системы мониторинга, устанавливаемые на эксплуатируемое оборудование, какправило не используют для перехода на обслуживание и ремонт по состоянию[76]. Они лишь обеспечивают аварийную защиту, останавливая оборудованиелибо незадолго до аварии, либо в ее начальной стадии [77]. Этому есть тригруппы причин - физические (технические), экономические и организационные[78].

К физическим относят отсутствие алгоритмов раннего обнаружения и (или)идентификации некоторых видов дефектов. К экономическим причинам относятвысокую стоимость систем мониторинга и большие затраты на поддержание ихработоспособности. К организационным – отсутствие специалистов-диагностов,способных выполнять функции эксперта [79].Для автоматизации функций планирования ремонтов на металлургическихпредприятиях применяют системы управления основными фондами (EnterpriseAsset Management, EAM), возникшие из компьютеризированных системуправлениятехническимобслуживанием(ComputerizedMaintenanceManagement System, CMMS), и входящие в состав ERP-систем управленияресурсами предприятия [80].

На рынке представлен ряд как зарубежных, так иотечественныхERP-систем: SAP R/3(Германия);Baan (Нидерланды);1С: Предприятие (Россия); Галактика (Россия); Microsoft Dynamics AX (США) идр. [81].EAM-системы способны хранить в себе информацию о каждой единицетехнологического оборудования, его составных частях, фиксировать моментывыхода из строя и возобновления работоспособности агрегатов, получать издиагностических систем информацию о текущем состоянии и на основании этихданных выполнять планирование ремонтов [82].

Они обеспечивают ведениенормативно-справочной базы данных, учет затрат, базовое управлениересурсами, анализ отклонений в сроках и объемах; ведение журналоврегистрации работ и простоев оборудования, выявленных дефектов [83].ОпытпрактическоговнедренияEAM-системнаотечественныхпредприятиях металлургической промышленности указывает во многих случаях28назавышенныеожиданияихэффективности[84,85].Необходимопредварительно определить оптимальный или близкий к оптимальному уровеньразработанности внедряемой автоматизированной системы. Как недостаточный,так и избыточный уровни разработанности ведут к неоправданному росту затратна приобретение и эксплуатацию (Рис. 1.9).За среднее время окупаемости EAM-систем при оптимальном внедрении,составляющем6…18месяцев,достигаютсокращенияаварийныхработ на 31 % [86], повышения безопасности на 20…50 % и производительностиремонтных работ на 40…55 %; сокращения длительности ремонта на 20…50 %[87]; уменьшения капитальных затрат (замен) на 50…90 %; сокращениянеплановых простоев оборудования на 30…40 % [88].Задача распределения ресурсов (персонала, оборудования, складскихплощадей и др.) в РК должна выполняться в зависимости от показателейприоритетности и критичности ремонтов [89, 90, 91].

Критичность выхода изстроя каждого из узлов оборудования определяют с помощью анализа видов ипоследствий отказов (Failure Mode and Effects Analysis, FMEA) [113]. Строятматрицу критичности, основанную на двух критериях: последствиях отказаоборудования и вероятности возникновения последствий в случае отказа(пример представлен в Таблице 7) [92]. Чем меньше значение показателякритичности, тем выше приоритетность ремонта.Общим показателем приоритетности ремонтов FMEA-метода являетсяуровень приоритетности риска (Risk Priority Number, RPN) [114].

Методикаопределения данного показателя представлена на Рис. 1.10: = ∗ ∗ , где – Severity (значимость или критичность отказа); – Occurrence (вероятностьили частота возникновения отказа); – Detection (вероятность обнаружениядефекта). Например, для привода вертикальных валков клети № 1 стана горячейпрокатки 2000 ПАО «НЛМК», = 8 ∗ 7 ∗ 6 = 336.29Рис. 1.9.Определение оптимального уровня разработанности внедряемойавтоматизированной системыФормула расчетаRPNВероятностьполомкиСерьезностьпоследствийОписание параметра• Вероятность поломки узла в составе1-10агрегата, в том числе не приводящей костановке (характеризуется частотойполомок)Последствия и их масштаб принаихудшем сценарии1-101 0001-10400• Потери объема/качества продукции• Производственные травмы• Влияние на экологиюили процедуры осмотра, позволяющейзаблаговременнопредсказать/обнаружитьнеисправностьПрименяется единая шкалаоценки для всех системразличного оборудования• Детальная проработка•• Наличие диагностической процедурыВозможностьвыявленияКритичныеRPNтехнологи ремонта ивыделяемых ресурсовПрименение методикипоиска быстрыхулучшенийСреднекритичные• Выборочный поискпервопричин и разработкакорректирующих ТПремонта200Некритичные• Неприоритетные узлы дляпроведения детальногоанализаРис.

1.10.Методика определения показателя RPN [113]30Таблица 7.Матрица критичности отказов оборудования [92]Вероятность →Показатели критичностиЧастораз в неделю или чащеИногдаОт одного раза в неделю доодного раза в шесть недельНечастоОт одного раза в шестьнедель до одного раза вшесть месяцевРедкоОт одного раза в шестьмесяцев до одного раза втри годаКрайне редкоРеже чем раз в три года(например, раз в девять лет)157932120137532218108624211612102523191614ОстановканесколькихблоковПоследствия (ущерб для производства) →БезущербаЗамедление ОстановкаработыблокаОстановкавсегопредприятияПри выполнении внеплановых ремонтов возникает задача рациональногоперепланирования ресурсов и технологического оборудования РК междуремонтируемыми изделиями [84]. Для оптимизации потока ремонтируемыхизделий множество технико-экономических показателей их ремонтов должнобыть формализовано, а так как оптимизация должна происходить постоянно вреальномвремени,возникаетзадачаситуационногоуправленияресурсами РК [85, 93].

Ситуационное управление характерно для устоявшегося,во многом отработанного производственного процесса. Его основная цель –выходизсложившихсянеблагоприятныхпроизводственныхситуацийнаилучшим способом [94]. Для РК – с минимальными затратами ресурсов всехвидов, в минимальные сроки, при обеспечении заданных ЭС ремонтируемыхдеталей [95].Ситуационный подход требует разработки типовых решений (моделейуправления). Модель распределения ресурсов РК - сложная для управлениясистема,характеризующаясяуникальностью,невозможностьюполной31формализацииобъектауправления,нечеткимзаданиемкритериевцелесообразности, отсутствием оптимальности, динамичностью [96,97].Ситуационный подход определяет такое внутреннее построение системыуправления РК, при котором управляющее воздействие формируется в результатеанализа фактического состояния внешней среды в определенный момент времени[98].

Суть управления заключается в оперативном реагировании на изменения вовнешней среде путем внесения соответствующих изменений во внутреннюю [99].Длярешениязадачситуационнойпроблематикиприменяютметоды:семиотического управления, основанного на логико-лингвистических моделях[100],имитационногомоделирования[101,102],эволюционныхвычислений [103, 104, 115].Использование EAM-систем вскрыло проблему несовершенства ТПремонта, состоящую в не всегда обоснованном и субъективном выборе методов исредств выполнения ремонтных работ [105]. Повышению эффективностиприменения EAM-систем для ситуационного управления ресурсами РКспособствует их трансформация в системы интеллектуальной поддержкирешений.

Это требует создания необходимого алгоритмического и методическогообеспечения ситуационного управления ресурсами РК, а также критериальногоаппарата селекции альтернативных вариантов формируемых решений. Диалогпользователя с системой и его вмешательство в процесс формирования решенийдолжныбытьминимальными.EAM-системадолжнаформироватьТР,гарантированно обеспечивающие качество ремонта деталей металлургическогооборудования при минимальном расходовании ресурсов РК инвариантносложившейся производственной ситуации.Научно обоснованного подхода к реализации указанного машиностроениев настоящее время не имеет.