В России набирает популярность методология RCM, известная также как надежностно-ориентированное техническое обслуживание. Она применяется для формирования и пересмотра программ обслуживания оборудования. В центре внимания RCM находится тяжесть последствий отказа. Для лучшего понимания идей RCM полезно напомнить основные этапы развития этой методологии и определить ее место в рамках современной концепции управления физическими активами.
2018 году исполнилось 40 лет с тех пор, как Стэнли Ноулан и Говард Хип в своем основополагающем исследовании [1] представили методологию RCM (Reliability-Centered Maintenance). Их идея состояла в том, что правила обслуживания оборудования должны определяться последствиями отказа, а не только природой и параметрами самого отказа. Аналогичную идею мы находим в отечественных публикациях того времени [2].
В стандарте [3] дан русскоязычный аналог RCM — надежностно-ориентированное техническое обслуживание (НОТО). Согласно стандарту, RCM представляет собой методологию выбора политик управления отказами и формирования из них программы работ, сочетающей действия по техническому обслуживанию и разовые изменения (изменения правил эксплуатации, конструктивные изменения, обучение персонала) и отвечающей профилю рисков, связанных с отказами.
Истоки RCM следует искать во второй половине 20 века, в практике проектирования, производства и эксплуатации воздушных судов. Тогда считалось, что вероятность отказа всегда увеличивается с возрастом, и для каждого элемента существует значение наработки, по достижении которого следует ремонт или замена. Нужно только правильно определить это значение, а если надежность недостаточна, ремонтировать нужно чаще.
В итоге программы обслуживания разрастались, росли и затраты, но это не сопровождалось ростом надежности. Многие отказы оказалось невозможно предотвратить «правильными» ремонтами, как бы часто они ни выполнялись. Доступность флота снизилась из-за перегруженности обслуживанием. Авиакомпании заинтересовались оптимизацией программ обслуживания для снижения издержек при обеспечении безопасности.
В 1965 году была разработана методика принятия решений при формировании программы обслуживания, а в 1968 году она нашла воплощение в документе «Справочник: оценка и разработка программ обслуживания», более известном как MSG-1. Последующее ее улучшение привело в 1970 году к созданию MSG-2.
MSG-1 и MSG-2 были предназначены для разработки первоначальных программ обслуживания самолетов и нацелены на исключение избыточного обслуживания без снижения безопасности и летной годности. Они не предполагали использование данных, накапливаемых по ходу эксплуатации.
Логика MSG-1 и MSG-2 построена по принципу «снизу вверх». При разработке программ обслуживания рассматривали каждый заменяемый агрегат на нижнем уровне устройства самолета, перебирали возможные работы по обслуживанию этого агрегата и определяли, какая из них должна быть выполнена для обеспечения безопасности или для работоспособности скрытой функции, отказ которой неочевиден (как правило, это функция защиты — сигнализация, блокировка). Оставшиеся работы оценивались на предмет их целесообразности с точки зрения предотвращения экономических последствий отказа. При этом логика «снизу вверх» не позволяла полностью исключить избыточное обслуживание.
Упрощенная диаграмма принятия решений согласно MSG-2 [4] представлена на рис. 1. Вопросы 1, 2 и 3 на этой диаграмме применяются, соответственно, к каждому виду отказа агрегата, к каждой функции агрегата и к агрегату в целом.
Работы в MSG-1 и MSG-2 сводились к трем возможным — регламентированное обслуживание, обслуживание по состоянию, проверка состояния.
Самым важным новшеством MSG-1 и MSG-2 стало введение обслуживания по состоянию. Было разрешено воздушному судну пройти проверку состояния и отложить ремонт до следующей проверки. Это позволило уменьшить количество нерелевантных ремонтов, сократить необходимые запасы запчастей за счет продления срока эксплуатации агрегатов, находившихся в удовлетворительном состоянии, и повысить надежность за счет сокращения эффекта «детской смертности».
В MSG-1 и MSG-2 не учитывались должным образом скрытые отказы, не определялись интервалы между работами, работы не группировались в пакеты, не было правила принятия решений в случаях, когда элемент новый и по нему отсутствует необходимая информация. Оставалась нерешенной проблема балансировки затрат и безотказности. Отказы с экономическими последствиями не различались по критичности. Не были рассмотрены критерии эффективности стратегий обслуживания. Анализ в рамках MSG-1 и MSG-2 не был достаточно строгим и не давал надежных результатов.
Недостатки MSG-2 определили потребность в изменениях. В 1974 году Министерство обороны США выступило заказчиком работ в United Airlines по данной проблеме. За эту работу взялись сотрудники United Airlines Стенли Ноулан и Говард Хип, которые выпустили свой отчет в 1978 году [1] и назвали его «Reliability-Centered Maintenance».
Авторы отчета проанализировали большой объем данных в United Airlines и установили следующее. Вероятность отказа увеличивается с наработкой только у 11% элементов (в основном это простые элементы). Отказы остальных 89% элементов не подчиняются модели износа, интенсивность их отказов после приработки не изменяется. Следовательно, политика профилактического обслуживания, основанная на некотором сроке эксплуатации, будет иметь небольшое влияние на интенсивность отказов.
Поскольку универсальность профилактики была опровергнута, потребовалась методология определения адекватных политик управления отказами и формирования программ обслуживания. Она получила название Reliability-Centered Maintenance, или RCM.
Ноулан и Хип сформулировали следующие 6 этапов RCM:
Методика RCM также использует диаграмму принятия решений, однако она сильно отличается от той, которая используется в MSG-2 (рис. 2).
Ключевые отличия RCM от MSG-1 и MSG-2:
В RCM принят следующий перечень политик управления отказами, с учетом иерархии:
Политики 2 и 3 составляют регламентированное обслуживание, а плановое восстановление включает все виды работ, в результате которых восстанавливается ресурс.
Важными новшествами стали понятия функции, функционального отказа и стандарта производительности, определение функционального отказа как несоответствия стандарту производительности. Введено понятие потенциального отказа как идентифицируемого физического состояния, которое указывает на неизбежность функционального отказа.
Экономические последствия отказа разделены на производственные и непроизводственные. Первые включают косвенные экономические потери (остановка производства, недовыпуск продукции, снижение качества), а также прямые затраты на ремонт. Вторые выражаются только в прямых затратах на ремонт.
Таким образом, Ноулан и Хип разработали хорошо структурированный логический процесс принятия решений для определения политик управления отказами в заданных условиях эксплуатации. Однако их труд, начиная с терминологии и заканчивая примерами, ограничен спецификой и потребностями авиации. Недостатки RCM были учтены при разработке RCM2, о чем будет сказано далее.
Под влиянием RCM в 1980 году появился MSG-3, предназначенный для разработки начальных программ обслуживания пассажирских самолетов. Он позаимствовал из RCM логику анализа «сверху вниз» и фокусировку на последствиях отказа. В то же время диаграмма принятия решений в MSG-3 сильно отличается от RCM. Если RCM рекомендует в иерархии политик управления отказами выбирать первую подходящую, то MSG-3 не выстраивает иерархии и рекомендует каждый раз рассматривать все варианты.
Примерно в это же время стратегия регламентированного обслуживания, основанная на модели износа, была подвергнута критике в СССР [5]. Поскольку большинство отказов в межремонтный период носят внезапный характер, последовал вывод: гарантией безопасности полета является резервирование агрегатов. Была разработана концепция «Проектирование с позиции надежности», включающая программу обеспечения надежности (ПОН) в течение всего жизненного цикла самолета. Одной из первых стала ПОН для Ил-86.
Важным элементом концепции стал принцип «безопасного разрушения или отказа» резервированного элемента. Он позволил эксплуатировать множество агрегатов до отказа (так называемая стратегия по контролю надежности) и тем самым снизить трудоемкость обслуживания, повысить интенсивность эксплуатации. Для реализации указанного принципа, а также выбора стратегии обслуживания для других отказов (по состоянию или по регламенту) проводился анализ видов и последствий отказа (АВПО). Использовался и соответствующий понятийный аппарат — функциональный отказ, вид функционального отказа, последствия функционального отказа и т.д.
Несмотря на авиационные корни RCM, многих заинтересовало применение RCM в других отраслях. В их числе был Джон Маубрей с коллегами. Эта группа приступила к работе в начале 1980-х в ЮАР, где RCM была применена на угольных и алмазных шахтах. Впоследствии группа вела проекты и в обрабатывающих отраслях в других странах.
С 1983 по 1990 год группа Маубрея применяла почти неизмененную версию RCM Ноулана и Хипа. В этот период большое значение стали придавать влиянию производства на окружающую среду. В исходной же версии RCM экологические последствия отказов рассматривались в контексте безопасности. Это означало, что многие экологические последствия упускались из виду, если они не представляли прямой угрозы безопасности.
Поэтому в 1988 году Маубрей совместно с несколькими многонациональными организациями начал разработку более точного подхода к отказам, которые угрожали окружающей среде. Итогом этой работы к середине 90-х стала следующая версия RCM, известная как RCM2 [6]. Сегодня, когда говорят об RCM, имеют в виду именно RCM2.
Главной заслугой Маубрея стала адаптация RCM для применения в промышленности. Основные новации RCM2 состоят в следующем:
Перечень категорий последствий отказов в RCM2 дополнен экологическими последствиями и имеет следующий вид:
Согласно определению, RCM2 — это процесс определения того, что должно быть сделано с активом для сохранения его функций, ожидаемых от него в данных условиях эксплуатации, при минимизации или недопущении последствий отказов.
Процесс RCM2 состоит из семи шагов, каждый из которых состоит в получении ответа на соответствующий вопрос.
В этот же период большое количество проектов, использовавших название RCM, имели мало общего с RCM. Свою роль сыграл и тот факт, что в течение 1990-х годов количество публикаций и конференций, посвященных техническому обслуживанию, увеличилось. Оказалось, что очень разным процессам присваивается одно и то же имя — RCM.
Все это вызвало определенную девальвацию понимания RCM. Возникла острая потребность в общепринятом стандарте на RCM-процесс. В 1999 году Общество автомобильных инженеров США (Society of Automotive Engineers, SAE) выпустило универсальный стандарт SAE JA 1011, а в 2002 году — стандарт SAE JA 1012. В их основу легла версия RCM2 с некоторыми терминологическими отличиями. Например, вместо «реконструкции» (redesign) в стандартах используется термин «разовые изменения» (one-time change), в содержание которого входят конструктивные изменения, изменения правил или условий эксплуатации, изменения правил обслуживания, обучение персонала. В настоящее время действуют новые версии этих стандартов [7, 8]. Отечественный стандарт [9] построен на основе SAE JA 1011.
Особенность SAE JA 1011 в том, что он устанавливает лишь критерии, с которыми следует сравнивать процесс, а не описывает процесс полностью. Если процесс соответствует критериям, то его можно назвать RCM-процессом, а если не соответствует, то термин RCM не должен применяться к этому процессу.
Международная электротехническая комиссия в 1999 году выпустила стандарт IEC 60300-3-11 на RCM-процесс. В настоящее время действует его новая версия [10]. В основу этого документа положены принципы MSG-3. В отличие от MSG-3, введены в рассмотрение экологические последствия отказа. По сравнению с SAE JA 1011 процесс принятия решений в IEC 60300-3-11 представляется менее строгим. Разработан и отечественный стандарт [3], соответствующий IEC 60300-3-11.
В 1986 Джон Маубрей основал компанию Aladon и создал сеть профессионалов в области надежности Aladon Network [11].
В апреле 2015 года Aladon выпустила версию RCM3, которую представила в книге [12]. Создание RCM3 стало ответом на критику, которая указывала на субъективный подход RCM2 к рискам и на плохую работу RCM2 при рассмотрении отказов защищаемых функций.
Хрестоматийным стал пример с основным и резервным насосом. Критики заявили, что согласно RCM2 отказ основного насоса не критичен, поскольку в этом случае защитное устройство (резервный насос) возьмет его функцию на себя. Тем самым процесс RCM2 ведет группу обзора к тому, что она надеется на резервный насос и выбирает политику корректирующего обслуживания (ремонт по отказу) для основного насоса. А это значит, что риск резко возрастает во время ремонта основного насоса, так как в это время резервный насос работает без резервирования. Риск оказывается недопустимым в ядерной, химической и других отраслях, где тяжесть последствий множественного отказа очень велика.
В этой связи в RCM3 принята новая логика принятия решений, основанная на оценке рисков, причем подход RCM3 к управлению рисками основан на стандартах ISO 31000 и ISO Процесс RCM3 требует количественной оценки риска для принятий решений, и даже вопросы в рамках RCM3 ставятся иначе. Если в RCM2 ставится вопрос о том, может ли данный вид отказа привести к неприемлемым последствиям, то в RCM3 ставится вопрос — может ли данный вид отказа привести к неприемлемому риску. В рассмотренном примере с отказом основного насоса ответ в рамках RCM2 — НЕТ, в рамках RCM3 — ДА.
Понятие RCM в этих двух версиях также отличается: RCM3 — это процесс определения того, что необходимо сделать с активом для сохранения его функций, ожидаемых от него в данных условиях эксплуатации, при снижении рисков до приемлемого уровня. В этой связи Aladon называет RCM3 риск-ориентированным RCM (Risk-based RCM).
В рассмотренном выше примере RCM3 рекомендует выбирать активные предупредительные политики именно для основного насоса, смещая внимание на сохранение его функций. Это снижает вероятность того, что резервный насос возьмет на себя функции основного, и снижает риск. После определения политик управления отказами в RCM3 фиксируется пересмотренный риск. Если он все же неприемлем, следует выбор подходящей политики управления отказами резервного насоса. Это могут быть функциональные проверки, работы по поиску отказа. Если и это не приведет к приемлемому риску, то обязательной является реконструкция.
Концептуально RCM3 вписывает RCM в корпоративную политику управления рисками и обеспечивает согласованность RCM с управлением физическими активами в соответствии со стандартами ISO 55000.
Согласованность является одним из принципов управления активами. Его суть в том, что цели, планы, технические и финансовые решения и сами действия с активами должны быть согласованы, несмотря на то что в управлении активами участвуют специалисты разного профиля, со своими интересами, понятийным аппаратом и взглядами на управление. Первым шагом RCM3 становится описание контекста эксплуатации, который является частью контекста организации в системе управления активами, и все последующие решения на нем основываются. Другие новации, которые отличают RCM3 от RCM2:
Процесс RCM3 имеет не семь, как RCM2, а девять шагов.
Aladon признает, что RCM3 не заменяет RCM2, а основывается на RCM2 и рекомендуется к применению в отраслях с высоким риском. При этом RCM2 по-прежнему является наиболее используемой методологией RCM.
Помимо рассмотренных выше версий RCM существуют и другие «ветви» развития этой методологии. Например, версия Нила Блума [13], одним из ключевых моментов которой является концепция потенциально критичных компонентов. Версия RCM-R [14] делает акцент на целостности и качестве данных об активах, классифицирует виды и причины отказа в соответствии с ISO 14224, вводит оценку рисков в соответствии с ISO 31000.
Тем не менее существует главное направление развития — это, на наш взгляд, дальнейшая интеграция со стандартами ISO 55000 и управлением физическими активами. Процесс RCM должен быть вписан в более широкий контекст, в котором обслуживание осуществляется в рамках инженерноэкономической модели управления активами. Если сейчас в RCM принимаемые решения нацелены на сохранение функций актива, то в перспективе приоритеты изменятся.
Горизонт принятия решений должен стать равен длительности жизненного цикла актива. Сами решения должны приниматься с учетом прогнозируемой рентабельности актива, которая, в свою очередь, предполагает прогноз производительности и спроса на продукцию, оценку планируемых доходов и затрат, связанных с поддержанием функций актива и минимизацией рисков. В этом контексте высшим приоритетом RCM станет не сохранение функций активов, а максимизация ценности (value), получаемой организацией от своих физических активов.
Принятые таким образом решения должны анализироваться и при необходимости пересматриваться с привлечением оценки стоимости жизненного цикла (LCC). Это потребует интеграции со стандартами жизненного цикла IEC 60300-3-3 (2004), ISO 15663 и другими.
Согласно результатам исследования Aberdeen Group [15] по выборке из 173 компаний, 60% из них разработали документированные процедуры обслуживания каждого актива, основанные на RCM и критичности оборудования. При этом 50% предприятий создали команды непрерывного улучшения в рамках реализации RCM. Лучшие в своем классе компании на 89% чаще используют RCM в своей программе ТОиР по сравнению с остальными.
В России методология RCM набирает популярность. Имеется опыт применения RCM в энергетике [16], нефтепереработке и нефтехимии [17, 18], в металлургии [19] и других отраслях.
Внедрение RCM предполагает реорганизацию технических служб, трансформацию культуры технического обслуживания и ремонта (ТОиР), глубокий реинжиниринг и стандартизацию процессов управления, планирования, бюджетирования и анализа, создание центров компетенций по видам оборудования, введение новых профессий. Весьма важным является организационное обеспечение и информационная поддержка координации и взаимодействия различных служб, занятых в процессах ТОиР. На крупных предприятиях эти изменения могут длиться не один год.
Не обойтись и без информационной поддержки, т.е. внедрения информационной системы управления производственными активами. Принятие решений при RCM, как уже было сказано, предполагает наличие информации об активах или накопление этой информации в процессе эксплуатации. Создание такой системы – это особая задача, требующая комплексной компетенции в области управления активами, разработки и внедрения программного обеспечения класса EAM (Enterprise Asset Management).
Наконец, основа основ — компетенция персонала в области управления активами включая знание методологии RCM. Невозможно одновременно решить все проблемы по формированию системных знаний и компенсировать все пробелы. Поэтому важно сформировать дорожную карту обучения с ранжированием рассма триваемых тем по их ценности и включить в нее требования к компетенции применительно к конкретным ролям и бизнеспроцессам [20]. Программа обучения должна стать частью дорожной карты всего проекта внедрения RCM.
Журнал Prostoev.NET № 4(17) 2018
И.Н. Антоненко, начальник отдела маркетинга ООО «НПП «СпецТек», к.т.н.
This website uses cookies.