Последние несколько лет в нашей стране и за рубежом в различных сферах человеческой деятельности наблюдается массовое внедрение цифровых технологий, объединенных общей концепцией «Индустрия 4.0». Не стали исключением и промышленные предприятия, которые для улучшения экономических показателей и повышения эффективности управления предпринимают попытки внедрения передовых технологий, основанных на искусственном интеллекте, больших данных, дополненной реальности и пр.
На любом современном производстве повышенное внимание уделяется вопросам безаварийной эксплуатации оборудования и повышению качества технических обслуживаний и ремонтов (ТОиР), поэтому технологии цифровизации в первую очередь внедряются именно в этих направлениях.
На сегодняшний день для контроля технического состояния оборудования, планирования сроков и объемов ТОиР, организации входного/выходного контроля широко применяются различные средства технического диагностирования. Особо ответственное динамическое оборудование оснащают датчиками и контроллерами, которые обеспечивают измерение вибрации, температуры, тока и пр. в режиме реального времени, а в случае роста значений контролируемых параметров своевременно сигнализируют о выявлении неисправности. Стоимость таких решений крайне высока, поэтому состояние большинства единиц оборудования контролируют с определенной периодичностью переносными приборами.
Существует несколько подходов к периодическому мониторингу состояния оборудования. Наиболее полная и достоверная информация о текущем состоянии агрегатов может быть получена с использованием современных портативных многофункциональных анализаторов или мобильных диагностических комплексов (рис. 1). Однако применение данных устройств требует высокой квалификации персонала. Как правило, они используются в ограниченном количестве только обученными и аттестованными специалистами службы диагностики. Применение подобных приборов подразумевает наличие специализированного программного обеспечения, при помощи которого составляются и загружаются маршруты обхода, выполняется обработка полученных данных, осуществляется их хранение и отображение, производится анализ и формируются отчетные документы.
Более распространенный способ контроля технического состояния оборудования — вовлечение в процесс сбора данных обходчиков или технологического персонала, которые при помощи простейших тестеров ежедневно контролируют наиболее значимые параметры и записывают результаты измерений в журналы. В последние годы на ряде предприятий были успешно внедрены более современные контрольно-измерительные приборы — виброметры с памятью (рис. 2), которые позволяют хранить архив измерений в электронном виде. В настоящее время активно внедряются планшеты «мобильного ТОиР», которые наряду с измерениями параметров по идентификационным меткам (RFID, NFC и пр.), установленным на оборудовании, обеспечивают контроль и учет рабочего времени, выполнения заданий, заполнения опросных листов и пр.
Не менее важную роль средства технического диагностирования играют при организации мероприятий ТОиР. Сегодня ни один ремонт не обходится без предварительной оценки объемов необходимых ремонтных воздействий с использованием портативных диагностических приборов. В процессе ремонта организуется входной контроль узлов, после ремонта производится балансировка на станках и выходной послеремонтный контроль на специализированных стендах (рис. 3). После монтажа оборудования производится его выверка и центровка, а качество проведенных ремонтов определяется по результатам приемочных испытаний при помощи переносных анализаторов или портативных диагностических комплексов.
Все описанные решения — датчики, контроллеры, переносные приборы, тестеры, устройства мобильного ТОиР, стенды, станки, системы центровки и пр. — составляют «полевой» уровень инфраструктуры предприятия и обеспечивают контроль технического состояния оборудования и поддержание его работоспособности. Пользователями данных решений являются операторы, обходчики и технологи установок, слесари и мастера ремонтных подразделений, а также инженерно-технический персонал, объединенные общими целями — надежной эксплуатацией оборудования и эффективной организацией его обслуживания и ремонта.
На практике достижение данных целей крайне затруднено по причине низкого уровня взаимодействия между различными группами участников ТОиР и отсутствия централизованной информационной системы. Каждая группа специалистов имеет собственную автономную базу данных, содержащую лишь часть информации о состоянии оборудования, которая не связана с другими базами данных. Отдельно на уровне цеха или установки хранятся результаты измерений стационарных систем, которые видит только оператор. Данные ежедневных обходов доступны, как правило, только в бумажном виде и только руководству цеха. Измерения диагностов также хранятся в отдельной базе данных или в нескольких базах различных форматов, доступ к которым другим участникам ТОиР затруднен. Сведения о производимых и планируемых ремонтах или технических обслуживаниях, центровках, балансировках, стендовых испытаниях не могут быть оперативно получены другими участниками ТОиР.
Вместе с тем последние годы на промышленных предприятиях активно внедряются дорогостоящие программные решения — EAM/ERP системы различных зарубежных (SAP, Oracle, Maximo) и российских («Галактика», «1С» и пр.) производителей, призванные формализовать основные бизнеспроцессы и повысить эффективность управления активами, в том числе в части организации и планирования мероприятий ТОиР. Интеграторы подобных систем декларируют, что после длительного процесса настройки и наполнения базы активов управленцы предприятия получат мощный инструмент для планирования и аналитики. Как правило, при попытке управления процессами ТОиР ожидаемый эффект не достигается. Связано это, прежде всего, с отсутствием в EAM/ERP системах актуальных сведений о текущем состоянии производственных активов. Получается парадоксальная ситуация, при которой огромное количество приборов и систем в автоматическом режиме или с участием специалистов ежедневно собирают значительные массивы ценной информации, характеризующей работоспособность оборудования, но эта информация не консолидируется, должным образом не обрабатывается и не передается в системы управления (рис. 4).
К недостаткам существующих подходов следует отнести отсутствие актуальной и достоверной информации для планирования, что препятствует принятию оперативных и компетентных решений по оценке рисков и эффективному управлению активами, существенное влияние человеческого фактора и низкую производительность труда. Даже внедрение самых современных аппаратных решений не способно изменить сложившуюся ситуацию. Можно покрыть территорию всего предприятия высокоскоростным беспроводным интернетом, но если не будет устройств, способных передавать данные, а главное — приемников, обрабатывающих и анализирующих эти данные, никакие инвестиции в технологии «Индустрии 4.0» не окупятся.
В этой связи основной задачей цифровизации на сегодняшний день является внедрение общезаводских программных платформ, которые смогли бы объединить необходимую информацию о текущем состоянии оборудования в единую сетевую многопользовательскую базу, обработать собранные массивы данных с применением современных подходов предиктивной аналитики и передать заключения о текущем и прогнозируемом состоянии производственных активов в EAM/ERP системы для принятия оперативных и компетентных решений по организации эффективной стратегии ТОиР. Данные программные цифровые платформы являются важным связующим звеном между устройствами «полевого» уровня и системами управления предприятием, поэтому требования к подобным решениям достаточно высоки: помимо надежности, функциональности, удобства использования, гибкости настройки и адаптации, большое значение имеют такие критерии, как глобальность, интегрируемость и совместимость.
Глобальность. Для достоверного контроля текущего состояния всего парка технологического оборудования и своевременного планирования мероприятий ТОиР необходима организация единого информационного пространства, обеспечивающего эффективный обмен данными между различными подразделениями предприятия: службой диагностики, производственными цехами, ремонтными участками, технологами, АСУ, отделами главного механика, главного энергетика, департаментом закупок, руководством. Очевидно, что задачи и уровни доступа пользователей различных групп отличаются, поэтому особое внимание должно уделяться настройке пользовательских прав, политике безопасности и верификации.
Интегрируемость. Для повышения эффективности управления существующими на предприятии процессами (производственными, технологическими, ремонтными и др.) в программном комплексе должны быть организованы гибкие механизмы взаимодействия с внешними аппаратными и программными системами. В единую базу данных должна импортироваться необходимая информация из АСУ и SCADA систем, а результаты диагностики оборудования с перечнем узлов для замены — экспортироваться в ремонтные модули EAM/ERP систем.
Совместимость. Программный комплекс должен поддерживать взаимодействие с различными видами измерительных систем: переносными, стендовыми, стационарными, а также приборами обходчиков, балансировочными станками, центровщиками и пр. Результаты измерений, получаемые с использованием всех измерительных систем, должны записываться в единую диагностическую базу для последующего просмотра и совместного анализа. Данное требование является наиболее критичным, так как многие производители оборудования поддерживают уникальные неунифицированные протоколы приема/передачи данных.
До недавнего времени ни один программный продукт не удовлетворял в полной мере данным требованиям и не обеспечивал одновременно централизованный сбор, хранение, обработку и передачу данных в системы управления, что являлось серьезным препятствием для внедрения цифровизации в сфере ТОиР. Ситуация изменилась несколько лет назад, когда на российском рынке появился первый отечественный программный продукт — SAFE PLANTTM, цифровая диагностическая платформа нового поколения. За счет поддержки закрытых протоколов обмена данными различных производителей разработанная платформа обеспечивает совместимость с большинством типов существующих полевых устройств. В платформе реализован механизм хранения, просмотра и анализа больших данных, экспертная система смешанного типа с предустановленными и пользовательскими экспертными правилами для раннего распознавания свыше 100 видов неисправностей большинства типов оборудования, а также настраиваемые нейросетевые модели предиктивной аналитики. Благодаря гибкой сетевой архитектуре и поддержке современных протоколов обмена с возможностью привязки объектов базы к объектам активов, результаты диагностики с перечнем выявленных неисправностей в автоматическом режиме передаются из БД SAFE PLANT в любые используемые EAM/ERP системы ведущих мировых и российских производителей.
Внедрение программной цифровой платформы SAFE PLANT обеспечивает единую базу данных с актуальной информацией для планирования, высокую скорость передачи информации и принятия решений, автоматическое выявление неисправностей на ранних стадиях развития. Топ-менеджеры и собственники предприятия получают объективную и независимую информацию о состоянии оборудования для планирования инвестиций в модернизацию и обновление парка оборудования на основе данных об остаточном ресурсе. Высокая эффективность практического внедрения единой диагностической платформы на заводах ведущих отечественных предприятиях (ПАО «Газпром», ПАО «НК Роснефть», ПАО «Лукойл», ПАО «Транснефть», МХК «Еврохим», ПАО «Фосагро», ПАО «Уралкалий» и др.) подтверждается не только существенным ростом экономических показателей за счет снижения расходов на закупку запасных частей, исключения простоев, сокращения численности персонала и перехода к ремонтам по состоянию на основе прогнозирования, но и возможностью внедрения новых достижений четвертой промышленной революции в сфере ТОиР, объединенных концепцией «Индустрия 4.0».
Журнал Prostoev.NET № 3(16) 2018
Автор: А.Е. Сушко, к.т.н., генеральный директор ООО НПО «ДИАТЕХ», Москва
Смотрите так же: Автономное техническое обслуживание: 5 шагов к успешной реализации
Читайте так же
- Cтандарты PAS 55 / ISO 55 000 в управлении активами минеральных ресурсов
- Машинное обучение для предиктивного технического обслуживания: с чего начать?
- Пять практических советов по созданию лучшего реестра активов (оборудования)
- Выйти за рамки: автоматизация глазами разработчиков
- Настройте вашу систему управления ТОиР на успех
