Благодарим редакцию журнала "Компания НЛМК" за предоставление данного материала.

Переход от реактивного обслуживания оборудования к проактивному - ключевое отличие новой стратегии управления техническим обслуживанием и ремонтами (ТОиР), которая внедряется в Группе НЛМК.

Новая стратегия управления ТОиР направлена на оптимизацию стоимости владения оборудованием за счет повышения надежности его работы и снижения количества простоев. Стабильную работу агрегатов совместными усилиями теперь будут обеспечивать специалисты по надежности оборудования, специалисты по планированию, мастера ремонтных и технологических служб, каждый рабочий на своем участке.

Проект «Fast close»

Ремонтная функция Группы НЛМК на сегодняшний момент находится в стадии очень серьезных и быстрых трансформаций, - говорит вице-президент по системе управления ремонтами Дмитрий Колесов. - Мы ведем большое количество проектов, многие из которых крайне амбициозны. Один из них - проект «Быстрое закрытие ремонтных работ собственным и привлеченным персоналом (Fast close)».

В основных цехах Дирекции ремонтного комплекса на липецкой площадке с 1 июля закрытие всех ремонтных работ будет происходить каждый день, то есть ежесуточно будет проводиться учет всех трудовых и материальных ресурсов. Основная задача этого проекта - детализировать планирование и списание фактически выполненных работ по ТОиР не на цех, как это было раньше, а на конкретную машину. В результате будет создана цифровая база данных по истории ремонтов.

Теперь мы точно будем знать, какие затраты потребовались на ремонт каждой машины - моталки, клети, рольганга, - объясняет Алексей Попов, директор Ремонтного комплекса. - За счет этого мы достигнем полной прозрачности информации по затратам на ремонты, уменьшим сроки предоставления отчетности, повысим качество использования ресурсов. Мы сможем актуализировать существующие типовые ведомости дефектов и накопить нормативную базу для разработки техкарт.

Проект стартовал в середине марта. Специалистам ремонтных служб НЛМК необходимо было в кратчайшие сроки сформировать новый каталог оборудования в SAP ERP. С этой сложной задачей, на которую зачастую уходят годы, они справились за три недели.

Были отобраны 33 специалиста по надежности и 106 специалистов по планированию работ в SAP, - рассказывает Николай Волосатов, начальник отделения ЦРПО ЦХПП, - Одновременно с обучением эти специалисты выполняли практическую работу - составляли функциональные блок-схемы основных цехов комбината и в итоге сформировали в SAP ERP каталог оборудования, в который вошли более 10 тысяч машин.

Совместно с подразделениями вице-президента по управлению рисками, дирекцией по персоналу и НЛМК-ИТ была разработана пошаговая схема работы с заказами ремонтной функции. Теперь в SAP ERP можно оперативно отслеживать и корректировать любые заказы на ТОиР оборудования, вести учет работ, выполняемых как собственным персоналом, так и сторонними организациями.

Проект «Norgau tools»

Одна из основных задач, стоящих перед ремонтниками - сократить время проведения ТОиР оборудования при сохранении должного уровня качества работ. Для этого необходим современный механизированный и высокопроизводительный инструмент. В результате тендера была выбрана компания Norgau - один из мировых лидеров по производству и поставке стандартного и специализированного инструмента.

Мы хотим передать управление бюджетом на инструмент руководителям ремонтных отделений в соответствии с выделенными лимитами, - говорит начальник отдела планово-аналитического управления Михаил Мащенко. - При этом появится возможность осуществлять заказ необходимого под ремонт инструмента через информационную систему в режиме онлайн каждым мастером ремонтного участка. Реализация проекта “Norgau tools” позволит обеспечить ремонтника необходимым качественным инструментом в срок до 5 дней.

Пилотный проект по трансформации ТОиР в цехе горячего проката

Пилотный проект по внедрению новой системы управления ТОиР стартовал в апреле в цехе горячего проката в Липецке. Переход на проактивное обслуживание оборудования повлек за собой создание функциональных вертикалей управления надежностью оборудования, планирования и оперативного исполнения работ на всех уровнях в ремонтном отделении. Это позволило уже сегодня сформировать команды на каждом ремонтном участке ЦГП, сфокусировав внимание как на оборудовании, так и на людях.

В результате культурной и технической трансформации нам важно получить мощную управляемую систему проактивного ТОиР, - объясняет директор ремонтного комплекса Алексей Попов. - Во главе этой системы - команда, работающая как единый организм, начиная от начальника отделения и заканчивая слесарем-ремонтником, с набором специальных компетенций, связанных едиными показателями эффективности с фокусом на конкретное оборудование.

Совместно с нашими HR-партнерами были разработаны специальные требования к компетенциям специалистов ремонтных участков, программы обучения и регламент их взаимодействия. На сегодняшний день обучено более 50 РиС пилотного отделения ЦГП ЦРПО инструментам процессных и поведенческих изменений. Локализована ответственность за состояние оборудования на уровне участков, отрабатываются методики по управлению надежностью оборудованием и планированием, а также регламент взаимодействия «технолог-планировщик-надежник-мастер».

Трансформация за один день, или «Under Construction»

Предварительно важнейшие элементы стратегии проактивного обслуживания оборудования - рациональное распределение функционала внутри ремонтных служб и их эффективное взаимодействие с технологическими подразделениями - были отработаны в ходе бизнес-игры «Under construction». Ее организовали для сотрудников цеха по ремонту прокатного оборудования и технологического персонала цеха горячего проката. Сделали это специально для того, чтобы подготовить их к участию в пилотном проекте по трансформации ТОиР.

Мы на короткое время воссоздали максимально правдоподобную копию реальности, в которой живут и работают наши сотрудники, - объясняет происходящее Михаил Русаков, руководитель группы по дистанционному обучению УОРП НЛМК. - Не было привычного нам преподавателя или тренера - игровая среда стала лучшим учителем. Участники методом проб и ошибок налаживали командную работу и учились взаимодействовать в рамках новой системы.

По условиям игры «Under Construction» две конкурирующие компании - команды «Арт-Бетон» и «Нано-бетон» - производят железобетонные конструкции. Обе - в равных условиях: штат из 11 человек - руководитель производства, рабочие и ремонтная служба; четыре склада комплектующих деталей, три участка промежуточной сборки и один - финальной.

Как и в реальной жизни, в ходе игры происходят аварийные остановки оборудования или же просто выявляются неисправности, не требующие незамедлительного ремонта. Как и на действующем производстве, у игроков есть возможность выбрать один из нескольких вариантов действий: устранить неисправность с привлечением минимума ресурсов, выполнить полное техническое обслуживание оборудования своими силами или провести ТО с привлечением подрядчиков. Единственное отличие - последствия выбранного варианта действий становятся очевидны через считаные минуты. В целом, бизнес-игра продолжалась 8 часов, за которые участники «прожили» 4 игровых года.

Сделал для себя определенные выводы, - говорит Александр Круглов, ведущий специалист отдела по техническому состоянию оборудования цеха по ремонту прокатного оборудования (ЦРПО) НЛМК. - Во-первых, самое главное в новой системе ТОиР - это совместная работа. Ну, и чем больше надежность оборудования, тем выше производственные показатели!

И в игре, и в реальности - ставка на людей

В качестве показателей эффективности (KPI) в бизнес-симуляции использовались реальные индикаторы: выполнение показателей по выпуску продукции, время простоя и время ремонта оборудования, коэффициент готовности оборудования, точность планирования и расходования бюджета ремонтного фонда. Они оценивались по итогам каждого игрового раунда.

Первый раунд команды отыграли в привычном для себя режиме, но уже во втором по условиям игры один из сотрудников ремонтной службы взял на себя роль надежника. На протяжении всего игрового года он собирал статистику по отказам техники, принятым решениям и их последствиям. А в третьем раунде в «Арт-Бетоне» и «Нано-бетоне» появились планировщики. Их основная задача - на основании стратегии ТОиР, определяемой специалистом по надежности, качественно планировать работы, формировать и контролировать бюджет, ресурсы, договариваться с технологическими службами о времени проведения технического обслуживания и ремонтов. Как результат - к началу заключительного, четвертого, раунда коэффициент готовности оборудования у команды «Нано-Бетон» увеличился более чем в полтора раза, а у «Арт-Бетона» - в три.

Во время финального обсуждения участники отметили, что «на рабочих местах у них все немного по-другому с точки зрения объемов и сложности задач», однако принципы и подходы, сработавшие в игре, будут очень полезны в условиях реального производства. Ведь такие мероприятия не только обучают новым методам работы, но и позволяют понять процесс трансформационных изменений, делают команду командой и объединяют коллектив.

Изменения - комплексный и сложный процесс, особенно в таких масштабах, как у нас. Поэтому основную ставку мы делаем именно на людей, которые внедряют эти изменения на своих рабочих местах, - объясняет Алексей Рубахин, начальник отдела «Офис изменения» планово-аналитического управления НЛМК. - Сегодня очень важно найти баланс между инвестициями в новые технологии, оборудование и развитие персонала. Научившись эффективно управлять интеллектуальными активами, используя скрытые резервы и потенциал наших специалистов, мы сможем сформировать команды лидеров изменений, создать благоприятный психологический климат в коллективе и достичь высоких экономических эффектов. Поэтому девиз наших изменений: «Одна команда - один результат!»

Екатерина Засолоцкая

Процитированые здесь статьи показались интересными и познавательными, имеющими непосредственное отношение к эффективной организации работ на борту судна. Источник: http://www.tehnoinfa.ru/ (сокращенный вариант)

Организация системы ТО предприятия.

Формы технического обслуживания оборудования.

В различных отраслях промышленности эксплуатационные затраты составляют от 6 до 18% стоимости конечной продукции (см. рис. 3 - 03). Их величина бывает сравнима с прибылью предприятия, особенно в области транспорта...

Опыт показывает, что эксплуатационные затраты являются одной из наиболее регулируемых статей затрат предприятия, и снижение эксплуатационных затрат в итоге повышает производительность. Последствия нестабильной работы оборудования проявляются в срыве производственной программы, ухудшении качества и, что самое важное, уменьшении прибыли. Важнейшим резервом снижения эксплуатационных затрат, обеспечения безопасности персонала и сохранности оборудования является совершенствование структуры технического обслуживания оборудования предприятий.

Применяемые в настоящее время виды технического обслуживания оборудования описаны ниже.

"Реагирующее" техническое обслуживание - такой метод обслуживания, при котором ремонт или замена оборудования производится только в том случае, когда оно выходит из строя или вырабатывает свой ресурс. Реагирующее обслуживание имеет следующие недостатки: возможность внеплановых простоев из -з а внезапных отказов оборудования и дорогостоящий и продолжительный ремонт из -за серьезности и обширности дефектов. Кроме того, имеется вероятность внезапного отказа нескольких различных агрегатов одновременно, вследствие чего необходимость в ремонтных работах может превысить возможности ремонтной службы.

Планово - профилактическое техническое обслуживание (в дальнейшем ППР) - такой метод обслуживания, основой которого является плановое периодическое проведение профилактических работ различного объема на оборудовании, т.е. составление и соблюдение календарного графика выполнения через строго определенные интервалы времени работ по профилактическому ремонту (текущему, среднему или капитальному). Достоинством такого метода, по сравнению с реактивным обслуживанием, является резкое снижение вероятности внезапного отказа оборудования. Недостатком планово - профилактического обслуживания является проведение "излишних" ремонтов, т.е. ремонтов фактически исправного оборудования, и, как следствие, излишний рост эксплуатационных затрат.

Достижения в разработке контрольно - измерительной аппаратуры обеспечили возможность не только выявлять состояние агрегата путем измерения ряда его технических параметров, но и на основе анализа изменений измеренных параметров предсказывать необходимость и планировать сроки проведения ремонта, т.е. проводить ремонт только тех агрегатов, где он необходим.

Такой вид обслуживания называется "предупредительным", или обслуживанием по фактическому техническому состоянию (в дальнейшем ОФС) . Достоинством такого метода обслуживания является минимизация ремонтных работ (исключение ремонта бездефектных узлов) и увеличение на 25...40% межремонтного ресурса по сравнению с ППР. Серьезным недостатком такого вида обслуживания может быть ситуация, когда необходимость в проведении ремонтных работ на нескольких агрегатах одновременно превысит возможности ремонтной службы.

Проактивное техническое обслуживание (в дальнейшем ПАО) - подход, направленный на снижение общего объема требуемого технического обслуживания и максимизацию срока службы оборудования (т.е. в идеале - создание "вечного" агрегата, не требующего технического обслуживания) путем систематического устранения источников дефектов, приводящих к преждевременному выходу оборудования из строя .

Другими словами, по результатам обобщения наиболее часто встречающихся дефектов, выявляемых в процессе работы оборудования, проводится анализ и определение причин их возникновения и влияния на межремонтный интервал, а затем принимаются меры по недопущению возникновения этих дефектов.

В частности, производится постоянный анализ работы ремонтного персонала и выявляются недостатки работы той или иной бригады, проявляющиеся на группе агрегатов (например, некачественная сборка, центровка или балансировка), анализ работы ремонтного производства с выявлением недостатков ремонтных технологий (например, технологии изготовления подшипников скольжения), анализ оснащенности (например, отсутствие оснастки по нагреву подшипников качения при монтаже), конструктивные изменения (например, применение износостойких материалов) и др

В целях обеспечения стабильной работы оборудования наиболее прогрессивные предприятия перестраивают тактику технического обслуживания: от ремонта вышедшего из строя оборудования к недопущению выхода его из строя (отказа). При этом уменьшаются эксплуатационные затраты и внеплановые остановки производства.

Такой прогрессивный подход называется обеспечение надежности механического оборудования (в дальнейшем ОНМО) .

Стратегия ОНМО направлена на обеспечение надежной работы агрегата или его узлов в течение предполагаемого срока службы. ОНМО представляет собой комбинированную стратегию, объединяющую проактивное обслуживание, обслуживание по фактическому состоянию, планово-профилактическое обслуживание и реактивное обслуживание.


На рис. 3 - 04 отображена такая комбинация различных видов ТО, обычно сосуществующих на любом промышленном предприятии, причем каждая пара столбцов соответствует долям этого ТО в общем объеме работ ремонтной службы. Доли различных видов ТО определяются минимизацией затрат на производство продукции. Разница между типичным предприятием и предприятием, реализующим программу ОНМО, очевидна.

Планово-профилактическое обслуживание.

Цель периодического планово - профилактического обслуживания состоит в исключении отказов оборудования и непредвиденных расходов (которые, например, могут произойти при реактивном обслуживании) путем планирования и проведения технического обслуживания ранее момента вероятного среднестатистического отказа .

Базисом деятельности служит обычно 52 -недельный план -график ТО, составляемый службой главного механика (ремонтной службой), которая определяет и отслеживает бюджет и основу повседневной деятельности службы ремонта, а также выполняет многие другие административные функции, такие, как отслеживание списка и пополнение запасных частей для ТО, хранение истории агрегатов, функционально - стоимостной анализ обслуживания и др.

Планово - профилактическое обслуживание является сегодня одним из самых широко применяемых видов ТО, в первую очередь потому, что эта стратегия появилась ранее ОФС и ПАО и наиболее обеспечена методически. Несомненным достоинством планово - профилактического обслуживания является то, что оно обеспечивает более высокий уровень управления обслуживанием, выходящий за рамки реактивного обслуживания. Исследования и опыт работы в промышленности показали, что успешная программа ППР может обеспечить более чем 30% -ное снижение эксплуатационных затрат относительно расходов при реактивном обслуживании.

В процессе эксплуатации детали агрегата деградируют, приводя к постепенному или внезапному отказу (дефекту, изменению технического состояния). Другими словами, изменение технического состояния оборудования связано с постепенной деградацией его частей в результате естественного износа.

На рис. 3-05 приведены графики отражающие взаимосвязь различных видов износа и срока эксплуатации (межремонтного интервала) оборудования.

Техническое и промышленное обеспечение ППР базируется на том, что имея статистические данные истории отказов оборудования и зная характеристики развития процессов изнашивания узлов механизма в зависимости от наработки, можно определить и установить такой срок эксплуатации оборудования (межремонтный интервал), при котором вероятность интенсивного износа и отказов мала. Ревизия и замена компонента оборудования по прошествии очередного фиксированного межремонтного интервала значительно уменьшает вероятность внезапного отказа.

Однако в реальных условиях не существует сильной (характерной для рис. 3 - 06) взаимосвязи между сроком эксплуатации и техническим состоянием агрегата, если не присутствуют эрозионные формы износа и разрушения деталей агрегата, которые тесно связаны со сроком службы.

Техническое состояние агрегата, линейно связанное со сроком службы (или количеством переработанного продукта), наблюдается обычно в том случае, когда высокоактивные частицы продукта входят в контакт с деталями производственного оборудования и вызывают фрикционную механическую эрозию и износ, усталостный износ или химическую коррозию. В качестве примера можно привести механический износ перекачиваемым продуктом, например, воздухом, содержащим мелкие абразивные частицы (угольную пыль, песок, высушиваемый продукт), рабочих колес воздуходувки, связанный практически линейной зависимостью с количеством перекачанного воздуха.
Следовательно, если периодическое планово - профилактическое обслуживание широко применяется для всего парка оборудования предприятия, то существует высокая вероятность того, что выполняется большой объем работ по обслуживанию бездефектного оборудования, состояние которого на момент проведения ППР не требует проведения ремонта, но проводится с целью гарантировать безотказную работу в межремонтный интервал.

В настоящее время на многих предприятиях применяемся модифицированная система ППР, точнее симбиоз ППР и ОФС.
В частности, за 4... 12 недель до запланированного срока проведения ремонта (технического обслуживания) агрегата по 52 - недельному плану-графику службой ремонта формируется и направляется запрос о его состоянии в группу (службу) Технической Диагностики (Поддержания Надежности). Если результаты проведенного службой ТД обследования показывают, что агрегат находится в исправном работоспособном состоянии и его компоненты нормально функционируют, техническое обслуживание может быть задержано (например, на шесть или двенадцать месяцев). Когда подходят сроки очередного обслуживания агрегата, процедура повторяется до тех пор, пока не будут обнаружены признаки приближения состояния к предельному.

Обслуживание по фактическому состоянию (ОФС).

Основная идея обслуживания по фактическому техническому состоянию состоит в устранении отказов оборудования путем применения методов распознавания технического состояния оборудования по совокупности его виброакустических характеристик, выявления имеющихся или развивающихся дефектов и определения оптимальных сроков проведения ремонтных работ.

Существует взаимосвязь между возможными техническими неисправностями... и диагностическими параметрами, которые можно контролировать - большинство распознаваемых дефектов, которые могут возникать в агрегате, имеют определенные... признаки и параметры, предупреждающие о том, что дефекты присутствуют, развиваются и могут привести к отказу.

Диагностические признаки дефектов могут включать параметры вибрации, ... температуру, нагрузку, давление, влажность и др., частицы износа в смазке и т. д. В частности, при износе деталей наблюдается изменение уровня вибрации, см. рис. 3 - 07.

Следовательно, проводя мониторинг различных параметров, ... можно вовремя обнаружить изменение... состояния оборудования и провести техническое обслуживание только тогда, когда... дальнейшая эксплуатация невозможна.

Обслуживание по фактическому техническому состоянию имеет ряд преимуществ по сравнению с ППР:

Наличие постоянной информации о состоянии агрегатов, охваченных мониторингом (вибродиагностика позволяет определять "проблемное" и "нормальное" оборудование), позволяет планировать и выполнять техническое обслуживание и ремонт без остановки производства и практически исключить отказы (внеплановые остановы) оборудования;

Посредством внедрения ОФС можно добиться увеличения эффективности производства от 2 до 10%;

Прогнозирование и планирование объемов технического обслуживания и ремонта "проблемного" оборудования; снижение расходов по техническому обслуживанию за счет минимизации ненужного ремонта (увеличение межремонтного интервала) "нормального" оборудования; в результате проведения мониторинга технического состояния агрегатов и их обслуживания по фактическому состоянию внеплановый объем работ, вызванный чрезвычайными ситуациями, обычно составляет менее 5% от общего объема работ, а время простоя оборудования составляет не более 3% от времени, затраченного на техническое обслуживание; опыт показывает, что типичные расходы на ремонт при аварийных отказах оборудования в среднем в 10 раз превышают стоимость ремонта при вовремя обнаруженном дефекте;

Обеспечение эффективности ремонта за счет послеремонтного вибрационного обследования; опыт показывает, что примерно от 2 до 10% новых деталей имеют дефекты изготовления, которые могут привести к быстрому выходу замененной детали из строя и/или отказу оборудования, а также вызвать повреждение других нормально функционировавших деталей; дефектная деталь или нарушения технологии сборки в ряде случаев могут быть обнаружены в процессе проведения виброиспытаний после ремонта;

Эффективное планирование распределения обслуживающего персонала, запасных частей, инструмента и др.; возможность сокращения резервного оборудования;

Улучшение охраны труда и устранение нарушений экологических требований; проведение ремонтных работ в чрезвычайной обстановке внезапного отказа и опасности внеплановой остановки производства приводит к повышению травматизма;

Экономия энергоресурсов; устранение источников повышенной вибрации или, например, недопущение фрикционного износа щелевых уплотнений может снизить удельные затраты энергии на 1..15%;

Эффективность переговоров с поставщиками оборудования относительно его гарантийного ремонта, восстановления, замены или изменения конструкции; поскольку записываемые параметры вибрации документально отображают техническое состояние агрегата в момент пуска, приработки и гарантийной эксплуатации, они являются доказательствами для арбитража;

Основой обслуживания по фактическому техническому состоянию является вибромониторинг оборудования. Наблюдение за развитием и применением средств измерений показывает, что предприятия (особенно крупные) начинают осуществлять программу ОФС именно с распознавания и определения состояния оборудования при помощи мониторинга вибрации и, получив экономический эффект, внедряют и другие технические новинки в этой области.

Затраты на вибромониторинг и вибродиагностику, в случае добросовестного, обоснованного и систематического применения, обычно окупаются за 2...6 месяцев использования. Если предприятие обладает достаточно обширным парком оборудования, то, как правило, сначала группа вибродиагностики состоит из одного или двух специалистов, а плановые обследования распространяются только на самые ответственные и крупные агрегаты. Но спустя год или более, по мере нарастания экономического или технического эффекта от внедрения метода, а также приобретения положительного опыта от реализации программы ОФС, парк оборудования расширяется и на вспомогательное оборудование, именно на котором вибродиагностика и вибромониторинг наиболее эффективны.

Анализ эксплуатационных расходов показывает, что переход от "реактивного" обслуживания одного и того же парка оборудования к ППР приводит к снижению затрат в 1,5 раза, а к ОФС - почти в два раза, наиболее заметно сокращение удельных эксплуатационных расходов на ТО в нефтехимии и на транспорте, особенно в перекачке нефти и газа.

Обслуживание оборудования по фактическому техническому состоянию базируется на применении ряда методов технической диагностики и распознавания технических состояний, которые, в сочетании, позволяют определять большую часть различных дефектов, возникающих в технологическом оборудовании предприятия.

В таблице 3 - 02 представлен список наиболее распространенных методов технической диагностики и распознавания технических состояний оборудования, применяемых при ОФС.

УДК 629.7.05

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ БОРТОВОГО КОМПЛЕКСА ОБОРУДОВАНИЯ

©2012 Н. В. Чекрыжев, А. Н. Коптев

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет)

В статье рассматриваются принципы качественного подхода к перспективному методу проактивного обслуживания сложных систем бортового оборудования авиационной техники.

Безопасность полётов, управление рисками, развитие отказа, проактивное техническое обслуживание.

За последние 30 лет главной задачей развития авиационно-транспортной системы является поиск новых подходов в решении проблемы повышения безопасности полётов воздушных судов (ВС).

Очевидно, что традиционная ретроактивная (Reactive) идеология профилактики авиационных событий, построенная на строгом соблюдении нормативных требований и внедрении профилактических рекомендаций, разработанных по результатам расследования происшедших событий, себя исчерпала .

Поэтому ИКАО разработала принципиально новую идеологию профилактики авиационных происшествий и инцидентов, названную «управление безопасностью полётов».

Новая идеология предотвращения авиационных происшествий (АП) и инцидентов предполагает создание в авиакомпании системы управления безопасностью полетов (СУБП), которая:

Выявляет фактические и потенциальные угрозы безопасности;

Гарантирует принятие корректирующих мер, необходимых для уменьшения факторов риска/опасности;

Обеспечивает непрерывный мониторинг и регулярную оценку достигнутого уровня безопасности полётов.

СУБП акцентирована не на ожидании негативного события, а на выявлении

опасных факторов в авиационной системе, которые ещё не проявились, но могут стать причиной инцидентов, аварий и катастроф. Такой подход в профилактике авиационных происшествий получил наименование «проактивный» (Proactive).

По сути, проактивное обслуживание предполагает тот же реагирующий подход, как и обслуживание по состоянию с контролем параметров (ТЭП), но в качестве диагностических признаков выбираются такие параметры системы, наблюдение которых позволяет контролировать глубинные причины деградации факторов стабильности системы (рис. 1).

Накопленный опыт расследования авиационных событий показал, что каждое из них было обусловлено воздействием нескольких причин, которые долгое время скрывались в виде недостатков (опасных факторов или факторов риска) компонентов авиационной системы.

Пять базовых структурных элементов концепции безопасности полётов лежат в основе модели Ризона (рис. 2).

Меры по обеспечению безопасности полётов должны быть направлены на контроль за организационными процессами, содержащими скрытые условия в виде недостатков в конструкции оборудования, упущения в подготовке персонала и т.п., а также для улучшения условий на рабочем месте.

Рис. 1. Структура проактивного обслуживания

Рис. 2. Модель Ризона

Инструментом для анализа компонентов и особенностей эксплуатационных контекстов и их возможных взаимодействий с людьми является модель SHEL(L) (рис. 3), призванная дать общее представление о взаимосвязи индивидуумов с компонентами и особенностями рабочего места .

Рассмотренные выше стратегии и методы технического обслуживания авиационной техники направлены на устранение в основном очевидных неисправностей и отказов изделий функциональных систем (ФС) ВС.

Рис. 3. Модель БИЕЦЬ)

Накопленный опыт и практика расследования авиационных событий доказывают, что наличие любого скрытого недостатка в системе в виде опасного фактора или фактора риска может привести при определённых условиях к трансформации его в причину, которая и обусловливает последующее негативное событие.

Поэтому ИКАО предложила изменить содержание профилактических работ модели обеспечения безопасности полётов (ОБП) на проведение целенаправленной работы по выявлению и устранению

опасных факторов в каждом компоненте авиационной системы модели управления безопасностью полетов (УБП) (рис.

При внедрении управления БП (УБП) содержание профилактической работы определяется опасными факторами (ОФ) компонентов авиационной системы. Поэтому в соответствии с проактивным подходом в авиакомпаниях разрабатываются специальные методики, предназначенные для оценки степени риска прогнозируемых событий.

Рис. 4. Модели обеспечения (ОБП) и управления (УБП) безопасностью полетов: ОД - ошибочные действия, ОФ - опасные факторы, И - инциденты, СИ - серьезные инциденты, А - аварии, К - катастрофы

Практическая основа управления безопасностью - это управление рисками, методика которого изложена в «Программе управления рисками в отношении безопасности полётов». Переход от обеспечения (ОБП) к управлению безопасностью полётов (УБП) на практике означает проведение профилактических работ до развития авиационного события путём выявления и устранения источников

опасности (факторов риска) во всех компонентах авиационной системы.

В настоящее время расходы на техническое обслуживание составляют от 12 до 18% от прямых эксплуатационных расходов.

В соответствии с требованиями ИКАО на сегодняшний день одним из перспективных является метод упреждающего (проактивного) технического

обслуживания (Proactive Maintenance), основанный на использовании технологии прогнозирующего анализа (Predictive Analytics) компании Macsea.

Основанная на сборе и обработке информации технология позволяет прогнозировать дальнейшее развитие событий, реализована в пакете Macsea Dexter, который может осуществлять автоматический мониторинг и диагностику состояния любого оборудования. Система производит непрерывный анализ и обработку данных, оповещая оператора о появившихся или возможных проблемах, анализирует работу каждого компонента оборудования в реальном времени и прогнозирует его состояние и производительность в будущем .

По данным российской компании «Практическая Механика» при внедрении проактивного технического обслуживания время плановых остановов составляет не более 10% от общего времени работы оборудования, а среднее время между отказами по причине выхода из строя оборудования существенно увеличивается. По данным статистики прямые затраты на ТО при внеплановых ремонтах в 1,5 - 3 раза больше, чем при плановых, треть работ планово-предупредительных работ являются лишними, четверть запасных частей для ремонта лежит на складе без движения более двух лет.

Исследования компании Emerson Process Management показывают, что расходы на профилактическое обслуживание будут в 5 раз выше, а на обслуживание при необходимости - в 15 раз выше, чем в случае упреждающего подхода.

Основным направлением повышения эффективности работы авиакомпании является увеличение налёта часов и снижение себестоимости единицы транспортной продукции.

Применение метода упреждающего обслуживания сокращает время вынужденных простоев ВС на техническом обслуживании (ТО), материальные и человеческие ресурсы, что повышает рентабельность авиакомпании.

Встроенные бортовые устройства регистрации информации самолётов последнего поколения позволяют получить дополнительные данные результатов диагностирования состояния и работы функциональных систем ВС вне аэропорта базирования, что повышает вероятность определения источника опасности (отказа) и уменьшает потребность в непосредственном осмотре оборудования.

В среднем незапланированное время простоя для типичного технологического процесса может стоить 1-3% дохода и 3040% прибыли в год.

Мониторинг состояния ФС позволяет проводить ТО только тех изделий, которые этого требуют. Следовательно снижается общая трудоёмкость процедур технологического процесса, сокращаются расходы на материалы и объёмы запасного оборудования и сопутствующие затраты на его содержание, которые могут составлять 25% стоимости.

В процессе эксплуатации ВС его узлы и агрегаты подвергаются постоянному воздействию эксплуатационных факторов, влияющих на их техническое состояние, структурные параметры элементов изменяются, упорядоченность системы в целом и её функциональные качества ухудшаются, деградируют.

Работы теории старения машин Хрущова М. М., Зайцева А. К., Дьячкова А. К., Конвисарова Д. В. не дают полного анализа реального фактического состояния системы в целом, т.к. не учитывают случайного характера внешнего изменения условий работы отдельных её деталей и узлов (закономерностей ухудшения условий смазки во времени, нарушения регулировок в эксплуатации и т.д.) и не рассматривают работу изделий в комплексе.

Решение проблемы повышения надёжности ФС может быть получено только при комплексном подходе, предполагающем охват всех этапов эксплуатации на протяжении всего жизненного цикла ВС.

Анализ надёжности функциональных систем ВС показывает, что большин-

ство эксплуатационных отказов носит постепенный характер, и связано это с нарастающим старением изделий системы

Информацию о нарастающем старении систем можно получить из рассмотрения динамики некоторых определяющих параметров, как, например, количественная оценка механического износа элемента конструкции, расхода топлива, напряжения пружины, повышения вибрации вращающихся деталей; технологические и режимные параметры (температу-

ра, нагрузка, давление, влажность и др.); частицы износа в смазке и т.д.

Условия использования, приводящие к отклонению в параметрах источника отказа (условный отказ), вызывают разрушение материала объекта системы (начинающийся отказ), что является прямой причиной сбоев в работе (надвигающийся отказ), а это, в свою очередь, приводит к состоянию нарушения функционирования системы (крутому или катастрофическому отказу), как показано на рис. 5 .

Рис. 5. Схема развития отказа

Идея проактивного технического обслуживания оборудования заключается в обеспечении максимально возможного межремонтного срока эксплуатации оборудования за счет применения современных технологий обнаружения и подавления источников отказов.

Основой проактивного технического обслуживания являются:

Идентификация и устранение источников повторяющихся проблем, приводящих к сокращению межремонтного интервала объекта;

Устранение или значительное снижение факторов, отрицательно влияющих на межремонтный интервал или срок эксплуатации объекта;

Распознавание состояния объекта с целью проверки отсутствия признаков дефектов, уменьшающих межремонтный интервал;

Увеличение межремонтного интервала и срока эксплуатации объекта за счет проведения монтажных, наладочных и ремонтных работ в точном соответствии с техническими условиями и регламентом.

По сути, проактивное обслуживание предполагает тот же реагирующий подход, как и обслуживание по состоянию с контролем параметров, но в качестве диагностических признаков выбираются такие параметры системы, наблюдение которых даёт возможность контролировать глубинные причины деградации факторов стабильности системы. Мониторинг изменения свойств материала на ранних стадиях отклонения параметра источника отказа позволяет путём предупредительного обслуживания данного источника предот-

вратить дальнейшую деградацию системы в целом.

Характерные качественные особенности влияния различных подходов к техническому обслуживанию на процесс эксплуатации и межремонтные интервалы исследуемого объекта проиллюстрированы на рис. 6.

Кривая 1 (СоЗ) соответствует изменению состояния объекта эксплуатации при реактивном обслуживании (РО). Точка З соответствует поломке или отказу объекта или выработке ресурса, что предопределяет его замену или ремонт.

Время эксплуатации

Рис. 6. Зависимость уровня технического состояния объекта от времени эксплуатации при различных

видах обслуживания:

1 - реактивное обслуживание (РО), 2 - обслуживание по состоянию (ОС),

3 - проактивное обслуживание (ПО)

График 2 характеризует эксплуатацию объекта при обслуживании по состоянию (ОС) и состоит из трёх участков. Кривая СоО соответствует изменению параметров объекта эксплуатации до достижения ими предельной величины в точке

О. Горизонтальный участок ОР отражает время ремонта, а вертикальная линия РН -повышение уровня рабочего состояния объекта до величины С1. При этом время развития последующих отказов до ремонта в диапазоне от Т1 до Т2, Т3 и т.д. в среднем уменьшается, а начальный уровень состояния после проведения ремонта уже не достигает начального (С1<Со), так как отказы одних агрегатов системы оказы-

вают отрицательное влияние на работоспособность остальных.

График 3 характеризует эксплуатацию объекта при проактивном обслуживании (ПО). Как было отмечено выше, данный вид обслуживания является следующей ступенью развития метода ОС, поэтому общий вид зависимости 3 аналогичен графику 2. Точка П соответствует отклонению параметра источника отказа от нормы.

Горизонтальный участок отсутствует, т.к. корректировка состояния объекта до начального уровня Со, связанная с устранением глубинных причин отказов, как

правило, не требует временного выхода объекта из эксплуатации.

Данный рисунок наглядно отражает преимущества упреждающего подхода к ТО, основным из которых является отсутствие периодов вынужденного простоя объектов ТО, обусловленного ремонтом. Поэтому с некоторой долей идеализации для проактивного технического обслуживания характерен постоянный, не зависящий от времени эксплуатации уровень состояния С0 "вечного" агрегата, срок службы которого поддерживается путём систематического устранения источников дефектов, приводящих к преждевременному выходу его из строя.

По данным независимых опросов, средние показатели производственной экономии, достигнутые благодаря применению упреждающего подхода, составляют: рентабельность инвестиций - десятикратная, сокращение расходов на обслуживание - 25-30%, сокращение количества аварий - 70-75%, уменьшение времени простоя - 35-45%, увеличение производительности - 20-25%.

В связи с этим можно ожидать значительного эффекта от внедрения упреж-

дающего подхода к ТО функциональных систем ВС, в том числе и увеличения сроков их эксплуатации.

Библиографический список

1. Doc. 9859 - AN/474. Руководство по управлению безопасностью полетов [Текст]. - ИКАО. - 2009.

2. Doc. 9859 - AN/460. Руководство по управлению безопасностью полетов [Текст]. - ИКАО. - 2006.

3. Хоске, М. Заботимся о «здоровье» оборудования [Текст] / М. Хоске // Control Engineering. - Россия. - Июль, 2006. -С.12-18.

4. Александровская, Л. Н. Современные методы обеспечения безотказности сложных технических систем [Текст] / Л. Н. Александровская, А. П. Афанасьев, А. А. Лисов. - М.: Логос, 2001. - 208 с.

5. Fitch, E.C. Extending Component Service Life Through Proactive Maintenance / E.C. Fitch // An FES/BarDyne Technology Transfer Publication #2. Tribolics, Inc., 1998.

PROSPECTS OF DEVELOPMENT OF METHODS OF MAINTENANCE OF COMPLEX SYSTEMS OF AIRBORNE EQUIPMENT COMPLEX

© 2012 N. V. Сhekrizhev, A. N. Koptev

Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolyov

(National Research University)

The paper deals with the principles of a qualitative approach to a perspective method of proactive maintenance for complex systems of aircraft on-board equipment.

Flight safety, management of risks, development offailure (refusal), proactive maintenance.

Чекрыжев Николай Викторович, доцент кафедры эксплуатации авиационной техники, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет). Е-mail: [email protected]. Область научных интересов: контроль и испытания ЛА и их систем.

Коптев Анатолий Никитович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой эксплуатации авиационной техники, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет). Е-mail: [email protected]. Область научных интересов: контроль и испытания ЛА и их систем.

Nikolay ^ekrizhev, associate professor of the aircraft maintenance department, Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolyov (National Research University). E-mail: [email protected]. Area of research: Control and testing of aircraft and their systems.

Anatoliy Koptev, doctor of technical sciences, professor, head of the aircraft maintenance department, Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolyov (National Research University). E-mail: [email protected]. Area of research: Control and testing of aircraft and their systems.

В настоящее время, в соответствии с протоколом МЭК 61850, вычислительное оборудование широко применяется на уровне присоединения и подстанционном уровне. В число его основных задач входят контроль и управление интеллектуальными электронным устройствами, такими как реле защиты, PMU (блоки векторных измерений), устройствами сопряжения, цифровыми осциллографами (регистраторами) и устройствами анализа GOOSE/SMV. Кроме того, компьютеры на ЦПС используются для мониторинга окружающей среды и в системах наблюдения.

Любые проблемы в работе вычислительного оборудования, не говоря уже о его отказе, способны напрямую повлиять на работу отдельно взятой подстанции и энергосистемы в целом. Следовательно, надежность и работоспособность подстанционных компьютеров является ключевым фактором эффективной работы подстанции, а управление всей совокупностью вычислительной техники приобретает особую важность наравне с другим ответственным оборудованием подстанции.

Для чего необходимо предупредительное техническое обслуживание вычислительного оборудования ЦПС?

На электрических подстанциях реализуются три типовых подхода к эксплуатации и обслуживанию оборудования (в том числе и компьютеров):

1. Послеаварийное техническое обслуживание (в случае поломки оборудования или его наработки на отказ)

При таком подходе оборудование остается в работе до тех пор, пока не произойдет его поломка. Ремонт или замена поврежденного оборудования происходит только после того, как проблема уже возникла. Хотя данный подход и используется на некоторых подстанциях, он не рекомендуется для применения к ответственному подстанционному оборудованию, включая вычислительное.

2. Плановое техническое обслуживание

Мероприятия по техническому обслуживанию выполняются через заранее определенные интервалы времени. Для вычислительного оборудования гораздо предпочтительнее проводить плановое обслуживание, нежели послеаварийное. По результатам ряда исследований, переход с послеаварийного на плановое техническое обслуживание позволяет пользователям сэкономить от 12% до 18% выделенных средств.

Тем не менее, плановое обслуживание имеет свои недостатки:

• Если неисправности оборудования возникают до планируемого времени технического обслуживания, то такая ситуация сводится к проведению послеаварийного ТО.
• Иногда при плановом обслуживании выполняется избыточный (сверх требуемого) объём мероприятий.
• Плановое техобслуживание может оказаться весьма трудозатратным.

3. Предупредительное техническое обслуживание (ТО по текущему состоянию)

Подобное техническое обслуживание производится в тех случаях, когда в ходе периодического мониторинга оборудования обнаруживается явная тенденция к ухудшению его состояния.В результате замена неисправного оборудования происходит до того момента, как возникают очевидные проблемы. Предупредительное ТО позволяет достичь экономии средств в пределах 8-12% по сравнению с затратами на плановое обслуживание.

Для вас наверняка не станет новостью тот факт, что сегодня техническое обслуживание вычислительного оборудования ЦПС всё чаще строится именно на последнем из вышеперечисленных подходов. В настоящее время подстанционные компьютеры относят к категории “критически важного оборудования” и включают их в программу предупредительного технического обслуживания.

Многие операторы подстанций и системные интеграторы также включают технические требования к вычислительному оборудованию в свои тендерные спецификации. Например, важной частью конкурсных требований являются поддержка необходимых значений загрузки ЦП и использования памяти компьютерами, задействованными в процессах обработки данных и коммуникации на подстанциях. Некоторые типовые требования, указываемые в тендерах, представлены в следующей таблице:

Стратегия предупредительного технического обслуживания эффективно и в полном объёме внедряется в том случае, если персонал обладает знаниями, навыками и временем, необходимыми для выполнения соответствующих мероприятий. Стратегия предупредительного ТО позволяет систематически выполнять ремонт и восстановление оборудования в запланированном порядке и иметь при этом запас времени на поставку требуемых для ремонта материалов, таким образом снижая потребность в наличии определенного набора ключевых запасных компонентов. Поскольку работы по техническому обслуживанию выполняются только тогда, когда это необходимо, то также имеет место увеличение производственной мощности объекта. Хотя для перехода на предупредительное ТО и необходимы начальные инвестиции в диагностическое оборудование, программное обеспечение и обучение персонала, выгода от использования этого вида техобслуживания быстро перевешивает указанные расходы. Такой подход к техническому обслуживанию общепризнанно является наилучшим вариантом для критически важного подстанционного оборудования.

Каким образом реализуется предупредительное ТО на подстанциях

В настоящее время большинство компьютеров поставляется со встроенными средствами мониторинга аппаратной части. Эта функция реализована на уровне BIOS или как часть операционной системы.

Мониторинг аппаратной части на уровне BIOS

Большинство компонентов современного компьютера содержит датчики, контролирующие такие параметры, как температура, потребляемая мощность и скорость вращения вентиляторов. Одним из вариантов считывания значений этих параметров является мониторинг аппаратной части на уровне BIOS. Однако доступ к BIOS вы можете получить только на этапе загрузки компьютера.

Мониторинг производительности

Ограниченная функциональность средств мониторинга производительности системы, которую предлагают операционные системы Windows и Linux, обычно распространяется только на температуру системы и некоторые другие параметры, чего может быть недостаточно для реализации стратегии предупредительного технического обслуживания.

Windows

Выберите вкладку Performance (Быстродействие) в Диспетчере задач (Task Manager) Windows для просмотра динамики производительности вашего компьютера.

Ниже представлены некоторые инструменты операционной системы Linux, которые можно запускать с помощью командной строки и использовать для мониторинга показателей вашего компьютера.

• VmStat – Статистика виртуальной памяти.
• Iotop – Мониторинг ввода/вывода диска Linux.
• Monitorix – Мониторинг системы и сети.
• Collectl – Высокопроизводительный инструмент мониторинга формата “все в одном”.

Ключом к организации корректного предупредительного техобслуживания компьютеров является применение функции мониторинга аппаратной части в BIOS и средств мониторинга производительности, входящих в состав операционной системы, чтобы определять статус ключевых компонентов и использовать инструмент для непрерывного контроля этих значений. Пользователи должны уметь определять пороговые значения для ключевых компонентов компьютера и контролировать состояние этих компонентов с учетом заданных пороговых значений. Если параметры ключевых компонентов превышают пороговые значения, то система должна быть запрограммирована автоматически выдавать сигнал тревоги.

Тем не менее, большая часть решений, доступных сегодня на рынке, может контролировать только системную температуру и некоторые другие параметры, которых явно недостаточно для воплощения полноценной стратегии предупредительного технического обслуживания для компьютеров ЦПС. Более того, многие системы не предоставляют пользователям возможность определять пороговые значения для ключевых компонентов компьютера, а также могут не располагать функцией аварийной сигнализации. Если на вашей подстанции используется предупредительное техническое обслуживание, то самым простым подходом будет использовать существующие средства мониторинга для считывания параметров ключевых компонентов компьютеров и для последующего ввода этих данных в имеющуюся систему предупредительного ТО. Таким образом, система сможет выдавать аварийные сигналы, отталкиваясь от заданных пороговых значений для этих ответственных компонентов.

Решение компании Моха

Решение по предупредительному техобслуживанию от компании Моха (т.н. Proactive Self-Maintenance – проактивное самостоятельное ТО) включает следующие компоненты:

• • служебное ПО (утилита) проактивного мониторинга;
  • централизованное решение по проактивной дистанционной аварийной сигнализации.

Утилита проактивного мониторинга

Служебное программное обеспечение компании Moxa – Proactive Monitoring – это занимающая мало места, использующая небольшой объем вычислительных ресурсов и легкая в использовании утилита, которая позволяет вам отслеживать целый ряд системных параметров.

В Proactive Monitoring для контроля ключевых компонентов вашего компьютера используются датчики аппаратных средств, расположенные на материнской плате производства Моха. Вы можете просматривать текущие значения параметров для интересующих компонентов компьютера, просто нажимая соответствующие кнопки в интерфейсе пользователя. Для контроля важных компонентов применяются определяемые пользователем индикаторы соответствующего оборудования (KPI). Визуальная и/или звуковая сигнализация запускается автоматически при срабатывании реле или фиксации внутренних системных прерываний SNMP, когда значения индикаторов KPI превышают свои пороговые величины. Для операторов это очень удобно, поскольку позволяет заранее распланировать мероприятия по техническому обслуживанию и не отключать систему непосредственно до начала ТО.

Централизованное проактивное решение по дистанционной аварийной сигнализации на базе Ethernet от компании Моха

Готовое к применению проактивное решение по аварийной сигнализации от компании Моха имеет следующие преимущества:

• • Централизованная визуальная/звуковая аварийная сигнализация на щите управления (ОПУ) через Ethernet.
  • Для нужд сигнализации на компьютере не требуется установка выходных реле.
  • Нет ограничений по использованию кабеля.
  • Комбинированные внутрисистемные прерывания SNMP (ловушки) позволяют фиксировать системные ошибки более быстро и точно.

Централизованное проактивное решение по дистанционной аварийной сигнализации для подстанции
Централизованное проактивное решение по дистанционной аварийной сигнализации для групп подстанций

Выводы

В настоящее время подстанционные системы активно задействованы во внедрении цифровой автоматики на объектах. Эта тенденция поддерживается прогрессом информационных технологий, которые предоставляют операторам подстанций возможности по “оцифровке” работы подстанции, расширению коммуникационных интерфейсов вплоть до первичного оборудования подстанции, а также возможности более эффективного мониторинга и управления. Вычислительному оборудованию отведена важнейшая роль в деле создания цифровых подстанций, а адекватные стратегии технического обслуживания помогают увеличить срок службы этого оборудования. Подход к техническому обслуживанию компьютеров на подстанциях все больше смещается в сторону предупредительного ТО (также известного как техническое обслуживание по текущему состоянию). Хорошо организованный график предупредительного техобслуживания позволяет заранее предусмотреть необходимость проведения соответствующих мероприятий, что в итоге приводит к оптимизации затрат времени, повышению надежности оборудования и сокращению затрат на техническое обслуживание.

По всем вопросам относительно устройств, производимых компанией Moxa, обращайтесь