20 июня 2016г.
Аннотация
Необходимость обеспечения надежного, бесперебойного и безопасного энергоснабжения требует от руководителей генерирующих энергокомпаний системного подхода в реализации производственных процессов. В основе решения этой задачи лежит разработка и внедрение системы управления производственными активами (СУПА). Требования к управлению активами отражены в вышедшем в 2014 году стандарте ГОСТ Р ИСО 55000:2014 «Управление активами», они же и способствуют совершенствованию СУПА.
В работе сформулированы принципы формирования информационной базы СУПА, которая является основой для разработки и внедрения СУПА.
Ключевые слова: тепловые электростанции, система управления производственными активами, информационная база, стандарт ГОСТ Р ИСО 55000.
Производственные активы (ПА) тепловых электростанций (ТЭС) состоят из десятки тысяч единиц оборудования. Одной из главных особенностей энергетики является высокий уровень фондоемкости отрасли, в связи с чем руководство энергетических компаний ставит перед собой цель создания такой системы управления, которая позволила бы довести до максимума использование их активов при достижении сбалансированного риска.
Принятый новый стандарт ГОСТ Р 55.0.01-2014/ИСО 55000:2014 «Управление активами»10 является одним из путей реализации подобных целей.
В соответствии с указанным стандартом управление активами предполагает нахождение баланса между затратами, возможностями, рисками и требуемой производительностью активов.
Для обеспечения работоспособности основных ПА возникает необходимость создания и внедрения СУПА в энергетических компаниях и определении оптимальных технологических воздействий на ПА. Совокупность технологических воздействий на производственные активы на конкретный период времени представляет собой программу технологических воздействий, которая формируются путем последовательной разработки, и применения различных взаимосвязанных элементов. Одним из главных элементов является информационная база СУПА, в которой должна быть собрана вся информация о ПА и результатах паспортизации всего оборудования [8] а также должна создаваться постоянно пополняемая «База знаний», в которой аккумулируется информация по лучшим практикам СУПА, созданная как внутри организации, так и за ее пределами.
Информационная база СУПА должна включать, по крайней мере, следующие справочники и классификаторы, а в перспективе иметь возможность пополняться новыми данными.
1. Классификатор основных производственных фондов (ОПФ) задает основные принципы и правила классификации для каждой группы оборудования. Такой классификатор позволит для каждой группы и единицы оборудования энергообъекта поставить в соответствие уникальный код, для которого может быть произведена идентификация и обращение к данной группе/единице оборудования как в рамках методик СУПА, так и для дальнейшей синхронизации с процессами бухгалтерского, налогового учета и отчетности по МСФО. Формирование классификатора должно осуществляться в соответствии со следующими принципами:
• объект должен иметь самостоятельное назначение как технологическая единица, выполняющая определенные технологические функции.
• целесообразность включения объекта в классификатор определятся необходимостью отслеживать историю ремонтов и обслуживания этого объекта.
• принцип равномерного заполнения уровней – заключается в описании объектов, обеспечивающем их равномерное распределение по уровням иерархии.
10 ГОСТ Р 55.0.01-2014/ИСО 55000:2014 «Управление активами. Национальная система стандартов. Общее представление, принципы и терминология».
• предлагается не создавать дополнительные уровни групп, которые могли бы объединять однотипные объекты. Такие группы рекомендуется организовать только на самых низших уровнях иерархии.
• принцип влияния работоспособности объектов на более высокий уровень иерархии: иерархия должна
быть выстроена таким образом, что поломка объектов нижнего уровня является причиной нарушения функционирования объектов, находящегося выше по иерархии.
• принцип ремонтопригодности: иерархия должна быть выстроена таким образом, чтобы вывод объекта верхнего уровня для ремонта предоставлял возможность производить ремонты объектов нижележащих уровней. При останове головного объекта все его конструктивные элементы и агрегаты доступны для ремонта (остановлены).
• в ситуациях, когда один и тот же объект можно рассматривать как составную часть нескольких систем, проблему подчинения объекта необходимо разрешать в пользу системы, имеющей большее влияние с точки зрения эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
2. Справочник производственно-технологических единиц (систем и технических мест) позволяет для каждой единицы оборудования в соответствие с классификатором ОПФ, на основе которого может быть произведена идентификация и обращение к данной группе/единице оборудования, как в рамках СУПА, так и вне этой системы.
Справочник формируется для энергообъекта в соответствии со следующими принципами:
• справочник формируется в соответствии с классификатором основного (в разрезе генерирующих единиц мощности) и общестанционного оборудования энергообъекта. При формировании справочника оборудования каждой позиции в соответствии с принятыми в компании локально нормативными документами присваивается код оборудования по ОКОФ и его инвентарный номер;
• каждой позиции справочника (единице оборудования) присваивается диспетчерско-технологическое наименование в соответствии с локально нормативными документами энергообъекта. Задаваемое в рамках справочника диспетчерское наименование является однозначным не встречающимся на другом действующем оборудовании электростанции.
3. Перечень групп оборудования с ранжированием по приоритетам осуществляется с целью построения рациональной с точки зрения баланса необходимого уровня точности результатов, с одной стороны, и объемов собираемой информации, с другой; системы методологических подходов, отличающихся по сложности в зависимости от приоритета той или иной группы оборудования. Основным критерием ранжирования оборудования является его влияние на стабильность технологического процесса.
Группы оборудования ранжируются по трем группам приоритетов: от наиболее (1-й приоритет) до наименее (3-й приоритет) приоритетного.
Каждая из подгрупп оборудования автоматически относится к тому же приоритету, что и включающая данную подгруппу группа оборудования.
Признаками отнесения групп оборудования к тому или иному приоритету являются:
1. Влияние на безопасность и экологию – факт возможности возникновения аварии по причине отказа оборудования с точки зрения безопасности, экологии (возможность гибели людей, крупных нарушений экологических норм);
2. Критичность оборудования – степень влияния группы оборудования на непрерывность и качество выдаваемого продукта: электроэнергии и тепла (влияние на цепочку выдачи мощности);
3. Наличие резервирования – наличие запасных (резервных) элементов (единиц оборудования) и связей (схем), дополнительных по сравнению с минимальным для выполнения заданной функции составом оборудования;
4. Время простоя – средняя длительность простоя оборудования в результате его отказа;
5. Влияние на условия и технико-экономические показатели эксплуатации – степень влияния отказа рассматриваемой группы оборудования на условия эксплуатации других групп оборудования, на технико- экономические показатели (КПД, УРУТ и др.) эксплуатации рассматриваемой или других групп оборудования.
6. Стоимость оборудования, его замены/ремонта – средний уровень стоимости замены/ремонта оборудования в результате его отказа;
Количественные оценки признаков определяются на этапе разработки методики оценки текущего агрегированного риска по видам оборудования.
Разделение групп оборудования на группы приоритетов может быть осуществлен на основе следующих критериев:
· 1-я группа приоритета – оборудование, имеющее негативные (номер «1») оценки по признакам «Влияние на безопасность и экологию», «Критичность оборудования», «Наличие резервирования» (по данному признаку оценки номер «1» и «2»), «Время простоя».
· 2-я группа приоритета – оборудование, не имеющее негативных оценок по указанным для 1-й группы приоритета критериям, но имеющие негативные оценки по признакам «Влияние на условия и технико- экономические показатели эксплуатации», «Стоимость оборудования, его замены/ремонта».
· 3-я группа приоритета – оборудование, не имеющее негативных оценок по всем признакам (номер «2», номер «3»).
4. Справочник стратегий воздействий предназначен для описания допустимых к применению стратегий воздействия и служит информационным инструментом для лиц, принимающих решения в части управления производственными активами при выборе наиболее целесообразной стратегии воздействия на активы при заданных условиях и требованиях.
На сегодняшний день в мировой и отечественной практике применяются различные стратегии воздействия, такие как:
- эксплуатация до отказа (Run-to-Failure – RTF),
- планово- предупредительное обслуживание (Planned Preventive Maintenance – PPM);
- обслуживание по состоянию (Condition Based Maintenance – CBM);
- проактивное обслуживание (Predictive Maintenance – PM);
- обслуживание, ориентированное на надежность (Reliability centered maintenance – RCM);
- обслуживание, основанное на анализе рисков (Risk-based Maintenance – RBM);
-минимизация совокупной стоимости владения (Life Cycle Cost).
Особенностью использования указанных стратегий в рамках СУПА может являться возможность и необходимость комбинирования их составляющих (методов, входящих в состав стратегий) при формировании финальной стратегии воздействия на актив. Выбор используемой стратегии воздействия определяется с учетом принадлежности оборудования к одной из трех групп приоритетов оборудования. Стратегии воздействия и комбинации методов, входящих в их состав, могут иметь ограничения, связанные с ранжированием оборудования по приоритетам. Все стратегии воздействия, начиная от эксплуатации до отказа и заканчивая минимизацией совокупной стоимости владения, образуются за счет комбинации того или иного состава базовых методов:
- анализа дефектов и отказов;
- оценки и прогнозирования технического состояния, вероятности отказа;
- оценки и прогнозирования рисков отказа;
-моделирования сценариев воздействий и минимизации стоимости владения.
Для каждой из групп приоритетов оборудования, с учетом ее признаков критичности (влияние на уровень безопасности, снижение мощности объекта, технико-экономические показатели, стоимость оборудования), необходим и достаточен с точки зрения баланса требуемой эффективности планирования и сложности применения того или иного набора применяемых методов: от наиболее полного до минимального.
5. Классификатор дефектов для выбранных групп оборудования. Для выбора стратегии воздействия немаловажную роль играет идентификация дефекта оборудования, который позволяет идентифицировать, фиксировать и систематизировать информацию о дефектах для облегчения ведения статистики дефектов по каждой единице оборудования и оценки характерных затрат для различных сценариев воздействий при формировании производственной программы для компании.
В рамках работы СУПА дефекты, возникающие при эксплуатации оборудования, должны быть идентифицированы и зафиксированы в системе согласно классификатору дефектов. В зависимости от критичности оборудования, по соответствующему дефекту возможна реализация внеплановых воздействий, планирование воздействий в рамках ремонтных работ, либо эксплуатация соответствующего узла до отказа с последующей заменой.
6. Справочник параметров и нормативных значений параметров оборудования. Группы дефектов оборудования выделяются на основании параметров технического состояния оборудования, которые проверяются на соответствие нормативным значениям [2]. В связи с этим требуется формирование справочника параметров и нормативных значений параметров оборудования, который позволяет формировать структурированный перечень параметров технического состояния конструктивных элементов оборудования и нормативных значений параметров в соответствии с распорядительными документами, ГОСТ и другими нормативными документами.
Для каждого конструктивного элемента оборудования в соответствии с классификатором ОПФ должны быть определены параметры, характеризующие его техническое состояние.
В зависимости от конструктивных особенностей рассматриваемого оборудования, могут выделяться разные виды конструктивных элементов оборудования:
· ресурсоопределяющие узлы оборудования (например, для оценки состояния паровых турбин необходимо выделять блок клапанов цилиндра высокого давления);
· ресурсоопределяющие участки оборудования (например, для оценки технического состояния паровых котлов, необходимо выделять и отдельно рассматривать нижнюю, среднюю и верхнюю радиационные части, которые являются единым элементом пароводяного тракта оборудования);
· технологические системы оборудования (например, системы охлаждения, возбуждения и др.).
Определение параметров технического состояния для каждого конструктивного элемента оборудования должно производиться на основе следующих принципов:
· перечень технических параметров состояния оборудования должен соответствовать требованиям нормативно-технической документации;
· выход технического параметра состояния за предельно допустимый диапазон значений может привести к наступлению типового отказа или дефекта оборудования;
· восстановление фактических значений параметров до нормативных значений происходит только после проведения технического воздействия на оборудование.
Для каждого параметра в рамках анализа нормативно-технической документации должны быть определены нормативные значения, несоблюдение которых при эксплуатации и ремонте, может приводить к возникновению отказов или дефектов оборудования. Занесение нормативных значений параметров оборудования в справочник должно сопровождаться указанием нормативного документа, предъявляющего требования к параметрам оборудования.
Нормативные значения параметров оборудования должны быть определены для каждого типа оборудования с учетом изменений, возникших в процессе эксплуатации, продления срока службы или модернизации оборудования. Выход значений параметров за рамки нормативных, свидетельствует о неисправности и должен сопровождаться мероприятиями по восстановлению работоспособности оборудования.
Для каждого параметра оборудования должны быть определены единицы измерений. Нормативные значения параметров могут быть качественными и количественными. Для количественных параметров должен быть определен диапазон изменения значений, в рамках которых оборудование соответствует требованиям нормативно-технической документации. В случае если количественный параметр технического состояния оборудования имеет несколько диапазонов нормативных значений с допустимым временем эксплуатации оборудования, то все нормативные диапазоны значений должны быть зафиксированы в справочнике .
7. Справочник видов отказов оборудования позволяет производить подсчет рисков, связанных с конкретными отказами оборудования, и планирование воздействий по недопущению данных отказов. Справочник отказов отражает среднестатистическую частоту возникновения и предполагаемую длительность отказов. Группировка отказов согласно признакам позволяет корректно оценивать вероятности возникновения отказов и последствия наступления данных отказов.
Под отказами понимаются события, наступление которых влечет останов оборудования, связанный с невозможностью выполнения назначенных функций.
Формирование справочника отказов происходит на основе выделения характерных отказов по каждому конструктивному элементу оборудования согласно структуре классификатора ОПФ энергообъекта. [2].
6. Справочник последствий отказов оборудования. Помимо определения видов отказов необходимо определить последствия отказа конкретной единицы оборудования, выяснить ведет ли отказ единицы оборудования к снижению технико-экономических показателей, экологическим другим ущербам. Для этой цели необходимо формировать справочник последствий отказов оборудования. Такой справочник можно формировать в соответствии со следующими принципами:
- справочник оборудования должен формироваться в соответствии вышеперечисленным документом «Справочник видов отказов» с указанием их среднестатистических частот и длительностей (структура которого соответствует структуре классификатора ОПФ энергообъекта), где к каждой единице оборудования либо его конструктивным элементам привязываются отказы с нумерацией от 1 до N (нумерация необходима для идентификации отказов оборудования). [4][5]
8. Справочник видов воздействий
Итоговым документом в информационной базе, для которого вся данные документов, перечисленные в настоящей работе, являются входной информацией, должен быть справочник видов воздействий. Справочник позволит определить номенклатуру видов технологических воздействий, рассматриваемых к применению в рамках СУПА в процессах управления активами, в частности, планирования программ технологических воздействий. Справочник видов воздействий разрабатывается в соответствие со справочником стратегий воздействий и сможет отразить возможные виды воздействий в рамках каждой из стратегий. Примерный перечень видов воздействий в отношении энергетического оборудования или электростанции в целом следующий: новое строительство, модернизация, техническое перевооружение и реконструкция, замена и перемаркировка оборудования, демонтаж, капитальный, средний, расширенный, текущий, плановый, внеплановый ремонт и т.д.
Разработка соответствующих справочников и классификаторов могут служить методологической основой для руководителей энергетических компаний при принятии управленческих решений в процессе выбора стратегий воздействия и формирования соответствующих ремонтных и инвестиционных программ при одновременном соблюдении принципов, отраженные в международных стандартах по управлению производственными активами..
Список литературы
1. ГОСТ Р 55.0.01-2014/ИСО 55000:2014 «Управление активами. Национальная система стандартов. Общее представление, принципы и терминология».
2. СО 34.04.181-2003. Правила организации технического обслуживания и ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и сетей от 01.01.2004 г.
3. Костерев Н.В. Бардик Е.И. Деркач Ю.М. Диагностика технического состояния асинхронных двигателей на основе интеллектуального анализа данных//Электротехнические комплексы и системы управления №2.- 2007
4. Мокроусова М.В. Управление надежностью, безотказностью, работоспособностью основных производственных фондов промышленного предприятия в условиях развития информационных технологий // Вестник ВолГУ. Серия 9. Вып. 6. .-2007
5. Оклей П.И. Инструментальные средства и математические модели прогнозирования остаточного ресурса по фактически измеряемым параметрам оборудования электростанций.-М.:Ленанд, 2015.160 с.
6. Оклей П.И. Матричная модель управления производственными активами и фондами тепловой электростанции//Монография. Современные информационно-аналитические инструменты в инноватике и управлении. Ростов-на-Дону -2015.- с.53-59
7. Романов А.А., Березовский К.Е., Неуймин В.М.. Управление ресурсом оборудования путём реализации "Программы обновления ТЭС" . [сайт] URL: http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=693 (дата обращения: 18.12.2015 г.)
8. PAS 55-1:2008 «Менеджмент активов. Часть 1: спецификация для оптимизации менеджмента физических активов» и PAS 55-2:2008 «Менеджмент активов. Часть 2: руководящие указания по применению PAS 55- 1». Британский институт стандартизации (BSI)
