Проект «Прогрессивное техническое обслуживание – APM (Advanced Preventive Maintenance)», внедренный на фабрике ОАО «Филип Моррис Кубань. Возможности IoT для превентивного обслуживания Кому это может быть интересно

1.1. Система технического обслуживания и ремонтов оборудования предприятия

Под системой ТОиР подразумевается совокупность взаимосвязанных средств, документации и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, входящих в эту систему .

В качестве целей системы ТОиР определены следующие :

поддержание оборудования в работоспособном состоянии в течение всего срока эксплуатации;
обеспечение надёжной работы оборудования;
обеспечение производительности и качества выпускаемой продукции;
выполнение требований по охране труда и защите окружающей природной среды.

Организация системы ТОиР предприятия осуществляется на основе принятия (явным образом или в соответствии со сложившейся практикой) решений по следующим фундаментальным вопросам ():

выбор стратегии ТОиР оборудования;
определение способа организации ремонтного обслуживания производства;
разработка критериев оценки эффективности ремонтного обслуживания производства.

Рисунок 1.1 – Фундаментальные вопросы при организации системы ТОиР

1.2. Стратегии технического обслуживания и ремонтов оборудования

Под стратегией ТОиР подразумевается обобщающая модель действий, необходимых для достижения поставленных целей путём координации и распределения соответствующих ресурсов предприятия . По существу, стратегия ТОиР есть набор правил для принятия решений, которыми ремонтная служба (РС) предприятия руководствуется в своей деятельности по обеспечению работоспособности оборудования.

Краткая характеристика основных стратегий ТОиР приведена в .

Таблица 1.1 – Краткая характеристика основных стратегий ТОиР

*Модель информационного обеспечения*	*Характер осуществляемых мероприятий*
*Модель информационного обеспечения*	РЕАКТИВНЫЕ	ПРЕВЕНТИВНЫЕ
СТОХАСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ (на основе вероятностных, статистических показателей)	I. Эксплуатация до отказа: * максимальное использование ресурса оборудования; + минимальные затраты на содержание РС; – отказы и затраты по ликвидации аварий велики и непредсказуемы.	II. Планово-предупредительные ремонты (ППР): * фиксированная вероятность аварийных отказов; + наилучшее условия для планирования ТОиР; – значительные затраты на ТОиР из-за замены работоспособных узлов и деталей.
ДЕТЕРМИНИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ (на основе сведений о фактическом техническом состоянии (ТС) оборудования)	III. По ТС: * информационное обеспечение процесса принятия решений о ТОиР; + близкое к полному использование ресурса оборудования; – низкая эффективность при долгосрочном планировании ресурсов;	IV. Проактивная: * активное упреждающее воздействие на ТС оборудования; + увеличение срока службы оборудования; + урациональный выбор времени, видов и объёмов ТОиР;
	+ минимальная вероятность аварийных отказов; – высокие требования к культуре труда и квалификации персонала.

Под реактивными подразумеваются стратегии ТОиР, необходимость ремонтных воздействий в которых обуславливается наступлением некоторого критического в рамках этой стратегии события (отказа, достижения предельных величин регламентируемых параметров). Превентивные стратегии ТОиР направлены на предупреждение возникновения критического события и характеризуются возможностью осуществления предварительного планирования и подготовки ТОиР (заказ ремонтных бригад, материально-технического обеспечения) в противоположность реактивным стратегиям, когда необходимость проведения ТОиР, а, соответственно, и обеспечение их подготовки, до наступления критического события непредсказуемы.

Исторически первой (как наименее требовательная к уровню организации и культуры труда) сложилась стратегия эксплуатации до отказа , которая подразумевает осуществление операций по ТОиР оборудования по достижению критического состояния, которое, как правило, характеризуется невозможностью выполнения заданных функций, то есть утратой работоспособности. К основным достоинствам данной стратегии ТОиР следует отнести наибольшую длительность межремонтного периода, соответствующую сроку службы оборудования, и минимальные затраты на содержание ремонтной службы, доминирующей функцией которой в этом случае становится восстановление работоспособности оборудования после выхода его из строя. С другой стороны, отсутствие возможности планирования ресурсов (финансовых, временных, рабочей силы и прочих), необходимых для выполнения ТОиР, приводит к значительному увеличению продолжительности последних и к повышенным издержкам на ликвидацию аварий, в том числе к потерям производства. Создание складских запасов товарно-материальных ценностей, как правило, не является удовлетворительным решением, поскольку влечёт за собой снижение ликвидности предприятия. Объём таких запасов в ряде случаев (особенно в отраслях, где используется уникальное единичное оборудование) превышает экономически обоснованные пределы. Несмотря на указанные недостатки, в случае недорого резервируемого, а также типового оборудования, отказ которого не оказывает критического влияния на технологический процесс, не представляет опасность для окружающей среды, здоровья и жизни человека , данная стратегия успешно применяется и поныне.

В первой половине ХХ века с ростом серийности производства и повышением производительности промышленных предприятий потери в результате отказов оборудования приобрели критическое значение. На смену стратегии эксплуатации до отказа пришла стратегия ППР или ремонтов по регламенту , подразумевающая превентивные ТОиР на основании статистических сведений о сроке службы оборудования. Снижение количества аварийных отказов относится к основным достоинствам данной стратегии, хотя вероятность их возникновения не исключается полностью, а фиксируется в задаваемых пределах. Стратегия ППР обеспечивает наилучшие условия для планирования ресурсов, “однако основной недостаток ППР перевешивает все его достоинства, он заключается в проведении ремонтов фактически исправного оборудования, а также принудительной замене деталей независимо от их остаточного ресурса (в сложном оборудовании разница ресурсов отдельных деталей может достигать 500%). Все это приводит к неоправданному росту эксплуатационных затрат. В недостатки ППР также нужно отнести снижение остаточного ресурса оборудования и увеличение вероятности отказа при вводе в работу после ремонта” . Данная стратегия обеспечила наилучшую интеграцию в рамках плановой экономики и позволила устранить ряд недостатков исторически сложившейся ранее стратегии эксплуатации до отказа. Более полное использование ресурса оборудования достигалось за счёт снижения вероятности повреждения деталей с потенциально большим ресурсом , что могло иметь место при выходе из строя элементов, определявших срок службы оборудования в целом при эксплуатации до отказа. В настоящее время стратегия ППР продолжает использоваться на многих предприятиях, в первую очередь, для ответственного оборудования и оборудования, выход которого из строя может представлять опасность для окружающей среды, здоровья и жизни человека. В остальных случаях стратегия ППР применяется зачастую только декларативно, что обусловлено возросшими требованиями к эффективности системы ТОиР предприятия в условиях рыночной экономики.

На границе 70-80-ых годов ХХ века в ремонтном обслуживании производства нашла применение мобильная и переносная виброизмерительная аппаратура, позволяющая осуществлять вибромониторинг оборудования на основе частотного анализа. В то же время происходило ускоренное развитие теории надёжности и исследований в области эксплуатационных свойств оборудования. Всё это предопределило возникновение новой научно-прикладной области знаний – технической диагностики , достижения которой были использованы как основание для реализации стратегии ТОиР по ТС . В первую очередь, стратегия ТОиР по ТС направлена на устранение недостатков истрически предшествовавшей ей стратегии ППР, а именно на снижение количества необоснованных ремонтных воздействий с целью максимального использования ресурса оборудования . При применении данной стратегии за счёт мониторинга ТС вероятность аварийных отказов оборудования сводится к возможному минимуму. Девиз данной стратегии звучит так: “Оборудование должно быть остановлено на ремонт за мгновение до предполагаемого выхода из строя” . Уменьшение затрат на ТОиР оборудования, минимизация количества неплановых отказов, снижение числа плановых простоев, обусловленных монтажно-сборочными операциями, – неоспоримые преимущества, которые сопровождают внедрение стратегии ТОиР по ТС. Стратегия ТОиР по ТС выдвинула новые требования к уровню культуры труда. В рамках ремонтных служб и контролирующих органов выделяются подразделения технической диагностики, увеличивается значение личного профессионализма, квалификации и опыта рабочих, руководителей и специалистов. С другой стороны, поскольку регламентация ТОиР обуславливается стохастическим фактором – фактическим ТС оборудования – снижается эффективность долгосрочного планирования ресурсов (ориентировочный срок предупреждения отказов, а значит и планирования проведения ТОиР в случае использования средств технической диагностики преимущественно не превышает двух-трёх месяцев).

С целью обеспечения высоких показателей работоспособности оборудования промышленных предприятий в последнее время всё большую популярность приобретает проактивная стратегия ТОиР. Анализ, проведенный в работе , позволяет определить проактивную стратегию ТОиР как наиболее эффективную и целесообразную для внедрения в современных экономических условиях. Проактивная стратегия объединяет в себе достоинства превентивных ремонтных воздействий системы ППР и информационное обеспечение процесса принятия решений, характерное для ТОиР по ТС оборудования.

1.3. Проактивная стратегия технического обслуживания и ремонтов оборудования

Сущность проактивной стратегии ТОиР оборудования заключается в выполнении необходимых ремонтных воздействий, направленных на снижение скорости развития или устранение неисправностей, которые выявлены на основе сведений о фактическом ТС оборудования.

Теоретические основы проактивной стратегии ТОиР оборудования постулируют, что изначально все виды неисправностей присутствуют в зачаточном или явном виде во всех пускаемых в эксплуатацию машинах. Различные факторы, сопровождающие эксплуатацию (проектные и непроектные нагрузки, воздействие факторов окружающей среды и близлежащего оборудования, условия эксплуатации, проведения ТОиР и прочие), в той или иной мере приводят к развитию различных видов неисправностей. Определяющее воздействие совокупности факторов вызывает ускоренное развитие одной или нескольких неисправностей, которые становятся детерминирующими по отношению к работоспособности машины. Выбирая ремонтные воздействия таким образом, чтобы уменьшить влияние определяющих факторов, можно снизить скорость развития неисправностей, поддерживая работоспособное состояние машины. Рациональный выбор и качественная реализация этих и только этих ремонтных воздействий является задачей РС.

Проактивная стратегия ТОиР () базируется на оценке ТС оборудования , которая может осуществляться следующими методами:

мониторинг технологических параметров;
визуальный осмотр;
контроль температуры;
акустическая и вибрационная диагностика;
обследование с применением методов неразрушающего контроля (магнитного, электрического, вихретокового, радиоволнового, теплового, оптического, радиационного, ультразвукового, контроля проникающими веществами).

Рисунок 1.2 – Ремонтное обслуживание оборудования в рамках проактивной стратегии ТОиР

Основанием для принятия решения о необходимости выполнения ремонтного воздействия является ситуация, когда ТС одного элемента (детали, узла, механизма) оборудования приводит к ухудшению ТС смежных (пространственно и/или функционально) элементов.

Перечень возможных ремонтных воздействий :

уход за оборудованием (уборка, очистка, противокоррозионная обработка);
регулировка, настройка, наладка (центровка, балансировка);
обеспечение соединений (восстановление целостности сварных швов, затяжка резьбовых соединений);
смазывание поверхностей трения;
замена быстроизнашивающихся деталей;
восстановление или замена базовых деталей, в том числе корпусных.

Ремонтные воздействия осуществляются в рамках следующих групп мероприятий по ТОиР оборудования :

Профилактическое техническое обслуживание – комплекс мероприятий, проводимых периодически, которые направлены на предупреждение или снижение скорости развития дефектов путём обеспечения проектных условий взаимодействия узлов оборудования (очистка от технологических отходов, продуктов износа, коррозии, осадков, отложений и прочие; удаление пыли, грязи, масла, шлака, окалины, просыпи сырья, мусора и прочие; доливка, дозаправка рабочих жидкостей, досыпка, замена расходных материалов; замена или восстановление сменного оборудования и другие).
Корректирующее техническое обслуживание – комплекс мероприятий, проводимых по необходимости, которые направлены на предупреждение или снижение скорости развития дефектов путём обеспечения проектных условий взаимодействия узлов оборудования (регулировка и наладка оборудования, в том числе центровка, балансировка; восстановление соединений деталей, обеспечение целостности металлоконструкций и трубопроводов; восстановление покрытий, окраски и другие).
Прогностическое техническое обслуживание – комплекс мероприятий, направленных на установление фактического ТС оборудования с целью прогнозирования его изменения в процессе дальнейшей эксплуатации и выявления наиболее целесообразного момента применения и требуемых видов ремонтных воздействий (измерение технических и технологических параметров, отбор проб; контроль, испытание, проверка режимов работы оборудования; контроль ТС оборудования, в том числе методами технической диагностики; дефектоскопия методами неразрушающего контроля; технический осмотр оборудования, освидетельствование, обследование, ревизия и другие).
Текущий ремонт – комплекс мероприятий, направленных на обеспечение работоспособности оборудования путём замены или восстановления отдельных его узлов, не являющихся базовыми, кроме сменного оборудования.
Капитальный ремонт – комплекс мероприятий, направленных на обеспечение работоспособности оборудования путём замены или восстановления базовых его узлов и деталей.

Выбор проактивной стратегии ТОиР позволяет обеспечить :

увеличение срока службы оборудования за счёт снижения скорости развития или устранения зарождающихся неисправностей на начальной стадии их возникновения;
исключение вторичных повреждений элементов оборудования, вызванных выходом из строя смежных (пространственно и/или функционально) элементов;
обоснование и выполнение только необходимых ремонтных воздействий, что уменьшает затраты и нагрузку на РС, а также снижает вероятность возникновения отказов, вызванных ошибками монтажа и вмешательством в функционирование работоспособного оборудования;
сокращение затрат на ремонтное обслуживание производства, обусловленное изменением структуры ТОиР в пользу увеличения количества недорогостоящих профилактических воздействий вместо затратных ремонтных операций (замена, восстановление);
рациональный выбор времени, видов и объёмов ТОиР вследствие ранних сроков предупреждения возникновения неисправностей при использовании методов и средств технической диагностики и неразрушающего контроля;
снижение вероятности аварийных отказов, обусловленных неудовлетворительным ТС оборудования;
повышение коэффициента готовности оборудования, что обеспечивает возможность увеличения объёмов производства и снижения себестоимости продукции;
формирование доверия к производителю со стороны потребителя за счёт своевременного выполнения договорных обязательств и улучшения качества продукции как комплексный результат повышения культуры труда.

1.4. Способы организации ремонтного обслуживания производства

Способ организации ремонтного обслуживания производства обусловливает структуру РС предприятия, что оказывает непосредственное влияние на эффективность системы ТОиР в целом.

Классические способы организации РС характеризуются диапазоном форм от децентрализованной к централизованной, которые отличаются степенью концентрации управления силами и средствами в рамках единой специализированной структуры на предприятии ().

Рисунок 1.3 – Классические способы организации ремонтного обслуживания производства

Способ организации ремонтного обслуживания, характеризующийся распределением сил и средств РС между производственными подразделениями предприятия, называется децентрализованным .

Централизованная организация РС подразумевает наличие специализированной структуры в составе предприятия, на которую возложен весь объём функций по ТОиР оборудования производственных и вспомогательных подразделений, а также несущей всю полноту ответственности за обеспечение работоспособности оборудования.

Способ построения РС на основе широкого диапазона промежуточных форм, отличающихся различной степенью централизации, называется смешанным .

Наиболее распространёнными на отечественных предприятиях являются смешанные формы организации РС, в то время как зарубежная практика свидетельствует о высокой эффективности централизованных форм ТОиР оборудования , в том числе построения системы ТОиР на основе альтернативных способов организации РС.

Альтернативные способы организации ремонтного обслуживания производства () подразумевают привлечение внешних ресурсов (сил и средств) для обеспечения и выполнения ТОиР оборудования предприятия. В зависимости от степени использования ресурсов внешних предприятий и передачи им соответствующей ответственности за обеспечение работоспособности оборудования различают подрядный и сервисный способы выполнения работ по ТОиР.

Рисунок 1.4 – Альтернативные способы организации ремонтного обслуживания производства

Для обеспечения требуемого уровня результативности системы ТОиР оборудования распространено совместное использование классических и альтернативных способов организации ремонтного обслуживания производства на предприятии.

1.5. Критерии оценки эффективности ремонтного обслуживания производства

Оценка эффективности ремонтного обслуживания производства выполняется на основании критериев, принятых на предприятии. Действенная система критериев позволяет осуществлять анализ не только фактической результативности имеющейся системы ТОиР, но и оперативно выявлять её недостатки, определять пути дальнейшего совершенствования и развития.

Различают технические и экономические подходы к оценке эффективности РС предприятия. Технические подходы отличаются преимущественной направленностью на оценку критериев, характеризующих работоспособность оборудования, возможность его использования для реализации заданного технологического процесса. Экономические подходы позволяют выполнять оценку результативности РС путём сопоставления затрат на ТОиР и потерь производства, обусловленных ТС оборудования.

В настоящее время вопрос обобщённой технико-экономической оценки эффективности ремонтного обслуживания производства, которая бы позволяла выполнять комплексный анализ результативности системы ТОиР оборудования, следует отнести к разряду проработанных недостаточно, что оставляет предприятиям простор для выработки собственных подходов к его решению. Указанное, например, предпринято в работах [ , ].

Необходимо отдельно обратить внимание на распространённую ошибку. Для оценки эффективности системы ТОиР недопустимо использование критериев, характеризующих деятельность, осуществляемую РС (объёмы выполняемых работ: в количественных, временных, натуральных, стоимостных и прочих подобных показателях). Интенсивность выполнения ремонтных работ зачастую не свидетельствует о достижении основной цели ремонтного обслуживания производства – обеспечения работоспособности оборудования. Оценка эффективности системы должна выполняться на основании внешних, а не внутренних показателей её работы.

Только действенная методика оценки эффективности ремонтного обслуживания производства позволяет качественно выполнить анализ системы ТОиР, результативности деятельности РС, обеспечить информационное сопровождение процесса принятия решений.

1.6. Аварийность

Аварии промышленного оборудования приводят к прерыванию технологического процесса, что сопровождается неминуемыми материальными потерями, а также может являться причиной техногенных катастроф и гибели людей. Обеспечение работоспособности оборудования с переходом от устранения следствий аварий к предупреждению их причин является основной задачей РС предприятия.

Для оценки аварийности оборудования могут быть выбраны эксплуатационные (суммарное время простоев) или экономические (потери производства, стоимость ликвидации аварий) показатели. При этом в общем случае для предприятия целесообразно оценивать не абсолютные величины, а скорее динамику изменения выбранных параметров во времени.

С другой стороны интерес может представлять сравнительный анализ взвешенных показателей аварийности (предположим, суммы потерь производства и стоимости ликвидации аварий за некоторый референтный период, отнесённой к сумме затрат на ТОиР оборудования) предприятий отрасли для выявления наиболее эффективных форм организации и методов совершенствования РС.

Оценка показателей аварийности может быть успешно использована как индикатор эффективности мероприятий по реформированию РС, для оценки внедряемых технических и организационных решений. На основе сравнения экономических потерь от аварий и средств, выделяемых на финансирование РС, могут быть установлены их оптимальные объёмы. То же справедливо и для оценки численности ремонтного персонала.

Положения и системы, определяющие порядок расследования аварий на промышленных предприятиях, как правило, разрабатываются на основании «Порядка расследования и учёта несчастных случаев, профзаболеваний и аварий на производстве», утверждённого постановлением Кабинета министров Украины №1112 от 25.08.2004г. Однако часто нерешённой остаётся главная задача. Речь идёт о полноценном и эффективном использовании полученной в ходе расследования информации, причём не столько для устранения, сколько для предотвращения последующих аварий на том же или однотипном оборудовании.

Расследование аварии подразумевает поэтапное решение следующей последовательности задач:

Сбор фактической информации о происшествии и оперативных действиях персонала, визуальный осмотр места и объекта аварии.
Изучение технологических и технических характеристик объекта аварии.
Анализ истории объекта (аналогичных аварий, проведенных работ по техническому обслуживанию и ремонтам).
Формирование рабочей гипотезы , проведение дополнительных исследований по необходимости (если дополнительные исследования опровергают гипотезу, выдвигается новая, достоверность которой подвергается проверке).
Определение причин аварии, сопутствовавших ей технических факторов, виновных (развитие подтверждённой рабочей гипотезы).
Разработка противоаварийных мероприятий .
Мониторинг выполнения противоаварийных мероприятий .

Полученная информация может быть использована при решении ряда технических и технологических вопросов, вопросов материального снабжения, управления персоналом, развития РС.

Целесообразным видится выполнение таких видов анализа:

причинно-факторный , который заключается в выявлении характерных проблем предприятия (например, недостаточная квалификация эксплуатационного персонала, отсутствие стабильного и своевременного материально-технического обеспечения, несоответствие объёмов и периодичности ремонтов оборудования интенсивности его эксплуатации и прочие);
пространственный , целью которого является определение “уязвимых мест” как отдельных машин, так и агрегатов, комплекса оборудования предприятия в целом;
временной , который направлен на выявление сезонных закономерностей, цикличности аварийных ситуаций, тенденций и прогнозов их возникновения.

Результаты проведенного анализа являются основанием для разработки мероприятий, направленных не только и не столько на борьбу со следствиями аварий, но в большей степени на устранение их причин и предотвращение возможности повторения в дальнейшем. [

Попробуйте представить, что вы стоите в карьере. Он находится далеко от цивилизации. Его параметры - две мили в длину и одну милю в глубину. При этом повсюду на небольшом расстоянии друг от друга расположены 45 гигантских автономных карьерных самосвала, вывозящих железную руду.

Каждое колесо на этих машинах выше человеческого роста, а каждая пара шин стоит $100 тыс. Эти транспортные средства работают при экстремальных нагрузках и в экстремальных условиях. Крайне важно, чтобы они работали продуктивно каждый день.

Вам нужно предвидеть проблемы, чтобы предотвратить поломки. Rio Tinto - всемирная компания по добыче полезных ископаемых со штаб-квартирой в Лондоне и крупными разработками в Австралии и других странах, имеющая самый большой парк гигантских автономных самосвалов в мире. Ее сотрудники сталкиваются с этим сценарием каждый день.

Транспортные средства компании за время ее работы перевезли более 200 млн тонн материалов примерно на 3,9 млн километров. Это эквивалентно транспортировке примерно 5,5 тыс. мостов Харбор-Бридж (г. Сидней) или 540 зданий Эмпайр-стейт-билдинг на Луну и обратно пять раз.

Итак, что происходит, когда один из этих автомобилей ломается в середине карьера?

Согласно подсчетам, в день компания в среднем теряла $2 млн за каждый автомобиль, который простаивал. Зачастую в эту же сумму обходилось буксировка сломанного самосвала из карьера - использовать сопоставимый рабочий автомобиль. Таким образом, убытки Rio Tinto возрастали с $2 до $4 млн в день, не считая ремонта поврежденного оборудования.

Поддержание оборудования в рабочем состоянии и сокращение расходов на техническое обслуживание является постоянной проблемой для любой компании, занимающейся добычей ресурсов карьерным способом. Это же относится к любому другому промышленному объекту, который требует беспрерывной работы.

Ответ: превентивное обслуживание на базе IoT

Превентивное обслуживание, основанное на предсказательной аналитике, позволяет предприятиям оперативно фиксировать будущую поломку, остановив работу механизмов, обеспечивая безопасность. Это позволяет, взять управление на себя и вывести автомобиль из карьера за счет оставшейся мощности.

Результатом внедрения превентивного обслуживания для Rio Tinto стала огромная окупаемость. Так же, как и любая компания, чей бизнес и критически важные системы сталкиваются с экстремальными условиями, предприятия могут получить аналогичную выгоду. Цель Rio Tinto заключалась в повышении эффективности, максимизации безопасности, уменьшении штата сотрудников и оптимизации производства путем объединения в единую сеть процессов и оборудования.

Ключевая часть проекта состояла в автоматизации автопарка, состоящего из 900 гигантских самосвалов. Для этого потребовалось установить на каждую машину 92 сенсора на двигателях, трансмиссиях и колесах.

Сенсоры отслеживают состояние, скорость, местоположение и другие параметры. Это фактически позволяет самосвалам, которые передвигаются только по частной территории, работать без водителей и даже оптимизировать маршруты, чтобы свести к минимуму расход топлива.

В совокупности автопарк Rio Tinto генерирует около 4,9 терабайт данных в день. Эта информация используется не только для управления работой транспортного средства и повышения эффективности его использования.

Превентивное обслуживание помогает компании «выжимать максимум» из каждой единицы оборудования в пределах срока эксплуатации. Но и эта небольшая прибыль добавляется к другим большим преимуществам. Большая часть технологий, необходимых для достижения чего-то подобного, уже существует в виде умных сенсоров, умных компонентов, протоколов подключения и экспертизы программного обеспечения.

Превентивное обслуживание с поддержкой IoT для сбора и передачи информации об оборудовании зависит от этих ресурсов. Возможно, сенсор температуры обнаружит небольшой перегрев двигателя. Датчик вибрации может зафиксировать колебания сверх допустимых норм, указав на потенциальный выход колеса из строя.

Затем система анализирует эту информацию в режиме, приближенному к реальному времени (NRT). Для анализа используются алгоритмы и возможности глубинного обучения, которые позволяют определить, что конкретная часть механизма изношена и, например, имеет вероятность поломки в 60% в течение следующих трех недель.

Ответственный сотрудник получает оповещение, чтобы оперативно заказать детали и запланировать обслуживание автомобиля. При превентивном обслуживании вы устраняете проблему до того, как она произойдет, а не после того, как она создаст хаос в графике вашего производства.

Каким может быть ваш быстрый путь к ценности IoT?

Подключенные и дистанционные операции, интеллектуальная аналитика и профилактическое обслуживание: это четыре проверенных пути к окупаемости IoT. Ваши конкуренты и партнеры внедряют решения IoT во многих отраслях - от сельского хозяйства до здравоохранения, спорта и развлечений.

Мачек Кранц (Maciej Kranz), вице-президент группы стратегических инноваций компании Cisco, осуществляет работу со стартапами и клиентами.

Оригинал статьи: iot-for-all.com

Каждая из следующих пять стратегий обслуживания оборудования имеет свои отличительные особенности и оптимальные сферы применения.

Превентивное (плановое) обслуживание (PM — preventive maintenance) . При использовании этой стратегии деятельность по обслуживанию оборудования осуществляется еще до того, как произойдет поломка, поэтому не возникает простой оборудования и количество произведенных изделий не падает. Практически всегда дешевле выполнять плановое обслуживание, чем ждать поломки.
Аварийное обслуживание (RM — reactive maintenance) . В этом случае обслуживание оборудование является реакцией на его выход из строя. Как ни странно, иногда эта стратегия может оказаться лучшей, о чем будет сказано далее.
Прогностическое обслуживание (PdM — predictive maintenance) . Обслуживание осуществляется на основе специфической информации об оборудовании, которая является надежным предшественником неизбежного отказа. В качестве примеров можно привести вибрационный или термоанализ.
Обслуживание по состоянию оборудования (CBM — condiction based manitenance) . Иногда этот термин используют как синоним планового обслуживания. В чем различие? При плановом обслуживании периодичность процедур обслуживания задается заранее, в плановом режиме. В случае обслуживания по состоянию работы выполняются в зависимости от того, какую информацию об оборудовании дают системы сбора данных в режиме реального времени — от сенсоров и других датчиков, которые измеряют определенные параметры. Система сбора данных сопоставляет их с данными, характерными для аварийного состояния, так чтобы можно было выполнить обслуживание до выхода оборудования из строя.
Обслуживание по надежности (RCM — reliability centered maintenance) . Охватывает широкую сферу деятельности и часто включает в себя другие стратегии. Обслуживанием по надежности называют процесс определения минимального безопасного уровня обслуживания. RCM начинается с того, что вам нужно ответить на семь вопросов об оборудовании:
1. Какие функции и связанные с ними стандарты производительности существуют в существующем производстве?
2. Каким образом возникает ситуация, когда оборудование перестает выполнять свои функции?
3. Каковы причины каждого вида функционального выхода из строя?
4. Что происходит, когда происходит каждый вид выхода из строя?
5. Какое значение имеет каждый вид выхода из строя?
6. Что можно предпринять, чтобы предотвратить каждый вид выхода из строя?
7. Что нужно делать, если не удалось подобрать подходящую процедуру превентивного обслуживания?

RCM — комплексный инженерный подход, целью которого является выполнение всех работ, необходимых для обеспечения высочайшего уровня надежности оборудования, при минимальных затратах на обслуживание.

Как выбрать подходящую стратегию

Превентивное (плановое) обслуживание

Для того, чтобы поддерживать работоспособность оборудования, вам нужно разработать детальные планы работ, которые будут оговаривать все действия по обслуживанию оборудования и временные интервалы для каждого такого действия. Так же вам понадобится система сбора информации о состоянии оборудования, которая будет накапливаться в ходе проверок. Обычно это делают путем оформления заданий на плановое обслуживание, а данные для дальнейшего анализа собираются компьютеризованной системой управления обслуживанием (MMS — maintenance management system).

Аварийное обслуживание

Является правильной стратегией только в том случае, если нет простого и недорогого способа выполнения ремонта оборудования. Если дешевле заменить деталь, чем ремонтировать ее, то вам нужно использовать стратегию аварийного обслуживания и поддерживать постоянный запас сменных деталей. Примером такой детали может служить электрический двигатель мощностью менее 5 л.с.

Прогностическое обслуживание

Для осуществления такого обслуживания необходимо потратиться либо на приобретение аналитического оборудования и обучение пользователей, либо на привлечение подрядчиков для выполнения анализа. Правильный выбор будет зависеть от конкретной ситуации.

Обслуживание по состоянию оборудования

В целом это хорошая стратегия (конечно, в зависимости от вашего оборудования), кроме того, это еще и хороший способ сэкономить на вкладываемых усилиях. CBM обычно требует инвестиций в систему удаленного сбора данных и обучение пользователей.

Обслуживание по надежности

В целом отличная стратегия обслуживания и рассматривается многими экспертами как наиболее эффективная с точки зрения затрат. Как говорилось выше, RCM может охватывать все остальные стратегии в зависимости от компонентов оборудования и доступных ресурсов.

Фотография взята здесь: http://xcompstore.pl/uslugi/.

Кому это может быть интересно

PdM (predictive maintenance, предиктивное обслуживание) — вид обслуживания оборудования, основанный на диагностике и контроле его состояния.

Современный подход к обслуживанию оборудования основан на методологии , в соответствии с которой целью обслуживания является не поддержание каждой единицы оборудования в безупречном состоянии (что требует неоправданно высоких затрат), а обеспечение надежности критичных для деятельности предприятия производственных и технологических процессов. При этом для некритичного оборудования могут применяться традиционные виды обслуживания:

Реактивный — наработка на отказ без технического обслуживания; используется, когда оборудование легко заменяется или ремонтируется без ущерба для деятельности предприятия
Превентивный — аналогичен системе планово-предупредительных ремонтов (ППР); используется для оборудования, стоимость простоя которого невысока, а ремонт не занимает много времени

Предиктивное (прогнозное) обслуживание применяется в случаях, когда степень использования оборудования в производственной цепочке оценивается как высокая, а его отказ или длительный простой приводит к существенным финансовым потерям.

Предиктивное обслуживание, в отличие от превентивного, позволяет производить ремонт не по заранее составленному плану, а когда в нем возникает необходимость. Благодаря этому можно, с одной стороны, не тратить средства и время на плановое обслуживание оборудования, которое и без ремонта способно нормально проработать еще несколько месяцев, с другой — снижается вероятность внепланового простоя, вызванного неожиданной поломкой.

Достигается это за счет:

сбора данных о техническом состоянии оборудования и их предварительной обработки
раннего обнаружения неисправностей
прогнозирования времени наступления отказа
планирования обслуживания
оптимизации ресурсов, выделяемых на обслуживание оборудования

По мере развития средств (IIoT), в частности, благодаря оснащению оборудования различными датчиками, сбор данных о его техническом состоянии можно будет выполнять не периодически, а непрерывно, без приостановки эксплуатации оборудования. Своевременное обнаружение даже небольших отклонений рабочих параметров позволит оперативно принимать меры для обеспечения нормальной работы оборудования. Технологии (Большие данные) позволят прогнозировать время наступления отказа с высокой точностью.

Основные преимущества системы PdM:

эффективность планирования обслуживания
предотвращение непредвиденных сбоев

Располагая информацией о том, какое оборудование нуждается в техническом обслуживании, соответствующие работы можно запланировать на период, когда они будут наиболее рентабельны. Таким образом незапланированные длительные простои преобразуются в более короткие плановые и время доступности оборудования увеличивается.

Другие потенциальные преимущества PdM:

увеличение срока службы оборудования
повышение безопасности производства
уменьшение количества аварий с негативным воздействием на окружающую среду
формирование оптимального набора запасных частей и материалов

В системе IT-Enterprise предиктивное обслуживание обеспечивается продуктом " ". Он обеспечивает высокий уровень надежности каждой единицы оборудования.

Март 2013

Билл Лайдон (Bill Lydon)

Стратегия технического обслуживания становится все более важной темой, в связи с большим числом стареющих автоматизированных систем управления производственными процессами (АСУ ТП) в развитых странах, и недостатка квалифицированного персонала в других частях света. Цель стратегии технического обслуживания - достичь максимальной доступности АСУ ТП на производстве, без ущерба для безопасности и излишних расходов. Доступность в данном контексте определяется как состояние, при котором производственная система может использоваться, и функционирует правильно. Когда доступность меньше 100%, теряются доходы. Каков же наилучший путь для обеспечения наивысшей доступности?

Обслуживание, нацеленное на надежность

Концепция «обслуживания, нацеленного на надежность» или ОНН (Reliability Centered Maintenance, RCM), подсказывает некоторые полезные идеи и подталкивает к размышлениям. ОНН подразумевает внедрение или улучшение программы технического обслуживания путем использования систематического структурированного подхода, основывающегося на оценке последствий отказов, функциональной важности компонентов системы, а также истории их отказов/обслуживания. Своими корнями концепция уходит в начало 60-ых гг. прошлого века, когда широкофюзеляжные самолеты впервые появились на коммерческих авиалиниях. Основным опасением в то время были ожидания, что существовавшие тогда превентивные программы обслуживания, реализуемые по расписанию, будут плохо влиять на экономическую эффективность более крупных и сложных летательных аппаратов. А вот опыт авиакомпаний с ООН показал, что издержки на обслуживание оставались, в целом, постоянными, в то время, как доступность и надежность самолетов улучшилась. ООН сейчас является стандартной практикой в большинстве авиакомпаний мира.

Технический стандарт SAE JA1011 (www.SAE.org), «Критерии оценки для процессов ООН» (Evaluation Criteria for RCM Processes), начинается со следующих 7 вопросов:

1. Какова роль данного компонента, и в соответствии с какими стандартами он должен функционировать?

2. Каковы возможные случаи отказа?

3. Какие события могут привести к подобному отказу?

4. К чему ведут такие отказы?

5. Насколько важно событие отказа?

6. Какие систематические действия можно предпринимать проактивно для предотвращения или уменьшения до приемлемого уровня последствий отказа?

7. Что делать, если подходящее превентивное действие не может быть идентифицировать?

Последствиям отказов присваиваются уровни критичности. Некоторые функции не критичны, в то время, как другие должны быть сохранены любой ценой. Задачи обслуживания нацеливаются на основные причины отказов. Процесс ОНН прямо направлен на отказы, которые можно предотвратить правильным обслуживанием. Возможные отказы, вызванные маловероятными событиями, такими как стихийные бедствия и т.д. обычно не получают превентивных действий, если риск не слишком высок, или хотя бы терпим. Если же риск отказов очень высок, практика ООН рекомендует внести изменения, которые понизят риск до терпимого уровня.

Целью программы обслуживания является сфокусировать ограниченные экономические ресурсы на тех компонентах или системах, отказ которых приведет к наиболее тяжелым последствиям. ООН уделяет особое внимание использованию предиктивных техник обслуживания, наряду с традиционными превентивными мерами.

Высоконадежные устройства

Показатели «наработки на отказ» (MTBF) и «среднего времени восстановления» (MTTR) устройств очень важны с точки зрения оценки их доступности. Разумеется, далеко не все производства могут позволить себе стоимость резервирования критических систем. Однако использование продуктов с более высоким показателем MTBF и более низким показателем MTTR явно может улучшить общую доступность систем. Есть смысл создать список ненадежных устройств, работавших со сбоями на протяжении какого-то периода времени, и этот список станет основой для процесса определения того, какие устройства необходимо заменить более надежными. Вообще, учитывать показатели MTBF и MTTR при принятии решений о закупке намного полезнее, чем ориентироваться только на стоимость. Задавайте такие вопросы производителям или интеграторам.

Предиктивное обслуживание

Предиктивное обслуживание основано на реальном состоянии и производительности компонента. Обслуживание осуществляется не по жесткому графику, а в случае изменений в характеристиках устройства. Примером предиктивного подхода может служить использование сенсоров коррозии или вибрации. Кроме того, сейчас получают распространение аналитические программные продукты, позволяющие прогнозировать отказы на основе информации, поступающей от систем автоматизации в режиме реального времени.

Усовершенствование существующих систем

Можно улучать надежность и ремонтопригодность существующих систем для улучшения доступности в условиях ограниченных времени и бюджеты. Обычно это подразумевает вовлечение сотрудников технической поддержки в процессы разработки новых систем или модернизации существующих. Простая прогулка по производству вместе с коллегами из отдела техобслуживания позволит вам больше узнать о существующих или потенциальных проблемах в АСУ ТП, а значит, предпринять нужные действия для улучшения ситуации.

Улучшаем превентивное обслуживание

Конечно, можно «спустить на тормозах» превентивное обслуживание, особенно, когда бюджеты ограничены, но это неразумно. Мониторинг расходов на превентивное обслуживание обеспечивает ценную информацию для принятия решений о замене оборудования, а также могут сослужить хорошую службу при обосновании расходов на модернизацию.

Услуги удаленных консультантов

Многие вендоры начинают предлагать удаленные услуги, при которых персонал на производстве может в сложных ситуациях пользоваться помощью экспертов благодаря современным средствам IТ. Это может быть обычная вебконференция, организованная с помощью планшетного компьютера, которая позволит обсудить проблемы с удаленным экспертом. Конечно, ваш персонал должен владеть основной информацией по устройству систем автоматизации, однако, все знать сложно, и эксперт, физически находящийся на другом конце земного шара, иногда может очень помочь.

Аутсорсинг

Большинство вендоров систем промышленной автоматизации, в последние два года начали предлагать своим заказчикам услуги аутсорсинга, во всяком случае - на крупнейших рынках. Эта услуга может стать еще одним важным компонентом стратегии обслуживания. Однако нужно осознавать, что за эффективность производства все равно отвечает сам заказчик. Конечно, аутсорсинг технического обслуживания может иметь преимущества, однако их надо тщательно анализировать. Основной фактор, который необходимо рассмотреть - связь между вероятным временем простоя и экономией от использования аутсорсинга. Персонал на производстве все равно отреагирует быстрее, при наличии соответствующего обучения. Решение о том, какие системы должны поддерживаться локальным персоналом, а что можно отдать на аутсорсинг важно при анализе рисков.