В настоящей статье представлен опыт организации общезаводского диагностического пространства на базе программной платформы SAFE PLANT и его интеграции в систему управления Oracle для повышения эффективности управления основными производственными активами и оптимизации затрат на ТОиР всех подразделений ПАО «Уралкалий» в рамках стратегии внедрения индустриального интернета.

Источник: Журнал Prostoev.NET №4(9), 2016 г.  

Авторы: Иванов Д.В., Малышев О.В., Свириденко Д.В., Хасанов Р.А. (ПАО «Уралкалий»); Сушко А.Е., Беклемишев А.В. (НПО «Диагностические технологии»)


pic1

Вся история развития промышленности характеризуется чередованием длительных эволюционных периодов, в процессе которых происходило медленное накопление знаний, навыков и технологий, и стремительных революционных прорывов, кардинально изменяющих сам характер организации производственных процессов. Моментом зарождения промышленности можно считать эпоху становления натурального крестьянского хозяйства в первобытном обществе. В это время формировались основные отрасли производственной деятельности по изготовлению продукции для собственного потребления из местного сырья. В период средневековья домашняя промышленность постепенно заменялась мелким ручным ремесленным производством (рис. 1). 

Со временем ремесло стало играть важную роль в экономике государств эпохи феодализма. Процесс отделения ремесла от сельского хозяйства способствовал становлению самостоятельной отрасли общественного производства – промышленности. Его выделение в особую сферу труда связано с развитием торгово-промышленных центров и городов.

Первый качественный скачок в промышленности датируется концом XVIII – первой половиной XIX веков, когда в Англии, а затем и других странах Запада и Америки произошел переход от ручного труда к машинному. Данный процесс, названный впоследствии Первой промышленной революцией, привел к замене человеческих рук машинами почти во всех областях производства и вызвал колоссальный рост производительности труда (рис. 2).

pic2

Основой данной революции явилась индустриализация – переход от аграрной экономики к промышленному производству и утверждение капитализма в качестве мировой системы хозяйства. Первая промышленная революция была связана не просто с началом массового применения машин, она привела к глубинному изменению всей структуры общества. Данная революция сопровождалась резким повышением производительности труда, ускоренной урбанизацией, началом быстрого экономического роста и увеличением жизненного уровня населения.

Второй промышленной (технологической) революцией называют трансформацию в период со второй половины XIX по первые десятилетия XX века. Началом революции считают внедрение бессемеровского способа выплавки стали в 1860-х годах, а кульминацией – распространение поточного производства и конвейерных линий (рис. 3).

pic3

В 1860–1870-х годах технологическая революция быстро охватила Западную Европу, США, Российскую империю и Японию. В отличие от Первой промышленной революции, основанной на инновациях в производстве чугуна, паровых двигателях и развитии текстильной промышленности, Вторая промышленная революция происходила на базе производства высококачественной стали, распространения железных дорог, электричества и химикатов. В эпоху Второй промышленной революции развитие экономики было преимущественно основано на научных достижениях, а не просто удачных изобретениях.

Первая и Вторая промышленные революции фундаментально изменили жизнь и труд человечества и преобразили облик планеты. Новый качественный скачок в организации промышленного производства, названный Третьей (цифровой) промышленной революцией, произошел во второй половине XX века. Он характеризовался переходом от аналоговых технологий к цифровым, внедрением систем АСУ и информационно-коммуникационных средств (рис. 4).

pic4

Большинство ученых считают началом революции 1969 год – год выпуска первого программируемого логического контроллера. За четыре последующих десятилетия аппаратные системы управления на базе ПЛК, локальные сети, интернет, средства беспроводной коммуникации и EAM/ERP-решения полностью изменили облик современного производства, обеспечив автоматизацию многих производственных процессов и возможность оперативного принятий решений.

Несмотря на продолжение Третьей промышленной революции, в 2016 году на Всемирном экономическом форуме в Давосе, а также на его Московской встрече, ведущие экономисты констатировали начало новой Четвертой промышленной революции (рис. 5), которая уже сейчас воспринимается как смена индустриальной парадигмы (рис. 6). Суть инноваций заключается в тотальной автоматизации и роботизации. «Умные производства», как их описывают исследователи Технологического университета города Дортмунд (Германия), должны обладать целым набором отличительных признаков. Они будут иметь виртуальную копию, которая позволит проводить симуляции технологических процессов и отслеживать эффективность работы на любом производственном этапе. Человеческий фактор во многих случаях будет исключен, и сама система будет принимать определенные технические решения, основываясь на показаниях аппаратуры: приборы будут самостоятельно кооперировать между собой [1].

pic5

Примером такой кооперации на бытовом уровне может служить «Интернет вещей» (IoT – Internet of Thing), стремительно набирающий популярность в последние годы [2]. Возможность автоматического принятия рутинных решений обеспечивается развитой «коммуникацией» устройств и их способностью к взаимной идентификации, обмену и обработке данных. Эти свойства «умных» устройств позволяют исключить человека из взаимодействия, сделав процесс принятия решений более автономным, надёжным, быстрым, системным и контролируемым. Уже сейчас холодильник может автоматически заказывать в магазине необходимые продукты питания, а микроволновая печь скачивать рецепты из Всемирной паутины. Автомобиль компании Tesla умнеет с каждым месяцем эксплуатации, получая обновления через интернет, обмениваясь информацией со смартфоном пользователя и изучая его привычки. Он самостоятельно адаптируется к маршрутам, рассчитывает время выезда в зависимости от дорожной ситуации, планов в календаре и места следующей встречи, прогревает салон перед расчетным временем выхода из дома.

Подобные подходы начинают использоваться и в промышленности. Ярким примером служит промышленный интернет (индустриальный «Интернет вещей») – (IIoT – Industrial Internet of Things) – концепция построения коммуникационных инфраструктур, подразумевающая подключение к сети Интернет любых не бытовых устройств: оборудования, датчиков, АСУ ТП, а также взаимную интеграцию данных объектов. Ключевым драйвером распространения индустриального интернета является повышение эффективности существующих производственных и технологических процессов, а также снижение потребности в капитальных затратах. Сегодня в систему промышленного «Интернета вещей» активно вовлекаются все новые участники: производители датчиков, измерительных устройств, программного обеспечения, системные интеграторы, организации-заказчики (причем как B2B, так и B2G), операторы связи и пр. 

pic6

Внедрение индустриального интернета оказывает значительное влияние на экономику отдельных компаний и стран, способствует повышению производительности труда и росту валового национального продукта, положительным образом сказывается на условиях труда и профессиональном росте сотрудников [3]. Самое пристальное внимание уделяется развитию и регулированию промышленного интернета в России на государственном уровне. С 2017 года под патронажем правительства РФ реализуется Национальная технологическая инициатива, направленная на создание нормативной и правовой базы применения индустриального интернета [4]. Одним из пионеров в области внедрения передовых инновационных технологий в России является ПАО «Сбербанк». Его руководитель Герман Греф на Московской встрече ВЭФ [5] отметил, что «не останется ни одной индустрии, которую не затронут новые технологии, – ИТ каждую неделю “съедают” новую отрасль. Существует только два варианта: либо ждать, когда это произойдет, либо трансформироваться».

Впервые на отечественных производственных предприятиях подобная масштабная трансформация была осуществлена на ПАО «Уралкалий» в сфере технического обслуживания и ремонта (ТОиР) оборудования. Однако ее реализации предшествовали долгие годы работы коллектива компании и плодотворное сотрудничество с НПО «Диагностические технологии» по вопросам внедрения и адаптации глобальной общезаводской платформы SAFE PLANT.

На любом современном промышленном предприятии большое внимание уделяется вопросам повышения рентабельности производства за счет эффективного управления производственными активами с использованием оптимальной стратегии технического обслуживания и ремонта. Опыт отечественных и зарубежных промышленных предприятий показывает, что оправданное сокращение затрат на ТОиР без снижения надежности эксплуатации оборудования достигается только при помощи комплексного внедрения современных методов диагностирования [6, 7]. Являясь одним из мировых лидеров в области производства минеральных удобрений, ПАО «Уралкалий» уделяет особое внимание вопросам применения технической диагностики. По этой причине на предприятии в составе блока по ремонтам технической дирекции на протяжении более 15 лет активно развивается управление мониторинга, наладки и экспертизы.

Одной из наиболее ответственных структур отдела мониторинга и оценки качества работ в составе управления мониторинга, наладки и экспертизы является служба мониторинга и наладки роторного оборудования (далее – служба диагностики), которая отвечает за оценку технического состояния роторного оборудования, его балансировку и центровку. В задачи службы численностью 25 человек входит контроль большей части парка основного динамического оборудования компании (свыше 5 000 единиц), расположенного на территории шести рудоуправлений. При помощи переносных приборов специалисты-диагносты производят измерения различных вибрационных параметров, выполняют анализ полученных результатов, составляют отчеты, выдают предписания на проведение мероприятий ТОиР и осуществляют наладку агрегатов. Для удобства организации ежедневной работы мобильные группы специалистов службы располагаются на территории всех рудоуправлений и осуществляют контроль подземных машин, фабрик и комплексов погрузки готовой продукции. Работа специалистов данных групп организована в соответствии с графиком обследований, утвержденным техническим руководством предприятия, а также по заявкам цехов – перед выводом оборудования в ремонт, после ремонта либо в случае ухудшения технического состояния отдельных агрегатов. С момента организации службы в 1999 году специалисты проделали колоссальный путь от контроля простейших роторных агрегатов по общему уровню вибрации до углубленного диагностирования и оценки остаточного ресурса всех узлов сложных многовальных машин в условиях нестационарной работы. Все диагносты прошли обучение и аттестацию на соответствие I и II уровням по вибрационному и другим методам неразрушающего контроля.

Техническое оснащение службы диагностики переносными приборами пришлось на начало 2000-х годов. В то время на российском рынке преобладали недорогие анализаторы вибрации отечественного производства. По итогам сравнительного анализа выбор был сделан в пользу виброанализаторов «Кварц» и «Топаз-В». Практика эксплуатации данных приборов показала их высокую надежность, однако по мере накопления опыта функциональные возможности используемых измерительных приборов и программного обеспечения стали существенно ограничивать возможности специалистов. Данные приборы имели низкий динамический диапазон и спектральное разрешение [8], что препятствовало достоверному распознаванию некоторых видов неисправностей, а программное обеспечение «Диамант 2» не поддерживало многопользовательской работы по сети. Кроме того, максимальный размер базы данных был ограничен несколькими сотнями мегабайт (примерно один месяц измерений), что не позволяло организовать общее диагностическое пространство. Поэтому на каждом рудоуправлении существовало несколько независимых автономных баз, специалисты не имели сетевого доступа к данным, а весь документооборот был организован в ручном режиме. После длительного просмотра результатов измерений характерные значения с использованием текстового редактора вручную заносились в таблицы, распечатывались и передавались руководителю службы.

Помимо значительной трудоемкости данного процесса, низкой скорости передачи результатов измерений и формирования ремонтных предписаний, полностью отсутствовала оперативная обратная связь. Невозможно было просмотреть данные, необходимые для постановки диагноза, обсудить корректность диагностического заключения, оценить сформированный перечень ремонтных работ и пр. Таким образом, определяющую роль при организации ТОиР играли человеческий фактор и квалификация специалиста. Высокая достоверность выводов и рекомендаций опытных работников могла нивелироваться ошибочными заключениями менее подготовленных коллег.

Новым профессиональным вызовом для специалистов службы диагностики стала необходимость внедрения поузловой диагностики и оценки остаточного ресурса при переходе на новые формы ТОиР с целью сокращения затрат на ремонты и продления межремонтного пробега основного оборудования [9]. Понимая всю сложность поставленной задачи, руководство управления мониторинга, наладки и экспертизы ПАО «Уралкалий» обратилось к фирмам-разработчикам программного обеспечения и ведущим отраслевым институтам с запросом на создание единой диагностической базы данных, разработку механизмов поузловой экспертной диагностики, расчет статистических моделей отказов оборудования и построение прогноза остаточного ресурса в автоматическом режиме. Однако ни один из предложенных вариантов не отвечал всем необходимым требованиям. В результате было принято решение о создании внутренних нормативных документов, разработке математических моделей отказов и построении трендов остаточного ресурса силами специалистов предприятия. Поставленная задача была успешно решена в рамках «Инструкции по вибрационному обследованию и уравновешиванию роторного оборудования ПАО "Уралкалий"» и «Методики остаточного ресурса роторного оборудования ПАО "Уралкалий"». Также для основных видов динамического оборудования были рассчитаны коэффициенты экстраполяционных кривых, позволяющие оценить скорость развития дефекта и время достижения предельных зон технического состояния выбранного агрегата. Все математические построения были реализованы в программе Microsoft Excel, а ввод исходных данных выполнялся в ручном режиме. Кроме того, не была окончательно решена задача автоматизированной диагностики – рассчитанные частоты неисправностей необходимо было искать на спектрах и формах сигнала также в ручном режиме. Внедрение новых подходов к организации технического диагностирования позволило повысить достоверность постановки диагноза, однако нагрузка на специалистов службы диагностики существенно возросла.

Опыт использования моделей для оценки остаточного ресурса различных видов оборудования показал, что для корректной работы алгоритмов прогнозирования необходимы точные сведения о фактической наработке, а также дополнительная информация о наиболее информативных «невибрационных» параметрах, таких как ток потребления двигателей, температура подшипников, нагрузка и пр. Все эти параметры контролировались заводской системой АСУ, однако доступ диагностов к имеющимся данным был затруднен. Специалисты после окончания измерений вынуждены были идти на пост управления и вручную переписывать на бумагу необходимые показания приборов для последующего ручного ввода в программное обеспечение. Данная операция отнимала значительную часть времени, а главное – не гарантировала корректности полученных данных в силу возможного изменения технологических режимов работы в процессе измерений.

Новым этапом развития системы ТОиР на предприятии стало внедрение глобальной общезаводской системы управления основными фондами Oracle. Помимо модулей, отвечающих за финансы, склад и персонал, в состав данной EAM-системы вошел модуль ТОРО для планирования сроков и объемов ремонтных работ. Этот модуль обеспечивал автоматизацию процессов организации ТОиР, позволял проводить статистический анализ ремонтных мероприятий и выбирать наиболее экономически эффективные формы ТО. Исходной информацией для принятия решений с использованием модуля ТОРО являются сведения об актуальном техническом состоянии основных производственных активов и результаты диагностирования, проводимого специалистами службы. Для наполнения данного модуля были разработаны специальные формы ввода (свыше 50 параметров по каждому агрегату) и регламенты их заполнения. Обязанности по передаче всех необходимых данных были возложены на службу диагностики. Ежедневный ручной ввод свыше 5000 параметров не только требует существенных временных затрат, но и сопровождается ошибками, что снижает эффективность использования модуля ТОРО. Также дополнительные средства расходуются на выделение отдельных лицензий Oracle для специалистов службы диагностики.

Для оценки экономической эффективности реализуемых мероприятий ТОиР особое значение имеет грамотно построенная аналитическая работа по изучению особенностей эксплуатации и ремонта основных производственных активов при помощи модуля ТОРО базы Oracle. Решение этой задачи было возложено на специалистов подразделения надежности, организованного в составе блока по ремонтам технической дирекции компании. В задачи специалистов подразделения входят оценка информации о текущем состоянии оборудования, выяснение причин возникновения отказов и внеплановых простоев, анализ фактических сроков и объемов проводимых мероприятий ТОиР и пр. Однако эффективность работы данного подразделения снижается ввиду отсутствия в БД Oracle актуальной информации о текущем состоянии оборудования, его фактической наработке, результатах диагностирования и рекомендациях по обслуживанию и ремонту, формируемой специалистами службы диагностики.

Точечная закупка новых приборов зарубежных производителей (Pruftechnik, CSI и пр.), предпринятая в рамках технического перевооружения, не решила существующих проблем. Благодаря превосходным техническим характеристикам данные приборы позволили с высокой достоверностью выявлять неисправности отдельных механизмов на ранних стадиях их развития, однако ввиду закрытых протоколов обмена результаты измерений не могли быть экспортированы в существующие базы. Западные компании, поставляя «готовый продукт», не были готовы ни к оказанию дополнительных услуг по настройке и адаптации программного обеспечения к задачам ПАО «Уралкалий», ни к формированию автоматизированного документооборота. В результате все работы по формированию отчетов, расчету остаточного ресурса, передаче данных в Oracle также легли на плечи специалистов службы диагностики.

Улучшить ситуацию было решено при помощи технологий цехового контроля, которые в течение последних десятилетий активно развиваются на Западе [10, 11]. В рамках существующей концепции организации ТОиР доказывается высокая эффективность вовлечения персонала цехов (мастеров, механиков, энергетиков, обходчиков) в процесс сбора первичной информации – общих уровней вибрации подконтрольного оборудования, температуры подшипников, результатов визуальных наблюдений. Для решения этих задач используются инспекционные планшеты, а также простейшие измерительные приборы – виброметры и пирометры. Полученные сведения передаются в службу диагностики и являются основанием для формирования очередности проведения диагностирования. В этом случае диагносты выполняют не поверхностный плановый мониторинг состояния всего парка оборудования, а проводят точечные углубленные диагностирования агрегатов с выявленными отклонениями в работе с целью обнаружения неисправных узлов и оценки остаточного ресурса. Опыт внедрения данных средств на ПАО «Уралкалий» показал, что использованные решения являются эффективным полевым инструментом для первичной оценки состояния оборудования, однако к главным потребителям информации – диагностам – данная информаций не поступает напрямую. Применяемые диагностами базы не поддерживают связь с виброметрами и другими простейшими контрольными приборами, что на практике приводит к необходимости работы в разных программах и проведения дополнительного ручного анализа.

Таким образом, большинство мероприятий по совершенствованию стратегии ТОиР (разработка математических моделей отказов, составление экспертных правил, экспорт данных из АСУ ТП, внедрение Oracle, обновление парка измерительной аппаратуры, организация цехового контроля) не позволило разрешить существующих трудностей (рис. 7):

  • отсутствие единой общезаводской диагностической базы данных;
  • низкая скорость принятия решений (с момента выявления неисправности оборудования диагностами рудоуправлений до передачи ремонтного предписания проходит много стадий согласования, которые выполняются в ручном режиме);
  • отсутствие оперативной обратной связи между диагностами рудоуправлений и руководителями службы, отдела и управления;
  • организация бумажного документооборота с использованием ручного ввода данных при помощи текстовых редакторов;
  • выполнение большого количества рутинных процедур по пользовательскому вводу данных (из баз данных в отчеты, из баз данных в Excel, из АСУ ТП в базы данных, из баз данных в Oracle);
  • влияние человеческого фактора при диагностировании, формировании ремонтных предписаний и ручном переносе данных;
  • отсутствие оперативного доступа к диагностическим данным с целью контроля текущего состояния оборудования, проверки выполнения ремонтных предписаний, формирования статистических отчетных документов.

pic7

Для решения этих задач руководством технической дирекции, управления мониторинга, наладки и экспертизы и специалистами службы диагностики ПАО «Уралкалий» были сформированы основные требованиями к программному обеспечению:

Глобальность

Для эффективного мониторинга текущего состояния и достоверного диагностирования всего парка динамического оборудования, для своевременного планирования ТОиР необходима организация единого диагностического пространства (общезаводской базы данных). Доступ к базе данных должны иметь не только диагносты рудоуправлений и центрального подразделения, но и персонал цехов – обходчики, механики, энергетики рудоуправлений, ремонтные службы, а также технические руководители, отвечающие за ТОиР (рис. 8).

pic8

Масштабируемость

Область применения программной платформы должна расширяться по мере необходимости с сохранением всей накопленной ранее базы данных. Могут добавляться новые технологические позиции, участки, производства, а также дополнительные структурные подразделения, участвующие в организации обмена данными в рамках единого диагностического пространства.

Универсальность

Эффективная организация ТОиР на любом современном предприятии базируется не только на результатах диагностирования с использованием различных методов разрушающего и неразрушающего контроля (вибрационного, тепловизионного и пр.). Для достоверной оценки технического состояния необходима информация о режимах работы оборудования, для расчета остаточного ресурса – сведения о текущей наработке. Также при планировании и реализации мероприятий ТОиР требуются данные по балансировкам, центровкам, предыдущим ремонтным воздействиям и установленном ЗИПе. Таким образом, используемое программное обеспечение должно предоставлять инструментарий для ввода, хранения, отображения и совместного анализа различных вибрационных, температурных, токовых и других параметров, а также иметь интерфейс для оценки проводимых мероприятий виброналадки и ТОиР (рис. 9).

pic9

Интегрируемость

Для повышения эффективности управления ТОиР в программном комплексе должны быть организованы гибкие механизмы взаимодействия с внешними аппаратными и программными системами. В единую диагностическую базу данных должна передаваться необходимая информация из систем АСУ (ток потребления – для расчета наработки, температура подшипников и режимы работы оборудования – для повышения достоверности диагностики и пр.). Также необходим двусторонний обмен данными с общезаводской системой управления основными фондами Oracle. Краткие результаты диагностики, содержащие значения общих уровней вибрации опор, выводы о состоянии узлов и ремонтные предписания по электрической и механической части должны автоматически экспортироваться в Oracle, а из системы Oracle должны передаваться данные о выполненных ремонтных воздействиях и технических обслуживаниях оборудования.

Модульность

Программа должна быть построена по модульному принципу, где каждый раздел представляет собой независимый инструментарий для выполнения определенного набора пользовательских задач: создание и редактирование внутренней структуры базы, просмотр данных, анализ результатов измерений, формирование отчетности, обмен данными и др. Доступ к модулям должен предоставляться в соответствии с правами различных групп пользователей – администратора, руководителей, диагностов, специалистов службы надежности, обходчиков, ремонтников и пр.

Распределенность

Для эффективного обмена информацией между различными структурными подразделениями предприятия должен быть обеспечен быстрый многопользовательский доступ к различным разделам диагностической базы данных по сети с удаленных клиентских рабочих мест. При этом администратор программы должен иметь возможность ограничивать доступ пользователей в соответствии с их принадлежностью к структурному подразделению предприятия (рис. 10).

pic10

Совместимость

Программное обеспечение должно поддерживать полноценное взаимодействие с максимально возможным количеством различных видов измерительных систем, используемых на предприятии. На ПАО «Уралкалий» к таким системам относятся виброанализаторы «Кварц» / «Топаз-В» / «Топаз», виброанализатор VibExpert II, виброанализатор CSI 2140, виброанализатор Corvet STD-3300, а также приборы центровки и виброметры. Обмен данными с этими приборами должен быть организован на уровне протоколов обмена, так как иные способы передачи данных не обеспечивают полнофункциональной работы. Также используемое программное обеспечение должно поддерживать возможность автоматической конвертации всех старых баз данных ПО «Диамант 2», накопленных специалистами службы за 15 лет работы, в единое диагностическое пространство. При этом важно, чтобы конвертация обеспечивала перенос всей структуры базы, настроек объектов уровней агрегат , точка, замер, а также результатов измерений в режимах коллектор и анализатор.

Функциональность

Опыт практической работы с диагностическими программами различных отечественных и зарубежных производителей позволил сформировать основные требования к функциональным возможностям пользовательского анализа. Программное обеспечение должно поддерживать возможность совместного и раздельного просмотра трендов, спектров и форм сигналов по различным точкам, одновременного просмотра трендов и исходных замеров, а также режимных параметров, иметь инструменты для обработки сигналов – построения спектров, спектров огибающей, круглограмм, фильтрации и пр.

 

Программная платформа SAFE PLANT, разработанная коллективом НПО «Диагностические технологии» (ООО НПО «ДИАТЕХ», Москва) [12, 13], в полной мере удовлетворяла всем указанным выше требованиям. Для проверки возможности практического использования данного программного обеспечения на ПАО «Уралкалий» в конце 2015 года было закуплено три лицензии ПО SAFE PLANT (редакция Advance) в составе виброизмерительного комплекта Corvet совместно с прибором STD-3300. За несколько месяцев работы при поддержке специалистов НПО «ДИАТЕХ» была успешно решена задача формирования единого общезаводского диагностического пространства – создана общая база агрегатов по всем рудоуправлениям, а старые результаты измерений из ПО «Диамант 2» были экспортированы в новую БД. Кроме того, были адаптированы существующие формы отчетности в соответствии с требованиями ПАО «Уралкалий» и организован автоматический электронный документооборот (рис. 11). 

pic11

Для оценки возможности работы ПО SAFE PLANT в расширенном сетевом многопользовательском режиме НПО «ДИАТЕХ» передало во временное пользование комплект из 100 электронных ключей для подключения к базе данных диагностов всех рудоуправлений, технических руководителей подразделений. При помощи утилиты администрирования прав доступа различных групп пользователей SP_Admin из пакета программ SAFE PLANT были настроены все учетные записи. Опыт работы с большими массивами информации (свыше 100 000 замеров, более 10 млн записей данных за 15 лет работы по 5000 единиц динамического оборудования) по локальной сети показал необходимость повышения скорости доступа к данным. В течение двух последующих месяцев специалисты НПО «ДИАТЕХ» устранили выявленные замечания по быстродействию и обеспечили оперативный доступ всех пользователей к необходимой диагностической информации.

На следующем этапе была решена задача интеграции единого диагностического пространства SAFE PLANT в систему управления основными фондами Oracle. При помощи утилиты SP_Gate из пакета программ SAFE PLANT специалистами НПО «ДИАТЕХ» была настроена таблица соответствия активов БД Oracle и агрегатов диагностической базы. Это позволило в автоматическом режиме передавать все необходимые данные (краткие результаты измерений, список замечаний, ремонтные предписания и пр.) из ПО SAFE PLANT в соответствующие разделы таблиц Oracle для организации эффективной стратегии ТОиР.

Благодаря скоординированной работе специалистов технической дирекции ПАО «Уралкалий» и сотрудников НПО «ДИАТЕХ» в течение 2016 года удалось решить практически все накопившиеся сложности и существенно повысить эффективность взаимодействия всех участников ТОиР. Была создана единая общезаводская диагностическая база данных, существенно увеличилась скорость принятия решений, установилась обратная связь, на смену ручному вводу данных пришел автоматический документооборот, а главное – у всех участников ТОиР появился оперативный доступ к диагностическим данным для принятия компетентных решений (рис. 12).

Параллельно с процессом внедрения ПО SAFE PLANT на ПАО «Уралкалий» расширялись функциональные возможности программного обеспечения. В течение 2016 года было реализовано большинство пожеланий по развитию инструментария пользовательского анализа. В частности, в программу были добавлены наиболее важные и информативные функции из зарубежного программного обеспечения компаний CSI и Pruftechnik, активно используемые диагностами ПАО «Уралкалий». К таким функциям относятся: построение круглограмм по формам сигналов, поиск гармонических рядов на спектрах и автоматическое распознавание характерных частот и пр. Кроме того, по рекомендации специалистов службы диагностики в SAFE PLANT были добавлены новые базы подшипников производства FAG и Timken для расчета характерных частот неисправностей, функции аппроксимации трендов и прогнозирования остаточного ресурса. Сравнительный анализ функциональности по итогам проделанных работ показал, что возможности ПО SAFE PLANT не уступают, а по многим показателям и превосходят возможности диагностических программ ведущих зарубежных производителей.

pic12

Заключительный этап внедрения ПО SAFE PLANT на ПАО «Уралкалий» – интеграция результатов цехового инспекционного контроля в общезаводскую базу данных, связь с АСУ ТП и получение данных для расчета фактической наработки оборудования и формирование полноценного ремонтного журнала механиков и энергетиков. Успешное решение всех этих задач позволяет говорить о внедрении на ПАО «Уралкалий» полноценного индустриального интернета, объединяющего результаты измерений переносных и стационарных контрольно-измерительных приборов, осуществляющего их автоматическую обработку, формирование ремонтных предписаний и экспорт сведений в глобальные системы управления (рис. 13). В данном случае платформа SAFE PLANT является не только базовым ядром индустриального интернета, но и эффективным инструментом для контроля актуального состояния всего парка оборудования и оценки эффективности реализации проводимых мероприятий ТОиР.

Подводя итоги реализации любого проекта, важно оценить достигнутый эффект. Для технических руководителей и специалистов компании ПАО «Уралкалий» успех внедрения ПО SAFE PLANT очевиден: после долгих лет работы удалось автоматизировать ручной труд, повысить достоверность диагностики и создать единое диагностическое пространство для организации оптимальной стратегии ТОиР в рамках всего предприятия. Для управленцев критериями успеха служат достигнутый экономический эффект и сроки окупаемости инвестиций. Можно с уверенностью говорить, что в обозримом будущем компания достигнет значительного сокращения затрат на организацию ТОиР за счет уменьшения сроков и объемов ремонтных работ, а также повышении производительности оборудования путем сокращения времени внеплановых простоев по результатам более достоверного и углубленного диагностирования. Опыт ряда отечественных и зарубежных компаний показывает, что в абсолютном выражении ежегодный экономический эффект от сокращения затрат на ТОиР исчисляется сотнями тысяч и даже миллионами долларов США [14, 15].

pic13

Необходимо отметить, что подобные оценки экономического эффекта, основанные на расчете полученной прибыли и понесенных затрат, крайне важны при анализе сроков окупаемости нового агрегата или нового прибора. Однако при продвижении технологий промышленного интернета на первый план выходят вопросы стратегического развития предприятия и достижения им долгосрочного конкурентного преимущества (рис. 14). В случае внедрения SAFE PLANT речь идет не о закупке отдельного пакета диагностических программ, а о новой парадигме организации всего производственного процесса. Сухими цифрами в краткосрочной перспективе планирования не всегда можно оценить всю выгоду от замены ручного труда станком или эффект от организации поточного производства, использования АСУ ТП, интернета, сотовой связи. Поэтому при реализации столь масштабных инновационных внедрений особенно важны горизонты стратегического мышления руководителей. Можно быть лидером, на протяжении многих лет демонстрируя устойчивый рост от грамотных инвестиций в новейшие технологии, определяя вектор развития отрасли, а можно находиться в роли догоняющей компании, которая зависит от конъюнктуры рынка и поведения конкурентов. Каждый руководитель сам выбирает приемлемый для себя путь. Реализацией проекта по внедрению индустриального интернета с использованием программной платформы SAFE PLANT ПАО «Уралкалий» в очередной раз сделало свой выбор в пользу лидерства и инноваций.

pic14

Заключение

Успешные революции не происходят спонтанно. Необходимы предпосылки для возникновения и развития революционных идей. В случае промышленной революции предпосылки едины для большинства отечественных предприятий – необходимость увеличения прибыли и конкурентоспособности за счет повышения производительности, эффективности управления основными производственными активами и обоснованной оптимизации затрат на их содержание, обслуживание и ремонт. Опираясь на многолетние наработки блока по ремонтам технической дирекции, управления мониторинга, наладки и экспертизы, отдела мониторинга и оценки качества работ, служба мониторинга и наладки роторного оборудования и отраслевые компетенции российской инновационной компании НПО «Диагностические технологии» и ее программной платформы SAFE PLANT, ПАО «Уралкалий» уверенно захватило пальму первенства среди российских промышленных компаний в области практического внедрения достижений Четвертой промышленной революции.

Список литературы:

  1. http://expert.ru/2016/01/21/chetvertaya-promyishlennaya-revolyutsiya/
  2. http://www.rostelecom.ru/projects/IIoT/study_IDC.pdf
  3. Комисаров А. Технологический ренессанс: Четвертая промышленная революция // Ведомости, №3938 от 14.10.2015
  4. http://www.cnews.ru
  5. http://www.comnews.ru/content/105136/2016-12-14
  6. Сушко А.Е. Комплексный подход к вопросам повышения надежности работы оборудования // Вибрация машин: измерение снижение защита. 2006. №3. С. 42–47.
  7. Сушко А.Е. Вибродиагностика как путь экономии. Практика внедрения современных ресурсосберегающих технологий для повышения надежности эксплуатации и ремонта оборудования опасных промышленных производств // Химагрегаты. 2010. №3 С.34–37.
  8. Сушко А.Е., Грибанов В.А. Проблемы оценки технического состояния динамического оборудования опасных производственных объектов // Безопасность труда в промышленности. 2011. №10 С. 58–65.
  9. Сушко А.Е. Современные технологии повышения надежности эксплуатации и ремонта роторного оборудования опасных промышленных производств // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2010. №8 С. 5–11.
  10. Сушко А.Е. Современные подходы к формированию системы оптимального технического обслуживания и ремонта компрессорного оборудования // Компрессорная техника и пневматика. 2007. №1. С. 33–37.
  11. Сушко А.Е. Практические аспекты внедрения систем вибрационной диагностики в условиях современных промышленных производств // Вибрация машин: измерение снижение защита. 2007. №4 С. 24–30.
  12. www.diatechnic.ru
  13. Сушко А.Е. Единая интеллектуальная программная платформа SAFE PLANT для организации эффективной стратегии ТОиР // Простоев.НЕТ. 2016. №1. С. 17–22.
  14. Сушко А.Е. Повышение экономической эффективности металлургического производства за счет комплексного внедрения методов и средств вибрационной диагностики // Вибрация машин: измерение снижение защита. 2010. №4. С. 43–47.
  15. Сушко А.Е. Организация распределенного мониторинга технического состояния роторного оборудования на предприятиях черной металлургии // Вибрация машин: измерение снижение защита. 2012. №4. С. 30–36.

 

 


Для доступа к оригиналам всех статей оформите подписку на журнал Prostoev.NET