Управление эффективностью технической эксплуатации технологического оборудования машиностроительного предприятия на основе стандартизации

УДК 621.9.06

М. В. Евсеев, зам. гл. инженера,

УПРАВЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТИЗАЦИИ

Предложена методика повышения эффективности и качества технической эксплуатации технологического оборудования на основе применения процессного подхода к управлению ремонтными службами машиностроительных предприятий и стандартизацииуправления ихресурсами.

Ключевые слова: техническое обслуживание, ремонт, технологическое оборудование, техническая эксплуатация.

Значимость задачи повышения долговечности и надежности технологического оборудования машиностроительных предприятий, эффективности его технической эксплуатации, включающей ремонт и межремонтное техническое обслуживание (ТОиР), обусловлена степенью влияния технического состояния технологического оборудования на эффективность работы промышленных предприятий и качество выпускаемой ими продукции, которые все в большей мере становятся зависимыми от эффективной деятельности служб, призванных обеспечивать процесс поддержания орудий труда в работоспособном состоянии с минимальными ремонтными издержками [1]. Работоспособность технологического оборудования зависит от применяемой на предприятии системы его технической эксплуатации. Структура данной системы и содержание отдельных видов ТОиР должны обеспечить поддержание работоспособного состояния технологического оборудования при наименьших потерях основного производства из-за простоев оборудования и с минимальными ремонтными издержками.

Отмеченные обстоятельства обусловливают важную роль ремонтных служб машиностроительных предприятий в обеспечении выпуска их продукции. Тем не менее, уровень технической оснащенности этих подразделений, их организации и управления в настоящее время ниже, чем в основном производстве. В результате увеличивается трудоемкость ремонтов, особенно неплановых и комплексных, при которых происходит восстановление различных частей технологического оборудования: механической, электрической и электронной, повышаются ремонтные затраты и происходит значительный перерасход различных видов ресурсов. Это является следствием сложившихся традиций, когда ремонтной службе машиностроительных предприятий, относящейся к вспомогательному производству, уделяется меньшее внимание, чем основному.

В последнее время в области теории и практики управления ремонтной службой стало выполняться все большее количество теоретических и прикладных исследований, связанных с процессом поддержания основных фондов машиностроительных предприятий в работоспособном состоянии. Однако до настоящего время остался не решенным ряд серьезных вопросов. Например, вследствие отсутствия критерия эффективности управления ремонтной службой затруднено экономически обоснованное планирование работ по технической эксплуатации, определение ресурсов, необходимых для обеспечения работоспособности технологического оборудования, а также затрат, связанных с использованием сырья, материалов, запасных частей и т. д. Особенно остро данная проблема стоит при управлении ресурсами ремонтной службы в случае возникновения случайного отказа оборудования, вызванного аварией, требующего восстановления оборудования комплексными бригадами, включающими в свой состав электромонтеров, подчиненных главному энергетику предприятия, электронщиков, подчиненных начальнику бюро систем ЧПУ, слесарей-механиков, находящимися в подчинении у главного механика предприятия. В результате увеличиваются продолжительность выполнения ремонтных и потери основного производства из-за простоев оборудования.

Данные обстоятельства обусловливают актуальность задачи стандартизации управления ресурсами ремонтных подразделений машиностроительных предприятий различной функциональной подчиненности при технической эксплуатации технологического оборудования.

Концепция всеобщего управления качеством предполагает рассмотрение производственного процесса любого предприятия в виде единой и согласованной сети процессов, включающих в себя все виды процессов предприятия [2]. Среди них важнейшую роль играют вспомогательные процессы, связанные с ТОиР технологического оборудования и объединяемые в системе технической эксплуатации оборудования, под которой понимается совокупность взаимосвязанных средств, документации ТОиР и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества технологического оборудования. Система технической эксплуатации оборудования, является составляющей частью производственной системы предприятия и обеспечивает его эффективную деятельность. Основными задачами данной системы является обеспечение бесперебойного функционирования основного производства с максимальным использованием ресурсов и оптимальными затратами.

Практическое применение принципов процессного подхода к управлению качеством процесса технической эксплуатации технологического оборудования требует его детальный анализ и определение основного содержания и цели, владельца и руководителя процесса, нормативов, входов, выходов и ресурсов процесса, измеряемых параметров и показате-

лей результативности и эффективности процесса, а также описание процессов поставщиков и потребителей. Здесь под качеством процесса технической эксплуатации понимается способность поддерживать и восстанавливать заданные свойства технологического оборудования и обеспечивать заданный уровень его технической готовности при оптимальных затратах времени, труда и средств, нормативно установленных в соответствующих стандартах предприятия.

Одной из основных задач управления процессом технической эксплуатации технологического оборудования является «повышение управляемости» данного процесса на основе реализации следующих принципов: наличие реальных руководителей процесса; наличие у всех руководителей необходимых ресурсов; наличие документированных процедур (стандартов, методик, инструкций, технологии) выполнения процесса; построение системы сбора объективной информации о ходе и параметрах процесса, о параметрах продукта и удовлетворенности потребителя. Для решения данной задачи на основе выполненного структурно-функционального моделирования процесса технической эксплуатации технологического оборудования было установлено, каким образом на каждом уровне данного процесса управленческий персонал распределяет финансовые, материальные и временные ресурсы, чтобы реализовать намеченные планы и какие нормативные документы при этом использует.

Например, при плановом ремонте оборудования (текущем и капитальном) возникает необходимость в распределении нарядов на выполнение каждого вида ремонтных работ между персоналом ремонтной службы, установлении последовательности этапов данных работ, оценки трудоемкости ремонтных работ, определении времени начала и конца работ.

Неплановый ремонт, вызванный аварией оборудования или не предусмотренный графиком планово-предупредительных ремонтов, неизбежно приводит к добавлению в состав сформированного ранее производственного задания срочных, внеплановых работ. При производстве непланового ремонта после определения причин аварии и выявления неисправности, определения объема и исполнителей работ, требуется разработать структуру производственных заданий подразделениям ремонтной службы. При этом необходимо согласование планов-графиков их работ, в которых существенное значение имеет последовательность участия этих подразделений в процессе восстановления оборудования.

Таким образом, разработанная модель процессного управления технической эксплуатацией технологического оборудования позволяет отслеживать изменения хода внутренних и внешних процессов по отношению к данному процессу и адекватно реагировать на них с целью повышения качества технической эксплуатации технологического оборудования.

Установлены ресурсы процесса технической эксплуатации технологического оборудования: персонал ремонтной службы; ее инфраструктура (оборудование, здания и производственные помещения, транспорт, связь и т. д.); материальные и временные ресурсы, необходимые для выполнения всех видов ремонтных работ; программное обеспечение, задействованное при выполнении процесса. Для определения объемов данных ресурсов необходимы данные об их расходовании в процессе технической эксплуатации технологического оборудования, получить которые возможно двумя способами. Во-первых, можно организовать ведение соответствующих баз данных, в которых будут накапливаться сведения о потреблении ресурсов при выполнении работ по технической эксплуатации. Во-вторых, можно оценить затраты ресурсов на техническую эксплуатацию технологического оборудования на основе использования различных методов нормирования. Оба способа имеют свои достоинства и недостатки. В первом случае получаются точные апостериорные данные о затратах ресурсов на выполнение ремонтных работ, но только после их фактического выполнения. Второй метод позволяет получить априорные данные о необходимых временных ресурсах на техническую эксплуатацию технологического оборудования, которые могут содержать ошибки, связанные с отличием реальных производственных условий конкретного предприятия от учтенных при разработке соответствующих нормативов. Поэтому целесообразно использовать комбинацию представленных вариантов, т. е. получение априорных данных на основе соответствующего метода нормирования затрат ресурсов на выполнение технической эксплуатации оборудования с последующим уточнением получаемых оценок объемов ресурсов по апостериорным данным ремонтной службы предприятия в режиме самообучения.

Данный подход реализован в разработанной адаптивной методике экспресс-оценки объемов ресурсов процесса технической эксплуатации технологического оборудования, построенной на основе линейной полиномиальной модели с «-параметрическими переменными вида

Л 2 2 У = а\ • Х\ + ац • х + 02 • Х2 + «22 • Х2 + а^ • Х • Х2 +

? 1 т

+ а1.1 • х1 •... •х 1 +...+апхп,

где Х1, Х2,... хп - значения параметров, влияющих на величину объема

требуемых ресурсов; а\, а2,..., ап - коэффициенты функции регрессии; У

- прогноз величины требуемого объема соответствующего ресурса на данную ремонтную операцию; п - число параметров; т - степень полинома.

Для повышения достоверности оценки объема ресурсов на техническую эксплуатацию оборудования на начальных этапах внедрения разработанной методики, когда отсутствует информация о потребности ресурсов на выполнение ТОиР оборудования в конкретных производственных

условиях, предлагается применять предварительное «обучение» модели, основанное на использовании аппроксимации регрессионными зависимостями типовых укрупненных норм расходования ресурсов на работы по ТОиР различных видов технологического оборудования. Полученная в процессе аппроксимации данных нормативов информация о расходовании соответствующих ресурсов на ТОиР технологического оборудования занесена в базу данных. В дальнейшем данная информация используется вместе с информацией о расходовании ресурсов на выполнение реальных ремонтных работ при формировании регрессионных зависимостей в режиме самообучения.

Механизмы обучения и самообучения описываются кортежем

где У =

У" 1 211 . .. 2р1 41 а1

У2 , X = 1 212 . .. 2 р 2 , W = 42 , а = а2

У/ _ _ 1 21/ . .. 2 р/ __ ар

У - вектор на-

блюдений Уj с размерностью [/ X1], X - матрица независимых переменных с размерностью [/ х p ], W - вектор весовых коэффициентов наблюдений У- с размерностью [/ х 1], а - вектор оценок элементов а- с размерностью [р х 1], / - число наблюдений

функции параметров Х1, Х2,..., хп вида 21 = Х1, 22 = Х2, 2з = Х3, 24 = х2, 25 = Х1 • Х2 и т. д. Требуется выполнить некоторое действие М над У, X и найти наиболее предпочтительные степень полинома т и вектор а коэффициентов регрессионного уравнения. В рассматриваемом случае под действием М понимается применение метода наименьших квадратов. Весовые коэффициенты наблюдений ч>- являются безразмерными величинами, удовлетворяющими условию ч- < 1. Значение ч- = 0 соответствует исключению 1-х строк матриц У и X из рассмотрения при формировании регрессионного уравнения в результате самообучения.

Разработана методика формирования производственных заданий ремонтным подразделениям предприятия в процессе технической эксплуатации технологического оборудования, позволяющая определить персонал для выполнения N ремонтных работ, установить последовательность выполнения этапов ремонтных работ, оценить их трудоемкость, определить время начала и конца работ. При этом оптимизацию производственных заданий ремонтным подразделениям предприятия следует производить по критерию среднего экономического эффекта от его выполнения:

с=х (с; • Рч, Укч (! - рщ)),

7=1 1

где СЩ - экономический эффект от выполнения 7-й работы в срок (доход, зарплата, нормо-часы и пр.) с учетом последовательности выполнения ра-

бот Ж; Рщ. = ^,7 = 1,...,N - вероятность выполнения работы в срок

7 0

ТПщ ; СЩ. - экономический эффект от невыполнения работы в срок (расход, затраты, потери в соответствующих единицах);

7

Ф7)= 0 /щк (*V = 1,...,N , гДе /щк (*) - плотность распределения времени

к=1

выполнения 4к -й работы,  - операция свертки.

Рассмотрены две стратегии формирования производственных заданий ремонтным подразделениям предприятия: статическая, выполняемая единожды в начале каждого планового периода, например, рабочей смены, и динамическая, выполняемая при возникновении срочных внеплановых работ по аварийному ремонту технологического оборудования.

Причем для случая комплексного непланового ремонта оборудования, предусматривающего восстановление различных его частей соответствующими взаимодействующими между собой подразделениями ремонтной службы разработана теоретико-игровая модель межфункциональных взаимодействий.

При этом для формализации взаимодействий была использована неантагонистическая игра п игроков (участников игры) с ненулевой суммой [3]. Для нее определены участники - службы главного механика, главного энергетика и бюро систем ЧПУ, возможные производственные программы каждого из участников игры в виде соответствующих множеств стратегий, а также определены полезности для участников игры, получаемые при реализации доминантных стратегий, выбранных каждым участником игры из множества стратегий.

Межфункциональное взаимодействие руководителей структурных подразделений ремонтной службы при проведении комплексного непланового ремонта технологического оборудования предложено описывать системой

г=(I Ах };е/ АН Ь),

где I - множество игроков (агентов); х^ - множество стратегий игрока 7 е I = {1,2,...,п}; Н7 - функция полезности игрока 7, заданная на прямом

произведении множеств чистых стратегий игроков, т. е. на х = ПХ\.

1^1

В результате межфункционального взаимодействия ремонтных подразделений формируется множество решений, которые могут быть реализованы вследствие согласованных действий участников игры. Из них выбирается оптимальное решение по критерию минимума потерь основного производства из-за простоев технологического оборудования в ремонте.

При этом каждое из ремонтных подразделений, обладая информацией о последовательности операций процесса комплексного непланового ремонта и планах-графиках работ остальных подразделений, предлагает свой вариант производства восстановительных работ исходя из соображений индивидуальной рациональности деятельности своего подразделения. Причем если экономически оправдана возможность выполнения уже начатого ТО или ремонта технологического оборудования в более поздние сроки, то допускается его прерывание.

С целью подтверждения адекватности разработанной теоретикоигровой модели произведена оценка различных вариантов проведения комплексного непланового ремонта в производственных условиях ОАО «Тяжпромарматура». В представленной реальной производственной ситуации достигнуто снижение времени простоя оборудования в неплановом ремонте до 40.. .60 % на основе коалиционного взаимодействия руководителей структурных подразделений ремонтной службы предприятия.

Разработана экспертная система информационной поддержки нормирования работ по ТОиР технологического оборудования, в которой практически реализованы адаптивная методика экспресс-оценки объемов технических обслуживаний и ремонтов технологического оборудования и механизмы ее обучения и самообучения. Представленная система информационной поддержки позволяет автоматизировать процедуру управления ресурсами процесса технической эксплуатации технологического оборудования. Первоначальное обучение системы осуществлено на основе типовых укрупненных норм времени на работы по ремонту оборудования, разработанных Государственным ПКТИ «Главстанкоремналадка» и выпускаемых в виде сборников таблиц [4]. При этом выполнены инфологическое и датологическое моделирование базы данных укрупненных нормативов и разработана реляционная модель базы данных о работе ремонтной службы.

С целью автоматизации решения задачи оптимизации структуры производственных заданий подразделениям ремонтной службы предприятия разработана система информационной поддержки оптимизации последовательности выполнения ремонтных работ. Данная система позволяет проводить однократную оптимизацию структуры производственных заданий перед выполнением всех нарядов, или многократную, перед выполнением каждой работы, что позволяет гибко реагировать на быстроме-няющуюся производственную ситуацию, например, из-за внезапных отказов технологического оборудования. Причем при проведении динамической оптимизации структуры производственных заданий данная система

позволяет оценить эффективность различных вариантов проведения комплексного непланового ремонта технологического оборудования с использованием теоретико-игровой модели межфункционального взаимодействия руководителей структурных подразделений ремонтной службы.

С помощью данной системы персонал ремонтной службы получает возможность:

- произвести статическую или динамическую (ситуационную) оптимизацию структуры производственного задания ремонтному подразделению;

- оценить эффективность вариантов проведения операций непланового восстановления;

- оценить эффективность вариантов проведения комплексного непланового ремонта;

- рассчитать потери из-за простоя отказавшего оборудования и рабочих основного производства;

- рассчитать потери из-за увеличения времени простоя оборудования, находящегося в плановом ремонте.

В результате внедрения представленной методики в ОАО «Тяж-промарматура» достигнуто снижение до 15 % времени простоев технологического оборудования в ремонте, а в неплановом аварийном ремонте -до 40...60 %.

Список литературы

1. Справочник механика машиностроительного завода: в 2 т. Т. 1. Организация и конструкторская подготовка ремонтных работ / Р. А. Носкин [и др.]. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1970. 263 с.

2. Всеобщее управление качеством: учебник для вузов /

О. П. Глудкин [идр.]. М.: Радио и связь, 1999. 600 с.

3. Воробьев Н. Н. Основы теории игр. Бескоалиционные игры. М.: Наука, 1984. 496 с.

4. Типовые укрупненные нормы времени на работы по ремонту металлорежущего оборудования (по видам ремонта). М.: Экономика, 1990. 46 с.

M. Yevseyev

EFFICIENCY MANAGEMENT OF MANUFACTURING EQUIPMENT’S TECHNICAL MAINTENANCE ON THE MACHINE-BUILDING ENTERPRISES BASED ON STANDARDIZATION

The method of increase of manufacturing equipment’s technical maintenance efficiency and quality based on process approach to repair service management on the machine-building enterprises and their resource management standardization is offered.

Key words: maintenance, repair, manufacturing equipment, technical maintenance.

Получено 10.10.10