Методика построения очередей ремонта оборудования с использованием процедур выбора

УДК 681.3

Г. Л. Шкурина

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ОЧЕРЕДЕЙ РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОЦЕДУР ВЫБОРА

Введение

Согласно результатам исследования 350 российских фирм (декабрь 2008 г.), автоматизированные системы управления производственными фондами (EAM) и технического обслуживания и ремонта оборудования (ТОРО) установлены на 27 % предприятий. В основном это предприятия нефтегазовой промышленности - 52 %, металлургии - 22 %, электроэнергетики и ЖКХ -12 %, машиностроения - 2 %. Следует отметить, что в развитых индустриальных странах экономический эффект от использования систем ЕАМ/ТОРО давно признан очевидным, т. к. затраты на ремонт растут на 10-15 % в год.

В условиях инвестиционного кризиса невозможно повысить экономическую эффективность предприятия без совершенствования принципов и методов технического обслуживания и ремонта оборудования и управления производственными фондами. И хотя большинство предприятий признают реальную отдачу от использования специализированных систем автоматизации для этих целей, качество бизнес-процессов находится на весьма низком уровне.

В этой связи актуализируется задача разработки методики оптимального планирования ремонтов оборудования и реализации на их основе систем ЕАМ/ТОРО. Концептуально эта методология должна быть доступной и понятной для персонала, максимально автоматизированной, основанной на многоуровневом, многокритериальном подходе с подразделением:

— по классам оборудования;

— по степени и характеру учета технических и экономических характеристик объектов ремонта;

— по степени учета комплексных системных потерь от вывода в ремонт данного конкретного оборудования в данный момент времени и в данном месте;

— по степени возможности адаптивной коррекции окончательно формируемых очередей в календарных списках на обслуживание и ремонт.

Вопросы обоснования планов вывода объектов в ремонт необходимо решать с применением многокритериального подхода по совокупности показателей качества, и прежде всего текущей надежности, характеризующей состояние оборудования на данный момент времени. При этом окончательное выстраивание очередей должно учитывать не только состояние того или иного оборудования из однородных групп, но и его значимость, а также взаимосвязи в системе, стоимостные характеристики, потери от простоя и стратегические последствия различного характера.

Уже используемые системы ЕАМ/ТОРО основаны на статистических методах или методах экспертной оценки состояния оборудования. Однако методы, основанные на усредненных статистических данных, не могут предоставить полной и достоверной информации о техническом состоянии оборудования, т. к. на большинстве российских предприятий оборудование крайне изношено физически. И весовые коэффициенты, как показывает практика, назначаемые экспертами, носят крайне субъективный характер и существенно зависят от степени компетентности лиц, принимающих решения (ЛПР), вследствие чего и достоверность самих целевых функций довольна низка.

Из «теории исследования операций» известно, что сравнение объектов по векторным, неметрическим, безусловным критериям Парето и Слейтера более объективно по своей природе, т. к. основано на бинарных (порядковых), а не на метрических соотношениях. К классу неметрических, порядковых критериев можно отнести и условный лексикографический критерий, в котором в качестве условия используется приоритет учитываемых показателей качества, и векторная задача разбивается на ряд скалярных. Использование таких неметрических критериев несёт меньше субъективных ошибок при установлении очередей на ремонт, чем при использовании критериев интегрального типа с весовыми коэффициентами [1]. Наличие такой информации позволяет проектировать оптимальные бизнес-процессы, принимать рациональные и обоснованные решения по эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонтам, модернизации и техническому перевооружению объектов.

Методика формирования оптимальных очередей на ремонт оборудования с помощью векторных критериев должна быть адаптирована к уровню информированности персонала, осуществляющего планирование ремонтов и давать возможность решать оптимизационную задачу по совокупности показателей качества с возможностью её уточнения по мере нарастания привлекаемой информации [2]. Это означает, что методика содержит несколько стратегий, рассчитанных на разный уровень осведомленности пользователей:

— на слабо информированных пользователей;

— на достаточно информированных пользователей.

Обобщенная структура методики построения очередей на ремонт оборудования [2] из однородных групп представлена на рисунке и включает в себя следующие этапы:

— подготовка исходных данных;

— модель описания однородных объектов; формирование критериев отбора с учетом назначенных экспертами показателей качества (ПК) и информированности ЛПР;

— первичное построение очередей по принятому критерию;

— уточнение и коррекция предварительно установленных очередей с учетом стоимостных характеристик;

— окончательная коррекция и утверждение очередей на ремонт.

Методика формирования очередей на ремонт и обслуживание

На первом этапе подготовки исходных данных формируются однородные классы оборудования О. На начальном этапе необходимо выработать и выбрать модель формализованного описания оборудования. Для такой модели, для характеристики выработки оборудованием рабочего ресурса и потенциальной надежности объекта ремонта, выделяются информативные технические показатели качества {ПК}. Далее назначаются конкретные условия {У} и ограничения {О} на вывод оборудования в ремонт. На этом же этапе требуется определиться со стоимостными показателями качества ремонта по каждому объекту из однородной группы.

На втором этапе описывают выбранную модель объектов ремонта. Для описания модели требуется выделить технические характеристики ремонтопригодности и классифицировать их на группы (числовые, символьные, графические). Далее данные представляются в виде реляционных структур и формируются массивы данных для объектов из однородных групп [3]. И последний шаг этого этапа состоит в преобразовании структур данных из реляционной формы в ассоциативную с целью использования для обработки данных аппарата булевой алгебры.

На третьем этапе устанавливаются критерии ремонтопригодности с учетом принятой совокупности показателей качества {ПК}. Процедуры в пп. 3.1 и 3.2 выстраиваются по одной из ветвей, в зависимости от степени информированности ЛПР, формирующего очереди ремонта оборудования:

- формирование критериев построения очередей объектов на обслуживание и ремонт для слабо информированных экспертов;

- формирование критериев построения очередей для достаточно информированных экспертов.

В случаях, когда информации для установления ранжирования показателей качества все-таки недостаточно, уточняется или переформируется цель назначения очередей с учетом выделенных или меняются сами показатели качества {к}.

Первичное построение очередей по принятому критерию (процедуры пп. 4.1, 4.2) осуществляется по разным алгоритмам в зависимости от принятых целевых критериев и дает возможность получить разные, но частично связанные между собой результаты. По первой ветви - построение очереди на ремонт оборудования на основе безусловного критерия предпочтения (критерия Парето или Слейтера), в котором все показатели качества рассматриваемых объектов являются независимыми и не имеют приоритетов [2]. Использование этого критерия позволяет выстроить порядки объектов по слоям Парето или Слейтера, коррекция которых экспертами после построения ряда осуществляется по стоимостным критериям. Метод может быть использован при очень слабой информированности ЛПР. По второй ветви - построение очередей на ремонт на основе установления линейных порядков с помощью Х-критерия, который требует установления приоритетов ПК для рассматриваемых объектов. Метод может быть использован при достаточно высокой информированности ЛПР.

На пятом этапе методики уточняются и корректируются предварительно установленные очереди. На этом этапе ведется учет стоимостных показателей бюджета ремонтов, а также других важных функциональных и тактических условий и ограничений для коррекции ранее сформированного в пп. 3, 4 порядка назначения очереди на ремонт.

И последний, шестой, этап окончательной коррекции и утверждения очередей на ремонт. Эта часть методики является организационно-техническим этапом, основанным на согласовании общей технической политики отрасли или группы предприятий. Цель этапа - скорректировать взаимные несоответствия в сформированных планах ремонта. Окончательная коррекция осуществляется для полного установления соответствий требованиям и нахождения компромиссов между противоречивыми условиями и ограничениями на проект.

Заключение

Методика решения задачи по оптимальному планированию ремонтов объектов по техническим показателям качества была апробирована на Волгоградском тракторном заводе для построения очередей ремонта технологического оборудования. Методика позволяет строить частичные и линейные порядки объектов для начальных условий с разной степенью полноты. Такой подход дал возможность адаптивно к информированности ремонтного персонала завода формировать предварительные планы ремонтов оборудования, которые могут уточняться с помощью дополнительных, в том числе и стоимостных критериев. На основе методики разработаны и реализованы алгоритмы для автоматизированной системы.

Отдельные модули автоматизированной системы планирования ремонта оборудования прошли тестирование в ОАО «Тракторная компания «Волгоградский тракторный завод» в отделе главного механика и получили положительные отзывы. Результаты опыта внедрения системы докладывались на международной конференции [4].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кандырин Ю. В., Шкурина Г. Л., Сазонова Л. Т. Решение задач многокритериального выбора по последовательно принимаемым 8рЬ-критериям. Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии: межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2000. - С. 96-100.

2. Кандырин Ю. В., Московский А. Е., Шкурина Г. Л. Методика формирования оптимальных очередей ремонтов по техническим характеристикам объектов // Изв. ВолГТУ. Проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах. - 2007. - № 2 (28). - С. 95-99.

3. Шкурина Г. Л. Повышение надежности построения очередей ремонта оборудования. Системные проблемы надежности, качества информационно-телекоммуникационных технологий в инновационных проектах // Материалы XV Междунар. конф. Ч. 1. - М.: Энергоатомиздат, 2010. - С. 25-26.

4. Шкурина Г. Л., Мельник В. Ю. Автоматизация построения очередей и планирование ремонта оборудования // Системные проблемы надежности, качества информационно-телекоммуникационных технологий в инновационных проектах: материалы XII Междунар. конф. - М.: Энергоатомиздат, 2007. - С. 31-33.

Статья поступила в редакцию 7.12.2010

TECHNIQUE OF CONSTRUCTION OF TURNS OF REPAIR OF THE EQUIPMENT WITH USE OF PROCEDURES OF THE CHOICE

G. L. Shkurina

The generalized structure of a technique comprises five stages. The cores from which are preparation of homogeneous classes of the equipment, the description of models of representation of homogeneous objects and formation of criteria of selection, taking into account the indicators of quality appointed by experts and knowledge of users. After primary construction of turn by the accepted criterion it is specified and corrected, as well as according to cost characteristics of repair. Initial forming of turns is carried out on different algorithms depending on the accepted target non-metric criteria and gives the chance to receive different, but partially connected among themselves results.

Key words: planning of turns of the equipment repair, decision-making methods, non-metric methods of the choice, the automated system of service and equipment repair.