Информатизация технического обслуживания горного оборудования

УДК 681.3

Ю.Н. Тимошенко, Г.Н. Иванов

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ГОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Рассмотрена организация технического обслуживания и ремонта, поддержание эффективной эксплуатации горных машин и оборудования на горнодобывающих и горнообогадительных предприятиях. Расмотрена методология SADT и представлены диаграммы в формате IDEF3 оптимизации структурной информатизации предупредительного обслуживания горного оборудования, и информационной оптимизации поддержки жизненного цикла, технического обслуживания, ремонта и реновации горного оборудования. Рассмотрена структура и технология методики RCM. Определены критерии и технология применения методологии RCM. Рассмотрены принципы построения методология RCM. Расмотено соот-ветсвие понятие RCM термину «надежностно-ориентированное техническое обслуживание» из ГОСТ Р 27.606-2013 «Надежность в технике. Управление надежностью. Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность».

Ключевые слова: организация технического обслуживания, структурная информатизация, оптимизация информационной поддержки технического обслуживания, жизненный цикл, горное оборудование, оптимизация, информатизация, надежностно-ориентированное техническое обслуживание, реновация, методология SADT, методика RCM.

Организация технического обслуживания и ремонта, поддержание эффективной эксплуатации горных машин и оборудования на горнодобывающих и горнообогадительных предприятиях является составной часть производственного цикла [1—3]. Информатизация является частью и технологией процесса организации управления жизненным циклом сложных технических и технологических систем. Наиболее оптимальным является формализация процесса информатизации технического обслуживания и ремонта с помощью SADT методологии [4]. Информатизация — по ГОСТ 7.0-99 «Информационно-библиотечная деятельность, библиография» [5], комплекс мер, обеспечивающих оперативный доступ к информационным ресурсам и реализация комплекса мер, направленных на обе-

ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 6. С. 164-171. © 2017. Ю.Н. Тимошенко, Г.Н. Иванов.

спечение полного и своевременного использования достоверных знаний во всех общественно значимых видах человеческой деятельности. Задача оптимизации программы предупредительного обслуживания горного оборудования является актуальной для многих российских горнодобывающих и горнообогадитель-ных предприятий.

Поиск путей решения данной проблемы привел к методологии RCM (Reliability-Centered Maintenance) [6-8]. Методика RCM базируется на так называемом RCM-анализе, который может быть применен к любому активу в производственной системе.

Цель такого анализа — предотвратить или уменьшить последствия отказов оборудования, при этом иногда совершенно не обязательно предотвращать сами отказы, самое главное предсказать, когда отказ наступит.

Отличие технологии RCM от общепринятой практики состоит в том, что тип воздействия на актив выбирается из 4-х программ: реактивной (работа на отказ), превентивной (плановое обслуживание), проактивной (основанной на поиске первопричин отказов — т.е. организация ремонтов по состоянию), прогнозной (основанной на прогнозе с определенной надежностью времени выхода из строя оборудования).

Понятию RCM соответствует термин «надежностно-ориентированное техническое обслуживание» из ГОСТ Р 27.606-2013 «Надежность в технике. Управление надежностью. Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность», [6] — это процесс выработки и принятия решений, направленных на выявление подходящих и эффективных требований к системе и операциям предупредительного технического обслуживания (ТО), отвечающих последствиям выявляемых отказов в части их влияния на безопасность, техническую эффективность и экономичность эксплуатации изделия и вызывающих указанные отказы механизмов.

Методология RCM основана на следующих принципах:

• Ранжирование оборудования. Критерии для ранжирования — влияние на безопасность, роль в технологическом процессе, затраты на устранение отказов и ликвидацию последствий аварий. Таким образом, выделяется критичное оборудование.

• Ранжирование отказов критичного оборудования. Инструмент ранжирования — анализ видов, последствий и критичности отказов.

• Выбор эффективной работы по предупреждению каждого отказа. При этом работа является эффективной, если она соот-

ветствует механизму отказа, ее выполнение приводит к снижению вероятности отказа, а затраты на нее оправданы последствиями, к которым может привести отказ.

Оптимизация программы предупредительного обслуживания осуществляется в следующем порядке:

• Создается полная база данных по эксплуатируемому оборудованию, с паспортными характеристиками, данными наработки, техническими параметрами, находящимися под контролем, каталогами запчастей, ремонтной и эксплуатационной документацией.

• Разрабатываетя список плановых предупредительных работ, проводимых на оборудовании, с указанием исполнителей, периодичности, требуемых запчастей, поставщиков запчастей, трудоемкости, затрат на их выполнение.

• Анализируется статистика по зарегистрированным дефектам (отказам) и работам по их устранению, включая затраты и время на выполнение этих работ.

• Исключить из программы технического обслуживания и ремонта (ТО и Р) дублирующие работы, направленные на предупреждение одного и того же дефекта, а также работы, проведение которых не влияет на предупреждение каких-либо дефектов (отказов), даже если эти работы рекомендуются регламентом поставщика оборудования; расширили программу предупредительными работами, соответствующими вновь зарегистрированным дефектам.

• Убрать из перечня работы, которые неэффективны (не приводят к снижению вероятности отказа), по ним выполнили углубленный анализ корневых причин дефектов (отказов), и на этой основе провели разовые изменения: заменили работу на эффективную, изменили характеристики работы.

Для решения задач информатизации технического обслуживания и ремонта горного оборудования была использована методология SADT (Structured Analisys and Design Technique — технология структурного анализа и проектирования). Технология изначально создавалась для проектирования систем более общего назначения по сравнению с другими структурными методами, выросшими из проектирования программного обеспечения. SADT — одна из самых известных и широко используемых методик информационного моделирования и проектирования. Новое название методики, принятое в качестве стандарта — IDEF0 (Icam DEFinition) — часть программы ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing — интегрированная компьюте-

логистики Слраиса

асннхроншй перекресток {все првд-ествумцие работы догнс^ы быть завершены, последующие - загтрци«,!)

Рис. 1. Диаграмма в формате 1Т)Е¥3, «Разработать структурную модель технического обслуживания и ремонта горного оборудования»

Реновация объекта,

принятие риска _аварий

г

V Разработать и V Обеспечить ТО 1 V Организовать

планировать периодичность ТО на основе данных о его состоянии 1 восстановительньш ремонт после отказа

| ' 1 « 1 ..... 1 ......

V

Организовать

техническое

обслуживание

оборудования

10

^»»К-К'К'»:'

ВТ

Разработать план график мер по диагностике сосояния оборудования

5

К-

ВТ

Разработать алгоритм эффективной диагностики

Оценить экономичность ликвидации отказа

Оценить влияние отказа на окружающую среду, безопасность

V Оценить влияние отказана функциональность

2

1

Рис. 2. Упрощенная диаграмма принятия решения согласно ЯСМ

ризация производства) [9—10]. На разработанных диаграммах в формате IDEF3, «Разработать структурную модель технического обслуживания и ремонта горного оборудования» (рис. 1) и «Упрощенная диаграмма принятия решения согласно RCM» (рис. 2) представлены структура информатизации технического обслуживания и принятие решения в метадологии RCM.

Методология IDEF3 является стандартом документирования информационных, технологических и иных процессов, происходящих в изделие, предоставляет инструментарий для наглядного исследования и моделирования их сценариев.

Сценарием (Scenario) называется описание последовательности изменений свойств состояние объекта, в рамках рассматриваемого процесса (например, описание этапов эксплуатации, структуры технического обслуживания и изменение состояния после прохождения каждого этапа). Исполнение каждого сценария сопровождается соответствующими потоками информации, например, в виде электронных документов. При эксплуатации горного оборудования документооборот процессов состоит из основных потоков: документов, определяющих структуру и последовательность процесса эксплуатации (технологических указаний, описаний стандартов и т.д.), и документов, отображающих ход его выполнения (результатов тестов и экспертиз, отчетов по результатам диагностики состояния и т.д.).

Для эффективного управления любым процессом, необходимо иметь детальное представление об его сценарии и структуре сопутствующего документооборота. Средства документирования и моделирования в формате IDEF3 позволяют выполнять следующие задачи:

• документировать имеющиеся данные о технологии эксплуатации и состоянии объекта, выявленные, в процессе пред-проектного обследования путем экспертной оценки компетентных специалистов, ответственных за организацию рассматриваемого процесса;

• определять и анализировать точки слияния и разделения потоков информации;

• определять ситуации, в которых требуется принятие решения, влияющего на жизненный цикл объекта;

• содействовать принятию оптимальных решений при ремонте или модернозации.

IDEF3 имеет прямую взаимосвязь с информационной методологией — каждая функция (функциональный блок IDEF0) может быть представлена в виде отдельного процесса средствами IDEF3.

Обеспечение надежной работы горного оборудования является актуальной задачей [1—2]. На первый взгляд существует простое решение — планово-предупредительное обслуживание и плановые восстановительные ремонты (ППР), направленные на предупреждение отказов. Существуют регламенты, разработанные производителями оборудования, исполнение которых должно вести нас к цели. Однако на этом пути мы сталкиваемся с препятствиями.

Во-первых, это бюджетные ограничения, которые диктуют нам пределы реализации ППР. ППР стоит очень дорого, а затраты на его проведение включаются в себестоимость продукции.

Во-вторых, показатели надежности, которые мы фиксируем постфактум, вызывают сомнения, что затраты на ППР дали эффект. А если эффект и достигнут, то возникает вопрос насколько оправданы затраты на его достижение.

Иформатизация технического обслуживания и ремонта позволяет контролировать все этапы жизненного цикла в реальном времени, иметь достоверную информацию о реальном состоянии горного оборудования. Оптимальная информация о состоянии изделия позволяет оценить эффективность и результативность технического обслуживания и ремонта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Глухарев Ю. Д., Замышляев В. Ф., Кармазин В. В. и др. Техническое обслуживание и ремонт горных машин и оборудования. — М.: Академия, 2003. - 400 с.

2. Шилов П. М. Технология производства и ремонт горных машин. — М.: Недра, 1971. — 381 с.

3. Каменнова М., Громов А., Ферапонтов М., Шматалюк А. Моделирование бизнеса. — М.: Весть-Метатехнология, 2001.

4. Верников Г. Основы IDEF3, www.cfin.ru/vernikov

5. ГОСТ 7.0-99 Информационно-библиотечная деятельность, библиография.

6. ГОСТ Р 27.606-2013. Надежность в технике. Управление надежностью. Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность.

7. SAE JA1011 — Evaluation Criteria for Reliability-Centered Maintenance (RCM) Processes.

8. SAE JA1012 — Guide to the Reliability-Centered Maintenance (RCM) Standard.

9. Антоненко И. Н. EAM-система TRIM: от автоматизации ТОиР к управлению активами // Автоматизация в промышленности. — 2015. — № 1. — С. 40—43.

10. http://www.interface.ru Внедрение ERP-систем: шаг за шагом.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Тимошенко Юрий Николаевич — кандидат технических наук, начальник производственного участка, ООО «Скайлок», Иванов Геннадий Николаевич — кандидат технических наук, доцент, МГТУ «Станкин», e-mail: ivan.genn@ya.ru.

Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 6, pp. 164-171. UDC 681.3 Yu.N. Timoshenko, G.N. Ivanov

INFORMATION OF MINING EQUIPMENT MAINTENANCE

The article describes the organization of technical maintenance and repair, maintaining efficient operation of mining machinery and equipment for mining and gornoobogatitelny enterprises. SADT is examined and presented in chart format IDEF3 structural optimization of Informatization preventive maintenance of mining equipment and optimization of information support of life cycle, maintenance, repair and renovation of mining equipment. The structure and technology of RCM methodology. The criteria and application technology methodology of RCM. Discusses the principles of RCM methodology. Remoter the alignment between the concept of RCM, the term «nadejnosti-oriented maintenance» of GOST R 27.606-2013 «Reliability in technique. Management of reliability. Maintenance focused on reliability».

Key words: maintenance engineering, structural information, optimization information support maintenance, life cycle, mining equipment, optimization, Informatization, nadejnosti-oriented maintenance, renovation, SADT, methods of RCM.

AUTHORS

Tymoshenko Yu.N., Candidate of Technical Sciences, Head of Production Division, LLC «Skilak», Moscow, Russia,

Ivanov G.N., Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Moscow State University of Technology «STANKIN», 127055, Moscow, Russia, e-mail: ivan.genn@ya.ru.

REFERENCES

1. Glukharev Yu. D., Zamyshlyaev V. F., Karmazin V. V. Tekhnicheskoe obsluzhivanie i remont gornykh mashin i oborudovaniya (Maintenance and repair of mining machines and equipment), Moscow, Akademiya, 2003, 400 p.

2. Shilov P. M. Tekhnologiya proizvodstva i remont gornykh mashin (The technology of production and repair of mining machines), Moscow, Nedra, 1971, 381 p.

3. Kamennova M., Gromov A., Ferapontov M., Shmatalyuk A. Modelirovanie biznesa (Business modeling), Moscow, Vsst'-Metatekhnologiya, 2001.

4. Vernikov G. Osnovy IDEF3 (Fundamentals of IDEF3), www.cfin.ru/vernikov

5. Informatsionno-bibliotechnaya deyatel'nost', bibliografiya. GOST 7.0-99 (Information and library activities, bibliography. State Standart 7.0-99).

6. Nadezhnost' v tekhnike. Upravlenie nadezhnost'yu. Tekhnicheskoe obsluzhivanie, orientirovannoe na bezotkaznost'. GOST R 27.606-2013 (Reliability in technique. Managing reliability. Maintenance focused on reliability. State Standart R 27.606-2013).

7. SAE JA1011 Evaluation Criteria for Reliability-Centered Maintenance (RCM) Processes.

8. SAE JA1012 Guide to the Reliability-Centered Maintenance (RCM) Standard.

9. Antonenko I. N. Avtomatizatsiya vpromyshlennosti. 2015, no 1, pp. 40—43.

10. http://www.interface.ru Внедрение ERP-систем: шаг за шагом.