Свидетельство:
О регистрации средства массовой информации: "Предотвращение аварий зданий и сооружений".
Номер: №ФС77-35253
Выдано: Федеральная служба по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций
Дата: от 16.02.2009 г.
Форма распространения: электронное периодическое издание
Язык: русский
Учредитель: ООО "ВЕЛД"
Безопасность, надежность и эффективность использования основных фондов на опасных производственных объектах и, в частности, на действующих нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических предприятиях в большой степени зависят от того, насколько четко организована на предприятии система технического обслуживания (ТО) и ремонта основного оборудования.
Под термином “основное оборудование” подразумевается активная часть производственных основных фондов предприятия: машины, аппараты, трубопроводы и арматура, электротехническое и теплоэнергетическое оборудование, т.е. все оборудование кроме зданий, сооружений, транспорта и ремонтного оборудования.
В настоящее время на химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятиях в соответствии с действующей системой технического обслуживания и ремонта для основного оборудования, определяющего производственную мощность агрегата, технологической установки, используется метод проведения планово-периодических ремонтов [1]. Суть этого метода заключается в том, что все виды обслуживания и ремонтов выполняются в заранее установленной последовательности через определенное количество отработанных агрегато- (машино)-часов. Приведенные в системе нормативные ресурсы на указанное оборудование являются среднестатистическими по отрасли. В зависимости от условий работы, производства и технического состояния оборудования разрешаются следующие отклонения от нормативной продолжительности межремонтного периода: для химических предприятий [1]: ±15% - между текущими ремонтами, ±10% - между капитальными ремонтами, для нефтеперерабатывающих предприятий [2-4] допускается увеличение межремонтного периода не более, чем на 30%. Отклонения за пределы указанных выше нормативных значений межремонтного ресурса или замена одного вида ремонта другим допускаются только после тщательной проверки технического состояния (ТС) оборудования. В целях оптимизации ремонтных нормативов с учетом специфических особенностей конкретного предприятия предлагается перейти от системы планово-периодических ремонтов к адаптивной системе планирования ТО и ремонтов (АСТОиР) по техническому состоянию, основанной на мониторинге технического состояния оборудования и с использованием моделей технического обслуживания, базирующихся на методах теории надежности [5].
При увеличении межремонтного ресурса установок и составляющего их оборудования следует ожидать снижения эксплуатационных затрат, повышения прибыльности предприятия. Однако, с увеличением ресурса между ремонтами, срока службы оборудования и его составных частей возрастает риск возникновения критических, с тяжелыми последствиями, отказов, ущерб от которых может превысить ожидаемые выгоды. Следовательно, в каждом конкретном случае нормативное значение межремонтного ресурса оборудования должно быть оптимальным. Оптимальным межремонтным ресурсом в данном случае является такой ресурс, при котором удельные приведенные затраты (в которых учтено увеличение вероятных потерь от аварии при увеличении межремонтного ресурса) при использовании данного оборудования достигают своего минимума и при этом выдерживаются нормативные требования к безопасности его эксплуатации.
Для обеспечения высокой эксплуатационной надежности оборудованию придается система обеспечения его работоспособности, которая включает диагностические и ремонтные средства, комплекты запчастей, средства доставки запасных элементов и т.д. Совокупность всех запасов конструктивных элементов, входящих в систему обеспечения работоспособности оборудования, условно называется системой ЗИП [6]. Возможная нехватка запасных элементов увеличивает среднее время замены отказавшего элемента исправным запасным (среднее время ремонта оборудования), причем ограниченность объема системы ЗИП может существенно сказаться на значении показателя надежности, и ее нельзя не учитывать при расчетах надежности.
Оптимальное (нормативное) значение ресурса составных частей оборудования можно определить, используя модели эксплуатационной надежности оборудования с учетом различных стратегий технического обслуживания и ремонта. Для построения таких моделей необходимо иметь методическое, информационное и программное обеспечение, позволяющее решать следующие задачи:
Эффективное решение представленных выше задач не представляется возможным без использования современных информационных технологий (ИТ). Для реализации решения поставленных выше задач необходима разработка автоматизированной адаптивной системы технического обслуживания и ремонта (в дальнейшем АСТОиР) на основе ИТ. Структурная схема системы представлена на рис.1.
Система АСТОиР представляет собой совокупность двух основных подсистем: базы данных и расчетно-аналитической подсистемы.
В базе данных формируется и накапливается весь опыт, связанный с обследуемым объектом. Сюда входит вся доступная информация о состоянии каждого объекта на протяжении его жизненного цикла (изготовление, хранение, монтаж, пуск, освоение, эксплуатация, консервация, демонтаж и списание) и вся доступная ретроспективная информация как о самих объектах, так и об их аналогах.
База данных реализуется в виде трёх основных блоков: исходной информации, нормативно-справочной информации, расчетной информации.
Исходная информация – совокупность всех параметров, описывающих как сам объект, так и состояние объекта на всех этапах его жизненного цикла. В процесс эксплуатации объекты переходят в различные состояния, обусловленные повреждениями, дефектами составных частей и отказами оборудования, нарушениями норм технологического режима, организационно-техническими простоями и необходимостью проведения определенного набора регламентных работ (осмотр, контроль диагностируемых параметров, дефектация, ремонт или замена составных частей, чистка, выжиг кокса, замена катализатора и т.д.). Каждый вид регламентных работ проводится в определенное время жизненного цикла (срока службы) и может периодически повторяться. Множество параметров, описывающих состояние объекта до (или после) проведения очередного вида регламентных работ, представляет собой определенный временной этап его эксплуатации, который ограничивается датами начала и окончания данного этапа эксплуатации.
Исходя из этого определения, представление информации в виде множества этапов эксплуатации позволяет анализировать (ретроспективно) эволюцию технического состояния объекта и, основываясь на полученных закономерностях, прогнозировать изменение технического состояния объекта на будущий период эксплуатации.
Рис.1. Структурная схема информационно аналитического
комплекса АСТОиР
Расчетная информация – множество параметров, на основании которых формируется заключение о работоспособности объекта и прогнозировании изменения её в будущем. Необходимость хранения расчетной информации в БД обусловлена целым рядом причин, основной из которых является выполнение требований достоверности и доступности для пользователя любой квалификации. Расчетная информация, как и исходная информация, формируется на различных этапах эксплуатации, причем каждому этапу эксплуатации соответствует своя исходная и расчетная информация.
Кроме того, в БД представлена нормативно-справочная информация (ГОСТы, ОСТы, временные нормы и правила, положение о системе ППР, инструкции по эксплуатации, графики ППР, дефектные ведомости, акты сдачи в ремонт и приемки из ремонта, ремонтные журналы и т.п.), которая периодически обновляется по мере развития нормативной базы отрасли.
Расчетно-аналитический комплекс представляет собой совокупность подсистем, в которых осуществляется весь спектр расчетов, обусловленных решением следующих задач:
АСТОиР реализуется в виде трех основных подсистем: ввода и первичной обработки исходной информации, подсистемы статистической обработки исходной информации, подсистемы аттестации и прогнозирования эволюции технического состояния (ТС) объекта. Функциональная схема АСТОиР представлена на рис.2.
Рис.2. Функциональная схема АСТОиР
В подсистеме ввода и накопления исходной информации осуществляется ввод всей необходимой информации как о самом объекте и его составных частей, так и о всех параметрах, с помощью которых осуществляется контроль их технического состояния на всех этапах их жизненного цикла.
В подсистеме предварительной обработки информации формируются исходные выборки информации, оценивается качество информации в выборках, принимается решение о возможности объединения исходных выборок для оценки тех или иных показателей эксплуатационной надежности однотипного оборудования с заданной точностью и достоверностью.
Подсистема ретроспективного анализа и адаптации расчетных моделей позволяет реализовать концепцию внешней и внутренней адаптации АСТОиР. Как правило, процесс эксплуатации длится десятки лет и эти сроки сопоставимы со сроками внедрения самых современных технологий НТП. Поэтому в процессе эксплуатации технологических комплексов возможны серьёзные изменения в целях и задачах. Способность АСТОиР приспосабливаться (в информационном смысле) к изменяющимся внешним условиям и определяется, как внешняя адаптация.
В подсистеме анализа и принятия решений, осуществляются все расчеты, связанные с оценкой достигнутого и прогнозируемого уровня ПН, прогнозом ТС, определением оптимальных параметров ТО и ремонтов и системы ЗИП. Данная подсистема является открытой для совершенствования методов расчетов и именно здесь формируется и обогащается накопленный научный и технический потенциал отрасли.
Под внутренней адаптацией понимается способность АСТОиР совершенствовать методы расчета для получения все более качественного решения задач исследуемых объектов (именно прогноз состояния является основой выбора того или иного технического решения). Способность АСТОиР к внутренней адаптации реализуется посредством ретроспективного анализа исходной информации и сопоставления этой информации с расчетной информацией соответствующего этапа эксплуатации. Если такое сопоставление показывает устойчивое смещение (невязку) расчетной величины (расчетной информации) относительно наблюдаемой (исходная информация соответствующего этапа эксплуатации) вырабатывается команда на корректировку расчетной модели для уменьшения величины невязки. По сути, подсистема ретроспективного анализа и адаптации расчетных моделей анализирует метод, аналогичный широко известному математическому методу последовательных приближений.
Адаптивная система технического обслуживания и ремонта оборудования предприятия, построенная на основе мониторинга технического состояния оборудования и использования информационных технологий, позволяет не только существенно повысить безопасность и надежность действующих производств, но и улучшить технико-экономические показатели предприятия. В связи с тем, что в настоящее время отсутствует отечественный опыт разработки и эксплуатации подобных систем, оценить эффективность использования данной системы затруднительно. Для того, чтобы ориентировочно оценить трудовые затраты на создание и эффективность использования подобной системы воспользуемся зарубежным опытом.
Так, например, компьютерная система реального времени "COMPASS", разработанная фирмой "БОННЕР и МУР" США, ФРГ, интегрирующая взаимосвязанные функции документооборота оборудования, планирования его технического обслуживания, ремонта и замены, закупки запасных частей и материалов и их хранения на складах. Система предназначена для автоматизации информационных и вычислительных операций указанных функций, охватывает все принятые на предприятии стандартные формы документов, все основные формы таблиц и справок, запрашиваемых пользователями в режиме диалога с компьютером.
Система позволяет накапливать и эффективно использовать данные по состоянию и изменению состояния каждого из элементов основных фондов предприятия. Целью анализа указанных данных является нахождение и принятие оптимальных решений на всех этапах этой работы:
Анализ затрат на разработку, внедрение и результатов функционирования системы "COMPASS", на различных нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях, полученных за 10 лет реализации данной системы, позволяет привести некоторые количественные показатели, характеризующие эффективность функционирования данной системы:
В целом за 6 лет эксплуатации полные затраты на систему "COMPASS" (закупка математического обеспечения и компьютерной техники с 65 рабочими станциями, их установка и эксплуатационные расходы) за 6 лет эксплуатации составили 2,96 млн.дол. Полученная экономия от дохода от всех указанных выше факторов за эти же годы за вычетом затрат составила 7,21 млн.дол.
Библиографический список