Для чего необходимо регулирование оборудования
Контроль и регулирование основных технологических параметров: расхода, уровня, давления и температуры
Совокупность единичных операций образует конкретные технологические процессы. В общем случае технологический процесс реализуется посредством технологических операций, которые выполняются параллельно, последовательно или комбинированно, когда начало последующей операции сдвинуто по отношению к началу предыдущей.
Управление технологическим процессом представляет собой организационно-техническую задачу, и решают ее сегодня, создавая автоматические или автоматизированные системы управления технологическим процессом.
К числу типовых технологических параметров, подлежащих контролю и регулированию, относят расход, уровень, давление, температуру и ряд показателей качества.
Замкнутые системы используют текущую информацию о выходных величинах, определяют отклонение ε( t) управляемой величины Y(t) от ее заданного значения Y(o) и принимают действия к уменьшению или полному исключению ε ( t ).
Простейшим примером замкнутой системы, называемой системой регулирования по отклонению, служит показанная на рисунке 1 система стабилизации уровня воды в баке. Система состоит из измерительного преобразователя (датчика) 2 уровня, устройства 1 управления (регулятора) и исполнительного механизма 3, управляющего положением регулирующего органа (клапана) 5.
Системы регулирования расхода характеризуются малой инерционностью и частой пульсацией параметра.
Обычно управление расходом — это дросселирование потока вещества с помощью клапана или шибера, изменение напора в трубопроводе за счет изменения частоты вращения привода насоса или степени байпасирования (отведения части потока через дополнительные каналы).
Принципы реализации регуляторов расхода жидких и газообразных сред показаны на рисунке 2, а, сыпучих материалов — на рисунке 2, б.
Рис. 2. Схемы регулирования расхода: а — жидких и газообразных сред, б — сыпучих материалов, в — соотношения сред.
В практике автоматизации технологических процессов встречаются случаи, когда требуется стабилизация соотношения расходов двух или более сред.
В схеме, показанной на рисунке 2, в, поток к G1 — ведущий, а поток G2 = γ G — ведомый, где γ — коэффициент соотношения расходов, который устанавливают в процессе статической настройки регулятора.
При изменении ведущего потока G1 регулятор FF пропорционально изменяет ведомый поток G2.
Выбор закона регулирования зависит от требуемого качества стабилизации параметра.
Системы регулирования уровня имеют те же особенности, что и системы регулирования расхода. В общем случае поведение уровня описывается дифференциальным уравнением
Постоянство уровня свидетельствует о равенстве количеств подаваемой и расходуемой жидкости. Это условие может быть обеспечено воздействием на подачу (рис. 3, а) или расход (рис. 3, б) жидкости. В варианте регулятора, показанном на рисунке 3, в, используют для стабилизации параметра результаты измерений подачи и расхода жидкости.
Импульс по уровню жидкости — корректирующий, он исключает накопление ошибки вследствие неизбежных погрешностей, возникающих при изменении подачи и расхода. Выбор закона регулирования также зависит от требуемого качества стабилизации параметра. При этом возможно использование не только пропорциональных, но также и позиционных регуляторов.
Рис. 3. Схемы систем регулирования уровня: а — с воздействием на подачу, б и в — с воздействием на расход среды.
Постоянство давления, как и постоянство уровня, свидетельствует о материальном балансе объекта. В общем случае изменение давления описывается уравнением:
где V — объем аппарата, р — давление.
Способы регулирования давления аналогичны способам регулирования уровня.
Температура — показатель термодинамического состояния системы. Динамические характеристики системы регулирования температуры зависят от физико-химических параметров процесса и конструкции аппарата. Особенность такой системы — значительная инерционность объекта и нередко измерительного преобразователя.
Принципы реализации регуляторов температуры аналогичны принципам реализации регуляторов уровня (рис. 2) с учетом управления расходом энергии в объекте. Выбор закона регулирования зависит от инерционности объекта: чем она больше, тем закон регулирования сложнее. Постоянная времени измерительного преобразователя может быть снижена за счет увеличения скорости движения теплоносителя, уменьшения толщины стенок защитного чехла (гильзы) и т. д.
Регулирование параметров состава и качества продукта
При регулировании состава или качества продукта возможна ситуация, когда параметр (например, влажность зерна) измеряют дискретно. В этой ситуации неизбежны потеря информации и снижение точности динамического процесса регулирования.
Рекомендуемая схема регулятора, стабилизирующего некоторый промежуточный параметр Y(t), значение которого зависит от основного регулируемого параметра — показателя качества продукта Y(t i ), показана на рисунке 4.
Рис. 4. Схема системы регулирования качества продукта: 1 — объект, 2— анализатор качества, 3 — экстраполяционный фильтр, 4 — вычислительное устройство, 5 — регулятор.
Вычислительное устройство 4, используя математическую модель связи между параметрами Y(t) и Y(t i ), непрерывно оценивает показатель качества. Экстраполяционный фильтр 3 выдает оценочный параметр качества продукта Y(t i ) в промежутках между двумя измерениями.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Управление техническим обслуживанием и ремонтами производственных фондов
Управление техническим обслуживанием и ремонтами производственных фондов
директор по развитию ООО «Простоев.НЕТ»
Процессы управления техническим обслуживанием и ремонтами (ТОиР) оборудования или процессы управления производственными активами считаются самыми сложными (с точки зрения их организации и неопределенностей) из всех процессов управления промышленным предприятием. Это обусловлено разнообразием, конструкторскими особенностями и количеством как самого оборудования, так и технических и технологических систем, в которые оно входит, меняющимися условиями эксплуатации, человеческим фактором и т.п. Поэтому на многих отечественных предприятиях система ТОиР зачастую представляет собой некий «черный ящик», потребляющий бесконечные ресурсы.
Специалисты, отвечающие за ТОиР, — обычно это техники и инженеры — прекрасно разбираются в технических вопросах ремонта, но практически не имеют системного представления о его организации в целом. Им бывает довольно сложно разделить области организационных, системных решений от области технических. Отсюда и риск неэффективного использования производственных фондов, простои оборудования, т.е. время, когда оборудование не может быть использовано по назначению.
Снизить простои призвана система технического обслуживания и ремонтов (ТОиР), которая, согласно ГОСТ-18322-78, определяется как совокупность взаимосвязанных средств, документации технического обслуживания и ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, входящих в эту систему. Технологическое оборудование требует плановых ремонтов и технического обслуживания, без этих работ оно может и внепланово отказывать. Система ТОиР восстанавливает техническое состояние путем воздействий на оборудование, потребляя при этом ресурсы (время, труд, материалы и запчасти, деньги).
Обеспечение работоспособности оборудования и производственных систем требует не только разработки различных комплексов технических и организационных решений, направленных на повышение эффективности эксплуатации, но и применения соответствующих методологий. Методологии позволяют структурировать процесс организационного управления в виде некой целевой модели, оценить текущее состояние оборудования и технических систем и разработать поэтапный план достижения идеального (или оптимального) состоянии.
Одна из концептуальных идей в управлении ТОиР — методология «Prostoev.NET Элементы». В её основу заложена идея разделения целостной области управления ТОиР на отдельные процессы и элементы, каждый из которых влияет на снижение простоев оборудования. Эта методология позволяет построить любую модель управления ТОиР, не ограничиваясь популярными западными концепциями (EAM, RCM, TPM и др.), которые, в свою очередь, могут быть представлены как набор соответствующих элементов методологии. Всё это существенно упрощает их восприятие, сравнение между собой и оценку применимости для решения разнообразных задач по управлению ТОиР.
Группы процессов
Методология построена на десяти группах типовых бизнес-процессов. В зависимости от специфики производства, оборудования и организационной структуры каждая группа разделяется на процессы, глубина описания которых также зависит от решаемой задачи.
Так, группа 01 ОБЪЕКТЫ включает в себя процессы описания объектов ТОиР. Под объектами понимаются единичное оборудование и технологические системы из множества единиц взаимосвязанного оборудования. От правильного управления процессом описания объектов ТОиР зависит правильность отображения этих объектов в информационных системах. А от этого, в свою очередь, зависит правильность принятия технических, организационных, финансовых решений по поддержанию необходимой надежности.
Группа 02 ЭКСПЛУАТАЦИЯ — использование оборудования по его непосредственному предназначению. В процессе эксплуатации оборудования необходимо также выполнять операции, необходимые для обеспечения его надежности, соблюдать правила эксплуатации, которые непосредственно влияют на программу его поддержания.
Группа 03 НАДЕЖНОСТЬ — управление надежностью является ключевым процессом в организации эффективного управления сложными производственными системами. В ходе анализа исследуются все потенциальные отклонения в работе оборудования (дисфункции). На основе ранжирования критичности их последствий и определяется надёжность — показатель, характеризующий способность оборудования выполнять необходимые функции, и строится новая или корректируется существующая программа работ по ТОиР, модернизации, замене.
04 ДИАГНОСТИКА — процессы диагностики стоятся на использовании технических средств и методов, методологии контроля технического состояния оборудования. Процессы управления диагностикой должны интегрироваться в общую систему управления ТОиР и предоставлять достоверную и своевременную техническую информацию относительно фактического состояния оборудования для планирования своевременных воздействий на него.
05 ПЛАНИРОВАНИЕ — это группа процессов, в результате которых резервируются ресурсы, необходимые для выполнения работ по ТОиР. Современный процесс организации планирования предполагает большую аналитическую работу по исследованию причин типовых дефектов, поиску и организации выполнения не просто ремонтов, например по программе планово-предупредительных ремонтов, а комплексных программ поддержания надежности.
06 УПРАВЛЕНИЕ РАБОТАМИ — координация непосредственного выполнения спланированных заранее работ по ТОиР. Работы, выполняемые в условиях действующего производства, требуют более четкой координации при изменении условий. Поскольку спланировать и «заложить» в нормативы все возможные отклонения нельзя, то процессе управления работами происходит управление «фронтом работ» непосредственно перед началом их выполнения (на горизонте планирования неделя — день — смена).
07 ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ — группа процесс, обеспечивающих соблюдение действующих правил и ограничений в области промышленной, экологической безопасности. Процессы управления ТОиР непосредственно влияют на надежность и безопасность при эксплуатации опасных объектов и должны, безусловно, интегрироваться с процессами обеспечения и контроля безопасности. Важно, что процессы управления промышленной безопасностью и управление ТОиР не исключают и не подменяют друг друга, а выполняются параллельно и должны быть тесно интегрированы.
08 ВЫПОЛНЕНИЕ — группа процессов непосредственного «закручивания». Они необходимы для обеспечения целостности системы управления ТОиР, поскольку вопросы, например, «Какими ключами закручивать?», непосредственно связаны с организацией работ по ТОиР.
09 СКЛАДЫ И ЗАКУПКИ ТМЦ — эта группа необходимых процессов управления закупками и хранением ТМЦ в системе управления ТОиР. Именно наличие (или отсутствие) нужных запчастей и материалов выступает основной проблемой в организации гибких систем управления ТОиР, в которых основной принцип планирования «точно по состоянию» в противовес «точно в срок», используемый в системе планово-предупредительных ремонтов (ППР).
10 ФИНАНСЫ, ЭКОНОМИКА И БУХГАЛТЕРИЯ — процессы, связанные с денежным выражением результатов организации работ по ТОиР. В современных производственных системах именно деньги являются универсальным инструментом оценки любых процессов, в том числе и технических.
Основные группы элементов
Вторая составляющая методологии — группы элементов. Они позволяют конкретному процессу реализоваться в определенной организационной структуре управления. Из элементов, представляющих собой отдельные «блоки», строится связанная организация соответствующего процесса. В методологии используется следующая группировка элементов:
Количество элементов для каждого конкретного процесса может быть различным, в среднем, от 6 до 20.
Пример 1. Процесс Объекты
Принципы классификации, классификаторы, типовые узлы, модель, группа моделей
Иерархия организации, иерархия расположения, технологическая система, единица оборудования, атрибуты описания, атрибуты динамические, гарантии на оборудование
Отдел НСИ (нормативно-справочной информации)
Оператор ввода данных, специалист НСИ
Интеграция с геоинформационными системами
Пример 2. Процесс Эксплуатация
Функции, условия эксплуатации, стандарты эксплуатации, счетчики
Пуски-остановы, эксплуатационные материалы и жидкости, наработка, Производительность
Роли (обязанности человека)
Системы (автоматизация и интеграция)
Интеграция с MES, интеграция с АСУ ТП
Пример 3. Процесс Планирование
Классификатор воздействий, периодичность воздействий, операции (работы), специализация, квалификация, инструкции к работам, трудоемкость, состав бригады, сметы, списки ТМЦ по применению, нормативы на организацию работ
Долгосрочные планы, годовые планы, ежемесячные планы, сроки работ, балансировка ресурсов, расценки на работы, резервирование ТМЦ
Оргструктуры (группы людей)
Отдел сводного планирования
Роли (обязанности человека)
Директор по управлению ТОиР, планировщик технологического производства, планировщик ремонтного производства, координатор остановочных ремонтов
Системы (автоматизация и интеграция)
АСУ ТОиР (ERP/EAM/CMMS)), АСУ Управление проектами (PDM)
Документы (напечатаны и подписаны)
Заказ на работы, незавершенные задания, запросы на работы, пакет заданий на работы
Матрица управления
Рис. 1. Матрица управления ТОиР.
Автоматизация
Объем и сложность информации, связанной с процессами управления ТОиР, постоянно возрастает, при этом численность инженерного персонала имеет тенденцию к снижению. Современные информационные технологии позволяют существенно упростить рутинные процессы управления ТОиР, давая возможность сконцентрироваться на решении аналитических и инженерных задач. В зависимости от сложности задач, которые стоят перед предприятием в области управления ТОиР, могут использоваться разные классы автоматизированных систем.
Так, сравнительно простые системы помогают строить традиционные планы предупредительных ремонтов, более сложные системы — учитывать техническое состояние оборудования по результатам диагностики и строить прогнозы по срокам необходимых ремонтов. «Продвинутые» аналитические системы в состоянии проанализировать комплексный риск, связанный с отказом оборудования и остановкой системы и оптимизировать необходимые работы для снижения этого риска.
Опыт различных проектов автоматизации (удачных и неудачных) еще раз подтверждает, внедрение и использование любых информационных систем требует предварительной разработки схем и алгоритмов работы, наборов структурированных данных. Это также означает, что в процесс автоматизации в обязательном порядке должны включаться непосредственно заказчики этой автоматизации — службы планирования и подготовки работ по ТОиР предприятия. Именно эти службы должны четко формулировать свои пожелания к будущей системе в виде структурированных алгоритмов. Для этого есть большое количество методологий, которые можно и полезно применять.
Управление ремонтами и техническим обслуживанием
ТОИР и управление ремонтами
ТОИР – это совокупность различных важных для предприятия ремонтно-профилактических работ. Представляет собой комплекс процессов по восстановлению или поддержанию оборудования в том состоянии, в котором оно может выполнять возложенные на него задачи и функции. К подобным процессам относятся техническое обслуживание, наладка, модернизация, ремонт, настройка, монтаж, диагностика, мониторинг состояния. Каждая из этих работ не может выполняться отдельно. Все процессы взаимосвязаны. Они выступают частью ТОИР.
Элементами данной системы являются:
Для организации всех работ по ТОИР обычно на предприятии создается специализированное подразделение. Назначается руководитель, который несет ответственность за работоспособное состояние оборудования и техники перед директором компании. Для выполнения задач в области ТОИР используются специальные модули и программы. Они автоматизируют необходимые процессы.
Что даёт автоматизация ремонтов
Вручную фиксировать изменения в состоянии техники, формировать прогнозы и отчеты сложно. Требуется анализировать большой объем информации. Это отнимает много сил и времени. К тому же есть вероятность допущения ошибки. Просчеты же могут приводить к нестабильности в работе предприятия. Из-за некорректно составленного прогноза компания может столкнуться с тем, что важное оборудование в самый ответственный момент выйдет из строя.
Во избежание подобных проблем внедряются и используются многими предприятиями специальные программные продукты. Такие системы обеспечивают автоматизацию процессов касательно управления ремонтами и ТО. Они сокращают временные затраты до минимума. Исключают человеческий фактор, а значит, сводят вероятность допущения ошибки при анализе и обработке данных к нулю.
Автоматизация позволяет управлять ремонтами более эффективно. От работоспособности оборудования напрямую зависит деятельность предприятия, его возможность выполнять планы по объему производства.
Автоматизированное управление ремонтами дает организации надежность и уверенность в завтрашнем дне. Повышает эффективность ее работы и конкурентоспособность. Современные информационные системы воздействуют на все бизнес-процессы.
Автоматизация ремонтов на предприятии дает следующее:
Автоматизация ремонтов позволяет:
Таким образом, автоматизация ТОИР делает предприятие более надежным, стабильным и успешным.
Автоматизация ТОИР в аграрном предприятии
Существуют разные программы ТОИР. Они отличаются функционалом, имеют свои особенности работы. Наиболее популярной и эффективной сегодня считается 1С ТОИР. Это современный гибкий продукт для управления производственными активами и ресурсами. Относится к системам класса ЕАМ.
Enterprise Asset Management (EAM) — систематическая и скоординированная деятельность организации, нацеленная на оптимальное управление физическими активами и режимами их работы, рисками и расходами на протяжении всего жизненного цикла для достижения и выполнения стратегических планов организации
Позволяет планировать ремонты, ТО и управлять ими. Подходит для учета станков, техники, оборудования, сооружений и прочих активов. Дает возможность наладить взаимопонимание между техническими специалистами и финансистами. Позволяет выявлять проблемные места, повышать эффективность ремонта, техобслуживания, сокращать расходы на ТОИР.
1С ТОИР создана на базе платформы 1С, программное обеспечение которое знакомо широкому классу специалистов сельскохозяйственной отрасли. Поэтому может быть введена на предприятии любого размера и направления деятельности.
Основные функции 1С ТОИР:
Данный продукт подходит:
Работает 1С ТОИР достаточно просто. На этапе внедрения системы в нее вводятся исходные данные по каждому оборудованию, задействованному в процессе производства на предприятии и подлежащему ремонту и ТО. Задаются значения измеряемых показателей. Вводится информация о начальном состоянии, последних проведенных ремонтах, наработках, простоях, гарантиях. Делается это во вкладке «Учет оборудования и нормативов». Тут же задаются и нормативы для каждого объекта ремонта.
Формируется список нормативных документов, которые регламентируют периодичность проведения разных видов ремонта. На основании этой информации составляется план ремонтов и техобслуживания. Согласно ему, проводятся все необходимые работы. Они выполняются по нарядам. Информация о всех ремонтах фиксируется в 1С ТОИР. Система позволяет отслеживать выполнение работ по нарядам. Также она учитывает часть проделанной работы.
Программа ТОИР дает возможность устанавливать периодичность проведения ТО, текущего и капитального ремонтов по каждому оборудованию. Для визуального представления ремонтного цикла можно составлять график. Он формируется по единице оборудования либо определенному цеху, участку, всему предприятию.
В системе автоматически создается годовой отчет о потребности в материально-техническом обеспечении. Это дает предприятию возможность своевременно закупать необходимые для ремонта и обслуживания детали, инструменты и материалы.
Максимальный эффект от применения 1С ТОИР можно получить при интеграции данного продукта с «1С:ERP», «1С:УПП». Также возможен информационный обмен с программами АСУ ТП (SCADA).
Учет ремонтов и технического обслуживания на примере АПК
В любой сфере, особенно в сельском хозяйстве, в котором часто используются машины и техника, необходима программы для автоматизации ТОИР. Но, к сожалению, внедрение продуктов автоматизации ТОИР в сельском хозяйстве идет замедленными темпами. Это связано с тем, что подобные программы не учитывают специфику данной отрасли.
В аграрной сфере характер производства зерна, семян подсолнечника или свеклы сезонный. Техническое обслуживание и ремонт выполняются в межсезонье и требуют использования продвинутых инструментов планирования. Отказ от программ по автоматизации ТОИР не несет для аграриев ничего хорошего. Ручная обработка информации, ведение бумажной документации сопряжены с большими затратами времени, сил и вероятностью допущения грубой ошибки. Например, при ручном оформлении заказа может потеряться важная информация о запчасти. Это приведет к тому, что поставщик получит неполную или недостоверную информацию. Соответственно, предприятие АПК закупит неподходящую деталь. Поэтому в сельском хозяйстве целесообразно использовать программные продукты. Но они должны быть адаптированы под отрасль сельского хозяйства.
Ремонт и техническое обслуживание в АПК имеет свои особенности. И программное обеспечение может это учитывать. Например, для предприятий по растениеводству, где задействованы комбайны и грузовые автомобили, актуально создание электронных каталогов запчастей и паспортов оборудования, учет использования запасов запчастей и управление их хранением и применением.
Выбор подходящей сельскохозяйственному предприятию программы позволяет формировать структуру парка спецтехники (тракторов, землеройных машин, комбайнов), вести учет ремонтов оборудования, принимать решения о том, когда лучше покупать новую машину, а также своевременно закупать необходимые запчасти и материалы для проведения ТОИР. Все это способствует росту эффективности функционирования организации.
КОНТРОЛИРУЙТЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ И ОБОРУДОВАНИЯ
1С:ТОИР Управление ремонтами и обслуживанием оборудования.
Построение системы ППР с помощью автоматизации ТОИР
Условно систему ППР можно разделить на две части:
Все мероприятия по планово-предупредительным ремонтам фиксируются в соответствующей документации. На любое оборудование составляется регламент и годовой план проведения ППР. Вести все это вручную сложно. Автоматизация может упростить данный процесс, избавить от бумажной волокиты. Рекомендуется использовать 1С ТОИР.
Программа позволяет составлять и вести график ППР. Для формирования графика планирования ремонтов необходимо указать в системе такую информацию:
Оперативное планирование ремонтов осуществляется на базе заявок на проведение ремонтных работ. Формируются они при выявлении дефекта в технике или при наступлении даты планового ремонта. В них можно включать операции и материалы, утвержденные в технологических картах и спецификациях. При создании заявок плановые затраты определяются автоматически системой. На основании таких заявок составляются наряды. В них приводится список необходимых работ, сроки выполнения, указывается ремонтный персонал.
Учет ремонтных работ ведется в системе путем создания актов выполненных работ. Формируются они на базе наряда. После проведения акта трудозатраты и затраты МТО списываются.
Для выполнения в срок запланированных планово-предупредительных работ необходимо иметь требуемые инструменты, запасные части. Чтобы планировать объем и сроки их закупки, нужно знать потребность в МТО. Она легко определяется в 1С ТОИР. В системе должны быть внесены сформированные графики ППР на рассматриваемый период. Потребность в запчастях, инструментах и материалах рассчитывается в системе автоматически на основании данных о планируемых ремонтах и ТО. Чтобы посмотреть потребность в МТО, нужно сформировать отчет «План МТО».
Для закупки требуемого количества материалов, инструментов и запчастей надо иметь соответствующий бюджет. В системе 1С ТОИР предусмотрена возможность его формирования. Для просмотра суммы затрат в программе есть специальный отчет «Прямые затраты на выполнение ремонта». С целью контроля затрат стоит формировать отчет «План-фактный анализ затрат МТО».
От того, как будет проходить управление техническим обслуживанием оборудования и его ремонтом, зависит срок исправной работы.
Современные предприятия используют для этого программное обеспечение для автоматизации ТОИР. Создание информационной взаимосвязи между ремонтными бригадами, работами и информацией о запчастях, позволяется сократить издержки предприятия, планировать выполнение ППР, вести электронных архив проведённых ремонтов.