CC BY
42
© A.B. Рудаченко, B.A. Рудаченко, A.C. Пашкова, 2012
А.В. Рудаченко, В.А. Рудаченко, A.C. Пашкова
ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ И РЕМОНТУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ГАЗОПРОВОДОВ
Рассмотрены основные положения концепции развития систем технического обслуживания и ремонта технологического оборудования. Приведены основные функции и связи экспертной системы, которая позволит экономически обоснованно планировать работы по обслуживанию и ремонту. Ключевые слова: экспертная система, диагностика, прогноз, надежность.
Использование в газопроводном транспорте широкой номенклатуры основного и вспомогательного технологического оборудования приводит к необходимости одновременного решения двух основных проблем, одна из которых связана с обеспечением безаварийности и поддержанием работоспособности оборудования, другая со снижением непроизводительных эксплуатационных затрат и, следовательно, повышением эффективности его эксплуатации.
Одним из генеральных направлений решения данных проблем является переход к новой стратегии технического обслуживания и ремонта оборудования (ТОР), в основе которой лежит переход к системе ТОР исходя из фактического технического состояния оборудования, определяемого по результатам диагностических обследований.
С точки зрения обеспечения безопасности эксплуатации оборудования, данный подход, в отличие от традиционной системы ТОР, основанной на временном регламенте, наиболее предпочтителен и находит применение на ряде предприятий различных отраслей производства. Анализ же результатов его внедрения показывает, что возможности системы используются не в полной мере и позволяют решать только часть задач, связанных с обеспечением надежности оборудования. Отсутствие комплексного подхода к решению проблем не позволяет решить вторую важную проблему — оптимального снижения эксплуатационных затрат на ТОР и текущую эксплуатацию. По-
следнее связано с отсутствием критериев и методик по оценке состояния оборудования с учетом как технических, так и экономических показателей эксплуатации, что ограничивает возможность экономически обоснованного планирования работ по обслуживанию и ремонту.
Опыт организации ТОР оборудования по фактическому состоянию, накопленный в ряде организаций трубопроводного транспорта, свидетельствует о возможности выбора таких критериев и целесообразности дальнейшего развития принятого направления. Последнее обусловлено зависимостью экономических показателей эффективности эксплуатации оборудования от его технического состояния и в большей мере проявляется при анализе энергетических затрат, величина которых может возрастать до 10 — 15 %. В этом случае, анализ данных зависимостей и использование системного подхода при выборе и использованием средств диагностики позволяет не только определить наличие конкретного вида неисправностей, но и оценить их влияние на экономические показатели эксплуатации с прогнозированием последующего их изменения, что дает возможность перейти к экономически обоснованному планированию работ по обслуживанию и ремонту оборудования и выбору рациональных режимов его эксплуатации.
Перспективность данного подхода очевидна при анализе составляющих затрат, связанных с эксплуатацией оборудования компрессорных станций, из которого следует, что основная их доля связана с потреблением энергии. Если существующие системы организации ТОР по фактическому состоянию позволяют добиться, в основном, снижения затрат на приобретение оборудования, материала, запчастей и комплектующих, то их дальнейшее развитие, направленное на сокращение непроизводительных энергетических затрат, приведет к значительному росту экономического эффекта.
Все вышеизложенное лежит в основе создания общей концепции развития систем ТОР на основе текущего технического состояния, основные положения которой представлены на рис. 1. Общность концепции, при ее построении, определена совокупностью задач, подлежащих решению на различных этапах эксплуатации оборудования — от его первичной наладки до вывода из работы или модернизации, в случае необходимости [1].
Рис. 1 Основные положения концепции развития систем технического обслуживания и ремонта технологического оборудования
Основой концепции является переход к планированию ТОР на основе комплексной оценки работоспособности оборудования, с учетом его фактического технического состояния, анали-
за затрат на восстановление и ремонт, экономических показателей эффективности и режимов его эксплуатации. Ключевая роль, в этом случае, принадлежит технико-экономическому анализу условий эксплуатации и прогнозу функционирования оборудования, базирующихся на ряде основополагающих принципов, обеспечивающих ее эффективность:
• использование методов функциональной диагностики, основанных на анализе основных и сопутствующих эксплуатационных параметров;
• определение технического состояния оборудования с требуемой глубиной диагноза, позволяющей определить причину его изменения и выхода за допустимые значения;
• оптимальное планирование объемов и периодичности обследования, для реализации функций наблюдения, оценки и прогноза технико-экономических показателей эксплуатации;
• прогнозирование состояния оборудования на основе количественных показателей надежности;
• автоматизация процесса сбора данных и принятия решений, обеспечивающая объективность постановки диагноза и прогноза;
• унификация технических средств диагностики и методического обеспечения.
Конечной целью концепции является повышение эксплуатационной надежности технологического оборудования при минимизации затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание, что достигается за счет оптимального планирования работ по ТОР, с учетом комплексного прогноза и выработки рекомендаций по режимам эксплуатации оборудования [2, 3].
Весь объем работ по реализации данной концепции связан с выполнением трех основных групп мероприятий. Исходными являются работы по созданию технического и методического обеспечения, процесс выполнения которых взаимосвязан и осуществляется параллельно. Результатом данных работ является комплекс технических средств диагностики, банков данных и руководящей документации, разработанных на единой методической основе, с учетом, отмеченных выше, основополагающих принципов [4]. Полученные результаты, имеющие самостоятельное значение, лежат в основе выполнения завер-
шающей группы мероприятий, связанных с созданием экспертной системы по техническому обслуживанию и ремонту оборудования (ЭСТОР ТО) основные функции, которой представлены на рис. 2. С учетом большого объема собираемой и анализируемой информации, данная система является ключевым звеном концепции.
В число решаемых ЭСТОР задач входит определение необходимого и достаточного состава комплекса технических средств диагностики для конкретного подразделения, предостав-
Рис. 2 Основные функции и связи экспертной системы технического обслуживания и ремонта
Программное обеспечение
Админист ратор
База данных
Поль-
зова-
тель
Принятие решения |-Анализ |-
Обработка
К
Сбор
Драй вера
Режим
Конфигурация Тестирование
Аппаратурное обеспечение
Компьютер типа"№^еЬоок"
□
Л-
—н-
Компьютер типа 1ВМ РС
Блок предварительной
обработки и преобразований
Блок управления и синхронизации
те
\
Рис. 3 Взаимосвязь программного и аппаратурного обеспечения экспертной системы
ление требуемой методической информации, технико-экономический анализ структуры оборудования и его фактического состояния, планирование сроков и объемов работ по обследованию, ремонту оборудования и выработка рекомендаций по его модернизации.
Источниками информации для решения перечисленных задач являются собственная база данных, входящая в состав системы, и информация, получаемая как с помощью технических средств диагностики, так и от других информационных систем АСУ [5]. Потребность в информации определяется самой системой в зависимости от вида и глубины решения задач. При подобной структуре и построении, ЭСТОР ТО является связующим элементом между внешними информационными системами и конечными пользователями, к числу которых относятся: диспетчер, служба механика и энергетика, от уровня КС до уровня ТТЛП.
Работы по реализации предлагаемой концепции и поэтапному внедрению проводятся в Томском политехническом университете с 1998 года. Полученные результаты частичного внедрения на базе программного и аппаратурного обеспечения, приведенного на рис. 3, позволяют провести оценку ее экономической эффективности на основе анализа изменения как общих затрат, связанных с эксплуатацией основного и вспомогательного технологического оборудования, так и их составляющих при различных вариантах организации ТОР [6].
Относительно базового, в качестве которого принят вариант ТОР по плану-графику ППР, предлагаемый вариант позволяет на 7^11 % снизить затраты на ремонтный фонд и материалы и до 6—7 % на электроэнергию. При этом, максимальная автоматизация процедур по сбору информации, анализу и принятию решений, допускает выполнение работ силами существующего штатного персонала, что не приводит к увеличению рабочих мест и повышению затрат на оплату труда.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Джордж Ф. Люгер. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем. — М.: Вильямс, 2005. — 847 с.
2. Земенкова М.Ю., Кривохижа В.Н., Дуничев М.А. ТЮМГНГУ, каф. ПЭНХ. Разработка методов системного анализа надежности нефтегазовых объектов: «Нефтегазовый терминал» Юбилейный выпуск, 2007. — С. 35 — 37.
3. Земенкова М.Ю., Каздыкпаев А.Ж., Курушина В.А. ТЮМГНГУ, каф. ПЭНХ. Математическое обеспечение систем упреждающего контроля надежности нефтегазовых объектов: «Нефтегазовый терминал» Юбилейный выпуск, 2007. — С. 24 — 26.
4. Мешалкин В.П. Экспертные системы в химической технологии. — М.: Химия, 1995. — 368 с.
5. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений. — М.: Мир, 1990. — 208 с.
6. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. — М.: Мир, 1989. — 388 с. НЗШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Рудаченко A.B. — кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой, e-mail: ktxng@tpu.ru;
Рудаченко B.A. - старший преподаватель, e-mail: rudachenkova@tpu.ru;
Пашкова A.C. — ассистент, e-mail: pashkova@tpu.ru,
Национальный исследовательский Томский политехнический университет.
