CC BY
28МЕТОД ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ДИАГНОСТИРОВАНИЕМ, ТЕХНИЧЕСКИМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ И РЕМОНТОМ ОБОРУДОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ВИБРАЦИИ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ
УДК 658.58
Е.А. Гаврилюк, Инженерно-технический центр,
филиал ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» (Нижний Новгород, РФ),
eugene_gavr@mail.ru
А.О. Маслов, Инженерно-технический центр, филиал ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород», a.ol.maslov@gmail.com А.Р. Пярин, Инженерно-технический центр,
филиал ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород», pyarin.alexey@gmail.com
В статье представлены результаты практической реализации метода поддержки принятия решений при управлении диагностированием, техническим обслуживанием и ремонтом систем контроля вибрации газоперекачивающих агрегатов в ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород». Предложена организационная схема управления диагностированием, техническим обслуживанием и ремонтом. Рассмотрена актуальная задача соблюдения требований надежности при использовании системы контроля вибрации, которая позволяет предотвратить физические разрушения и избежать дорогостоящего ремонта газоперекачивающих агрегатов. Одним из путей решения данной задачи является применение качественной системы организации диагностирования, технического обслуживания и ремонта оборудования. Современные концепции диагностирования, технического обслуживания и ремонта промышленного оборудования опираются непосредственно на его текущее техническое состояние. Предложена модель описания технического состояния объекта на основе числовых показателей -индексов технического состояния, что позволяет снизить размерность параметров при многокритериальном анализе для принятия решений при управлении диагностированием, техническим обслуживанием и ремонтом. Основной проблемой в данном процессе является выбор приоритетных объектов, т. е. вопрос сравнимости объектов между собой и их упорядочивания (ранжирования). Поддержка принятия решений основывается на рейтинге технического состояния объектов.
Описанный в статье подход позволит применять методы компьютерной обработки информации для использования в проблемно-ориентированных системах управления и принятия решений, повысить надежность оборудования, эффективность управления и уровень производственной культуры предприятия в целом.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ВИБРАЦИИ, ДИАГНОСТИКА, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ, РЕМОНТ, УПРАВЛЕНИЕ, СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ, РЕЙТИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ.
Основной задачей ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» является организация бесперебойной транспортировки природного газа потребителям. Для выполнения этой задачи необходимы разработка и реализация качественной системы управления диагности-
рованием, техническим обслуживанием и ремонтом (ДТОиР). Наиболее современной концепцией управления ДТОиР является концепция Reliability Centered Maintenance (RCM). Данная концепция предполагает организацию ДТОиР объектов на основе
их значимости. Эффективность организации и управления ДТОиР на основе RCM напрямую зависит от качества методов обработки и систематизации входных данных, от количества этих данных и их достоверности. В связи с постоянно возрастающими объемами
Gavriliuk E.A., Engineering and Technical Center, branch of Gazprom transgaz Nizhny Novgorod LLC (Nizhny Novgorod, Russian Federation), eugene_gavr@mail.ru
Maslov A.O., Engineering and Technical Center, branch of Gazprom transgaz Nizhny Novgorod LLC,
a.ol.maslov@gmail.com
Pyarin A.R., Engineering and Technical Center, branch of Gazprom transgaz Nizhny Novgorod LLC,
pyarin.alexey@gmail.com
Decision support method for equipment diagnostics, technical maintenance and repair management using the example of gas-compressor unit vibration control systems
The article presents the results of the practical implementation of the decision support method for managing diagnostics, maintenance and repair of vibration control systems for gas compressor units at Gazprom transgaz Nizhny Novgorod LLC. The organizational chart for the management of diagnostics, maintenance and repair is proposed.
The actual problem of meeting reliability requirements during use of a vibration control system is considered, which helps to prevent physical damage and avoid expensive repair of gas compressor units. One of the ways to solve this problem is to use a high-quality system for diagnostics, maintenance and repair of equipment. Modern concepts of diagnostics, maintenance and repair of industrial equipment rely directly on its current technical state. A model is proposed for describing the technical state of the object on the basis of the indices of a technical state, which allows to reduce the dimension of parameters in multicriteria analysis for decision making in the management of diagnostics, maintenance and repair. The main problem in this process is the choice of priority objects, the question of the comparability of objects among themselves and their ranking. Decision support is based on the technical state ranking of the facilities.
Further research is dedicated to application of automated data processing for implementation in problem-oriented control systems and decision-making, to improve equipment reliability, management efficiency and overall production culture level.
KEYWORDS: VIBRATION CONTROL SYSTEMS, DIAGNOSTICS, TECHNICAL MAINTENANCE, REPAIR, MANAGEMENT, DECISION SUPPORT SYSTEM, TECHNICAL STATE RANKING.
исходной информации для поддержания конкурентной борьбы промышленные предприятия вынуждены внедрять информационные системы управления (ИСУ) и системы поддержки принятия решений (СППР). В этом ракурсе научный интерес вызывают методы обработки и систематизации информации.
Во многом надежную и безопасную эксплуатацию газоперекачивающих агрегатов (ГПА) -основного оборудования компрессорных станций - обеспечивают системы автоматического управления (САУ), особенно системы контроля вибрации (СКВ) -подсистемы САУ, предотвращающие физическое разрушение ГПА. Исходя из этого соблюдение тре -бований надежности СКВ является важной и актуальной задачей.
В Обществе эксплуатируется более тысячи СКВ (каждый ГПА может быть оснащен несколькими СКВ)различных типов и производителей. При управлении процессом ДТОиР СКВ требуется создание методики оценки текущего
технического состояния (ТС)этих объектов, устанавливающей процедуру сбора и анализа диагностических данных. Также данная методика способна стать инструментом для поддержки принятия управленческих решений.
В настоящее время решению подобных вопросов уделяется большое внимание во многих отраслях промышленности. Так, например, известны способы и методики диагностирования и прогнозирования ТС ГПА [1, 2], технологического оборудования, применяемого в электроэнергетической и нефтехимической промышленности [3, 4]. Отдельное внимание уделяется информационным системам, направленным на поддержку принятия решений пользователя при проведении диагностирования, технического обслуживания и ремонтов [1, 5]. Вместе с тем мало работ, где САУ или ее подсистемы (такие как СКВ ГПА) рассматривается в качестве объектов диагностирования. Актуальность темы также обусловлена и тем, что часть СКВ задей-
ствована в системах диагностики компрессорного оборудования, и в настоящее время ведутся разработки, связанные с интеграцией САУ ГПА в системы параметриче -ской диагностики [6].
Предложенная методика включает несколько этапов: формирование критериев оценки ТС; разработка диагностической карты (ДК) - формы предоставления структурированной диагностической информации; организация проведения диагностирования; методология систематизации диагностической информации для поддержки принятия решений; ранжирование объектов по ТС; возможность автоматизации процесса; модель принятия решений при формировании планов ДТОиР.
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
В Обществе эксплуатируется 1261 СКВ ГПА 11 производителей. Каждая СКВ ГПА может иметь различное исполнение и, соответственно, свое множество параметров - критериев оценки ТС.
Рис. 1. Источники информации для формирования критериев оценки ТС СКВ ГПА
Fig. 1. Sources of information for the formation of criteria for assessment of the technical state of the vibration control systems of gas compressor units
ПАРАМЕТРЫ (КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ТС) Parameters (criteria for estimating the technical conditions)
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ЭКСПЕРТНЫЕ СТАТИСТИЧЕСКИЕ
Instrumental Expert Statistical
Рис. 2. Типы параметров (критериев оценки ТС)
Fig. 2. Types of parameters (criteria for estimating the technical conditions)
Диагностическая карта
ЛПУМГ
н КС
Цех
О ГПА
Название системы, заводской номер
№ Критерий (параметр) Требуемое значение Фактическое значение Оценка
Примечание
Номер критерия с несоответствием и рекомендация
Вывод, итог
Рис. 3. Форма ДК
Fig. 3. Diagnostic card form
Каждая из этих систем имеет свои достоинства и недостатки и требует индивидуального подхода к оценке.
Для достоверной оценки ТС подобных объектов требуется мно -гокритериальный анализ (рис. 1). Основными источниками для формирования критериев оценки ТС выступают руководства по эксплуатации (РЭ) на систему, технические условия (ТУ), паспорта, инструкции - документация, в которой отражены основные контролируемые параметры. Помимо
этого, стоит учитывать требования ГОСТов, стандартов организации (СТО), руководящих документов организации (РДО).
Важным источником является статистика отказов СКВ ГПА, которая ведется как на уровне ПАО «Газпром» (информационная система «Инфотех»), так и на уровне дочерних организаций. На основе этой информации можно выделить наиболее часто встречающиеся причины выхода из строя тех или иных элементов системы.
Производители эксплуатируемых систем осуществляют полную информационную поддержку, что позволяет получить экспертные мнения о наиболее «узких» местах систем и предупредительных мероприятиях. На этом фоне предприятия имеют возможность организации как обычной консультации с экспертом завода-изготовителя, так и проведения це-левого обучения специалистов по ДТОиР данных систем.
Таким образом, для формирования критериев оценки ТС СКВ ГПА используются все доступные источники (рис. 2).
Инструментальные критерии подразумевают использование средств измерений, т. е. получение количественных параметров. К экспертным критериям относятся любые качественные параметры (например, визуальная оценка). Статистические критерии формируются по результатам анализа сведений об отказах в работе оборудования.
ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ КАРТА
В связи с большим объемом и разнотипностью параметров возникает проблема предоставления результатов оценки ТС. Традиционные многостраничные текстовые отчеты весьма затруднительны для восприятия, требуют большого количества времени для ознакомления и имеют низкий уровень систематизации информации для ее последующей обработки, структурирования и поддержки принятия решений. Для решения данной задачи предложено
использование диагностических карт, оценивающих системы по предложенным критериям оценки ТС, общий вид и структура таких карт представлены на рис. 3.
Диагностическая карта содержит основную идентификационную информацию о диагностируемом объекте. На каждый объект составляется отдельная ДК, что обеспечивает высокую точность сбора диагностических данных.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
На рис. 4 представлена функциональная блок-схема организации диагностирования СКВ.
На первом этапе производственным отделом автоматизации (ПОА) администрации Общества составляется план ДТОиР, согласно которому специалисты линейного производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ) проводят диагностическое обследование СКВ ГПА, эксплуатируемых в своем филиале, и предоставляют специалистам инженерно-технического центра (ИТЦ) данные о ТС систем. Далее специалисты ИТЦ командируются в филиал, предоставивший данные, и проводят проверку СКВ, состоящую из трех этапов.
Первый этап: визуальная оценка, при которой проводится проверка соответствия монтажа системы требованиям нормативно-технической документации (НТД), состояния элементов и соединений, отсутствия механических повреждений. При обнаружении несоответствий выполняется фотосъемка. На рис. 5 приведены примеры несоответствий, выявленных при визуальной оценке.
Второй этап: инструментальная оценка. На этом этапе специалисты ИТЦ при помощи специальных технических средств (вибростенды, тепловизоры, калибраторы и т. д.) оценивают работоспособность и исправность СКВ, корректность сигналов в смежные системы, работу агрегатных защит и соответствие условий экс-
Рис. 4. Функциональная блок-схема организации проведения диагностирования Fig. 4. Functional block diagram of the diagnostics organization
а) a) б) b)
Рис. 5. Примеры несоответствий, выявленных при визуальной оценке: а) нарушена целостность жгута, отсутствует крепление жгута в первой точке; б) сломан разъем жгута со стороны вихретокового преобразователя Fig. 5. Examples of non-compliances identified during visual assessment:
a) the integrity of the cable is broken, there is no fixing of the cable in the first point;
b) the cable connector is broken on the side of the eddy current transducer
Отсутствие запасных частей, инструментов и принадлежностей Absence of spare parts, tools and accessories Превышение срока эксплуатации, заявленного производителем Excess of the service life declared by the manufacturer Несоответствие крепления жгутов требованиям ИД Non-compUance of cable fixing to the regulatory documentation requirements Невыполнение проверки режима «Контроль» Failure to verify the "Control" mode Несоответствие напряжения питания постоянного тока DC power supply mismatch Превышение межповерочного интервала Exceeding the calibration period Отсутствие комплекта документации Lack of documentation set Превышение интервала проведения TO Exceeding the interval of technical maintenance Несоответствие сопротивления заземления Ground resistance mismatch Нарушение целостности и непрерывности металлорукавов Damage of the integrity and continuity of metal hoses Несоответствие радиуса изгиба жгутов вибропреобразователей НД Inconsistency of bending radius of the vibration transmitters cables to normative documentation Недостаточная надежность всех крепежных элементов Insufficient reliability of all fasteners Отсутствие независимого крепления жгутов Absence of independent fastening of cables Нарушение целостности разъемных соединений Integrity damage of releasable connections Наличие несанкционированных прокладок под установочной плоскостью вибропреобразователя Presence of illegal gaskets under the installation plane of the vibration transducer Превышение общей наработки, заявленной производителем Excess of the total operating time declared by the manufacturer Несоответствие комплекта вибродатчика паспорту Non-compliance of the vibration sensor set with the passport Низкая средняя наработка до отказа Low average operating time to failure Неудовлетворительное состояние маркировки взрывазащиты Unsatisfactory state of explosion protection marking Отсутствие пломб на соединителях искробезопасных цепей Absence of seals on connectors of spark-proof safe circuits
585
361 303
^^^^^^^^ 243
160 152
115
^^^m 63
H 36 ■ 28 ■ 27 21
Рис. 6. Распределение несоответствий по критериям
Fig. 6. Distribution of non-compliances according to the criteria
■ TO
Technical maintenance
■ Запасные чаш, инструменты и принадлежности
Браге parts, tools and accessories
■ Монтаж Installation
■ Срок эксплуатации Lifetime
■ Поверка и(или) калибровка Verification and (or) calibration
■ Физический износ Physical deterioration
плуатации требованиям производителя (например, температурный режим).
Третий этап: анализ документации. Проверяются наличие паспортов на СКВ или ее элементы, наличие и актуальность свидетельств о поверке и протоколов калибровки, ведение протоколов ТО.
Специалисты ИТЦ на основе данных, полученных при обследовании, и данных от специалистов ЛПУМГ составляют ДК, которые содержат информацию о выявленных дефектах и нарушениях. Далее специалистами ЛПУМГ формируется план мероприятий по устранению нарушений.
Рис. 7. Соотношение несоответствий по Рис. 8. Распределение несоответствий в различных ЛПУМГ
группам Fig. 8. Distribution of non-compliances in the different gas pipeline Linear Production
Fig. 7. Ratio of non-compliances by groups Departments
Данные по проведенным диагностическим обследованиям собираются в ИТЦ, где в ходе выполнения анализа систематизируются нарушения, замечания и дефекты (рис. 6-9), а также проводится ранжирование СКВ по ТС, методология приведена ниже.
Далее отчеты ЛПУМГ о проведе -нии мероприятий и рейтинг СКВ по ТС поступают в ПОА. На основе этой информации корректируются текущие планы ДТОиР и разраба -тываются перспективные.
МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМАТИЗАЦИИ
Рассмотрим методологию систематизации диагностической информации для поддержки принятия решений.
1538
36
5 ■
сиэл
SIEL
АСТД-2 ASTD-2
Число замечаний Number of non-compliances
Число систем Number of systems
-*- Удельное количество замечаний на систему Specific number of non-compliances on the system
Рис. 9. Распределение несоответствий по типам СКВ ГПА
Fig. 9. Distribution of non-compliances by types of vibration control systems of gas compressor units
Таблица 1. Примеры диагностических параметров для оценки ТС СКВ ГПА
Table 1. Examples of diagnostic parameters for the assessment of the technical state of the vibration control system of gas compressor units
Параметр Parameter Требуемое значение Index value Вес параметра Weight of parameter
Срок эксплуатации, лет Service life, years <12,5 2
Средняя наработка до отказа, ч Mean operating time to failure, h >50 000 2
Межповерочный интервал (проверка даты последней поверки или калибровки) Calibration interval (checking the date of the last verification or calibration) <1 год <1 year 2
Наличие комплекта документации Availability of documentation set Паспорт, РЭ, свидетельство о поверке или калибровке Passport, operation manual, certificate of verification or calibration 1
Проведение ТО (проверка даты последнего ТО) Carrying out maintenance (checking the date of the last maintenance) Отметки в журналах ТОиР Marks in the maintenance logs 2
Соответствие комплекта СКВ паспорту Compliance of the vibration control system set with the passport ПЭ1 ИКЛЖ.408118.005 заводской № 0020, ПЭ2 ИКЛЖ.408118.004 заводской № 0005, L1 ИКЛЖ.685621.026-03 заводской № Б2-13, L1 ИКЛЖ.685621.026-03 заводской № Б2-43 PE1 IKLZh.408118.005 factory No. 0020, PE2 IKLZh.408118.004 factory No. 0005, L1 IKLZh.685621.026-03 factory No. B2-13, L1 IKLZh.685621.026-03 factory No. B2-43 2
Наличие запасных частей, инструментов и принадлежностей Presence of spare parts, tools and accessories Наличие на КС <10 % запасных частей, инструментов и принадлежностей от общего объема эксплуатируемого оборудования Availability of a <10 % spare parts, tools and accessories at the compressor station from the total amount of equipment used 1
(Продолжение табл. 1 - на с. 120)
(Продолжение табл. 1, начало - на с. 119)
Параметр Parameter Требуемое значение Index value Вес параметра Weight of parameter
Наличие несанкционированных прокладок под установочной плоскостью вибропреобразователя Presence of illegal gaskets under the installation plane of the vibration transducer Отсутствие каких-либо не согласованных с разработчиком прокладок под установочной плоскостью вибропреобразователя Absence of any illegal gaskets not coordinated with the developer under the installation plane of the vibration transducer 2
Наличие заземления и соответствие НТД Presence of grounding and compliance with regulatory documentation Требование ГОСТ 21130-75 [11] Requirements of State Standard GOST 21130-75 [11] 2
Соответствие радиуса изгиба жгутов вибропреобразователей НТД Correspondence of the radius of cable bending of vibration transmitters to the regulatory documentation £35 мм £35 mm 2
Проверка независимого крепления жгутов Check of independent cable fixing Независимое крепление жгутов Independent cable fixing 1
Соответствие крепления жгутов требованиям НТД Correspondence of cable fixing to the requirements of regulatory documentation Первая точка крепления должна быть жестко закреплена через 15-20 мм от вибропреобразователя, далее - через 100-150 мм по всей длине The first fixing point should be rigidly fixed in each 15-20 mm from the vibration transducer, then in each 100-150 mm along the entire length 2
Наличие изоляционных прокладок между скобами и жгутами Presence of insulating pads between brackets and cables Наличие прокладок Presence of gaskets 1
Целостность корпусов вибродатчиков Integrity of vibration sensor housings Отсутствие механических повреждений Zero mechanical damage 3
Целостность разъемных соединений Integrity of detachable connections Отсутствие механических повреждений Zero mechanical damage 3
Целостность и непрерывность металлорукавов Integrity and continuity of metal hoses Отсутствие механических повреждений Zero mechanical damage 3
Состояние покрытий вибродатчика Condition of coatings of the vibration sensor Покрытие ровное, без загрязнений Cover smooth without contamination 1
Герметичность установки крышки вибропреобразователей Tightness of installation of the cover of vibration transducers Щуп толщиной 0,16 мм не должен проходить по всему периметру зазора The 0.16 mm thick probe must not pass along the entire perimeter of the gap 2
Наличие всех крепежных элементов вибродатчика Presence of all fixing elements of the vibration sensor Вибродатчик закреплен согласно НТД The vibration sensor is fixed in accordance with the regulatory documentation 2
Надежность всех крепежных элементов вибродатчика Reliability of all fixing elements of the vibration sensor Надежность затяжки и правильность контровки накидных гаек соединителей Reliability of tightness and correctness of the tightening of the union nuts of the connectors 1
Наличие пломб на соединителях искробезопасных цепей Presence of seals on connectors of spark-safe circuits Наличие пломб Presence of seals 1
Наличие на входе неиспользуемого канала нормирующего преобразователя закоротки (заглушки) Presence of short-circuiting jumper (plug) at the input of the unused channel of the normalizing transducer Наличие на входе неиспользуемого канала нормирующего преобразователя закоротки (заглушки) Presence of short-circuiting jumper (plug) at the input of the unused channel of the normalizing transducer 1
Состояние маркировки взрывозащиты и таблички с обозначением,заводским номером,датой изготовления Condition of the explosion protection marking and the plate with the designation, serial number, date of manufacture Табличка в наличии, надписи читаемы Plate is present, the inscriptions are readable 1
Параметр Parameter Требуемое значение Index value Вес параметра Weight of parameter
Соответствие материала диска (установочной площадки) устройства марке стали, на которую настроен датчик Correspondence of the material of the disc (mounting platform) of the device to the steel grade on which the sensor is set Марка стали указана в паспорте (для вихретокового преобразователя) Steel grade is indicated in the passport (for the eddy current transducer) 2
Проверка режима «Контроль», мА Checking the "Control" mode, mA 20-1,5 1
Диапазон измерения амплитудного значения виброскорости, мм/с Measuring range of amplitude value of vibration velocity, mm/s 0-25 2
Диапазон частот измеряемой виброскорости, Гц Frequency range of the measured vibration velocity, Hz 10-1000 2
Соответствие значения виброскорости сигнализации «Вибрация повышенная», мм/c Correspondence of the vibration velocity value of signaling "Increased vibration", mm/s 11 2
Соответствие значения виброскорости сигнализации «Вибрация опасная», мм/c Correspondence of the vibration velocity value of the signaling "Dangerous vibration", mm/s 18 2
Проверка блокирования неисправного (вследствие обрыва или короткого замыкания) канала Checking the blocking of a faulty (due to disconnection or short circuit) channel Неисправный канал блокируется (исключается из алгоритма аварийной защиты) Faulty channel is blocked (excluded from the emergency protection algorithm) 1
Проверка работы СКВ с взаимодействующими с ней системами, проверка индикации датчиков Checking the operation of the vibration control system with the systems interacting with it, checking the indication of the sensors Без замечаний Without non-compliances 2
Напряжение питания постоянного тока, В Direct current supply voltage, V (19,5...29,5) ± 1 % 1
Сопротивление изоляции цепей нормирующего преобразователя, МОм Resistance of insulation of the circuits of the normalizing converter, MOhm > 20 2
Температура окружающей среды при эксплуатации электродинамического преобразователя, °C Ambient temperature during operation of the electrodynamic transducer, °C 10-50 1
Температура окружающей среды при эксплуатации нормирующего преобразователя, °С Ambient temperature during operation of the normalizing transducer, °С 10-50 1
Устойчивость нормирующего преобразователя к воздействию синусоидальной вибрации Stability of the normalizing converter to the effect of sinusoidal vibration 10-1000 Гц, 75 мм/с 10-1000 Hz, 75 mm/s 1
Сопротивление между преобразователем и заземлителем, Ом Resistance between inverter and earthing switch, Ohm <4 2
Сопротивление между металлорукавом и заземлителем, Ом Resistance between metal hose and grounding switch, Ohm <4 2
Относительная влажность воздуха Relative air humidity, % <95 ± 5 1
Таблица 2. Фрагмент рейтинга ТС СКВ ГПА
Table 2. Fragment of the rating of the technical condition of the vibration control system of gas compressor units
-=Ощ
,
I_ Œ
> M
ootu
ÏU-D
Пильнинское Pilninskoe Пильнинская Pilninskaya 1 Я-Т1 Ya-T1 6 Д D ИКЛЖ IKLZh ДВС DVS Т2-29 0,76
Вятское Vyatskoe Вятская Vyatskaya 1 Я-Т1 Ya-T1 1 Н N ИКЛЖ IKLZh ДВП DVP Т8-6 0,78
Чебоксарское Cheboksarskoe Чебоксарская Cheboksarskaya 2 Я-Т2 Ya-T2 4 Д D ИКЛЖ IKLZh ДВП DVP 6363 0,80
Вятское Vyatskoe Вятская Vatskaya 1 Я-Т1 Ya-T1 2 Н N ИЦФР ITsFR ДП-И DP-I 1312873 0,85
Пильнинское РМп^кое Пильнинская Pilninskaya 2 Я-Т2 Ya-T2 2 Д D ИКЛЖ IKLZh ДВС DVS Т2-3 0,85
Починковское Pochinkovskoe Починковская Pochinkovskaya 3 У-Ц2 U-Ts2 3 Н N ИКЛЖ IKLZh ДОС DOS Т4-4 0,85
Торбеевское Torbeevskoe Торбеевская Torbeevskaya 6 Я-Зг Ya-Zg 4 Н N ИКЛЖ IKLZh ДОС DOS Б2-14 B2-14 0,87
Торбеевское Torbeevskoe Явасская Yavasskaya 1 Я-Т2 Ya-T2 1 Н N ИКЛЖ IKLZh ДВП DVP 9331 0,87
Ивановское Ivanovskoe Ивановская Ivanovskaya 1 П-Г P-G 4 Д D ИВ-Д-ПФ IV-D-PF ИВ-Д-ПФ-17М IV-D-PF-17M 5475 0,87
Владимирское Vladimirskoe Муромская Muromskaya 1 НТ-Г-Ц NT-G-Ts 4 Д D ИВ-Д-ПФ IV-D-PF ИВ-Д-ПФ-1М IV-D-PF-1M 5498 0,87
Сеченовское Sechenovskoe Сеченовская Sechenovskaya 6 Я-Зг Ya-Zg 1 Д D ИКЛЖ IKLZh ДВС DVS П9-16 P9-16 0,89
Чебоксарское Cheboksarskoe Чебоксарская Cheboksarskaya 2 Я-Т2 Ya-T2 1 Н N ИКЛЖ IKLZh ДВП DVP 1376 0,91
Торбеевское Torbeevskoe Торбеевская Torbeevskaya 6 Я-Зг Ya-Zg 1 Д D ИКЛЖ IKLZh ДВС DVS Т7-19 0,93
Владимирское Vladimirskoe Вязниковская Vyaznikovskaya 1 П-Я P-Ya 1 Н N ИКЛЖ IKLZh ДВП DVP Т9-18 0,95
Ивановское Ivanovskoe Ивановская Ivanovskaya 1 П-Г P-G 3 Н N ИЦФР ITsFR ДП-И DP-I 0940174 0,96
Починковское Pochinkovskoe Починковская Pochinkovskaya 4 Я-Е1 Ya-E1 6 Д D ИКЛЖ IKLZh ДВС DVS Т1-19 0,96
Сеченовское Sechenovskoe Сеченовская Sechenovskaya 5 Я-Е2 Ya-E2 1 Д D ИКЛЖ IKLZh ДВС DVS Т8-2 0,98
Арзамасское Arzamasskoe Лукояновская Lukoyanovskaya 1 Я-Т2 Ya-T2 1 Д D ИКЛЖ IKLZh ДВП DVP Б7-27 B7-27 0,98
Арзамасское Arzamasskoe Новоарзамасская Novoarzamasskaya 1 П-Г P-G 3 Н N PSA BCB233.04.05. 0403.0107 VSV233.04.05. 0403.0107 4355 0,98
Моркинское Могк^кое Моркинская Morkinskaya 1 Я-Т1 Ya-T1 3 Д D ИКЛЖ IKLZh ДВС DVS В3-6 V3-6 1,00
Сеченовское Sechenovskoe Сеченовская Sechenovskaya 5 Я-Е2 Ya-E2 7 Н N ИКЛЖ IKLZh ДВП DVP Т5-5 1,00
Починковское Pochinkovskoe Починковская Pochinkovskaya 6 Я-Зг Ya-Zg 4 Н N ИКЛЖ IKLZh ДВП DVP Т9-5 1,00
0,97 0,97 0,97 0,96 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95
0,93 0,91
Рис. 10. Индекс технического состояния в различных ЛПУМГ
Fig. 10. Index of technical state in the different gas pipeline linear production
departments directorates
0,94
0 98 0 98
и и IL 0,95 0,95 0,95 0,95__
Iiiiiiiii.
PSA АСТД-2 СИЭЛ SCHENK Vitec ИВ-Д-ПШ Turbocnntrol ИКЛЖ ИЦФР АШЙ-Л16 ASTD-2 SIEL IV-D-PF IKLZh ITsFR A4406-L16
Рис. 11. Индекс технического состояния для разных типов СКВ ГПА
Fig. 11. Index of technical state for different types of vibration control systems
of gas compressor units
В связи с современной тенденцией развития методов ДТОиР оборудования для принятия управленческих решений приходится проводить анализ информации о текущем ТС оборудования, которая представляет собой набор разнотипной информации (статистическая, экспертная, диагностическая и пр.). Эта информация может быть как количественной, так и качественной. Соответственно, возникает задача разработки метода и алгоритма систематизации этой информации, открывающая возможность реализации на их основе СППР.
Оценка ТС основывается на системе показателей, конфигурация которой связана со структурой оборудования. Каждая система (комплекс оборудования) рассматривается как набор элементов. Вся система разбивается на подсистемы, подсистемы - на элементы. Для каждого элемента
определяются параметры (свойства), которые являются значимыми для производственного процесса. Эти параметры необходимо контролировать в течение эксплуатации, их значения влияют на принятие управленческих решений.
Количественной оценкой ТС оборудования является безразмерная числовая величина - индекс технического состояния (ИТС). Понятие ИТС в качестве комплексного показателя надежности раскрыто в работах [7-9]. Величина ИТС характеризует состояние объекта с точки зрения соответствия его параметров нормативным (номинальным) значениям. В качестве шкалы ИТС в работе [10] предложено использование интервала от 0 до 1 с двумя знаками после запятой, преимущество такого подхода состоит в более точной оценке. Вместе с тем для оценки ТС СКВ ГПА в качестве шкалы ИТС
была выбрана бинарная шкала: 1 (соответствие требуемым значениям) или 0 (несоответствие требуемым значениям). Преимущество данного подхода -в простоте применения.
Для получения оценки ТС всего объекта (СКВ ГПА), т. е. интеграль -ного ИТС, был применен средневзвешенных значений:
2м Р/
где т - число параметров, которые соответствуют требуемым значениям; п - общее число параметров, по которым проводится диагностирование; р. - вес /-го параметра.
Таким образом, каждый параметр имеет вес, который отражает важность (влияние на исправность объекта оценки) среди всего множества параметров оценки ТС. Вес для каждого параметра назначается экспертно.
В табл. 1 представлены примеры разнотипных диагностических параметров для оценки ТС СКВ с требуемыми значениями, а также указан вес каждого параметра. Оценка ТС проводилась по 3045 параметрам в зависимости от типа СКВ ГПА.
ИТС отражает степень исправности объекта и является своего рода обобщением (итогом) проведенного диагностирования.
РАНЖИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ
Представленная модель описания (оценки) ТС объекта позволяет решить проблему «несравнимости» объектов между собой. Даже при условии различного числа параметров, по которым происходит оценка ТС объектов, с помощью системы индексов открывается возможность сравнения (ранжирования) объектов по объединяющему признаку - ТС.
Таким образом, на основе представленной методологии может быть составлен рейтинг объектов диагностирования (в нашем случае - СКВ ГПА) по ТС (табл. 2).
Рис. 12. Модель принятия решений при управлении ДТОиР
Fig. 12. Decision-making model for the management of the diagnostics, maintenance and repair
Данный рейтинг наглядно отражает объекты с наибольшим риском возникновения отказов (с минимальными ИТС) во всем комплексе рассматриваемого оборудования (рис. 10, 11). Для удобства используется трехцветная градуированная индикация, где минимальному ИТС соответствует красный цвет, а максимальному -зеленый.
ВОЗМОЖНОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА
Представленный метод открывает возможность использования компьютерной обработки данных, позволяя автоматизировать некоторые этапы процесса управления ДТОиР. Для обработки ДК применяется табличный редактор с функцией использования макросов, написанных на языке Visual Basic.
Для организации совместного доступа к результатам диагностических обследований СКВ ГПА используется корпоративный ин-транет-портал Общества. Благодаря этому специалисты ЛПУМГ имеют возможность проанализировать наиболее частые несоответствия, получить примеры способов решения подобных проблем в других филиалах, что позволяет оперативно устранять замечания. ПОА, в свою очередь, получает агрегированную информацию о состоянии всего комплекса рассматриваемого оборудования в виде рейтинга, позволяющую принимать обоснованные управленческие решения.
МОДЕЛЬ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
Принятие решений о включении объекта в планы ДТОиР осуществляется на основе рейтинга ТС, а также приоритетности и прогнозируемой востребованности (загруженности, наработки) объекта (рис. 12). Таким образом, представленный подход в полной мере реализует современную концепцию управления ДТОиР - RCM.
Как видно из рис. 12, при формировании планов по ДТОиР в ка -
честве ограничивающего фактора выступают ресурсы предприятия. Помимо формирования планов по ДТОиР, управленческим решением может стать разработка корректирующих мероприятий по повышению надежности объекта.
С помощью представленной модели принятия решений управленческие решения становятся более обоснованными, а сам процесс управления - более эффективным.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Руководитель подразделения или иное лицо, принимающее решение, используя представленный в статье метод, в полной
мере владеет всей «картиной» ТС подконтрольного оборудования, где вся информация о ТС объекта агрегируется в количественную оценку - ИТС. На основе индексов весь комплекс рассматриваемого оборудования может быть представлен в виде рейтинга ТС -удобного инструмента поддержки принятия решений при формировании планов по ДТОиР в условиях ограниченности и возможного динамического изменения (корректировок) ресурсов. Данный подход позволяет проводить согласованную работу, принимать качественные управленческие решения, что в конечном счете обеспечивает взаимосвязь между производ-
ственным уровнем и уровнем управления, а также повышает уровень производственной культуры предприятия в целом.
Метод, представленный в статье, получил практическое применение в Обществе при проведении оценки ТС. В 2017 г. было проведено диагностирование 970 СКВ ГПА, что составило 77 % от всего объема эксплуатируемых СКВ. Сформирован рейтинг ТС всех обследованных систем. Было выявлено 2162 несоответствия по установленным критериям. Из них 1169 несоответствий не требовали дополнительного привлечения ресурсов и были устра -нены специалистами ЛПУМГ. Для устранения оставшихся несоответствий в план ТОиР 2018-2019 гг.
были включены 140 СКВ ГПА на наиболее приоритетных компрессорных станциях Общества.
В качестве подтверждения эффективности представленного метода можно отметить отсутствие отказов СКВ, а также высокую оценку данного проекта на V Научно-практической конферен-
ции молодых специалистов, проводимой АО «Гипрогазцентр», и на XII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», проводимой Российским государственным университетом (НИУ) нефти и газа имени И.М. Губкина. ■
ЛИТЕРАТУРА
1. Пахтусов С.В., Евдакимов И.И., Аврамов М.В. и др. Экспертная система диагностики неисправностей газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 15. № 1. С. 20-25.
2. Антропов П.Г., Долинина О.Н., Шварц А.Ю. Способ диагностики неисправностей газоперекачивающих агрегатов с использованием гибридных интеллектуальных систем // Вестник Самарского гос. аэрокосмич. ун-та. 2014. № 5-1. С. 75-84.
3. Гришанов С.В. Экспертная система для диагностирования состояния генераторов блока ТЭС // Науков1 прац1 ДонНТУ. Сер1я «Електротехн1ка I енергетика». 2013. № 1. С. 83-90.
4. Кузьмин А.Н., Вялых И.А. Прогнозирование технического состояния штанговых глубинных насосов на основе нейросетевых технологий // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. 2016. № 3. С. 9-19.
5. Перфильев О.В. Экспертная система интеллектуальной поддержки авиаспециалистов при техническом обслуживании систем и оборудования самолета // Конференция «Системы управления авиастроительным предприятием». 2014. С. 1545-1549.
6. Стребков А., Басманов М., Меньшиков С., Морозов И. Система параметрической диагностики газоперекачивающих агрегатов: современный подход // Деловая Россия: промышленность, транспорт, социальная жизнь. 2011. № 7. С. 42-43.
7. Гаврилюк Е.А., Манцеров С.А., Синичкин С.Г. Комплексная оценка технического состояния систем автоматического управления газоперекачивающими агрегатами // Фундаментальные исследования. 2014. № 11-10 . С. 2141-2145.
8. Гаврилюк Е.А., Манцеров С.А., Панов А.Ю. Прогнозирование отказов систем автоматического управления газоперекачивающими агрегатами на основе индекса технического состояния и степени риска // Фундаментальные исследования. 2015. № 7-2. С. 309-313.
9. Гаврилюк, Е.А., Манцеров С.А. Разработка стратегии обслуживания и ремонта оборудования газотранспортного предприятия на основе индекса технического состояния // Труды НГТУ имени Р.Е. Алексеева. 2017. № 3. С. 121-126.
10. Гаврилюк Е.А., Манцеров С.А. Управление техническим состоянием сложных систем на основе нечеткой модели // Автоматизация процессов управления. 2018. № 1. С. 91-98.
11. ГОСТ 21130-75. Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры (с Изменениями № 1-5) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200003584 (дата обращения: 20.08.2018).
REFERENCES
1. Pakhtusov S.V., Evdakimov I.I., Avramov M.V., et al. Expert System for Diagnostics of Faults of Gas Turbines at Gas Compressor Stations. Intellektualnye sistemy v proizvodstve = Intelligent Systems in Manufacturing, 2017, Vol. 15, No. 1, P. 20-25. (In Russian)
2. Antropov P.G., Dolinina O.N., Shvarts A.Yu. Method of Gas Turbine Malfunction Diagnostics Using Hybrid Intellectual Systems. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta = Bulletin of the Samara State Aerospace University, 2014, No. 5-1, P. 75-84. (In Russian)
3. Grishanov S.V. Expert System for Diagnostics the Condition of Generators of the Thermal Power Unit. Naukovi pratsi DonNTU. Seriya "Elektrotekhnika i energetika" = Scientific Works of the Donetsk National Technical University. Series "Electrical Engineering and Energetics", 2013, No. 1, P. 83-90.
(In Russian)
4. Kuzmin A.N., Vyalykh I.A. Prediction of Technical Condition of Rod Pumps Based on Neural Network Technology. Vestnik PNIPU. Khimicheskaya tekhnologiya i biotekhnologiya = PNRPU Bulletin. Chemical Technology and Biotechnology, 2016, No. 3, P. 9-19. (In Russian)
5. Perfilyev O.V. Expert System of Aviaspecialists Intellectual Supports at Maintenance of Aircraft Systems and Equipment. Conference "Aircraft Building Management Systems", 2014, P. 1545-1549. (In Russian)
6. Strebkov A., Basmanov M., Menshikov S., Morozov I. System of Parametric Diagnostics of Gas Pumping Units: A Modern Approach. Delovaay Rossiya: promishlennost, transport, sotsialnaya zhizn = Business Russia: Industry, Transport, Social Life, 2011, No. 7, P. 42-43. (In Russian)
7. Gavriliuk E.A., Mantserov S.A., Sinichkin S.G. The Complex Technical State Evaluation of Automatic Gas-Compressor Unit Control Systems. Fundamentalnye issledovaniya = Fundamental Research, 2014, No. 11-10, P. 2141-2145. (In Russian)
8. Gavriliuk E.A., Mantserov S.A., Panov A.Yu. The Failure Prediction of Automatic Gas-Compressor Unit Control Systems on Basis of Technical State Index and Measure of Risk. Fundamentalnye issledovaniya = Fundamental Research, 2015, No. 7-2, P. 309-313. (In Russian)
9. Gavriliuk E.A., Mantserov S.A. Development of Gas-Transport Equipment Maintenance Strategy on the Basis of Technical State Index. Trudy NGTU imeni R.E. Alekseeva = Proceedings of the Nizhny Novgorod State Technical University n. a. R. E. Alekseev, 2017, No. 3, P. 121-126. (In Russian)
10. Gavriliuk E.A., Mantserov S.A., Technical State Control of Complex Systems via Fuzzy Model. Avtomatizatsiya protsessov upravleniya = Automation of Control Processes, 2018, No. 1, P. 91-98. (In Russian)
11. State Standard GOST 21130-75. Electrical Items. Earth Terminals and Earth Signs. Design and Dimensions (with Amendments No. 1-5) [Electronic source]. Access mode: http://docs.cntd.ru/document/1200003584 (access date: August 20, 2018). (In Russian)
