CC BY
6
УДК 681.3:339.13
Ю.Н. Тимошенко, Г.Н. Иванов
ТЕХНОЛОГИЯ СЕТЕЦЕНТРИЧЕСКОГО ПРИНЦИПА САМОСИНХРОНИЗАЦИИ В ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ И РЕМОНТЕ ГОРНЫХ МАШИН
Аннотация. Рассмотрена технология сетецентрического принципа самосинхронизации в техническом обслуживании и ремонте горных машин, поддержание эффективной эксплуатации горных машин и оборудования на горнодобывающих и горнообогатительных предприятиях через локальные и сетевые информационные системы. Представлена структурная диаграмма в формате IDEF3 оптимизации сетевого управления обслуживания горного оборудования, информационной оптимизации поддержки жизненного цикла, технического обслуживания, ремонта горного оборудования. Представлен анализ структур и технологий методик сетевых решений. Отражено соответсвие представленного сетецентрического принципа самосинхронизации термину «надежностно-ориентированное техническое обслуживание» по ГОСТ Р 27.606-2013. Рассмотрена суть современной парадигмы сетецентрического управления, показаны результаты информационного моделирования исследований, а именно — существенное повышение эффективности управления, за счет структуризации обеспечения возможности своевременного получения достоверных данных об объекте в режиме реального времени, наглядного и понятного отображения единой картины состояния, в анализе информации, принятии решений и доведении их до потребителя.
Ключевые слова: парадигма сетецентрического управления, сетецентрический принцип самосинхронизации, горные машины, горное оборудование, оптимизация, информатизация, техническое обслуживание, ремонт, надежность, безотказность, сетевые решения, структуризация, режим реального врени.
Горнодобывающая промышленность служит поставщиком сырья для многих отраслей промышленности и является базой их развития. Эффективность технологических процессов проведения подземных выработок определяется уровнем механизации процессов и качеством эксплуатации формируемых пятым технологическим укладом, «технологий информатики и микроэлектроники», (начало 1980 гг. — по настоящее время) — этап информационных и коммуникационных технологий.
Отличительными чертами современных сетецентрических информационно-
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-179-184
управляющих систем является их глобальность, как в пространственном, так и в функциональном плане, обязательное внедрение в контур обработки циркулирующей в сети информации процедур формирования достоверных и актуальных данных диагностики и наличие сильной прогностической составляющей, базирующейся на оценке состоянии, угроз и моделировании возможного хода и исхода изменения ресурсных показателей в процессе эксплуатации [1, 2].
По своей сути эта концепция представляет собой систему взглядов на управление эксплуатацией в едином ин-
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 1. С. 179-184. © Ю.Н. Тимошенко, Г.Н. Иванов. 2019.
формационном и коммуникационном пространстве оптимизации и поддержки жизненного цикла, технического обслуживания, ремонта и реновации горного оборудования. В ее рамках продекларирован переход от традиционной иерархической системы информационного обеспечения, к распределенной, построенной на единой унифицированной сети системы информационного обеспечения, объединяющей в себе всех поставщиков и потребителей информации, как по вертикали, так и по горизонтали управления [4, 7].
Существующие в настоящее время системы планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта (ТОиР) горного оборудования (горных машин) на большинстве отечественных горнодобывающих предприятий сложились во времена плановой экономики. Основа планово-предупредительной системы ТОиР оборудования состоит в планируемом выполнении установленных видов технического обслуживания и плановых ремонтов, объемы которых определяются фактическим техническим состоянием оборудования в целом. При оценке современного состояния планово-предупредительных систем ТОиР отечественных горных предприятий можно выделить следующее [4, 8, 12]:
• достаточно большой удельный вес затрат на ТОиР в структуре затрат горнодобывающего предприятия;
• непрозрачность затрат на ТОиР;
• плохая управляемость эксплуатационными расходами на ТОиР;
• большая численность высококвалифицированного персонала,занятого в системе ТОиР.
В настоящее время периодичность плановых работ по ТОиР на горных предприятиях России устанавливается, как правило, на основе отраслевых норм. При этом сроки проведения работ по ТОиР, особенно связанные с плановы-
ми предупредительными заменами деталей, важнейший показатель, от правильности выбора которого зависит эффективность всей системы технического обслуживания.
Как правило, плановые сроки ТОиР на операции обслуживания устанавливаются предприятиями на основе средних статистических данных об отказах и учете другой информации, характеризующей эксплуатацию имеющегося горного оборудования. То есть сущность существующих систем ТОиР заключается в стремлении исключения отказов оборудования и непредвиденных расходов путем планирования проведения технического обслуживания ранее момента вероятного среднестатистического отказа. Но при этом установление признаков или определение допустимого временного (или нагрузочного) интервала работы детали (узла) до плановой замены требует большого предварительного анализа процессов потери работоспособности горного оборудования, а также учета комплекса экономических, надежностных и эксплуатационных факторов [13, 14].
Разработанная структурная модель [3, 5, 6], представленная на рис. 1 в формате IDEF3, «Разработать структурную модель технологии сетецентрического принципа самосинхронизации ТОиР горных машин», формализует технологию упраления сетевой системой, цели и задачи сетецентрического принципа самосинхронизации ТОиР горных машин как для информационных систем различного класса.
Общая структура сетей имеет четыре уровня: организационный, доктриналь-ный, технологический и социальный:
• организационный уровень — отвечает на вопрос, каков размер актора или их комбинации, организованной в сеть;
• доктринальный уровень — почему предполагаемые члены организуются в сеть. Это происходит преднамеренно
ТЗ на объект ТО и Р
*р Разработать структурную модель технологии сетецентрического принципа самосинхронизации ТО и Р горных машин
Справка: асинхронный перекресток (все предшествующие работы должны быть завершены,последующие - запущены)
ТЗ на средства информационной логистики
:-Разработать критерии сетецентрического принципа самосинхронизации диагностики оценки объекта ТО и Р
с.г. Выбрать средства и технологию сетецентрического принципа самосинхронизации ТО и Р
^Разработать
средства и технологию сетецентрического принципа самосинхронизации информационной логистики ТО и Р
&
Разработать БД по объектам ТО и Р
Сформировать БЗ по объектам ТО и Р
n^J
&
Разработать БД по средствам ТО и Р
яй
&
&
ормировать базу (БЗ) по средствам ТО и Р
38
Сформировать логолистиче-ское обеспече ние сетецентрического принципа самосинхронизации ТО и Р горных машин
¿сформировать сетецентрического принципа самосинхронизации ТО и Р по фактическому состоянию
11
**
структуру логолистиче-ского обеспечения ТО и Р
V* Сформировать^ БЗ логолисти-ческого обеспе чения ТО и Р
&
©формировать^: гибкую систему сетецентрического принципа самосинхронизации То и Р с учетом пассивной системы диагностики (ППР)
12
ю
Зформироватф систему сетецентрического
принципа самосинхронизации То и Р с учетом
активной системы диаг-
_ностики
13
Рис. 1. Структурная модель «Разработать структурную модель технологии сетецентрического принципа самосинхронизации ТОиР горных машин» Fig. 1. Structural model of network-centric self-synchronization technology for maintenance and repair of mining machines
Цепь Звезда Всеканальная сеть
Рис. 2. Структурные сетевые уровни для реализации технологии технического обслуживания и ремонта, где: 1 — для ППР; 2 — для ремонта по факту; 3 — для ремонта по данным диагностики (пассивная и активная) [5]
Fig. 2. Structural network levels in the maintenance and repair technology implementation: 1 — preventive maintenance; 2 — condition-based maintenance; 3 — diagnostics-based maintenance (passive and active)
или случайно? Какие есть доктрины, идеологии, интересы и другие причины или мотивации для того, чтобы они использовали такую форму;
• технологический уровень — отвечает на вопрос, какой является модель, ее способности, плотность информационных и коммуникационных потоков;
• социальный уровень отвечает на вопрос насколько хорошо и как члены сети лично знают друг друга и связаны между собой.
Диагностирование состояния горных машин в реальном времени должно являться составной частью технического обслуживания и ремонта, должно обеспечивать его проведение по фактическому техническому состоянию при решении следующих основных задач:
• определение вида технического состояния горных машин;
• поиск места дефекта;
• определение причин появления дефектов и выдача рекомендаций по их устранению;
• прогнозирование технического состояния;
• контроль правильности действия эксплуатационного персонала по эксплуатации горных машин;
• накопление статистического материала для совершенствования технологии изготовления и режимов эксплуатации вновь создаваемых горных машин [9—11].
На рис. 2 представлены виды структурных сетей. Наиболее развитыми являются всеканальные сети, часто имеют особенные преимущества в ситуациях, где цели членов сохранить свою автономию и независимость.
Сетецентрический принцип синхронизации обеспечивает руководителям всех уровней сети возможность действовать практически автономно, самостоятельно формулировать оперативные задачи и решать их на основе информации, представляемой системой мониторинга в режиме, близким к реальному времени. Концепция повышает значение инициативы руководителей всех уровней и их соучастия в реализации задачи, поставленной руководителем сети [9, 12].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Розенберг И. Н., Соловьев И. В., Цветков В.Я., Якунин В. И. Комплексные инновации в управлении сложными организационно-техническими системами. — М.: Феория, 2010. — 248 с.
2. Глухарев Ю.Д., Замышляев В.Ф., Кармазин В.В. и др. Техническое обслуживание и ремонт горных машин и оборудования. — М.: Академия, 2003. — 400 с.
3. Верников Г. Основы ЮБР3, www.cfin.ru/vernikov
4. ГОСТР27.606-2013. Надежность в технике. Управление надежностью. Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность.
5. Arquilla J., Ronfeldt D. The Advent of Netwar. Santa Monica, CA: RAND, 1996. P. 49.
6. Хамзатов М.М. Влияние концепции сетецентрической войны на характер современных операций // Военная мысль. — 2006. — № 7 [Электронный ресурс]. — URL: http://www. milresource.ru/Hamzatov-article-1.html.
7. Власов Ю. А., Ляпин А. Н. Оптимизация выбора и эффективность использования диагностического оборудования // Вестник КузГТУ. — 2012. — № 2. — С. 12—18.
8. Пестриков В. М. Особенности диагностики современных автотранспортных средств // Технико-технологические проблемы сервиса. — 2014. — № 4 (30). — С. 14—19.
9. Синявский В.К. Влияние содержания и принципов «сетецентрической войны» на процессы управления войсками (силами) // Наука и военная безопасность. — 2010. — № 4.
10. Мониторинг IT и управление сетями [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http:// aggregate.tibbo.com/snmp/
11. Иванов Г. Н., Сизова Е. И., Белянкина О. В. Системы проектирования технологической поготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM-2016) / Труды XVI-ой международной молодежной конференции. Москва, 17—19 октября 2016 г. — М.: ООО «Аналитик», 2016. — С. 279—282.
12. Иванов Г.Н., Тимошенко Ю.Н. Информатизация технического обслуживания горного оборудования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 6. — С. 164— 171.
13. Patent DE 10246905. Technical plant monitoring method, e.g. for a power station, wherein event occurrences and associated state changes are stored together so that when future faults or events occurred the associated state changes can be compared / Pat. Assignee SIEMENS AG [DE], Pub. date 06.05.2004.
14. Taku Murakami, Takaichi Saigo. Development of Vehicle Health Monitoring System VHMS in WebCARE for Large-Sized Construction Machine. Komatsu technical report. Japan. 2002. P. 15—21. URLhttp://www.komatsu.com/CompanyInfo/profile/report/pdf/150—04_E.pdf
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Тимошенко Юрий Николаевич — кандидат технических наук, начальник производственного участка, ООО «Скайлок», Иванов Геннадий Николаевич — кандидат технических наук, доцент, e-mail: [email protected],
Московский государственный технологический университет «Станкин».
ISSN 0236-1493. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2019. No. 1, pp. 179-184.
Technology of network-centric self-synchronization in maintenance and repair of mining machines
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: [email protected].
Abstract. The technology of network-centric self-synchronization in maintenance and repair of mining machines is discussed with a view to sustaining efficient operation of mining and processing machinery using local and network information systems. The IDEF3 flow diagram of optimized network control of mining equipment maintenance as well as information optimization of sustainable life cycle, overhaul and repair of mining machines is presented. The structure and technologies of network solutions are analyzed. It is shown that the network-centric self-synchronization complies with the term of the reliability-targeted maintenance as per the national standard GOST R 27.606-2013: Equipment reliability. Maintenance tar-
geted at failure-free performance. The essence of the modern paradigm of the network-centriccontrol is discussed. The information modeling results are demonstrated, namely, essential improvement of the control efficiency through structured, prompt and real-time provision of reliable data on an object, visible and clear presentation of the joint pattern of state, analysis of information, decision-making and notification of customers.
Key words: network-centric control paradigm, network-centric self-synchronization, mining machines, mining equipment, optimization, informatization, maintenance, repair, reliability, failure-free performance, network solutions, structuring, real-time mode.
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-179-184
REFERENCES
1. Rozenberg I. N., Solov'ev I. V., Tsvetkov V. Ya., Yakunin V. I. Kompleksnye innovatsii v upravlenii slozhny-mi organizatsionno-tekhnicheskimi sistemami [Integrated innovations in control of complex sociotechnical systems], Moscow, Feoriya, 2010, 248 p.
2. Glukharev Yu. D., Zamyshlyaev V. F., Karmazin V. V. Tekhnicheskoe obsluzhivanie i remont gornykh mashin i oborudovaniya [Maintenance and repair of mining machines], Moscow, Akademiya, 2003, 400 p.
3. Vernikov G. Osnovy IDEF3 [Основы IDEF3], www.cfin.ru/vernikov
4. Nadezhnost' v tekhnike. Upravlenie nadezhnost'yu. Tekhnicheskoe obsluzhivanie, orientirovannoe na bezotkaznost'. GOST R 27.606-2013 [Equipment reliability. Reliability control. Maintenance targeted at failure-free performance. State Standart R 27.606-2013].
5. Arquilla J., Ronfeldt D. The Advent of Netwar. Santa Monica, CA: RAND, 1996. P. 49.
6. Khamzatov M. M. Vliyanie kontseptsii setetsentricheskoy voyny na kharakter sovremennykh operatsiy [Effect of the network-centric warfare concept on the nature of operations], Voennaya mysl'. 2006, no 7. URL: http://www.milresource.ru/Hamzatov-article-1.html.
7. Vlasov Yu. A., Lyapin A. N. Optimizatsiya vybora i effektivnost' ispol'zovaniya diagnosticheskogo oborudovaniya [Selection optimization and efficiency of using diagnostic equipment]. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2012, no 2, pp. 12—18. [In Russ].
8. Pestrikov V. M. Osobennosti diagnostiki sovremennykh avtotransportnykh sredstv [Features of diagnostics of modern vehicles], Tekhniko-tekhnologicheskie problemy servisa, 2014, no 4 (30), pp. 14—19. [In Russ].
9. Sinyavskiy V. K. Vliyanie soderzhaniya i printsipov «setetsentricheskoy voyny» na protsessy upravleniya voyskami (silami) [Influence of contents and elements of network-centric warfare on troop command and control], Nauka i voennaya bezopasnost'. 2010, no 4. [In Russ].
10. Monitoring IT i upravlenie setyami, available at: http://aggregate.tibbo.com/snmp/
11. Ivanov G. N., Sizova E. I., Belyankina O. V. Sistemy proektirovaniya tekhnologicheskoy pogotovki proizvodstva i upravleniya etapami zhiznennogo tsikla promyshlennogo produkta (SAD/CAM/PDM-2016) [Systems of work preparation design and product life cycle control (СAD/CAM/PDM-2016)], Trudy XVI-oy mezhdunarodnoy molodezhnoy konferentsii. Moscow, 17—19 October 2016, Moscow, OOO «Analitik», 2016, pp. 279-282. [In Russ].
12. Ivanov G. N., Timoshenko Yu. N. Informatizatsiya tekhnicheskogo obsluzhivaniya gornogo oborudovaniya [Informatization of mining equipment maintenance]. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017, no 6, pp. 164—171. [In Russ].
13. Patent DE 10246905. Technical plant monitoring method, e.g. for a power station, wherein event occurrences and associated state changes are stored together so that when future faults or events occurred the associated state changes can be compared. Pat. Assignee SIEMENS AG [DE], Pub. date 06.05.2004.
14. Taku Murakami, Takaichi Saigo. Development of Vehicle Health Monitoring System VHMS in Web-CARE for Large-Sized Construction Machine. Komatsu technical report. Japan. 2002. P. 15—21. URLhttp:// www.komatsu.com/CompanyInfo/profile/report/pdf/150—04_E.pdf
_Д
