CC BY
197
4. Фурнье Д. Устройство для определения местоположения транспортного средства, перемещающегося вдоль средства распространения электромагнитных волн.. / Патент на изобретение № 2181680, заявка № 96103153/28 от 20.02.1996.
5. Гармаш В. Б., Егоров Ф. А., Коломиец Л. Н., Неугодников А. П., Поспелов В. И. Возможности, задачи и перспективы волоконно-оптических измерительных систем в современном приборостроении. // Журнал «Фотон-экстпресс», Спецвыпуск «Фотон-экспресс» - наука. 2005, №5. С. 128-140.
УДК 658.58: 681.5: 001.89:5/6
ЗАДАЧИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ПЛАНИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОГРАММНО-ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ
А. В. Кизим, к.т.н, докторант Тел.: (919) 980 0256, e-mail: kizim@mail.ru Е. В. Чиков, аспирант кафедры «САПР и ПК»,
Тел.: (905) 333 4777,e-mail: johnchikov@gmail.com В. Ю. Мельник, аспирант кафедры «САПР и ПК»
Тел.: (917) 841 5771, e-mail: vl_melnik@mail.ru Волгоградский государственный технический университет
www.vstu.ru
The paper summarized the necessity of maintenance and repair automation (MRO). The interrelation of the problems of planning and forecasting for the MRO is described. The stages of MRO work with using of automation are formulated. A set of methods of forecasting equipment values for planning MRO work is offered. To construct the MRO queue the methods of decision-making support based on using non-metric criteria of preferences (unconditional Pareto criterion and conditional lexicographic criterion) are proposed to use.
В статье показана взаимосвязь задач планирования и прогнозирования для проведения технического обслуживания и ремонта (ТОиР). Сформулированы этапы автоматизированного проведения работ по ТОиР. Для планирования ТОиР предложен набор методов прогнозирования значений характеристик оборудования. Для построения очередей ТОиР предложено использовать методы ППР, основанные на использовании неметрических критериев предпочтения (безусловного критерия Парето и условного лексикографического критерия).
Ключевые слова: техническое обслуживание и ремонт оборудования, ТОиР, очереди ремонта и обслуживания, автоматизация ТОиР, прогнозирование, планирование, поддержка принятия решений.
Keywords: equipment maintenance, repair and maintenance queues, maintenance automation, CMMS, forecasting, planning, decision support.
Обеспечение нормального функционирования производственного оборудования предприятий позволяет выполнять планы производства, избегать незапланированных простоев и сокращает издержки. Для обеспечения непрерывного цикла работ предприятия осуществляется проведение комплекса работ по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР) оборудования. Увеличение парка оборудования в количественном измерении единиц и моделей оборудования усложняет проведение работ по ТОиР. Для повышения эффективности организации работ ТОиР необходимо применять автоматизированные системы ТОиР. Ранее нами подробно обосновывалась необходимость автоматизации технического обслуживания и ремонта (ТОиР) [1]. В работе [2] и других также приведено описание ряда полученных решений задач поддержки ТОиР. Данная работа посвящена методам планирования и прогнозирования, которые могут применяться для программно-информационной поддержки технического обслуживания и ремонта оборудования.
Целью работы является рассмотрение основных методов для автоматизации прогнозирования поведения характеристик оборудования, планирования работ по ТОиР и поддержки принятия решений при составлении наборов оборудования для ТОиР (очередей ремонта).
Задачи планирования и прогнозирования тесно взаимосвязаны. Прогнозирование отказов оборудования позволяет определить сроки проведения ТОиР, а планирование - непосредственно осуществить ТОиР в определенный промежуток времени необходимыми силами с использованием нужных запасных частей и расходных материалов.
Одной из основных задач автоматизированной системы программно-информационной поддержки ТОиР является рациональное прогнозирование, планирование и учет работ по ТОиР оборудования. Соответственно, проведение работ по ТОиР должно с использованием средств автоматизации осуществляться в три этапа:
1)Прогнозирование возможных отказов оборудования.
При проведении работ по ТОиР на практике прогнозирование, как правило, выполняется путем выставления экспертных оценок по каждому виду и единице оборудования. Используя автоматизированную систему ТОиР, можно составлять прогнозы в автоматизированном виде и, корректируя экспертные оценки, применять их для составления планов и графиков проведения ТОиР.
2)Планирование проведения работ по ТОиР.
Как и «ручной» так и автоматизированный вариант выполнения данного этапа заключается в построении планов и графиков выполнения работ по ТОиР с использованием наборов критериев и ресурсов. Отличительной чертой автоматизированного построения планов является возможность быстрого составления планов, используя разные наборы критериев и ресурсов для поиска максимально эффективного варианта проведения работ по ТОиР.
3)Учет проведенных работ по ТОиР.
Ведение учета проведенных работ по ТОиР с использованием программноинформационных систем позволяет:
a. Формировать историю проведения работ по ТОиР для дальнейшего использования при автоматизированном составлении прогнозов проведения будущих работ по ТОиР.
b. Получать аналитику в различных разрезах по результатам проведенных работ ТОиР.
Виды прогноза можно разделить на конечный прогноз работ ТОиР оборудования и составной прогноз, в котором первым этапом осуществляется создание прогноза значения характеристик оборудования, а вторым этапом - прогноза работ ТОиР оборудования.
Можно выделить такие группы методов прогнозирования работ ТОиР оборудования:
1)Нормативный метод.
Используя нормативную документацию по соответствующему виду оборудования, можно составить прогноз работы оборудования и необходимых работ по ТОиР.
2)Использование шаблонов ранее произошедших событий.
Используя историю проведенных работ или данные получаемые со 8САБА систем, можно определить периодичность проведения работ по ТОиР или закономерности поведения характеристик оборудования. С использованием выделенного периода проведения работы по ТОиР можно осуществить прогнозирование проведения работ ТОиР по данному оборудования и анализируемому виду работ. Используя период поведения выделенной характеристики оборудования, рассчитывается завершенность текущего цикла и составляется прогноз окончания цикла, и как результат - прогноз проведения работ по ТОиР оборудования.
3)Методы аппроксимации.
Рассчитывается аппроксимационная модель для истории характеристики оборудования. Определяется закономерность поведения той или иной характеристики. Используя рассчитанные модели характеристик различного оборудования, составляется прогнозирование значений характеристик оборудования и в результате составляется прогноз для проведения работ по ТОиР оборудования.
4)Методы экстраполяции.
Выбирается метод экстраполяции из заданного набора методов, дающий наиболее качественный прогноз на исторических данных характеристик оборудования. Рассчитывается прогноз поведения характеристик оборудования на основе выбранного метода, и в результате получается прогноз для проведения работ по ТОиР оборудования.
При отсутствии данных о прогнозируемой характеристике оборудования можно использовать корреляцию по известным прочим характеристикам данного оборудования.
5) Анализ корреляций.
Проводится изучение зависимости известных характеристик оборудования и событий превышения допустимых отклонений исследуемой характеристики. Составляется прогноз поведения характеристики оборудования на основании прогноза поведения известной характеристики.
При использовании автоматизированных методов формирования прогнозов работ по ТОиР оборудования, в совокупности с учетом проведенных работ, в рамках информационной системы можно повысить скорость составления и качество планов проведения работ по ТОиР оборудования.
При построении планов работ по ТОиР целесообразно использовать методы поддержки принятия решений. В общем виде задача принятия решений на различных этапах при автоматизации процесса ТОиР сформулирована в [2]. В данной работе рассмотрим методы ППР при формировании очередей оборудования для обслуживания и ремонта на основании полученных прогнозных значений показателей, выходящих за пределы допустимых отклонений.
Наибольшее распространение получили методы поддержки принятия решений, основанные на использовании экспертных оценок и относительных предпочтений одних видов работ по ТО-иР другим [3]. Многокритериальное планирование, наряду с экспертным формированием целевых постановок высококвалифицированными специалистами, способствует объективному и формализованному решению поставленных задач, установлению порядка ремонта однородных групп оборудования по принятым критериям ремонтопригодности и экономической целесообразности. Алгоритм многокритериального планирования ремонтных очередей предполагает использование различных методов принятия решения [4].
Для использования при планировании ремонтов были предложены неметрические методы: с применением безусловного критерия Парето и условного лексикографического критерия; - позволяющие осуществлять построение очередей на ремонт оборудования, основываясь на предварительном установлении частичного порядка самих показателей качества однородных ремонтопригодных объектов, с последующим установлением частичного порядка альтернатив по последовательно применяемым критериям. Неметрические отношения между альтернативами являются отношениями порядка. Варианты могут быть сравнимы и несравнимы между собой. Сравнимые альтернативы соотносятся друг с другом отношением предпочтения, которое обуславливает однозначность задачи выбора.
В силу того, что метрических методов принятия решений больше чем неметрических, существует большое число работ, посвященных метрическим методам и обоснованиям вида свертки и нормированию показателей качества. Однако метрические методы сильно сокращают множества возможных вариантов, что является не только их достоинством, но и существенным недостатком. Введение метрики и связанное с ней формирование обобщенных интегральных показателей качества порождают сложную, а иногда и неразрешимую задачу в силу недостатка априорной информации для установления разумных и объективных метрических соотношений между частными показателями качества.
Целевые устремления специалиста по планированию ремонтов могут задаваться совокупностью показателей ремонтопригодности оборудования и различными критериальными требованиями для постановки оборудования в очередь на ремонт. Несравнимость показателей ремонтопригодности не исключает для ее разрешения привлечения дополнительной информации в качестве волевых решений специалиста, исходя из накопленного опыта, а так же знания текущей и будущей ситуации. Критериями предпочтения являются правила, позволяющие сравнить между собой оборудование. Каждое из них характеризуется совокупностью значений показателей ремонтопригодности. Задание правил также позволяет исключить из рассмотрения то оборудование, которое достаточное время еще будет сохранять свое работоспособное состояние. Информация о перспективах работоспособности оборудования берется из результатов прогнозирования.
Неметрические критерии предпочтения подразделяются на две большие группы: безусловные критерии и условные критерии предпочтения. Безусловные критерии предпочтения не включают по своему содержанию каких-либо требований или условий на отношения порядка между самими показателями ремонтопригодности, и показатели ремонтопригодности задаются только их совокупностью. Любая условная неметрическая критериальная постановка задает от-
ношения частичного или линейного порядка между показателями ремонтопригодности, а значит и между самим планируемым для ремонта оборудованием. Выявление наиболее предпочтительных критериальных постановок для решения задач выбора на ремонт при таком подходе может быть осуществлено на основе лишь качественной информации о целях выбора, и от нее не требуется введение каких-либо количественных данных.
Таким образом, безусловный критерий Парето и условный лексикографический критерий, учитывающие степень информированности лица, принимающего решение, используются с целью выстраивания частичных и линейных порядков объектов в однородных группах. Они дают возможность сформировать стратегии проведения ремонтов и обслуживания оборудования адаптивно к задаваемым исходным данным.
Оптимизация работ по ТОиР в целом позволит сократить издержки на складские запасы, понизить аварийность оборудования и тем самым сократить возможные риски остановки производства.
Авторы считают, что в данной работе новыми являются следующие положения и результаты: предложен набор методов прогнозирования значений характеристик оборудования для планирования проведения работ по ТОиР оборудования; для построения очередей ТОиР предложено использовать методы поддержки принятия решений, основанные на использовании неметрических критериев предпочтения (безусловного критерия Парето и условного лексикографического критерия).
В данный момент происходит разработка программной системы автоматизации планирования ремонтных работ для ОАО «ПО «Баррикады» с использованием полученных результатов.
Литература
1.Кизим А. В. Обоснование необходимости автоматизации работ по ремонту и техническому обслуживанию оборудования // Известия ВолгГТУ. Серия «Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в техн. Системах». - Волгоград, 2009. - № 6. - С. 118-121.
2.Кизим А. В. Постановка и решение задач автоматизации работ по ремонту и техническому обслуживанию оборудования // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (Доклады ТУСУРа). - 2009. - № 2 (декабрь). - С. 131-135.
3.Кандырин Ю. В. Методы и модели многокритериального выбора вариантов в САПР. Учебное пособие для Вузов. М.: Издательство МЭИ, 2004. - 172с.
4.Кандырин Ю. В., Московский А. Е., Шкурина Г. Л. Методика формирования оптимальных очередей ремонтов по техническим характеристикам объектов // Известия Волгоградского государственного технического университета. - Волгоград, 2007. № 2. - С. 110-114
УДК 004.8
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕМ
В. А. Камаев, д. т. н., профессор, заведующий кафедрой Тел. (8442) 248 100, e-mail: kamaev@cad.vstu.ru М. В. Щербаков, к. т. н., доцент кафедры Тел. (8442) 248 100, e-mail: maxim.shcherbakov@gmail.com Кафедра Системы автоматизированного проектирования и поискового конструирования (САПР и ПК)
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
http://www.vstu.ru А. Бребельс, менеджер проектов Тел. +32 14 57 96 57, e-mail: adriaan.brebels@khk.be Католическая высшая школа Кемпена (KHKempen) http://www.khk.be
