Тренды состояния развития служб ТОиР оборудования с ЧПУ на примере работы Технического центра «ТОиР оборудования с ЧПУ»

Доброго времени суток, уважаемые коллеги!

В сегодняшней статье я выскажу свое мнение о современном состоянии служб ТОиР крупных машиностроительных предприятий и о векторе развития служб ТОиР оборудования с ЧПУ на ближайшие 10 лет.

В настоящее время промышленные предприятия осваивают изготовление всё более сложных деталей, с более сложной геометрией и высокой точностью. А без современного высокоточного и надежного оборудования с ЧПУ это становится неразрешимой задачей. Просто купить нужный станок, оснащенный инновационными опциями, недостаточно, так как сразу появляется задача организации ТОиР для поддержания данного оборудования в работоспособном состоянии и в соответствии с паспортными характеристиками.

Из истории эволюции службы ТОиР оборудования с ЧПУ предприятия:

В 1980 году на предприятии эксплуатировалось около 100 единиц станков с ЧПУ моделей:

  • 16К20Ф3 с УЧПУ типа Н22;
  • 16К30Ф3 с УЧПУ типа Н22;
  • 6Р13Ф3 с УЧПУ типа Н33;
  • МА655Ф3 с УЧПУ типа Н33;
  • ФП9Ф3 с УЧПУ типа ПФСТ;
  • ФП17Ф3 с УЧПУ типа ПФСТ;
  • СФП13Ф3 с УЧПУ типа ПФСТ.

Работы по ТОиР оборудования с ЧПУ проводились специалистами отделов главного механика, главного энергетика и группами механиков цеха, применяя стратегию-ТОиР оборудования с ЧПУ «ТОиР после его отказа». Блок-схема управления ТОиР оборудования с ЧПУ при применении такой стратегии показана на нижерасположенном рисунке.
Надежность работы оборудования с ЧПУ была очень низкой из-за частых отказов систем ЧПУ. Процент простоя станков по технической причине составлял около 40%, в том числе простой по отказам следующих базовых узлов станков с ЧВУ был:

  • УЧПУ 25%;
  • механике -10%;
  • электрике -5%.

Такой большой процент простоя станков с ЧПУ объяснялся следующими факторами:

  • разобщенностью действий специалистов разных подразделений;
  • отсутствием системного подхода к работам по ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • низкой квалификацией сотрудников, выполняющих работы по ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • отсутствием единого ответственного за организацию ТОиР оборудования с ЧПУ на предприятии.

Поэтому на предприятии встала задача создания централизованной ремонтной службы ТОиР оборудования с ЧПУ, которая и была создана как централизованная специализированная лаборатория ТОиР оборудования с ЧПУ в структуре отдела главного механика.

Блок-схема управления ТОиР оборудования с ЧПУ при применении такой стратегии показана на нижерасположенном рисунке.
Централизация ремонтной службы предприятия на тот момент времени предусматривала реструктуризацию и оптимизацию процессов ТОиР оборудования с концентрацией управления работами по ТОиР и ресурсами для обеспечения безаварийной и безопасной эксплуатации оборудования с ЧПУ.

Данная структура управления ремонтной службы оборудования с ЧПУ и стратегия ТОиР, основанная на ППР, просуществовала на предприятии до 2004 года. А на многих предприятиях существует и по сей день, то есть работы по ТОиР оборудования с ЧПУ производятся силами специализированных подразделений, входящих в службы главного механика или главного энергетика и группы механиков цехов.

Так же встречается вариант, когда в цехах организовываются самостоятельные службы по ТОиР оборудования с ЧПУ. При этом управление такими службами осуществляется непосредственно механиком цеха и функционально главным механиком или главным энергетиком. В цехах организовываются склады запчастей для своего оборудования, набирается персонал для ТОиР оборудования. Отделы главного механика и главного энергетика формируют графики ТОиР оборудования, которые выполняются специалистами группы механика цеха.

Анализ текущего состояния службы ТОиР оборудования с ЧПУ

Технический центр занимается ТОиР оборудования с ЧПУ, уникального сложного универсального оборудования, медицинского оборудования, сборкой электрических шкафов для оборудования, капитальным ремонтом с глубокой модернизацией оборудования с ЧПУ, модульной сборкой станков с ЧПУ, а так же ТОиР оборудования для сварки резанием.

Служба ТОиР оборудования с ЧПУ сегодня — это инструмент управления реагированием на изменение технического состояния узлов оборудования до его отказа. То есть, управление реагированием на возникающие дефекты возникает из информации, полученной из АСУ «ТОиР оборудования», АСУ Мониторинг» и АИС «Диспетчер».

ТОиР оборудования с ЧПУ - это, тот инструмент, который позволяет ремонтникам, производственному и техническому персоналу общаться с руководством предприятия не эмоциями, а цифрами, диаграммами и графиками, показывающими фактическое положение технического состояния оборудования с ЧПУ.

Анализ организации работ по обслуживанию оборудования внутри цехов показал свои недостатки.

  • Во-первых, отсутствуют определенные правила, какие работы и в каком объемы должны выполняться внутри цеха и когда необходимо отдавать станок в подрядную организацию.
  • Во-вторых, цеховыми службами выполняются только те работы, которые возможно выполнить в текущий момент в зависимости от наличия запчастей.
  • В-третьих, как было сказано ранее, выполненные работы нигде не фиксируются, а случаи ремонта можно выявить только в случае приобретения запасных частей или при зафиксированном обращении в подрядную организацию.

Чтобы выстроить систему оповещения о выходе из строя оборудования, было принято решение о доработке существующего АРМа «Заявки на ремонт оборудования». Ранее, чтобы поставить в известность компетентные службы, производственному мастеру необходимо было найти механика цеха, потом дождаться работников службы механика, довести проблему до исполнителей, на что, в итоге, уходило до нескольких часов смены.

На нижерасположенном рисунке представлена блок-схема недостатков, влияющих на показатели эффективности работы оборудования с ЧПУ.
На нижерасположенном рисунке представлена блок-схема результатов проведенных мероприятий, направленных на повышение эффективности работы оборудования с ЧПУ.
На нижерасположенном рисунке представлена блок-схема результатов проведенных мероприятий, направленных на повышение эффективности работы оборудования с ЧПУ на период 2022 года.
Для того, чтобы добиться вышепоказанных результатов в области автоматизации управления ТОиР оборудования с ЧПУ, сотрудники Технического центра «ТОиР оборудования с ЧПУ»

применили 6 основных предметных групп, в которые вошли 39 параметров.

В первую группу - стратегии управления и планирования работами по ТОиР оборудования с ЧПУ - мы включили следующие параметры:

  • политики управления ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • стратегии управления ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • анализа опросов операторов и руководителей цехов и производств о качестве проводимых работ по ТОиР оборудования;
  • стратегического планирования развития службы ТОиР оборудования с ЧПУ на 3-5 лет вперед.

Во вторую группу - принятия решений по управлению ТОиР оборудования с ЧПУ - мы включили следующие параметры:

  • организации и проведения капитальных ремонтов с глубокой модернизацией оборудования с ЧПУ;
  • автоматизирования расчетов стоимости жизненного цикла оборудования с ЧПУ, с возможностью оптимизации расходов на ТОиР;
  • автоматизирования выбора стратегий по обеспечению службы ТОиР оборудования с ЧПУ ресурсами, с возможностью оптимизации расходов;
  • автоматизирования процесса отключения оборудования с ЧПУ при нарушении условий его эксплуатации;
  • автоматизирования выбора стратегии управления физическим старением оборудования с ЧПУ.

В третью группу - деятельности сотрудников службы ТОиР оборудования с ЧПУ на его жизненном цикле - мы включили следующие параметры:

  • нормативно-технические нормы оборудования с ЧПУ;
  • нормативно-технические нормы для проведения работ по ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • управление конфигурацией службы ТОиР оборудования с ЧПУ, с возможностью ее автоматического корректирования;
  • выполнение плановых и аварийных ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • повышение технической надежности работы оборудования с ЧПУ;
  • анализ корневых причин отказов оборудования с ЧПУ;
  • управление обеспечением ресурсами проведения работ по ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • текущий, средний, капитальные ремонты оборудования с ЧПУ;
  • модернизация оборудования с ЧПУ;
  • капитальный ремонт с глубокой модернизацией оборудования с ЧПУ;
  • модульная сборка станков с ЧПУ.

В четвертую группу - информации, связанной с оборудованием с ЧПУ - мы включили следующие параметры:

  • информационной стратегии управления эффективностью работы оборудования с ЧПУ;
  • информационной стратегии управления эффективностью работы службы ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • стандарты управления ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • данные об оборудовании с ЧПУ;
  • автоматизированной информационной системы «Диспетчер»

В пятую группу - разработки, внедрения организационных структур управления службами ТОиР оборудования с ЧПУ и сотрудниками - мы включили следующие параметры:

  • управление с оформлением договоров на поставку запчастей и материалов для проведения работ по ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • управление поставщиками запчастей и материалов для проведения работ по ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • мотивация сотрудников службы ТОиР оборудования с ЧПУ.

В шестую группу - определения рисков при продолжении эксплуатации оборудования с ЧПУ с дефектными узлами и предиктивным анализом - мы включили следующие параметры:

  • критичность, управление риском;
  • готовность к аварийным ситуациям;
  • развитие стабильной ситуации с простоями оборудования с ЧПУ по техническим причинам;
  • управление изменениями;
  • мониторинг достигнутых результатов;
  • анализ ежегодных внутренних аудитов деятельности службы ТОиР оборудования с ЧПУ.

В настоящее время Технический центр для большинства станков с ЧПУ применяет стратегию управления процессами ТОиР – «ППР по техническому состоянию». Техническое состояние оборудования мы определяем с помощью разработанной нами АСУ «Мониторинг с глубокой диагностикой технического состояния узлов оборудования», которая включает в себя следующие функции:

  • определение технического состояния оборудования в реальном режиме времени с помощью АСУ «Мониторинг с глубокой диагностикой технического состояния оборудования» и модуля «Мониторинг» АИС «Диспетчер»;
  • определение технического состояния оборудования с помощью переносных диагностических приборов;
  • определение геометрической точности станков с помощью переносных приборов;
  • оповещение ремонтного персонала о выходе параметров работы узла за пределы установленных уставок;
  • анализ историй и трендов развития дефектов узлов оборудования;
  • проведение диагностики технического состояния узлов оборудования по утвержденной методике;
  • анализ принятых решений по результатам проведенной диагностики;
  • анализ текущих применяемых методик и подходов к проведению мониторинга и диагностики технического состояния оборудования.
  • оптимизацию графиков и планов ТОиР оборудования;
  • оптимизацию графиков мониторинга технического состояния оборудования;
  • оптимизацию графиков проведения диагностики технического состояния оборудования;
  • оптимизацию методологий и подходов к организации бизнес-процессов ТОиР оборудования;
  • анализ принятых решений по применяемых стратегиях ТОиР оборудования;
  • установку, исполнение и отслеживание комплексных показателей эффективности работы сотрудников и подразделений Технического центра;
  • установку, исполнение и отслеживание комплексных показателей эффективности надёжности работы оборудования;
  • оценку рисков при работе оборудования с развивающимися дефектами;
  • определение приоритезации работ оборудования;
  • оптимизацию сроков и объемов ТОиР оборудования;
  • оптимизацию сроков и объемов капитальных ремонтов с глубокой модернизацией оборудования;
  • автоматическое формирование технико-экономических обоснований капитальных ремонтов с глубокой модернизацией оборудования;
  • автоматическое формирование плана капитальных ремонтов с глубокой модернизацией оборудования;
  • расчёт и анализ комплексных показателей технического состояния оборудования, включенного в план капитального ремонта с глубокой модернизацией;
  • анализ принятых решений по повышению качества, проводимых капитальных ремонтов с глубокой модернизацией.
  • автоматическая комплексная оптимизация замен видов ТОиР оборудования;
  • автоматический учет стратегических целей Технического центра в составе стратегических целей предприятия.

Рост вычислительных мощностей компьютеров сделал возможным перенос ремонтных процессов в цифру. Например, контроллеры производства фирмы Siemens тестируют виртуальные копии технического состояния оборудования, входящего в состав производственных линий по изготовлению одноразовых медицинских шприцов, медицинских игл и пленочных лекарств.

Особенно важным и эффективным оказался процесс внедрения цифровых двойников оборудования, технологических процессов ТОиР оборудования, что позволило сократить время простоя оборудования с ЧПУ по техническим причина на 40%.

Нужно отметить, что в Техническом центре предприятия многие годы действует АСУ «Управление техническим контролем проводимых работ по ТОиР оборудования», которая продолжает совершенствовать свои методы, в числе которых входят:

  • многоуровневый внутренний аудит эффективности работы Технического центра;
  • еженедельные аудиты по соблюдению стандартов ISO.

Переход к новому поколению прикладных решений по организации технического обслуживания и ремонтов стал одной из наиболее актуальных задач для производственных предприятий, так как эффективность и технологическая состоятельность служб ТОиР оборудования с ЧПУ стали зависеть не только от новизны оборудования, применяемых инновационных технологий ТОиР оборудования и квалификации персонала, но и от рационального использования прикладных решений, входящих в состав АСУ «ТОиР оборудования с ЧПУ», которые стали важными инструментами для повышения эффективности работы оборудования и службы ТОиР оборудования.

В настоящее время на предприятиях машиностроения сложилась серьезная проблема, связанная с существованием и развитием служб ТОиР оборудования с ЧПУ по следующим причинам:

  • нехватки квалифицированных специалистов-ремонтников;
  • высокой текучести специалистов-ремонтников;
  • проблемами компетенции сотрудников.

Все эти накопившиеся проблемы за последние 30 лет привели к огромному количеству изменений, к решению которых мы, как всегда, не готовы. В результате, на сегодняшний день в службах ТОиР оборудования с ЧПУ предприятий возникла задача: сохранить достигнутые успехи бизнес-процессов ТОиР и по возможности их приумножить и развить. При этом снизить зависимость от специалистов, на которых не всегда стало возможно положиться.

Для реализации этой задачи необходимо в кротчайшие сроки провести реорганизацию ремонтных служб на предприятиях на базе инновационных технологий, автоматизации и роботизации с применением технологий искусственного интеллекта.

Будущая АСУ «Экосистема ТОиР оборудования с ЧПУ», на мой взгляд, должна иметь следующие функциональные возможности:

  • автоматический учет оборудования и нормативов ТОиР;
  • автоматический сбор и поддержание актуальной информации об оборудовании, его характеристиках, нормах ТОиР;
  • автоматический учет показателей эксплуатации, технического состояния;
  • мониторинг технического состояния узлов оборудования в процессе его работы для своевременного реагирования на изменения;
  • автоматическое планирование работ по ТОиР, разработке графиков ремонтов для обеспечения стабильной работы оборудования;
  • автоматическое управление материально-техническим обеспечением работ по ТОиР оборудования;
  • осуществление автоматического контроля за наличием и расходованием запасных частей и материалов, необходимых для выполнения работ по ТОиР оборудования.

На мой взгляд , в будущем управление ТОиР оборудования с ЧПУ на предприятии должно базироваться на мощной платформе Экосистемы ТОиР оборудования и включать в себя следующие функции:

  • учет доходной составляющей от результатов деятельности Технического центра;
  • моделирование различных сценариев управленческих решений;
  • автоматизированный анализ бизнес-процессов ТОиР, предлагаемых различных управленческих решений в трех плоскостях: учет оборудования, автоматизированный контроль за выполнением работ по ТОиР, автоматизированная система планирования работ по ТОиР оборудования по всем применяемым стратегиям.

В современной АСУ «ТОиР оборудования» должны быть выполнены следующие задачи:

  • расширить горизонт автоматизированного планирования работ по ТОиР;
  • учесть инновационные взгляды и технологии проведения работ по ТОиР оборудования, что позволит службам ТОиР оборудования постоянно повышать эффективность своей работы;
  • учесть возможности ускорения реализации информационно-структурной схемы управления службой ТОиР оборудования с ЧПУ;
  • разработать и внедрить методологию встроенной АСУ «Качества проведения ТОиР оборудования».

Встроенные АСУ «Качества процессов ТОиР оборудования должны иметь:

  • возможность применения стратегии проактивности ТОиР, т.е. автоматическое выявление дефектов узлов оборудования на ранней стадии;
  • возможность снижения вероятности пропуска специалистом серьёзного дефекта;
  • возможность активно внедрять в систему управления бизнес-процессами ТОиР оборудования полную цифровизацию и автоматизацию;
  • возможность активно использовать сканеры 3D-геометрии для изготовления запчастей;
  • возможность активно использовать АСУ «Мониторинг с глубокой диагностикой технического состояния узлов оборудования», которая собирает и обрабатывает информацию, полученную с датчиков. Данная система поможет предупредить внезапный выход оборудования из строя.

Персонал должен:

  • активно заниматься повышением квалификации сотрудников службы ТОиР оборудования (так, в настоящее время около 90% сотрудников Технического центра «ТОиР оборудования с ЧПУ» имеют сертификаты на проведение работ по ТОиР оборудования и на владение методами неразрушающего контроля);
  • активно проводить автоматизацию бизнес-процессов ТОиР оборудования на базе инновационных технологий искусственного интеллекта, так как в настоящее время перед ремонтными подразделениями служб ТОиР оборудования встали следующие проблемы, которые можно решать только используя инновационные технологии на базе искусственного интеллекта и они связаны с:
-отсутствием прихода в службу ТОиР оборудования квалифицированных кадров;
-продолжением старения оборудования с ЧПУ;
-потерей надежности работы оборудования с ЧПУ;
-потерей производительности оборудования;
-потерей качества обработки заготовок и деталей на оборудовании с ЧПУ;
-отсутствием возможности перемещения необходимых данных из разных систем, эксплуатирующихся на предприятии.

Мы должны развиваться и адаптироваться к современным условиям. Для решения современных задач мы в Техническом центре разработали и внедрили постоянно действующую цифровую модель улучшения работы Технического центра, алгоритм работы, которой представлен ниже на примере работы многооперационных станков производства "ИЗТС" моделей ИР320, ИР/ИС500, ИР/ИС800, ИР/ИС1250, ИР2637е:

1. Начинаем с процесса определения причин низкой эффективности работы сотрудников, подразделений Технического центра и оборудования с ЧПУ, которая характеризуется:

  • низкой надежностью работы узлов станка;
  • низкой производительностью станков;
  • низким качеством обработки деталей на станке;
  • большим износом направляющих станков;
  • большим износом поверхностей сопряженных узлов и деталей станков;
  • низким машинным временем обработки заготовок и деталей.

2. Проводим мониторинг с глубокой диагностикой технического состояния узлов станков.

3. Проводим анализ эффективности работы станков в сравнении с современными станками.

4. На основании проведенного анализа разрабатываем мероприятия по повышению эффективности работы станка.

5. Разрабатываем проект капитального ремонта с глубокой модернизацией станка.

6. Проводим закупку новых современных узлов для станка.

7. Проводим комплекс работ по капитальному ремонту с глубокой модернизацией станка.

8. Проводим постоянный контроль за качеством и соблюдением технологического процесса ремонта.

На этом я заканчиваю данную статью.


При написании данной статьи я использовал следующие материалы:

1. Материалы, опубликованные в открытой печати в интернете.
2. Материалы собственных опубликованных статей.
3. Материалы собственных докладов на научно-технических конференциях.
СТАТЬИ