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:
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.