Цифровизация ТОиР: от автоматизации операций к управлению надёжностью активов

Введение

За последние годы большинство крупных производственных компаний прошли значительный путь в автоматизации процессов технического обслуживания и ремонтов (ТОиР).
На предприятиях внедрены EAM-системы, системы мониторинга состояния оборудования, инструменты мобильного ТОиР, формируются «озера данных», начинают использоваться элементы искусственного интеллекта.

Однако даже при развитом ИТ-ландшафте управление ремонтами часто базируется на реакции на уже произошедшие события. Цифровые решения повышают прозрачность данных, но в меньшей степени упрощают и ускоряют перспективные решения.

В результате предприятия сталкиваются с рядом вызовов:

• Ремонтная программа формируется по «историческому» принципу и не зависит от производственной программы и состояния оборудования
• Корректировки ремонтной программы выполняются с учётом экспертных оценок и под сильным влиянием со стороны продаж
• Выполнение ремонтных программ регулярно отклоняется от плановых графиков и объёмов работ, т.к. меняется ситуация на рынке, под которую подстраивается производство
• Существенные средства остаются замороженными в запасах, при этом отсутствует резерв для наиболее критичных узлов
• Эффект от ИТ-инициатив ограничивается улучшением отдельных процессов и не влияет системно на надёжность оборудования

Эти вызовы меняют требования к функции ТОиР: предприятиям уже недостаточно автоматизировать отдельные операции, всё более важным становится переход к риск-ориентированному управлению надёжностью, динамическому планированию ремонтной программой и связанных ресурсов.

Как тренды в цифровизации влияют на ТОиР

В зрелых моделях цифровизация ТОиР всё меньше сводится к автоматизации учёта, диспетчеризации и контролю исполнения ремонтов. Она меняет саму логику управления ремонтной функцией. Компании усиливают централизованное управление надёжностью, формируя единые центры мониторинга и аналитики, переходят к скоростному и сценарному бюджетированию ремонтов на основе данных по активам, ремонтам и затратам, расширяют использование предиктивных моделей и цифровых двойников для оценки рисков отказов и выбора ремонтных воздействий, точнее управляют пополнением запасов и страховыми уровнями ТМЦ. В результате цифровые решения используются не только для фиксации заказов на выполнение работ, но и для выбора приоритетов, перераспределения ресурсов и принятия решений по надёжности.

Пример 1: Централизация управления надёжностью путём создания центра мониторинга надежности оборудования (ЕЦМНО)

В BHP создание ЕЦМНО и единого цифрового контура управления надёжностью обеспечило переход к централизованной аналитике состояния активов и унифицированным решениям в ТОиР. В рамках этой модели данные по оборудованию консолидировались в единой аналитической среде и использовались для мониторинга технического состояния, выявления факторов отказов и деградации узлов. Например, при анализе телеметрии карьерных самосвалов было обработано более 5,6 млн точек данных: с одного самосвала поступало до 200 различных сигналов, включая температуру охлаждающей жидкости, давление в гидросистеме подъёма кузова и нагрузку на ось. Это позволило раньше обнаруживать дефекты, снижать число внеплановых отказов, сокращать избыточные плановые замены и оптимизировать запасы запчастей.

По данным компании, целевой экономический эффект от развития такого подхода в масштабе всей BHP составлял около 700 млн долл. в год.

Пример 2: Переход к скоростному и сценарному бюджетированию ТОиР

В Gold Fields внедрение аналитической платформы для бюджетирования, интегрированной с SAP, обеспечило синхронизацию данных по производственным активам, ремонтам и затратам и формирование единой базы управления активами по всем площадкам. Компания получила возможность оценивать затраты на обслуживание оборудования на всём жизненном цикле и пересчитывать бюджет при изменении условий эксплуатации, состава ремонтной программы и стратегии обслуживания. Это позволило более точно прогнозировать затраты, оперативно выявлять отклонения бюджета и корректировать подходы к обслуживанию. В результате подготовка годового бюджета ТОиР сократилась с 2 месяцев до 2 недель, снизилась зависимость от Excel-расчётов и повысилась точность прогнозирования затрат.

Рисунок 2. Инструменты цифровизации в планировании и бюджетировании

Пример 3: Использование цифрового двойника для снижения простоев оборудования

В крупной портовой компании цифровой двойник крана объединил данные с датчиков оборудования, информацию о перевалке грузов, погодных условиях и работе сменного персонала. На этой основе была сформирована аналитическая платформа, прогнозирующая параметры работы крана, а также цифровой помощник для специалистов ТОиР, отвечающий на вопросы о состоянии оборудования в режиме онлайн. Решение помогло сократить аварийные простои перегрузочного оборудования, а экономический эффект от внедрения был оценён в 1,8 млн евро в год за счёт роста объёма перевалки.

Ограничения классической цифровизации ТОиР

Однако по нашему опыту, даже при заявленном высоком уровне автоматизации и цифровизации возникают ограничения, связанные с недостаточной интеграцией имеющихся инструментов в процессы и ритуалы ТОиР.

На практике мы наблюдаем ряд сложностей в такой классической цифровизации ТОиР, которая ориентирована на системы и инструменты:

• Фрагментарное использование данных

Информация о состоянии оборудования, ремонтах и запасах используется разными подразделениями разрозненно, даже в компаниях, которые достигли значимых результатов в цифровизации. Например, данные вибродиагностики могут храниться на локальном компьютере специалиста службы диагностики, в централизованную систему может переноситься только небольшой объем данных

• Фокус цифровизации на анализе ретроспективных данных без выработки значимых оптимизационных решений на перспективу

Многие инициативы цифровизации сосредоточены на учёте выполненных работ ТОиР, контроле сроков ППР, мониторинге трудозатрат, контроле бюджета, при этом меньше внимания уделяется задачам, напрямую влияющим на надёжность, например, выбору стратегии обслуживания по критичности. Управление надёжностью оборудования остаётся, скорее, реактивным.

• Низкая экономическая отдача от внедрённых решений

Зачастую компании сначала внедряют информационные системы и цифровые инструменты, а процессы ТОиР не пересматривают. Поэтому старые «бумажные» процессы просто переносятся в цифровую систему, при этом остаются лишние согласования, сохраняются устаревшие алгоритмы и регламенты. В итоге цифровизация незначительно ускоряет исходный процесс, но не повышает эффективность системы ТОиР в целом.

В этих условиях цифровая среда обычно развивается быстрее управленческих практик и поэтому используется в лучшем случае на 30%–40%.

Интеграция цифровых технологий в процессы ТОиР

Чтобы цифровизация давала значимый эффект на предприятии, цифровые решения должны быть встроены в три взаимосвязанных контура:

1) в управление надёжностью оборудования

2) в процесс планирования и выполнения ремонтов

3) в систему управления ремонтной функцией.

В контуре управления надёжностью цифровые данные должны использоваться для принятия решений по конкретным единицам оборудования. В первую очередь важно:

• выделить критичное оборудование, по которому данные действительно влияют на выбор решений
• определить набор параметров состояния оборудования, используемых для пересмотра подхода к обслуживанию: наработка, результаты диагностики, история дефектов, условия эксплуатации, повторяемость отказов
• использовать собранные данные для изменения межсервисных интервалов, глубины контроля и состава ремонтных воздействий
• при принятии решений опираться не только технические сигналы, но и на экономические последствия отказов, простоев, ремонтов и замены оборудования

При планировании и выполнении ремонтов данные о состоянии оборудования должны напрямую влиять на формирование и актуализацию ремонтной программы. Это означает, что необходимо:

• увязать данные диагностики, дефектации и деградации оборудования со сроками, объёмами и приоритетностью ремонтных работ
• учитывать при планировании производственные ограничения и окна остановов
• при формировании программы ремонтов брать во внимание доступность персонала, подрядчиков, материалов, запасных частей и других ресурсов
• обеспечить возможность оперативной переприоритизации работ при изменении состояния оборудования, производственного графика или условий снабжения

На уровне системы управления ТОиР цифровые инструменты должны быть встроены в «пирамиду управления ТОиР». В этой части важно:

• операционную стратегию выстраивать с опорой на данные о состоянии оборудования, результатах ремонтов и изменении профиля рисков, регулярно корректируя подходы к обслуживанию и ремонтную программу
• операционные дисциплины (СОПы, регламенты, положения и пр.) целесообразно формировать и актуализировать с использованием инструментов ИИ и с учётом наиболее актуальных дефектов, выявленных на оборудовании
• ответственность и мотивацию увязать с целями по надёжности оборудования и исполнению ремонтной программы, достижение КПЭ оценивать на основании актуальных данных из централизованной базы по ТОиР
• закрепить регулярный контроль ключевых показателей, разбор отклонений и контроль исполнения корректирующих действий в рамках дисциплин устойчивости
• постоянные улучшения в части ТОиР строить на основе данных, выявляя повторяющиеся проблемы и корректируя подходы к обслуживанию оборудования, процессам ТОиР и ремонтной программе

Как команда Pieff может помочь?

Экспертиза нашей команды, отработанная на проектах в РФ и за рубежом, позволит встроить цифровые инициативы в процессы ТОиР и получить ожидаемый экономический эффект.
В рамках проектов по цифровизации ТОиР мы помогаем предприятиям выстроить риск-ориентированную систему управления надёжностью производственных активов: от диагностики текущей модели ремонтов, до внедрения целевых процессов, инструментов автоматизации и цифровизации, обучения персонала и обеспечения приживаемости цифровых инструментов.