05 Августа 2021, Четверг18:19 МСК
Курсы на 05.08.2021
73,13 -0,01
Au 1 803 -0,63%
Ag 25,30 -0,43%
86,61 +0,04
Pt 1 002,30 -1,59%
Pd 2 658 +0,41%

Применение мобильных устройств при контроле состояния и обслуживании горных машин и оборудования

Оперативная эксплуатация горных машин и оборудования предполагает контроль их состояния и принятие решений на основании данных контроля. Одним из способов контроля являются обходы и осмотры. В статье рассмотрены проблемы выполнения обходов и ремонтов полевым персоналом, а также повышение их эффективности за счет использования мобильных устройств и приложений.

Ключевые слова: контроль состояния, обходы оборудования, информационные системы, мобильные приложения.

И.Н. Антоненко — начальник отдела маркетинга ООО «НПП СпецТек», к.т.н.

Поскольку обходы и осмотры машин и оборудования осуществляются в производственной зоне, оперативность и достоверность данных контроля, получаемых руководителями, оставляет желать лучшего. Рассмотрим проблемы организации обходов, а также возможности повышения качества данных и эффективности управления за счет использования мобильных устройств полевым персоналом.

Текущее десятилетие отмечено значительным ростом вычислительной мощности мобильных компьютерных устройств (МКУ), примерами которых являются смартфоны, коммуникаторы, мобильные терминалы сбора данных, промышленные планшеты. Достигнутый технический уровень этих «гаджетов» изменил взгляды на архитектуру современных информационных систем управления производственными активами (ИСУПА). Теперь, помимо стационарных персональных компьютеров и серверов, в составе сети рабочих мест ИСУПА всё чаще появляются МКУ.

Изменился также состав задач и пользователей ИСУПА. Традиционно пользователями ИСУПА были руководители различных уровней, вплоть до уровня цеха или участка, которые решали с помощью ИСУПА комплекс задач, связанных с планированием и контролем выполнения технического обслуживания и ремонтов (ТОиР), включая ресурсное обеспечение ТОиР. Теперь же в ИСУПА решаются и задачи оперативной эксплуатации, а пользователями ИСУПА стали операторы, обходчики, словом — полевой персонал.

Полевой персонал, имея на руках МКУ, с его помощью получает удалённый доступ к данным в ИСУПА, и наоборот, может с него вводить данные в ИСУПА, находясь при этом в производственной зоне, рядом с обслуживаемым или подконтрольным оборудованием. Возможности МКУ позволяют, с одной стороны, обеспечить информационную поддержку мобильного персонала в производственной зоне, а с другой — обеспечить контроль руководства за его деятельностью в реальном
масштабе времени.

В простейшем случае на МКУ достаточно иметь интернет-браузер и связь с сервером данных ИСУПА по локальному каналу Wi-Fi. Браузер предоставляет инструменты Web-интерфейса для удобного взаимодействия мобильных сотрудников с ИСУПА (кнопки, вкладки, окна ввода данных), а вся функциональность фактически реализуется на сервере ИСУПА.

Однако не всегда и не везде можно организовать непрерывную связь МКУ с сервером данных ИСУПА, и есть потребность в автономном использовании МКУ. Особенно это касается использования МКУ в горных выработках.

Поэтому более универсальным является вариант, когда на МКУ устанавливается специальное программное приложение, реализующее пользовательские функции и временное хранение данных непосредственно на МКУ. Автоматическая передача данных с МКУ в базу данных ИСУПА в этом случае осуществляется в те моменты, когда МКУ оказывается на связи с сервером данных ИСУПА.

Подробнее вопросы построения архитектуры ИСУПА, администрирования, организации взаимодействия с МКУ рассмотрены в работах [1, 2], а основные возможности ИСУПА представлены в [3, 4].

Обходы и осмотры оборудования

Обходы и осмотры оборудования являются важным элементом проактивной стратегии технического обслуживания, предполагающей контроль состояния и раннее выявление несоответствий, являющихся предвестниками отказов аварийных ситуаций. Обходы и осмотры являются частью процесса управления несоответствиями, который включает в себя также анализ первопричин, планирование и выполнение работ по предупреждению и устранению несоответствий, анализ повреждаемости оборудования и оценку эффективности.

Типичный образ обходчика — рабочий в спецодежде и с рацией, который продвигается от одной единицы оборудования к другой, и сообщает начальнику смены о ситуациях в цеху, которые, по его мнению, могут потребовать технического обслуживания или диагностики технического состояния.

При этом остаются открытыми вопросы, действительно ли он сейчас находится в том месте, о котором говорит, правильно ли он идентифицировал объект, о котором говорит, действительно ли он непосредственно осмотрел каждый объект или на какие-то из них только взглянул издалека, насколько точно он идентифицировал обнаруженную проблему и снял технологические параметры. Последнее в определенных случаях требует достаточно высокой квалификации и опыта, при отсутствии которых могут быть упущены или искажены важные детали. Таким образом, передаваемая обходчиком информация может быть неполной, неточной и даже совершенно ошибочной. Но главное — это последующее интуитивное принятие решений на такой шаткой основе.

Другой вариант — обходчик с блокнотом, бумажным журналом или в более продвинутых случаях с бумажным чек-листом обхода. Чек-листы распечатываются из информационной системы управления производственными активами (ИСУПА) и выдаются конкретным исполнителям, которые заполняют их вручную во время обхода. По завершении исполнитель передает чек-лист мастеру, чтобы он перенес информацию с бумажного носителя в ИСУПА, или делает это сам.

Такая организация обходов и осмотров чревата задержками информации, возможно критически важной, ее искажением или потерей, особенно когда ее вводом в ИСУПА занимается другое лицо, а также излишней трудоемкостью записи и последующего переноса данных с одного носителя на другой. Кроме того, невозможно оперативно подготовить всесторонний анализ по осмотрам оборудования и сложно контролировать их выполнение.

Совершенно новый уровень производительности персонала и эффективности управления обходами обеспечивается, когда в составе сети рабочих мест ИСУПА появляются МКУ.

список запланированных.jpg

Рис. 1. Список запланированных обходов и структура обхода

Подготовка МКУ к использованию обходчиком предполагает централизованную выгрузку на них заданий на выполнение обходов, с распределением их индивидуально по исполнителям (рис. 1). Исполнитель может видеть на МКУ весь объем своих задач на смену. На МКУ также выгружаются фрагмент базы данных по оборудованию, в той части, по которой предстоит обход, электронный чек-лист визуального осмотра, документация к обходу. На экране МКУ отображается карта обхода с точками замера параметров. 

Обходчик, продвигаясь по маршруту, с помощью МКУ считывает с каждой единицы оборудования её уникальную RFID-метку (NFC). По коду этой метки в базе данных автоматически идентифицируется соответствующий объект осмотра, а информация по нему выводится на экран МКУ.

По этой же метке место нахождения обходчика ставится в соответствие с этим объектом. Благодаря этому руководитель видит на своем компьютере где находится обходчик, соблюдает ли он маршрут обхода. Тем самым обеспечивается наблюдаемость обходов и повышается персональная ответственность за их выполнение.

На сенсорном экране МКУ обходчик заполняет чек-лист визуального осмотра каждой единицы оборудования, вводит контролируемые технологические параметры или параметры технического состояния (рис. 2). Последние могут вводиться как вручную, так и автоматически, если МКУ интегрировано со встроенной в оборудование системой контроля состояния.

чей-лист.jpg

Рис. 2. Чек-лист осмотра и регистрация несоответствия

С помощью МКУ он также регистрирует обнаруженные несоответствия, вводит их описания (в терминах «посторонний шум», «вибрация», «протечка масла» и так далее), в том числе производит их фото- или видео фиксацию, при этом несоответствие с описанием привязывается в базе данных к соответствующей единице оборудования или узлу. Если МКУ оснащено виброметром и тепловизором, то с его помощью измеряются параметры, характеризующие несоответствие.

На основании выявленного несоответствия обходчик через МКУ создает заявку на выполнение работы по его устранению, которая вместе со всей информацией по несоответствию поступает на проверку и утверждение. Решения, принимаемые при такой информационной поддержке, будут уже основаны на данных, а не на интуиции. Результаты обходов в реальном времени отображаются на мониторе соответствующего руководителя (рис. 3). Это также экономит время, так как начальнику смены не потребуется каждый раз выходить на объект для проверки дефекта.

Монитор.jpg

Рис. 3. Монитор результатов обходов

После утверждения заявки, формируется задание на выполнение работы, которое выгружается на МКУ ремонтника.

Ремонт и сервисное обслуживание

Подготовка МКУ к использованию ремонтниками предполагает выгрузку на них заданий на работы, с распределением их по исполнителям. На МКУ выгружается также фрагмент базы данных по оборудованию, в той части, по которой предстоит ремонт, включая паспортные данные, изображения (фотографии, схемы), измеряемые параметры и их значения за прошлый период, эксплуатационную и ремонтную документацию.

Ремонтник, получив наряд-заказ на работу, может непосредственно на своем МКУ ознакомиться с содержанием работы, нормативно-справочной информацией по объекту ремонта, с документацией по работе и правилами ее безопасного выполнения, принять работу к исполнению, автоматически проверить наличие на складе и локацию необходимых для данной работы запасных частей и материалов. Прибыв на цеховой склад и получая запчасти, ремонтник может с помощью своего МКУ считать с запчасти её уникальный штрих-код (или QR-код, или RFID-метку), и тем самым автоматически оформить ее получение на себя.

Прибыв на место выполнения работы, с помощью МКУ ремонтник считывает NFC-метку с оборудования и регистрирует начало работы. При выполнении работы он может использовать доступную с МКУ документацию или видеоинструкции. По ее выполнении он, опять же посредством МКУ, может произвести фотофиксацию результатов выполненной работы, с привязкой фото к объекту ремонта в базе данных, вводит отметку о выполнении работы, информацию о фактических затратах на запасные части и материалы. Сформированный таким образом отчет о выполнении работы загружается в базу данных ИСУПА.

Отдельного внимания заслуживает использование МКУ и мобильных приложений сервисной организацией, которая может выполнять работы, назначаемые по итогам обходов. 

Одним из ключевых показателей эффективности сервисной организации является величина FTF (First-Time Fix, доля заказов на сервис, закрытых с первого раза). Согласно отчету по исследованию, выполненному Aberdeen Group [5], лучшие сервисные организации обеспечивают FTF на уровне 89 % (Best-in-Class), среднее значение — 75 %.

Работы выполняет выездной персонал, который является ценным ресурсом сервисной организации. Повторные выезды к заказчику для решения одной и той же проблемы вынуждают сервисную организацию нанять больше людей, а значит нести соответствующие затраты. Кроме того, низкий показатель FTF негативно сказывается на репутации сервисной организации. Поэтому, если сервисная компания получает оплату за каждый выезд, даже за повторный, низкий FTF в долгосрочной перспективе ухудшает ее положение на рынке услуг.

Причиной низкого FTF может быть:
  1. Отсутствие запасных частей или инструментов: техник прибывает на место и понимает, что с собой или на месте нет необходимого. Причина: непрозрачность складских запасов запчастей, неточное определение проблемы при осмотре оборудования, искажение информации о проблеме при ее передаче в сервисную организацию.
  2. Отсутствие навыков: техник прибывает на место и понимает, что у него нет подготовки для решения проблемы, или он решает ее слишком долго из-за недостатка навыков и не успевает решить за один выезд. Причина: диспетчеры сервисной организации плохо управляют ресурсами — не имеют данных, на каком оборудовании возникла проблема, в чем эта проблема состоит, какая квалификация требуется для ее решения, нужен ли специальный допуск, какую квалификацию имеет каждый сервисный инженер, и отправляют первого попавшегося инженера.
  3. Плохое планирование работ: техник прибывает на место, когда оставшегося до конца рабочего дня времени недостаточно для решения проблемы, и он должен будет выехать повторно на следующий день. Причина: диспетчеры не располагают данными, сколько времени требуется на выполнение конкретной работы.
  4. Плохая коммуникация с заказчиком: за время, прошедшее с момента получения заявки оборудование было перемещено, поэтому инженер прибыл по неправильному адресу.
Решением перечисленных проблем является подключение сервисной организации к ИСУПА заказчика работ, или наоборот, подключение заказчика к ИСУПА сервисной организации, а также использование сервисными инженерами МКУ и мобильных приложений.

Заключение

Специальные мобильные приложения, установленные на МКУ, обеспечивают совершенно новый уровень производительности линейного персонала — обходчиков, операторов технологических установок, ремонтников, сервисных инженеров. Развитие информационных технологий управления мобильным персоналом идет в двух направлениях:
  1. Развитие возможностей существующих инструментов, в том числе мобильных приложений в составе СУПА.
  2. Разработка и внедрение новых инструментов информационной поддержки мобильного персонала.
Описанные выше способы применения мобильного приложения предполагают, что выявление несоответствия во время обхода может осуществляться визуально или на слух. Это значит, что не исключается субъективность оценки. Если производится фотофиксация несоответствия с последующим анализом изображения, влияние человеческого фактора все равно остаётся.

В этой связи в рамках первого направления, в частности, ведутся работы по использованию технологий машинного зрения с применением распознавания образов. Эти работы включают в себя разработку алгоритмов и формирование баз данных по изображениям дефектов. Предполагается, что система будет автоматически сравнивать зафиксированное при обходе изображение дефекта с имеющимися в базе данных, распознавать возникший дефект и предпринимать соответствующие действия — информировать, регистрировать дефект, создавать заявку на выполнение работы по устранению дефекта.

В рамках второго направления деятельность по техническому обслуживанию и ремонтам оборудования становится полигоном для испытания технологий дополненной реальности или Augmented Reality (AR) [6]. Полевые специалисты, выполняющие ремонты, получают в свое распоряжение новый «гаджет» — AR-очки, снабженные видеокамерой и дисплеем.

Видеокамера AR-очков снимает информацию о выполняемых ремонтником действиях, а также изображения видимых ремонтником объектов ремонта, с которыми связаны его действия. Эта информация поступает в базу данных ИСУПА, а также непосредственно к руководителю работ или к эксперту по данному оборудованию (например, к инженеру завода изготовителя), который может удаленно контролировать и корректировать действия ремонтника.

На дисплей, встроенный непосредственно в стёкла AR-очков, выводятся виртуальные объекты, дополняющие видимые сквозь очки реальные объекты ремонта. При этом перед глазами механика виртуальные объекты накладываются на реальные, к которым они привязаны в базе данных ИСУПА. В качестве виртуальных объектов могут выступать, например, схемы, пошаговые инструкции, паспортные характеристики. В этом случае работник освобождается от необходимости
листать документацию, поскольку нужная информация автоматически выдается на дисплей AR-очков в результате распознавания видимого через очки объекта ремонта.

Проблемой в этом направлении является необходимость точного позиционирования виртуальных объектов относительно видимых реальных объектов. Тело ремонтника находится в динамике, очки также меняют свое положение в пространстве. Поэтому задача позиционирования виртуальных объектов требует, чтобы в реальном масштабе времени решалась задача распознавания образа объекта ремонта и его положения относительно дисплея очков. Следовательно, необходимо прокачивать по радиоканалу большие объемы данных с высокой скоростью между сервером данных и производственной зоной, а значит потребуется развернуть соответствующую информационную инфраструктуру.

книга.png1. Молчанов А.Ю. Управление физическими активами в условиях эпизодической (off-line) связи // Автоматизация в промышленности. — 2018. — № 8. — С. 17–22.
2. Молчанов А.Ю. Мобильные приложения в системах управления физическими активами // Автоматизация в промышленности. — 2019. — № 8. — С. 13–20.
3. Кац Б.А., Молчанов А.Ю. Цифровая трансформация процессов ТОиР как инструмент повышения их эффективности // Главный механик. — 2018. — № 12. — С. 28–38.
4. Антоненко И.Н. Информатизация управления основными фондами горного предприятия // Горный журнал. — 2009. — № 2. — С. 60–63.
5. Fixing First-Time Fix: Repairing Field Service Efficiency to Enhance Customer Returns. Aberdeen Group, March 2013.
6. Рынок промышленных VR/AR-решений в России. Исследование TAdviser // TAdviser — портал выбора технологий и поставщиков: www.tadviser.ru/a/457320 (дата обращения 26.11.2020)

Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 4 (50)/декабрь 2020 г.




Ответственность недропользователей за загрязнение водного объекта
Применение недропользователями стимулирующих коэффициентов при расчёте платы за размещение отходов
Правовое регулирование вывоза аффинированного драгоценного металла или сырья, содержащего драгоценные металлы, из Таможенного союза ЕврАзЭС
Шестисоткратное увеличение платежей за размещение недропользователями отходов добычи с 1 января 2020 года
^ Наверх