Операционная эффективность: бережливое производство, системы менеджмента качества и IT решения
Андрей Крылов Директор центра цифровых технологий АО «МЦД»
А. Крылов: Я расскажу о практическом опыте внедрения определённой системы, которая помогает выполнять ремонты. Опыт повышения качества и оперативности ремонтов на заводе на сегодняшний день — это один из первых наших показательных результатов.
Компания «МЦД» известна на российском рынке как центр компетенций по наукоёмким технологиям: моделирование, дополненная реальность, машинное зрение, цифровые двойники и другое.
Почти двадцатилетний опыт работы предприятия в области российской промышленности показал, что, несмотря на современные IT-системы и цифровые технологии, человеческий фактор продолжает играть большую роль. Ростехнадзор официально заявил от лица своего руководителя, что не менее 90% аварий происходит из-за человеческого фактора. Есть огромный потенциал для повышения эффективности и оптимизации, в первую очередь, технического обслуживания, эксплуатации и ремонта оборудования.
Предприятие, с которым мы работали и смогли достичь эффекта, — нефтеперерабатывающий завод «ТАНЕКО», один из лидеров на сегодня в нефтепереработке в России. Это очень современное, компактное, эффективное производственное предприятие, где работают очень грамотные специалисты. На заводе крайне высокие требования к надёжности и бесперебойности основного технологического оборудования. Задача, которая стоит на повестке у руководства и доводится до всех уровней на предприятии, — это максимальная надёжность, минимальные простои, контроль и порядок в области эксплуатации производственных активов.
Когда мы пришли на предприятие, то увидели три первичных тезиса. Есть очень опытные специалисты, инженеры с высшим образованием хорошо знакомые с оборудованием. Само оборудование современное, смонтировано недавно, оно надёжное и редко ломается. Даже если что-то идёт не так, есть штатные системы мониторинга и контроля, которые выводят сигналы отклонения, аварийные сигналы на монитор.
Чуть позже стало понятно, что, оказывается, даже современное и надёжное оборудование ломается. Когда даже грамотные специалисты видят, что оборудование ведёт себя внештатно, — это довольно тяжёлый стресс для людей. Всё это вместе приводит к тому, что оперативно решить проблему бывает затруднительно, и это большой риск. Стало очевидно, что современное оборудование, опытные специалисты — это очень хорошо, но полностью не снимает большой риск, что работа остановится, что повлечёт дорогостоящие простои.
90% аварий на промышленных предприятиях происходит из-за человеческого фактора. 25–30% составляет доля операционных затрат на ТОиР в себестоимости производства.
Мы предложили и внедрили систему ServiceVizor — программный комплекс, который работает на мобильных планшетах техников и АРМ (компьютере) руководителя службы. Решение сопровождает работу инженеров и ремонтников по всем видам обходов и ремонтов с производственным оборудованием, но в особенности это оказалось востребовано для неплановых ремонтов, для аварийных ситуаций. Система обеспечивает контроль выполненных работ, проводит аналитику, информация уходит в базу знаний. Ценное отличие в том, что эта информация объективная: реальная фактура, хронометраж, фото, видео, которые составляют основу для дальнейшей аналитики и объективной статистики по ТОиР для управления надёжностью, для стратегии технического обслуживания по состоянию.
По результатам тестов после внедрения мы убедились вместе с заказчиком, что вдвое сокращается время от момента появления аварийной ситуации до момента её устранения. Далее — повышение производительности труда персонала ТОиР. С одной стороны, в системе много контрольных функций, а с другой стороны, её главные сторонники — это сами инженеры-ремонтники, начальники службы эксплуатации, заместители начальников служб. С первого дня, когда система была запущена, они ею активно пользуются, потому что решение очень упрощает жизнь.
Кроме этого, отмечается потенциал сокращения потерь. Ежедневного экономического эффекта вы не увидите, но мы предотвращаем очень существенные риски. Это десятки миллионов рублей из-за простоя производственного полевого технологического оборудования. Конечно, система направлена в первую очередь на сведение к нулю ошибок из-за человеческого фактора.
Внедрение системы проходило линейно. Сначала мы выбрали наиболее критичное оборудование с точки зрения именно неплановых ситуаций, возможных рисков и влияния на работу завода в целом. Далее мы выбрали диагностические и ремонтные инструкции, которые нужно оцифровывать, вносить в систему, то есть определили, где в первую очередь нужна помощь людям. На третьем этапе началась эксплуатация. Система стала использоваться для обходов, вошла в работу сменного персонала. На сегодняшний день продолжается четвёртый этап — масштабирование, то есть распространение на другое технологическое оборудование.
Производственный объект, с которым мы непосредственно имеем дело, — это установка первичной переработки нефти, сложный автоматизированный объект, непрерывно снабжающий завод очищенной и обезвоженной нефтью. Комплекс автоматики непрерывно управляет его работой. Очень важно, чтобы эта система автоматики не зависела от внешнего электропитания, поэтому на предприятии поддерживают работу автоматики ЭЛОУ-АВТ порядка более 150 шкафов ИБП. Это был пилотный объект, а сейчас система работает по заводу.
Перед нами стояли основные задачи обслуживания 150 шкафов ИБП. Каждый из них — это достаточно сложный объект в целом. Если возникает определённая проблема, то её нужно зафиксировать. Далее есть 5–15 минут на устранение этой проблемы. Цена ошибки — простой НПЗ. Поэтому надёжная работа ИБП гарантирует бесперебойную работу производства. При этом вся эта цепочка требует поддержки.
Система, которую мы внедрили, работает на планшетах, смартфонах, очках дополненной реальности. В данном конкретном случае мы реализовали её на планшетах как на наиболее универсальном и недорогом периферийном устройстве. Устанавливается система достаточно быстро, и с информационной безопасностью также проблем не возникает.
Мобильное приложение даёт пользователям возможность использовать инструкцию. Это не просто алгоритм последовательности действий, а интерактивная инструкция, так называемое интерактивное электронное техническое руководство, которое включает анимирование, наложенное на конкретный объект (шкаф), мнемосхему, определённые действия с кинематикой, нужные для сборочных и разборочных операций. Также есть справочная документация, видеоматериалы, эталонные операции.
Расскажу, как до внедрения системы ServiceVizor выглядел процесс с ИБП. Допустим, возникает неисправность. Фиксируется отклонение, появляется текстовое сообщение на АРМ диспетчера. Так как есть более 150 шкафов, то сообщение об аварии может просто проскочить в общем информационном потоке. К сожалению, так бывало.
После того как сообщение всё-таки зафиксировали, идёт аварийный обход, диагностика «по ситуации», которая проводится по телефону, что для техника некомфортно. Далее следует ремонт или переключение. По каждому действию, по каждому решению идёт согласование с начальником службы, диспетчером, мастером участка. На выходе, когда работа завершена, появляется дефектная ведомость. Мы хронометрировали процесс, в среднем он составил 31 минуту.
С системой ServiceVizor процесс выглядит иначе. Если происходит неисправность шкафа, в системе появляется информация об аварии и сразу на устройстве открывается группа интерактивных инструкций по устранению. «Группа» означает, что в зависимости от результатов диагностики реализуется нужный алгоритм. Если выявляется конкретная проблема, то появляется конкретный алгоритм её устранения. Аварийный обход и диагностика производятся с помощью дополненной реальности: при наведении планшета на шкаф подсвечиваются нужные зоны контроля и дополнительная информация. Вся работа, включая формирование отчёта, занимает почти в два раза меньше времени — 16 минут.
На мобильном устройстве есть набор элементов, который даёт технику информацию, полезную для диагностики. Фактически это элементы ассистирующей среды: показания датчиков, которые выводятся на шкалы, прозрачная стенка, то есть внутреннее устройство шкафа или другого оборудования, внутренние процессы, пометка мест для осмотров, контроля, диагностики, индикация несоответствий.
Надёжная работа ИБП гарантирует бесперебойную работу всего производства. ServiceVizor используется при диагностике и обслуживании шкафов ИБП.
ServiceVizor — система эффективного управления производственными активами. Веб-часть системы ServiceVizor состоит из набора приложений, позволяющих эффективно управлять полным жизненным циклом активов в части технического обслуживания, ремонта и эксплуатации. Это приложение НЦИ, которое содержит базу данных оборудования и справочники: «Виды работ», «Материалы», «Дефекты», «Персонал» и другие. Это приложение «Управление активами», с помощью которого можно осуществлять мониторинг, аналитику, управление, создавать заявки на работы и вести журнал дефектов.
В приложении «Разработка сервисных руководств» создаются интерактивные электронно-технические руководства, которые представляют собой контрольные карты с планированием ресурсов и возможностью прикрепления фото- и видеоконтента, документов к отдельным видам операций. В приложении «Планирование сервисных работ» возможно наглядно видеть на графике общую загруженность активов по сервисным работам с детализацией по заказ-наряду, перейти к единичному планированию, создать сменное задание, добавить к нему необходимые операции или целые рабочие инструкции по выполнению работ и назначить на них конкретного исполнителя с нужной квалификацией.
Когда сервисный инженер хочет приступить к работам, он открывает приложение и сканирует QR оборудования. При сканировании происходит идентификация оборудования в системе, и загружаются все элементы дополненной реальности. Мы фиксируем приложение экрана мобильного устройства, выводим виртуальные датчики и их описание. Инженер выбирает соответствующее задание, режим работы «Выполнить», ознакамливается с техникой безопасности и подтверждает выбор.
Интерфейс приложения отображает наименование сменного задания, фактическое и плановое время выполнения, справочную информацию и требуемые ресурсы, наименование и описание операции. На каждой операции можно открыть изображение, посмотреть видеозапись идеального исполнения операции или последовательности, а также ознакомиться с приложенным документом.
Каждый шаг техника сопровождается определённым действием дополненной реальности. Показывается, где и как необходимо сделать замер, и обращается его внимание на детали и особо важные моменты операции. В случае особых отклонений, несовпадений или нештатных ситуаций инженер может воспользоваться консультацией удалённого эксперта. По соответствующей кнопке создаётся аудио-видеоконференция с возможностью делать пометки дополненной реальности в пространстве как со стороны удалённого эксперта, так и самого сервисного инженера. По окончании сессии формируется фотоотчет с действиями каждого из участников.
Инструкция рассчитана на перевод системы из ручного байпаса в штатный режим работы. При выполнении переключений в дополненной реальности всегда есть возможность подсветить участки цепи, которые находятся под напряжением. При завершении каждой операции открывается окно с вводом контрольных параметров двух типов: состояние и численные показатели. При вводе значений, не совпадающих с допустимой нормой, система мгновенно реагирует и обращает внимание инженера на аварийную ситуацию. Пропустить операцию возможно только с указанием конкретной причины пропуска. Помимо этого, всегда есть возможность зарегистрировать дефект и выполнить фотофиксацию.
В системе ServiceVizor реализован функционал умного помощника. Есть инструкция с последовательностью шагов по выполнению работ. При переходе к следующей операции необходимо ввести значение контрольного параметра, и если это значение не совпадает с нормой, то система предлагает устранить несоответствие, открыв другую, новую инструкцию.
В результате завершения сервисных инструкций в системе мгновенно создаётся отчёт о проделанной работе. Здесь отражается состояние каждой операции, дата и время начала и завершения, фактическая и плановая трудоёмкость, выявленные дефекты и комментарии исполнителя, введённые контрольные параметры и фотоотчёт.
Настраиваются те отчеты, которые требуются для контроля эффективности работы службы ТОиР и в данном случае очень гибко настраиваются. Очень важная составляющая — это база знаний: дефекты, ремонты, ресурсы, запасные части, оснастка, специалисты.
Ещё один важный момент — это как создаются трёхмерные инструкции. На старте нет никаких 3D-моделей. Мы используем технологию реверсного инжиниринга, подходы, связанные с фотограмметрией, наши определённые ноу-хау, а всё вместе позволяет воспроизвести 3D. На выходе мы получаем готовую функционирующую систему, как в «ТАНЕКО» и произошло.
Сейчас решаются вопросы масштабирования. Оно идёт по направлению технологического оборудования: охватывает не только шкафы, но и насосы, компрессоры, арматуру, фильтры и другие объекты. По отзыву наших непосредственных заказчиков, положительные результаты выражаются в сокращении времени реагирования и в том, что есть полная диагностическая информация для быстрого принятия решения по ремонту. Решение постоянно используют сотрудники бригады, именно они — основные драйверы применения системы.