научная статья по теме АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЛОГИСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧИВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Химическая технология. Химическая промышленность

Текст научной статьи на тему «АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЛОГИСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧИВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ»

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, 2014, том 48, № 6, с. 709- 718

УДК 004.9:66.011:66.026.2

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЛОГИСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧИВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ © 2014 г. Е. Р. Мошев, В. П. Мешалкин*

Пермский национальный исследовательский политехнический университет *Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва

emoshev@perm.ru Поступила в редакцию 11.03.2014 г.

Представлена концепция автоматизированной системы для интегрированной логистической поддержки оборудования и трубопроводов химических производств на всех этапах жизненного цикла. Описаны структура и режимы функционирования автоматизированной системы при решении задач информационной поддержки технологических трубопроводов на этапе эксплуатации. Рассмотрен механизм обмена данными по трубопроводам с внешними информационными системами. Приведен способ реализации автоматизированного обмена данными между участниками жизненного цикла трубопроводов.

Ключевые слова: автоматизированная система; техническое обслуживание и ремонт; интегрированная логистическая поддержка; жизненный цикл; технологические трубопроводы; единое информационное пространство; интегрированная информационная среда; период ревизии; прогнозирование технического состояния; электродуговая сварка; технологическая карта ремонта; электронный паспорт трубопровода; логико-информационная модель; база данных.

Б01: 10.7868/80040357114060074

ВВЕДЕНИЕ

Одним из условий эффективной и безопасной эксплуатации химических производств является надежность действующего оборудования, включая сложные системы технологических трубопроводов. В условиях производства надежность оборудования обеспечивается системой технического обслуживания и ремонта (ТОиР). Система ТОиР — это совокупность взаимосвязанных специальных технических средств, документации технического обслуживания и ремонта, а также исполнителей, осуществляющих поддержание и восстановление качества изделий, входящих в эту систему [1].

Одним из факторов, определяющих качество ТОиР, является информационная поддержка (ИП), под которой обычно понимается сложный организационно-технологический процесс обеспечения технического персонала информацией, необходимой для принятия эффективных инженерно-технических, экономических и организационно-управленческих решений. На каждом этапе жизненного цикла (ЖЦ) оборудования и, в частности, трубопроводов ИП имеет свои задачи. Например, на этапе проектирования это опреде-

ление параметров классификации и общих характеристик трубопровода, а также значений характеристик элементов его конструкции [2]. На этапе монтажа — выбор режимов электросварки; определение типа и количества, используемых при сварке электродов; формирование монтажно-ис-полнительной документации. На этапе эксплуатации — ведение паспортно-технической документации; оценка технического состояния трубопроводов по результатам диагностирований и экспертиз промышленной безопасности; формирование актов технического обследования и ремонтной документации.

Отличительной чертой трубопроводов, по сравнению с другими видами оборудования, является то, что их изготовление и монтаж, а также формирование паспортно-технической документации осуществляются в большинстве случаев непосредственно на эксплуатирующем предприятии, что существенно повышает нагрузку на его технический персонал. При этом трубопроводы достаточно часто подвергаются ремонтам и реконструкциям, для проведения которых требуется периодическое формирование проектной, ремонтной и других видов документации, включая

технологические карты ремонта, акты контроля качества ремонта и приемочных испытаний. Указанные обстоятельства существенно осложняют выполнение ИП сложных трубопроводных систем, что приводит к снижению качества ТОиР и, как следствие, к снижению эффективности и безопасности работы всего предприятия.

Анализ ЖЦ трубопроводов показал, что для радикального повышения качества ИП трубопроводов необходимо использовать новые методы логистики ресурсосбережения в сфере организации производства [3], основанные на современных концепциях интегрированной логистической поддержки (ИЛП). ИЛП — это совокупность видов инженерной деятельности, реализуемых посредством управленческих, инженерных и информационных технологий, обеспечивающих высокий уровень готовности изделий при одновременном снижении затрат, связанных с их эксплуатацией и обслуживанием [4]. При этом полагается, что принципы ИЛП должны реализоваться на всех этапах ЖЦ изделий.

С целью выбора программного средства, соответствующего требованиям концепций ИЛП, был проведен анализ наиболее распространенного в РФ программного обеспечения. Анализу подвергались следующие программные продукты и системы: "Компас-График", "Старт", "Астра-Нова" и "Global-EAM" (РФ); "AutoCAD", "AutoPipe", "AutoPlant" и "PCMS" (США); "Plant-4D" (Нидерланды); "AVEVA Plant" и "AVEVA Enterprise" (Великобритания); "SAP R/3" (ФРГ). Проведенный анализ не выявил программных продуктов, позволяющих автономно осуществлять ИЛП на всех этапах ЖЦ трубопроводов [5]. Почти все рассмотренные программные продукты предназначены для решения частных задач проектирования, монтажа, эксплуатации и ремонта. А их практическое использование часто сопряжено с функциональными ограничениями, затрудняющими осуществление ИЛП трубопроводов. Например, базовые конфигурации используемых на этапе эксплуатации программных продуктов "SAP R/3" (система управления предприятием) и "PCMS" (система управления рисками и надежностью оборудования), обладая развитыми средствами обработки данных, не содержат следующих необходимых для эффективного осуществления ИЛП трубопроводов инструментов и функций: встроенный графический редактор; функции проверки значений характеристик трубопровода на соответствие требованиям нормативно-технической документации;

функции ускоренного ввода большого количества данных;

функции автоматического формирования пас-портно-технической, ремонтной и эксплуатационной документации по трубопроводам, включая: перечни технологических трубопроводов; технологические карты ремонта; акты ревизии и отбраковки; сводные отчеты по номенклатуре элементов и многое другое.

Следует также отметить, что некоторые из рассмотренных выше программных продуктов не содержат инструментарий для осуществления автоматизированного обмена данными с другими информационными системами, а значит, не соответствуют требованиям современных концепций ИЛП.

Исходя из сказанного, конечной целью настоящей работы было создание автоматизированной системы (АС), позволяющей решать задачи ИП технического обслуживания и ремонта трубопроводов в соответствии с принципами ИЛП.

КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАННОЙ

ЛОГИСТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Начальным этапом создания АС явилась разработка общей структуры и принципов функционирования будущего программного продукта. В процессе разработки было изучено большое количество специальной научно-технической литературы, проектной, паспортно-технической и эксплуатационной документации, учтены рекомендации экспертов предметной области. Результатом разработки явилась принципиальная схема осуществления непрерывной ИЛП оборудования и трубопроводов химических производств на всех этапах ЖЦ (рис. 1).

В соответствии со схемой (см. рис. 1) АС должна содержать набор программных модулей, разработанных с помощью логико-информационных и математических моделей и алгоритмов, адаптированных к основным этапам ЖЦ оборудования и трубопроводов химических производств. С целью создания комплексного представления об управляемой системе, необходимого для решения сложных технических задач, включая задачи ТОиР, все модули увязываются в единую структуру. При этом подразумевается, что созданные исходные модули могут многократно уточняться, достраиваться в виде метамодели объекта и использоваться для эффективного решения задач ИЛП на всех этапах ЖЦ. Форма и содержание электронной информации на всех этапах ЖЦ должны быть

ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА НТД Проектные данные

Рис. 1. Принципиальная схема осуществления ИЛП оборудования и трубопроводов химических производств: ТЗ — техническое задание; ТР — технологический регламент; ИС — информационные системы; НТД — нормативно-техническая документация.

представлены таким образом, чтобы любой участник процесса принятия организационно-управленческих и инженерно-технических решений мог выполнять требуемые задачи с высокой достоверностью и минимальными затратами времени. Организация информации о рассматриваемом объекте в виде единого структурированного комплекса должна обеспечивать наглядность и визуализацию больших массивов данных. При этом, чем дольше будет эксплуатироваться, созданная в соответствии с рассмотренной концепцией автоматизированная система, тем больше накопится сведений о трубопроводах и тем рентабельней станет ее применение. Организация взаимодействия между модулями АС должна осуществляться в соответствии с концепцией единого информационного пространства [6] или интегрированной информационной среды (ИИС) [7].

Принципиальная схема, представленная на рис. 1, допускает, что информационное обеспечение процесса ИЛП может осуществляться как автономно, так и посредством интеграции с внешними информационными системами. При этом обмен данными может производиться как в режиме импорта, так и в режиме экспорта.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АРХИТЕКТУРА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СЕТЕВАЯ

СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ

В соответствии с представленной выше концепцией был разработан программный продукт, названный автоматизированной системой обработки данных "Трубопровод" [8], далее АС "Трубопровод". Как информационно--вычислительная система АС "Трубопровод" построена по структуре "клиент—сервер". Архитектура АС включает базу данных (БД), шесть функциональных подсистем и является открытой для обмена данными с внешними информационными системами (рис. 2). В качестве сервера БД может быть использована СУБД Oracle или СУБД MS SQL. БД является функциональн

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком