Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КАРТОНА В ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Козлова С.В. 1 Фещенко А.А. 1 Широков А.А. 1
1 Пермский национальный исследовательский политехнический университет
В статье рассмотрены особенности целлюлозно-бумажного производства в контексте обеспечения работоспособности оборудования. Для оценки эффективности использования оборудования применена методика OEE (Overall Equipment Efficiency – общая эффективность оборудования). Данная методика адаптирована под проблемы предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. Приведены основные показатели эффективности использования оборудования в соответствии с данной методикой. Система показателей обеспечения работоспособности оборудования транспонирована в конкретный инструмент управления. Разработаны формы сбора информации для получения количественных значений. Разработаны структуры плана-отчёта по работам в период плановых остановок и в текущий период. Приведена пилотная модель практического инструмента комплексной методики анализа эффективности использования оборудования в Группе предприятий «ПЦБК». Внедрение результатов работы позволяет оперативно получать информацию о состоянии всего технологического комплекса и отдельных его участков, выявлять причины изменений и принимать управленческие решения по устранению ненормативного состояния при использовании оборудования.
техническое обслуживание и ремонт
работоспособность оборудования
методика анализа эффективности использования оборудования
OEE
Overall Equipment Efficiency
общая эффективность оборудования
целлюлозно-бумажная промышленность
производство бумаги
производство картона
1. Общая эффективность оборудования / пер. с англ. – М.: Институт комплексных стратегических исследований, 2007. – 120 с.
2. Россоха Е.В. Оценка эффективности управления оборудованием на предприятии // Труды БГТУ. – 2014. – № 7. – С. 175–177.
3. Система технического обслуживания и ремонта оборудования технологических линий по производству целлюлозы, бумаги и картона. Утв. Минлесбумпром. – М.: Лесная промышленность, 1981. – 247 с.
4. Шопин А.Г., Занин И.В. ОЕЕ и управление простоями: от теории к реализации в SIVFNIC IT // Автоматизация в промышленности. – 2006. – № 9. – С. 26–29.
5. Ящура А.И. Система технического обслуживания и ремонта общепромышленного оборудования: Справочник. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. – 360 с.

Производство целлюлозно-бумажной продукции представляет собой непрерывный процесс. Это значит, что бумагоделательная машина работает круглосуточно в течение длительного времени. Поэтому любой простой машин влечет за собой существенные производственные потери. Чтобы эти потери минимизировать, техническое обслуживание и ремонтные работы требуется проводить в периоды плановых остановов или, по возможности, на работающем оборудовании (в соответствии с правилами охраны труда и промышленной безопасности). Целесообразно также иметь резервные производственные ветки и резервное оборудование, которые должны поддерживаться в нормативном состоянии и быть готовыми к запуску в случае аварийного останова основной технологической линии. Для совершенствования производства необходимы объективные данные о модернизации оборудования, а в некоторых случаях и о целесообразности его полной замены. Пока чаще всего решение принимается на основании здравого смысла или просто интуитивно.

Таким образом, необходимо не только оптимально использовать оборудование, но и повышать эффективность его использования за счет снижения его простоев.

Для оценки эффективности оборудования принято считать достаточно современной и комплексной методику OEE (Overall Equipment Efficiency – общая эффективность оборудования) [1].

Показатель ОЕЕ применяется для количественной оценки эффективности использования оборудования. Данный показатель складывается из произведения следующих составляющих:

ОЕЕ = Доступность × Производительность × Качество,

где Доступность – это результат измерения времени готовности машины к работе:

kоz01.wmf

Потерями по данному показателю могут быть отказ оборудования (и, соответственно, ремонтные работы), простой оборудования из-за отсутствия сырья, ожидания персонала, техническое обслуживание (плановое и внеплановое).

Производительность – результат пропускной способности оборудования (сравнение фактической скорости машины с идеальной теоретической).

kоz02.wmf,

где Идеальная скорость – теоретическая скорость производственной линии в идеальных условиях.

Примером потерь по данному показателю является сниженная скорость из-за неудовлетворительного состояния оборудования, некачественного сырья и т.д.

Качество – результат измерения материальных потерь:

kоz03.wmf

Примерами потерь по данному показателю могут быть брак продукции, обрывы, излишние обрезы при производстве гофропродукции [2, 4].

Как же оценить по данному показателю эффективность использования оборудования применительно к целлюлозно-бумажной отрасли?

Работоспособность оборудования определяется по заданным параметрам, указанным в табл. 1, которые характеризуются соответствующими показателями.

Очевидно, что параметры время работы, скорость и качество продукта соответствуют трём составляющим методики ОЕЕ. Но из-за специфики отрасли целлюлозно-бумажной промышленности следует сделать вывод о целесообразности включения еще двух параметров: ритмичность и восстановление работоспособности [3].

Теперь остановимся подробней на характеризующих их показателях. Каждый показатель непосредственно характеризует конкретный процесс обеспечения работоспособности оборудования. Предлагается эти процессы разделить на 4 основные группы:

  • операции на работающем оборудовании;
  • работы в плановый останов;
  • восстановление работоспособности в аварийный останов;
  • восстановление фонда резервного оборудования;

В табл. 2 представлена связь этих процессов с характеризующими их показателями.

Таблица 1

Показатели обеспечения работоспособности оборудования в соответствии с заданными параметрами

Требования (параметры)

Показатели

Время работы оборудования

Время эксплуатации

Время плановых простоев

Время внеплановых простоев

Ритмичность

Потери при отклонении от производственного цикла

Скорость

Потери в скорости по техническим причинам

Качество продукта

Потери от брака по техническим причинам

Восстановление работоспособности

Время восстановления работоспособности в случае внепланового останова

Таблица 2

Обеспечение работоспособности оборудования

Процессы обеспечения работоспособности

Показатели

Операции на работающем оборудовании:

  • Выявление отклонений в работе оборудования
  • Оценка, принятие решения
  • Назначение мероприятий по устранению отклонений

Отклонения в работе на начало периода;

Выявлено отклонений

Устранено отклонений

Отклонения в работе на конец периода

Работы в плановый останов:

  • Планирование работ
  • Подготовка к работам
  • Выполнение ремонтных операций в плановый останов
  • Запуск

План-факт по длительности

План-факт по работам

Причины отклонений

Невыполненные критичные работы

Восстановление работоспособности в аварийный останов:

  • Выявление причин, принятие решения
  • Подготовка к работам
  • Выполнение ремонтных операций в аварийный останов
  • Запуск

Время восстановления работоспособности

Причины отклонений

Невыполненные критичные работы

Восстановление фонда резервного оборудования:

  • Выполнение ремонтных операций на ремонтном фонде
  • Изготовление/восстановление деталей, узлов

Готовность резервного оборудования в процентах по группам

Отклонения резервного фонда по критичным позициям

Таблица 3

Структура справки обеспечения работоспособности оборудования

Комплекс показателей

Группа показателей

Потери времени

Простои (включая холостые ходы)

Состояние оборудования

Установленное оборудование

Резерв

Выполнение работ

Плановый останов

Текущие работы

Таблица 4

Структура отчёта по простоям оборудования

Причина

Время простоя

Служба

Наименование причины

Фактическое время простоя

Наименование ответственной службы

Показатели, как уже было отмечено, складываются из методики анализа ОЕЕ и показателей, характерных именно для данной отрасли [5].

Как же применить методику ОЕЕ, адаптированную в ходе исследования к специфике целлюлозно-бумажного производства?

Система показателей обеспечения работоспособности оборудования транспонирована в конкретный инструмент управления. Для принятия решений необходимые данные формализуются в виде справки. Структура справки представлена в табл. 3.

Рассмотрим комплекс показателей и соответствующие им группы показателей:

1. Потери времени из-за простоев, включая работу оборудования без выпуска продукции.

2. Состояние рабочего оборудования.

3. Состояние резервного оборудования.

4. Выполнение работ в плановый останов.

5. Выполнение текущих работ.

Для эффективного управления процессами обеспечения работоспособности оборудования руководитель получает информацию с подробными расшифровками.

По первой группе показателей руководителю формируется отчет по простоям оборудования (табл. 4) за определенный период.

Для оценки состояния рабочего оборудования руководству предоставляются сведения о неустранённых дефектах (табл. 5). Причинами неустраненных дефектов могут быть отсутствие комплектующих, время на их приобретение и транспортировку, время на изготовление необходимых узлов, отсутствие или низкая квалификация специалистов, отсутствие технологической документации по выполнению ремонтных работ и некоторые другие причины.

Таблица 5

Структура отчета о неустранённых дефектах

Позиция оборудования

Дефект

Наименование, шифр оборудования

Описание дефекта

По третьей группе показателей готовится информация о состоянии резервного оборудования (табл. 6).

Под статусом резервного оборудования понимается возможность использования его (степень готовности) при замене основного оборудования.

По четвёртой группе показателей формируется подробный план-отчёт по работам в плановый останов (табл. 7).

И, наконец, по пятой группе показателей руководству предоставляется план-отчёт по выполнению текущих работ (табл. 8).

Немаловажным вопросом является проблема получения объективной информации, на основании которой и рассчитывается показатель эффективности работы оборудования.

Методика анализа эффективности работы оборудования предусматривает использование данных, получаемых от других автоматизированных систем, функционирующих на предприятии. В частности, производительность оборудования, простои из-за неисправности и некоторые другие данные могут быть получены от SCADA-систем. Надо отметить, что эти данные будут наиболее достоверными и могут сниматься с любой периодичностью, поскольку процесс получения этих данных не зависит от человеческого фактора [4].

Другим источником данных являются системы управления производственными процессами (MES-системы). В этом случае используются календарные планы проведения плановых профилактических работ, подготовки оборудования. Здесь же формируются отчеты о сроках реально проведенных работ (план/факт). MES-система позволяет также получить данные о производительности оборудования, проценте выпуска качественной продукции.

Наконец, целый ряд данных можно получать из ERP-систем. В частности, перспективные планы проведения модификации оборудования, перехода на новую продукцию, мероприятия по повышению качества и многое другое.

Фактически методика оценки эффективности оборудования базируется на едином информационном пространстве предприятия, где необходимые данные собираются автоматически и посредством ручного ввода из всех функционирующих автоматизированных систем предприятия. Полученные при этом интегральный показатель эффективности и выявленные потери позволяют выработать мероприятия по эффективному использованию оборудования, поддержанию его в рабочем состоянии, планирования ремонта и модернизации, вплоть до обоснованной замены устаревшего оборудования.

Таблица 6

Структура отчета о состоянии резервного оборудования

Основное оборудование

Резервное оборудование

Статус

Наименование, шифр основного оборудования

Наименование, шифр резервного оборудования

Статус резервного оборудования

Таблица 7

Структура плана-отчёта по работам в плановый останов

Работа

Исполнитель

Время

Материалы

Наименование работы

Наименование службы-исполнителя

Плановое и фактическое время выполнения работы

Наименование и количество использованных материалов

Таблица 8

Структура плана-отчёта по выполнению текущих работ

Работа

Служба

Исполнитель

Время

Статус

Наименование работы

Наименование ответственной службы

Наименование службы-исполнителя

Плановое и фактическое время выполнения работы

Статус работы

В группе предприятий Пермского целлюлозно-бумажного комбината внедрена система повышения эффективности использования оборудования, основанная на методике ОЕЕ и показателях, характерных для отрасли. Это позволяет оперативно получать информацию о состоянии всего технологического комплекса и отдельных его участков, выявлять причины изменений и принимать управленческие решения по устранению ненормативного состояния и использования оборудования.


Библиографическая ссылка

Козлова С.В., Фещенко А.А., Широков А.А. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КАРТОНА В ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 11-3. – С. 521-525;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41009 (дата обращения: 07.05.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074