Создание системы управления ремонтами энергетического оборудования на основе риск-ориентированного подхода на базе информационной системы «Управление планово-предупредительными ремонтами энергооборудования (УППРЭ)»

В управленческой науке и практике переход от функционального к процессному подходу, а далее – от процессного к проектному часто инициируется потребностью производственных систем в гибких методах и практиках управления. Это заставляет проводить поиск и адаптацию моделей, связывающих разные подходы и определяющих возможности их одновременного применения, особенно в ситуациях растущей неопределенности и риска. Как, например, внедрение ролевой модели, разработанной под проектным управлением, командой, развивающей общий функционал системы.

ГРНТИ 82.01.85

EDN TKWOHB

Денис Валерьевич Топильский – руководитель направления технической политики и развития ПАО «Газпром нефть».

Статья поступила в редакцию 14.12.2022.

Риск-ориентированный подход – это один из методов оптимизации затрат на эксплуатацию электрооборудования. Вопрос о внедрении данного подхода для энергетики в ПАО «Газпром нефть» (далее – ГПН) встал еще в 2015 г., тогда же и была защищена соответствующая стратегия. Основными предпосылками к созданию системы стали: отсутствие расчетной модели целесообразности выполнения планово-предупредительных ремонтов (ППР) с учетом технологических и аварийных рисков; высокие требования к компетенции инженерно-технических работников (ИТР) при формировании графиков ремонтов, графиков плановых отключений, оформлении и организации работ; отсутствие эффективного ресурса прогнозирования потерь нефти для ремонтных работ.

Дополнительным стимулом послужило отсутствие конкретных нормативных документов, регламентирующих обслуживание электрооборудования по техническому состоянию, также актуальных документов, регламентирующих обслуживание электрооборудования по ППР. Последние не обновлялись с конца 90-х годов прошлого века. Таким примером могут служить РД 39-0148311-601-88 «Положение о системе технического обслуживания и ремонта электроустановок в добыче нефти и бурении» Часть 1. Электрооборудование и ЛЭП [1] и часть 2. Устройства РЗА [2]. Решением вопроса было внедрение корпоративной электронной системы управления ремонтами энергооборудования (ИС УППРЭ). Основным функционалом предусматривалось решение следующих задач:

• •    ведение механизма определения индекса технического состояния (риска) энергетического оборудования на основе определения вида и степени развития дефектов, вычисление остаточного ресурса по ним;

• •    приоритезация графика ремонтов на основе оценки технического состояния существующих устройств и возможных потерь нефти;

• •    определение необходимого вида, состава и объема ремонтных работ по результатам осмотров, диагностик и испытаний;

• •    формирование оптимального графика ППР с учетом технологических возможностей (сезонность, резервирование, объединение и поглощение) и заданных ресурсных ограничений на основе оценок технического состояния (риска);

• •    ведение базы данных нормативно-справочной информации (НСИ) по процессам эксплуатации, технического обслуживания и ремонта (ТОиР) электрооборудования и электрических сетей, в т.ч.: нормативов трудоемкости, профессий, расхода материалов и запчастей, периодичности, длительности, сезонности выполнения и стоимости исполнения по видам работ и классам оборудования (у.е., чел./час);

• •    ведение базы данных паспортов оборудования (включая основное оборудование телемеханики, связи, диагностических приборов и т.д.), объединяющих информацию жизненного цикла каждой единицы оборудования;

• •    формирование и закрытие сменно-суточных заданий на работы на основании запланированных к выполнению в данный месяц работ технического обслуживания и ремонта, диагностики, испытаний, а также внеплановых и аварийных заявок;

• •    учет времени, длительности и причин отключения, понесенных потерь, учет причин нарушений (технические, организационно-системные и т.д.). Автоматизированное формирования отчетов по отключениям, причинам отключений, потерям; актов расследования технических нарушений. Ведение журналов (учет работы по нарядам и распоряжениям, оперативный журнал, журнал дефектов и т.д.).

Система УППРЭ была разработана и внедрена на первом пилотном активе ГПН-Хантос в 2018 г., сейчас состав IT-решения выглядит так, как показано на рисунке 1.

Формирование системы управления проектом

Первое, что потребовалось сформировать для внедрения системы, это сформировать команду внедрения. Структура управления внедрением системы была выстроена следующим образом:

• •    ЕОЛ – единое ответственное лицо: работник, ответственный за реализацию проекта и за достижение целей и ключевых показателей эффективности проекта, который несет ответственность перед Заказчиком;

• •    РП – руководитель проекта: работник, ответственный за выполнение работ и мероприятий, предусмотренных проектом с учетом запланированного времени, бюджета и ресурсов;

• •    архитектор: работник, отвечающий за организацию разработки, описание и согласование архитектуры ИТ-решения, а также за контроль реализации утвержденной архитектуры в проектной команде и решение вопросов интеграции с другими ИТ-решениями;

• •    бизнес-аналитик – работник, ответвленный за сбор и анализ бизнес-требований и функциональных требований (требования пользователей), определение и анализ процессного объема проекта, контроль соответствия логической архитектуры ИТ-системы бизнес-требованиям;

• •    вендор – разработчик коробочного решения;

• •    проектная команда – коллектив, состоящий из работников разных профилей деятельности, организованный для реализации проекта.

  УППРЭ

  
  

  > 2000 пользователей

  Внедрена в 8 ДО

  
  
  

Модуль целостности и надежности – RealMaint

Блок

БДО и НСИ – 1C: ТОиР

Ведение эксплуатационной документации

Единая иерархия всей БДО актива

Модуль планирования ТОиР по техсостоянию с учетом риск-ориентиро-ванного подхода

Модуль НСИ и технических нормативов ТОиР

Модуль учета технологических нарушений

Модуль оформления и закрытия работ

Топологическая схема и т.д.

База технологических карт и листов осмотра

Учет рабочего времени и т.д.

Рис. 1. Основной функционал УППРЭ

Основным новшеством было создание (выделение) двух дополнительных подразделений:

• •    техподдержка – подразделение, которое в дальнейшем будет осуществлять развитие функционала и техподдержку. Эта команда была сформирована в составе внутренней сервисной IT-компании ООО «Газпром нефть ЦР». Основными задачами команды на этапе внедрения было изучение программного продукта, проверка описания функционала, алгоритмов, структуры и наполнения НСИ, проверка соответствия их разработанному решению, а также постоянное участие во внедрении, в т.ч. в пределах небольших доработок совместно с вендором;

• •    сектор управления надежностью – подразделение, отвечающее за общую методологию в составе внутренней энергосервисной компании ООО «Газпром нефть Энергосистемы» (далее – ГПН ЭС). Основными задачами этой команды на этапе внедрения было изучение программного продукта, проверка правильности алгоритмов и структуры баз данных с точки зрения соблюдения методологии в области энергетики, а также разработка нормативов, технологических карт, алгоритмов и требований к развитию существующего и разработке нового функционала.

В результате такого организационного решения в октябре 2022 г., система УППРЭ 2.0 была зарегистрирована в «Реестре программ для ЭВМ» (регистрационный № 2022668861 от 12.10.2022 г.) [4] и с этого момента перешла в полное управление внутренними сервисами ПАО «Газпром нефть», что исключило любое существенное влияние внешнего разработчика на развитие продукта и повысило защищенность IT-инструмента Компании.

Для обеспечения плодотворной работы команды потребовалось решить специфическую задачу, связанную с отдаленностью подразделений предприятия, в которых происходило внедрение системы. За время работы команды были опробованы несколько методов и сформировалось несколько принципов работы и видов коммуникаций:

• •    проведение обследования до старта внедрения / тиражирования – разово, с выездом команды проекта под управлением архитектора в подразделение, в котором планировалось внедрение;

• •    PI (планирование инкрементов): проведение с командами смежных проектов для разработки плана работы на следующий квартал. На встрече задаются цели, они декомпозируются на задачи, в случае потребности добавляются задачи по требованию смежных проектов. Дорожные карты таких проектов синхронизируются по ключевым пересекающимся вехам – ежеквартально, очно 1-2 дня;

• •    коммуникационные сессии проекта: проведение встреч очно, с основными членами и методологами команды проекта для обсуждения накопившихся вопросов, мозговых штурмов командой проекта, верификации задач – ежемесячно, очно 1-2 дня;

• •    ПСИ (приемо-сдаточные испытания): отчет команды разработчиков по задачам 1-2-недельного спринта, формирование задач на следующий спринт – 1 раз в 2 недели, удаленно, посредством Skype, 1-2 часа;

• •    оперативный комитет: проведение совещаний по внедрению с командой внедрения от подразделения (во время внедрения отдельно с командой подразделения, на этапе эксплуатации – с представителями всех подразделений, где внедрение уже прошло) – еженедельно, удаленно, посредством Skype, 1-2 часа;

• •    технический комитет: проведение совещаний по методологии с командой методологов проекта, архитектором и бизнес-аналитиком – еженедельно, удаленно посредством Skype, 1 час;

• •    разовые совещания по конкретным вопросам – по необходимости, удаленно посредством Skype, 45 мин – 1 час.

На основе наблюдений можно сделать выводы, что все указанные аспекты необходимы для успешной реализации крупных проектов распределенными командами. При этом заочные встречи позволяют поддерживать ритм разработки и внедрения, решать оперативные вопросы, принимать работы, а очные позволяют проработать проблемные моменты, сделать выводы о повышении зрелости проекта (системы) в целом, по отношению к целевому видению, синхронизироваться с другими проектами, а также позволяют сплотить команду, особенно в существующих условиях.

Эволюция бизнес-процессов планирования ремонтов

Если для создания системы управления проектом потребовалось команда, которая была описана выше, то сам переход на осознанный риск-ориентированный подход повлек за собой большие изменение всех стадий ТОиР. Рассмотрим эти изменения.

• А.    Изменение процесса планирования.

Первичное внедрение системы в 2018 г. в пилотном дочернем обществе ГПН-Хантос, прежде всего, повлияло на сроки планирования. При переходе на автоматизированную разработку графиков ремонтов время их формирования сократилось в десятки раз, и это открыло возможность для оперативного перепланирования с ранжированием по индексу технического состояния (рис. 2). При этом, следует понимать, что общая трудоемкость планирования существенно не снизилась, т.к. при снижении трудозатрат на ручное планирование увеличилось количество информации, вносимой в систему и необходимой для определения ИТС.

С учетом открывшейся возможности было принято решение об изменении горизонта планирования, а подразделение-методолог в ГПН ЭС (в последующем преобразованное в Сектор управления надежностью) приступило, совместно с Новосибирским государственным техническим университетом (НГТУ), к разработке основополагающего стандарта «Система технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования ДО ПАО «Газпром нефть» по техническому состоянию на основании риск-ориентированного подхода» [5].

Внедрение новых алгоритмов планирования привело к первым изменениям в процессе оптимизации планов ремонтов (рис. 3). Если ранее реестр оборудования изменялся 1 раз в квартал, а график ремонта просто «прибавлялся» к существующему, то теперь реестр пополняется ежемесячно и, соответственно, график ремонтов пересчитывается и ранжируется, с учетом ИТС, также ежемесячно. Данное решение позволило более оперативно добавлять новое оборудование и выполнять работы, необходимые Заказчику на оперативном уровне, при этом выявлять и ремонтировать аварийное оборудование, которому реально нужен срочный ремонт. При этом необходимость срочного ремонта уже определяет не человек, а система, которая «видит» состояние всего оборудования.

. работыТОиР .отключением работ ТОиР на бумажном по эл. почте

Формирование плана работ

Внесение данных для ввода/вывода оборудования

Согласование выполнения работ ТОиР

Формирование Согласование Формирование заявки на    работ ТОиР с актов выполнения

Рис. 2. Изменение сроков планирования

Эффект системы УППРЭ

Было

Стало

Tie-

Обеспечение выполнения работ

Мастера сетевого района

Формированиенаряд-заказа, выполнение и его согласование

Система УППРЭ

Рис. 3 . Изменение алгоритмов планирования и уровня принятия решений

Ежедневно

• В.    Изменение принципов выполнения ТОиР и развитие диагностики.

Сформированная в процессе разработки стандарта методология легла в основу первых доработок системы. Определение действительного технического состояния оборудования на этапе планирования теперь позволяет производить планирование только обязательных работ (осмотр, чистка) и устраняющих воздействий, что снижает плановую трудоемкость и не закладывать лишнее время на ремонт, что снижает простой.

Поскольку количество ТОиР стало меньше, а важность понимания технического состояния оборудования кратно выросла, следующим шагом для снижения риска невыявления дефекта была актуализация периодичности и количества диагностических воздействий. Параллельно обеспечено развитие новых видов диагностики, например, УФО (ультрафиолетовое обследование) в дополнение к ТВО (тепловизионное обследование), что повышает контролепригодность оборудования и позволяет выявлять дефекты изоляции на более ранних стадиях (рис. 4). Все разработки легли в основу методического документа «Методы неразрушающего контроля и технической диагностики» [1].

В дополнение к методологии и новым видам диагностики разрабатывается автоматизация передачи данных диагностики в систему ИС УППРЭ, например, проект «Цифровое зрение» Департамента энергетики Блока разведки и добычи (далее БРД) ПАО «Газпром нефть», который призван обеспечить снижение трудоемкости выявления дефектов на фото с БВС (беспилотных воздушных судов) за счет применения для этого искусственного интеллекта и машинного обучения. После проработки методологии диагностики, прежде всего были совмещены графики ремонтов и диагностики, исходя из логистики и сезонности. С этого момента график ремонтов стал единым для всего энергосервиса (рис. 5).

	ВЛ 35-110кВ	ПС 110/35/6кВ	КТПН 6/0,4кВ	Эл. двиг.	КЛ 0,4-35кВ
ТВО	+	+	+	+	+
Вибродиагностика				+
Высоковольтные испытания и измерения		+	+	+	+
ФХИТМ и ХАРГ		+	+
Беспилотные воздушные средства	+
Ультрафиолетовый контроль	+	+	+		+
Ультразвуковой контроль и АЭ	+
Частичные разряды		+		+	+
Онлайн мониторинг		+	+	+	+

Рис. 4. Анализ зрелости диагностики по видам энергооборудования (составлено автором)

Планирование и выполнение           Устранение дефектов, работ и диагностики с учётом влияющих на надёжность

Снижение времени простоя и           Снижение риска отказа, затрат на транспорт.                 тяжести последствий

Согласование выполненных работ в системе

Выполнение работ, фиксация трудозатрат

Прозрачность ценообразования ТОиР

Снижение трудоёмкости работ, выполнение дополнительные работ, требуемых Заказчику

эффект системы УППРЭ

эффект энергосервиса > эффект системы УППРЭ

Рис. 5. Изменение принципов выполнения ТОиР

Фиксация всех работ и их согласование в системе обеспечивает прозрачность процесса эксплуатации и затрат Заказчика, что позволяет работать с производительностью энергосервиса.

Трансформация структуры управления выполнением ремонтов

До момента перехода на риск-ориентированный подход действовала классическая для энергосервисов нефтяных компаний система управления ремонтами (укрупненно): производственно-технической службой разрабатывается график ППР по периодичности, согласовывается по электронной почте или лично с энергетической службой заказчика. Корректируется ППР не чаще 1 раза в квартал. На оперативном горизонте мастера на местах ежедневно берут в работу запланированные ремонты, обеспечивают выполнение и закрывают работы отметкой в файле Excel. Согласование производится ежемесячно на уровне начальников подразделений.

Специфические для энергетики процессы, типа внесения данных о ремонтах в эксплуатационные паспорта, согласование отключения электроустановок, выдача нарядов, распоряжений и оформление работ в порядке текущей эксплуатации ведется в журналах. Хранение данных по оборудованию также ведется в бумажных паспортах. Изменение данных при этом доступно для любого специалиста, имеющего доступ к паспортам. Нормативы пересматриваются не реже чем 1 раз в 3 года. Самой главной проблемой при этом, с точки зрения управления ремонтами, является большая трудоемкость анализа данных и обеспечение их актуальности и целостности, к примеру, такая система сильно осложняет расследование при авариях, когда необходимо быстро ответить на вопросы: когда был последний ремонт, в каком объеме, кто проводил, кто согласовал, когда были закрыты работы, какие материалы были потрачены и т.д.

С изменением бизнес-процессов потребовалось и изменение структуры. Модель, с закреплением обязанностей по должностям, не подходила для детального ограничения уровня доступа к разработке, согласованию, внесению технических характеристик, ведения реестра оборудования, НСИ и т.д. Поэтому было принято решение о переходе на ролевую модель. Всего было разработано более 15 бизнес-ролей и более 10 ролей для техподдержки (см. таблицу).

Таблица

Ролевая модель управления ремонтами

Роль	Доступные функции
Куратор деятельности по энергоснабжению	• Просмотр любых объектов в системе
Главный контролер	•    Ведение реестра оборудования •    Согласование «Акта выполнения работ» •    Просмотр документов «Наряд-заказ», «Наряд-допуск» •    Работа с «Журналом поручений» •    Создание, согласование заявок в «Диспетчерском журнале» и «Журнале работ» •    Планирование и согласование ППР •    Формирование отчетности
Ответственный за согласование работ (Энергетика)	•    Просмотр реестра оборудования и ТК •    Просмотр документов «Наряд-заказ», «Наряд-допуск», «Акт выполнения этапа работ» •    Согласование заявок в «Диспетчерском журнале» •    Формирование заявок в «Журнале заявок, поручений» •    Согласование план-графика ППР •    Формирование отчетности
Ответственный за согласование работ (кроме Энергетики)	•    Просмотр реестра оборудования •    Согласование заявок в «Диспетчерском журнале»
Заказчики работ	•    Просмотр реестра оборудования •    Формирование заявок в «Журнале заявок, поручений»
Контролер качества работ	•    Просмотр основных справочников и документов за минусом базовой НСИ •    Формирование отчетности •    Формирование отчетов КПЭ
Специалист управления работами	•    Просмотр реестра оборудования и ТК •    Создание заявок в «Диспетчерском журнале» и «Журнале работ» •    Формирование ГПО •    Ввод данных по техническому состоянию оборудования
Ответственный за выполнение работ	•    Просмотр реестра оборудования •    Распределение исполнителей работ •    Формирование «Наряд-допусков» •    Формирование «Актов о выполнении этапа работ» •    Закрытие заявок в «Журнале заявок, поручений»
Ответственный за ведение характеристик ОР	•    Просмотр реестра оборудования •    Корректировка характеристик оборудования
Ответственный за ОТ и ПБ	• Ведение допусков к видам работ сотрудников
Ответственный за отключение установок	•    Контроль и распределение исполнителей при проведении работ •    Формирование и согласование документа «Наряд-допуск» •    Просмотр реестра оборудования и ТК •    Просмотр «Диспетчерского журнала» и «Журнала работ» •    Согласование заявок на проведение работ •    Проверка топологии сети •    Контроль ведения журнала дефектов
Ответственный за выполнение работ	•    Просмотр реестра оборудования •    Создание заявок в «Диспетчерском журнале» и «Журнале работ» •    Ввод данных по техническому состоянию оборудования
Контролер рабочего времени	•    Отчетность по ТРЗ •    Корректировка АВЭР •    Корректировка «Журнала заявок, поручений»
Ответственный за ведение графика выхода на работу	•    Корректировка и загрузка графиков работы персонала •    Отчетность по ТРЗ

Окончание табл.

Роль	Доступные функции
Ответственный за расследования	•    Просмотр «Наряд-заказов», «Наряд-допусков», «Журнала заявок, поручений» •    Просмотр журнала работ •    Формирование акта расследования •    Просмотр оборудования, ТК, журнала дефектов •    Просмотр графиков ППР

Внедрение ролевой модели позволило гибко настраивать ограничение полномочий в системе для каждого специалиста, что дало уверенность, что требуемое решение может принимать только работник с необходимыми обязанностями, ответственностью и компетенциями (рис. 6).

Рис. 6. Изменения системы управления на основе ролевой модели (составлено автором)

Учитывая важность поддержания и развития системы управления ремонта, являющейся основополагающим инструментом поддержания надежности, было принято решение о создании полноценного подразделения-методолога. Сектор управления надежностью (СУН) был создан в Центре управления энергосистемой БРД (ЦУЭС БРД) преобразованием группы специалистов, которые занимались верификацией и внесением информации при создании реестра и базы данных системы УППРЭ. Создание сектора стало методологическим прорывом в области управления НСИ и методологией (рис. 7).

Заключение

В работе рассмотрен процесс внедрения системы управления ремонтами на основе риск-ориентирован-ного подхода. Описаны достигнутые результаты в области управления распределенными командами. Указаны необходимые и проверенные опытным путем изменения, которыми сопровождаются каждая из стадий. Обоснована обязательность серьезной методологической поддержки со стороны бизнеса. Приведен пример полностью работоспособной модели управления планированием и производством ремонтов.

СЕКТОР УПРАВЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТЬЮ (ЦУЭС) + ТЕХПОДДЕРЖКА ГПН-ЦР

Текущее состояние

^= Предпосылки:

& =■ ■ Отсутствовал процесс приоритезации в управлении ресурсами при планировании проведения ТОиР¹ с использованием риск-ориентированного подхода

• •    Отсутствовала интеграция управления целостностью и надежностью функции Энергетика и процессами Ц иН в ДО, включая механизм согласования ГПО² и графика ТОиР с SAP ТОРО

• •    Отсутствовала система управления надежностью объектами генерации

• •    Загрузка персонала планировалась вручную , что приводило к неравномерному распределению работ

• •    Отсутствовал механизм контроля и анализа длительности и качества проведения ТОиР

Целевое состояние

. Ключевые изменения

• ■    Выстроены сквозные процессы управления надежностью компании с ЦиН, включая передачу согласованного интегрального показателя уровня риска по энергетической инфраструктуре.

• •    Определен оптимальный сценарий мероприятий ТОиР с учетом имеющегося ресурса для поддержания ИТС (индекса техсостояния)

• •    Ведутся работы по запуску интегрированного планирования Актива (ИПА) с учетом объектов инфраструктуры энергетики

• •    Выделен ресурс по разработке и анализу применения методологии управления надежностью работы объектов электроэнергии

. Бизнес-эффект

• ■    Сокращение числа отказов оборудования

• -    Оптимизация количества и объема ремонтов за счет практического применения риск-ориентированного подхода

• •    Повышение надежности энергетического оборудования

в Автоматизация / ИТ-решения

• ■ ИС УППРЭ - управление БДО, НОИ, ресурсами, стратегией ТОиР, надежностью ■ Интеграция с SAPTOPO - встройка в корпоративную систему ТОиР

■ ИЦДЭ (Цифровой двойник энергосистемы) - принятие управленческих решений

ТОиР-Техническое обслуживание и ремонт;’ГПО- График плановых отключений

Стратегические задачи

• •    Актуализация алгоритмов планирования по техническому состоянию, с учетом назначения диагностических воздействий

• •    Актуализация алгоритма определения индекса технического состояния

• •    Актуализация алгоритма ранжирования с учетом риска

• •    Разработка пакета расчётных форм (карт определения индекса технического состояния, дефектных ведомостей, листов ввода данных) для оборудования ПС 110,35 кВ

• •    Внедрение и отработка методики оценки риска отказа (отражение значимости влияния отказа) энергетического оборудования

• •    Разработка критериев ранжирования по риску

Рис. 7. Изменения системы управления на основе ролевой модели (составлено автором)

На основе работы можно получить представление об объеме работы и ресурсах, необходимых для внедрения риск-ориентированного подхода, понять важность внедрения ролей, определяющих новые принципы функционального распределения, и влияние этих ролей на процессное планирование и процесс принятия управленческих решений, а также получить полноценный образ будущей системы ремонтов.