Selezione della strategia di aggiornamento hardware ottimale. Selezione di una strategia ottimale di sostituzione delle apparecchiature come problema di programmazione dinamica

Un importante problema economico è il rinnovo tempestivo delle attrezzature obsolete: automobili, macchine, ecc. L’invecchiamento delle apparecchiature comprende l’usura fisica e morale, che si traduce in un aumento dei costi di riparazione e manutenzione, una diminuzione della produttività del lavoro e una riduzione del valore di mercato. Pertanto, ad un certo punto, il funzionamento di apparecchiature obsolete diventa meno redditizio rispetto all'acquisizione e all'utilizzo di quelle nuove. Il compito è determinare il momento ottimale per la sostituzione delle vecchie apparecchiature.

Il criterio di ottimalità è reddito dal funzionamento delle apparecchiature (problema di massimizzazione), o costi totali per il funzionamento durante il periodo pianificato (problema di minimizzazione).

Supponiamo che l'apparecchiatura sia progettata per essere utilizzata per un certo periodo di tempo N anni. Le attrezzature tendono ad invecchiare nel tempo e a generare sempre meno reddito ( T-età dell'attrezzatura). Allo stesso tempo, all'inizio di qualsiasi anno è possibile vendere attrezzature obsolete a un prezzo
, che dipende anche dall'età T, e acquistare nuove attrezzature per il prezzo R. L'età dell'apparecchiatura si riferisce al periodo di funzionamento dell'apparecchiatura dopo l'ultima sostituzione, definito in anni. Ho bisogno di trovare piano ottimale sostituzione delle attrezzature in modo che il reddito totale per tutti N anni sarebbe il massimo, dato che all'inizio dell'operazione l'età dell'attrezzatura era T 0 anni.

Il dato di input nel problema è il reddito
dal funzionamento entro un anno dall'età dell'apparecchiatura T anni, valore residuo
, prezzo delle nuove attrezzature R e l'età iniziale dell'attrezzatura T 0 .

Quando si compila un modello dinamico per scegliere la strategia ottimale di aggiornamento delle apparecchiature, viene considerato il processo di sostituzione N- passo dopo passo, cioè il periodo operativo è suddiviso in N-passi.

Scegliamo come fase l'ottimizzazione del piano di sostituzione delle apparecchiature K th N anni.

Ovviamente, il reddito derivante dall'utilizzo dell'attrezzatura in questi anni dipenderà dall'età dell'attrezzatura all'inizio della fase in questione, vale a dire K anno.

Poiché il processo di ottimizzazione viene eseguito dall'ultimo passaggio ( K = N), quindi avanti K-step non si sa in quali anni dal primo al ( K- 1)th deve essere effettuata la sostituzione e pertanto all'inizio non si conosce l'età dell'apparecchiatura K anno. L'età dell'apparecchiatura, che determina lo stato del sistema, sarà indicata con T. Per l'importo Tè imposta la seguente limitazione:
.

Questa espressione lo indica T non può superare l'età dell'apparecchiatura per ( K-1)esimo anno di attività, tenendo conto dell'età all'inizio del primo anno, ovvero anni; e non può essere inferiore a uno (questa età avrà l'attrezzatura all'inizio). K-esimo anno, se la sua sostituzione è avvenuta all'inizio dell'anno precedente ( K-1)esimo anno).

Quindi la variabile T in questo problema la variabile di stato del sistema è on K-esimo passo.

Variabile di controllo attivata K-step è una variabile logica che può assumere uno di due valori: mantenere (C) o sostituire (R) l'attrezzatura all'inizio K-anno:

Funzione fattorino
è definito come il reddito massimo possibile derivante dal funzionamento delle apparecchiature nel corso degli anni a partire da K th N-esimo, se all'inizio K l'età dell'attrezzatura era T anni. Applicando questo o quel controllo, il sistema entra in un nuovo stato.

Quindi, ad esempio, se all'inizio K l'attrezzatura è conservata per un anno, quindi all'inizio ( K+1)esimo anno, la sua età aumenterà di uno (lo stato del sistema diventerà T+ 1), in caso di sostituzione della vecchia apparecchiatura, quella nuova raggiungerà l'inizio ( K+1) anno di età
anno.

Su questa base possiamo scrivere un'equazione che ci permetta di calcolare ricorsivamente le funzioni di Bellman, in base ai risultati del passaggio precedente. Per ciascuna opzione di gestione, il reddito è determinato come la somma di due termini: il risultato immediato della gestione e le sue conseguenze.

Se, all'inizio di ogni anno, viene conservata l'attrezzatura di cui è l'età T anni, quindi il reddito per quest'anno sarà
. Torna in cima ( K+1)esimo anno l'età dell'attrezzatura raggiungerà ( T+ 1) e il reddito massimo possibile per gli anni rimanenti (con ( K+ 1)esimo N th) sarà
. Se all'inizio K anno, è stata presa la decisione di sostituire l'attrezzatura, quindi la vecchia attrezzatura viene venduta T anni a prezzo
, acquistato nuovo per R unità e il suo funzionamento per K-anno di nuove attrezzature porterà profitto
. Torna in cima l'anno prossimo l'età dell'attrezzatura sarà di 1 anno e per tutti gli anni restanti dal ( K+ 1)esimo N-il reddito massimo possibile sarà
. Dei due possibili opzioni la direzione seleziona quello che porta il massimo reddito. Pertanto, l'equazione di Bellman in ogni fase di controllo ha la forma

Funzione
calcolato in ogni fase di controllo per tutti
.

La gestione che massimizza il reddito lo è ottimale .

Per il primo passo dell'ottimizzazione condizionale con K = N la funzione rappresenta il reddito per l'ultimo N quinto anno:

Valori di funzione
, determinato
,
fino a
.
, rappresentano i possibili guadagni per tutti gli anni. Il reddito massimo si ottiene con un certo controllo, applicando il quale nel primo anno determiniamo l'età dell'attrezzatura entro l'inizio del secondo anno. Per una data età dell'attrezzatura, viene selezionato un controllo che raggiunge il massimo reddito negli anni dal secondo al N th, ecc. Di conseguenza, nella fase di ottimizzazione incondizionata, vengono determinati gli anni all'inizio dei quali l'attrezzatura dovrebbe essere sostituita.

Esempio. Trovare la strategia operativa ottimale dell'attrezzatura per un periodo di 6 anni se il reddito annuo
e valore residuo
a seconda dell'età riportata nella tabella 1, il costo della nuova attrezzatura è pari a R=13 e l'età dell'apparecchiatura all'inizio del periodo operativo era di 1 anno.

Tabella 1.

Trovare la strategia ottimale per utilizzare le attrezzature per un periodo di 6 anni, se nella tabella sono indicati il ​​reddito annuo r(t) e il valore residuo S(t) in base all'età, il costo delle nuove attrezzature è P = 10 e il l'età dell'apparecchiatura all'inizio del periodo operativo era di 1 anno.

T	0	1	2	3	4	5	6
r(t)	8	8	7	7	6	6	5
S(t)	10	7	6	5	4	3	2

Soluzione trovare utilizzando una calcolatrice.
Fase I. Ottimizzazione condizionale(k = 6,5,4,3,2,1).
Variabile di controllo attivata kesimo passoè una variabile logica che può assumere uno di due valori: mantenere (C) o sostituire (R) l'attrezzatura all'inizio del k-esimo anno.
1° passo: k = 6. Per il 1° passo, i possibili stati del sistema sono t = 1,2,3,4,5,6, e le equazioni funzionali hanno la forma:
F 6 (t) = max(r(t), (C); S(t) - P + r(0), (3))
F 6 (1) = max(8 ; 7 - 10 + 8) = 8 (C)
F 6 (2) = max(7 ; 6 - 10 + 8) = 7 (C)
F 6 (3) = max(7 ; 5 - 10 + 8) = 7 (C)
F 6 (4) = max(6 ; 4 - 10 + 8) = 6 (C)
F 6 (5) = max(6 ; 3 - 10 + 8) = 6 (C)
F 6 (6) = max(5 ; 2 - 10 + 8) = 5 (C)
2° passo: k = 5. Per il 2° passo, i possibili stati del sistema sono t = 1,2,3,4,5, e le equazioni funzionali hanno la forma:
F 5 (t) = max(r(t) + F 6 (t+1) ; S(t) - P + r(0) + F 6 (1))
F 5 (1) = max(8 + 7 ; 7 - 10 + 8 + 8) = 15 (C)
F 5 (2) = max(7 + 7 ; 6 - 10 + 8 + 8) = 14 (C)
F 5 (3) = max(7 + 6 ; 5 - 10 + 8 + 8) = 13 (C)
F 5 (4) = max(6 + 6 ; 4 - 10 + 8 + 8) = 12 (C)
F 5 (5) = max(6 + 5; 3 - 10 + 8 + 8) = 11 (C)
3° passo: k = 4. Per il 3° passo, i possibili stati del sistema sono t = 1,2,3,4, e le equazioni funzionali hanno la forma:
F 4 (t) = max(r(t) + F 5 (t+1) ; S(t) - P + r(0) + F 5 (1))
F 4 (1) = max(8 + 14 ; 7 - 10 + 8 + 15) = 22 (C)
F 4 (2) = max(7 + 13 ; 6 - 10 + 8 + 15) = 20 (C)
F 4 (3) = max(7 + 12 ; 5 - 10 + 8 + 15) = 19 (C)
F 4 (4) = max(6 + 11; 4 - 10 + 8 + 15) = 17 (N/W)
4° passo: k = 3. Per il 4° passo, i possibili stati del sistema sono t = 1,2,3, e le equazioni funzionali hanno la forma:
F 3 (t) = max(r(t) + F 4 (t+1) ; S(t) - P + r(0) + F 4 (1))
F 3 (1) = max(8 + 20 ; 7 - 10 + 8 + 22) = 28 (C)
F 3 (2) = max(7 + 19; 6 - 10 + 8 + 22) = 26 (N/W)
F 3 (3) = max(7 + 17; 5 - 10 + 8 + 22) = 25 (L)
5° passo: k = 2. Per il 5° passo, i possibili stati del sistema sono t = 1.2, e le equazioni funzionali hanno la forma:
F 2 (t) = max(r(t) + F 3 (t+1) ; S(t) - P + r(0) + F 3 (1))
F 2 (1) = max(8 + 26 ; 7 - 10 + 8 + 28) = 34 (C)
F 2 (2) = max(7 + 25; 6 - 10 + 8 + 28) = 32 (N/W)
6° passo: k = 1. Per il 6° passo, i possibili stati del sistema sono t = 1, e le equazioni funzionali hanno la forma:
F 1 (t) = max(r(t) + F 2 (t+1) ; S(t) - P + r(0) + F 2 (1))
F 1 (1) = max(8 + 32 ; 7 - 10 + 8 + 34) = 40 (C)
I risultati dei calcoli utilizzando le equazioni di Bellman F k (t) sono riportati nella tabella, in cui k è l'anno di funzionamento e t è l'età dell'apparecchiatura.

k/t	1	2	3	4	5	6
1	40	0	0	0	0	0
2	34	32	0	0	0	0
3	28	26	25	0	0	0
4	22	20	19	17	0	0
5	15	14	13	12	11	0
6	8	7	7	6	6	5

Nella tabella è evidenziato il valore della funzione corrispondente allo stato (3) - sostituzione apparecchiatura.

IIpalcoscenico. Ottimizzazione incondizionata(k = 6,5,4,3,2,1)
L'ottimizzazione incondizionata inizia con un passo in k = 1. Il massimo reddito possibile derivante dall'utilizzo delle attrezzature per gli anni da 1 a 7 è F 1 (1) = 40. Questo guadagno ottimale si ottiene se le attrezzature non vengono sostituite nel primo anno.
All'inizio del 2° anno l'età dell'attrezzatura aumenterà di uno e sarà: t 2 = t 1 + 1 = 1 + 1 = 2.
Controllo ottimo incondizionato per k = 2, x 2 (2) = (C/W), cioè Per ottenere il massimo profitto per gli anni rimanenti, è necessario sostituire l'attrezzatura quest'anno.
All'inizio del 3° anno l'età dell'attrezzatura aumenterà di uno e sarà: t 3 = t 2 + 1 = 0 + 1 = 1.
Controllo ottimo per k = 3, x 3 (1) = (C), cioè il reddito massimo dal 3° al 6° anno si ottiene se l'attrezzatura viene conservata, cioè non sostituito.
All'inizio del 4° anno l'età dell'attrezzatura aumenterà di uno e sarà: t 4 = t 3 + 1 = 1 + 1 = 2.
Controllo ottimo per k = 4, x 4 (2) = (C), cioè il reddito massimo per gli anni dal 4 al 6 si ottiene se l'attrezzatura viene mantenuta, ad es. non sostituito.
All'inizio del 5° anno l'età dell'attrezzatura aumenterà di uno e sarà: t 5 = t 4 + 1 = 2 + 1 = 3.
Controllo ottimo per k = 5, x 5 (3) = (C), cioè il reddito massimo per gli anni dal 5 al 6 si ottiene se l'attrezzatura viene conservata, vale a dire non sostituito.
All'inizio del 6° anno l'età dell'attrezzatura aumenterà di uno e sarà: t 6 = t 5 + 1 = 3 + 1 = 4.
Controllo ottimo per k = 6, x 6 (4) = (C), cioè il reddito massimo per il 6° anno si ottiene se l'attrezzatura viene mantenuta, ad es. non sostituito.

Pertanto, dopo 6 anni di funzionamento dell'apparecchiatura, la sostituzione dovrà essere effettuata all'inizio del 2° anno di funzionamento.

Determinare la strategia ottimale per l'utilizzo dell'attrezzatura per un periodo di tempo duraturo T anni e profitto per ogni io anni, io= dall'età di utilizzo dell'attrezzatura T gli anni dovrebbero essere massimi.

Conosciuto

R(T) – ricavi derivanti dalla vendita di prodotti realizzati ogni anno utilizzando attrezzature secolari T anni;

l(T) – costi annuali a seconda dell'età dell'attrezzatura T;

Con(T) – valore residuo delle attrezzature vetuste T anni;

R - costo delle nuove attrezzature.

L'età dell'apparecchiatura si riferisce al periodo di funzionamento dell'apparecchiatura dopo l'ultima sostituzione, espresso in anni.

Usiamo le fasi precedenti per compilare un modello matematico del problema.

1. Determinazione del numero di passaggi. Il numero di passaggi è pari al numero di anni di utilizzo dell'attrezzatura.

2. Determinazione degli stati del sistema. Lo stato dell'impianto è caratterizzato dall'età dell'apparecchiatura T, t= .

3. Definizione di equazioni. All'inizio io-esimo passo io= è possibile selezionare uno dei due controlli: sostituire o non sostituire l'attrezzatura. Ad ogni opzione di controllo viene assegnato un numero

4. Determinazione della funzione di payoff su io-esimo passo. Funzione Win attiva io l'esimo passo è il profitto derivante dall'utilizzo dell'attrezzatura finale io- anno di attività, t= , io= . Pertanto, se l'attrezzatura non viene venduta, il profitto derivante dal suo utilizzo è la differenza tra il costo di produzione e i costi operativi. In caso di sostituzione dell'attrezzatura, il profitto è la differenza tra il valore residuo dell'attrezzatura e il costo della nuova attrezzatura, a cui si aggiunge la differenza tra il costo di produzione e i costi operativi per le nuove attrezzature, la cui età all'inizio io L'esimo passo è 0 anni.

5. Definizione della funzione di cambiamento di stato

(9.7)

Quindi, se l'attrezzatura non cambia x io=0, l'età dell'apparecchiatura aumenta di un anno T+1 se cambia l'equipaggiamento x io=1, l'attrezzatura avrà un anno.

6. Elaborazione di un'equazione funzionale per io=T

La riga superiore dell'equazione funzionale corrisponde alla situazione in cui L'anno scorso l'attrezzatura non cambia e la società riceve un guadagno pari all'importo della differenza tra i ricavi R(T) e costi annuali l(T).

7. Elaborazione dell'equazione funzionale di base

Dove W i(T T anni da allora io-esimo passo (dalla fine io IV anno) fino alla fine dell'esercizio;

W io + 1 (T) – trarre profitto dall'uso di attrezzature antiquate t+ 1 anno da ( io+1)esimo passaggio fino alla fine del periodo di funzionamento.

È stato costruito un modello matematico del problema.

Esempio

T=12, p= 10, Con(T)=0, R(T) – l(T)=φ (T).

Valori φ (T) sono riportati nella tabella 9.1.

Tabella 9.1.

T

φ (T)

Per questo esempio le equazioni funzionali avranno la forma

Vediamo come compilare la tabella per diversi passaggi.

L'ottimizzazione condizionale inizia dall'ultimo dodicesimo passaggio. Per io=vengono considerati 12 possibili stati del sistema t= 0, 1, 2, …, 12. L'equazione funzionale al 12° passo ha la forma

1) t= 0 X 12 (0)=0.

2) t= 1 X 12 (1)=0.

10) t= 9 X 12 (9)=0.

11) t= 10 X 12 (10)=0; X 12 (10)=1.

13) t= 12 X 12 (12)=0; X 12 (12)=1.

Pertanto, al 12° passaggio, le apparecchiature di età compresa tra 0 e 9 anni non necessitano di essere sostituite. Le attrezzature di età compresa tra 10 e 12 anni possono essere sostituite o continuare ad essere utilizzate, poiché per t= 10, 11, 12 ci sono due controlli di ottimizzazione condizionale 1 e 0.

In base ai risultati del calcolo vengono compilate due colonne della Tabella 9.2, corrispondenti io= 12.

Ottimizzazione condizionale dell'11° passaggio.

Per io=11 vengono considerati tutti i possibili stati del sistema T=0, 1, 2, …, 12. L'equazione funzionale all'undicesimo passo ha la forma

1) t= 0 X 11 (0)=0.

2) t= 1 X 11 (1)=0.

6) t= 5 X 11 (5)=0; X 11 (5)=1.

7) t= 6 X 11 (6)=1.

13) t= 12 X 11 (12)=1.

Pertanto, al punto 11, non è necessario sostituire apparecchiature vecchie di 0 – 4 anni. Per le apparecchiature che hanno 5 anni sono possibili due strategie di utilizzo: sostituire o continuare a funzionare.

Dal 6° anno in poi l'attrezzatura dovrà essere sostituita. In base ai risultati del calcolo vengono compilate due colonne della Tabella 9.2, corrispondenti io=11.

1) t= 0 X 10 (0)=0.

2) t= 1 X 10 (1)=0.

3) t= 2 X 10 (2)=0.

4) t= 3 X 10 (3)=0.

5) t= 4 X 10 (4)=1.

13) t= 12 X 10 (12)=1.

Al punto 10, non sostituire le apparecchiature che hanno da 0 a 3 anni. Dal quarto anno in poi, le attrezzature dovrebbero essere sostituite poiché le nuove attrezzature generano maggiori profitti.

In base ai risultati del calcolo vengono compilate due colonne in 9.2, corrispondenti io=10.

Le restanti nove colonne della Tabella 9.2 vengono compilate allo stesso modo. Durante il calcolo W io + 1 (T) ad ogni passo di valore φ (T) per ciascuno T=0, 1, 2, ..., 12 sono presi dalla tabella 9.1 dei dati iniziali forniti nella formulazione del problema, e i valori W i(T) – dall'ultima colonna compilata nel passaggio precedente in 9.2.

La fase di ottimizzazione condizionale termina dopo la compilazione della Tabella 9.2.

L'ottimizzazione incondizionata inizia con il primo passaggio.

Supponiamo che nel primo passaggio io=1 c'è una nuova attrezzatura la cui età è 0 anni.

Per t=t 1 = 0 è il profitto ottimale W 1 (0)=82. Questo valore corrisponde al massimo profitto derivante dall'utilizzo di nuove attrezzature per 12 anni.

L*=L 1 (0)=82.

Vincerò W 1 (0)=82 corrisponde X 1 (0)=0.

Per io=2 per la formula (9.7) T 2 =t 1 +1=1.

Controllo ottimale incondizionato X 2 (1)=0.

Per io=3 secondo la formula (9.7) T 3 =t 2 +1=2.

Controllo ottimale incondizionato X 3 (2)=0.

io=4	T 4 =t 3 +1=3	X 4 (3)=0
io=5	T 5 =t 4 +1=4	X 5 (4)=1
io=6	T 6 = 1	X 6 (1)=0
io=7	T 7 =t 6 +1=2	X 7 (2)=0
io=8	T 8 =t 7 +1=3	X 8 (3)=0
io=9	T 9 =t 8 +1=4	X 9 (4)=1
io=10	T 10 = 1	X 10 (1)=0
io=11	T 11 =t 10 +1=2	X 11 (2)=0
io=12	T 12 =t 11 +1=3	X 12 (3)=0

A questo scopo, la strategia ottimale è sostituire l’attrezzatura quando raggiunge i 4 anni di età. Allo stesso modo, è possibile determinare la strategia ottimale per l'utilizzo di apparecchiature di qualsiasi età.

La colonna di sinistra della Tabella 9.2 registra i possibili casi del sistema T= , nella riga superiore – numeri dei passaggi io= . Per ogni passaggio vengono determinati i controlli ottimali condizionali x io(T) e payoff ottimale condizionato W i(T)C io-esimo passaggio e fino alla fine per l'età dell'attrezzatura T anni.

I controlli che costituiscono la strategia ottimale per l'utilizzo delle apparecchiature sono evidenziati in grassetto nella Tabella 9.2.

Tabella 9.2.

T

io=12

io=11

io=10

io=9

io=8

io=7

io=6

io=5

io=4

io=3

io=2

io=1

X 12

W 12

X 11

W 11

X 10

W 10

X 9

W 9

X 8

W 8

X 7

W 7

X 6

W 6

X 5

W 5

X 4

W 4

X 3

W 3

X 2

W 2

X 1

W 1

0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

Il funzionamento affidabile e sicuro di sistemi, attrezzature, edifici e strutture delle imprese è indissolubilmente legato alle attività di riparazione. L'EZh ha parlato l'anno scorso delle indicazioni per migliorare la struttura gestionale del sistema di manutenzione e riparazione (vedi n. 32). Oggi parleremo di approcci per valutare l'efficacia dei lavori di manutenzione e riparazione. Vladimir Minaev ha detto: Amministratore delegato JSC "Atomenergoremont", Ph.D.

Il sistema di manutenzione e riparazione è un insieme di processi, strutture organizzative, mezzi di attrezzatura tecnica per le riparazioni, supporto metodologico, garantendo un'efficace manutenzione e riparazione delle attrezzature aziendali.

Strategie di riparazione

Ecco tre strategie principali.

La prima è la classica manutenzione preventiva programmata (PPR). Implica un ciclo di riparazione (una sequenza predeterminata di riparazioni di un certo tipo e intervalli tra loro) e l'impostazione dell'ambito di lavoro quando si eseguono riparazioni di un certo tipo. Nella versione PPR, denominata “pianificazione del tempo di esecuzione”, dati i volumi specificati e mantenendo una sequenza fissa di riparazioni, il tempo tra loro non è determinato dal calendario, ma in base al tempo di funzionamento dell'apparecchiatura (ore di funzionamento, numero di inizia, ecc.).

Il secondo è la riparazione dei guasti. L'attrezzatura viene riparata (o sostituita) a causa del suo guasto e dell'impossibilità del suo ulteriore utilizzo. Tecnicamente, ciò è giustificato per alcuni tipi di apparecchiature se i suoi elementi si guastano accidentalmente, indipendentemente dalla durata del loro funzionamento, quando le conseguenze del guasto sono insignificanti e le misure preventive sono più costose della sostituzione dell'unità o del dispositivo guasto; Se c'è una chiara evidenza di un guasto imminente (aumento delle vibrazioni, perdita di olio, aumento della temperatura oltre il livello consentito, segni di usura inaccettabile), è possibile scegliere l'opzione "riparazione quando si verificano difetti".

Il terzo è “riparazione in base alle condizioni”. Con questa strategia, il volume delle riparazioni e il tempo che intercorre tra di esse non vengono fissati in anticipo, ma vengono determinati in base ai risultati di audit (ispezioni) regolari delle apparecchiature e al monitoraggio delle loro condizioni mediante strumenti di controllo e diagnostica automatizzati. Questa strategia consente un notevole risparmio di risorse, quindi è considerata la più progressiva per apparecchiature complesse e costose.

Per il cliente oggi, il metodo di riparazione dell'unità, che prevede la sostituzione totale o parziale dell'unità e la manutenzione dell'apparecchiatura, sta diventando sempre più redditizio e prioritario. Questo metodo riduce significativamente i tempi di riparazione. La manutenzione del servizio è comune in molti settori e, sebbene costi un po’ di più per il cliente, ha grandi prospettive per il futuro.

Il nostro sistema di manutenzione e riparazione si basa principalmente sull'esecuzione di lavori di manutenzione. Nel prossimo futuro, si prevede di passare alla riparazione di una serie di apparecchiature in base alle loro condizioni tecniche e utilizzando il metodo di riparazione aggregata e servizio attrezzatura.

Efficienza della manutenzione

L'efficacia della manutenzione e della riparazione è determinata dal rapporto tra il massimo risultato possibile di manutenzione e riparazione ( alta qualità lavoro soggetto a periodo regolatorio riparazione) ai costi operativi minimi possibili (il livello minimo ragionevole di costi senza perdita di qualità e volume di lavoro svolto).

Il risultato del lavoro di revisione, nonché della ricostruzione e modernizzazione delle apparecchiature delle centrali elettriche, dei sistemi generali degli impianti e delle strutture esterne delle centrali nucleari operative è il loro funzionamento affidabile e senza problemi durante il periodo di revisione pianificato. Dal punto di vista economico, ciò significa nessuna perdita finanziaria per l’elettricità sottoprodotta a causa di arresti imprevisti e tempi di inattività delle apparecchiature delle centrali nucleari per riparazioni.

La prestazione del personale addetto alle riparazioni viene solitamente valutata in base alla produzione media mensile per lavoratore (vedi diagramma).

Tale misurazione della produttività del lavoro presenta uno svantaggio significativo: dipende dai fondi limitati per le riparazioni, dalla struttura dei prezzi, dal numero del personale e dalle tariffe del lavoro. E quando si manipolano i coefficienti per le stime, la riduzione direttiva dei costi in termini di limiti di manutenzione e riparazione, la durata regolamentata delle riparazioni esistente, questo approccio non riflette l'effettiva produttività del lavoro: la componente del prezzo è troppo alta.

È più corretto utilizzare metodi di valutazione delle risorse 1.

Ecco tre di questi indicatori.

L'intensità della manodopera delle riparazioni è il principale indicatore delle risorse. L'intensità del lavoro è regolata quantitativamente dalla standardizzazione tecnica 2 .

Ad esempio, l'intensità di lavoro di una riparazione media di un'unità di una centrale nucleare seriale è di 520.000 ore-uomo, la durata della riparazione in un caso è di 40 giorni, in un altro - 35 (13.000 ore-uomo/giorno e 15.000 ore-uomo/ giorno, rispettivamente). Ovviamente, nel secondo caso, la produttività del lavoro del personale addetto alle riparazioni è maggiore.

Il numero standard di personale addetto alle riparazioni è un altro importante indicatore della produttività del lavoro (il rapporto tra il numero standard di lavoratori calcolato secondo il quadro normativo e quelli effettivamente impiegati nelle riparazioni).

Il terzo indicatore è l’indice di produttività del lavoro. Può essere rappresentato sulla base di dati reali e naturali sotto forma di dipendenze:

IPT = TrE/DlR;

IPT = LF/FF,

dove: IPT - indice di produttività del lavoro;

ТрЭ — intensità di manodopera per la riparazione del blocco;

DLR - durata della riparazione dell'unità (può essere normativa ed effettiva);

NF è il numero standard di personale richiesto per effettuare le riparazioni dell'unità;

PF - il numero effettivo di personale impiegato nella riparazione dell'unità.

Secondo la metodologia approvata dall'azienda 3, uno degli indicatori è la riduzione dei tempi di riparazione 4:

• nella fase di formazione di un programma di riparazione per l'anno pianificato - valutazione della previsione risultato finanziario dalla riduzione del periodo di riparazione rispetto a quelli normativi per determinare la fattibilità di prendere una decisione per ridurre il periodo di riparazione;
• sulla base dei risultati del completamento delle riparazioni - una valutazione del risultato finanziario effettivo derivante dalla riduzione del periodo di riparazione al fine di confermare la correttezza delle decisioni prese durante la pianificazione.

I risultati della valutazione dell'efficacia della riduzione dei tempi di riparazione vengono utilizzati per motivare il lavoro del personale addetto alle riparazioni e degli appaltatori della centrale nucleare.

E poiché la durata delle riparazioni non può essere ridotta a scapito di affidabilità e funzionamento sicuro NPP, la metodologia fornisce le principali indicazioni per ridurre i lead time:

• intensificazione del lavoro del personale addetto alle riparazioni;
• sviluppo di un'alta cultura produttiva con elementi di lean production (sistema produttivo Rosatom);
• implementazione tecnologie più recenti in riparazione;
• utilizzo mezzi moderni attrezzature tecnologiche e attrezzature altamente efficienti per le riparazioni.

Allo stesso tempo, è associata la riduzione dei tempi di riparazione reddito aggiuntivo sotto forma di ricavato dalla vendita di ulteriori prodotti generati energia elettrica(soggetto alla sua domanda sul mercato) e costi dovuti all'intensificazione (transizione al lavoro su tre turni) del lavoro del personale addetto alle riparazioni.

Dal punto di vista economico, ridurre la durata delle riparazioni è efficace a condizione che i costi aggiuntivi siano coperti dal ricavo della vendita dell'elettricità prodotta in aggiunta e che rimanga ancora un profitto aggiuntivo.

Modi per aumentare l'efficienza dell'MRO

L'aumento dell'efficienza della MRO è il processo di riduzione delle perdite derivanti dalla sottoproduzione di elettricità dovute a arresti e tempi di inattività dei sistemi e delle apparecchiature NPP durante le riparazioni, ottimizzando al tempo stesso i costi della MRO senza perdere la qualità del lavoro svolto.

Nell'energia nucleare, la capacità di gestire la produzione e prendere decisioni in modo tempestivo è particolarmente importante possibili conseguenze a causa dell'inerzia dei dirigenti. Una struttura ramificata con molti livelli di gestione può portare a confusione nella produzione, a prendere decisioni errate o, peggio ancora, a non prenderle affatto. Eliminare le conseguenze di tale gestione è molto costoso.

Presentiamo le principali modalità per aumentare l'efficienza della manutenzione e della riparazione e le indicazioni per la loro attuazione.

1. Migliorare la struttura di gestione del sistema di manutenzione e riparazione (vedi "EZh", 2012, n. 32).

2. Ottimizzazione delle scadenze previste per i lavori di manutenzione.

2.1. Introduzione di un sistema settoriale unificato di pianificazione delle risorse economiche.

Data l'ampia rete di filiali, l'applicazione di un approccio unificato alla pianificazione delle risorse è un compito prioritario per l'azienda. E il risultato desiderato può essere raggiunto solo con una rigorosa centralizzazione delle risorse economicamente giustificata.

2.2. Introduzione di nuove tecnologie per la riparazione di apparecchiature e apparecchiature tecnologiche per MRO.

Entro riequipaggiamento tecnicoè stato sviluppato un programma di investimenti che comprende:

• sviluppo e padronanza delle nuove tecnologie;
• dotarsi di moderni mezzi tecnologici di riparazione;
• costruzione e equipaggiamento delle basi di produzione;
• formazione e aggiornamento del personale addetto alle riparazioni.

2.3. Miglioramento documentazione tecnica ai processi.

Perché il documentazione tecnologica su MRO è stato preparato molti anni fa e si basa su tecnologie del secolo scorso, la sua qualità deve essere migliorata:

• aggiornamento costante in relazione all'evoluzione dei documenti normativi;
• perfezionamento dovuto alla necessità di utilizzare tecnologie sullo stesso tipo di apparecchiature di diverse centrali nucleari dello stesso progetto al fine di unificare i processi.

La documentazione, soprattutto quella buona, è diventata da tempo una merce e la sua distribuzione è limitata. Come l’esperienza, è l’eredità dell’attuale generazione, quindi la sua rilevanza e il suo miglioramento influenzeranno la qualità e l’affidabilità del lavoro di chi ci sostituirà.

2.4 Migliorare la qualità della formazione del personale addetto alle riparazioni in centri di istruzione e formazione specializzati utilizzando modelli in scala reale e campioni in scala reale di attrezzature (il Centro tecnico e di ingegneria dell'azienda conduce formazione, riqualificazione e mantenimento delle qualifiche dei lavoratori in più di 100 curriculum in 37 specialità).

3. Ridurre le perdite dovute alla sottoproduzione di energia elettrica a seguito di arresti non programmati e tempi di fermo delle apparecchiature per riparazioni.

3.1 Migliorare il sistema di gestione della MRO passando alla gestione della MRO come progetto:

• Un approccio complesso alla pianificazione delle risorse (tenendo conto della disponibilità di risorse materiali e umane);
• invio del lavoro su
• MRO (standard - basato su un'analisi completa della loro attuazione nei periodi precedenti e in altre strutture. La preparazione per lavori speciali non standard deve iniziare almeno un anno prima dell'inizio della loro attuazione);
• invio di risorse per la manutenzione e la riparazione (la gestione delle risorse materiali e umane dovrebbe essere effettuata secondo le condizioni di un unico standard di approvvigionamento).

3.2 Creazione di un sottosistema di gestione delle riparazioni basato su ASU-Repair, integrato in un sistema informativo unificato di settore:

• creazione di un database unificato delle attrezzature;
• creazione di un sistema unificato di gestione delle risorse di manutenzione e riparazione;
• gestione del supporto materiale e tecnico per la manutenzione e la riparazione (creazione di un quadro normativo per le riserve industriali);
• ottimizzazione della pianificazione del progetto (riducendo il periodo di lavori di costruzione nei siti in cui è rilevante ed economicamente fattibile).

3.3 La creazione di un sistema di garanzia della qualità praticabile durante l'esecuzione di manutenzione e riparazione include lo sviluppo di:

• linee guida di settore per la creazione di un sistema di qualità (le linee guida dovrebbero coprire le attività in tutte le fasi ciclo vitale dalla fase di progettazione alla dismissione);
• sistemi di garanzia della qualità nelle centrali nucleari dell'azienda, tenendo conto del miglioramento del sistema per lo sviluppo e il monitoraggio dell'attuazione di azioni correttive, e non correzioni, per irregolarità operative associate alla riparazione delle apparecchiature;
• programma di gestione della qualità per la manutenzione e la riparazione che soddisfi tendenze moderne industria, tenendo conto delle caratteristiche dell'attrezzatura delle unità in funzione e costruzione, oltre a descriverle misure efficaci e modi per gestire la qualità, non solo controllarla.

4. Riduzione dei costi operativi in ​​termini di costi totali di MRO.

4.1. Ottimizzazione del volume Lavoro di riparazione:

• sviluppo e approvazione di nuovi documenti normativi per eseguire manutenzioni e riparazioni con autorità di vigilanza e impianti di produzione;
• giustificazione del passaggio da un ciclo di riparazione di quattro anni a uno di otto anni per l'ispezione dei metalli;
• introduzione di una diagnostica completa delle condizioni tecniche delle apparecchiature (è stata prestata pochissima attenzione a quest'area di attività; anche le nuove apparecchiature per le unità in costruzione non sono sufficientemente dotate di questi dispositivi).

4.2. Ottimizzazione della distribuzione del lavoro svolto internamente e per conto terzi.

Nella tabella sono riportate le proposte per l'ottimizzazione dei costi MRO, tenendo conto delle peculiarità delle attività finanziarie ed economiche dell'azienda.

Il passaggio a nuove tecnologie per la riparazione delle apparecchiature, principalmente la riparazione basata sulle condizioni tecniche, aumenterà significativamente l'efficienza della MRO.

Il principio di organizzazione delle riparazioni in base alle condizioni tecniche può essere implementato quando si organizza la manutenzione delle apparecchiature risolvendo i seguenti problemi:

• chi, in che modo, utilizzando quali criteri (tecnici, economici) determinerà condizione tecnica attrezzatura e la fattibilità della sua riparazione o sostituzione;
• responsabilità per decisioni prese e le loro conseguenze;
• comunicazione con gli autori del progetto, i produttori di apparecchiature e ottenimento delle necessarie approvazioni da parte di organizzazioni e autorità di progettazione, ingegneria e supervisione;
• raccolta di dati statistici, loro sistematizzazione e analisi, valutazione della vita residua delle apparecchiature, dei suoi elementi e sviluppo di raccomandazioni per misure necessarie;
• sviluppo di nuove normative e documenti normativi e tecnici sulla tecnologia di riparazione;
• monitorare i risultati mondiali nella tecnologia di riparazione e nelle attrezzature tecniche, adattandoli alle condizioni reali delle centrali nucleari russe, implementazione e supporto scientifico e tecnico;
• sviluppo e implementazione di nuovi sistemi diagnostici per le condizioni tecniche delle apparecchiature;
• esame di progetti per la costruzione di nuove centrali nucleari e sviluppo di proposte riguardanti la riparazione e la manutenzione;
• formazione e aggiornamento del personale addetto alle riparazioni.

Entro programma di investimenti— organizzazioni processo produttivo Manutenzione e riparazione delle centrali nucleari: si prevede di attuare misure per organizzare la riparazione delle apparecchiature in base alle sue condizioni tecniche:

• predisposizione della “cartella clinica” delle apparecchiature riparate secondo gli standard tecnici
• condizione (insieme alla centrale nucleare);
• monitorare la disponibilità degli strumenti diagnostici delle apparecchiature (non forniti nella fornitura di fabbrica) e scegliere un fornitore (insieme alla centrale nucleare);
• sviluppo di programmi e metodi per diagnosticare le apparecchiature (con determinazione dei parametri controllati) riparate in base alle condizioni tecniche;
• formazione del personale su cui lavorare equipaggiamento moderno e dispositivi diagnostici.

Tutti i modi per migliorare l'efficienza del lavoro di MRO sono associati a costi di varia entità ed è prerogativa del cliente decidere quale utilizzare. Solo un approccio integrato alla scelta delle modalità per aumentare l’efficienza del lavoro MRO porta al miglior risultato.

1 L’approccio basato sulle risorse per valutare la produttività del lavoro e l’efficienza produttiva è tradizionalmente utilizzato in misura maggiore nella produzione di prodotti piuttosto che nella fornitura di servizi.

2 Standardizzazione tecnica: la definizione di standard tecnicamente validi per il costo della manodopera, il tempo macchina e risorse materiali per unità di produzione.

3 Metodologia per valutare le prestazioni del personale addetto alle riparazioni nell'ottimizzazione dei tempi di riparazione delle unità nucleari.

4 Secondo la metodologia, la riduzione dei tempi di riparazione delle unità di potenza della centrale nucleare non può essere effettuata a scapito del funzionamento affidabile e sicuro della centrale nucleare.

Misure per ottimizzare i costi delle MRO

Livello di costo	Eventi	Peculiarità
Spese preoccupazione	1. Ottimizzazione del numero del personale coinvolto nell'esecuzione di lavori di manutenzione e riparazione - giustificazione del rapporto ottimale tra i costi dell'azienda per manutenzione e riparazione, eseguiti con metodi economici e contrattuali. 2. Stabilimento dei criteri utilizzati nel processo di bilancio dell'azienda come impresa di servizi dell'impresa	1. Necessità di allineare le voci di spesa del budget aziendale con le voci di ricavo del budget aziendale. 2. La necessità di tenere conto della possibilità di aumentare i costi aziendali quando si eseguono lavori di manutenzione e riparazione su contratto
Spese società	1. Ottimizzazione del numero del personale dell'azienda - ottimizzazione del rapporto tra i propri costi e i costi per attrarre subappaltatori. 2. Costruire rapporti finanziari ed economici con l'azienda al fine di evitare lacune di cassa e garantire la stabilità finanziaria dell'azienda. Ridurre i crediti. 3. Attuazione della politica finanziaria della società nell'ambito del rispetto delle parti di spesa e di entrata del suo bilancio. Migliorare i processi di pianificazione del budget. 4. Sviluppo e attuazione di un programma di riduzione dei costi. 5. Attuazione della politica finanziaria nei rapporti finanziari tra la sede centrale e le filiali della società. Finalizzazione della regolamentazione operativa della società in termini di garanzia della disciplina finanziaria delle filiali. Migliorare i processi interni di gestione del flusso di cassa. 6. Miglioramento dei processi gestionali è possibile pagare per questi account	1. L'esigenza di soddisfare incondizionatamente le esigenze dei clienti in termini di alta qualità servizi completi su MRO, ricostruzione e ammodernamento di sistemi e apparecchiature, edifici e strutture di impianti di energia nucleare. Poiché quando si esegue il lavoro “al culmine delle riparazioni”, l'azienda deve disporre di un numero sufficiente di personale addetto alle riparazioni con le qualifiche necessarie, i suoi costi sono meno legati ai ricavi (volumi di produzione) rispetto alle classiche imprese manifatturiere. 2. L'aumento della quota dei costi propri porta ad un aumento della produttività dei dipendenti e, di conseguenza, al miglioramento condizione finanziaria società. 3. Un aumento della quota delle spese proprie dovrebbe essere accompagnato da un aumento salari e garanzie sociali per i dipendenti. 4. Aumentare la quota dei costi propri oltre l'ottimale non consentirà di realizzare i vantaggi del metodo economico di esecuzione di manutenzione e riparazione rispetto al metodo contrattuale

L'avvento delle prime macchine ha posto il compito di monitorarne le condizioni tecniche al fine di determinare i tempi razionali e le tipologie delle azioni riparative. Nella metallurgia ferrosa, questo problema è stato inizialmente risolto monitorando la temperatura, monitorando i cambiamenti nelle vibrazioni e analizzando il rumore dei meccanismi. Sono stati utilizzati principalmente metodi organolettici. Il controllo è stato effettuato da specialisti altamente qualificati, dotati dei dispositivi più semplici e di molti anni di esperienza esperienza pratica. Successivamente, quando si è introdotto un sistema di manutenzione preventiva programmata (PPR), questa esperienza è stata utilizzata per elaborare delle regole operazione tecnica. Questa replica ha influito sulla qualità delle operazioni di monitoraggio delle condizioni tecniche. Il sistema PPR ha concentrato i servizi di riparazione sul mantenimento del funzionamento senza problemi delle apparecchiature attraverso la sostituzione forzata dei componenti entro il periodo di tempo medio. Spesso questo non ha portato a nulla risultati desiderati e aumentato i costi di manutenzione delle apparecchiature.

Gli studi sull'affidabilità delle apparecchiature metallurgiche [, ], condotti negli anni '70...'80, hanno mostrato una variazione significativa nella durata di servizio di elementi simili. Ciò ha richiesto la determinazione dello stato effettivo di un'unità specifica utilizzando metodi diagnostici tecnici sul posto gestione efficace affidabilità delle apparecchiature durante il funzionamento.

Negli anni '90, la necessità di passare a Manutenzione attrezzature metallurgiche in base alle loro condizioni effettive, il che promette risparmi significativi nei fondi spesi per garantire le condizioni operative delle attrezzature. La base dovrebbe essere la determinazione delle condizioni effettive dell'apparecchiatura utilizzando metodi diagnostici tecnici. L'esperienza nell'utilizzo di strumenti diagnostici tecnici nelle singole imprese metallurgiche ha dimostrato un'elevata efficienza economica.

Esistono le seguenti strategie di manutenzione e riparazione, che presentano vantaggi e svantaggi:

I tipi di strategie di manutenzione e riparazione sono divisi in due gruppi: passivi e attivi ().

Tabella 1.1 – Caratteristiche comparative strategie di manutenzione

Nome	Essenza	Vantaggi	Screpolatura
Passivo
Riparazione dopo il guasto	Le attrezzature meccaniche vengono utilizzate fino a quando non sono più operative, fino a quando non si guastano.	Costi di manutenzione minimi.	Imprevedibilità dei fallimenti emergenti. Costi significativi per eliminare le conseguenze dei guasti.
Riparare in base alle condizioni	La manutenzione e le riparazioni vengono eseguite in base alle condizioni effettive delle macchine e dei meccanismi.	Si effettuano riparazioni in tempistica ottimale, nella misura richiesta.	Possibilità di guasto simultaneo di più meccanismi. La necessità di interventi di riparazione può superare le capacità del servizio di riparazione.
Attivo
Manutenzione preventiva programmata	Sostituzione forzata di componenti e parti entro limiti temporali stabiliti sulla base dell'analisi statistica dei guasti.	Aumentare l'affidabilità del funzionamento delle apparecchiature.	Costi di manutenzione e riparazione significativi. Sostituzione degli elementi funzionanti.
Strategia attiva delle azioni riparative	Identificazione ed eliminazione di deviazioni e malfunzionamenti nel funzionamento dei meccanismi.	Riduzione del volume delle riparazioni e aumento della durata delle apparecchiature.

Strategie passive in una forma o nell'altra rispondono ai cambiamenti delle condizioni tecniche. Di conseguenza, si tratta di una riparazione dopo un guasto o di una riparazione quando l'apparecchiatura raggiunge il limite del suo possibile utilizzo. In questo caso, esiste la possibilità di guasto simultaneo di più meccanismi, quindi la necessità di lavori di riparazione supererà le capacità del servizio di riparazione, il che può portare all'arresto del processo tecnologico.

Strategie attive influenzare le condizioni dell'apparecchiatura prima che si presenti la necessità di riparazione sostituendo proattivamente componenti e parti o eliminando deviazioni e malfunzionamenti nel funzionamento dei meccanismi (strategia attiva delle azioni di riparazione). La sostituzione forzata delle parti non è sempre giustificata dal punto di vista economico, ma aumenta l'affidabilità del funzionamento delle apparecchiature. problematico, in in questo caso, è la scelta razionale dei tempi e dei volumi delle parti sostituite. Se si conoscono le condizioni tecniche dell'attrezzatura, diventa possibile ridurre il volume delle riparazioni e aumentare la durata dell'attrezzatura. Questo viene fatto identificando ed eliminando difetti e danni che portano a una diminuzione della durata.

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