Автоматизация обслуживания оборудования
на ТЭЦ-5 АК "Киевэнерго"

ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ

ТЭЦ-5 АК «Киевэнерго» — самая мощная теплоэлектроцентраль Украины. На ней установлено четыре теплофикационных энергоблока и пять водогрейных котлов. Суммарная электрическая мощность составляет 700 МВт (2 блока по 100 МВт и 2 — по 250 МВт), суммарная тепловая мощность — 1860 Гкал/час¹. Численность персонала — свыше 600 человек. Станция была запущена в эксплуатацию 22 декабря 1971 г. и выведена на проектную мощность в 1976 г. При этом затраты на строительство окупились на два года раньше нормативного срока (за шесть лет вместо восьми).

В течение всего периода эксплуатации на станции активно ведутся мероприятия по повышению надежности и эффективности работы оборудования, внедрению современных технических и технологических решений[2]. Большое внимание уделяется снижению вредных выбросов и повышению экологической безопасности предприятия. Так, использование новых фильтровочных материалов способствовало тридцати процентному снижению затрат на реагенты, а кроме того — существенному сокращению выбросов вредных веществ в Днепр. Об уровне организации работ на станции говорит и относительно низкая себестоимость производства электроэнергии и тепла (в 2002 г. — 5,76 коп./кВт и 25,66 грн./Гкал соответственно).

Вместе с тем, принимавшиеся ранее меры нельзя назвать исчерпывающими. Для ТЭЦ-5 во многом характерны общие проблемы энергетики Украины, что ставит перед предприятием необходимость решения новых задач.

В частности, в рамках проекта, осуществляемого в соответствии с соглашением между Украиной и Всемирным банком реконструкции и развития, предусмотрено:

• повысить надежность и уровень обслуживания системы централизованного теплообеспечения г. Киева;
• увеличить срок службы, повысить эффективность использования и сохранения энергии в системе централизованного теплообеспечения г. Киева путем реабилитации объектов, внедрения современных технологий и материалов.

Решение этих задач как в АК «Киевэнерго», так и, в частности, на ТЭЦ-5, ведется по нескольким направлениям. Остановимся более подробно на одном из них — повышении эффективности ремонтно-технического обслуживания (РТО) оборудования станции.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РТО

Совершенствование технического обслуживания и ремонтов оборудования — одна из наиболее насущных задач, от решения которой напрямую зависит стабильность и эффективность работы любого энергогенерирующего предприятия (ТЭС, ТЭЦ, ГЭС, АЭС). Вместе с тем, изношенность оборудования энергетического комплекса СНГ приводит к большому объему работ по техническому обслуживанию и ремонтам. Так, согласно данным, приведенным в [3], для Украины «в 2001 г. затраты на ремонт оборудования ТЭС уже составили 348 млн. грн. (при плане 567 млн. грн.), или 12% от себестоимости выработанной ими электроэнергии. В случае продолжения эксплуатации устаревшего оборудования эти затраты возрастут к 2005 г. в 1,8 раза, а к 2010 г. — в 2,4 раза, и составят не менее 785 млн. грн. (150 млн. дол. США) в год». И далее: «...издержки от использования физически изношенного и морально устаревшего оборудования (дополнительные затраты на ремонт и пережог топлива) составят свыше 465 млн. дол. США за год, что сопоставимо с ежегодно требуемыми инвестициями в техническое перевооружение энергетики». И это еще без учета издержек на охрану окружающей среды.

Как следствие, за счет расходов на РТО заметно возрастает себестоимость производства электро- и теплоэнергии. В условиях государственного регулирования цен в этом секторе экономики, для тепло- и электростанций одним из важнейших путей повышения рентабельности производства является снижение издержек, в том числе (возможно, в первую очередь) и при выполнении РТО.

Не стоит забывать, что проблемы стоимости энергоресурсов, надежности их поставок имеют общегосударственное (стратегическое) значение, а также ярко выраженную социальную окраску.

ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ РТО

Для автоматизации управления техническим обслуживанием и ремонтами оборудования в мировой практике используют EAM- и CMMS-системы (Enterprise Asset Management — управление основными фондами предприятия; Computerized Maintenance Management Systems — компьютерные системы управления ремонтами) [4]. Они могут поставляться как виде специализированных пакетов, так и как часть комплексных систем автоматизации. В последние годы EAM- и CMMS-системы становятся все более популярными. И тому есть целый ряд причин.

Оценки и мировой опыт показывают, что эффективная организация и автоматизация управления РТО могут обеспечить заметное снижение расходов на проведение ремонтных работ и технического обслуживания. Анализ работы более пятисот энергопредприятий США Европы, проведенный в 1998 г. компанией «Technology for Energy», показал, что диагностический мониторинг (с помощью автоматизированной системы управления РТО) приводит к снижению затрат на ремонт оборудования до 50-80%, расходов на техническое сопровождение — до 50-80%, объемов материально-производственных запасов — до 30%, а также к повышению рентабельности производства до 20-60%².

Крайне важен и опосредованный эффект: рост оперативности и качества планирования и подготовки ремонтов, переход к плановому обслуживанию по состоянию оборудования.

Отметим, что ЕАМ-системы «легки во внедрении не вызывают таких сложностей, как, например, внедрение MRP-планирования на производстве. Неудачные проекты фактически отсутствуют. Это во многом объясняется тем, что даже внедренная в минимальном объеме система уже дает значительный эффект»[4].

Актуальность и первоочередность автоматизации РТО на предприятиях энергетики подчеркивалась и в [1]: «Основные задачи сводятся к оперативно-календарному планированию профилактического обслуживания и ремонтов, организации снабжения, его финансовому обеспечению (и, соответственно, управлению взаимоотношениями с кредиторами), традиционным задачам управления персоналом и, как уже говорилось, к задачам управления инвестиционными проектами модернизации».

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ РТО

Рассмотрим вкратце, что же предлагают энергетическим компаниям для автоматизации управления РТО поставщики информационных систем и что из предлагаемого уже нашло применение на Украине.

SAP R/3 на рынке СНГ присутствует с начала девяностых (первое представительство в Москве было открыто в 1992 г.). В украинской энергетике можно отследить примерно девять случаев приобретения данной системы³. При этом, насколько можно понять, модуль автоматизации управления РТО (модуль PM системы SAP R/3) еще только планируется к приобретению. Так, в июле 2003 г. в пресс-релизе, освещающем ход работ по внедрению системы в «Запорожьеоблэнерго», указано, что на данном объекте введена в строй функциональность для управления «техническим обслуживанием и ремонтом оборудования (формирование заявок на закупку через заказы ТОРО)». При этом там же отмечается, что в дальнейшем планируется «внедрение управления плановыми/внеплановыми ремонтами (техническое обслуживание и ремонт оборудования)».

Oracle Applications предлагается в странах СНГ с 1997 г. (с 2000 г. — Oracle E-Business Suite). К лету 2003 г. на энергетических предприятиях СНГ система использовалась или внедрялась на девяти предприятиях. Во всех случаях, приведенных на сайте корпорации, приобретение модулей автоматизации РТО не отмечено. В энергетике Украины внедрение Oracle Applications начато в ООО «Луганское энергетическое объединение» (ранее «Луганскоблэнерго»). Модули РТО устанавливать не планируется.

IFS Applications предлагается в СНГ с 1994 г. Ее внедрение осуществляет холдинг «ФОРС». В энергетике СНГ и стран Балтии система IFS Applications уже используется или внедряется на Игналинской АЭС (Литва), Зейской и Бурейской ГЭС в России. Во всех случаях были заказаны или планируются к последующему приобретению модули автоматизации РТО (подсистема IFS/Maintenance), при этом два последних проекта находятся пока на стадии внедрения. На Украине IFS Applications внедрялась на Змиевской ТЭС («пилотный» проект). Однако, как отмечалось в [1], работы с данной системой на Змиевской ТЭС постепенно сошли на нет.

«Галактика» — разработка одноименной российской корпорации (центральный офис в Украине открыт в 1996 г.). Модуль «Управление ремонтами» предлагается заказчикам с начала 1999 г. (начиная с версии 5.50 системы). Система достаточно широко используется на предприятиях энергетики России — не менее девяти внедрений. В энергетической отрасли Украины внедрений на данный момент нет (насколько можно судить по информации в печати и Internet). К сожалению, сложно найти данные и об использовании модуля системы «Галактика» по автоматизации РТО на энергетических предприятиях.

АСУ РТО украинской компании «ЭнТехЭко». Разработкой и внедрением систем автоматизации предприятий энергетического комплекса компания занимается с 1991 г. Собственно система АСУ РТО предлагается с осени 2000 г. В настоящее время она внедрена на Углегорской, Змиевской и Трипольской теплоэлектростанциях. На Углегорской ТЭС система находится в эксплуатации около трех лет, на остальных — несколько меньше.

Кроме того, модули, в той или иной мере автоматизирующие управление РТО, имеются и в ряде других систем автоматизации. Однако они менее известны на Украине и нередко ориентированы на другие отрасли (не энергетику), поэтому не будем подробно рассматривать их. Отметим лишь, что в феврале 2003 г. было объявлено о выходе нового модуля «Управление техническим обслуживанием и ремонтом оборудования» в системе «IT-Предприятие» украинской компании НПП «Информационные технологии». Опираясь на данные сайта компании, можно сказать, что на момент подготовки данной статьи система «IT-Предприятие» на объектах энергетики не использовалась. В мае-июне 2003 г. о начале поставок модуля автоматизации РТО объявила также и корпорация «Парус».

Укажем еще на попытку внедрения системы РТО итальянской фирмы ENEL на Углегорской ТЭС, закончившуюся сворачиванием работ.

Говоря о западных системах, мы в целом солидарны с авторами [1]: на данный момент эти системы дороги для большинства предприятий энергетики Украины. Хотя нужно признать — на сегодня однозначного мнения на этот счет среди специалистов нет. Стоит также отметить, что при оценке затрат важно учесть не только цену программного обеспечения, но и стоимость обследования предприятия и создания соответствующей информационной модели, стоимость внедрения, обучения персонала предприятия, затраты на техническую поддержку и эксплуатацию, доработку и развитие системы и т. д. — все то, что принято называть совокупной стоимостью владения, или Total Cost of Ownership (TCO).

Существенным сдерживающим фактором для более широкого распространения западных систем является также различие управленческих схем и регламентов работ, заложенных в западных системах автоматизации и используемых на украинских предприятиях (подробнее об этом написано в [1]). Это приводит к необходимости значительных усилий по адаптации к условиям конкретного отечественного предприятия.

Что касается украинских и российских разработок, то, кроме уже упомянутых систем, в Украине, по-видимому, больше ничего не представлено (имеются в виду системы для автоматизации РТО). Объяснение этому простое — до недавнего времени многие отечественные разработчики ПО ориентировались (в значительной мере вынужденно) на автоматизацию бухгалтерии и финансов и лишь в последнее время стали уделять должное внимание производственным функциям и построению специализированных отраслевых решений.

ВЫБОР СИСТЕМЫ НА ТЭЦ-5

В результате всестороннего рассмотрения для автоматизации управления РТО на ТЭЦ-5 «Киевэнерго» была выбрана система «ЭнТехЭко» АСУ РТО.

Среди важнейших тенденций в области автоматизации управления предприятиями энергетики выделяются следующие моменты [1]:

• «заказчики стремятся выбрать лучшие продукты по направлениям деятельности, ориентируясь на функциональное совершенство продуктов разных производителей, а не на комплексное решение от одного поставщика;
• демонстрация высокой готовности продукта к немедленному использованию;
• снижение факторов риска внедрений;
• боязнь существенного расхождения между ожиданиями от проекта и его результатами;
• желание в возможно более короткий срок начать продуктивную работу и подтвердить прогнозы технико-экономического эффекта;
• реальные возможности эксплуатировать систему собственными силами, а также собственными силами изменять ее».

В этой связи, а также по совокупности других факторов, авторы [1] рекомендуют выбирать базовые для отрасли решения, отталкиваясь от имеющихся систем, — с возможностью последующей интеграции с ERP-системами. Программный комплекс АСУ РТО во многом, если не во всем, удовлетворяет этим рекомендациям.

Так, АСУ РТО полностью соответствует требованиям законодательства и ведомственных инструкций в области проведения технического обслуживания и ремонтов оборудования на предприятиях энергетики. В частности, разработчики строго следовали порядку подготовки и проведения ремонтов, определенному «Правилами организации технического обслуживания и ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и сетей».

Ее проектировщики учитывали подходы, заложенные в ведущих зарубежных аналогах (модулях РМ [SAP R/3] и Maintenance [IFS Applications], итальянской системе M.I.S. [ENEL], датском комплексе Diva и других).

В системе используются адекватные специфике задачи информационные технологии — в частности, промышленная СУБД Oracle, технология геоинформационных систем (что важно для предприятий энергетики, имеющих, как правило, большое количество объектов, расположенных на обширной территории). Возможно сопряжение с системой объемно-календарного планирования MS Project, что позволяет провести тонкую оптимизацию графиков работ и ресурсов, используемых при проведении РТО. Функциональные возможности, идеология построения и технические особенности АСУ РТО подробно описаны в [5], так что не будем повторяться.

Как уже отмечалось, система успешно используется в течение более двух лет на крупнейших теплоэлектростанциях Украины. В ее последних версиях были учтены накопленные за это время опыт эксплуатации, рекомендации и предложения специалистов электростанций, задействованных в осуществлении РТО.

Обеспечивается возможность создания единой системы автоматизации, охватывающей все важнейшие области деятельности энергетического предприятия (не только РТО). При проектировании АСУ РТО были заложены все необходимые технические возможности для интеграции ее с другими программными продуктами (ERP-системами и т.д.). Все сказанное позволяет рассматривать систему АСУ РТО как кандидата на роль базового решения для автоматизации РТО в энергетике Украины.

Что касается других пунктов рекомендаций [1], процитированных в начале раздела, то отметим следующее. Благодаря модульной структуре АСУ РТО, возможно поэтапное развертывание системы, что существенно для более оперативного ввода системы в действие и, соответственно, более раннего получения экономической отдачи — с учетом трудоемкости ряда процедур (наполнение справочников, баз данных по оборудованию, нормативам на ремонтные работы и др.).

Система имеет открытую архитектуру, разработана с использованием общепринятых информационных технологий и полностью обеспечивается необходимой документацией. Это дает возможность самостоятельного обслуживания и развития АСУ РТО специалистами ИТ-отдела предприятия.

Снижению факторов риска в случае использования АСУ РТО служит, в частности, должный уровень организации процессов создания, внедрения и сопровождения информационных систем компанией-разработчиком — система управления качеством работ компании «ЭнТехЭко» сертифицирована согласно ISO 9001:2000. Значимым моментом в плане гарантий является и богатый опыт работы этой компании с предприятиями энергетики: в Украине программы «ЭнТехЭко» применяются на 16-ти объектах отрасли (на начало лета 2003 г.), причем на некоторых — свыше десяти лет (например, на Харьковской ТЭЦ-5 и в «Харьковоблэнерго»). Наконец, совокупная стоимость владения системы сравнительно низка и в целом приемлема для предприятий энергетики Украины.

ВНЕДРЕНИЕ АСУ РТО НА ТЭЦ-5

На ТЭЦ-5 «Киевэнерго» система автоматизирует:

• ведение реестра оборудования ТЭЦ;
• ведение БД нормативных документов на ремонты и техническое обслуживание оборудования;
• текущий контроль состояния оборудования предприятия, учет технологических нарушений, дефектов и отказов оборудования;
• планирование ремонтных работ;
• планирование потребностей в материальных и трудовых ресурсах на ремонт оборудования;
• контроль за проведением ремонтных работ;
• учет и анализ фактических затрат на проведение ремонтных кампаний.

Работы по созданию и внедрению первой очереди автоматизированной системы управления ремонтно-техническим обслуживанием ТЭЦ-5 АК «Киевэнерго» были начаты 5 августа 2002 г. На момент написания статьи были завершены установка и настройка заказанных функциональных модулей АСУ РТО, а также произведено формирование баз данных по функциональной и материальной классификации оборудования ТЭЦ. Следует отметить, что при создании реестра оборудования вся необходимая информация была подготовлена и внесена в базы данных специалистами ТЭЦ самостоятельно.

В части технического обеспечения выполнены работы по установке и монтажу вычислительной техники и линий связи сети ПЭВМ. Проведена подготовка (обучение) персонала ТЭЦ для приобретения навыков работы с компьютером в условиях автоматизированного выполнения производственных функций.

Остановимся подробнее на отдельных моментах внедрения системы АСУ РТО.

Объектом автоматизации является ремонтно-техническая деятельность ТЭЦ, направленная на обеспечение готовности энергетического оборудования к несению нагрузки. Ремонтно-техническая деятельность имеет сложную организационную структуру. В организации и проведении ремонтов и технического обслуживания участвуют административно-хозяйственный, инженерно-технический, оперативный и ремонтный персонал ТЭЦ, а также персонал подрядных организаций. Спецификой производства ремонтов на ТЭЦ-5 является выполнение плановых ремонтов основного теплотехнического оборудования (100%), а также части вспомогательного оборудования (до 50%) подрядными организациями.

Функции АСУ РТО соответствуют организационно-технологическим функциям ремонтной деятельности ТЭЦ и обеспечивают компьютерную поддержку их выполнения.

Модули (функции) АСУ РТО первой очереди:

1. Ведение баз данных (БД):
   • «Справочная информация» — функция ведения справочной информации общего назначения (БД «Справочники РТО»);
   • «Оборудование» — функция ведения БД «Оборудование»;
   • «Перемещение оборудования» — функция перемещения индивидуальных единиц оборудования (БД «Оборудование»);
   • «Состав изделия» — функция ведения БД «Состав изделий».

2. Ремонтная и технологическая документация:
   • «Технико-экономические нормативы на ремонты» — функция ведения БД объемов ремонтов и материальных нормативов на ППР и ТО (БД НТИ);
   • «Нормы времени на ремонтные работы» — функция ведения БД норм времени на работы ППР и ТО (БД НТИ).

3. Проведение ремонтов и ТО:
   • «Управление событиями» — функция регистрации, контроля хода устранения технологических нарушений и дефектов оборудования, ведение архива событий;
   • «Расчет трудозатрат по нормам времени на ремонтные работы»;
   • «Заявка на проведение ремонтных работ» — функция подготовки и проведения ремонтных работ по заявкам, ведение архива заявок.

4. Доступ и обновления:
   • «Регистрация пользователей и разграничение доступа» — функция разграничения доступа к информации и функциям системы;
   • «Автоматическое обновление изменений» — функция контроля версий программного обеспечения системы.

Выбор перечисленных модулей в качестве первоочередных обоснован:

• «первичностью» информации перечисленных БД, которая используется практически всеми прикладными функциями АСУ РТО, а также смежными подсистемами АСУ;
• актуальностью компьютерной поддержки упомянутых прикладных функций для повышения эффективности управления текущим ремонтным обслуживанием ТЭЦ.

Для решения задач первой очереди персоналом ТЭЦ-5 проведен ряд подготовительных работ по информационному, организационному и техническому видам обеспечения системы, а также по подготовке кадров. В части информационного обеспечения произведено наполнение основных баз данных АСУ РТО (для первой очереди это БД «Справочники РТО», БД «Оборудование» и БД «Нормативно-техническая информация»). В части организационного обеспечения выполняются следующие работы:

• создана группа по внедрению АСУ РТО, включающая руководителя группы, администратора локальной вычислительной сети ПЭВМ, администратора базы данных, специалистов по сопровождению прикладных задач, технологов от каждого занятого в программе структурного подразделения ТЭЦ-5; разработаны типовое положение и должностные инструкции для специалистов этой группы;
• вносятся необходимые изменения в должностные инструкции эксплуатационного, ремонтного и другого персонала ТЭЦ, связанные с автоматизацией выполнения функций;
• прорабатываются возможные изменения организационной структуры ТЭЦ, связанные с внедрением АСУ РТО.

По результатам внедрения первой очереди АСУ РТО были сформулированы предложения по дальнейшему функциональному расширению системы с учетом специфики предприятия и пожеланий специалистов ТЭЦ-5 АК «Киевэнерго».

ЛИТЕРАТУРА

1. Корнеев С.В., Кофто А.Г., Мохор В.В. Модернизация систем управления в энергетике // Корпоративные системы. — 2003. — № 1. — с. 35-42.
2. Сердюк С.Д., Богданов А.Н., Попов К.А., Гулько О.В., Куртев В.В. Оценка деятельности оперативного персонала средствами АСУ ТП — существенный фактор в организации эффективной работы ТЭЦ-5 АК «Киевэнерго» // Энергетика и электрификация. — 2003. — № 4. — с. 2-8.
3. Борисов Н.А. Основные проблемы развития ТЭС в Украине и пути их решения на среднесрочную перспективу // Энергетика и электрификация. — 2002. — № 5. — с. 6-13.
4. Шехватов Д. Управление основными фондами: как автоматизировать ремонты и техническое обслуживание // CIO. — 2003. — № 3 (13). — с. 32-34. Электронная версия >>.
5. Березовский С.В., Зубенко А.В., Крицков В.О. Система управления ремонтно-техническим обслуживанием // Корпоративные системы. — 2002. — № 1. — с. 48-52.

² Tinham B. Power to the People // Control and Instrumentation. — 1999. — № 2. — p. 33-47.

³ К сожалению, определить точную цифру сложно: в [1] упоминается пять случаев, есть информация и о работах на ряде других облэнерго.

Об авторах:

Сердюк Сергей Дмитриевич — заместитель генерального директора АК "Киевэнерго", Главный инженер АК "Киевэнерго".
Куртев Виктор Владиславович — инженер, руководитель проекта АСУ РТО ТЭЦ-5.