В процессе эксплуатации оборудование подвергается физическому и моральному износу. Существует два способа восстановления оборудования - полное и частичное. При полном восстановлении оборудование меняется на новое, при частичном оборудование ремонтируется. Для оптимального использования оборудования нужно найти возраст, при котором его необходимо заменить, чтобы доход от машины был максимальным или, если доход подсчитать не удается, издержки на ремонтно-эксплуатационные нужды были минимальными. Данный подход рассматривается с позиции экономических интересов потребителя.

Для оптимизации ремонта и замены оборудования требуется разработать на плановый период стратегию по замене машины. В качестве экономических интересов может быть использован один из двух подходов:

1. Максимум дохода от машины за определенный промежуток времени.

2. Минимум затрат на ремонтно-эксплуатационный нужды, если доход подсчитать не удается.

Данная задача решается методом динамического программирования. Основная идея этого метода заключается в замене одновременного выбора большего количества параметров поочередным их выбором. Этим методом могут быть решены самые различные задачи оптимизации. Общность подхода к решению самых различных задач является одним из достоинств этого метода.

Рассмотрим механизм оптимизации ремонта и замены оборудования. Для решения задачи введем следующие обозначения:

t - возраст оборудования;

d(t) - чистый годовой доход от оборудования возраста t;

U(t) - издержки на ремонтно-эксплуатационные нужды машины возраста t;

С - цена нового оборудования.

Для решения этой задачи введем функцию f n (t) , которая показывает величину максимального дохода за последние n - лет при условии, что в начале периода из n - лет у нас была машина возраста t - лет.

Алгоритм решения задачи следующий:

1) f 1 (t) = max d(0) - С

2) f n (t) = max f n-1 (t+1) + d(t)

f n-1 (1) + d(0) - С

Увеличение издержек приведет к снижению чистого дохода, который рассчитывается так:

d(t) = r(t) - u(t)

r(t) - годовой объем дохода от оборудования возраста t;

u(t) - годовые затраты на ремонтно - эксплуатационные нужды

оборудования возраста t.

Подход максимизации дохода

Для решения этой задачи введем функцию f n (t) , которая показывает величину максимального дохода за последние n - лет при условии, что в начале периода из n-лет у нас было оборудование возраста t-лет.

Если до конца периода остался 1 год

Если до конца периода осталось n лет

где t - возраст оборудования;

d (t) - чистый годовой доход от оборудования возраста t;

C - цена нового оборудования.

Увеличение издержек приведет к снижению чистого дохода, который рассчитывается так

d(t) = r(t) - u(t)

где r (t) - годовой объем дохода от оборудования возраста t;

u(t) - годовые затраты на ремонтно-экплуатационные нужды оборудования возраста t.

Рассчитаем чистый доход по формуле, зная динамику поступления дохода и роста издержек на ремонт.

Таблица 2. Чистый доход от оборудования по годам

Рассчитаем оптимальную стратегию замены и сохранения оборудования, зная динамику поступления дохода и роста издержек на ремонт и цену нового изделия С=44 усл. ед.

Таблица 3. Стратегия замены оборудования

Поле сохранения Поле замены

Построим «оптимальную» стратегию замены оборудования на период 10 лет, которому в начале замены было 1 год. В таблице 3 она показана стрелками, а в сокращенной записи будет иметь следующий вид:

F 10 (2) = 34 + 30 + 26 + 24 - 2 + 38 + 34 + 30 + 26 + 24 = 264

Подход минимизации затрат

В случае, если доход подсчитать не удается, в качестве экономических интересов может быть использован подход минимума затрат на ремонтно-эксплуатационные нужды при разработке стратегии по замене оборудования на плановый период. В данном случае, формулы расчета примут следующий вид:

Если до конца периода остался 1 год:

Если до конца периода осталось n лет:

где f n (t) - функция, которая показывает величину минимальных издержек за последние n-лет при условии, что в начале периода из n-лет у нас было оборудование возраста t-лет;

u(t) - издержки от оборудования возраста t-лет.

Таблица 4

Поле сохранения Поле замены

Построим «оптимальную» стратегию замены оборудования на период 10 лет, которому в начале замены было 1 год. В таблице 4 она показана стрелками, а в сокращенной записи будет иметь следующий вид:

С - С - С - С - З - С - С - С - С - С

Чистый доход за 10 лет от оборудования возраста 1 год при выборе этой стратегии замены составит:

F 10 (2) = 3 + 4 + 6 + 7 + 43 + 1 + 3 + 4 + 6 + 7 = 84

Система «Галактика ЕАМ» предназначена для автоматизированного управления производственными фондами предприятия. В основу системы «Галактика ЕАМ» заложены принципы современных методологий и стратегий обслуживания оборудования для эффективного их применения при ведении бизнеса.

Применение передовых методологий и стратегий в программах ТОиР увеличивает эффективность использования производственных активов. Обеспечить работоспособность оборудования с минимальными затратами – это всегда актуальная задача, решение которой обеспечит поддержание конкурентоспособности предприятия.

Создание программы ТОиР оборудования осуществляется на основе принятия решений по следующим показателям:

• Организация ремонтного обеспечения производства;
• Оценка эффективности ремонтного обеспечения производства;
• Выбор стратегии ремонтов и технического обслуживания оборудования.

Организация ремонтного обеспечения производства определяет структуру ремонтной службы (РС) предприятия, что оказывает непосредственное влияние на эффективность программы ТОиР.

Классические способы организации РС характеризуются диапазоном моделей от децентрализованной к централизованной, которые отличаются способом управления ресурсами в рамках единой структуры на предприятии:

Децентрализованная РС – это распределение ресурсов РС между производственными подразделениями предприятия.

Централизованная РС – это структура предприятия, которая выполняет весь объём ремонтных работ и отвечает за работоспособность оборудования производственных и вспомогательных цехов.

Смешанная РС – это способ построения РС на основе широкого диапазона промежуточных моделей, которые отличаются различной степенью централизации.

Наиболее эффективной является централизованная модель ТОиР. Также эффективно использовать программы ТОиР, построенные на основе альтернативных способов организации РС.

Альтернативные способы организации РС направлены на привлечение внешних ресурсов для выполнения ремонтов оборудования. Альтернативные способы исполнения работ по ТОиР разделяют на подрядный и сервисный:

Совместное использование классических и альтернативных способов организации ремонтов позволяет обеспечить бо́льшую результативность ТОиР.

Под стратегией ТОиР понимается принятая на предприятии последовательность действий, которая приводит к достижению намеченных целей благодаря координированию и распределению имеющихся ресурсов. По сути, стратегия ТОиР – это определенные правила обслуживания оборудования, соблюдение которых позволяет добиться оптимальной работоспособности оборудования.

Рассмотрим известные стратегии ТОиР:

Run-to-Failure (RTF) Стратегия использования до отказа - это когда ремонтные работы будут выполняться только в случае достижения критического состояния оборудования, при котором оно уже не может выполнять заданные функции, то есть теряет работоспособность. Необходимо отметить, что такой подход к эксплуатации оборудования может привести к аварийным ситуациям, серьезным поломкам с длительным устранением, а также к излишним расходам на ликвидацию последствий и потерям от остановки производства. Формирование резерва материальных ресурсов - не самое лучшее решение, т.к. замораживает оборотные средства. Объём такого резерва часто бывает завышен (например, это касается отраслей с уникальным единичным оборудованием).

Planned Preventive Maintenance (PPM) Стратегия планово-предупредительных ремонтов или ремонтов по регламенту – это технология предупредительного технического обслуживания и ремонтов исходя из статистических сведений о сроках службы оборудования. Наибольшее распространение стратегия ППР получила при плановой экономике. Эта стратегия более приемлема, чем предыдущая, так как позволяет устранить некоторые недостатки подхода к использованию оборудования до отказа. Благодаря систематическому проведению техобслуживания и ремонта и своевременной замене подвижных деталей и запчастей достигается более качественная и длительная эксплуатация оборудования. Но при этом надо отметить, что в стратегии ППР есть свой недостаток – нередко ремонтируются фактически исправные объекты, а также производится обязательная замена деталей независимо от их оставшегося ресурса. В результате этого эксплуатационные затраты становятся неоправданно высоки. К недостаткам ППР относятся также уменьшение оставшегося ресурса оборудования и возросшие риски отказа при введении в эксплуатацию отремонтированного оборудования. Стратегией ППР и сегодня пользуются на многих предприятиях, прежде всего для обслуживания ключевых стратегических объектов, остановка которых может причинить вред окружающей среде, жизни и здоровью людей.

Condition-Based Maintenance (CBM) Стратегия планирования ремонтов исходя из технического состояния (ТС) - это технология обслуживания и ремонта с применением диагностической аппаратуры для мониторинга ТС оборудования в режиме реального времени. При использовании этой стратегии благодаря постоянному мониторингу ТС риск аварийного отказа или серьезного ухудшения работоспособности оборудования минимизируется. Слоган этой стратегии можно сформулировать так: "Оборудование нужно остановить для ремонта за минуту до его предполагаемой поломки". Такой подход к планированию ремонтов уменьшает расходы на ТОиР, сводит к минимуму число непредвиденных отказов, снижает объем простоев агрегатов во время сборочно-монтажных работ. Стратегия ремонтов по ТС призвана нивелировать недостатки предварявшей ее стратегии ППР, то есть снизить количество необязательных ремонтных вмешательств и максимально использовать ресурс оборудования. Стоит оговорить, что стратегия ТОиР по ТС оборудования хороша для краткосрочного планирования ремонтов и не подходит для построения адекватных долгосрочных планов. Средства технической диагностики позволяют предупредить отказ оборудования за два-три месяца до его предполагаемого выхода из строя.

Predictive maintenance (РМ) Прогнозная или проактивная стратегия – это более продвинутый подход к ТОиР, совмещающий преимущества планирования ТОиР по ТС с преимуществами ППР. Суть проактивной стратегии - снизить скорость развития или совсем устранить неисправности, выявленные при мониторинге технического состояния оборудования.

В проактивной стратегии ТОиР ключевым моментом является оценка ТС оборудования, которая может выполняться путем: визуального осмотра, мониторинга технических параметров, контроля температур, акустической и вибрационной диагностики, различных методов обследования (магнитный, радиоволновой, ультразвуковой и проч.).

Решение о ремонте принимается, если неудовлетворительное состояние одного элемента (запчасти) оборудования начинает негативно влиять на состояние других элементов.

Применение проактивной стратегии увеличивает срок службы станков и агрегатов, исключает вторичные повреждения в связи с первичной поломкой (путем немедленной реакции на первичную поломку), сокращает общие затраты на ТОиР, снижает риск аварийного отказа оборудования, повышает коэффициент исправности оборудования.

Reliability Centered Maintenance (RCM) Стратегия обслуживания, ориентированного на надежность – планирование мероприятий, обеспечивающих бесперебойное выполнение функций любого объекта в текущих эксплуатационных условиях. На основании RCM строятся наиболее эффективные планы ТОиР, так как данная методология объединяет разработки и сильные стороны предыдущих стратегий, одновременно обеспечивая стабильность в работоспособности производственных активов с минимальными затратами на их ТОиР.

В основу методологии RCM заложены следующие цели: увеличение степени безопасности людей и окружающей среды, повышение экономической эффективности использования производственных фондов, увеличение срока службы оборудования (плюс растет его производительность), уменьшение числа отказов оборудования, качественное информационное обеспечение процессов принятия решений.

Risk-based maintenance (RBM) Стратегия обслуживания на основании оценки рисков – определяются наиболее эффективные мероприятия, обеспечивающие безопасность и надёжность оборудования (снижение рисков) с минимизацией сопутствующих затрат. Эта стратегия характеризуется оцениванием вероятности отказов. Степень важности оборудования и вероятность его выхода из строя – вот два показателя, определяющих уровень риска при эксплуатации оборудования. Исходя из уровня риска, назначаются сроки и объёмы ТОиР, расставляются приоритеты выполнения ремонтных работ. В результате таких действий повышается надёжность и безопасность производственных активов, понижаются сопутствующие затраты.

Стратегия обслуживания на основании оценки рисков приближена к концепции бережливого производства и направлена на минимизацию потерь от: непродуктивной работы оборудования, простоев, ненужных перемещений обслуживающего персонала, недостатков обеспечения ресурсами, повторных переделок ремонтных работ, нерационального использования ресурсов, неэффективного управления информацией.

Overall Equipment Effectiveness (OEE) Стратегия общей эффективности использования оборудования - предусматривает совокупный анализ ряда показателей (KPI), характеризующих разные составляющие процесса работы оборудования. Анализ этих показателей (таких как простои, замедление работы, ухудшение качества и др.) помогает контролировать и увеличивать эффективность эксплуатации оборудования.

Стратегия OEE позволит обнаружить и затем бороться с потерями и причинами неэффективности работы. Анализ может показать помимо простоев по причине поломки еще и потери, вызванные, например, некачественной настройкой оборудования, снижением его производительности или ожиданием прихода материалов. В конце концов, можно отслеживать, как существующая производительность одного объекта производственных фондов влияет на эффективность всего производства.

Данные OEE могут быть основанием для принятия стратегических решений по капвложениям: можем ли мы улучшить производительность с использованием имеющегося оборудования или же целесообразнее закупить новое.

Надежная и безопасная эксплуатация систем, оборудования, зданий и сооружений предприятий неразрывно связана с ремонтной деятельностью. О направлениях совершенствования структуры управления системой ТОиР «ЭЖ» рассказала в прошлом году (см. № 32). Сегодня речь пойдет о подходах к оценке эффективности работ по ТОиР. Рассказывает Владимир Минаев, генеральный директор ОАО «Атомэнергоремонт», к.э.н.

Система ТОиР — совокупность процессов, организационных структур, средств технического оснащения ремонта, методического обеспечения, обеспечивающих эффективное обслуживание и ремонт оборудования предприятия.

Стратегии проведения ремонтов

Приведем три основных стратегии.

Первая — классический планово-предупредительный ремонт (ППР). Он предполагает ремонтный цикл (заранее заданная последовательность ремонтов определенного вида и интервалов между ними) и задание объема работ при выполнении ремонта определенного вида. В варианте ППР, называемом «планирование по наработке», при заданных объемах и сохранении фиксированной последовательности ремонтов время между ними определяют не календарно, а в зависимости от показателя наработки оборудования (часы работы, число пусков и т.п.).

Вторая — ремонт по отказу. Оборудование ремонтируется (или заменяется) по причине его отказа и невозможности его дальнейшего использования. Технически это оправданно для некоторых видов оборудования, если его элементы выходят из строя случайно, вне зависимости от длительности их работы, экономически — когда последствия поломки незначительны, а меры профилактики стоят дороже замены отказавшего узла или устройства. При появлении явных данных о приближении отказа (повышенная вибрация, течь масла, повышение температуры выше допустимой, признаки недопустимого износа) можно выбрать вариант «ремонта по мере возникновения дефектов».

Третья — «ремонт по состоянию». При этой стратегии объем ремонтов и время между ними заранее не фиксированы, а определяются по результатам регулярных ревизий (обследований) оборудования и мониторинга его состояния с помощью автоматизированных средств контроля и диагностики. Эта стратегия позволяет существенно экономить ресурсы, поэтому она считается наиболее прогрессивной для сложного и дорогостоящего оборудования.

Для заказчика более выгодным и приоритетным сегодня становится метод агрегатного ремонта, предполагающий замену агрегата либо целиком, либо его части, и сервисное обслуживание оборудования. Такой метод значительно сокращает время ремонта. Во многих отраслях распространено сервисное обслуживание и, хотя оно обходится заказчику несколько дороже, имеет большие шансы на будущее.

У нас система ТОиР в основном строится на проведении ППР. В ближайшем будущем планируется перейти к ремонту ряда оборудования по его техническому состоянию и использованию метода агрегатного ремонта и сервисного обслуживания оборудования.

Эффективность ТОиР

Эффективность ТОиР определяется отношением максимально возможного результата ТОиР (высокое качество работ при соблюдении нормативного срока ремонта) к минимально возможным эксплуатационным расходам (минимально обоснованный уровень затрат без потери качества и объема выполненных работ).

Результатом работ по ТОиР, а также реконструкции и модернизации оборудования энергоблоков, общестанционных систем, внешних объектов действующих АЭС является их надежная и безаварийная работа в плановом межремонтном периоде. Экономически это означает отсутствие финансовых потерь за недовыработанную электроэнергию из-за неплановых остановов и простоев оборудования АЭС в ремонте.

Результативность деятельности ремонтного персонала, как правило, оценивается величиной среднемесячной выработки на одного рабочего (см. диаграмму).

Подобное измерение производительности труда имеет существенный недостаток — зависит от лимитированных средств на ремонт, структуры цены, численности персонала и тарификации работы. И при манипуляции с коэффициентами к сметам, директивном снижении затрат в части лимитов на ТОиР, существующей регламентированной длительности ремонта такой подход не отражает действительную производительность труда — слишком велика при этом ценовая составляющая.

Более правильно воспользоваться ресурсными методами оценки 1 .

Приведем три таких показателя.

Трудоемкость ремонта — основной ресурсный показателей. Трудоемкость регламентируется количественно техническим нормированием 2 .

Например, трудоемкость среднего ремонта серийного блока АЭС — 520 000 человеко-часов, длительность ремонта в одном случае 40 суток, в другом — 35 (13 000 человеко-часов/дн. и 15 000 человеко-часов/дн. соответственно). Очевидно, во втором случае производительность труда ремонтного персонала выше.

Нормативная численность персонала для выполнения ремонта — другой важный показатель производительности труда (отношение нормативной численности работников, рассчитанной по нормативной базе, к фактически занятому в ремонте).

Третий показатель — индекс производительности труда. Его можно представить на основе фактических и натуральных ресурсных данных в виде зависимостей:

ИПТ = ТрЕ/ДлР;

ИПТ = НЧ/ФЧ,

где: ИПТ — индекс производительности труда;

ТрЕ — трудоемкость ремонта блока;

ДлР — длительность ремонта блока (может быть нормативной и фактической);

НЧ — нормативная численность персонала, необходимого для выполнения ремонта блока;

ФЧ — фактическая численность персонала, занятого на ремонте блока.

Согласно утвержденной концерном методике 3 одним из показателей является сокращение срока ремонта 4:

• на стадии формирования графика ремонта на планируемый год — оценка прогнозного финансового результата от сокращения сроков ремонта по сравнению с нормативными для определения целесообразности принятия решения о сокращении срока ремонта;
• по итогам завершения ремонтов — оценка фактического финансового результата от сокращения срока ремонта в целях подтверждения правильности принятых решений при планировании.

Результаты оценки эффективности сокращения сроков ремонтов используются для мотивации труда ремонтного персонала АЭС и подрядных организаций.

А поскольку продолжительность ремонта не может быть сокращена в ущерб надежной и безопасной эксплуатации АЭС, в методике приводятся основные направления снижения сроков:

• интенсификация труда ремонтного персонала;
• развитие высокой культуры производства с элементами бережливого производства (производственной системы «Рос­атом»);
• внедрение новейших технологий в ремонте;
• использование современных средств технологического оснащения и высокоэффективной оснастки для ремонта.

Вместе с тем сокращение сроков ремонта связано с дополнительными доходами в виде выручки от продажи дополнительно выработанной электрической энергии (при условии ее востребованности на рынке) и расходами, обусловленными интенсификацией (переход на трехсменную работу) труда ремонтного персонала.

Экономически сокращение продолжительности ремонта эффективно при условии, что дополнительные расходы покрываются выручкой от продажи дополнительно выработанной электро­энергии и при этом еще остается дополнительная прибыль.

Пути повышения эффективности ТОиР

Повышение эффективности ТОиР — процесс уменьшения потерь от недовыработки электроэнергии из-за остановов и простоев систем и оборудования АЭС в ремонте при оптимизации затрат на ТОиР без потери качества выполненных работ.

В атомной энергетике умение управлять производством, своевременно принимать решения особенно актуально из-за возможных последствий при бездействии руководителей. Разветвленная структура со многими уровнями управления может привести к неразберихе в производстве, принятию ошибочных решений или, что еще хуже, непринятию их вообще. Ликвидация последствий такого управления обходится очень дорого.

Приведем основные пути повышения эффективности ТОиР и направления их реализации.

1. Совершенствование структуры управления системой ТОиР (см. «ЭЖ», 2012, № 32).

2. Оптимизация плановых сроков ППР.

2.1. Введение в действие единой отраслевой системы экономического планирования ресурсов.

Учитывая разветвленную филиальную сеть, применение единого подхода к планированию ресурсов — приоритетная задача общества. А желаемого результата можно достичь только при жесткой экономически обоснованной централизации ресурсов.

2.2. Внедрение новых технологий ремонта оборудования и средств технологического оснащения ТОиР.

В рамках технического перевооружения разработана инвестиционная программа, включающая:

• разработку и освоение новых технологий;
• оснащение современными технологическими средствами ремонта;
• строительство и оснащение производственных баз;
• подготовку и переподготовку ремонтного персонала.

2.3. Совершенствование технической документации на процессы.

Поскольку технологическая документация на ТОиР подготовлена много лет назад и основана на технологиях прошлого века, ее качество нуждается в улучшении:

• постоянной актуализации в связи с меняющимися нормативными документами;
• доработке в связи с необходимостью применения технологий на однотипном оборудовании разных АЭС одного проекта с целью унификации процессов.

Документация, тем более хорошая, давно стала товаром, и ее распространение ограничено. Как и опыт, она — наследие нынешнего поколения, поэтому ее актуальность и совершенствование скажется на качестве и надежности работы тех, кто придет нам на смену.

2.4 Повышение качества подготовки ремонтного персонала в специализированных учебно-тренировочных центрах с использованием полномасштабных макетов и натурных образцов оборудования (Инженерно-технический центр общества проводит подготовку, переподготовку и поддержание квалификации работников более чем по 100 учебным программам по 37 специальностям).

3. Снижение потерь от недовыработки электроэнергии в результате неплановых остановов и простоев оборудования в ремонте.

3.1 Совершенствование системы управления ТОиР путем перехода к управлению ТОиР, как проектом:

• комплексный подход к планированию ресурсов (с учетом наличия материальных и людских ресурсов);
• диспетчеризация работ по
• ТОиР (типовых — на основе всестороннего анализа их выполнения в предыдущие периоды и на других объектах. Подготовка к выполнению нетиповых специальных работ должна быть начата не менее чем за год до начала их выполнения);
• диспетчеризация ресурсов по ТОиР (управление материальными и людскими ресурсами должно осуществляться в условиях действия единого стандарта закупок).

3.2 Создание подсистемы управления проведением ремонтов на базе АСУ-Ремонт, интег­рированной в единую отраслевую информационную систему:

• создание единой базы данных оборудования;
• создание единой системы управления ресурсами ТОиР;
• управление материально-техническим обеспечением ТОиР (создание нормативной базы производственных запасов);
• оптимизация планирования ППР (сокращение сроков ППР на тех площадках, где это актуально и экономически целесо­образно).

3.3 Создание работоспособной системы обеспечения качества при выполнении ТОиР включает разработку:

• отраслевого руководства по созданию системы качества (руководство должно охватывать деятельность на всех этапах жизненного цикла от этапа проектирования до снятия с эксплуатации);
• системы обеспечения качества на АЭС концерна с учетом совершенствования системы разработки и контроля исполнения корректирующих действий, а не коррекций, по нарушениям в работе, связанным с ремонтом оборудования;
• программы управления качеством проведения ТОиР, отвечающей современным тенденциям отрасли, учитывающей особенности оборудования эксплуатируемых и сооружаемых блоков, а также описывающей действенные меры и способы управления качеством, а не только его контроль.

4. Снижение эксплуатационных расходов в части суммарных затрат на ТОиР.

4.1. Оптимизация объемов ремонтных работ:

• разработка и согласование новых нормативных документов по выполнению ТОиР с надзорными органами и заводами-изготовителями;
• обоснование перехода с четырехлетнего на восьмилетний ремонтный цикл контроля металла;
• внедрение всесторонней диагностики технического состояния оборудования (этому направлению деятельности уделяется пока крайне мало внимания, даже новое оборудование на строящиеся блоки данными устройствами оснащается недостаточно).

4.2. Оптимизация распределения работ, выполняемых хозяйственным и подрядным способом.

Предложения по оптимизации затрат на ТОиР с учетом особенностей финансово-экономической деятельности общества приведены в таблице.

Переход на новые технологии ремонта оборудования, в первую очередь на ремонт по техническому состоянию, позволит значительно повысить эффективность ТОиР.

Принцип организации ремонта по техническому состоянию может быть реализован при организации сервисного обслуживания оборудования с решением следующих вопросов:

• кто, какими способами, с помощью каких критериев (технических, экономических) будет определять техническое состояние оборудования и целесооб­разность его ремонта или замены;
• ответственности за принятые решения и их последствия;
• связи с авторами проекта, изготовителями оборудования и оформления необходимых согласований с проектными, конструкторскими и надзорными организациями и органами;
• сбора статистических данных, их систематизации и анализа, оценки остаточного ресурса оборудования, его элементов и выработки рекомендаций по необходимым мероприятиям;
• разработки новых регламентов и нормативно-технических документов по технологии ремонта;
• отслеживания мировых достижений в технологии ремонта и средствах технического оснащения, адаптации их к реальным условиям российских АЭС, внедрения и научно-технического сопровождения;
• разработки и внедрения новых диагностических систем технического состояния оборудования;
• экспертизы проектов строительства новых АЭС и выработки предложений в части ремонтного обслуживания;
• подготовки и переподготовки ремонтного персонала.

В рамках инвестиционной программы — организации производственного процесса ТОиР АЭС — планируется выполнение мероприятий по организации ремонта оборудования по техническому состоянию:

• подготовка «медицинских карт» оборудования, ремонти­руемого по техническому
• состоянию (совместно с АЭС);
• мониторинг наличия средств диагностики оборудования (не обеспеченного в заводской поставке) и выбор поставщика (совместно с АЭС);
• разработка программ и методик диагностики оборудования (с определением контролируемых параметров), ремонтируемого по техническому состоянию;
• подготовка персонала для работы на современном оборудовании и приборах диагностики.

Все пути повышения эффективности работ по ТОиР связаны с затратами в разной степени, и принять решение, какие из них использовать, — прерогатива заказчика. Только комплексный подход в выборе путей повышения эффективности работ по ТОиР приводит к наилучшему результату.

1 Ресурсный подход к оценке производительности труда и эффективности производства традиционно в большей степени применяется в сфере производства продукции, а не оказания услуг.

2 Техническое нормирование — установление технически обоснованных норм затрат труда, машинного времени и материальных ресурсов на единицу продукции.

3 Методика оценки эффективности работы ремонтного персонала при оптимизации сроков ремонта энергоблоков АЭС.

4 Согласно методике, сокращение продолжительности ремонта энергоблоков АЭС не может быть произведено в ущерб надежной и безопасной эксплуатации АЭС.

Мероприятия по оптимизации затрат на ТОиР

Уровень затрат	Мероприятия	Особенности
Затраты концерна	1. Оптимизация численности персонала, задействованного на выполнении работ по ТОиР — обоснование оптимального соотношения затрат концерна на ТОиР, выполняемых хозяйственным и подрядным способами. 2. Установление критериев, используемых в процессе бюджетирования общества, как сервисного предприятия концерна	1. Необходимость приведения в соответствие расходных статей бюджета концерна доходным статьям бюджета общества. 2. Необходимость учета возможности повышения затрат общества при выполнении ТОиР подрядным способом
Затраты общества	1. Оптимизация численности персонала общества — оптимизация отношения собственных затрат к затратам по привлечению субподрядных организаций. 2. Выстраивание финансово­экономических взаимоотношений с концерном с целью недопущения кассовых разрывов и обеспечения финансовой устойчивости общества. Уменьшение дебиторской задолженности. 3. Реализация финансовой политики общества в области соответствия расходной и доходной части его бюджета. Совершенствование процессов планирования бюджета. 4. Разработка и выполнение программы сокращения издержек. 5. Реализация финансовой политики в финансовых взаимоотношениях между центральным аппаратом и филиалами общества. Доработка ОРД общества в части обеспечения финансовой дисциплины филиалов. Совершенствование процессов управления внутренними денежными потоками. 6. Совершенствование процессов управления кредиторской задолженностью	1. Требование безусловного обеспечения потребностей заказчиков в высококачественных комплексных услугах по ТОиР, реконструкции и модернизации систем и оборудования, зданий и сооружений объектов использования атомной энергии. Поскольку при выполнении работ «на пиках ремонтов» общество должно иметь достаточное количество ремонтного персонала с необходимой квалификацией, его затраты менее привязаны к выручке (объемам производства), чем на классических производственных предприятиях. 2. Повышение доли собственных затрат ведет к повышению производительности труда сотрудников и, следовательно, улучшению финансового состояния общества. 3. Повышение доли собственных затрат должно сопровождаться повышением заработной платы и социальных гарантий сотрудников. 4. Повышение доли собственных затрат сверх оптимального не позволит реализовать преимущества хозяйственного способа выполнения ТОиР по сравнению с подрядным способом

Известно, что оборудова­ние со временем изнашивается, стареет физически и морально. В процес­се эксплуатации, как правило, падает его производительность и растут эксплуатационные расходы на текущий ремонт. Со временем возникает необходимость замены оборудования, так как его дальнейшая эксплуата­ция обходится дороже, чем ремонт. Отсюда задача о замене может быть сформулирована так. В процессе работы оборудование дает ежегодно прибыль, требует эксплуатационных затрат и имеет остаточную стои­мость. Эти характеристики зависят от возраста оборудования. В любом году оборудование можно сохранить, продать по остаточной цене и при­обрести новое. В случае сохранения оборудования возрастают эксплуата­ционные расходы и снижается производительность. При замене нужны значительные дополнительные капитальные вложения. Задача состоит в определении оптимальной стратегии замен в плановом периоде, с тем чтобы суммарная прибыль за этот период была максимальной.

Для количественной формулировки задачи введем следующие обо­значения: r(t) - стоимость продукции, производимой за год на единице оборудования возраста t лет; u(t) - расходы, связанные с эксплуатацией этого оборудования; s(t) - остаточная стоимость оборудования возраста t лет; р - покупная цена оборудования; Т - продолжительность плано­вого периода; t = 0,1, 2,... , Т - номер текущего года.

Решение. Чтобы решить задачу, применим принцип оптимально­сти Р. Беллмана. Рассмотрим интервалы (годы) планового периода в по­следовательности от конца к началу. Введем функцию условно-опти­мальных значений функции цели Fk(t). Эта функция показывает мак­симальную прибыль, получаемую от оборудования возраста t лет за по­следние к лет планового периода. Здесь возраст оборудования рассмат­ривается в направлении естественного хода времени. Например, t = 0 соответствует использованию совершенно нового оборудования. Временные же шаги процесса нумеруются в обратном порядке. Напри­мер, при к = 1 рассматривается последний год планового периода, при к = 2 - последние два года и т. д., при к = Т - последние Т лет, т. е. весь плановый период. Направления изменения t и к показаны на рисунке.

В этой задаче систему составляет оборудование. Ее состояние ха­рактеризуется возрастом. Вектор управления - это решение в момент t = = 0,1, 2,... , Т о сохранении или замене оборудования. Для нахождения оптимальной политики замен следует проанализировать, согласно прин­ципу оптимальности, процесс от конца к началу. Для этого сделаем пред­положение о состоянии оборудования на начало последнего года (k = 1). Пусть оборудование имеет возраст t лет. В начале Т-го года имеются две возможности: 1) сохранить оборудование на Т-й год, тогда прибыль за последний год составит r(t) - u(t); 2) продать оборудование по остаточ­ной стоимости и купить новое, тогда прибыль за последний год будет равна s(t) - р + г(0) - u(0), где г(0) - стоимость продукции, выпущенной на новом оборудовании за первый год его ввода; u(0) - эксплуатацион­ные расходы в этом году. Здесь целесообразно разворачивать процесс от конца к началу. Для последнего года (к = 1) оптималь­ной политикой с точки зрения всего процесса будет политика, обеспе­чивающая максимальную прибыль только за последний год. Учитывая значение прибыли при различном образе действия (замена - сохране­ние), приходим к выводу, что решение о замене оборудования возраста t лет следует принять в случае, когда прибыль от нового оборудования на последнем периоде больше, чем от старого, т.е. при условии

Итак, для последнего, года оптимальная политика и максимальная прибыль F 1 {t) находятся из условия

Пусть к = 2, т. е. рассмотрим прибыль за два последних года. Де­лаем предположение о возможном состоянии t оборудования на начало предпоследнего года. Если в начале этого года принять решение о сохранении оборудования, то к концу года будет получена прибыль r(t) - u(t). На начало последнего года оборудование перейдет в состояние t + 1, и при оптимальной политике в последнем году оно принесет прибыль, равную F 1 (t + 1). Таким образом, общая прибыль за два года составит r(t) - u(t) + F 1 (t + 1). Если же в начале предпоследнего года будет при­нято решение о замене оборудования, то прибыль за предпоследний год составит s(t)-p+r(0)-u(0). Поскольку приобретено новое оборудование, на начало последнего года оно будет в состоянии t = 1. Следовательно, общая прибыль за последние два года при оптимальной политике в по­следнем году составит

Условно-оптимальной в последние два года будет политика, достав­ляющая максимальную прибыль:

Аналогично находим выражения для условно-оптимальной прибыли за три последних года, четыре и т. д. Общее функциональное уравнение примет вид

Таким образом, разворачивая весь процесс от конца к началу, получаем, что максимальная прибыль за плановый период Т составит F T (t 0). Так как начальное состояние to известно, из выражения для F T (t 0) находим оптимальное решение в начале первого года, потом вытекающее оптимальное решение для второго года и т.д. Обратимся к чи­словому примеру.

Разработать оптимальную политику замены оборудования при усло­виях:

1) стоимость r(t) продукции, производимой с использованием обо­рудования за год, и расходы u(t), связанные с эксплуатацией оборудова­ния, заданы таблицей;

2) ликвидационная стоимость машины не зависит от ее возраста и равна 2;

3) цена нового оборудования со временем не меняется и равна 15;

4) продолжительность планового периода 12 лет.

Итак, s(t) = 2, р = 15, Т = 12.

Запишем функциональные уравнения для F 1 (t) и F к (t) при числовых значениях нашего примера:

Пользуясь выражениями (8.9), (8.10), будем последовательно вычис­лять значения максимальной прибыли F к (t) и записывать их в специаль­ную таблицу (табл. 8.4). Первую строку получим, придавая параметру t в равенстве (8.9) значения 0,1,... ,12 и используя исходные данные табл. 8.3. Например, при t = 0

Заметим, что если прибыль от нового оборудования равна прибыли от старого, то старое лучше сохранить еще на год:

Из табл. 8.3 видно, что r(t) – u(t) с ростом t убывает. Поэтому при t > 9 оптимальной будет политика замены оборудования. Чтобы раз­личать, в результате какой политики получается условно-оптимальное значение прибыли, будем эти значения (до t = 9 включительно опти­мальной является политика сохранения) разграничивать жирной лини­ей. Для заполнения второй строки табл. 8.4 используем формулу (8.10). Для к = 2 получаем

Придадим параметру t значения 0,1,2,... ,12, значения r(t) и u(t) возьмем из табл. 8.3, а значения F 1 (t + 1) - из первой строки табл. 8.4. Для третьей строки расчетную формулу получим из равенства (8.10) при к = 3:

и т. д. Заполнив табл. 8.4, данные ее используем для решения постав­ленной задачи. Эта таблица содержит много ценной информации и позволяет решать все семейство задач, в которое мы погружали исходную задачу.

Пусть, например, в начале планового периода имеем оборудование возраста 6 лет. Разработаем "политику замен" на двенадцатилетний пе­риод, доставляющую максимальную прибыль. Информация для этого имеется в табл. 8.4. Максимальная прибыль, которую можно получить за 12 лет при условии, что вначале имелось оборудование возраста 6 лет, находится в табл. 8.4 на пересечении столбца t = 6 и строки F12(t); она составляет 180 единиц.

Значение максимальной прибыли F12(6) = 180 записано справа от ломаной линии, т.е. в области "политики замены". Это значит, что для достижения в течение 12 лет максимальной прибыли в начале первого года оборудование надо заменить. В течение первого года новое обору­дование постареет на год, т.е., заменив оборудование и проработав на нем 1 год, мы за 11 лет до конца планового периода будем иметь обо­рудование возраста 1 год. Из табл. 8.4 берем F11(l) = 173. Это значе­ние располагается в области "политики сохранения", т. е. во втором году планового периода надо сохранить оборудование возраста 1 год, и, про­работав на нем год, за 10 лет до конца планового периода будем иметь оборудование возраста 2 года.

Выясняем, что значение F10(2) = 153 помещено в области сохра­нения. Работаем на оборудовании еще год. Теперь до конца планового периода осталось 9 лет, а возраст оборудования составляет 3 года. Нахо­дим F9(3) = 136. Это область сохранения. Работаем на оборудовании еще год. Его возраст становится равным 4 годам. До конца планового перио­да остается 8 лет. Определяем F8(4) = 120. Это область замен. Заменяем оборудование на новое. Проработаем на нем в течение четвертого года. Оно постареет на год. До конца планового периода останется 7 лет. На­ходим F7(l) = 113. Это область сохранения. Продолжив подобные рассу­ждения, установим, что F6(2) = 93, F5(3) = 76 расположены в области сохранения, F4(4)=60 - в области замен, F3(l) = 53, F2(2) = 33, F1(3) = 16 - в области сохранения. Разработанную политику изобразим следующей цепочкой:

Таким образом, вместо поиска оптимальной "политики замен" на плановый период в 12 лет мы погрузили исходную задачу в семейство подобных, когда период меняется от 1 до 12. Решение ведется по прин­ципу оптимальности для любого состояния системы, независимо от ее предыстории. Оптимальная "политика замен" является оптимальной на оставшееся число лет. Табл. 8.4 содержит информацию для решения и других задач. Из нее можно найти оптимальную стратегию замены оборудования с лю­бым начальным состоянием от 0 до 12 лет и на любой плановый период, не превосходящий 12 лет. Например, найдем "политику замен" на пла­новый период в 10 лет, если вначале имелось оборудование пятилетнего возраста:

Задачу о замене оборудования мы упростили. На практике же дета­лями не пренебрегают. Легко учесть, например, случай, когда остаточная стоимость оборудования s(t) зависит от времени. Может быть принято решение о замене оборудования не новым, а уже проработавшим некото­рое время. Не составляет также труда учесть возможность капитального ремонта старого оборудования. При этом в понятие "состояние" системы необходимо включить время последнего ремонта оборудования. Функция Fk(ti,t2) выражает прибыль за последние к лет планового периода при условии, что вначале имелось оборудование возраста t1, прошедшее ка­питальный ремонт после t2 лет службы. Характеристики г, s и и также будут функциями двух переменных t1 и t2.

Одной из важных экономических проблем является определение оптимальной стратегии замены старых станков, aipcraTOB и машин на новые. Старение оборудования означает его физический и моральный износ, в результате чего увеличиваются затраты на ремонт и обслуживание, возрастают производственные затраты по выпуску продукции, снижаются

производительность и ликвидная стоимость. Наступает время, когда старое оборудование выгоднее продать, заменить новым, чем эксплуатировать ценой больших затрат; причем его можно заменить новым оборудованием того же вида или новым, более совершенным. Оптимальная стратегия замены оборудования состоит в определении ее оптимальных сроков. Критерием оптимальности при этом может служить прибыль от эксплуатации оборудования, которую следует оптимизировать, или суммарные затраты на эксплуатацию в течение рассматриваемого промежутка времени, подлежащие минимизации.

Введем обозначения:

r(t) - ежегодные затраты на обслуживание оборудования возраста t лег;

g(t) - остаточная стоимость оборудования возраста t лег;

Р 0 - покупная цена оборудования.

Рассмотрим период N лет, в пределах которого требуется определить оптимальный цикл замены оборудования.

Обозначим через Л*(/) - оптимальные затраты, получаемые от

оборудования возраста t лет за оставшиеся N лет цикла использования оборудования при условии оптимальной стратегии.

Возраст оборудования отсчитывается в направлении течения процесса. Так, / = 0 соответствует случаю использования нового оборудования. На каждом этапе /V-стадийного процесса должно быть принято решение о сохранении, замене или проведении ремонта оборудования. Выбранный вариант должен обеспечивать получение минимизации суммарных затрат на эксплуатацию в течение рассматриваемого промежутка времени.

Предполагается, что переход от работы на оборудовании возраста t лег к работе на новом оборудовании совершается мгновенно, то есть замена старого оборудования и переход к работе на новом оборудовании укладываются в один период.

Пример 4.2

Оборудование эксплуатируется в течение пяти лет и после этого продается. В начале каждого года можно принять решение о сохранении оборудования или его замене новым. Стоимость нового оборудования Р 0 = 4000 руб. После t лет эксплуатации (1 g(t) = Р 0 2~‘ руб. (ликвидная стоимость). Затраты на содержание в течение года зависят от возраста оборудования t и равны r(t) = 600(/ + 1).

Определить оптимальную стратегию эксплуатации оборудования, чтобы суммарные затраты с учетом начальной покупки и заключительной продажи были минимальными.

Решение. Способ деления управления на шаги естественный - но годам, п = 5. Параметр состояния - возраст машины лу= t, ,v 0 = 0 - машина новая в начале первого года эксплуатации. Управление на каждом шаге зависит от двух переменных If и If.

Уравнения состояний зависят от управления:

Показатель эффективности А"-го шага:

(при If затраты только на эксплуатацию машины возраста t, при If машина продается (-4000 2~"), покупается новая (4000) и эксплуатируется в течение первого года (600), общие затраты равны (-4000 2 " + 4000 + 600)).

Пусть л’ (?) - условные оптимальные затраты на эксплуатацию машины, начиная с А"-го шага до конца, при условии, что к началу А"-го шага машина имеет возраст / лег. Запишем для функций Л"(г) уравнения Веллмана, заменив задачу максимизации задачей минимизации:

Величина 4000 2 0+11 - стоимость машины возраста t лет (по условию машина после пяти лет эксплуатации продается):

Из определения функций Л* (/) следует A min = Л*(0).

Представим геометрическое решение этой задачи. Отложим по оси абсцисс номер шага к, а по оси ординат - возраст машины /. Точка (к - 1, /) на плоскости соответствует началу А - -го года эксплуатации машины возраста / лет. Перемещение на графике в зависимости от принятого управления на /о-м шаге показано на рис. 4.3.

Рис. 4.3

Состояние начала эксплуатации машины соответствует точке,v‘(0, 0), конец - точкам.5(5,/). Любая траектория, переводящая точку ДА-1, /) из в.5, состоит из отрезков - шагов, соответствующих годам эксплуатации. Необходимо выбрать такую траекторию, при которой затраты на эксплуатацию машины окажутся минимальными.

Над каждым отрезком, соединяющим точки (А’ - 1, /) и (А, / + 1), записываются соответствующие управлению If затраты (600(/ + 1)), а над отрезком, соединяющим точки (к - 1, /) и (к , /), - затраты, соответствующие управлению If (4600 - 4000 2 "). Таким образом размещаются все отрезки, соединяющие точки на 1рафикс, соответствующие переходам из любого состояния лд_| в состояние s k (см. рис. 4.3).

Далее на размеченном фафе производится условная оптимизация. В состояниях (5, /) машина продается, условный оптимальный доход от продажи равен 4000 2~‘, но поскольку целевая функция связана с затратами, то в кружках точек (5, /) ставится величина дохода со знаком минус. Далее на последующих этапах выбираются минимальные затраты среди двух возможных переходов, записываются в кружок данной точки, а соответствующие управления на этом шаге помечаются пунктирной стрелкой. При этом на каждом шаге трафически решаются уравнения Веллмана (рис. 4.4).

После проведения условной оптимизации получим в точке (0, 0) минимальные затраты на эксплуатацию машины в тсченШ пяти лет с последующей продажей: A min = 11 900. Далее строится оптимальная траектория, перемещаясь из точки So(0, 0) по пунктирным стрелкам в.?. Получаем набор точек: {(0, 0), (1, 1), (2, 2), (3, 1), (4, 2), (5, 3)}, который соответствует оптимальному управлению U"(u c , U‘, U U c , U c). Оптимальный режим

эксплуатации состоит в том, чтобы заменить машину новой в начале третьего года.

Таким образом, размеченный график (сеть) позволяет наглядно интерпретировать расчетную схему и решить задачу методом динамического программирования.

Модели и вычислительные процедуры динамического программирования очень гибки в смысле возможностей включения различных модификаций задачи. Например, аналогичная задача может быть рассмотрена для большого числа вариантов управления, «ремонт», «капитальный ремонт» и г.д. Все эти факторы могут быть учтены вычислительной схемой динамического программирования.