Когда руководителю предлагают испытать в работе новый стандарт, у него возникает резонный вопрос — какую пользу это принесёт предприятию? Особенно когда речь идёт о «необязательных» стандартах, таких как семейство ISO 5500X или стандарт ISO 14224. О том, как он помогает определять и стандартизировать данные предприятия о ТОиР, в этой статье расскажет системный аналитик Factory5 Николай Байдаченко.

Почему организации выгодно следовать рекомендациям ISO 14224?

Перечислим главные преимущества стандарта в управлении активами предприятия.

1. Следование ISO 14224 позволяет организации строить в своих системах управления ТОиР согласованные, однозначно понимаемые данные в области надежности оборудования и его технического обслуживания и ремонтов. Это упрощает соблюдение определенных правил и улучшает взаимодействие и коммуникации между различными сторонами процесса: эксплуатантами активов, производителями оборудования, подрядчиками и т.д.

2. Чёткий и структурированный подход к идентификации отказов оборудования с возможностью определять критичность отказа, его вид, причины и другие важные данные, необходимые для технического обслуживания и эксплуатации оборудования в целом. Использование четкого стандарта внутри организации позволяет достичь эффективной коммуникации между ее службами и подразделениями, зачастую разделенных огромными расстояниями и границами. ISO 14224 — это стандартизованный подход к классификации и систематизации, сбору данных и KPI на разных промышленных площадках организации.

3. Принятие ISO 14224 позволяет предприятиям повысить доверие со стороны регулирующих органов и предоставлять всю требуемую информацию, доступную в системе управления активами. Стандарт позволяет осуществлять четко организованные процессы с соблюдением требований аудиторов и/или регулирующих органов, поскольку система управления активами предприятия способна эффективно предоставлять ответы на все возникающие у них вопросы. Доверие регулятора растет благодаря внедренному стандарту, а подтверждающая информация легко доступна в системе управления активами предприятия, например EAM системе.

Стандарт ISO 14224: история создания и основное назначение

ISO 14224 — международный стандарт в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности. Это детальная и полноценная основа для сбора данных по надежности и техническому обслуживанию и ремонтам в стандартном формате для любых производственных площадок, предприятий нефтяной, газовой и нефтехимической отраслей промышленности на протяжении всего срока эксплуатации оборудования.

Стандарт описывает принципы сбора данных и соответствующие термины, формирующие так называемый «язык надежности», который может быть применен для распространения опыта эксплуатации и технического обслуживания оборудования.

Первая версия ISO 14224 была опубликована в августе 1999 года, вторая — в декабре 2006, последняя, текущая версия стандарта — в сентябре 2016 года.

Основная терминология стандарта и ее аналоги в стандартах ГОСТ

Как мы упомянули выше, стандарт описывает термины, формирующие так называемый «язык надежности». Однозначное понимание этих терминов очень важно, особенно когда мы пытаемся использовать в своей работе методологии и просто наработки западных коллег, ссылающихся при описании своего опыта на этот стандарт. Ниже приведены несколько терминов и их определений в стандарте ISO 14224 и их переводы на русский язык, а также примеры их трактовки в различных российских ГОСТах, например, ГОСТ Р 53480-2009 и ГОСТ Р 27.102-2021.

Таблица 1.Некоторые термины и определения стандарта ISO 14224 и возможные аналоги на русском языке.

Таксономия (классификация) стандарта

Одно из основных определений стандарта ISO 14224 — таксономия — определяет различные уровни, на которых должны собираться данные. Классификация соответствующих данных, собираемых в соответствии со стандартом, представлена иерархией, показанной на рисунке ниже.

Рисунок 1. Таксономия стандарта ISO 14224.

Уровни классификации с первого по пятый представляют категоризацию высокого уровня, относящуюся к отраслям и предприятиям, независимо от задействованных единиц оборудования. Это связано с тем, что единица оборудования, например, компрессор может использоваться во многих различных отраслях промышленности и компоновках оборудования, и для анализа надежности аналогичного оборудования необходимо понимать эксплуатационный контекст. Таксономическая информация на этих уровнях  должна включаться в базу данных для каждой единицы оборудования как «данные об эксплуатации/местоположении».

Уровни с шестого по девятый относятся к единице оборудования реестре или иерархии оборудования предприятия), причем разделение на нижних уровнях разукрупнения соответствует иерархическим отношениям (взаимосвязи «родитель - дочерний элемент»).

Стандарт ISO 14224 фокусируется на уровне единицы оборудования (уровень 6) для сбора данных надежности и ТОиР, а также косвенно на нижние включенные позиции, такие как сборочные единицы и компоненты.

Количество уровней подразделения для сбора данных надежности и ТОиР зависит от сложности оборудования и использования данных. Для одного устройства/прибора может не потребоваться дополнительная разбивка, в то время как для большого компрессора может потребоваться несколько уровней.

Для данных, используемых при анализе готовности (availability analysis) оборудования, надежность на уровне единицы оборудования, может быть, единственными необходимыми данными, в то время как анализ RCM и анализ первопричин (коренных причин) могут потребовать данных о механизме отказа на уровне компонента / обслуживаемого элемента или деталей.

Следует отметить, что стандарт не рассматривает в деталях девятый уровень.

Чтобы быть значимыми и сопоставимыми, необходимо, чтобы данные по надежности и техническому обслуживанию были связаны с определенным уровнем таксономической иерархии. Например, вид отказа (failure mode) должен быть связан с единицей оборудования, в то время как механизм отказа (failure mechanism) должен быть связан с самым низким достижимым уровнем в иерархии элементов.

Что касается элементов на различных уровнях иерархии, многие из них могут находиться на различных уровнях таксономической иерархии, в зависимости от контекста или размера элемента. Например, затворы и насосы являются классами оборудования, но они также могут быть обслуживаемыми (дочерними) элементами в газовой турбине.

Для некоторых систем оборудования может быть целесообразным применять сбор данных по надежности и воздействиям ТОиР также и на пятом уровне (уровень системы, см. рис.1 и Таблица A.3 стандарта ISO 14224).

Данные по надежности и ТОиР должны собираться на упорядоченной и структурированной основе. И, согласно требованиям стандарта, следует учитывать ряд важных аспектов, которые включают определение границ оборудования. Это значит, что для каждого класса оборудования должна быть определена граница, указывающая, какие данные по надежности и техническому обслуживанию и ремонтам необходимо собирать по каждому классу оборудования. Настоятельно рекомендуется избегать перекрытия границ для различных классов оборудования. Как утверждает стандарт, «ясное описание границ является крайне важным для сбора, объединения и анализа данных по надежности и ТОиР оборудования различных отраслей, заводов и источников. Наличие этих границ облегчают общение эксплуатантов и производителей оборудования.

Для каждого класса оборудования должна быть определена граница, указывающая какие данные по надежности и ТОиР должны собираться по нему в системе. Граница может быть определена на рисунке/чертеже, просто в текстовом формате, или с помощью комбинации этих двух способов.

Рисунок 2. Пример определения границ для насоса (стандарт ISO 14334).

Данные по надежности и ТОиР должны собираться на упорядоченной и структурированной основе. Для эффективного сбора и использования данных должны использоваться следующие их категории:

1. Данные о единице оборудования (Equipment Unit Data).

Описание единицы оборудования (уровень 6 таксономии, см.рис.1) содержит:

• классификационные данные, например, завод/установка, местоположение, система;

• атрибуты оборудования, например, данные производителя, характеристики конструкции;

• эксплуатационные данные, например, режим эксплуатации, эксплуатационная мощность, условия эксплуатации.

Эти категории данных могут быть общими для всех классов оборудования. Кроме того, требуются некоторые специфичные для каждого класса данные — например, количество ступеней компрессора или количество цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

2. Данные отказов (Failure data).

Они содержат:

• идентификационные данные, например, номер записи об отказе; оборудование, которое отказало в результате этого события отказа;

• данные, характеризующие отказ — например, дата отказа, отказавшие элементы, воздействие отказа, вид отказа, причина отказа, метод обнаружения отказа.

3. Данные технического обслуживания и ремонтов.

В их число входят:

• идентификационные данные, например, номер записи мероприятия ТОиР, связанный с ним отказ и/или запись (номер) оборудования;

• данные ТОиР, параметры, характеризующие воздействие ТОиР, например, дату ТОиР;

• категории ТОиР, воздействия ТОиР, последствия ТОиР, обслуживаемые позиции;

• ресурсы ТОиР, человеко-часы ТОиР на направление работ и в общем, применяемое оборудование для вспомогательных работ и ресурсы;

• время ТОиР, время активного ТОиР, простои.

Тип данных об отказах и ТОиР обычно должен быть общим для всех классов оборудования, за исключением случаев, когда необходим сбор специфических типов данных, например, для подводного оборудования.

Мероприятия по корректировочному ТОиР должны фиксироваться для описания корректирующих воздействий после отказа.

Записи превентивного (профилактического) ТОиР требуются для сохранения полной истории жизненного цикла единицы оборудования.

Каждая запись в базе данных системы, например, событие отказа, должно быть идентифицировано рядом атрибутов. Каждый атрибут описывает какую-то определённую часть данных, например, вид  или причину отказа.

Рекомендуется, чтобы каждая часть данных была закодирована. Преимущества такого подхода против использования текста в свободной форме очевидны, это:

• упрощение запросов к базе данных и анализа данных;

• простота ввода данных;

• проверка корректности, выполняемая на входе, с помощью предопределенных списков кодов;

• минимизация размера базы данных и времени отклика на запрос.

Диапазон предопределенных кодов должен быть оптимальным. Слишком узкий диапазон приведет к тому, что коды будут слишком общими, чтобы быть полезными. И напротив, слишком большой диапазон кодов даст очень подробное и может более точное описание, но замедлит процесс ввода и скорее всего, не будет использоваться полностью. Согласно стандарту, коды по возможности, должны быть взаимоисключающими.

Недостаток предопределенного списка кодов по сравнению с использованием текста в свободной форме – в некоторых случаях детальная информация может быть потеряна по причине появления события, не предусмотренного справочником, когда имеющиеся коды недостаточно точно или детально описывают требуемое событие или иной параметр. Конечно же, стоит уделить этому вопросу серьезное внимание.

Примеры использования рекомендаций стандарта в системе управления производственными активами Factory5 

F5 EAM — интеллектуальная система управления производственными активами предприятия в комплекте с модулемоперативного оптимизационного планирования — F5 Optimizer. F5 EAM предназначена для управления производственными активами на всём их жизненном цикле, включая автоматизацию планирования и управления процессами технического обслуживания и ремонта (ТОиР).

Одна из предпосылок для внедрения любой ЕАМ-системы - это отсутствие единой базы данных с нормативно-справочной информацией по оборудованию и его историей. Системы класса ЕАМ имеют соответствующие инструменты для решения этой проблемы, однако недостаточно просто внести в систему все активы и прикрепить к ним соответствующие документы - необходимо сделать это правильно. F5 EAM позволяет создать удобную иерархию самих активов и иерархический классификатор отказов.

Ниже приведен пример иерархии отказов в формате, предлагаемом стандартом ISO 14224. 

Рисунок 4. Пример иерархии отказов ISO 14224.

На самом верхнем уровне  класс GBTU (Gear Box Transmission Unit – Редуктор/Трансмиссия), следующий уровень — проблемы, далее — причины и, наконец, описание возможных воздействий ТОиР.

В системе F5 EAM дефекты и отказы создаются в специальном справочнике. После создания записей в справочнике, на следующем шаге в классификаторе дефектов/отказов выполняется присвоение данным записям соответствующих уровней (класс, проблема, причина) и определение их связей.

Ниже приведен пример созданного класса GBTU и нескольких записей проблем: поломка, низкая мощность и полное ее отсутствие, перегрев и вибрация.

Рисунок 5. Пример класса и проблем иерархии отказов.

Для каждой проблемы существует возможность создания причин.

Рисунок 6. Пример проблемы и причин иерархии отказов.

Активы, в том числе и единицы оборудования, в системе F5 EAM могут создаваться на основе так называемых моделей. Модели являются своеобразными шаблонами для создания единиц оборудования, схожие по конструкции и требованиям к ТОиР. Для модели также могут быть указаны узлы с неограниченной вложенностью, ремонтные циклы с технологическими картами.

На следующих двух рисунках приведены примеры модели актива (см.рис.7) с параметрами технического состояния и актива (рис.8), созданные в системе F5 EAM.

Рисунок 7. Модель актива и параметры ее технического состояния.

Рисунок 8. Актив (единица оборудования) в системе F5 EAM.

Для каждой единицы оборудования в системе F5 EAM может быть указан дефект/отказ в виде иерархии отказа «класс >> проблема >> причина». Для этой комбинации может быть определена технологическая карта воздействия, направленного на устранение последствий дефекта/отказа, а также может быть создано рабочее задание для выполнения этого воздействия с учетом требуемых ресурсов (см.рис.9).

Рисунок 9. Иерархия отказа и воздействие ТОиР в системе F5 EAM.

_________

Список использованной литературы

1. ISO 14224:2016. Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Collection and exchange of reliability and maintenance data for equipment. https://www.iso.org/standard/64076.html

2. Understanding and implementing ISO 14224. NRX Asset Hub. https://www.nrx.com/

3. Байдаченко Н.А. «Стандарт ISO 14224. Термины и определения. Требования к данным и системы управления активами предприятия

P.s. Сочетание «функциональный отказ» встречается в стандарте ISO 14224 несколько раз, однако определение отсутствует.