Дефицит комплектующих, изменение логистических маршрутов, последствия коронакризиса и влияние западных санкций в 2022 году подтолкнули российские промышленные предприятия искать новые способы сохранения и повышения эффективности производства. Компании стали уделять больше внимания оптимизации расхода материально‑технических ресурсов и активнее присматриваться к отечественным EAM‑системам, обеспечивающим прозрачность процессов ТОиР и управления активами.
В активно меняющихся условиях предприятиям нужны решения для оптимизации процессов техобслуживания и ремонта «сейчас» и построения концепции цифрового предприятия «завтра». ПО для каждой отдельной компании подбирается в зависимости от уровня ее цифровой зрелости. На старте, как правило, покрываются основные элементы ТОиР, затем можно переходить к расширенным сценариям мониторинга на основе данных телеметрии и к оптимизации планов, и уже после этого внедрять модели предиктивного анализа. В этой статье мы хотим рассказать о том, как оптимизировать планы технического обслуживания и ремонта с помощью системы F5 EAM и ее модуля EAM Optimizer.
Немного теории: что такое F5 EAM и F5 Optimizer?
EAM‑системы используются для управления большим количеством производственных активов — в них ведётся каталог оборудования, фиксируются дефекты и составляется график обслуживания и ремонтов, в том числе плановых и аварийных. Такой учет обеспечивает готовность активов, своевременное пополнение запасов материально‑технических ресурсов, делает прозрачным контролирование работ и другие процессы.
Система F5 ЕАМ совместно с инструментом F5 Optimizer позволяют не только управлять жизненным циклом активов и повышать прозрачность процессов, но и существенно сокращать затраты на ТОиР за счет оптимизации планов работ. Планы ТОиР оптимизируются с учетом актуального технического состояния, регламентных ТОиР, доступности активов к ремонту и ресурсных ограничений. Для решения этой задачи оптимизации используются математические модели. Для более точного и оперативного расчета технического состояния можно также использовать F5 PMM.
F5 Optimizer — это инструмент, представляющий собой библиотеку, написанную на языке Java. Он позволяет строить оптимизированные планы ТОиР в условиях ограниченных ресурсов, таких как МТР, персонал, ремонтные боксы.
Возможности F5 Optimizer
При составлении оптимизированного плана F5 Optimizer учитывает техническое состояние активов и наличие ресурсов на его выполнение: доступность персонала, доступность МТР, доступность ремонтных позиций.
F5 Optimizer можно использовать в различных сценариях в зависимости от потребности проекта. Для этого администратор системы F5 EAM может выполнить предварительную настройку F5 Optimizer:
отключить ненужные метрики;
изменить порядок применения метрик;
настроить опции по умолчанию для F5 Optimizer: изменить период оптимизации, включить/выключить ограничения на использование ресурсов, включить/выключить учет технического состояния активов;
запретить (заблокировать) ненужные опции.
Перед запуском оптимизации плана ТОиР инженеру по планированию доступны для изменения следующие настройки F5 Optimizer:
1. Определение периода оптимизации. Период оптимизации определяет объем работ или объем желаемых позиций плана ТОиР, который необходимо оптимизировать. Например, план ТОиР создается на полгода, а оптимизировать нужно работы за ближайший месяц.
2. Определение горизонта планирования. Горизонт планирования рассчитывается как сумма следующих слагаемых:
период оптимизации – определяется полями «Начало периода» и «Окончание периода»;
длительность самой длинной работы в плане ТОиР;
дополнительное количество суток, которое отводится на завершение работ – определяется полем «На завершение еще» (по умолчанию равно 10 суткам).
3. Выбор целевой функции для работы алгоритма F5 Optimizer. В настоящее время F5 Optimizer имеет целевую функцию по минимизации простоев активов.
4. Выбор опции учета технического состояния активов при планировании.
5. Включение/выключение учета доступности ресурсов при планировании: трудовых ресурсов, МТР, инструментов и ремонтных позиций. Необходимым условием использования каждой опции является наличие и актуальность соответствующих данных. Если количество ресурсов недостаточное, F5 Optimizer может выдать ответ «невозможно составить план ТОиР, удовлетворяющий всем требованиям».
Таким образом, F5 Optimizer обеспечивает:
снижение простоев активов.
учет ресурсных ограничений.
равномерную загрузку ресурсов.
снижение трудоемкости оперативного планирования.
повышение доступности активов.
Входные данные
Пользователь должен обладать знаниями предметной области, практическими навыками работы с графическим пользовательским интерфейсом браузера.
F5 Optimizer открывается с настройками по умолчанию, заданными администратором системы F5 EAM.
В качестве входных данных F5 Optimizer использует версию плана ТОиР, график работы персонала, информацию о наличии материально-технических ресурсов и инструментов, а также график работы ремонтных позиций (боксов). Если оптимизатор работает совместно с F5 ЕАМ, вся необходимая информация берется из F5 EAM. F5 Optimizer может быть запущен только после того, как в EAM-системе сгенерирован план ТОиР, который необходимо оптимизировать.
Архитектура решения и принципы работы
Основная задача, которую решает F5 Optimizer — размещение желаемых позиций плана ТОиР в пределах указанного горизонта планирования.
Архитектура решения F5 Optimizer выглядит следующим образом:
F5 Optimizer состоит из нескольких компонентов, работающих последовательно:
1. «Генератор различных вариантов планов ТОиР» — модуль, который может генерировать различные варианты плана ТОиР, используя жадный алгоритм с эвристиками.
2. «Интерпретатор отвергнутых позиций плана ТОиР» — по каждой отвергнутой позиции плана ТОиР выясняются причины, почему позиция плана ТОиР не может быть назначена.
3. «Вычислитель метрик плана ТОиР». Предположим, что с предыдущих шагов получилось составить 100 различных вариантов планов ТОиР (Рисунок 4. Порядок вычисления метрик). Используя первую метрику, вычисляем 100 значений первой метрики (по одному на каждый вариант плана ТОиР), выбираем планы ТОиР, которые показали наименьшее значение первой метрики. Пусть таких планов ТОиР оказалось 30. Для этих 30 планов ТОиР вычисляем значения второй метрики: выбираем из этих 30 планов ТОиР те, у которых значение второй метрики оказалось минимальным. Пусть таких планов ТОиР оказалось 5. Если других метрик нет, то из этих 5 лучших вариантов планов ТОиР выбирается случайный и передается на следующий этап.
4. «Локальный оптимизатор» — корректировщик плана ТОиР, полученного на предыдущем шаге. Изначально перебрать всевозможные последовательности желаемых позиций плана ТОиР не представляется возможным, а проанализировать позиции оптимизированного плана ТОиР попарно на предмет перестановки их местами возможно, что и делается на данном этапе для потенциального улучшения плана ТОиР.
Выходные данные
На выходе F5 Optimizer предоставляет план ТОиР, который оптимизирован на основании заданных метрик. Для каждого из активов, поданных во входных данных, F5 Optimizer выдает следующую информацию:
список назначенных позиций плана ТОиР;
сводную аналитику по простоям активов;
список отвергнутых позиций плана ТОиР с указанием причин, по которым они не были назначены;
список МТР, инструментов, ремонтных позиций (боксов) и трудовых ресурсов, которых не хватило, чтобы назначить отвергнутые позиции плана ТОиР.
Задача F5 Optimizer — найти не совершенный, но очень хороший план ТОиР, сделав это лучше, чем человек. А также исключить ручное перепланирование плана ТОиР человеком, которое может достигать до нескольких десятков итераций, что становится весьма трудозатратным делом для инженера по планированию ТОиР.
Степень того, насколько план ТОиР является хорошим, определяется метриками и количеством итераций перебора. Их вычисление и сравнение производится последовательно — сначала для отбора лучших планов ТОиР используется первая метрика, затем вторая и далее. При необходимости порядок применения метрик можно изменить в настройках системы.
Таким образом, F5 Optimizer «перебирает» сотни тысяч возможных комбинаций и создает план ТОиР, в котором работы расставлены так, что могут проводиться в заданный промежуток времени, учитывая техническое состояние активов, при этом не конфликтуя за ресурсы. Благодаря этому активы будут обслуживаться в срок и в соответствии с эксплуатационной документацией, ремонтные бригады будут загружены более равномерно, а также станут более редкими ситуации, когда один актив выведен из эксплуатации и долго ждет, пока освободится ремонтный бокс.
F5 EAM совместно с F5 Optimizer позволяют выполнять множество действий по обеспечению процессов ТОиР в рамках одного сеанса и в режиме «единого окна». Благодаря этому удается значительно оптимизировать трудозатраты пользователей на выполнение рутинных задач. Профильные специалисты смогут сосредоточить внимание и силы на проблемных точках, влияющих на экономическую и техническую эффективность и их работы.