Современные подходы к вопросам повышения качества продукции и эксплуатационной безопасности энерготехнологических комплексов

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ВОПРОСАМ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Т.В. Клименко, А.В. Тотай, В.С. Казаков

Рассмотрены возможности разработки интегрированной системы управления качеством эксплуатации энерготехнологического оборудования для обеспечения выпуска конкурентоспособной продукции, повышения надежности и безопасности производства, увеличения эффективности мероприятий по охране труда и окружающей среды.

Ключевые слова: система управления качеством, энерготехнологическое оборудование, эксплуатация, качество продукции, безопасность производства, охрана труда, экологический менеджмент.

Продукция энерготехнологической, теплотехнической и электроэнергетической отраслей промышленности не только общественно востребована, но и весьма специфична по своему характеру - это производство тепло- и энергоносителей в виде высокопотенциальных потоков горячей и холодной воды, технологического пара и конденсата, электроэнергии, сжатого воздуха, сжиженных природного и других газов. Современный уровень требований к этим энергоносителям, прежде всего как к продукции, устанавливаемый действующими стандартами (ГОСТ, РД, СНиП, ТУ) и другими нормативными документами, достаточно высок и определяет с учетом особенностей технологии не только технические условия функционирования самого производства (компрессорные установки, котельные агрегаты, ТЭЦ, АЭС, газоразделительные и газоперекачивающие станции), но и ограничения по условиям охраны и безопасности труда, медико-биологическим и экологическим показателям воздействия на персонал и окружающую среду. Продукция энергетических комплексов, помимо этого, должна удовлетворять запросам потребителя и быть конкурентоспособной на экономическом рынке, что также имеет свои особенности, обусловленные ее спецификой и требованиями международного стандарта качества [1].

Таким образом, в энергетической отрасли очевидна потребность создания системы оценки и управления качеством не только продукции, но и технологических процессов, как выработки энергоносителей, так и функционирования самого производства, что на практике означает необходимость формирования основных принципов (концепции) качества эксплуатации энерготехнологического оборудования. При этом вопросы менеджмента качества собственно продукции и технологических процессов, включая безопасность и охрану труда, как непосредственно взаимосвязанные производственным циклом, необходимо рассматривать совместно в виде внутренней задачи данной системы. А вопросы качества эксплуатации, внешнего воздействия проявляющихся факторов - рисков (тепловые потери, шум, вибрация, стоки, выбросы вредных веществ и т.п.) должны составлять задачу экологического менеджмента. Все это происходит в едином производственном комплексе «энерготехнологическое оборудование - обслуживающий персонал - окружающая среда», где выбор приоритетов качественных показателей процессов может быть неоднозначным. Совместное решение указанных задач с учетом нормативных документов в единой интегрированной системе позволит разработать для энерготехнологических комплексов эффективные подходы к проблемам повышения не только качества их продукции, но и эксплуатационной безопасности всего производственного цикла.

Важнейшие для практики пути повышения качества эксплуатации энерготехнологического оборудования могут быть также реализованы с применением основных положений процессного подхода [2; 3]. Каждому этапу в развитии энерготехнологической отрасли соответствует некоторый уровень организации менеджмента качества, на котором появляется необходимость управленческого воздействия на производство с целью его совершенствования. При этом установление, обеспечение и поддержание необходимого уровня качества продукции при ее разработке, изготовлении, монтаже и испытании, эксплуатации, модернизации, реконструкции или утилизации, осуществляемые путем систематического контроля качества, в совокупности представляют непрерывный процесс функционирования системы. Технически необоснованное стремление к увеличению производительности энергоустановок (положительный аспект «за»), как правило, сопровождается повышением виброакустического воздействия на оператора, концентраций выбросов вредных веществ в промзону, дополнительными теплопотерями и другими рисками (аспекты «против»), снижающими качество эксплуатации. При процессно-ориентированном подходе к управлению качеством один и тот же процесс зачастую является источником опасности для персонала и одновременно источником продукции, соответствующей установленным требованиям к качеству, которая, в свою очередь, может представлять экологический аспект при определенных условиях ее использования. Энерготехнологические процессы могут не только иметь результатом выпуск продукции или оказание услуг, но и быть носителями потенциальных рисков выпуска некачественной продукции, причинения ущерба окружающей среде или здоровью персонала. Создание интегрированной системы менеджмента качества является одним из подходов к повышению надежности эксплуатации и конкурентоспособности продукции энерготехнологических комплексов.

Процессы системы управления качеством продукции, экологические аспекты, опасности производства нужно рассматривать в интегрированной системе менеджмента (ИСМ) как триединый элемент, управляемый с помощью процессного подхода [4; 5]. Интеграция систем служит минимизации факторов риска, связанных как с процессами производства, так и с процессами управления им. Идентификация процессов и элементов в системе управления качеством требует конкретных практических действий, среди которых могут применяться управленческий анализ, конструкторско-технологическое сопровождение, диагностическое исследование. При этом диагностирование становится одним из основных методов оценки качества работы и, следовательно, неотъемлемой частью системы управления качеством эксплуатации энерготехнологического комплекса. Функциональная значимость диагностирования существенно возрастает при разработке интегрированной системы менеджмента, где этот метод можно отнести к обязательному блоку «Оценка показателей деятельности ИСМ» [1].

Рис. 1. Схема формирования ИСМ качества продукции и эксплуатации энерготехнологического комплекса

Интегрирование систем менеджмента качества осуществляется не формальным сложением или сравнением однотипных требований, а их иерархическим наложением. Одно из таких решений на основе методов имитационного моделирования применительно к вопросу создания ИСМ качества, безопасности труда и окружающей среды в организации описано в работе [6]. Конкретизируя концептуально рассмотренную задачу, авторы статьи предлагают схему возможного формирования ИСМ качества энерготехнологического комплекса с учетом специфики его продукции, особенностей функционирования производства и условий эксплуатации (рис. 1).

Для определения потенциально влияющих параметров, воздействий, аспектов и рисков (рис. 1) могут быть использованы различные инструменты качественного анализа взаимосвязи, которые обладают индивидуальными особенностями и возможностями (в зависимости от поставленной цели исследования) [7]. Наглядное представление о таком влиянии факторов дает причинно-следственная диаграмма К. Исикавы, доработанная авторами применительно к задачам энерготехнологического производства (рис. 2). Эта диаграмма проста и удобна для практического использования, так как позволяет не только выявить определяющие качество продукции факторы, но и в анализе процессов при необходимости установить (назначить) способом ранжирования степень важности отдельных параметров при оценке качественных показателей.

Рис. 2. Причинно-следственная диаграмма для определения факторов, влияющих на качество продукции и эксплуатации энерготехнологических установок

повышение качество продукция конкурентоспособный

Метод весовых коэффициентов позволяет смещать акценты оценки важности влияния параметров (не только количественной, но и качественной) в зависимости от анализируемого этапа жизненного цикла, как самого изделия (продукции), так и технической системы в целом [7; 8]. Такой подход к рассмотрению характеристик энерготехнологического комплекса, во-первых, дает возможность учитывать особенности генерирования энергоносителей, во-вторых, объединяет проблемы повышения показателей качества продукции, эксплуатации и экологического менеджмента в решение комплексной задачи, в-третьих, позволяет оптимизировать по факторам влияния исследуемые рабочие процессы. Для этих целей могут быть использованы методы обобщенных переменных, целевых функций, нечетких множеств, причем как в абсолютных значениях параметров, так и в их относительных величинах - безразмерных комплексах (критериях). Последнее обстоятельство существенно расширяет область практического использования результатов качественного анализа, позволяя сделать подобный подход к оценке эффективности работы энерготехнологических систем фактически универсальным.

Интегрированная система управления качеством становится стержневым элементом, координирующим инженерно-экономические, конструкторско-технологические, экологические, медико - биологические и другие решения в вопросах «за» и «против» на всех этапах жизненного цикла энергетического производства: разработка - проектирование, изготовление - испытание, эксплуатация - постоянное улучшение (инновация, модернизация, реконструкция). Решение указанных задач повышения качества является одним из эффективных рычагов подъема до современного уровня конкурентоспособности продукции отечественного энерготехнологического производства, а также его эксплуатационной безопасности.

Использование современных информационных технологий, баз данных и знаний, программных комплексов в виде экспертных систем, элементов искусственного интеллекта существенно расширяет возможности качественного анализа, повышает оперативность принятия руководством конкретных решений. Это значительно улучшает в целом динамику согласования режимов работы энергосистемы с нагрузками потребителей, что особо важно для энергетических установок, так как способствует повышению качества их продукции и эксплуатационной надежности.

Авторами предложена практическая реализация схемы процессного подхода к управлению качеством эксплуатации компрессорной установки с использованием экспертной системы (рис. 3) [3; 8].

Рис. 3. Схема диагностики технического состояния и качества эксплуатации компрессорной установки с использованием экспертной системы

Для диагностирования качества продукции (сжатого воздуха), надежности работы и экологического мониторинга компрессорного оборудования использована экспертная система «TILShell 3.0+», апробированная в задачах контроля и оценки технического состояния, энергетических параметров, виброакустических характеристик компрессора и его вспомогательного оборудования [9]. В качестве элемента, расширяющего возможности такой экспертной системы, можно предложить функциональный блок - модуль принятия решения о качестве эксплуатации, где базы данных, полученные с применением инструментальных и аналитических методов диагностики, используются при комплексном диагностировании и экспертизе показателей эксплуатационной надежности технического объекта. Один из вариантов наполнения блок-схемы модуля принятия решения [10], адаптированный авторами к техническим задачам эксплуатации любой энерготехнологической установки с возможностями экспертной оценки (в том числе и качественных показателей), изображен в общем виде на рис. 4. Блок-схема представляет собой алгоритм принятия решения на конкретном этапе функционирования производства (в данном случае при эксплуатации). Из анализа алгоритма следует, что схема принятия решений на отдельных этапах и стадиях одинакова, конкретное же наполнение некоторых блоков, т.е. методы получения и оценки информации, подходы к согласованию и выработке рекомендаций и т.п., может быть различным. Рассмотрим последовательность функционирования модуля принятия решений для оценки качества продукции и эксплуатации компрессорной установки (рис. 3):

- формирование на основе результатов диагностирования базы данных (технический срез режимных параметров установки), характеризующей рабочие процессы получения в компрессоре сжатого воздуха (давление, температура, производительность, неравномерность подачи - степень пульсации потока, влажность и запыленность воздуха, мощность привода, полезная работа компрессора, виброакустические характеристики, механические и гидравлические шумы, нарушения в работе вспомогательного оборудования) (блок 1);

- аналитические расчеты, формирование оценочных критериев, элементы имитационного моделирования, анализ и сопоставление результатов с нормативной базой, нормирование рабочих параметров, определение качественных показателей, экспертные заключения и рекомендации (блоки 2 - 4);

- операции логического перехода в зависимости от принятого в блоке 4 технического решения (блок 5);

- возможные пути совершенствования и улучшения производства сжатого воздуха, обеспечивающие повышение качества продукции и эксплуатации компрессорной установки: модернизация производства (блок 6) и реконструкция производства (блоки 7 - 9).

Рис. 4. Блок-схема работы элементов модуля принятия решения в экспертной системе управления качеством эксплуатации энерготехнологической установки

Блок-схему работы элементов модуля принятия решения (рис. 4) можно считать логическим завершением структуры программного комплекса экспертной системы (рис. 3), которая позволяет на основе результатов диагностики, баз данных и знаний дать экспертный совет или принять решение относительно некоторого вопроса в узкой предметной области понятным для пользователя образом, а также обладает рядом преимуществ для создания, например, АСУ качеством эксплуатации и экологическим контролем надежности работы компрессорной установки. Аналогичный инновационный подход в методе оценки показателей качества эксплуатационного мониторинга применим и для других энерготехнологических комплексов (котельные установки, насосные и вентиляционные системы, тепловые сети, перекачивающие станции, нефте- и газопроводы и т.п.).

В совокупности с рассмотренными схемами качественного анализа такой диагностический подход, базирующийся на информационном методе, сочетается с общими принципами создания ИСМ качества энерготехнологического комплекса, заложенными в блоке «Диагностика» (рис. 1), и позволяет выработать конкретные направления решения задач обеспечения эксплуатационной надежности и экологической безопасности, существенно уменьшая при этом риски принятия необоснованных решений и влияния человеческого фактора в проблемных ситуациях функционирования современной энергетики.

Получаемые в процессе мониторинга технического состояния энергетических установок сведения трудно сопоставимы между собой и не всегда удовлетворяют условиям, которые позволили бы обоснованно применить для их анализа традиционные методы оценки эксплуатационных показателей. Для решения этой задачи необходимо определять обобщенные характеристики качества продукции, уровня эксплуатации энергетического оборудования с учетом того, что ресурс его работы со временем снижается из-за физического износа и морального старения, а также повышения требований к техническим параметрам, экологическим показателям и ужесточения требований соответствующих стандартов [8]. Существующая на практике процедура оценки качества собственно продукции в ИСМ должна быть обязательно дополнена методами оценки качества эксплуатации оборудования и сопутствующих этому аспектов. Разработанный с такой направленностью подход становится заключительным этапом в ИСМ, позволяющим получить обобщенный показатель (критерий) качества конкретного производства.

Таблица

Система оценки качества эксплуатации энерготехнологического оборудования

Примечание. КОИ - комплексная оценка по результатам испытаний; ОУК - оценка уровня качества по принятой шкале; УИО - уровень использования отходов производства

Анализируя рекомендации по оцениванию качества продукции на различных стадиях ее производственного цикла, а также учитывая рассмотренные особенности создания ИСМ качества современного промышленного комплекса, в том числе энерготехнологического, можно предложить достаточно эффективную систему оценок и методик определения качества эксплуатации оборудования (таблица).

Для энерготехнологического оборудования оценочные показатели качества продукции, надежности эксплуатации и экологической безопасности могут быть получены на основе баз данных диагностических исследований [9]. С целью адекватной оценки качества эксплуатационных показателей необходимо, как уже отмечалось, определять обобщенные характеристики работы энергетического оборудования. Для решения этой задачи может быть использована методика интегральной оценки качества, в основе которой лежит расчет на базе теории нечетких множеств значения обобщенной функции желательности. Конкретный расчет и анализ показателей качества эксплуатационной надежности и экологической безопасности энерготехнологического оборудования на примере производственной компрессорной установки приведены в [8].

Рассмотренные методы и подходы представляют научный и практический интерес для диагностирования и квалиметрии процессов в технически сложных системах, к которым можно отнести энерготехнологические комплексы. Создание безопасных технологий производства энергоносителей с прогнозируемыми показателями (характеристиками качества продукции) - это основа инженерных подходов в современной энергетике при решении таких задач, как:

- разработка интегрированной системы управления качеством продукции и эксплуатации энерготехнологического комплекса;

- организация автоматизированного мониторинга показателей работы энерготехнологического оборудования и получение на основе экспертного анализа соответствующих рекомендаций по улучшению качества продукции и эксплуатации;

- обеспечение оптимальных (с точки зрения эксплуатационной надежности, охраны труда, экологической безопасности) режимов работы оборудования;

- оценка качества продукции энерготехнологического комплекса;

- прогнозирование и нормирование показателей эксплуатационной и экологической надежности энерготехнологического оборудования;

- оперативное решение вопросов устранения аварийных и чрезвычайных ситуаций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ Р ИСО 9001 - 2008. Системы менеджмента качества. Требования.

2. Горленко, О.А. Процессный подход к менеджменту качества / О.А. Горленко, И.Г. Манкевич; под ред. О.А. Горленко. - Брянск: БГТУ, 2008. - 168 с.

3. Тотай, А.В. Процессный подход при оценке качества эксплуатации энерготехнологического оборудования / А.В. Тотай, В.С. Казаков, Т.В. Клименко // Менеджмент качества продукции и услуг: материалы 3-й Междунар. науч.- техн. конф.: в 2 т./ под ред. О.А. Горленко.- Брянск: БГТУ, 2010. - Т.2. - С. 259 - 264.

4. Василевская, С.В. TQM - основа интегральной системы менеджмента / С.В. Василевская // Методы менеджмента качества. - 2005. - №1. - С. 32 - 38.

5. Мирошников, В.В. Интегрированная система менеджмента качества, безопасности труда и охраны окружающей среды / В.В. Мирошников // НИСОНГ-2-2002. Управление качеством. - C. 17-22.

6. Школина, Т.В. Создание интегрированной системы менеджмента качества, безопасности труда и окружающей среды в организации / Т.В. Школина // Вестн. БГТУ. - 2010. - №3. - С. 115-123.

7. Хвастунов, Р.М. Квалиметрия в машиностроении / Р.М. Хвастунов, А.Н. Феофанов, В.М. Корнеева, Е.Г. Нахапетян. - М.: Машиностроение, 2009. - 285 с.

8. Тотай, А.В. Оценка и нормирование показателей качества эксплуатационной надежности и экологической безопасности энерготехнологического оборудования / А.В. Тотай, В.С. Казаков, Т.В. Клименко // Справочник. Инженерный журнал. - 2010. - №2. - С. 34 - 37.

9. Казаков, В.С. Современные методы диагностирования показателей надежности и экологической безопасности при эксплуатации энерготехнологического оборудования / В.С. Казаков, Т.В. Клименко // Вестн. БГТУ. - 2008. - №3. - С. 26-31.

10. Черноруцкий, И.Г. Методы принятия решений / И.Г. Черноруцкий. - СПб.: БХВ - Петербург, 2005.- 416 с.

Размещено на Allbest.ru