Курс «Современный ТРИЗ». Модуль «Алгоритм решения инжиниринговых задач АРИнЗ»

Рис. 5. Клапан Jamesbury, сертифицированный для работы в щелочных производствах

Изменения в расчетах клапанов

Значительно усовершенствовались системы расчета регулирующих клапанов для сложных сред в т.ч. и химических производств. Только за последние несколько лет количество протестированных и теперь успешно рассчитываемых сред программой Nelprof выросло до 500, как и возможности коррозионного расчета материала относительно конкретных параметров среды и ее протекания через клапаны, рис.6.

Рис.6. Современные системы расчета клапанов на основе моделирования

Рис. 7. Характеристики разных типов клапанов

Все это без сомнения даст определенные преимущества для подготавливаемого предложения, особенно в качестве регулирования и повышения точности, рис.8

Рис. 8. Уменьшение вариабельности процесса при замене седловых клапанов на высокоточный клапан Neles ACE

Повышение интеллектуальности арматуры

Увеличение интеллектуальности и сложности клапанов, повышение требований к надежности и высокой скорости обработки информации привели к необходимости развития диагностики и сервиса. Для этих целей все больше привлекаются квалифицированные и сертифицированные производителем специалисты сервисных центров. Для поддержки клапанов в эффективном рабочем состоянии и с ростом использования цифровой технологии практически обязательным становится использование встроенных систем диагностики.

Происходит постоянное совершенствование самих клапанов и их инструментария. Наибольшему изменению подверглись приводы и позиционеры, в которых все большую роль начинают играть цифровые позиционеры и приводы с минимальным трением и повышенной точностью выполнения задания. Системы пневматики и преобразования сигнала уже стали единым целым и все больше сочетаются с приводом, также полностью интегрируясь в единый преобразовательный блок. Для опасных производств разработаны специальные позиционеры и устройства интеллектуальной отсечки во взрывозащищенном исполнении, рис. 9,10.

Рис. 9. Система диагностики отсечных клапанов для опасных производств

Рис. 10. Позиционер ND во взрывобезопасном исполнении для опасных производств

Хотя для любого западного инвестора важность этого вопроса не вызывает сомнений, однако для предприятия, желающего шагнуть из 60-х годов 20-го века сразу в 21-й век, наверное, этот переход будет слишком тяжел. Ведь чтобы так широко шагнуть, нужно иметь и образованный по цифровым технологиям персонал, и вытекающую из его желаний зарплату, культуру производства и пр. Правда и ответ напрашивается сам собой – сделать проект вместе с внешним сервисным обслуживанием, когда бы цифровая арматура обслуживалась бы специалистами, имеющими знание и опыт. Но посмотрим…

Изменение требований к КИП и А

Учитывая более высокие требования цифровых устройств к воздуху, предприятия одновременно с модернизацией контуров регулирования проводят и дополнительные мероприятия по подготовке воздуха, одновременно модернизируя системы подготовки инструментального воздуха, или устанавливая фильтры-регуляторы, как на сами клапаны, так и на системы пневмораспределения в целом.

Объем вспомогательных работ может существенно увеличиться и бюджет слишком вырасти. Хотя это, по сути, и не наш вопрос, однако, он может повлиять на решение предприятия.

Изменения в подходе сервису и ремонту

Необходимость снижения издержек за счет повышения ремонтопригодности. Снижение издержек также достигается и применением ремонтопригодной арматуры, где обслуживание и замена внутренних частей может производиться непосредственно на линии. Это – верхний вход на клапане, или простота разборки для поворотных заслонок, а лучше не снимать, а диагностировать…

Повышение требований к унификации

Требования к надежности и сокращению издержек с уменьшением числа производителей качественной арматуры приводят к необходимости дальнейшей унификации клапанов. Целью при этом является выявление дополнительных резервов по снижению эксплуатационных затрат. Производители стремятся разработать многофункциональные, но стандартные клапаны модульного исполнения, в которых внутренние элементы могут заменяться в зависимости от требований конкретного технологического процесса.

Далекое ли это будущее, когда моральное устаревание будет столь быстрым, что даже производители собственных клапанов не будут за ним поспевать. Чтобы немного снизить напряженность этой проблемы, тем более для предприятия, заложившего отдачу от инвестиций за длительное время, этот модульный подход и взаимозаменяемость элементов внутри модуля – спасение.

Изменение в подходах к закупкам и инвестициям

Выделение арматуры и КИП в отдельную спецификацию. Арматура, как один из специализированных элементов технологической линии все более часто выделяется в отдельную спецификацию, что позволяет очень индивидуально применить системы диагностики, сервисного обслуживания, обменного фонда. В то же время клапаны и арматура мировых производителей, выполняемая по проверенным интерфейсам, позволяет работать с различными системами автоматизации.

Все это вытекает из унификации. Она позволяет получить, и диагностику, и консигнационный склад, и обменный фонд. Наша цель будет – максимальное доказательство этого тезиса.

Экономия за счет снижения издержек за весь срок жизни проекта

Несмотря на рост стоимости интеллектуальных клапанов и систем обслуживания, компании находят значительную экономию за счет уменьшения простоев, снижения колебательности процесса, ужесточения технологических параметров, уменьшения неоправданных перерасходов материала, снижения потерь, уменьшения объема хранения запчастей и др.

Рис. 11. Снижение стоимости владения.

Максимальные затраты приходятся на технологические потери, а при расчете издержек на клапан – на обслуживание и ремонт. Их снижение позволит существенно уменьшить стоимость владения арматурой за весь цикл проекта. Наш инжиниринговый смарт калькулятор должен сыграть здесь свою роль. Тогда и финансистам будет легче показать истинные затраты, например, рассчитанные на тонну продукции за срок жизни проекта.

Рис. 12. Эффективность внедрения сервисного обслуживания на основе плановой диагностики

Источники экономического эффекта при модернизации производства с применением интеллектуальной арматуры и цифровых позиционеров ND 9000.

1. Снижение потребления сырья и дорогих химикатов за счет уменьшения погрешности регулирования с 3–5% до 1–1,5% (до 80% от общего экономического эффекта).

2. Повышение выхода кристаллов соды оптимального гранулометрического состава, особенно, по колоннам за счет повышения точности регулирования во взаимосвязанных контурах.

3. Снижение затрат на обслуживание и повышение долговременной стабильности технологического процесса при переходе на цифровые позиционеры с плановой диагностикой.

Еще один важный элемент подготовки предложения – это анализ референцев. Рассмотрим референцы Метсо в содовой промышленности. Метсо работает с основным производителем соды в мире – Бельгийской группой Solvay. Некоторые из 42 предприятий SOLVAY, с которыми работает МА:

SOLVAY SODI, Devnya, Bolgaria

SOLVAY SANAI, Turkey

SOLVAY SODA GMBh, Rheinberg, Germany

SOLVAY Corporation, Brussel, Belgium

SOLVAY, Rosignano, Italy

SOLVAY, Portugal

SOLVAY, Poland

SOLVAY SODA CARBONATE, Alexandria, Egypt

SOLVAY CARBONATE FRANCE, Dombasle, France

SOLVAY IBERICA, Martorell, Spain

Референцы – это самое главное. Предприятия – не научная лаборатория, где можно проводить опыты. А передача на тестирование в опытную эксплуатацию – долго, накладно и неопределенно. Если у вас есть работающие решения – это большая вероятность того, что они будут приняты и на новом предприятии.

Эти положения были использованы в качестве базовых для подготовки предложения по арматуре для содовых производств и применяемых решений, приведенных как в базовом техническом предложении, так и в предложениях по совершенствованию контуров регулирования.

Таким образом, уже на предварительном (подготовительном и информационном) этапе удалось собрать достаточно информации для анализа возможностей использования современных инжиниринговых решений для данного производства. Отметим, что этот этап по напряженности работы и отличимых выводов для дальнейшей проработки со специалистами является наиболее тяжелым и трудоемким. Невидимыми нитями он связан с решениями, которые предлагают конкуренты и собственным видением специалистов, что может абсолютно не соответствовать выводам и последующим решениям, предлагаемым компанией.

За предварительным этапом последовала следующая часть анализа, основанная уже на опросных листах, присланных специалистом КИП, которому было поручено провести работу по получению предложений. С ним же велась значительная по объему предварительная переписка, во многом основывающаяся на диагностических вопросах (см. табл. «Контрольные вопросы в Горобченко С.Л, Применение комплексного инженерно-стоимостного анализа для маркетинговых целей, ТПА – экспресс 1\2013»). Они суммировались в следующие проблемные пункты:

Особенности примененных технических решений по регулирующим клапанам по представленной спецификации

КЛАПАНЫ