Прогнозировать – значит предотвращать

Инновационная разработка ПРАНА способна предотвращать аварии при эксплуатации агрегатов и установок самого различного предназначения и типа.

Новая система прогностики позволит оперативно реагировать на неисправности и поломки оборудования, соответственно, повышая надежность его эксплуатации и эффективность ремонта. В основу положен подход, базирующийся на строго научной основе как в теоретическом, так и в практическом плане.

Рассказать об открывающихся возможностях мы попросили председателя совета директоров АО «РОТЕК» Михаила Лифшица.

– Какова предыстория разработки системы прогностики и удаленного мониторинга состояния оборудования ПРАНА? Это обусловлено каким-то «вызовом времени», или же это плановая работа на определенном этапе развития вашей компании?

– Для ответа на этот вопрос я расскажу об интересных итогах одного обычного эксперимента. В нем генетики изучали особенности обмена веществ кишечной палочки E.coli. Для этого ученые следили, как различные штаммы бактерий приспосабливаются к снижению количества питательных веществ. Каково же было их удивление, когда одна из колоний E.coli внезапно добилась подавляющего преимущества, хотя количество питательного вещества оставалось крайне низким! Ответ оказался простым: благодаря случайной мутации эти бактерии включили в свой рацион новое, неожиданное соединение. Его содержание в питательной среде никто не снижал, поэтому они и получили значительную фору. Также и мы – молодые и голодные – хотели не бороться с гигантами промышленного рынка, а обыграть их в шахматы.

Традиционная мотивация OEM-компаний – продать больше запчастей, услуг и сервиса. Нам же было необходимо поменять саму логику работы с промышленным оборудованием. OEM уже располагали системами мониторинга, которые могли накапливать данные для внутренних баз знаний. Однако качественно улучшить процесс обслуживания газовых турбин такие системы не могут. Поэтому мы и занялись, по сути, созданием нового рынка предиктивной аналитики. То, что рынок формируем мы, подтверждается из общения с зарубежными коллегами.

В разработке системы прогностики и удаленного мониторинга ПРАНА участвуют отличные математики и эксперты в области энергетического оборудования. Добавьте к этому наш опыт в сервисе газовых и производстве паровых турбин – и вы получите новый продукт, который отвечает реальным потребностям заказчика. Ведь предназначение системы – не просто выявить, а предсказать проявление и локализовать место будущей неисправности. Чинить «по факту» не приходится, когда знаешь, что и когда может сломаться. И, к слову, знаешь точно – на сегодня ни один диагноз ПРАНЫ не опровергнут.

– Это инновационная разработка. Есть ли предшествующие зарубежные и отечественные аналоги?

– Наше движение в сторону цифровизации промышленности находится в общемировом тренде, но с точки зрения подхода его опережает. Похожие решения есть у IBM, SOFTWARE AG, Schneider Electric, Bosch. Но пока я не слышал, чтобы кто‑либо обладал технологией прогностики, подобной нашей. Решения на основе многослойных нейронных сетей могут давать глубину предсказания примерно в одну неделю. Наши алгоритмы предупреждают за два-три месяца. Комфортный срок, не правда ли?

ПРАНА способна спрогнозировать около 95 процентов различных нештатных ситуаций. На изменение показателей любого из 500 датчиков газовой турбины система реагирует в течение секунды, а еще через 30‑80 способна выявить причину такого отклонения, определить зарождающийся дефект и темп его развития, предсказать время проявления неисправности.

– Каково основное предназначение системы и ее функции? Что положено в основу?

– В основе системы лежит теория многомерных разладок. ПРАНА анализирует показания датчиков и строит эталонные модели работы конкретной единицы оборудования в различных режимах. Поэтому система способна самостоятельно подстраиваться под конкретную установку и может работать на самых разных типах оборудования – от газовых турбин до насосов и перекачивающих агрегатов. Более того, с каждым часом наработки точность системы только увеличивается.

Конечно, главная функция ПРАНА – предсказать аварию, и это само по себе уже немало. Однако выгода в процессе эксплуатации системы складывается не всем очевидным образом: предсказуемость поломки дает генерирующей компании возможность не просто избежать простоя оборудования и штрафов, но и заранее заказать необходимые для ремонта детали – в спокойном режиме и по адекватной цене. Пропадает необходимость в содержании больших складских запасов. Не будем говорить о том, сколько средств может сохранить компаниям возможность контролировать качество работы подрядчиков и эксплуатирующего персонала станций. Ведь мы все прекрасно знаем, как обстоят дела с ростом ремонтных бюджетов и как внезапные и «внезапные» аварии влияют на темп их увеличения.

Уже сегодня подобные системы способны кратно увеличить надежность оборудования, а в перспективе – и эффективность бизнеса в целом. Как? Стремительное развитие прогностики приближает нас к обслуживанию по состоянию, Святому Граалю в «health management». Получив полную и достоверную информацию о надежности каждой отдельной части установки, мы можем отказаться от сервиса «по расписанию» и чинить только то, что действительно нуждается в ремонте. Стоит ли говорить, сколько средств это может сохранить?

– Апробирована ли работа ПРАНЫ на практике? Каковы результаты? Существуют ли прогностические оценки снижения уровня аварийности после внедрения системы ПРАНА? Каковы эти оценки и цифры?

– Сегодня ПРАНА проанализировала уже более 450 тысяч часов работы турбин. Много это или мало? Смотрите сами: ПРАНА уже предотвратила одну аварию, или порядка 200 суток вынужденного простоя оборудования, выпустила больше 50 предупреждений. Каждое из них было верным, то есть точность системы равняется 100 %. Конечно, закон больших чисел будет работать против нас, но предсказательная сила ПРАНЫ очевидна и проверена уже сейчас. А это означает, что надежность теперь стала управляемым показателем.

Расскажу об одном интересном случае из практики. На одной из турбин при снижении активной мощности наблюдалось увеличение уровня осевой вибрации подшипника № 4. ПРАНА не только предсказала, когда эта вибрация выйдет на уровень сигнализации, но и помогла найти ее причину. Дело в том, что рост уровня вибрации сопровождался падением температуры охлаждающего воздуха щеточно-контактного аппарата. При обычной загрузке турбины он нагревался от задней площадки генератора, на которой и был расположен подшипниковый стул. То есть снижение температуры воздуха косвенно указывало на охлаждение крепежа подшипникового узла, который не был оборудован датчиками. Выяснилось, что термическое расширение металла в обычном режиме снижало уровень вибрации подшипника. Остывая, опора снова получала люфт в осевом направлении, что было явным конструктивным дефектом. Благодаря раннему оповещению, оператор турбины смог запланировать ремонт и устранить этот дефект во время планового останова. Вибрация была снижена более чем в два раза и больше не росла.

– Каковы перспективы внедрения системы ПРАНА? В каких отраслях (направлениях) она может быть задействована?

– Основное преимущество ПРАНЫ – ее гибкость. Положенные в основу системы алгоритмы могут работать на самом разном оборудовании. Мы начали с самой технически сложной машины – энергетической газовой турбины. Но понимаем, что математический аппарат системы подходит и для других применений, например для трансформаторов и железнодорожных локомотивов. Для ПРАНЫ нет разницы – выдавать прогноз состояния по изменению температуры масла или частоты тока. Возможности математики нас практически не ограничивают. Главное – добыть данные. При необходимости мы можем дооснастить оборудование необходимыми датчиками.

Я считаю наиболее целесообразным внедрение ПРАНЫ прежде всего там, где неисправность оборудования грозит большой потерей времени, денег, даже жизней – на объектах национальной инфраструктуры: энергетике, железнодорожном и морском транспорте, авиации, перекачке нефти и газа. Во всевозможных грузоподъемных механизмах – от лифтов до башенных кранов. В системах управления городами.

– Планируется ли продвижение системы ПРАНА на международном рынке программных продуктов?

– Мы активно сотрудничаем с коллегами из ЮАР, Ирана, Словении. За рубежом, конечно, рынок уже готов к подобным технологиям. Но я рад, что и Россия в этом случае действует активно – мы видим заинтересованность отечественных энергетиков, а главное, их готовность к внедрению систем промышленного интернета. Тем более важно, что ПРАНА – не только продукт научно-технического прогресса, но и средство конкуренции принципиально нового с обычным. Вспомните про бактерию E.сoli.

Надеюсь, что этот технологический передел мы не упустим, а, наоборот, возглавим. Ведь все возможности для этого есть!