DOI 10.24411/2413-046Х-2019-17011

Управление материальными активами в электросетевом секторе:  обзор зарубежной литературы

Бегун Мария Андреевна, аспирант, Департамент менеджмента, ФГОБУВО «Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации», Москва, Россия, mfeta@yandex.ru

Аннотация: Организации заинтересованы в повышения эффективности и получения максимальной отдачи от своих инвестиций, в том числе от материальных активов. Надлежащее управление материальными активами имеет важное значение в организациях, где они обеспечивают основной вид деятельности. Спрос на эффективное управление материальными активами растет. За рубежом этой тенденции способствовала реструктуризация и дерегулирование рынка электроэнергии, превращая управление активами в один из ключевых элементов конкуренции, что обусловило активное развития теорий и практик данного направления менеджмента в научной среде. В электроэнергетической отрасли России подходы к управлению активами находятся в стадии формирования. Целью данного исследования было рассмотрение области применения управления материальными активами, изучение существующих стратегий технического обслуживания и вектора их дальнейшего развития в электроэнергетической отрасли. В статье выполнен обзор зарубежной научной литературы, представляющий актуальное видение управления материальными активами и дана их классификация. Обозначены ключевые процессы управления активами, выполнен анализ преимуществ и недостатков различных стратегий, определены современные тенденции дальнейшего развития стратегий управления активами с применением современных технологий.

Ключевые слова: управление активами, стратегии технического обслуживания материальных активов, надежностно-ориентированное техническое обслуживание активов; корректирующее техническое обслуживание; обслуживание по техническому состоянию; обслуживание по времени.

Термин «управление активами» (asset management) появился за рубежом в период доминирования идеологии стоимостного управления организацией в 1980-х годах и поначалу обозначал деятельность по техническому обслуживанию и эксплуатации различного типов активов, в основном в сфере недвижимости.

В настоящее время под управлением активами понимается системный подход к управлению и реализации стоимости вещей, за которые отвечает группа или организация, на протяжении всего их жизненного цикла. При этом область применения не ограничивается материальными активами (физические объекты, такие как здания или оборудование), и включает нематериальные, такие как человеческий капитал, интеллектуальная собственность, финансовые активы.

Управление активами производственных предприятий (EAM – Enerprise asset management) как корпоративная деятельность в свою очередь фокусируется на материальных основных средствах (physical assets) [Nebl & Prüß, 2005][1], которые и будут рассмотрены в дальнейшем.

К 2000-м годам понимание процесса управления материальными активами сформировалось как стратегический и интегрированный набор комплексных процессов (финансовых, управленческих, инженерных и эксплуатационных) направленных на достижение максимальной эффективности использования активов и отдачи от их использования [Mitchell & Carlson, 2001][2].

Чтобы получить максимальную ценность от актива, управление должно распространяться на весь его жизненный цикл и охватывать процессы разработки, эксплуатации, обслуживания, модернизации, замены и вывода из работы, руководствуясь достижением наибольшей эффективности для предприятий. По этой причине основные задачи управления активами охватывают очень разносторонние области: от технических вопросов, таких как сетевое планирование или определение операционных основ, до более экономических вопросов таких как планирование инвестиций и бюджетирование, и в конечном счете заканчиваются задачами стратегического планирования. Данная деятельность должна разрабатываться, реализовываться и контролироваться через соответствующие процессы принятия решений и управления.

В зарубежных исследованиях классификация управления активами производится по периодам и по области деятельности. В зависимости от горизонта планирования мероприятий управление активами бывает следующим [Khuntia SR, Rueda JL, Bouwman S, van der Meijden MA., 2015][3]:

• Долгосрочное (1 год и более). Планирование программ модернизации и реконструкции активов;
• Среднесрочное (до года). Оптимальное планирование технического обслуживания оборудования с учетом имеющихся ресурсов с целью продления срока службы актива.
• Краткосрочное (ежеминутно, ежедневно, еженедельно). Включает в себя оперативное управление и управление активами в режиме реального времени (управление отключениями). Благодаря технологическим достижениям, мониторинг активов в реальном времени значительно усовершенствовал процесс управления и принятия решений в краткосрочной перспективе.

В качестве ключевых процессов нематериальной области управления активами рассматриваются [Schneider, 2006][4]:

• стратегия технического обслуживания;
• определение состояния оборудования;
• имитационное моделирование активов;
• статистический анализ отказов и неисправностей и статические подходы в управлении активами;
• оценка жизненного цикла.

Стратегия технического обслуживания один из ключевых элементов для принятия решения о поддержании или модернизации актива.

Общепринято классифицировать стратегии обслуживания с точки зрения наличия оценки состояния оборудования и его критичности для функционирования энергосистемы. На рисунке 1 представлена данная классификация. При этом состояние и критичность оборудования могут быть определены различными способами, в зависимости от желаемого уровня детализации и наличия соответствующих данных по оборудованию. Далее каждая стратегия будет рассмотрена более детально.

1. Корректирующее техническое обслуживание (RM — reactive maintenance).

Самая старая и простая стратегия обслуживания, где действия по замене или модернизации производятся только после аварийного отказа и невозможности выполнения заданных функций, то есть утраты работоспособности и/или полноты функционирования. Тем самым по сути не является стратегией обслуживания, так как никакого профилактического обслуживания в ее рамках не предусматривается. Хотя данная стратегия продолжительное время была основной стратегией обслуживания актива, в настоящее время этот подход представляется допустимым только в отношении небольших узлов, где отказ не несет значимых последствий и оборудования оснащенного очень дешевыми и надежными деталями [Lam T. C. and Yeh R. H., 1994][5] доступными для быстрой замены. Необходимо отметить, что реализация данной стратегии требует постоянного наличия запасных частей, в следствии чего затраты на замену аварийных узлов предусматриваются организацией преждевременно до наступления самого случая отказа оборудования.

Основные преимущества данной стратегии следующие:

1. Низкие затраты на обслуживание;
2. Отсутствие отключений и перерывов в работе актива, связанных с профилактическим ремонтом или обслуживанием;
3. Наиболее простая стратегия для понимания технического персонала.

Основные недостатки данной стратегии следующие:

1. Выход из строя оборудования может повлечь более значимые нарушения, чем периодические затраты на осмотр и обслуживание;

К основным ограничениям при разработке стратегии технического обслуживания активов электросетевого хозяйства следует отнести безопасность, надежность и экономическую эффективность. Действия стратегий должны быть направлены на компенсацию влияния физической изношенности оборудования и на обеспечение его бесперебойной работы на протяжения всего срока эксплуатации. В соответствии с этими целями, мероприятия стратегии проактивного обслуживания представляют собой сочетание профилактических и прогнозирующих методов технического обслуживания, включая мониторинг, инспекцию, тестирование, капитальный ремонт и замену оборудования.

Самой простой и распространённой является стратегия обслуживания, основанная на времени, когда плановые выключение на осмотры проводятся через регулярные промежутки времени. Другими видами стратегий являются обслуживание по техническому состоянию и риск-ориентированное или техническое обслуживание, направленное на обеспечение надёжности оборудования (надёжностно-ориентированное техническое обслуживание — НОТО согласно стандарту)[6].

2. Обслуживание по времени или профилактическое обслуживание (TBM— time—based maintenance).

Это самая широко применяемая стратегия технического обслуживания оборудования. Регулярные технические осмотры и планово-предупредительные ремонты через фиксированные интервалы времени позволяют предотвратить многие отказы оборудования. Интервалы задаются либо заводами-изготовителями оборудования, либо выбираются на основании опыта организации. Однако, формирование стратегии исключительно на основании данных организации за прошлый период приводит к недоучету фактора старения оборудования и изменения внешней среды.

Основные преимущества данной стратегии следующие:

1. Легко планировать;
2. Срок службы активов может быть увеличен за счет регулярных осмотров и технического обслуживания;
3. Снижение аварийных отключений.

Основные недостатки данной стратегии следующие:

1. Высокие расходы на обслуживание активов при принятых коротких интервалах и замены работоспособных узлов и деталей;
2. Проведение осмотров и ремонтов даже «нормального» оборудования, не требующего в данный период вмешательства по своему техническому состоянию.

• Обслуживание по техническому состоянию (ОТС, CBM — condition—based maintenance) или предиктивное обслуживание (PdM— Predictive maintenance).

Данная стратегия предусматривает техническое обслуживание в ответ на наблюдаемое ухудшение технического состояния оборудования. Для оценки старения актива и планирования соответствующего технического обслуживания используются инструменты наблюдения, мониторинга в режиме реального времени, диагностики и прогнозирования тенденций по изменению состояния. При этом текущее состояние оборудования описывается определенными индексами, с помощью которых оценивается достижение пороговых значений, превышение которых требует вмешательства и проведения технического обслуживания. Таким образом, основная идея ОТС сводится к надзору за контрольными параметрами при нормальной эксплуатации, а также способствует оценке эффективности активов, помогая в обнаружении скрытых неисправностей или условий, которые могут привести к полному отказу [Wang H, Lin D, Qiu J, Ao L, Du Z, He B., 2015][7]. Данная стратегия обеспечивает достаточно высокую доступность активов с умеренными затратами на техническое обслуживание [Schneider J., 2006][8].

Основные преимущества данной стратегии следующие:

1. Техническое обслуживание производится только при необходимости, тем самым обеспечивается снижение расходов на осмотры и ремонты (увеличение межремонтного интервала) «нормального» оборудования;
2. Снижается количество плановых отключений и рисков связанных с ними

Основные недостатки данной стратегии следующие:

1. Зависит от качества контролируемых данных и скорости передачи информации, что требует расходов как на установку датчиков, так и на организацию каналов передачи информации и построения центров обработки данных, что делает данную стратегию дорогостоящей;
2. Невозможность строить долгосрочные планы на обслуживание.

• Надежностно-ориентированное техническое обслуживание (НОТО, RCM — Reliability Centered Maintenance)

Сочетает в себе преимущества стратегии профилактического обслуживания и обслуживания по техническому состоянию. Несмотря на то, что данная стратегия была предложена С. Ноуланом и Г. Хиллом в своем исследования в 1978 г. [Nowlan F. S., Heap H. F., 1978][9] она остается наиболее востребованной в настоящее время. В своем исследовании они обосновали, что правила и периодичность обслуживания есть функция не только от природы и параметров самого отказа, но и от последствий отказов. Тем самым, оборудование из области чисто технической единицы стало превращаться в объект управления, где принимается решение с учетом не только технических параметров и состояния оборудования, но и степени потенциального влияния на экономические показатели предприятия.

Исследование литературы показывает, что впервые эта стратегия была применена в авиационной промышленности, которая уделяет особое внимание обслуживанию и ремонту сложных и критических активов [Moubray J., 1997][10]. В электроэнергетической отрасли стратегия была первоначально применена в 1980-1990-х годах в атомной и гидроэнергетике, начиная с середины 2000-х годов начала внедряться на предприятиях электросетевого комплекса и ветроэнергетических парках [Bertling, 2007][11].

Ключевыми целями данной стратегии являются оптимизация затрат на техническое обслуживание, повышение надежности системы и улучшение использования активов. При разработке плана технического обслуживания основное внимание уделяется текущему состоянию оборудования и последствиям его отказа для энергосистемы. На основании оценки рисков и вероятности их реализации определяются критические для производственной деятельности организации компоненты энергосистемы и формируется приоритезированный план обслуживания. Стратегию НОТО можно описать именно как структурированную методологию и процедуру поддержки, которая обеспечивает наличие экономически жизнеспособной системы, но в техническом плане ничего нового не предлагает [Khuntia,2016][12].

Одним из главных ее достоинств является не только то, что НОТО позволяет оценивать приоритеты для действий по техническому обслуживанию, сколько то, что она является мощным инструментом для ранжирования и формирования программ реконструкций по замене и восстановлению, потому что плохие условия оборудования сразу же приводят к вопросу, является ли более экономичным дальнейшее обслуживание или необходима замена оборудования. Для определенного вида оборудования применение данной стратегии приводит к снижению частоты обслуживания [Tibin J., Jun L., 2018][13].

В некоторых исследованиях выделяется отдельно как самостоятельная стратегия обслуживание или как дальнейшей развитие НОТО — обслуживание ориентированное на оценке рисков (RBM – Risk Based Maintenance), где основный акцент смещается на минимизацию рисков организации в случае отказа оборудования.

Основные преимущества стратегии НОТО следующие:

1. Корреляционный подход оценки вероятности реализации риска отказа, и как следствие, снижение расходов на обслуживание оборудования с низким уровнем влияния на работу организации [Natti S. and Kezunovic M., 2008][14];
2. Реализация программы приводит к увеличению надежности оборудования с высоким риском отказа;
3. Увеличение срока эксплуатации оборудования за счет своевременного выявления и устранения причин возможных отказов путем мониторинга состояния в режиме реального времени.

Основные недостатки стратегии НОТО следующие:

1. Разработка матрицы рисков и определение приоритетов трудоемкий процесс, требующий наличия высококвалифицированного персонала;
2. Наименее очевидная стратегия для обслуживающего персонала;
3. Наибольшая зависимость от качества данных и информации, а также корректности их оценки;
4. Высокая стоимость организации мониторинга состояния актива в режиме реального времени.

С точки зрения стоимости внедрения, стратегии НОТО и ОТС, оцениваются как наиболее дорогостоящие. Большой объем инвестиций, требуется не только на создание специальной системы принятия решений о том и когда следует вмешиваться в активы, но и для обеспечения методологии расчета рисков [Wijnia Y., 2016][15]. Развитие цифровизации приводит к более частому применению НОТО и ОТС за счет снижения стоимости мониторинга и наличия различных систем анализа рисков, однако многие активы по прежнему обслуживаются не с применением предиктивных стратегий, а с использованием стратегии планового-предупредительно ремонта или даже практики обслуживания по факту аварии.

Ожидается, что дальнейшая цифровая трансформация в энергетическом секторе позволит улучшить эффективность и увеличить применение предиктивных стратегий технического обслуживания, в особенности НОТО, тем самым позволит продлить срок эксплуатации активов снизив затраты на их поддержание. В долгосрочной перспективе потенциальное увеличение срока службы активов может составить до 20%[16] за счет развития прогностической аналитики с обработкой больших данных, использования технологии индустриального интернета вещей (IIOT — Industrial Internet of Things) с использованием интеллектуальных датчиков, улучшения качества и скорости передачи данных.

Список литературы

1. ГОСТ Р 27.606-2013. Надёжность в технике. Управление надёжностью. Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность. — М.: Стандартинформ, 34 с., 2014.
2. Course D., Bertling Tjernberg L., Kungliga L., Maintenance Management in Power Systems. — 2007. — Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/ 228606847_Maintenance_Management_in_Power_Systems
3. Digitalization & Energy/International Energy Agency-2017.- 10.- Режим доступа: https://www.connaissancedesenergies.org/sites/default/files/pdf-actualites/ digitalizationandenergy3.pdf
4. Gram M., Werner E.Sh. (2012). Evaluating the life cycle costs of plant assets. A Multidimensional view // Serbian Journal of Management. – 2012. — Режим доступа: 7. 10.5937/sjm7-2545.
5. Khuntia S.R., Rueda J.L., Bouwman S., van der Meijden MA. Classification, domains and risk assessment in asset management: A literature study // 50th IEEE International Universities Power Engineering Conference (UPEC).- 2015.
6. Khuntia, S., Rueda J.L., Bouwman S.,Van der Meijden M. A literature survey on asset management in electrical power [transmission and distribution] system.// International Transactions on Electrical Energy Systems.- 2016.- 26(10)- pp. 2123-2133. — Режим доступа: https://doi.org/10.1002/etep.2193
7. Lam, T. C., Yeh, R. H., Optimal Maintenance-Policies For Deteriorating Systems Under Various Maintenance Strategies //IEEE Transactions on Reliability -1994 — vol. 43 — pp. 423-43.
8. Mitchell J.S., Carlson, J. Equipment asset management what are thereal requirements // Reliability Magazine/ — 200 -p 414.
9. Moubray J. Reliability Centered Maintenance. //Industrial Press, New York.-1997.
10. Natti S., Kezunovic М. A Risk-Based Decision Approach for Maintenance Scheduling Strategies for Transmission System Equipment // Proceedings of the 10th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems, 2008. PMAPS ’08., Rincon – 2008.
11. Nebl T., Prüß H. Plant Asset Management (German). München, Wien: Oldenbourg, 2005.
12. Nowlan F. S., Heap H. F. Reliability-centered Maintenance//. San Francisco: Dolby Access Press.- 1978. – 466 p.
13. Schneider. J. Gaul AJ, Neumann C. Asset management techniques// Electrical Power and Energy Systems. -2006. –28(9).- pp.643–654.
14. Tibin J., Jun L.Asset Management Strategies for Power Electronic Converters in Transmission Networks: Application to Hvdc and FACTS Devices// IEEEE.- 2018.-Режим доступа: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=8336875
15. Wang H. Lin D., Qiu J., Ao L., Du Z., He B. Research on multiobjective group decision-making in condition-based maintenance for transmission and transformation equipment based on DS evidence theory // IEEE Transactions on Smart Grid .-2015.- 6(2) -pp.1035–1045.
16. Wijnia Y. Processing risk in asset management — Exploring the boundaries of risk based optimization under uncertainty for an energy infrastructure asset manager/ -Delft.- 2016.- Режим доступа: https://doi.org/10.4233/uuid:e7fcf310-749f-4e4e-bbab-78eef99d0342

---

[1] Nebl T., Prüß H., Plant Asset Management (German). München, Wien:Oldenbourg, 2005.

[2] Mitchell J.S., Carlson J., Equipment asset management what are the real requirements. Reliability Magazine, October: 414, 2001.

[3] Khuntia SR, Rueda JL, Bouwman S, van der Meijden MA., Classification, domains and risk assessment in asset management: A literature study. Presented at the 50th IEEE International Universities Power Engineering Conference (UPEC), 2015.

[4] Schneider J, Gaul AJ, Neumann C, et al. Asset management techniques. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 28(9):643–654, 2006.

[5] Lam T. C. and Yeh R. H., Optimal Maintenance-Policies For Deteriorating Systems Under Various Maintenance Strategies IEEE Transactions on Reliability, vol. 43, pp. 423-430, 1994.

[6] ГОСТ Р 27.606-2013. Надёжность в технике. Управление надёжностью. Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность. М.: Стандартинформ, 34 с., 2014.

[7] Wang H, Lin D, Qiu J, Ao L, Du Z, He B., Research on multiobjective group decision-making in condition-based maintenance for transmission and transformation equipment based on DS evidence theory. IEEE Transactions on Smart Grid; 6(2):1035–1045, 2015.

[8]  Schneider J., Asset management techniques Electrical Power and Energy Systems, 643–654с., 2006.

[9]  Nowlan F. S., Heap H. F., Reliability-centered Maintenance. San Francisco: Dolby Access Press, 1978. – 466 p.

[10] Moubray J., Reliability Centered Maintenance. Industrial Press, New York; 1997.

[11] Course, Daniel & Bertling Tjernberg, Lina & Kungliga, Tekniska & Högskolan. Maintenance Management in Power Systems, 2007.

[12] Khuntia, S., Rueda Torres, JL., Bouwman, S., & van der Meijden, M. A literature survey on asset management in electrical power [transmission and distribution] system. International Transactions on Electrical Energy Systems, 26(10), 2123-2133, 2016.

[13] Tibin J., Jun L., Asset Management Strategies for Power Electronic Converters in Transmission Networks: Application to Hvdc and FACTS Devices IEEEE, 2018.

[14] Natti S. and Kezunovic M., A Risk-Based Decision Approach for Maintenance Scheduling Strategies for Transmission System Equipment, in Proceedings of the 10th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems, 2008.

[15] Wijnia Y., Processing risk in asset management — Exploring the boundaries of risk based optimization under uncertainty for an energy infrastructure asset manager, Delft, 2016.

[16] Digitalization & Energy/International Energy Agency, 10-2017.