Московский экономический журнал 7/2019 - Московский Экономический Журнал

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.

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:

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

Основные
недостатки данной стратегии следующие:

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:

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

Основные
недостатки данной стратегии следующие:

Высокие
расходы на обслуживание активов при принятых коротких интервалах и замены
работоспособных узлов и деталей;
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:

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

Основные недостатки
данной стратегии следующие:

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;
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:

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];
Реализация программы приводит к увеличению
надежности оборудования с высоким риском отказа;
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:

Разработка
матрицы рисков и определение приоритетов трудоемкий процесс, требующий наличия
высококвалифицированного персонала;
Наименее очевидная стратегия для
обслуживающего персонала;
Наибольшая зависимость от качества данных
и информации, а также корректности их оценки;
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

ГОСТ Р 27.606-2013. Надёжность в технике.
Управление надёжностью. Техническое обслуживание, ориентированное на
безотказность. — М.: Стандартинформ, 34 с., 2014.
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
Digitalization
& Energy/International Energy Agency-2017.- 10.- Режим доступа:
https://www.connaissancedesenergies.org/sites/default/files/pdf-actualites/
digitalizationandenergy3.pdf
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.
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.
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
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.
Mitchell
J.S., Carlson, J. Equipment asset management what are thereal requirements //
Reliability Magazine/ — 200 -p 414.
Moubray
J. Reliability Centered Maintenance. //Industrial Press, New York.-1997.
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.
Nebl T., Prüß H. Plant Asset Management (German).
München, Wien: Oldenbourg, 2005.
Nowlan F. S., Heap H. F. Reliability-centered
Maintenance//. San Francisco: Dolby Access Press.- 1978. – 466 p.
Schneider. J. Gaul AJ, Neumann C. Asset management
techniques// Electrical Power and Energy Systems. -2006. –28(9).- pp.643–654.
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
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.
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.