Читать книгу Курс «Инженер по расчету и выбору регулирующей арматуры» - Станислав Львович Горобченко - Страница 10

Если вам нужно рассчитать большое количество арматуры в одном проекте, то проблемы для всех участников будут высоки. Нехватка времени, задержки в передаче данных возникают всякий раз, когда происходит обмен информацией. Оперативные данные, которые подвергаются регулярным изменениям, плохая связь между заинтересованными сторонами проекта – все это создает немалый риск того, что будут допущены ошибки при выборе арматуры. В худшем случае результатом могут быть задержки на этапе ввода проекта в эксплуатацию или незапланированные простои, которые нарушают производство. Последующие затраты на неправильно подобранную арматуру могут легко возрасти в шесть или семь раз. Однако большинство потенциальных проблем может быть заранее обнаружено и устранено путем проведения непрерывного и всестороннего контроля с использованием подходящих программных средств.

Хотя предыстория каждого проекта весьма специфична, тем не менее есть несколько областей, которые можно обобщить. Типичный проект имеет, по крайней мере, три заинтересованных стороны, это: персонал предприятия, EPC контрактор и поставщик арматуры. Практически никогда не бывает, чтобы портфель одного производителя арматуры включал решения для удовлетворения всех требований.

Главная проблема здесь заключается в том, как быстро и надежно определить те 90-95% клапанов, которые должны удовлетворять только нормальным техническим требованиям, и могут быть оценены на основе общих критериев, таких как тип\вид арматуры, номинальный диаметр, значения пропускной способности Сv и соответствие бюджету. После решения этой задачи оставшееся время должно быть использовано для рассмотрения критических случаев, в которых особенности процесса регулирования могут иметь важное значение для качества управления технологическим процессом.

В результате неправильного выбора арматуры вскоре стоимость одного клапана в эксплуатации может возрасти в десять или двадцать раз. Это не редкость в проектах, когда на 5% от общей спецификации клапанов приходится до 40% стоимости от всех регулирующих клапанов. Кроме того, по большому счету, справедливый процент таких клапанов еще, как правило, не определен достаточно точно, чтобы иметь возможность указать бюджетную цену. Тем не менее, требование немедленного перерасчета и выбора оптимального решения все-таки являются критичными и для этих сложных участков регулирования, и получение недостающей информации является обязательным в виду сжатых сроков проектов.

Как только производители арматуры получают контракт (обычно по фиксированной стоимости), все начинается сначала – каждый клапан должен быть рассчитан заново, на этот раз детально. Ситуация часто может кардинально измениться на этом этапе, поскольку, как правило, данные процесса являются лишь предварительными на момент запроса котировок и вполне могут не стать окончательными до тех пор, пока проект не будет фактически введен в эксплуатацию. Поправки к первоначальной спецификации также являются обычным делом на протяжении всего проекта.

EPC контрактор – этот "нервный центр" проекта – играет центральную роль в процессе инжиниринга и реализации проекта. EPC контракторы должны быть в состоянии проверить решение путем сравнения характеристик рассчитанных и выбранных клапанов для нескольких своих технологических отделов. Еще раз необходимость и способность определить критические клапаны будет весьма актуальной, потому что эти специальные клапаны будут иметь более длинные сроки поставки по сравнению со стандартными клапанами из-за специальных расходных характеристик, особенностей настройки позиционеров, специальных материалов и пр. Поэтому они всегда должны находиться в верхней части списка дел проекта.

Представители предприятия или заказчика (клиенты, которые ведут проект) очень хорошо осведомлены об этих проблемах. Они пытаются выявить потенциальные проблемы на раннем этапе с помощью различных механизмов контроля, чтобы можно было принять соответствующие меры. Однако их успех часто ограничен из-за нехватки ресурсов. Как правило, это всего один инженер на весь проект, который имеет время только для проверки случайных выборок. К тому же он, как правило, отвечает не только за клапаны, а также не имеет адекватных программных средств.

Хотя более чем обычной реакцией является то, когда просто утверждают: “это так, ведь это проект", но в то же время это не является ответом. Проблемные области должны быть как можно скорее однозначно определены, а также найдены рациональные и работоспособные на практике решения по их устранению.

Одной из конкретных проблем, от решения которой зависит многое другое, является обмен информацией. Любой, кто наивно полагает, что, в конце концов, EPC контракторы работают с САЕ системами, или, что спецификации клапанов стандартизированы по IEC или ISA – и, возможно, даже цитируют такие стандарты, как PROLIST, NE-100, eClass, IEC 61360 и ISO 13584, почти наверняка никогда не имел с этим реальных дел.

Дело в том, что "электронный обмен данными" часто оказывается сканированием листов спецификаций, которые были изменены для целей конкретного проекта, и теперь должны быть введены "вручную". При этом частота ошибок достигает от 5 до 10%, что характерно, когда такого рода задачи должны быть завершены под давлением срока представления предложения. При необходимости процесс повторяется снова и снова, каждый раз, когда данные пересматриваются.

На втором этапе клапаны должны быть рассчитаны в соответствии с последними стандартами, и подходящая номенклатура от соответствующих производителей затем указывается в спецификации. То, что на практике означает "подходящий", должно быть определено с использованием четко определенных критериев качества регулирования по требуемым задачам регулирования, а также эталона рисков потери надежности регулирования. То же самое относится и к тем случаям, когда расчет клапанов проверяется EPC контрактором или инженером предприятия, ответственным за контроль качества.

Как результат нашего рассмотрения, можно сказать, что высокоскоростной, но безошибочный обмен данными между участниками проекта имеет первостепенное значение.

Если, таким образом, процесс разбивается на две основные задачи: "высокоскоростной обмен данными" и объективная, сопоставимая оценка надежности решения по выбору арматуры, то можно разработать прагматический подход, с помощью которого другие проблемы, такие как временное давление и стопроцентный контроль качества (а не просто случайные выборки), могут быть более эффективно решены.

Что касается формата данных, то можно с уверенностью предположить, что все заинтересованные стороны знакомы с Excel и что они способны создавать и считывать данные и обновления данных в формате Excel. Формат обычно определяется EPC контрактором (технологом или инженером процесса (process engineer)), который создает исходные данные процесса для компьютерной оболочки, используемой в запросе котировок; постоянные обновления также поступают из этого же источника. Все, что здесь имеет значение, – это то, что соглашение будет достигнуто, по крайней мере, в согласованном формате на протяжении всей жизни проекта. Независимо от того, как он выглядит, он должен содержать всю информацию, необходимую для расчета.

Когда дело доходит до независимого от поставщика проведения расчета, выбора и оценки решений для клапанов, необходимо использовать соответствующие независимые программы. Такие программы есть. Например, таким инструментом может быть программное обеспечение выбора арматуры для проектов CONVAL от компании F.I.R.S.T Gmbh. Она не только позволяет рассчитать арматуру от любого изготовителя, она также включает индекс надежности "Ri", который позволяет оценить потенциальные проблемы с выбранными клапанами для данного процесса. В дополнение к анализу причин, программное обеспечение также предоставляет рекомендации по их устранению.

Конечно, не каждый производитель клапанов использует подобные программы. В частности, лидеры рынка арматуры почти всегда разрабатывали собственные программные средства для расчета собственных клапанов. Однако большинство этих инструментов также поддерживают обмен данными с Excel.

Заключительная задача состоит в том, чтобы согласовать все эти аспекты друг с другом – массивные данные из Excel от EPC контрактора или производителя клапанов, с одной стороны, и расчеты и анализ надежности – с другой.

Как упоминалось ранее, структуры данных почти никогда не оказываются абсолютно идентичными, даже если все доступно в Excel (Рис.2.1).

Рис. 2.1. Окно исходного материала проекта

Для того чтобы гарантировать здесь сопрягаемость данных, компании разрабатывают специализированные программные инструменты – адаптеры. Они позволяют обрабатывать, читать и сопрягать данные по клапанам с разнородными структурами.

После того, как эта информация была сопоставлена со структурой технологических данных EPC контрактора, предварительный анализ может быть произведен в течение нескольких минут. Затем необходимо рассмотреть различные вопросы:

1. Подходят ли типы клапанов, номинальные диаметры и пр., указанные EPC контрактором для этой задачи?

2. Какие позиции (теги) могут вызвать проблемы?

3. Каковы критические участки установки и применения арматуры?

4. Какие клапаны должны быть подробно рассмотрены и детализированы на ранней стадии?

Какие из них можно изготавливать уже на бюджетной стадии?

Результаты типичного первого прогона спецификации показаны на рис. 2.2.

Рис.2.2. Данные анализа арматурной спецификации крупного проекта

Из рис. 2.2. видно, что 28 % рассчитанных клапанов не могут быть поставлены по ряду причин. Сразу понятно, где необходима дальнейшая консультация. Благодаря классификации по категориям надежности (Ri), можно сразу увидеть (см. рис.2.3), что 72% всех рассчитанных клапанов могут быть указаны в бюджете без каких-либо проблем в соответствии со спецификацией EPC контрактора.

Рис.2.3. Оценка надежности арматуры по критерию Ri (CONVAL)

Программа быстро покажет, какие позиции (теги) являются рабочими, а какие требуют дополнительного разъяснения. Модифицированные данные от EPC контрактора вводятся в программы-адаптеры таким же образом, как и новые ревизии проектных спецификаций. Таким образом, новая информация может быть обновлена и проверена, как только она будет доступна.

Детальный вид окна может быть легко отображен в любое время; номера тегов могут быть отмечены в обзоре и открыты в программе для проведения точного анализа.

Эта же процедура может быть применена и к данным расчета, предоставляемым производителем. Проблемы общего характера или аномалии, такие как "тип клапана, выбранный производителем, не соответствует типу, указанному в спецификации EPC контрактора", могут быть легко обнаружены, и программное обеспечение предоставит предложения по выбору клапана, который лучше подходит (Рис. 2.4).

Рис.2.4. Вид окна в программе CONVAL по проблемной позиции

Конечно, никто не будет подвергать сомнению способность поставщиков клапанов правильно определять размер своей собственной продукции. Однако из-за пробелов обработке информации, возникающих при обмене данных ("ручная передача данных"), или неучет критических позиций, риск включения в спецификации неправильно рассчитанных клапанов возрастает с каждой ошибкой в передаваемых данных. Временное и финансовое давление лишь усугубляют ситуацию.

Принцип, в соответствии с которым все данные, относящиеся к клапанам, управляются из центральной точки, которая "заботится" обо всем – от проверки достоверности через отслеживание изменений в случае пересмотра данных до анализа надежности – имеет одно большое преимущество – это время, сэкономленное таким образом за счет эффективной обработки массива данных и статистических оценок. Вместе с ясной картиной критичности конкретных участков технологии и предлагаемых клапанов, значительно облегчается фокусирование внимания конкретно на выявленных потенциальных проблемах.

Применимость этой методики очевидна. Анализ проведенных разными компаниями проектов действительно показывает, что однозначно выявляются случаи, когда проблемы неправильного выбора арматуры действительно имели место на практике и могли быть решены на ранних стадиях разработки проектной спецификации.

Очевидно, что есть еще много аспектов, таких как условия пуска, качество контроля, расчет жизненного цикла, учет энергосбережения при работе арматуры и множество других, которые также необходимо учитывать. Благодаря концепции надежности расчета их теперь можно рассматривать как будущее подходов дальнейшей оптимизации процесса выбора арматуры. С развитием этих подходов появятся и обслуживающие их современные программные средства.