مدیریت دارايي ها در ايستگاه هاي پمپاژ آب شرب

1. شرکت آب و فاضلاب روستایی استان همدان محققان: احمد انصاری - علیرضا حاتمی تابستان 91 مدیریت دارايي ها در ايستگاه هاي پمپاژ آب شرب

2. فهرست: • 1- مقدمه • 2- مدیریت دارایی ها • 3- انواع روش های نگهداری • 4- مدلسازی فرآیند نگهداری • 5- مفهوم پیری تجهیزات • 6- برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت • 7- نتیجه گیری

3. مقدمه امروزه صنعت آب و فاضلاب با چالشهای زیادی روبرواست که از جمله آن ها عبارتند از : • 1 - پیری زیر ساخت ها و تجهیزات • 2 - قابلیت اطمینان بالای مورد نیاز • 3 – بالا رفتن هزينه ها و نياز به کاهش آنها • 4- مدیریت مناسب در مواجهه با پیشامد های تصادفی (عدم قطعيت ها) • 5- تغییر الزامات قانوني. • در این بحث هدف تعیین فرآیند بهینه نگهداري و تعمير و جایگزینی تجهیزات فرسوده با تجهیزات نو می‌باشد به‌طوری‌که هزینه بهره‌برداری سیستم، با حفظ اندیس‌های قابلیت اطمینان در سطح تعریف شده، حداقل شود. در این مقاله مبحث مدیریت دارایی در مورد تابلوهاي فرمان الكتريكي مورد استفاده درايستگاه هاي پمپاژ آب شرب به کمک برنامه‌ریزی دینامیکی تصادفی مورد بحث قرار می‌گیرد و زمان بهینه نگهداري ، تعمير و یا جایگزینی آن‌ها تعیین می‌شود .

4. مقدمه مبحث مدیریت دارایی در سیستم‌های مختلف (و در نتیجه در ايستگاه هاي پمپاژ آب شرب ) به دو صورت مطرح می‌شود : • الف- در سطح سیستم: هدف تعیین فرآیند بهینه نگهداري و تعمير تجهیزات سيستم ( مانند سيستم توليدآب يا سيستم توزيع آب ) با هدف حفظ شاخص‌های قابلیت اطمینان سيستم می‌باشد. • ب- در سطح تجهیزات: هدف تعیین فرآیند نگهداري ، تعمير و تعويض یک تجهیز مشخص(مانند ترانسفورماتورها، الكترو پمپ ها ، انواع شيرهاي كنترلي يا تابلوهاي فرمان) برای جلوگیری از افت قابلیت اطمینان آن از حد مشخص شده می‌باشد . • در این مقاله به مدیریت دارایی در سطح تجهیزات پرداخته می‌شود و تابلوي فرمان الكتريكي نصب شده در ايستگاه پمپاژ آب شرب روستاي شورين از توابع شهرستان همدان به عنوان نمونه مورد بررسي قرار مي گيرد .

5. مدیریت های دارایی: ((asset managment مدیریت دارایی ها،برنامه ای است که به موجب آن یک ارگان به نحوی تصمیم گیری می کند که بودجه پرداختی در تمامی سطوح دارایی ها با بالاترین سطح اهداف اقتصادی همراستا شود. مدیریت دارایی فرآیند هدایت اکتساب ، استفاده و یا عدم استفاده از دارایی ها برای کسب بیشترین سود اقتصادی در آینده و مدیریت ریسک های مرتبط با دارایی ها در تمام طول عمر دارایی ها می باشد ، را تعریف می کند . مدیریت دارایی ها ترکیبی از نگاه مدیرانه و نگاه تکنیکی به دارایی ها است .

6. مدیریت های دارایی: ((asset managment فعاليت هاي مرتبط با نگهداري در فرآيند مديريت دارايي ها در صنعت

7. روشهای نگهداری

8. روشهای نگهداری

9. مدل هاي نگهداري مدلهای نگهداری • نگهداری به صورت مجموعه ای ازفعالیت ها جهت متوقف کردن ،کاهش یا حذف استهلاک تجهیزات تعریف می شود.هدف از نگهداری افزایش طول عمر تجهیزات ، بهبود وضعیت تجهیزات و جلو گیری از عواقب پر هزینه خرابی ها می باشد . • مدلها برای ایجاد ارتباط بین نگهداری و بسط طول عمر متناظر،شرایط دارایی ها و بهبود قابلیت اطمینان برای تصمیم گیری ها صحیح جهت فعالیت های نگهداری مورد نیاز هستند . برمبنای تجارب بهره برداري و توصیه های سازنده می باشد . یکی از شیوه های تجربی نگهداری بر مبنای قابلیت اطمینان (RCM) است. RCMبر مبنای مانیتورینگ وضعیت ،آنالیز عوامل رخ داد خطا و بررسی نیازها و مقدمات بهره برداری به منظور انتخاب تجهیزات حساس و اولویت بندی مراحل نگهداری می باشد. روش هاي تجربي روشهای ریاضی بسیار انعطاف پذیرترند . خروجی های مدل هاي رياضي را مي توان بهينه سازي نمود. مدلهای ریاضی بر مبنای روش های تصادفی یا قطعی می باشند. ازآنجا که مدل های نگهداری برای پیش بینی اثرات نگهداری در آینده بکار می روند . مدل هاي رياضي

10. مدلسازی نگهداری پارامترهاي موثر در مدل سازی رياضي سيستم به صورت احتمال بودن تجهیز درحالت های عملکرد صحیح در حالت ماندگار فرمول بندی می شود . مدل سازی قابلیت اطمینان تجهیزات دسترس پذیری تجهیز بیش از 0.97 باشد . هزینه های مرتبط با تجهیزات شامل هزینه های بازرسی ٰ، نگهداری ، تعمیر، تعویض و هزینه های جریمه به خاطر خروج ناشی از خرابی و نگهداری که غیر ظاهری هستند نیز می شود . مدل سازی هزینه نگهداری تجهیزات عدم دقت یا ابهام ، مشخصه بسیاری از پارامتری مدل قابلیت اطمینانی می باشد که عموما به خاطر اطلاعات ناکافی می باشد. مدل سازی عدم قطعیت از محاسبات فازی برای و روش های تصادفی برای اعمال عدم قطعیت ها استفاده می شود.

11. مدلسازی نگهداری معیارهای سنجش قابلیت اطمینان سیستم

12. مدلسازی نگهداری مدل مارکوف در ابتدای قرن بیستم Andrei Andreevich Markov مدلی را معرفی کرد که ساده ترین مدل های احتمالی آزمایش های مستقل بود.

13. مدلسازی نگهداری مدل مارکوف

14. مفهوم پيري تجهيزات

15. مفهوم پيري تجهيزات • تعریف پیری تجهیزات • در صنعت آب و فاضلاب اغلب تجهیزات الکتریکی و یا سایر دارایی ها در سرویس هستند . در اثر بهره برداری قابلیت های الکتریکی و فیزیکی تجهیزات بتدریج کاهش می یابند تا اینکه منجر به خرابی هایی ناشی از استهلاک یا سایر عوامل مرتبط می شوند . • براساس عوامل فیزیکی ، فرآیند پیری تجهیزات الکتریکی می تواند به چهار طبقه زیر تقسیم بندی شود .

16. مفهوم پيري تجهيزات در جدول ذیل تاثیرات استهلاک بروی تجهیزاتی که دچار پیری شده اند را نشان می دهد .

17. مفهوم پيري تجهيزات • مدل سازی فرآیند پیری با استفاده از منحنی Bathtub • تحقیقات قبلی روی فرآیند پیری ، ارتباط بین احتمال های خرابی تجهیزات در یک پریود زمانی ، تصدیق می کند .

18. مفهوم پيري تجهيزات

19. برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت معرفی plant • در این مقاله به مدیریت دارایی در سطح تجهیزات پرداخته می‌شود و تابلوي فرمان الكتريكي نصب شده در ايستگاه پمپاژ آب شرب روستاي شورين از توابع شهرستان همدان به عنوان نمونه مورد بررسي قرار مي گيرد . در ايستگاه پمپاژ فوق ، در سال 1387 يك دستگاه تابلوي ستاره – مثلث با قدرت 45 كيلووات نصب گرديد كه در مدت سه سال 6 مرتبه سرويس شده و 5 مورد نيز خرابي جزئی داشته است . طبق برنامه ريزي در سال 1391 تابلوي فوق با يك دستگاه تابلوي سافت استارت – استوپ تعويض گرديد.تابلوي جديد داراي تكنولوژي جديد بوده و يك مبدل (converter ) الكترونيك قدرت مي باشد كه ضمن راه اندازي و توقف نرم الكتروپمپ ، ودارا بودن گزينه هاي متعدد براي حفاظت از الكتروپمپ ، قابليت اتصال به سيستم مانيتورينگ مورد استفاده در شركت را دارد .

20. معرفی plant برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت مجموعه عملیات نگهداری جهت تابلو برق عبارتند از: • كنترل وضعيت هرنوع كليد قطع و وصل بكار رفته اعم از كليدهاي قطع ووصل اتوماتيك ، دستي ، حرارتي • كنترل سلامت چراغهاي سيگنال و هشدار دهنده . • كنترل صحت عملكرد دستگاه های اندازه گيري . • كنترل سلامت و صحت عملكرد كليدهاي استپ و استارت وكليدهاي سلكتوري ، • كنترل صحت كاركرد تايمرها و ساعت كار تابلو وتايمر تاخير ، • كنترل صحت عملكرد كنترل فاز ،صحت عملكرد رله هاي منصوبه اعم از بيمتال ، كنترل بار ورله هاي محافظتي ديگر • بازرسي ترانسهاي جريان وولتاژ ، • بررسي صحت عملكرد فيوزها و اطمينان از تناسب فيوز با جريان عبوري از آن ، • كنترل وضعيت كليدهاي مينياتوري ، كنتاكتورها . • كنترل وضعيت كابلها از نظر وضعيت عايقها ، اتصالات و کابلشوها و آچاركشي اتصالات كابل و تابلو ، • كنترل وضعيت ولتاژ از جهت تعادل ولتاژ فازها و ميزان جريان ورودي و خروجي وتناسب جريان با توان مصرفي . • بررسي وضعيت ارت واطمينان از برقراري آن . • ترموگرافی تابلو برق و ... ميباشد .

21. معرفی plant برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت در ارزیابی نگهداري ، تعمير و تعويض تجهیزات ايستگاه هاي پمپاژ آب شرب ، با در نظر گرفتن پیری تجهیزات، لازمست روش‌هایی برای آنالیز یک تجهیز که برای مدت طولانی در یک مکان نصب شده است و تحت شرایط مختلف از جمله شوک‌ها و اختلالات تصادفی قرار گرفته و به روش‌های مختلفی نگهداری شده است، ارائه شود. برای این‌منظور توجه به نکات زیر ضروری است. • الف- تعیین حالت‌های عملکردی تجهیز: • حالت عملکرد صحیح ( ok) • حالت عملکرد با خرابی جزئی ( problem ) • حالت عملکرد با خرابی گسترده ( failure ) • ب- حالت‌های تصمیم‌گیری: • نگهداری تجهیز (Maintain) بدین معنی که عملیات نگهداری تجهیز در محل انجام می‌شود . • بازسازی تجهیز (Rebuild) بدین معنی که عملیات تعمیر در محل دیگر صورت می‌گیرد و در نتیجه تجهیز کاملاً اصلاح می‌شود . • جایگزینی تجهیز (Replace).

22. برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت معرفی plant در هنگام تعویض تجهیزات می‌توان از تجهیزات با تکنولوژی جدید نیز استفاده کرد . لذا در فرآیند نگهداري و تعمير ، تحولات تکنولوژیکی را نیز مد نظر قرار داد. با در نظر گرفتن پیری تجهیزات، احتمال عملکرد صحیح تجهیزات، در حالت‌های مختلف، با افزایش سن تجهیز کاهش می‌یابد. به‌علاوه احتمال عملکرد تجهیز در هر دوره زمانی و در هر حالت، به حالت عملکرد تجهیز در پریود قبلی و نوع تکنولوژی تجهیز بستگی خواهد داشت. این موضوع در مدل‌سازی ریاضی (و به تبع آن در مطالعات عددی) مد نظر قرار می‌گیرد. مدل ماركوف گسسته براي مدل سازی نگهداري مورد استفاده قرار می گیرد .

23. مدل‌سازی ریاضی برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت برای تعیین فرآیند نگهداري و تعمير بهینه یک تجهیز، تابع هزینه‌ای که شامل مؤلفه‌های زیر است، در نظر گرفته می‌شود.

24. برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت تعیین تابع هزینه‌ای جهت بهینه سازی فرآیند نگهداری مدل‌سازی ریاضی • Cost(t)=Min Tech(i), d(j), {RC(n(t),Tech(i), d(j),t)+ΣΣ [[Prob(n(t),m(t-1),Tech(i),Age(x),d(j),t)] [PCTech(n(t),Tech(i),Age(x),d(j),t)]+ρ Cost(t+1)- V(Tech(i),Age(x)),t)]+Pen(Prob(n(t),Tech(i),Age(x)),t)]} در رابطه فوق: • ):Cost(tحداقل مجموع هزینه نگهداري و تعمير تجهیز در پریود tام می‌باشد؛ متغیر t به پریود زمانی و T به طول دوره برنامه‌ریزی اشاره دارد؛ t={1,2,3,…T} ؛ • :RC(n(t),Tech(i), d(j),t)هزینه خرید تجهیز در پریود tام برای تکنولوژی Tech(i) ،حالت عملکرد nام و تصمیم‌گیری نوع d(j) می‌باشد؛ متغیر i به نوع تکنولوژی اشاره داشتهi={1,2} و متغیر d(j) به مجموعه حالت‌های تصمیم‌گیری اشاره می‌کند .

25. مدل‌سازی ریاضی برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت • Prob(n(t),m(t-1),Tech(i),Age(x),d(j),t): تابع توزیع احتمال عملکرد تجهیز در حالت عملکرد nام در پریود tام، در صورتی‌که در پریود t-1 در حالت عملکرد mام قرار داشته و تکنولوژی تجهیز Tech(i) بوده و سن تجهیز (از زمان نصب یا از زمان تعمیر کلی) Age(x) بوده و نوع تصمیم‌گیری d(j) باشد . • PCTech(n(t),Tech(i),Age(x),d(j),t) : هزینه نگهداري و تعمير تجهیز برای تکنولوژی Tech(i)، در حالت عملکرد nام در پریود tام، در صورتی‌که سن تجهیز Age(x) بوده و نوع تصمیم‌گیری d(j) باشد؛ ρ: نرخ تنزیل می‌باشد. • Pen(Prob(n(t),Tech(i),Age(x)),t): جریمه وضع شده از طرف نهاد نظارتی است در صورتی‌که احتمال عملکرد صحیح تجهیز در پریود tام، از حد مشخصی کمتر باشد. • :V(Tech(i),Age(x)),t)ارزش تجهيز با طول عمر Age(x)، با تکنولوژی تجهیز Tech(i) در پريود tام مي‌باشد که با گذشت زمان کاهش می‌یابد.

26. برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت معرفی plant • در این کار ، مطالعات عددی در مورد نگهداري و تعمير بهینه یک تابلوي فرمان الكتريكي در ايستگاه پمپاژ آب شرب انجام می‌شود. طول دوره برنامه‌ریزی 5 سال و بازه‌های تصمیم‌گیری، سالیانه فرض می‌شود. برای تابلوي مذکور سه حالت عملکرد در نظر گرفته می‌شود و فرض می‌شود که در بازار دو نوع تابلو، یکی با تکنولوژی قدیم (تابلوي فرمان ستاره - مثلث) و دیگری با تکنولوژی جدید (تابلوي فرمان سافت استارت – استوپ ) موجود است.

27. جدول 1 توزیع‌های احتمالی عملکرد تابلوي فرمان را برای دو نوع تکنولوژی نشان می‌دهد. درنظر گرفته شده است. برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت معرفی plant

28. برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت معرفی plant • جدول 2، هزینه تجهیز بر حسب نوع تصمیم و همچنین هزینه عملکرد آن را برای تکنولوژی‌های مختلف نشان داده شده است.

29. برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت ارزش تابلو فرمان، در پايان دوره برتامه‌ريزي برابر با هزينه اوراق كردن آن بوده و همچنين با افزايش عمر تجهيز، ارزش آن مطابق جدول 3 كاهش يابد. • درصورتي‌كه احتمال عملكرد صحيح تجهيز از 0.95 كمتر باشد، جريمه وضع شده از طرف نهاد نظارتي برابر $ 300 (در هر سال) در نظر گرفته مي‌شود.

30. برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت نتایج حاصل از برنامه ریزی

31. نتایج حاصل از برنامه ریزی برنامه ریزی نگهداری برای ایستگاه پمپاژ پایلوت نتايج حاصل از مطالعات عددي نشان مي‌دهد مقرون به صرفه ترین تصمیم گیری ها به صورت زیر می باشد :

32. نتیجه‌گيري • در این مقاله به بحث مدیریت دارایی در ايستگاه هاي پمپاژ آب شرب پرداخته شده است . برای این منظور به سن تجهیزات و مدت زمان کارکرد آن‌ها توجه شده و فرایند پیری آن‌ها نیز در مدل سازی صورت گرفته گنجاند شده است. روش حل مسئله، برنامه‌ریزی دینامیکی تصادفی می‌باشد که مبتنی بر فرایند مارکوف است. روش ارائه شده برای مدیریت بهینه نگهداري و تعمير تابلو فرمان نصب شده در ايستگاه پمپاژ آب شرب روستاي شورين مورد استفاده قرار گرفته است.

33. با تشکر از توجه شما