В настоящее время плановые ремонты выполняются чаще, чем это требуется по техническому состоянию оборудования, при этом не исключается возможность пропуска дефектов.

Переход на стратегию ремонта по фактическому техническому состоянию заключается в том, что объемы и моменты начала ремонтов определяются техническим состоянием оборудования. Оценка технического состояния выполняется с периодичностью и в объеме, установленными нормативными документами. Проведение ремонтов по техническому состоянию способствует оптимизации материально-технических затрат и уменьшению потерь, обусловленных простоями и необходимостью проведения внеплановых ремонтов.

Переход от технического обслуживания по регламенту или по выходу из строя оборудования к обслуживанию по фактическому состоянию, требует использования комплексного метода диагностики, который бы позволил выявлять дефекты и с заданной вероятностью давать прогноз о продолжительности работоспособного состояния без вывода оборудования в ремонт [1, т. 192, c. 84].

Результаты проведенных экспериментальных и теоретических исследований [1, т. 192, c. 84] показывают, что электродвигатели, при определенных режимах работы и возникновении и развитии повреждений отдельных элементов электрической и механической части оборудования, генерируют определенный спектр высших гармонических составляющих токов и напряжений. Выявление корреляционной связи между режимами работы, характерными повреждениями элементов электрической и механической части оборудования и параметрами генерируемых электродвигателем высших гармонических составляющих токов и напряжений позволяет решить задачу мониторинга технического состояния и прогнозирования ресурса этого оборудования. Преимуществом данного метода является возможность проводить диагностику без непосредственного доступа к оборудованию, поскольку измерительные датчики подключаются к щиту управления. Еще одним преимуществом данного способа является возможность мобильного исполнения аппаратно-программной части, что позволяет проводить анализ диагностических данных непосредственно на месте.

Спектральный анализ обладает рядом существенных недостатков. Во-первых, магнитные и  электрические цепи машины обладают инерционностью, т.е. работают как своего рода фильтры низкой частоты, а также нелинейностью, что приводит к возникновению различных нелинейных искажений. Во-вторых, на спектральный состав токов и напряжений в значительной степени влияет спектральный состав и несимметрия напряжений питающей сети, а так же переходные процессы, обусловленные случайным характером нагрузки привода и изменением управляющего воздействия. Поэтому,  непосредственная оценка состояния электромеханического оборудования только на основе контроля достижения фиксированных уровней отдельными составляющими спектров тока и напряжения в фиксированном диапазоне частот не возможна.

Амплитуда гармоник зависит от степени проявления дефекта, а также от напряжения питания. Если качество сетевого напряжения невысокое, что может быть вызвано, например, подключением к сети импульсных блоков питания большой мощности или другого энергоемкого оборудования, то спектральный состав фазных напряжений сильно отличается от идеального, в нем появляются высокочастотные гармоники. При этом искажения напряжения питания могут носить нерегулярный характер, если причина их появления обусловлена подключением к сети энергоемкого оборудования.

Разработка комплексной системы диагностики базировалась на нескольких взаимодополняющих методах, которые дают возможность определить наибольшее количество самых опасных для данного оборудования дефектов[2]. Оценка технического состояния производится на основе многофакторного анализа: зависимостей напряжения и тока от времени, потребляемых электродвигателем; мгновенных мощностей каждой фазы; спектрального анализа полученных сигналов напряжения, тока и мощности; коэффициентов несимметрии (тока, напряжений, мощности); коэффициентов гармоник (тока и мощности); отдаваемой мощности электропривода; задания выходной координаты; величины потерь электрической энергии.  Наличие нескольких диагностических параметров разной физической природы, позволяющих определить определенный вид повреждения, дает возможность провести более точный анализ возникшего дефекта и максимально исключить ошибку ложного определения, а также отбросить возникающие помехи.

По результатам анализа комплекса диагностических параметров определяется техническое состояние электромеханического оборудования (ЭМО) и оценивается остаточный ресурс. Обработка диагностических параметров осуществляется в несколько уровней. Нулевой уровень – предварительная подготовка массивов данных и их фильтрация.  На первом уровне происходит дифференцированная обработка, определяются вид и уровень дефекта по каждому параметру. На втором уровне обрабатываются взаимные связи исследуемых параметров и дефектов, определяются возможные ложные дефекты и отбрасывается их вклад в уровень развития данного повреждения. На третьем уровне проводится интегральная оценка по всем параметрам, с учетом весовых коэффициентов различных дефектов определяется общее состояние двигателя и дается прогноз о сроке возможной безопасной эксплуатации.

Создание удаленной интерактивной системы диагностики и оценки остаточного ресурса электромеханического оборудования позволит объединить отраслевые предприятия в единую диагностическую сеть, организовать сбор и обработку статистики для более точной работы системы, позволит удаленным пользователям оценивать находящиеся в эксплуатации электромеханическое оборудование по фактическому состоянию, что приведет к снижению затрат на техническое обслуживание и ремонт, а так же позволит выявить электромеханическое оборудование с повышенным энергопотреблением.

В первые годы существования Горного училища химия и металлургия преподавались как единый комплекс дисциплин, к преподаванию которых были привлечены ученые с мировыми именами – академики А.М. Карамышев и В.М. Севергин, была создана хорошо оснащенная химическая лаборатория.

В результате реформы 1804 года  Горное училище было переименовано в Горный кадетский корпус. В соответствии с новым уставом химия и металлургия стали преподаваться раздельно, а общий объем этих дисциплин был увеличен почти в пять раз. В это время возникает традиция привлечения к преподаванию профессиональных дисциплин выпускников Кадетского корпуса, приобретших не только практический опыт на горнозаводских предприятиях, но обязательно прошедших зарубежную стажировку.

20-е годы XIX века в Горном Кадетском корпусе характеризуются активным ростом объема научных исследований  в области химии и металлургии. Под руководством академика П.Г. Соболевского создается «Соединенная лаборатория горного корпуса и департамента горных и соляных дел», ставшая прообразом будущих отраслевых научных институтов. Масштабы лаборатории были доведены до уровня солидного опытно-промышленного производства, ее сотрудники за 5 лет получили из уральских платиновых руд 476 пудов чистой платины, что в 15 раз больше добытого во всем остальном мире.

В 1817 году Горный кадетский корпус окончил Павел Петрович Аносов. Его имя и поныне составляет славу и гордость русской металлургии. Именно Аносову принадлежит заслуга восстановления утраченного секрета производства булатной стали. Знаменитое оружие, производимое на Златоустовских заводах, не уступало по своим качествам лучшим дамасским клинкам.  Пристальное внимание Аносов уделял в своих работах влиянию на качество стали различных химических элементов, положив начало российской металлургии легированных сталей.

В1832 г. директор Горного кадетского корпуса Е.С. Карнеев приглашает для преподавания металлургии –крупнейшего специалиста в области отечественной и мировой металлургии Григория Андреевича Иоссу.  В течение 6 лет Г.А. Иосса работал на уральских заводах, в1829 г. Горное ведомство командирует его за границу для усовершенствования в научных знаниях и осмотра главнейших рудников и заводов.

В1834 г. Кадетский корпус реорганизуется в Институт корпуса горных инженеров. По новому уставу образуется ряд самостоятельных учебно-научных подразделений в том числе кафедра металлургии во главе с профессором Г.А. Иоссой.

Учениками Г.А. Иоссы были многие известные инженеры-металлурги, в их числе  П.М. Обухов – прославленный строитель знаменитого Обуховского завода, открывший способ получения высококачественной отечественной стали;  В.А. Семенников  –автор  способа  бессемерования медных штейнов, Н.В. Воронцов – один из организаторов сталепушечного и сталелитейного производства в России, автор ряда проектов уникальных технических сооружений, член Горного совета и Горного ученого комитета.

Во второй половине XIX века кафедра металлургии Горного института выпустила целую плеяду замечательных специалистов, поставивших металлургическое производство Урала, Сибири, юга России на самые передовые позиции. Среди них – А.А. Ауэрбах, разработавший  оригинальную конструкцию конвертера для  продувки медного штейна и усовершенствовавший технологию конвертирования, также известный как строитель первого в России завода по получению ртути; Н.Г. Славянов – изобретатель способа электросварки с металлическим электродом А.А. Износков – строитель первой в России мартеновской печи на Сормовском заводе. Широко известны также имена выдающихся инженеров-металлургов – выпускников Горного – В.Е. Грум-Гржимайло, Н.С. Курнакова, М.А. Павлова, Н.П. Асеева, В.Н. Липина, Н.Н. Доброхотова, профессоров и академиков, составивших славу российской металлургии.

Конец XIX столетия в России был ознаменован мощным подъемом различных отраслей промышленности, в связи с чем резко возросла потребность  не только в значительном росте объемов производства чугуна и стали, но и в увеличении ассортимента и количества производимых цветных металлов.

Датой рождения коллектива металлургов-цветников в Горном принято считать 1900 год, когда направление по цветной металлургии возглавил профессор Николай Пудович Асеев (1871-1952), окончивший Горный институт в1894 г.  Деятельность кафедры в первой половине XX века прославлена именами Б.П. Селиванова, А.Н. Кузнецова, Г.А. Оболдуева, П.Я. Сальдау, чуть позже – К.Ф. Белоглазова, И.Н. Масленицкого, П.П. Порфирова, И.Н. Пискунова, Н.С Грейвера.

Первая мировая война, затем Октябрьская революция и Гражданская война привели к практически полному упадку немногих существовавших на тот период  российских предприятий цветной металлургии. В сложном положении оказался и Горный институт, стоящий в 1919 году на краю гибели. Возобновление учебного процесса оказалось возможным благодаря героическим усилиям директора института Д.И. Мушкетова, добившегося принятия правительственного постановления по восстановлению деятельности Горного института. В 1921 году Горный выпустил 28 инженеров, а в 1930 – уже 227 специалистов, из которых 23 были инженерами-металлургами, в том числе 14 специализировались по цветной металлургии.

В 20-годы основные научные разработки  кафедры были связаны с созданием советской алюминиевой промышленности. На базе исследований ученых Горного была разработана технологическая схема Днепропетровского алюминиевого завода. Проектирование этого крупнейшего предприятия и пуско-наладочные работы после его пуска проводились под руководством А.Н. Кузнецова. В эти же годы было начато восстановление Уральской медной промышленности. На Карабашском медном заводе этими работами руководили В.И. Смирнов, и И.Н. Пискунов. 25 мая1925 г. на Карабаше была выдана первая медь.

По инициативе Н.П. Асеева  и его соратников в Ленинграде в 1930-1932 гг. были органинзованы новые научно-исследовательские учреждения – «Ленгинцветмет»,  «Гипромез», «Гипроникель», «Гипроалюминий», Всесоюзный институт металлов.

Н.П. Асеев и Н.С. Грейвер организовали в институте специальную научно-исследовательскую «Группу никеля», задачей которой была разработка технологии переработки сульфидных медно-никелевых руд, открытых советскими геологами на Кольском полуострове и в Норильске На основе выполненного комплекса исследований институтом «Гипроникель» был создан проект комбината «Североникель», пуск которого состоялся в1939 г. Опыт этого строительства позже был использован при проектировании и  пуске Норильского горно-металлургического комбината.

К концу 30-х годов в СССР при участии металлургов Горного была создана собственная алюминиевая промышленность, построены медные заводы на Урале и в Казахстане, электролитный цинковый завод в Челябинске, никелевый завод в Уфалее, могучие северные никелевые предприятия, свинцово-цинковые заводы рудного Алтая.

В годы Великой Отечественной войны кафедрой были продолжены научные работы в направлениях, имевших прежде всего важнейшее оборонное значение. За выдающиеся заслуги в области подготовки в годы войны кадров для геологии, горного дела и металлургии и развитие науки институт в 1944 году был награжден Орденом Ленина.

В послевоенные годы тематика научно-исследовательских работ кафедры становится все более разноплановой, в связи с чем появилась необходимость дифференциации подготовки специалистов для предприятий по производству тяжелых и легких металлов. В 1953 году  были образованы  Кафедра металлургии легких и редких металлов во главе с профессором Н.С. Грейвером и Кафедра металлургии тяжелых и благородных металлов во главе с профессором И.Н. Масленицким.

В 1996 году произошло объединение двух металлургических кафедр в  единую кафедру металлургии цветных металлов, которую возглавил Заслуженный деятель науки Российской Федерации, д.т.н., профессор В.М Сизяков. В 2013 году кафедра переименована в кафедру металлургии, в настоящее время ее возглавляет профессор В.Н. Бричкин. Кафедра осуществляет подготовку бакалавров, инженеров и магистров по специальности «Металлургия цветных металлов». Ежегодно происходят защиты кандидатских работ, защищены две докторские диссертации, проводятся занятия для слушателей курсов повышения квалификации. Для качественного проведения учебного процесса создана мощная лабораторная база, лаборатории кафедры оснащены современным оборудованием и приборами. Научная работа кафедры направлена на решение актуальных проблем цветной металлургии, включая такие важные аспекты, как разработка новых технологий комплексной переработки сырья, расширение ассортимента продукции металлургических предприятий, вовлечение в переработку бедных руд и вторичного и техногенного сырья, а также проблемы экологии.

Коллектив кафедры осуществляет тесное взаимодействие с предприятиями минерально-сырьевого комплекса России.

- малое количество удачных примеров реализаций подобных систем в России, вследствие чего на начальных этапах разработки заказчик полностью не представляет конечный результат и четко не может сформировать функционально-технические требования к системе;

- полное исключение или частичное внедрение возможности адаптации систем к развитию предприятия, возможной реорганизации бизнес-процессов, изменению структуры поступающих данных со сторонних модулей и систем, развитию информационных технологий и пр.;

- желание получить быстрый результат и как следствие недостаточное выделение средств и времени для разработки концепции внедрения и развития подобных систем, сокращение функциональных и технических возможностей и пр.

В данной статье представлен один их подходов к разработке и внедрению модуля  управления персоналом автоматизированной системы управления предприятием и проанализированы возможные проблемы, которые могут возникнуть при решении данной задачи.

Главной задачей модуля управления персоналом является автоматизация трудовой деятельности специалистов отдела управления персоналом предприятия с целью сокращения частой, монотонной работы специалистов по поиску, анализу, кластеризации, выполнению расчетов на основании информации, поступающей с разных источников. При этом самым распространенным и популярным среди промышленных предприятий сегодня является автоматизация функции расчета коэффициента эффективности специалистов и сотрудников предприятия. Очевидно, что ошибки, допущенные при реализации данной функции, могут затронуть интересы не только самого предприятия, например, снизить эффективность производства, но и интересы каждого сотрудника.  Поэтому правильная реализация функций модуля управления персоналом автоматизированной системы управления предприятием является важной и актуальной задачей.

Внедрение модуля управления персоналом происходит по стандартным этапам: формализация потребности в системе, формирование необходимого и достаточного функционала системы, разработка технического задания на систему, ее проектирование и внедрение, анализ результатов функционирования системы, завершение внедрение и пуск системы в эксплуатацию.

Наполняемость задачами данных этапов зависит во многом от специалистов предприятия, занимающихся разработкой подобных систем. Рассмотрим наиболее вероятные сценарии данного мероприятия.

На этапе формализации потребности в системе происходит формулирование целей внедрения системы и оценка возможного экономического эффекта от внедрения системы. Первая трудность на пути формализации потребности заключается в точной количественной оценки ручного труда специалистов управления персоналом, который может быть заменен системой, и выявление функций, выполнение которых невозможна без автоматизации какой-либо их деятельности. Обычно реализация данного этапа не проходит без помощи специалистов-разработчиков таких систем, однако не стоит забывать, что последние сильно заинтересованы в получении максимальной прибыли и их предложения могут либо искусственно удорожить проект, либо направить его в русло долгосрочного, не выгодного для предприятия сотрудничества.

Для внедрения и оценки любого модуля автоматизированной системы управления предприятием на первом этапе необходимо оценить информационную составляющую предприятия в целом, выявить очаги насыщенности информационного поля предприятия, их недостатки, и сформировать мероприятия по его корректировке с оценкой возможных затрат.

Для реализации первого этапа при внедрении модуля управления персоналом автоматизированной системы управления предприятием возможно применение любого метода оценки деятельности сотрудника управления персоналом, среди которых оптимальным является фотография рабочего времени специалиста отдела управления персоналом. При этом перед реализацией данного метода необходимо подготовиться к его выполнению. Первой стадией подготовки является изучение должностных обязанностей специалистов управления персоналом, их кластеризация с присвоением весового коэффициента, определяющего сложность выполнение данного вида работы и его влияние на получение прибыли предприятия в целом. Второй стадией подготовки может быть разделение и присвоение номера каждому структурному подразделению предприятия, с которым взаимодействует управление персоналом. После выполнение данных работ снимается фотография рабочего времени с указанием весового коэффициента вида выполняемых работ, времени, затраченного на выполнение данной работы, номера структурного подразделения, с которым осуществляется взаимодействие, и типа информации, который используется для выполнения данной работы. При этом последняя составляющая играет важную роль на этапе определения мероприятий по расширению информационного поля предприятия, используемого автоматизированной системой управления для реализации собственного функционала.

Формирование необходимого функционала должно происходить с учетом жизненного цикла системы. При определении необходимого функционала используют два типа данных: в первую очередь основой функционального обеспечения системы являются те виды работ, которые были определены в ходе первого этапа как нуждающиеся в автоматизации, и во вторую очередь те виды работ, которые до сих пор на предприятии не выполнялись, но могут быть выполнены с учетом наличия автоматизированной системы. Как правило, формализация дополнительных функций осуществляется на основании мнений экспертов, причем как работающих на предприятии, так и сторонних. При этом перед обработкой их решений необходимо обязательно выполнить проверку на согласованность их мнений. В случае получения отрицательного результата провести дополнительные исследования на целесообразность внедрение какой-либо из дополнительных функций. Однако формализация дополнительных функций является достаточно сложной задачей, трудновыполнимой на начальных стадиях разработки, поэтому процесс разработки системы можно сделать многостадийным, то есть первоначально разработку системы можно вести лишь только для реализации основных функций, а реализация дополнительных функций может быть заложена и перенесена на следующую стадию с учетом жизненного цикла системы.

Разработка технического задания на систему формируется на основании проведенных исследований, после чего приступают к этапу проектирования и внедрения системы.

Анализ результатов функционирования системы может проводиться аналогичным образом, что и оценка деятельности специалиста управления персоналом, однако в фотографию рабочего времени вносят дополнительный пункт «вид взаимодействия»  – ручной и автоматизированный. Данная графа поможет выявить соотношение ручного и автоматизированного вида работ специалиста, а также сделает возможным оценку сокращения времени на выполнение того или иного вида работ после внедрения системы.

Завершение внедрение и пуск системы в эксплуатацию происходит на конечной стадии при условии успешной реализации предыдущих этапов.

В заключении следует отметить то, что при внедрении автоматизированных систем управления предприятием необходимо помнить, что данная система будет нуждаться в постоянном усовершенствовании, и ее усовершенствование должно идти в ногу с усовершенствованием бизнес-процессов предприятия, и направлено на увеличение эффективности производства.

Одним из таких направлений является «Энергетика и энергосбережение». Импульсом к развитию в этой области послужил  вышедший в 2009 году Федеральный закон (ФЗ) “Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности …” №261, согласно которому первым шагом на пути внедрения на предприятии системы энергосбережения и повышения энергоэффективности должно стать энергетическое обследование (энергоаудит), результатом которого является энергетический паспорт предприятия [1].

Многие руководители и специалисты предприятий ошибочно считают, что энергетический паспорт и программа энергосбережения составленная на его основе в полной мере являются целью энергосбережения и на этом процесс останавливается [2, с.57]. Энергосбережение это комплексный, непрерывный процесс, который должен стать стержнем предприятия. Само по себе энергосберегающие оборудование или технология без анализа влияния на процесс функционирования взаимосвязанных систем внутри предприятия может привести к обратному эффекту – увеличению  энергоемкости продукции.

Внедрение энергосберегающих технологий должно обязательно сопровождаться комплексным анализом и мониторингом эффекта от внедрения. Система энергосбережения на предприятии должна постоянно контролировать процесс энергопотребления и вносить соответствующие коррективы в программу энергосбережения. Результаты мониторинга должны отражаться на нормах потребления энергетических ресурсов при производстве продукции, а  так же на планировании энергетических затрат предприятия.

Важным звеном системы энергосбережения и энергоэффективности является обучение и повышение квалификации персонала предприятия [3, Т.1, с. 58]. В технологическом процессе может использовать энергосберегающие оборудование, энергоэффективные механизмы, внедрятся инновационные решения, но обслуживают и управляют всем люди. Если квалификация сотрудников недостаточна, то они могут не понимать как решения, которые они принимают, могут отражаться на процессе нерационального расхода энергетических ресурсов. Персонал современного предприятия должен быть просвещен в области энергетической стратегии предприятия  и государства в целом, причем эти знания должны быть донесены в доступной и понятной форме не только до  специалистов энергетиков, но  и  до  персонала  каждого отдела предприятия, поскольку нерациональное потребление на рабочем месте играет существенную роль в энергосбережении. Развитие наукоемких технологий набирает колоссальные обороты, знания, полученные в ВУЗе, достаточно быстро устаревают, поэтому модернизация оборудования должна идти синхронно с модернизацией знаний работников, а так же знаний преподавателей в этой области.

Государственная программа «Развитие образования на 2013-2020 годы» нацелена на обеспечение высокого качества российского образования в соответствии с меняющимися запросами населения и перспективными задачами развития российского общества и экономики [4].

Социологи и психологи, проводящие исследование мотивации общественной активности молодежи, пришли к выводу, что нынешнее поколение прагматично. Если активность современного студента и направлена на изменение окружающей действительности, то только в соответствии с его собственными потребностями, взглядами и интересами [5]. Бережливое отношение к потреблению энергоресурсов, как на предприятии, так и в бытовых условиях необходимо воспитывать, начиная с самых ранних лет жизни человека. Популяризация энергосбережения должна носить пропагандистский характер и затрагивать все слои общества. С выходом ФЗ №261 такая пропаганда ведется, но она видна только в кругу заинтересованных людей находящихся в сфере энергетики. К тому же зачастую не раскрытым остается главный вопрос, без ответа на который экономить не начнет даже ребенок: «А почему я должен беречь энергию?». Прежде чем взяться за то или иное дело современный студент задаётся вопросом: «А что мне за это будет?».   Раскрывать этот вопрос и находить ответы необходимо вместе с обучающимися, постепенно подводя их к осознанию того, что рационально потреблять и беречь  это не признак скупости или жадности, это в первую очередь признак образованности и заботы о своём будущем. Потребность в энергосбережении должна прийти не из под палки, а в результате постепенного понимания необходимости этого процесса и важности  роли индивида в этом процессе.

Создать в России «энергоэффективное общество» это задача не на год или два, это задача на десятки лет [3, Т.1, с. 58]. В рамках высшего образования об этом нужно говорить всерьез, начиная с первого курса постепенно приводя обучающегося к технологиям, посредством которых он будет реализовывать энергосбережение, когда начнёт работать на предприятии.

Процесс формирования современного профессионала не должен заканчивается при окончании ВУЗа [1]. Для создания в России инновационного общества необходимо непрерывное образование. В университетах необходимо организовывать курсы повышения квалификации в области энергосбережения,  которые ориентированы на специалистов различных предприятий.

Обучающиеся на курсах должны знакомятся с основными направлениями развития нормативно-методической базы в области энергетических обследований, мировыми критериями оценки уровня энергоэффективности, а также изучают мировой опыт реализация энергосберегающих (в том числе и инновационных) технологий позволяющих значительно повысить экономию топливно-энергетических ресурсов [1].

Создание непрерывного образования ориентированного на приоритетные направления науки и взаимодействующие с производством позволит добиться поставленной государством задачи снижения энергозатрат при производстве продукции к 2020 году на 40% [6], поскольку не менее трети этой задачи можно решить только за счёт изменения поведенческого отношения людей к потреблению ресурсов. Энергосбережение для каждого человека  должно стать непрерывным процессом, а этого в свою очередь  можно достичь только при непрерывном образовании в течении всей жизни.

Система технического диагностирования (СД) представляет собой совокупность объекта и средств, необходимых для проведения диагностирования (контроля) по правилам, установленным в нормативно-технической документации (НТД). В настоящее время плановые ремонты выполняются чаще, чем это требуется по техническому состоянию оборудования, при этом не исключается возможность пропуска дефектов.

Поэтому при совершенствовании принципов и методов технического обслуживания и ремонта необходимо переходить к стратегии обслуживания по фактическому состоянию. Данная стратегия опирается на интегрированную информационно-аналитическую систему диагностики и оценки остаточного ресурса (ИАС ДиОР). Диагностирование и оценка остаточного ресурса производится на основе контроля параметров оборудования, окружающей среды и технологического процесса с определенной периодичностью [2,4]. Ограниченный ряд параметров контролируется в автоматическом режиме, а остальные параметры – в ручном, чем достигается целостность информации и повышается скорость обработки данных.

Такой контроль обеспечивает эффективное управление состоянием оборудования и его безопасной эксплуатацией. Другая важная сторона при организации диагностической сети – это организация автоматизированной системы диагностических исследований в рамках всего предприятия, когда в исследовательской службе автоматически накапливаются данные о состоянии оборудования и диагностических признаках, что обеспечивает постоянное развитие и совершенствование подобных систем [3].

Важным элементом системы обслуживания по фактическому состоянию является модуль контроля технического состояния. Модуль реализует постоянный или периодический контроль технического состояния оборудования, а также определет остаточный ресурс оборудования. В таком случае принятие решений о ремонте и планирование ремонта производится на основе информации о техническом состоянии контролируемых объектов, формируемой при помощи модуля, включающего интеллектуальную систему обработки диагностических параметров.

При разработке структуры и алгоритмов модуля системы первоначально необходимо выделить дополнительные подсистемы, позволяющие решить вопросы информационной недостаточности. Для рассматриваемой задачи целесообразно проводить разработку следующих подсистем:

1. Подсистема оценки жизненного цикла электромеханического оборудования.

2. Подсистема прогнозирования развития дефекта.

3. Подсистема интеллектуального определения параметров работы оборудования в период между проведением диагностики (подсистема, решающая задачи  информационной недостаточности).

4. Подсистема формирования части информационного поля системы из информационной базы данных предприятия.

Для решения аналитических задач модулем диагностики и с учетом выделенных подсистем может быть использована система, структурная схема которой представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структура модуля контроля технического состояния диагностики и оценки остаточного ресурса

 Для функционирования и разработки аналитических модулей работы системы могут быть использованы различные принципы, среди которых целесообразно использовать нейро-нечеткие алгоритмы, алгоритмы нейронных сетей и генетические алгоритмы. Работоспособность данных алгоритмов во многом зависит от качества информации, которая была положена в основу их разработки. Поэтому при получении неудовлетворительных результатов в процессе тестирования данных алгоритмов на работоспособность необходимо внести корректировки в информационное пространство данных, сформированное для обеспечения работы системы.

Сегодня уже ни у кого не вызывает сомнений необходимость оснащения электромеханического оборудования системами мониторинга и диагностики [1,3,4], поскольку вероятность обнаружения развивающихся повреждений в оборудовании, которое оснащено системой диагностики, гораздо выше, чем при проведении традиционных видов диагностики на работающем оборудовании. ИАС ДиОР это часть инфраструктуры в дополнение к АСУ ТП, РЗА и т.д. необходимая для обнаружения технологических нарушений и предотвращения повреждений оборудования, по причине проявления развивающихся в их узлах и системах дефектов.

Задача максимально использовать наше основное конкурентное преимущество – интеллектуальный потенциал – при переходе на инновационный путь развития является актуальной.  Понимание грядущей энергетической ситуации, будущих энергетических потребностей общества и готовность к реализации «умной энергетики»  для будущих профессионалов в области энергетики являются одними из самых важных.

С первых курсов, независимо от направления подготовки, в ВУЗе учат культурологии, философии, экологии, «закладывают» математический аппарат, но нынешний период характеризуется  «эрой потребления» и  для формирования современного понимания необходимо помимо воспитания культуры общения также воспитывать «культуру потребления» или «культурe энергосбережения». При этом познавать энергосбережение необходимо всем слоям населения, даже не связанным с энергетикой, поскольку именно энергоэффективное мышление в конечном итоге может привести к высвобождению огромного количества энергии. В связи с этим в учебные планы многих направлений обучения вводятся дисциплины связанные с энергосбережением.

Несмотря на то, что многие университеты являются лидерами в научных разработках, связанных с повышением энергоэффективности, в образовательной деятельности этот потенциал используется в основном только в процессе повышения квалификации руководителей и специалистов предприятий. Однако обучающиеся в ВУЗе студенты  - это одна из самых сложных категорий жителей нашей страны, для которых энергосбережение является оторванной от реальности наукой. Раскрывать вопрос об необходимости беречь энергию необходимо вместе с обучающимися, постепенно подводя их к осознанию того, что рационально потреблять и беречь  – это не признак скупости или жадности, это, в первую очередь, признак образованности и заботы о своём будущем о будущем страны. Потребность в энергосбережении должна прийти в результате постепенного понимания необходимости этого процесса и важности  роли индивида в этом процессе и ни в коем случае не должна быть навязана студенту законами, постановлениями и.т.п. Создать в России «энергоэффективное общество» это задача не на год или два, это задача на десятки лет [3]. Поэтому воспитывать культуру потребления энергии необходимо с самых ранних лет.

Основная проблема создания качественного обучения энергосбережению  – это трансформация знаний в стремительно меняющихся технологиях в сфере энергоэффективного оборудования и методах энергосбережения. Именно поэтому при реализации образования студентов и аспирантов необходимо повысить качество образования путем создания инновационной системы подготовки на основе акцентированного обучения по темам, являющимся наиболее актуальными в области энергосбережения для различных направлений, избегая при этом лишней информации, которую студент должен получать самостоятельно. Для решения этой системной задачи необходимо в учебном процессе реализовывать:

• активные и интерактивные формы проведения занятий: дискуссии в диалоговом режиме; компьютерные симуляций; деловые игры; разбор реальных ситуаций и проектов; групповых обсуждений результатов студенческой исследовательской деятельности; межвузовские телеконференций;
• психологические тренинги, направленные на преодоление внутренних барьеров связанных с внедрением инноваций в сфере энергосбережения;
• проведение внутренних мероприятий с привлечением родителей учащихся и общественности, посвященных пропаганде энергосбережения;
• подготовку современных образовательных программ для различных специальностей и направлений по энергосбережению;
• предусматривать системные курсы, в чтении которых задействован не один преподаватель, а творческий коллектив специалистов разных кафедр;
• использовать лаборатории различных направлений или создавать межкафедральные или межфакультетские научные лаборатории;
• размещение на территории университета визуальную информацию, посвященную пропаганде энергосбережения, реализации стратегии ВУЗа в этом направлении, количественные характеристики потребления, экономии и реализованным технологиям в окружающем студента пространстве;
• размещение на сайте ВУЗа материалов или раздела, посвященного энергосбережению.

Реализация этих мероприятий позволит знаниям самим «втянуться», обучающийся будет впитывать информацию об энергоэффективности и приобретать энергосберегающее мышление и привычки. При этом он научится самому главному – понимать к чему ведет неэффективное потребление ресурсов. Создание инновационной системы подготовки позволит студентам постепенно освоить основы энергосбережения и научится применять современные технологии повышения энергоэффективности в своей сфере деятельности и в быту.

Основополагающими задачами диагностики являются [4]:

-        выявление рода дефекта и оценка его уровня;

-        оперативное определение состояния оборудования в постоянно меняющихся условиях, в которых оно находится;

-        определение остаточного ресурса;

-        прогнозирование срока службы оборудования до выхода его из строя.

Последние два пункта чаще всего на предприятии не реализуются либо производятся вручную специалистом по диагностике. Внедрение автоматической системой диагностики с использованием электронной базы данных развития повреждений позволит решить все четыре задачи. Применение такой базы данных позволит более точно определить состояние оборудования и спрогнозировать его остаточный срок службы и возможный отказ [3]. Наиболее эффективным вариантом с точки зрения трудозатрат, энерго и ресурсосбережения будет применение системы непрерывной (on-line) диагностики в режиме реального времени. Под этим подразумевается, что система диагностики будет анализировать объект постоянно, получая информацию о состоянии оборудования от датчиков и базы данных. При раннем выявлении неисправности или значительном износе оборудования можно будет предупредить серьезные поломки, а также заказать запасные части заранее, что немаловажно для предприятий, расположенных в отдаленных районах, где доставка запчастей от сервисного центра занимает значительное время.

Комплексная интегрированная информационно-аналитической система диагностики и оценки остаточного ресурса может быть реализована с применением нейро-нечетких алгоритмов, алгоритмов нейронных сетей и генетических алгоритмов[2,4]. Работоспособность данных алгоритмов во многом зависит от качества информации, которая была положена в основу их разработки. Подготовка и организация информационного пространства является самым первым и важным этапом создания модуля контроля технического состояния, диагностики и оценки остаточного ресурса электромеханического оборудования комплексной интегрированной информационно-аналитической системы. На данном этапе формируется информационное поле, принимается решения, какая информация нужна для работы данной системы, каковы ее объемы, периодичность поступления, как организуются ее сбор и обработка, где осуществляется ее хранение и как настраивается информационный обмен между различными частями системы. Кроме того изначально на данном этапе принимается решение о составе информационного массива данных по которому будет проводиться разработка аналитических модулей системы. В таблице 1 представлены перечень информации, которая необходима системе и разделение ее на классы

Дале необходимо оценить наполненность или достаточность информационного поля системы. В случае, если информационное поле окажется недостаточным необходимо предпринять меры для разработки специальных методов увеличения информационного поля системы до нужных размеров. Для этого используются специальные косвенные вычисления, кроме того могут быть использованы так называемые «Интеллектуальные датчики» – специальные модули позволяющие прогнозировать значения параметров и решать вопросы сокращения информационной недостаточности.

Таблица 1 – Перечень и классификация информационных параметров необходимых для работы модуля диагностики

Сформированное информационное поле в условиях полнофункциональной работы системы будет содержать два типа данных – исторические данные и данные реального времени.  В процессе разработки тестирования алгоритмов будут использованы только исторические данные. При этом для формирования массивов данных, которые будут являться основой для формирования алгоритмов необходимо выполнить процесс кластеризации, осуществляющий соотнесение параметров к одному из сформированных классов.

Для оценки достоверности и своевременности информации необходимо провести ряд экспериментов в условиях реально производства в режиме реального времени. Причем перед проведением данной оценки необходимо структурно организовать процесс сбора и хранения информации, используемой модулем диагностики, а также правильно настроить информационный обмен со смежными системами.

Таким образом, на основе сформированного информационного поля, по результатам анализа в режиме реального времени модуль контроля технического состояния электромеханического оборудования определяет техническое состояние электромеханического оборудования  и оценивает остаточный ресурс. Переход  к контролю реального текущего технического состояния электромеханического оборудования позволит уменьшить финансовые и трудовые затраты при эксплуатации, избавиться от внезапных остановок производства и рационально планировать сроки и содержание технического обслуживания и ремонта.

На сегодняшний день эффективность применения комплексных интегрированных систем автоматизации промышленным предприятиям доказывать не приходится, многие из них находятся на стадии разработки и внедрения, при этом некоторые из них уже активно используют их частично реализованный функционал. Так как процесс разработки подобных систем довольно длительный и подразумевает наращивание функциональных возможностей по мере течения их жизненного цикла, то часто предприятия выбирают модульный подход при внедрении и реализации данных систем, то есть система разрабатывается с учетом сформированной общей концепции долгосрочного развития предприятия с возможностью масштабирования и наращивания функционала «на ходу» и впоследствии на сформированную структурную основу добавляют новые модули, расширяя спектр задач, решаемых данной системой.

На предприятиях горной отрасли в последние годы наблюдается тенденция резкого повышения энергоемкости конечной продукции[2]. Ряд проведенных исследований показали, что преимущественно это обусловлено резким возрастанием количества отказов оборудования. При этом среди этих отказов более трех четвертей отказов оборудования составляют отказы машинных агрегатов, и, соответственно, уровень надежности и безопасности технологических процессов во многом определяется их техническим состоянием. В связи с этим актуальной задачей для горного предприятия является разработка и внедрение автоматизированных комплексов диагностики состояния оборудования, позволяющая выявлять дефекты и с заданной вероятностью давать прогноз о продолжительности работоспособного состояния без вывода оборудования в ремонт и выполнить переход от технического обслуживания по регламенту или по выходу из строя оборудования к обслуживанию по фактическому состоянию.  В связи с этим разработка модуля контроля технического состояния, диагностики и оценки остаточного ресурса электромеханического оборудования является одной из актуальных задач, решаемых на современном горном предприятии [3].

В статье показан один из подходов к разработке модуля контроля технического состояния, диагностики и оценки остаточного ресурса электромеханического оборудования для интегрированной информационно-аналитической системы. Приведено описание основных этапов разработки и взаимосвязей между ними.

Целью разработки модуля информационно-аналитической системы является формирование планов обслуживания технологического оборудования по его фактическому состоянию, а аналитической задачей является прогнозирование дефектов оборудования с разной дельтой инерционности статично установленной или динамически изменяющейся по необходимости и желанию предприятия, использующего данное оборудование.

Процесс разработки и внедрения модуля диагностики целесообразно проводить в несколько этапов, основными из которых являются следующие:

1. Подготовка информационного пространства для работы модуля. Данный этап является самым главным и ресурсозатратным этапом разработки. От того насколько качественно он будет проведен во многом будут зависеть результаты работы всей системы. На данном этапе формируется информационное поле, принимается решения, какая информация нужна для работы данной системы, каковы ее объемы, периодичность поступления, как организуются ее сбор и обработка, где осуществляется ее хранение и как настраивается информационный обмен между различными частями системы.

2. Оценка информационного поля. На данном этапе принимается решение о составе информационного массива данных по которому будет проводиться разработка аналитических модулей системы. Оценка производится по нескольким критериям основными из которых являются полнота, достоверность и своевременность По мнению автора целесообразно переходить к следующим этапам разработки в случае, когда полнота информации составляет 99,8%, достоверность или точность 99,98%, своевременность или dt=1 мин.

3. Разработка структуры и алгоритмов модуля системы. На данном этапе разрабатываются основные подсистемы и устанавливаются логические связи между ними. При этом необходимо дополнительно в структуру модуля включить подсистемы, решающие вопросы информационного оснащения, в том числе вопросы информационной недостаточности системы.

Разрабатываемый модуль может работать в трех основных режимах: обучение, советчик, участник управления. При таком подходе плюсом является то, что пользователю сразу доступен результат работы системы и при возрастании доверия он может принять решение о выводе его на тот или иной режим, при этом данный процесс может быть выполнен как в ручном, так и в автоматизированном режиме.

Схема процессов разработки и внедрения модуля диагностики представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема процессов разработки и внедрения модуля диагностики

Следует подчеркнуть, что схема процессов разработки и внедрения модуля диагностики может содержать и другие этапы, однако основной плюс приведенной в данной статье системы – это ее «интеллектуальность» или возможность накапливания знаний «на ходу», то есть в процессе эксплуатации системы. При этом подразумевается не только накапливание знаний, но наращивания функционала и модулей данной системы. Однако для получения хороших результатов описываемый модуль диагностики должен быть внедрен в комплексную информационно-аналитическую систему предприятия. В этой связи основными требованиями, предъявляемыми к данному модулю, являются:

- интегрированность, т.е. способность внедряться в существующие системы,

- самообучаемость, т.е. способность корректировать настроечные коэффициенты во время работы;

- адаптируемость, т.е. способность сохранения своих функциональных возможностей в изменяющихся производственных условиях;

- самоорганизуемость, т.е. сохранение работоспособности в условиях ввода новых контуров и переменных.

Профессором В.М Сизяковым впервые была доказана возможность и определены условия синтеза ГКАК в среде сильных электролитов в условиях глиноземного производства (вместо нескольких месяцев в водной среде).

ГКАК имеет слоистую структуру, которая строится из молекул гидроалюмината кальция, воды, ионов группы СО₃^2- и активной OH^- -группы, способной к обмену.

В процессе  превращения неустойчивой гексагональной решетки ГКАК в устойчи­вую кубическую решетку трехкальциевого гидроалюмината 3СаОхAl₂O₃х6H₂O возникают удачные условия для активного захвата кремнезема из растворов глиноземного производства, при этом достигается сверхвысокая степень очитски, величина кремниевого модуля алюминатных растворов, обескремненных с помощью гидрокарбоалюмината кальция достигает 4000 ед. Этот  способ обескремнивания является основой технологии получения глинозема высших марок из низкокачественного отечественного сырья.

Под руководством профессора В.М. Сизякова с 90-х годов кафедрой металлургии Национального минерально-сырьевого университета «Горный» ведутся работы, направленные на расширение сферы применения гидрокарбоалюминатов кальция в различных областях, в частности в качестве активного ионообменника для очистки сточных вод металлургического производства.

Практически все переделы производства цветных металлов требуют значительного количества свежей воды. Загрязнения сточных вод предприятий цветной металлургии представляют  собой ионы металлов, грубодисперсные примеси, кислотами, ПАВ и  т.д., при всем их многообразии общими для них являются вредность, а часто значительная агрессивность и токсичность.

Очищающие реагенты, применяемые на подобных предприятиях должны сочетать максимальную эффективность с дешевизной и безопасностью использования. Наибольшее значение для очистки промстоков поликомпонентного состава имеют железосодержащие, алюминийсодержащие и смешанные коагулянты.

Исследование возможности использования «традиционного» ГКАК , полученного в объединении «Пикалевский глинозем» по способу Сизякова В.М., в качестве коагулянта при очистке природных и сточных вод начато в 1996  году в Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В. Плеханова совместно с Государственным унитарным предприятием (ГУП) Инженерным центром «ВОДОКАНАЛ».

Опыты по использованию гидрокарбоалюминат кальция в качестве ионообменника проводились совместно специалистами Горного университета  и ГУП «Инженерный центр ВОДОКАНАЛ» на ряде предприятий (ЦКБ МТ «РУБИН», электродепо «Дачное» Санкт-Петербургского метрополитена, Каменская бумажно-картонная фабрика, Карбюраторный завод, Завод им. Дегтярева).

Результаты проведенных испытаний показали  высокую активность  ГКАК. Гидрокарбоалюминат кальция, проявляя себя как многофункциональный коагулянт, эффективно очищает воду от ионов тяжелых металлов, ПАВ и органики.

Одной из причин загрязнения природных водных бассейнов в промышленных регионах является сброс необработанных сточных вод металлургических предприятий в природные водоемы. Нарушается баланс природных экосистем, вода становится непригодной для питья. Очистка воды для восстановления её качества требует значительных затрат.

Предприятия, расположенные в городской черте часто практикуют сброс сточных вод в городскую кана­лизацию, но применяемые городскими службами системы очистки рассчитаны на бытовые стоки и не могут перерабатывать тяжелые металлы.

Многолетние исследования доказали, что для очистки стоков гальванических производств наиболее эффективными неорганическими реагентами являются соли алюминия, при гидролизе которых образуется активный гидроксид. Главным препятствием их широкого использования является высокое содержание остаточного алюминия, и узкий интервал рН, в котором они проявляют наибольшую активность, а также уменьшение их активности при понижении температуры.

Применение в качестве ионообменника гидрокарбоалюмината кальция позволяет  суще­ственно расширить рабочий интервал рН.  Установлено, что остаточное содержание алюминия в воде в этом случае намного меньше предельно допустимого (0,5 мг/дм³). Гидрокарбоалюминат кальция  может быть применен для очистки стоков в диапазоне величин водородного показателя  от 6 до 12  без превышения содер­жания алюминия выше ПДК.

Предположительно карбоалюминат в процессе водоочистки работает одновременно  как ионообменник  (выделяет в раствор эквивалентное количество анионов ОН^-); адсорбент ионов тяжелых металлов (за счет сильно развитой активной поверхности) и утяжелитель осадка, улучшающий его реологические свойства.

Полученный по способу В.М. Сизякова многофункциональный коагулянт на основе ГКАК применялся для очистки объединенных гальванических стоков завода им.Дегтярева (г. Ковров).

Были проведены лабораторные исследования и полупромышленные испытания, в ходе которых была принципиально определена возможность использования гидрокарбоалюмината в качестве эффективного ионообменника при очистке заводских стоков.

Данные по остаточному содержанию ионов прмесных металлов приведены в таблице.

Таблица 1 -  Остаточное содержание ионов примесных металлов в воде после очистки

Результаты испытаний показали, что по сравнению с широко применяемым в качестве коагулянта  сульфатом алюминия карбоалюминат кальция имеет ряд преимуществ, а именно: более высокую эффективность очистки; более низкое остаточное содержание Al в очищаемой воде; короткий период очистки (около 20 минут).

Все компоненты предлагаемого  коагулянта разрешены к применению, для его внедрения в действующее производство не требуется реконструкция существующих очистных сооружений, отходы очистки могут быть использованы как минерализующие добавки в цементном производстве.

С самого начала войны в разных горно-металлургических СССР активно велись научные работы в направлениях, которые диктовались военной обстановкой. Очень важное оборонное значение имело выполненное под руководством профессоров-металлургов Н.П. Асеева и Н.С. Грейвера на Балхаше масштабное исследование по извлечению молибдена из некондиционных медно-молибденовых концентратов. На Урале под руководством профессоров Н.С. Грейвера и К.Ф. Белоглазова была разработана передовая технология переработки шламов, содержащих металлы платиновой группы. В 1942 году профессор  И.Н. Масленицкий начал большую работу по исследованию состава медно-никелевых файнштейнов и условий их направленной кристаллизации, что позволило впоследствии разработать передовую технологию их разделения.

Отдельно следует отметить организацию на территории Горного института работы цеха по производству взрывчатки СИНАЛ – АК, состав которой был разработан профессором-металлургом А.Н. Кузнецовым. В Горном институте еще с 1938 года велись работы по разработке дешевой, эффективной и безопасной взрывчатой смеси для  проходческих работ, не оставляющей после взрыва ядовитых органических соединений. Профессор Александр Назарович Кузнецов предложил состав в основе которого  – смесь силикоалюминия и аммиачной селитры (Si – N – Al), причем в качестве активного  компонента использовалась кембрийская глина, залегающей на территории в окрестностях Ленинграда на глубине около170 метров. Испытания нового взрывчатого вещества, которые производились на Березовском руднике, показали,  что скорость проходки увеличилась в 4 раза.  Кроме того, СИНАЛ был безопасен, в апреле 1942 года после попадания бомбы на территории цеха в очаге пожара оказались около 20 тонн СИНАЛа – АК, но страшного взрыва не произошло. Профессор Кузнецов лично гасил о бруски взрычатки сигареты, чтобы ободрить девушек – студенток, работавших в годы войны на спецпроизводстве.

Александр Назарович Кузнецов (1877—1946)  поступил в Санкт-Петербургский  горный институт в 1895 году, учился металлургии у профессора Н.С. Курнакова, затем в Париже стажировался у лауреата Нобелевской премии Анри Муассона. А.Н. Кузнецов  – один из основоположников электрометаллургии. В 1910-1915 г. им совместно с Е.И. Жуковским была предложена комбинированная электротермическая и гидрометаллургическая схема переработки бокситов на глинозем. В продолжении этой работы, в 1925-1927 гг. профессора Горного И.Н. Масленицкий и П.П. Порфиров исследовали процесс восстановительной электроплавки бокситов с BaCO₃, кинетику выщелачивания алюмината и условия карбонизации, обеспечивающие высокое извлечение глинозема. На основе этих исследований была разработана технологическая схема Днепропетровского алюминиевого завода – второго предприятия алюминиевой промышленности СССР, пущенного в 1933 году. Проектирование этого крупнейшего предприятия и пуско-наладочные работы проводились под руководством А.Н. Кузнецова.

В довоенные годы на территории Ленинграда взрывчатку не производили. На складах города к началу лета 1941 года хранилось всего 284 тонны тротила, поэтому с началом войны в связи с острой нехваткой боеприпасов на многих промышленных площадках города было организовано производство взрывчатых веществ. В Лениграде СИНАЛ-АК производили на 13-ти предприятиях, в том числе на Васильевском острове в Горном институте, Механобре и ВАМИ.

На территории Горного института на базе учебного оборудования кафедры обогащения было организовано производство СИНАЛа, на котором было занято около 180 студентов, перешедших на казарменное положение. Цех № 1 производил взрывчатку, а цех № 2 – гранаты Ф-1 (знаменитые «лимонки») и Ф-3. Всего было произведено свыше 330  тысяч гранат, то есть каждая 10-я гранат для Ленинградского фронта была произведена в Ленинградском горном институте.

Испытания взрывчатки проводились в специально оборудованной подземной камере, а гранаты выборочно испытывали в одном из дворов института.

Цех был разрушен в результате бомбежки 24 апреля 1942 года, но уже в августе был восстановлен и продолжил работу, выполняя план более чем на 130 процентов. Спецпроизводство существовало на территории Горного института до весны 1944 года, внеся значительный вклад в оборону Ленинграда и обеспечение боеспособности бойцов Ленинградского фронта.