[06-2023] Как объединить информационные системы ОАО "РЖД" и сервисных компаний при управлении надежностью локомотивов
 

Как объединить информационные системы ОАО "РЖД" и сервисных компаний при управлении надежностью локомотивов

И.К. ЛАКИН, д-р техн, наук, профессор,
П.С. ПРОТАСОВ, дипломник,
Е.М. БЫЧКОВ, дипломник, Российский университет транспорта (МИИТ)

Надежность — одно из главных свойств локомотива, от которого во многом зависит устойчивость перевозочного процесса Российских железных дорог. Согласно ГОСТ 27.102-2021 «Надежность объекта. Термины и определения» — это «свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в заданных режимах, условиях применения, стратегиях технического обслуживания, хранения и транспортирования». Надежность — комплексное и очень разноплановое понятие. Но всегда главным показателем надежности выступает отказ — полная или частичная потеря работоспособности («переход в неработоспособное состояние»). Для учета влияния отказов на процессы эксплуатации в национальном стандарте введено понятие «вид отказа», характеризующее последствия отказов. В ОАО «РЖД» в этом же смысле используется термин «категория отказа».

Еще при становлении систем менеджмента качества (СМК) Уолтером Шухартом и Эдвардом Демингом доказано, что управление качеством и надежностью продукции следует осуществлять по принципу постоянного улучшения — циклу PDCA: необходимо установить реально достижимый уровень качества и план его достижения (Plan), реализовать план (Do), проверить достигнутые результаты (Check), принять меры к устранению отклонений от намеченного плана (Act). Затем все повторить. Для реализации цикла PDCA очень важна роль информационных технологий, автоматизированных систем управления (АСУ), позволяющих обрабатывать и анализировать большие объемы объективных данных для принятия правильных решений.
Главной, созданной в начале 1980-х годов информационной системой железнодорожного транспорта, была Автоматизированная система оперативного управления перевозками — АСОУП, созданная как основа проекта АСУЖТ (АСУ железнодорожного транспорта). В АСОУП регистрируются отправление поездов, их прибытие и проследование станций с указанием реквизитов поезда, в том числе серии и номера локомотива. Информацию о движении поездов в автоматизированном режиме с использованием СЦБ вводят дежурные по станциям и поездные диспетчеры, а при заходе локомотива в депо — дежурный по эксплуатационному депо и диспетчер сервисного локомотивного депо. Разрабатывает и сопровождает АСОУП Барыбинский филиал НИИАС, в ведении которого находится ряд информационных систем перевозочного процесса.
Для удобства работы с АСОУП в рамках проекта «АСУ локомотивного хозяйства» (АСУТ, разработчик Инфоком) создано автоматизированное рабочее место (АРМ) дежурного по депо (АРМ ТЧД), с которого и передаются в АСОУП сообщения о заходе и выходе локомотивов на ремонт. Для локомотивов в АСОУП создано более 100 различных кодов состояний, делящихся на две большие группы: исправное и неисправное техническое состояние (эксплуатируемый или неэксплуатируемый парк). Если локомотив отказал, то он переводится в АСОУП в неэксплуатируемый парк, а при заходе в депо — в состояние «Ожидание непланового ремонта» (HP), а после приемки в ремонт — в состояние «НР». Аналогично производится работа при планово-предупредительных ТОиР.

Данные АСОУП считаются высокодостоверными, поэтому легли в основу договоров сервисного обслуживания локомотивов, заключенных в 2014 г. с компаниями «СТМ-Сервис» и «ТМХ-Сервис» (теперь — «ЛокоТех-Сервис») для обслуживания локомотивов производства СТМ («Синара —Транспортные Машины») и ТМХ («Трансмашхолдинг»). Именно по данным АСОУП рассчитывается коэффициент готовности к эксплуатации (КГЭ): при его значении ниже заданного в договоре сервисного обслуживания снижается выручка сервисных компаний через понижающий коэффициент, вычисляемый как отношение фактического КГЭ к установленному.
Главный недостаток АСОУП — отсутствие информации о виновной стороне за нахождение локомотива в неэксплуатируемом парке. При расчете КГЭ остается неавтоматизированным процесс отношения ответственности за простой в ожидании НР и на самом НР, который производится вручную совместно эксплуатационным (ТЧЭ) и сервисным локомотивным депо (СЛД), в котором обслуживается отказавший локомотив. Необходима автоматизация отнесения ответственности за отказ.
Над АСОУП в 1990-е годы создана надстройка для автоматизированного ведения графика исполненного движения (ГИД) «Урал», ставшей в настоящее время главной информационной системой управления движением поездов, позволяющей наглядно контролировать движение поездов на полигоне. Разработчики — Горьковская дорога и Уральское отделение ВНИИЖТ. Поэтому актуальное название системы ГИД «Урал-ВНИИЖТ». Огромную роль в становлении системы сыграли Красноярская и Восточно-Сибирская дороги, где впервые была внедрена безбумажная технология работы на базе ГИД «Урал». В настоящее время система внедрена во всех дорожных центрах управления перевозками (ДЦУП), используется на станциях, на рабочих местах специалистов и руководителей ОАО «РЖД» всех уровней управления. Это наряду с АСОУП — главная информационная система управления движением поездов.
ГИД «Урал» играет важную роль в управлении надежностью технических средств ОАО «РЖД»: при возникновении отказа технических средств на «нитке» графика движения пострадавшего поезда делается пометка о наличии отказа технических средств и степени их влияния на перевозочный процесс.
В Компании для учета отказов технических средств и анализа их влияния на перевозочный процесс создана Комплексная автоматизированная система учета, контроля устранения отказов в работе технических средств и анализа их надежности (КАСАНТ), которая предполагает разбор и выявление отказов перевозочного процесса. В КАСАНТ по данным ГИД «Урал» регистрируются данные о задержке поездов. Расчет потерь поездо-часов производится по данным ГИД согласно «Методике учета задержки поездов и времени их задержки вследствие инцидентов, вызывающих нарушение графика движения поездов», утвержденной распоряжением ОАО «РЖД» от 01.04.2020 № 734/р.
При регистрации наличия отказа технических средств определяется одна из трех возможных категорий отказов в зависимости от последствий в соответствии с распоряжением ОАО «РЖД» от 06.09.2021 № 1915/р «Об утверждении документов ОАО «РЖД» по вопросам учета отказов в работе технических средств и технологических нарушений на инфраструктуре ОАО «РЖД»:

• 1-я категория — отказы, приведшие к задержке пассажирского, пригородного или грузового поезда на перегоне (станции) на 1 ч и более, либо приведшие к транспортным происшествиям или событиям, связанным с нарушением правил безопасности движения и эксплуатации железнодорожного транспорта;
• 2-я категория — отказы, приведшие к задержке на перегоне (станции) пассажирского или пригородного поезда продолжительностью от 6 мин до 1 ч, грузового поезда продолжительностью от 15 мин до 1 ч;
• 3-я категория — отказы технических средств, не имеющие последствий, относящихся к отказам 1-й и 2-й категории, (учет данных случаев производится первоначально в рамках автоматизированных систем управления хозяйств).

Дополнительно к категориям КАСАНТ фиксируются события автоматизированной системы управления безопасностью движения поездов АС РБ (нарушения безопасности движения поездов в соответствии с приказом Министерства транспорта от 18.12.2014 № 344: крушение, авария, столкновение, сход, взрез стрелочного перевода, взрыв, возгорание (задымление), вызов вспомогательного локомотива поезду, наезд, опасный отказ технических средств, падение на путь деталей подвижного состава и др.).
Следует отметить, что категории отказов — это степень влияния на перевозочный процесс. Один и тот же отказ локомотива может привести к отказу любой из трех категорий. Поэтому в ПКБ ЦТ дополнительно предложен классификатор видов отказов (ОСТ 32.46-95 «Тяговый подвижной состав железнодорожного транспорта. Надежность. Термины и определения»:

• > отказ первого вида: отказ тягового подвижного состава (ТПС), последствием которого является порча. Порча — отказ, вызвавший вынужденную остановку пассажирского поезда на перегоне или промежуточной станции, если дальнейшее движение поезда продолжено с помощью вспомогательного локомотива, а также отмена электропоезда или дизель-поезда из-за неисправности подвижного состава, повлекшая высадку пассажиров на промежуточной станции (по ГОСТ 31187-2011 «Тепловозы магистральные» отказ первого вида — это «отказ тепловоза, вызвавший вынужденную остановку поезда на перегоне или промежуточной станции, если дальнейшее движение поезда продолжено с помощью вспомогательного локомотива»);
• > отказ второго вида: отказ, последствием которого является неисправность. Неисправность — отказ, в результате которого допущена задержка поезда на перегоне хотя бы по одному из путей или на станции сверх времени, установленного графиком движения, на один час и более;
• > отказ третьего вида: отказ, требующий выполнения непланового ремонта.

Классификатор видов отказов локомотивов нельзя считать удачными. По логике, каждый последующий вид должен поглощать предыдущий вид. А если, например, потребовался вспомогательный локомотив, а непланового захода в депо не было, то отказ 1 -го вида будет, а 3-го — нет. В КАСАНТ виды отказов пока не учитываются.
Данные разбора в КАСАНТ вводятся работником эксплуатационного локомотивного депо по данным протокола разбора причины отказа. Получается следующая ситуация. В сервисном и эксплуатационном локомотивных депо формируются информация и пакет документов об отказе, которые вводятся в компьютер (как правило, в текстовом редакторе Word). Вручную формируется протокол разбора, а потом с подписанного документа специалист ТЧЭ последовательно вручную переносит данные в соответствующие поля КАСАНТ. При этом возникают ошибки, в том числе по виновной стороне. Нужен переход на электронный протокол разбора, что не только повысит качество информации, но и существенно сократит так называемые «интеллектуальные потери» — восьмой вид потерь («муд») согласно методологии Lean Production (Бережливое производство).

Главный недостаток КАСАНТ — отсутствие на его базе фактической работы по управлению надежностью (цикл PDCA). Также нарушается принцип Эдварда Деминга «Борьба со страхами»: система, в которой вся информация на виду и служит для «воспитательной» работы, не может быть полезной в управлении надежностью.
Базовой системой для иономерного учета событий жизненного цикла оборудования локомотивов ОАО «РЖД» (дата и место изготовления, приобретение, установка/замена на локомотиве, обслуживание, ремонт, списание и др.) является АСУ «Электронный паспорт локомотива» — система АС ЭП, разработанная в начале 2000-х годов и сопровождаемая в ПКБ ЦТ. В системе хранятся данные о каждом локомотиве ОАО «РЖД» и его основном оборудовании, названного «линейным» (ПО), одновременно подпадающего под более общее понятие «материалы повторного использования» (МПИ). Ввод информации в АС ЭП осуществляется в эксплуатационных и сервисных (СЛД) локомотивных депо, заводах-изготовителях (НЭВЗ, БМЗ, КЗ, УЛ), локомотиворемонтных заводах АО «Желдорреммаш» (ЖДРМ) и других предприятиях, работающих с ЛО. АС ЭП имеет взаимодействие с АСОУП, АСУТ, КАСАНТ и другими информационными системами ОАО «РЖД».
Важная проблема АС ЭП — это отсутствие автоматизированного источника информации о выполненных в сервисных локомотивных депо ремонтах: данные вводит паспортист СЛД при «телефонном» сборе информации внутри самого депо. Это ограничивает возможность работы со всеми видами номерного оборудования локомотивов, хотя в договорах сервисного обслуживания такая возможность предусмотрена.
Выше перечисленные АСУ (АСОУП, ГИД «Урал», КАСАНТ, АСУТ, АС ЭП и др.) находятся в ОАО «РЖД» (в АСУЖТ), но информационные системы создаются и в сервисных локомотивных депо, на заводах-изготовителях, у поставщиков оборудования. Главной из всех АСУ для управления надежностью является Автоматизированная система управления технологическими процессами технического обслуживания и ремонта локомотивов и их оборудования (АСУ ТОиР). В сервисной компании ООО «Локомотивные Технологии» (ЛокоТех) — это АСУ ТОиР «Сетевой график», охватывающая весь технологический процесс ТОиР в 85 сервисных локомотивных депо.
По сути АСУ ТОиР автоматизирует ведение бывших до этого бумажных журналов ремонта форм ТУ-28, ТУ-29, ТУ-15, ТУ-151 и многих других, существенно расширяя их цифровую функциональность. Создана электронная «Диагностическая карта», в которой фиксируются замечания по техническому состоянию локомотива и его оборудования. Если в бумажном ТУ-28 главным источником информации был бортовой бумажный журнал замечаний машиниста формы ТУ-152, то теперь — это диагностические данные бортовых микропроцессорных систем управления (МСУ), а также деповских стационарных и переносных диагностических устройств и стендов. АСУ ТОиР — основной источник информации для разбора причин возникновения отказов. Главная проблема АСУ сервисных компаний — отсутствие автоматизированной связи с АСУ ОАО «РЖД».
Дополнительно к АСУ ТОиР, решающей оперативные задачи, сервисные компании создают АСУ управления надежностью локомотивов — АСУНТ, в которых осуществляется разбор причин конкретных отказов («Управление инцидентами») с последующим выявлением коренных причин их возникновения и дальнейшим их устранением («Управление проблемами»). Основной источник информации для АСУНТ — АСУ ТОиР.
В АСУНТ предусмотрен ручной ввод категории отказа, но это ненадежный способ и не гарантирует сходимость данных КАСАНТ и АСУНТ. Необходимо автоматически передавать данные об отказах из КАСАНТ в АСУНТ. Дополнительно необходимо регистрировать вид отказа, информации о котором нет в КАСАНТ.

Таким образом, на различных уровнях управления железнодорожным транспортом создан ряд информационных систем, позволяющих автоматизировать различные аспекты процесса управления надежностью локомотивов. Необходимо объединение систем в единое информационное пространство.
Задача представляется не очень трудной, но возникает ряд прежде всего субъективных причин. Главная из них — это наличие нескольких разработчиков со своими источниками финансирования и своими заказчиками. Любые попытки объединить системы приводят к «спорам на меже». При этом возникают и объективные причины, например, использование различных классификаторов (нормативно-справочной информации — НСИ). Причем даже небольшие различия могут приводить к проблемам взаимодействия АСУ.
Есть и другие проблемы взаимодействия, одной из которых является учет отказов по категориям и видам. Для перевозочного процесса важны категории отказов КАСАНТ, но в технических условиях производителей оборудования можно нормировать уровень только видов отказов, для чего дополнительно к информации КАСАНТ необходимо знать наличие вызова вспомогательного локомотива и наличие непланового захода в депо. Необходимо обеспечить работу и по категориям, и по видам отказов.
Возникают и технологические проблемы при работе с КАСАНТ: учет отказов по депо приписки локомотивной бригады с отсутствием привязки к эксплуатационному депо приписки локомотива и обслуживающему локомотив сервисному локомотивному депо. Возникают проблемы с местом расследования которое может быть по месту приписки локомотивных бригад, приписке локомотива к ТЧЭ, месту восстановления работоспособности в СЛД, месту приписки к СЛД и др. Поэтому требуется в АСУ создать гибкую технологию с возможностью настройки системы на местные условия.
Необходима переработка регламентов, приведение их в соответствие с функциональностью автоматизированных информационных систем. Целесообразно часть информации регламентов перенести в руководства пользователей соответствующих программ, тем самым упростив переработку и утверждение регламентов, что соответствует современным принципам гибкой методологии разработки аппаратно-программных комплексов (например, Agile).
Возникают проблемы с расследованием отказов при отсутствии непланового захода депо, при устранении отказа на планово-предупредительных видах ТОиР. Многие работы на ТР-1 звучат как «осмотреть, в случае необходимости отремонтировать» — в этой ситуации отказ не будет зафиксирован. Необходима дальнейшая доработка АСУ ТОиР для управления надежностью.

Но главной проблемой расследования отказов остается ручная технология формирования протокола разбора в Word или Excel без электронной подписи сервисной компании. Отсутствие учета особого мнения, отсутствие контроля соответствия отнесения отказа за виновной стороной протоколу разбора, необъективные выводы одной стороны, ручной ввод данных в КАСАНТ — все это приводит к ошибкам в учете отказов. Нужен электронный протокол разбора по каждому отказу с электронной подписью обеих сторон: ТЧЭ и СЛД.
В АО «Трансмашхолдинг» накоплен положительный опыт автоматизации формирования протоколов, актов и других документов по итогам разбора причин отказов. Пользователь АСУ только заполняет обязательные и вспомогательные поля с максимальным использованием классификаторов и НСИ. При этом данные, которые уже есть в АСУ, вводить не надо. Например, после ввода серии и номера локомотива автоматически появляются данные о депо приписки и обслуживания, данные о пробегах от всех видов ТОиР, дата и место изготовления локомотива и отказавшего оборудования, другая справочная информация (в ТЧЭ зачастую это делают вручную до сих пор). Электронный протокол разбора позволит не только действенно поднять достоверность информации, но и значительно сократит время ручных непроизводительных операций, занимающих в настоящее время существенное время у специалистов депо.
Предлагается объединение информационных систем для комплексного управления надежностью локомотивов реализовать согласно схеме, приведенный на рисунке, разработанной совместно специалистами ПКБ ЦТ и АО «Трансмашхолдинг». Исходная информация об отказе локомотива во время эксплуатации (блок 1) формируется в ГИД «Урал» (блок 3), а о неисправном состоянии локомотива — в АСОУП (блок 2). Далее информация попадает в КАСАНТ с указанием категории отказа (блок 5). Информация о заходе локомотива в депо на плановое и неплановое обслуживание вводится в систему локомотивным депо через АСУТ (блок 4).
При эксплуатации локомотива в бортовой микропроцессорной системе управления формируется объективная диагностическая информация о техническом состоянии локомотива (блок 9). Дополнительная информация формируется в деповских переносных и стационарных системах диагностирования (блок 10). Вся эта информация автоматически вводится в диагностическую карту АСУ ТОиР наряду с замечаниями машиниста из бортового журнала формы ТУ-152 (автоматизация ведения этого журнала также актуальна). На этом этапе выявляются дополнительные скрытые отказы, не повлиявшие на перевозочный процесс.



Данные электронной диагностической карты являются основанием для назначения сверхцикловых работ, ремонта и замены линейного оборудования, получения материалов со склада и других действий в процессе ремонта с использованием АСУ ТОиР (блок 8). Результаты передаются в систему управления надежностью сервисной компании АСУНТ (блок 11). В результате разбора конкретного случая отказа или группы отказов, имеющих общую причину, принимаются корректирующие меры согласно циклу PDCA (блок 12). В общем виде эти меры можно разделить на следующие группы:

• конструктивная — требуется изменение конструкции, технологии изготовления, регламента проведения ТОиР или эксплуатации;
• производственная — требуется соблюдение технологических процессов изготовления, капитального ремонта или ТОиР;
• поставки — производственная причина, возникшая из-за покупных комплектующих изделий;
• эксплуатационная — наличие нарушений режимов эксплуатации;
• ТОиР — эксплуатационная причина, возникшая из-за низкого качества технического обслуживания и ремонта;
• деградационная — исчерпан ресурс оборудования; при планово-предупредительной системе ТОиР эта группа отказов не должна встречаться.

В процессе и в результате работы с АСУ ТОиР (блок 8) и разбора причин отказов в АСУНТ (блок 11) полезную информацию о ТОиР оборудования и локомотива в целом следует передать в электронный паспорт локомотива в АС ЭП (блок 6) для сохранения и дальнейшего использования.
И главное новшество: наряду с обменом информацией необходимо на базе АС ЭП создать электронный протокол разбора (блок 7) с использованием информации АСУ ТОиР и АСУНТ с электронными подписями уполномоченных представителей эксплуатационного и сервисного локомотивных депо. После подписания протокола соответствующая информация из АС ЭП (блок 6) должна быть передана в КАСАНТ. Возможно формирование особого мнения.

Электронный протокол разбора причин отказа — ключевой элемент для автоматизации как процесса управления надежностью оборудования и локомотива в целом, так и для автоматического взаимодействия АС ЭП с КАСАНТ, АСУТ и другими возможными информационными системами ОАО «РЖД».
Формирование электронного протокола в АС ЭП на стороне ОАО «РЖД» — ключевой элемент системы, так как именно на этом этапе управления надежностью локомотивов возникает много ошибок, некорректных действий, споров и разногласий. Электронный протокол в АС ЭП решит эти проблемы и поднимет качество управления надежностью на принципиально новый уровень. Нельзя не отметить, что существенно сократится объем непроизводительной ручной работы, существенно сократятся интеллектуальные потери. При этом у сервисных компаний реализуется единственная точка входа в АСУЖТ — через АС ЭП. Дальнейшее распределение информации внутри АСУЖТ реализует АС ЭП.
Следует отметить, что создание информационного обмена по схеме, приведенной на рисунке, является обязательным шагом к созданию электронного контракта жизненного цикла (smart-контракт) с автоматическим расчетом КГЭ.

Таким образом, для перевода управления надежностью локомотивов на принципиально новый уровень автоматизации необходимо реализовать информационный обмен в уже существующих системах согласно рисунку (новые информационные связи показаны синими стрелками) и создать электронный протокол разбора причин отказов с определением виновной стороны. Работы в этом направлении ведутся совместно ПКБ ЦТ и АО «Трансмашхолдинг» при участии Дирекции тяги. Департамента технической политики, сервисных компаний. На 2023 г. запланировано создание пилот-проекта.