Тема 7. Технологии повышения надежности и качества судов и судового оборудования

Умение ставить разумные вопросы уже есть важный

и необходимый признак ума и проницательности.
Иммануил Кант

 

Ключевые слова: Надежностный подход к проектированию, постройке и эксплуатации судов, Американское бюро судоходства и его проект безопасного корпуса “SAFEHULL” реновация корпуса судов, конверсия судов, модернизация, ремонт судов, рециклинг судов, реновация (восстановление) и инжинирия поверхности судовых деталей, менеджмент надежности и качества судов

 

Ниже представлен сборник информационных материалов, подготовленных автором по обозначенной теме, рассчитанной на 10 аудиторных часов следующего содержания:

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Инжиниринг систем восстановления изношенных деталей и обеспечения судов

торгового флота запасными частями …………………………………………………………. 1

2. Рециклинг торговых судов – новый приоритет в развитии мировой судоходной индустрии…………………………………………………………………………………………2

3. Лидеры мирового судоходного бизнеса. Американское бюро судоходства и его проект безопасного корпуса “SAFEHULL”…….. ……………………………………………………..3

4. Надежностный подход к проектированию, постройке и эксплуатации судов…..…………...5

5. Нормирование новых методов оценки надежности и прогнозирования остаточного

ресурса судовой техники…………………………………………………………………………6

6. Менеджмент морских ресурсов как новая учебная дисциплина в морских вузах Украины..7

 

1. ИНЖИНИРИНГ ^*) СИСТЕМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ СУДОВ ТОРГОВОГО ФЛОТА ЗАПАСНЫМИ ЧАСТЯМИ

Проведенные несколько лет назад в США исследования состояния проблемы технического обслуживания (ремонта) техники в американской промышленности и наблюдаемых при этом потерь показали, что даже при высочайшем уровне автоматизации: - затраты промышленности на техническое обслуживание (ремонт) превышают 200 млрд. долларов в год; - издержки на техническое обслуживание (ремонт) составляют от 15 до 40% стоимости выпускаемой продукции и в пять раз превышают стоимость создания нового производства; - свыше 60 млрд. долларов теряется каждый год из-за неэффективного управления техническим обслуживанием (ремонтом) техники. При этом одним из основных источников потерь в этом же исследовании рассматривается техническое обслуживание (ремонт) оборудования, которое в обслуживании (ремонте) не нуждается…(!)

Аналогичная ситуация в конце прошлого столетия сложилась в промышленности и на транспорте бывшего СССР, что позволило первому и последнему Президенту СССР Михаилу Горбачёву - автору перестройки заявить: «… к числу негативных последствий экстенсивного воспроизводства основных фондов относится непомерное разбухание сферы ремонта». Каждая пятая тонна металла, выплавляемая в СССР, тратилась на ремонт основных фондов машин, оборудования, транспортных средств, включая изготовление запасных частей. Это ежегодно обходилось в 40 млрд. руб., а неэффективность капитального ремонта только в промышленности СССР оценивалась в 20-25 % от его общего объёма. Ежегодный бюджет технического обслуживания и ремонта судов Черноморского пароходства (ЧМП), например, до его «преждевременной кончины» в середине 90-х годов прошлого века приближался к 100 млн. долларов США, около 20% из которого затрачивалось на запасные части. По словам президента Украинского дунайского пароходства (УДП) Суворова П.С., стоимость запасных частей составляет около 50% стоимости ремонта судов его компании.

_____________________

^*) Инжиниринг – упорядоченное и систематическое применение знаний, методов и средств для построения чего-либо…[определение из словаря ISO/IEC для термина “engineering”].

^**) Менеджмент качества – скоординированная деятельность по руководству и управлению организацией (компанией) применительно к качеству [определение по ИСО 9000:2000].

_____________________

Обобщённый вывод ретроспективного анализа можно сформулировать следующим образом: на сегодня на морском и речном транспорте Украины не создана оптимальная система восстановления и устойчивого обеспечения судов восстановленными запасными частями. Выполненные ра­нее работы позволили только вывести эту проблему на стадию осознания ее высокой тех­нико-экономической целесообразности и эффективности как неотъемлемой части глобальной проблемы ресурсосбережения. Если в развитых в рыночном отношении странах проблема ресурсосбережения уже вовсе не проблема и находится у большинства людей в подсознании, в обыденном мышлении, то в Украине, даже в среде специалистов и руководителей ещё приходится искать аргументы для мотивации разработки и внедрения ресурсосберегающих технологий. Принятый Закон Украины «О приоритетных направлениях инновационной деятельности в Украине» от 16 января 2003 г. разработан во исполнение Указа Президента Украины о введении в действие решения Совета национальной безопасности и обороны по неотложным мерам выведения из кризиса научно-технической сферы страны и созданию реальных условий для перехода экономики на инновационную модель развития. Отрадно отметить, что высшее руководство страны осознаёт, что в 21-м веке усиливается специализация и расслоение глобальной экономики. При этом странам, не имеющим ни достойной науки, ни новейших технологических разработок, ни информационной инфраструктуры пройдется довольствоваться положением сырьевых придатков и «грязных цехов» глобальной индустрии. Украине необходимо уже сегодня получать любые собственные стабильные экономические результаты, чтобы в перспективе не стать слаборазвитой окраиной Европейского Союза или России.

В сложившейся на сегодняшний день в Украине экономической ситуации одним из путей повышения эффективности обслуживания и ремонта судов торгового флота является построение в управляющей компании и на её судах современной системы менеджмента затрат на запасные части вообще и на восстанавливаемые детали, в частности. Какой технический директор, главный инженер компании, старший судовой механик сегодня может сказать, что он управляет затратами на запасные части? Кто из вышеперечисленных может подтвердить, что благодаря его управленческим усилиям за последние 3-5 лет затраты снизились в денежном и натуральном исчисленьях на такую-то величину? Думаю, никто! Вернее, каждый из перечисленных руководителей и специалистов скорее найдёт сегодня десятки причин для обоснования всё время увеличивающихся затрат на техническое обслуживание и ремонт судов, включая затраты на запасные части.

_____________________

^*) рециклинг – конструирование техники с таким расчётом, чтобы в дальнейшем детали могли быть использованы повторно (определение по международному стандарту ИСО 22628:2002)

____________________________

Контрольные вопросы для самопроверки

1. В чём основная причина больших расходов на техническое обслуживание (ремонт) любого вида техники?
2. Дайте определение понятию «инжиниринг», «рециклинг», «менеджмент», «менеджмент качества».
3. Какой процент расходов на техническое обслуживание (ремонт) торговых судов приходится на закупку запасных частей?
4. Назовите основной путь повышения эффективности обслуживания и ремонта судов торгового флота.
5. На что направлены усилия учёных и практиков при разработке и внедрении ресурсосберегающих технологий?

 

2. НОВЫЙ ПРИОРИТЕТ В РАЗВИТИИ МИРОВОЙ СУДОХОДНОЙ ИНДУСТРИИ - РЕЦИКЛИНГ ТОРГОВЫХ СУДОВ^*)

 

Рождённая в середине 90-х годов прошлого века в США «великой тройкой» лидеров мирового автомобилестроения (GM, Chrysler, Ford) рециклинговая индустрия (Recycling Industry),

реализующая один из основных принципов устойчивого развития жизни на Земле, захватывает всё новые отрасли техносферы, человеческой деятельности и глобальных взаимоотношений.

Международная морская организация (IMO) – специализированный орган ООН – в декабре 2003 года на своей очередной Ассамблее приняла резолюцию А.962(23), которой утвердила Руководства ИМО по рециклингу судов (IMO Guidelines on Ship Recycling). В понятие «рециклинга судов» в этом международном документе заложены «все взаимосвязанные операции (процессы) в течение жизненного цикла судна с момента его постройки до утилизации, включая окончательную швартовку судна к причалу или выброс судна на берег, его разборку (разделку), восстановление (recovery) деталей (элементов судовых конструкций и оборудования, материалов и веществ) с целью их повторного многократного использования и возобновление всех повторяющихся процессов (Reprocessing)».

Ранее, в августе 2001 года, целая группа неправительственных международных организаций судоходной индустрии при координаторстве Международной палаты судоходства (ICS) разработала и ввела в действие Индустриальный кодекс установившейся практики по рециклингу судов при их проектировании и постройке (Industry Code of Practice on Ship Recycling). В этом Кодексе судостроителей делается ссылка на более ранние технические разработки норвежского классификационного общества Det Norske Veritas (DNV) и американского агентства по защите окружающей среды US Environmental Protection Agency (EPA), а в качестве определения термина «рециклинг» принята дефиниция Мирового фонда дикой природы (World Wildlife Fund): «процесс переработки (превращения) остатков (отходов) в исходное сырьё таким образом, чтобы из него получать новые изделия, что без сомнения выгодно и отдельному человеку, и обществу, и всей планете» (Источник: WWF-UK Recycling Fact Sheet).

В Руководствах ИМО 2003 года отмечается, что в процессе рециклинга судов фактически ничто не должно пропадать впустую. Материалы, оборудование, их элементы и детали почти всегда пригодны для повторного использования. Стальные конструкции, подвергнутые переработке, например, становятся пригодными для использования в промышленном строительстве или производстве контейнеров. Судовые электрогенераторы пригодны для береговых электростанций. Батареи (аккумуляторы) могут быть использованы для нужд локальной береговой экономики. Горючие углеводородные судовые материалы пригодны для использования в качестве топлива доменных печей металлургов и печей кирпичных заводов. Судовые конструкции и приспособления из металлических сплавов всегда найдут применение на берегу. К тому же, производство сплавов из металлолома требует лишь 30% энергетических затрат. Тем самым, рециклинг торговых судов вносит значительный вклад в решение глобальной проблемы сохранения энергии и ресурсов планеты, а также увеличивает трудовую занятость, преимущественно неквалифицированной рабочей силы. Должным образом управляемый процесс рециклинга судов, без сомнения, становится глобальной «зелёной» индустрией (“green” industry). Решение по внесению изменений и дополнений в Руководство ИМО по рециклингу судов (придание обязательного для исполнения статуса отдельным его положениям) ожидается в ноябре-декабре 2005 года на очередной 24-й Ассамблее Международной морской организации в Лондоне.

Известно, что конкурентные преимущества даёт только опережающее развитие. Украина, как держава морская, должна быть готова к участию в решении этой глобальной проблемы по рециклингу судов. Начинать, конечно же, надо с научно-исследовательских разработок.

Подробный материал по этой теме см. на сайте в разделе меню «Избранное»

Контрольные вопросы для самопроверки

1. Где родилась «рециклинговая индустрия» и на что она направлена?
2. Что входит в понятие «рециклинга судов»?
3. Дайте определение термина «рециклинг», принятое Мировым фондом дикой природы.
4. Почему рециклинг судов становится глобальной «зелёной» индустрией?
5. На каком уровне находится «рециклинговая индустрия» в судоходстве Украины?

3. АBS И ЕГО ПРОЕКТ БЕЗОПАСНОГО КОРПУСА “SAFEHULL”

Background

The ABS SafeHull™ System is a revolutionary new approach to the design and evaluation of ship structures based on thorough but easy to apply engineering analysis techniques. Its application leads to improved reliability and enhanced safety of ship structures. Worldwide recognition of SafeHull's capabilities in this regard, was acknowledged by receipt of the 1994 Seatrade Award for "Technical Improvement Leading to the Reduction of Risk to Human Life at Sea." The SafeHull System is the result of the single largest research and development project ever undertaken indepen­dent by the American

 

Bureau of Shipping (ABS). This booklet provides a summary of the background of the SafeHull development project and the content of the system.

 

ABS 2000

In 1990 ABS undertook a major strategic plan to prepare itself for the next century and better serve its customers. Called ABS 2000, it is both a restructuring of internal resources, as well as a look into what ABS does and the way it is done. Most impor­tantly, it is a reinforcement of ABS' purpose, principles, values and dedication to providing a balance of interests leading to the highest, level of safety, practical for the circumstances.

Of the specific objectives of ABS 2000, a particular element is the enhance­ment of the role of technology, as well as the focus and dissemination of this technology to industry. The ABS Technology Group was given the task of pursuing this objective and started a dedicated technology initiative designated the RULES 2000 project.

 

RULES 2000

RULES 2000 is a multi-phase project under which ABS is pursuing the objective of improving ship safety, through the use of advanced technology. Many new develop­ments are envisioned as growing out of the RULES 2000 initiative during the 1990s. ABS is addressing not only methods to evaluate ships for classification purposes, but also new tools that can be provided to the industry to enhance the capabilities of ship designers and builders in producing safer, more robust ships.

The initial emphasis of RULES 2000 has been on improving technologies related to ship structures. The first development introduced to the industry in late 1991 was the Dynamic Loading Approach (DLA). DLA was well received by the industry and represents an important new approach, through a blending of established techniques with novel new ideas, to allow a thorough evaluation of ship structures. DLA was first introduced for tankers and has since been extended to bulk carrier and container ship structures.

The next step in the RULES 2000 initiative was to apply the main points of DLA to a streamlined, easy to use day-to-day tool. This effort culminated in the introduction of the SafeHull System for Tanker New Construction in September 1993. Where as DLA is a methodology for the assessment of ship structures after the design is devel­oped, SafeHull can also be used directly in the process of structural design. In this sense, SafeHull is a departure from past techniques in that itis a useful tool that can be used by the industry, from the first day of the development of a new design. Additionally, SafeHull represents a com­plete restatement of the traditional prescrip­tive ABS Rules for Steel Vessels. The new loads, strength and approach embodied in SafeHull, are being adopted into the Rules replacing the traditional criteria. Therefore, the intent is that SafeHull will in fact become the new Rule requirement for ship structures, and the most technically com­prehensive first principles-based approach to structural requirements.

ABS has made a long term commitment to extend SafeHull from the initial version for tankers and update the strength crite­ria in the coming years for all other major ocean going ships. In June 1994 SafeHull was extended to the design and evalua­tion of new bulk carriers. Applications to container ships, liquefied gas carriers and other major ship types are scheduled to follow. In January and June 1994 respec­tive, SafeHull was extended to the eval­uation of existing tankers and bulk carri­ers through the SafeHull Condition Assessment Services.

Looking into the more distant future, ABS sees the next major innovation in the design and evaluation of ship structures as that embodied in reliability based methods. While the practical use and acceptance of this approach by the industry may be a con­siderable time in the future, ABS has already laid the groundwork in working towards offering this capability to industry as a follow-up to SafeHull. Many aspects of SafeHull are rooted in probabilistic methods that will allow ABS to progress in this field.

 

DLA AND SAFEHULL

Many similarities are clearly evident between DLA and SafeHull, but it is impor­tant to understand how these systems differ and under what circumstances one should be used over the other.

First Principles: Both DLA and SafeHull use a first principles approach to develop the acceptance criteria, so that it is not based on prescriptive rules.

Configurations: DLA can be utilized to evaluate any type of ship and structural configuration. SafeHull, on the other hand, applies to a typical configuration for which the analysis has been streamlined. For novel type ship designs whose configurations fall outside the limits of the SafeHull System, DLA is available to thoroughly assess these configurations.

Dynamic Load Determination: The key part of each approach is the determination of the realistic dynamic loads acting on the ship structure. SafeHull uses the experience gained from applying DLA to derive a more direct and simplified formulation to predict the dynamic loads.

Analysis Time: One of the most significant advantages of SafeHull is in the time for completing an analysis. It is expected that experienced users of SafeHull will be able to obtain the same quality technical results as DLA, but in about a four to five week time period concurrent with the normal design process. DLA, because it is more detailed and complex, requires about sixteen weeks after the design process is completed.

Полный текст этого учебного пособия – см. в меню сайта «Студентам/курсантам»

Tests for self checking

1. What does lead to improved reliability and enhanced safety of ship structures?

2. Whom ABS RULES 2000 are addressed to?

3. What kind of approaches was used ABS in process of improving ship safety last years?

4. For what types of ships are the SafeHull project extended?

5. What is the advanced method – the Reliability Based Approach?

 

 

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ПОСТРОЙКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ МОРСКИХ СУДОВ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ: НАДЕЖНОСТНЫЙ ПОДХОД

Теория надежности как строгая наследница идей и методов научного менеджмента в мире вообще и в автомобильной индустрии в частности американского инженера Фредерика У. Тейлора (F.W.Taylor), опубликовавшего в 1911 году свою книгу под названием «Принципы научного менеджмента» (“The Principles of Scientific Management”), бурно развивалась до середины прошлого века. Опираясь на математику – истинную наука с четко сформированными законами, правилами и принципами (на теорию вероятностей и математическую статистику), она все более обособлялась от общего менеджмента. Концепция всеохватывающего менеджмента качества (Total Quality Management – TQM) впоследствии растворила теорию надежности в своих «Семи старых», затем в «Семи новых инструментах» менеджмента качества и других методиках статистического управления процессами (Statistic Process Control – SPC). В научных и бизнес кругах даже заговорили о рождении нового типа мышления – статистического мышления. При этом зазвучали голоса о смерти теории надежности как таковой…. Сейчас, в 21-м веке, становится очевидным, что «слухи о её смерти… сильно преувеличены» (Марк Твен). Теория надежности со своими строго научными (математическими) методами вновь мобилизована в ряды творцов теорий и практических реализаторов общего менеджмента любых организаций (процессов, видов деятельности и т.п.) и всеобщего менеджмента посредством качества. Подтверждением тому являются новые разработки в мировой судоходной индустрии одного из ее лидеров - Американского Бюро Судоходства (American Bureau of Shipping – ABS). В 1990 году ABS задекларировало, в 1994 году реализовало в своем проекте «Безопасный корпус морского судна» (ABS Safe Hull) и, наконец, стандартизовало в своих Правилах проектирования, постройки и эксплуатации крупных нефтяных танкеров и балкеров 2000 года издания принцип «надежностного подхода» (Reliability Based Approach). При этом принципы детерминизма (и чисто физического, и диалектического, и метафизического) также сохранили право на существование и свое дальнейшее развитие. Понятно, что в нормальной жизни всегда востребованы «и физики и лирики…». Чисто физические (детерминистские) и строго математические (вероятностные и статистические) методы в бывшей советской, затем в современной украинской школе теории надежности слились в конце прошлого века в научно обоснованные вероятностно-физические методы и модели. Они уже легли в основу украинских национальных и межгосударственных стандартов стран бывшего СССР серии ГОСТ 27. … «Надежность техники». Статистическое мышление, зародившееся в США, Великобритании, Японии, Германии, в современных условиях глобализации находит все больше своих сторонников во всех странах и на всех континентах. Международная (межправительственная) морская организация (International Maritime Organization – IMO) – специализированный орган ООН, работающий с 1949 года под девизом «За безопасное мореплавание и чистые океаны», в 2009 году внесла новую поправку в Международную конвенцию 1974 года по безопасности жизни на море (Safety of Life at Sea – SOLAS-74) с обязательным требованием математического расчета уровня безопасности морских судов при их проектировании, постройке и эксплуатации. Вступят в силу эти поправки не ранее 2015 года как обязательный международный стандарт, но научно-исследовательские работы по созданию пригодных для практического использования в морской инженерии методик необходимы «еще вчера». В настоящее время «надежностный подход» в мировой морской индустрии получил название Safety Level Approach (SLA) – «подход, основанный на уровнях безопасности». По сути, под уровнем безопасности понимается величина риска, определение и нормирование которого базируется на теории и практике расчетов надежности и напрямую зависит от уровня интеллектуального и экономического развития страны – участницы того или иного процесса глобальной морской или мировой судоходной индустрии. Оно и понятно: «если ты - такой умный, то почему такой бедный?».... Далее в докладе анализируется мировой опыт развитых стран по внедрению надежностного подхода в морской инженерии, что является актуальным с научной точки зрения для судостроения и судоходства Украины, претендующей на статус морской державы уже в 2035 году.

Подробный материал по этой теме - см. на сайте в разделе меню «Избранное»

Контрольные вопросы для самопроверки

1. Что такое статистическое управление процессами (Statistic Process Control – SPC)?
2. Что такое Total Quality Management – TQM?
3. Где и для чего используется принцип «надежностного подхода» (Reliability Based Approach)?
4. Что такое Safety Level Approach (SLA) и где это используется?
5. Что вы знаете о таком методе руководства и управления и как понимаете Risk Management?