per su viorel

7/24/2019 Per Su Viorel

1/110

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOVFacultatea de Inginerie Tehnologic i Management Industrial

ing. Viorel PERSU

TEZA DE DOCTORAT

CERCETRI PRIVINDFIABILITATEA I MENTENANA SISTEMELOR

MECANICE DIN CENTRALELE TERMOELECTRICE

RESEARCHES ON

RELIAB ILITY AND MAINTENANCE OF MECHANICAL SYSTEMS IN THERMO-ELECTRIC POWER PLANTS

Rezumat

Conductor tiinific:Prof. dr. ing. Ion POPESCU

Braov - 2013


2/110

ing. Viorel PersuRezumat Tez de doctorat 2

MINISTERUL EDUCAIEI NAIONALEUniversitatea Transilvania din Braov

Bd. Eroilor nr. 29, 500036 Braov, Romnia, Tel/Fax +40 268 412088

www.unitbv.ro__________________________________________________________________

COMPONENAComisiei de evaluare i susinere a tezei de doctorat

numit prin Ordinul Rectorului Universitii Transilvania din BraovNr. 6047/27.09.2013

PREEDINTE - Prof. univ. dr. ing. Vladimir MRSCU-KLEINDECANFacultatea de Inginerie Tehnologic iManagement Industrial

Universitatea Transilvania din Braov

CONDUCTORTIINIFIC Prof. univ. dr. ing. Ion POPESCU


REFERENI Prof. univ. dr. ing. Constantin MILITARUUniversitatea Politehnica din Bucureti

Prof. univ. dr. ing. Ioan Dan GHEORGHIU

Universitatea din Oradea

Prof. univ. dr. ing. Ionel MARTINESCU


Data, ora i locul susinerii publice a tezei de doctorat: 18.12.2013, ora 11,Corpul V, Universitatea Transilvania din Braov, sala V III6, strada Mihai Viteazulnr. 5.

Eventualele aprecieri sau observaii asupra coninutului lucrrii, v rugm s le

trimitei n timp util pe adresa Universitii Transilvania din Braov, SecretariatDoctorate sau pe adresa [email protected]


3/110


Prefa

Ideea de la care pornete lucrarea de fa este cercetarea ca proces creativ ce

presupune aplicarea n practic a unor metode i tehnici specifice, o ncercare de a aduce

soluii pentru rezolvarea situaiei dificile n care se afl industria energetic romneasc. Nune propunem s discutm paradigma ei tiinific, dei aceasta ar putea fi o discuie mai

mult dect interesant. Nici nu insistm asupra modului de concepere, planificare sau

punere n practic a cercetrii n sine. Considerm ns c adaptarea i aplicarea unor

tehnici de planificare, coordonare i control-care i-au dovedit eficiena nplanul economiei

concureniale-specificului industriei energetice, poate avea efecte pozitive.

Teoria fiabilitii s-a constituit ca tiin n ultimii 40-50 de ani i la nceput a avutca scop studiul defeciunilor, al cauzelor i proceselor de apariie i de dezvoltare a

acestora, prognoza comportrii produselor n exploatare, determinarea cilor de asigurare,meninere i creterea duratei de utilizare a produselor.

Managementul modern n industria energetic opereaz cu ingineria i analiza

valorii pe de o parte i cu teoria cost/tarif pe de alt parte. Pe baza acestor teorii se asigur o

corelaie corespunztoare ntre cost-calitate-eficien ncepnd din faza de concepie a

obiectivelor i ncheind cu exploatarea instalaiilor energetice.

Managementul reprezint ansamblul de tehnici operaionale care creeaz concepia

i asigur conducerea optim dintre oameni, resurse i instalaii astfel nct produsul

realizat s fie competitiv pe pia i s genereze riscuri minime. Managementul exprim

esena i responsabilitatea specific uman a aciunii sociale Managementul este o disciplintehnico economic cu reguli i principii, inclusiv modele care permit optimizarea

corelaiilor att la nivelul proceselor energetice ct i la nivelul filialelor din sistemul

energetic naional.

Producia nu poate constitui un scop n sine, ea trebuie subordonat satisfacerii

nevoilor de consum. Corelaia ntre cele dou procese eseniale ale activitii economice,

consum i producie, scoate n eviden rolul esenial al mentenaneii fiabilitii sistemelorde producie, ca elemente fundamentale pentru reducerea costurilor, creterea satisfacerii

clienilor

Doresc s adresez pe aceast cale, mulumiri domnului Profesor doctor inginer IonPOPESCU n calitatea sa de conductor de doctorat, pentru ndrumarea tiinific de-a

lungul perioadei de elaborare a prezentei lucrri.

Aduc de asemenea mulumiri tuturor celor care, direct sau indirect m-au ncurajat istimulat pentru finalizarea acestei lucrri.

Mulumesc familiei pentru dragostea, sprijinul, rbdarea i ncrederea acordat.

Autorul.


4/110


CUPRINSPREFA. 3/2INTRODUCERE..8/-

1. FORMULAREA PROBLEMEI I DEFINIREA OBIECTIVELORTEZEI DE DOCTORAT.10/3

1.1 Analiza stadiului actual i tendinele de evoluie a conceperiii realizarea centralelor termoelectrice de mare putere bazatepe fiabilitate i mentenabilitate optime.10/3

1.2 Scopul tezei de doctorat i precizarea aspectelor originaleposibile de realizat n cadrul cercetrii interdisciplinare...18/30

2. MODELAREA FIABILITII SISTEMELOR MECANICE DINCENTRALELE ERMOELECTRICE DE MARE COMPLEXITATE19/31

2.1 Compararea modelelor de abordare a fiabilitii strategiceechipamentelor mecanice din structura evolutiv a centralelortermoelectrice..19/312.2 Optimizarea nivelului de fiabilitate operaional a echipamentelortermomecanice din centralele termoelectrice n funciune...25/53

3. MODELE DE EVALUAREA MENTENABILITII SISTEMELORMECANICE DIN CADRUL CENTRALELOR TERMOELECTRICESUPUSE PERTURBAIILOR MULTIPLE27/58

3.1 Prezentarea i selectarea metodelor de mentenabilitate n vedereareducerii vulnerabilitilor holistice..27/58

3.2 Strategii de evaluare a mentenanei echipamentelor mecanicedin structura centralelor termoelectrice ..37/89

4. CORELAIILE RISC-CALITATE SUPUSE OPTIMIZRII PE BAZAMODELELOR CERCETRII OPERAIONALE.....40/93

4.1 Modele de evaluare a riscurilor n concepia cercetriioperaionale..40/934.2 Modele ale calitii produselor i proceselor inclusiv a resurselorumane implicate la nivelul sistemelor inginereti...43/111

5. SISTEME INFORMATICE INTELIGENTE DESTINATE MONITORIZRIIRISCULUI I A CALITII OPTIMALE LA NIVELUL CENTRALELOR

TERMOELECTRICE ...45/1275.1 Structuri inteligente hard-soft privind asistarea conduceriisistemelor industriale n vederea reducerii vulnerabilitilor....45/1275.2 Eficiena sistemelor neuroinformatice modelat pe bazarecursului la indicatorii managementului de proiect ...46/140

6.ABORDAREA OPTIMAL PRIVIND DEZVOLTAREA DURABIL ACENTRALELOR TERMOELECTRICE N CONCEPIA CALCULULUIEVOLUTIV......................................................................................................48/154

6.1 Dezvoltarea sistemelor complexe modelat n contextul

economiilor naionale i internaionale digitale..........................................48/1546.2 Optimizarea structurilor mecanoenergetice integrate holisticpe baza aplicrii calculului evolutiv n varianta algoritmilor genetici.........52/179


5/110


7. SISTEME PREVIZIONALE DE CONDUCERE A CENTRALELORTERMOELECTRICE DOTATE CU AGENI INTELIGENI..........................59/204

7.1 Modele manageriale de conducere a centralelor termoelectricen concepie cibernetic.............................................................................59/2047.2 Consolidarea marketingului computerizat pe baza implicriiagenilor inteligeni la nivelul produciei integrate pieeiconcureniale de energie...........................................................................62/227

8. STUDIU DE CAZ PRIVIND FUNCIONALITATEA RENATBIL ACENTRALELOR TERMOELECTRICE DIN COMPLEXUL MECANO-

ENERGETIC CRAIOVA (CMEC)...............................................................70/2588.1Analiza funcionalitii activiti din CMEC pe baza reinginerieiindustriale...................................................................................................70/2588.2 Direcii de rezolvare a managementului CMEC analizat n

viziunea managementului de proiect performant ......................................74/2629. CONCLUZII.................................................................................................93/280

9.1 Sinteza problemelor dezvoltate n cuprinsul interdisciplinaral tezei de doctorat.....................................................................................93/2809.2 Precizarea contribuiilor doctorandului aplicabile centralelortermoelectrice............................................................................................94/2819.3 Dezvoltri previzionale i modaliti de valorificare a rezultatelorprezentei cercetri.....................................................................................95/282

10.BIBLIOGRAFIE SELECTIV..96/283

REZUMAT LIMBA ROMN..101/289REZUMAT LIMBA ENGLEZ.101/289CURRICULUL VITAE LIBMA ROMN...102/290CURRICULUM VITAE LIMBA ENGLEZ.....107/290


6/110


CONTENTSFAREWORD..3/2INTRODUCTION.. .8/-

1. PROBLEM FORMULATION AND DEFINITION OFTHESIS OBIECTIVES..........................................................................................10/3

1.1 Analysis of the current status and trends in designand achieve highpower generation plants based onreliability andmaintainability optimal.10/3

1.2.The purpose of the thesis and possible original specificationissues achieved in interdisciplinary research................................................18/30

2. RELIABILITY MODELLING OF MECHANICAL SYSTEMS EXISTINGINSIDE HIGH COMPLEXITY THERMOELECTICAL POWER PLANTS..........19/31

2.1 Comparison of reliability models to address strategic mechanical

equipment evolving power structure thermoelectric......................................19/312.2 Optimizarea Optimizing the level of operational reliability ofthe equipment Thermo power plants in operation........................................25/53

3. ASSESMENT MODELS FOR MECHANICAL SYSTEMSMAINTENANCE INSIDE THERMO- ELECTRICAL PLANTS WHICH

ARE SUBJECT TO MULTIPLE DISTURBANCES .27/583.1 Presentation and selection methods maintainability to reducevulnerabilities holistic ......27/583.2 Presentation and selection methods maintainability

to reduce vulnerabilities holistic ....37/894. THE OPTIMIZATION OF RISK-QUALITY CORRELATIONS BASEDON OPERATIONAL RESEARCH MODELS .40/934.1 Risk assessment models in operational research design.....40/93

4.2 Models of quality of products and processes includingresources human involved in the systems engineering 43/111

5. INTELLIGENT COMPUTER SYSTEMS DESIGNED FOR RISKAND OPTIMAL QUALITY MONITORING AT THE LEVEL OF

THERMO-ELECTRICAL PLANTS ......45/127

5.1 Smart Structures hard-soft on assisting management industrialsystems to reduce vulnerabilities ........45/1275.2 Efficiency neuro computer systems modeled on appeal indicatorsof project management ....46/140

6. THE OPTIMAL APPROACH TO SUSTAINABLE DEVELOPMENTOF THE THERMO-ELECTIRCAL PLANTS BASED ON

EVOLUTION CALCULATION.....................................................................48/1546.1 The development of complex systems modeled in the contextnational and international economies.........................................................48/154

6.2 Optimization of mechanical structures holistic integrated energycalculation based on the application of genetic algorithmsevolutionary version . .52/179


7/110


7. FORCASTING SYSTEMS FOR THE MANAGEMENT OFTHERMO-ELECTRICAL PLANTS WITH INTELLIGENTAGENTS. ...........59/204

7.1 Modele Models managerial leadership power plantsthe concept cyber........................................................................................59/2047.2 Strengthen computer based marketing involvement intelligentagents in the market integrated production competitive energy................62/227

8. CASE STUDY REGARDING THE RELIABLE OPERATION OFTHERMO-ELECTRICAL PLANTS INSIDE CRAIOVAMECHANICAL-ENERGETICAL COMPLEX (CMEC) .....................................70/258

8.1 Analysis functionality based CMEC activities.reingineriei industrial...................................................................................70/2588.2 Directions CMEC management solution analyzed visionproject management performance..............................................................74/262

9. CONCLUSIONS ..........................................................................................93/2809.1 Summary of issues developed in theinterdisciplinary thesis.................................................................................93/2809.2 Specify the applicable power doctoralstudent contributionsThermoelectric...........................................................94/2819.3 Foreseeable developments and ways to exploitthe results this research....95/282

10. SELECTED REFERENCES....99/283ABSTRACT ROMANIAN LANGUAGE..101/289

ABSTRACT ENGLISH...101/289CURRICULUL VITAE ROMANIAN LANGUAGE ...102/290CURRICULUM VITAE ENGLISH......107/290


8/110


INTRODUCERE

Lucrarea ncearc s analizeze principalele probleme referitoare la modelareafiabilitii echipamentelor mecano-energetice din centralele termoelectrice supuse

perturbaiilor multiple.Capitolul 1, intitulat FORMULAREA PROBLEMEI I DEFINIREAOBIECTIVELOR TEZEI DE DOCTORAT, prezint schemele de funcionare aleunei centrale termoelectrice de mare putere i care funcioneaz cu combustibilavnd capacitatea caloric inferioar precum i tipurile de generatoare de abur(cazanele de abur) i turbine de abur.

n acelai timp se realizeaz o analiz teoretico-practic a stadiului actual i atendinelor de evoluie a proiectrii-execuiei i a exploatrii centralelor

termoelectrice de mare putere bazat pe studii strategice de fiabilitate i practici dementenan performante. n aceast perspectiv se creioneaz demersurile dintez i se fac primele deschideri de cuantificare a indicatorilor optimali cu scopuldiminurii vulnerabilitilor din cadrul sistemelor de energie supuse evoluieidinamice.

Un subcapitol analizeaz procesele de defectare specifice sistemelor mecaniceprezentnd criterii de clasificare ale acestora i clasificarea propriu zis precum ianaliza acestora din punctul de vedere al fiabilitii produsului analizat.

Capitolul 1 mai prezint i scopul tezei de doctorat i precizarea aspectelororiginale posibil de realizat n cadrul cercetrilor interdisciplinare.

Capitolul 2, intitulat MODELAREA FIABILITII SISTEMELOR MECANICEDIN CENTRALELE ERMOELECTRICE DE MARE COMPLEXITATE realizeazcomparare modelelor de fiabilitate strategic i operaional cu scopul selectriicelor mai pertinente relaii de apreciere a calitii instalaiilor din centralelesistemelor de energie n general i a calitii echipamentelor din structuracomplex a Sistemului Energetic Naional i optimizarea nivelului de fiabilitate

operaional a echipamentelor termomecanice din centralele termoelectrice.Capitolul 3, intitulat MODELE DE EVALUARE A MENTENABILITII

SISTEMELOR ECANICE DIN CADRUL CENTRALELOR TERMOELECTRICESUPUSE PERTURBAIILOR MULTIPLE - prezint modele dementenabilitii ale sistemelor mecanice din cadrul centralelor termo-electrice nideea identificrii metodelor de maxim eficien supervizat la nivelul fiecruidemers capabil s simuleze frecvena i intensitatea incidentelor productoare depierderi semnificative. n cadrul capitolului se prezint metode de mentenabilitate

precum i selectarea acestora n vederea reducerii vulnerabilitii holistice.


9/110


Un subcapitol prezint strategiile de evaluare a mentenanei echipamentelormecanice care se afl n componena centralelor termoelectrice.

Capitolul 4 intitulat CORELAIILE RISC-CALITATE SUPUSE OPTIMIZRII PE

BAZA MODELELOR CERCETRII OPERAIONALE analizeaz corelarea risculuicu calitatea la nivelul tehnicilor de exploatare a instalaiilor perturbate cu recurs laoptimizarea pierderilor totale. n acest capitol se face apel la monitoare de risc icalitate astfel ca estimarea calitii s includ cheltuieli acoperite de economiileobinute din diminuarea riscurilor totale.

Se prezint diferite modele de evaluare a riscurilor n concepia cercetriioperaionale precum i modele ale calitii produselor i proceselor implicate lanivelul sistemelor inginereti.

Capitolul 5 intitulat SISTEME INFORMATICE INTELIGENTE DESTINATEMONITORIZRII RISCULUI I A CALITII OPTIMALE LA NIVELULCENTRALELOR TERMOELECTRICE prezint structuri inteligente hard-softprivind asistarea conducerii sistemelor industriale n vederea reduceriivulnerabilitii precum i eficiena sistemelor neuroinformatice modelat pe bazarecursului la indicatorii managementului de proiect.

Capitolul 6 intitulat ABORDAREA OPTIMAL PRIVIND DEZVOLTAREADURABIL A CENTRALELOR TERMOELECTRICE N CONCEPIA

CALCULULUI EVOLUTIV analizeaz dezvoltarea sistemelor complexe modulatn contextul economiilor naionale i internaionale digitale precum i optimizareastructurilor mecanoenergetice integrate holistic pe baza aplicrii calcului evolutiv nvarianta algoritmilor genetici.

Capitolul 7 intitulat SISTEME PREVIZIONALE DE CONDUCERE ACENTRALELOR TERMOELECTRICE DOTATE CU AGENI INTELIGENIprezint modele manageriale de conducere a centralelor termoenergetice nconcepie cibernetic i analizeaz consolidarea marketing-ului computerizat pe

baza implicrii agentilor inteligeni la nivelul produciei integrate pieei concurenialede energie.

Capitolul 8 intitulat STUDIU DE CAZ PRIVIND FUNCIONALITATEARENATBIL A CENTRALELOR TERMOELECTRICE DIN COMPLEXULMECANO-ENERGETIC CRAIOVA (CMEC) analizeaz funcionalitatea activitii ncadrul CMEC pe baza reingineriei industriale i prezint direcii de rezolvare amanagementului analizat n viziunea managementului de proiect performant.

Capitolul 9 intitulat CONCLUZII prezint sinteza problemelor dezvoltate n

cuprinsul interdisciplinar al tezei de doctorat i precizarea contribuiilordoctorandului pentru rezolvarea acestora


10/110


1. FORMULAREA PROBLEMEI I DEFINIREA OBIECTIVELOR TEZEI DEDOCTORAT

1.1 Analiza stadiului actual i tendinele de evoluie a conceperii i

realizrii centralelor termoelectrice de mare putere bazate pe fiabilitate imentenabilitate optime

O central electric servete la transformarea energiei brute, existent nnatur, n energie electric

ntr-o termocentral, energia brut ce se gsete n combustibilii fosili estetransformat n energie termic n cazanul (generatorul) de abur. Aceast energietermic este apoi condus spre turbin mpreun cu suportul - abur; n turbin areloc transformarea energiei n energie mecanic, n generatorul electric avnd loc

ultima transformare, transformarea energiei mecanice n energie electric (figura1.1).

Fig. 1.1. Schema unei termocentrale

Se poate face o prim clasificare a termocentralelor i anume:

CTE (centrale termoelectrice) - se produce numai energie electric;CT (centrale termice) - se produce numai energie termic (cldur);CET (centrale electrice de cogenerare se produce att energie termic, ct i

energie electric.Schema termic simplificat a grupului de 330 MW este prezentat n figura

1.2.

Fig. 1.2. Schema termic simplificat pentru un grup energetic de 330 MW


11/110


GA - generator de abur; CIP - corp de nalt presiune; CMP - corp de mediepresiune; CJP - corp de joas presiune; PIP - prenclzitor regenerativ de naltpresiune; PJP - prenclzitor regenerativ de joas presiune; D - degazor; TPA -

turbopomp de alimentare;PC I, PC II - pompe de condens de baz;ST - staie detratare chimic condens principal;SIl - supranclzire intermediarCazanul de abur

La nivelul cazanului sau generatorului de abur are loc transferul energieitermice, rezultate prin arderea combustibililor, la fluidul de lucru (ap-abur).

n principiu, cazanele se pot clasifica i astfel:cazane cu tambur (cu circulaie multipla):cazane cu circulaie natural;

cazane cu circulaie forat.cazane cu strbatere forat:cazane Benson;cazane Sulzer.

Cazan Benson

Cazanul Benson este conceput cu strbatere nentrerupt a suprafeelor denclzire (figura 1.3). Dimensiunea suprafeei de vaporizare este deci variabila n

funcie de sarcin. Zona de tranziie a vaporizrii se apropie de seciunea deintrare, la sarcin mic i se deprteaz la sarcin mare.

Fig. 1.3. Schema de principiu a cazanului Benson

Turbina de aburTurbina cu abur este o main termic motoare, care transform energia

aburului n energie mecanic.Structura turbinei cu aburCderile de entalpie prelucrate de o turbin sunt deosebit de mari, de ordinul

1000....1500 kJ/kg. Este necesar transformarea treptat a energiei aburului nlucru mecanic n mai multe trepte. O turbin cu abur, n configuraia ei cea maisimpl, cuprinde (fig. 1.4):


12/110


- parte rotoric format dintr-un arbore pe care sunt fixate paletele prinintermediul unor discuri. Rotorul se sprijin la cele dou capete pe lagre.

- parte statoric (carcasa) pe care sunt fixai pereii ajutajelor prin intermediul

unor diafragme. Carcasa are dou pri: inferioar, respectiv superioar.Admisia aburului se efectueaz pe la un capt al turbinei. Aburul se destindesuccesiv n treptele turbinei i apoi este evacuat pe la cellalt capt.

Fig. 1.4. Schia printr-o seciune axiala turbinei de abur

n care:

1 - carcas superioar; 2- carcas inferioar; 3 - diafragm; 4 - ajutaje; 5 - disc;6-palete; 7 - arbore; 8 - admisie abur n turbin; 9 - eapare abur din turbin.

Clasi f icarea turbinelor cu abur.Din punct de vedere funcional turbinele cu abur se pot clasifica dup cum

urmeaz:n funcie de modul de producere a forei n palete:Turbine cu aciune;Turbine cu reaciune;Turbine cu reaciune redus.

n funcie de parametrii aburului la intrarea n turbin:Turbine cu abur saturat (ntlnite ndeosebi la centralele nuclearoelectrice);Turbine cu abur supranclzit.

n funcie de destinaie:Turbine destinate pentru antrenri mecanice. Lucrul mecanic produs de turbineste utilizat pentru antrenarea unor pompe, compresoare, etc.

Turbine cu abur energetice, care sunt utilizate n centralele electrice.1.1.2. Procese de defectare specifice sistemelor mecanice1.1.2.2. Criterii de clasificare a defeciunilor sistemelor mecanice

Defeciunea reprezint o abatere a unei caracteristici de calitate de la niveluldorit, sau stare,

Criteriile de clasificare ale defeciunilor echipamentelor complexe (fig. 1.5) dauo imagine asupra varietii acestora


13/110


Fig. 1.5. Clasificareadefectelor funcie de efecte

O deosebit importan o are clasificarea defeciunilor sistemelor mecanicedup consecinele sau efectul acestora, prezentat n fig. 1.6.

Fig. 1.6. Clasificarea defeciunilordup eforturi


14/110


Defeciuni cauzate de concepia tehnologic i de execuie

Aceste tipuri de defeciuni apar n special ca urmare a modificrilor structuraleale materialelor utilizate, din punct de vedere macro sau microstructural, fa de

cele prescrise de proiectant.

Defeciuni cauzate de procesul de uzur

n procesul funcionrii, transmiterea fluxului de for pentru anumite regimuricinematice ale transmisiei mecanice implic existena unei viteze relative ntrediferite elemente ale transmisiei i a unor fore normale i tangeniale.(fig. 1.7.)

Fig. 1.7. Clasificarea

defeciunilor cauzate

de procesul de uzur

Defeciunile condiionate de procesul de uzare pot aprea ca urmare a(fig.1.8):- proceselor tehnologice- soluiilor constructive- condiiilor de calitatea mediului de funcionare (temperatura, particule

abrazive etc.);

- calitii ntreinerii.


15/110


Criteriul de siguran se aplic n special pentru elementele componente careechipeaz transmisii cu implicaii deosebite pentru securitatea oamenilor.

Fig. 1.8. Forme i cauze dedeteriorare care conduc la

apariia particulelor de uzur

Defeciuni cauzate de ocuri i vibraii

Defeciunile cauzate de ocuri provin din aciunea sarcinilor, corelat cu

discontinuitatea de vitez.

Defeciuni cauzate de mediul ambiantCa tipuri de defeciuni trebui incluse i acelea provocate de conservarea,

ambalarea i transportul echipamentelor, componentelor acestora i a pieselor deschimb. (fig. 1.9)

Fig. 1.9. Factorii de stres ai

mediului ambiant

Fiabilitatea se definete ca fiind aptitudinea unui produs de a ndeplini funciaprevzut - pentru care a fost creat - pe o perioad de timp dat, n condiiispecificate de instruciuni

Funcia de fiabilitate reprezint probabilitatea ca un sistem s funcioneze frdefeciuni n intervalul (0, t), n condiii determinate, sauprobabilitatea ca timpul T

la care apare defectarea s fie mai mare dect t: tTP)t(R (1-1)

Funcia de densitate sau de frecven f(t), denumit densitatea de probabilitatea timpului de funcionare:

dttTtPdt)t(f (1-2)

Se definete funcia de repartiie a timpului de funcionare F(t) ca fiindprobabilitatea de defectare a sistemului n intervalul (0,t):

tTP)t(F (1-3)


16/110


n teoria probabilitilor, suma probabilitilor evenimentelor contrarii(funcionarea fr defeciuni i defectarea, de exemplu) este egal cu unitatea,astfel c, pentru orice t>0,

1)t(R)t(F (1-4)Din definiia funciei de densitate f(t), pe baza de probabiliti, rezult

urmtoarele relaii:

dx)x(f)t(R

t

(1-5)

i

dx)x(f)t(F

t

0 (1-6)

sau densitatea de probabilitate a timpului de funcionare :

dt

)t(dR

dt

)t(dF)t(f (1-7)

Graficul din figura 1.10 exemplific distribuia teoretic normal a timpului defuncionare fr defeciuni:

Fig. 1.10. Funcia densitatea deprobabilitate a timpului de funcionare

F(t)= nonfiabilitate; R(t)=fiabilitate.Caracteristicile calitative i cantitative ale duratei de funcionare pn la prima

defectare n cazul sistemelor nereparabile, respectiv ale timpului de funcionarefr defeciuni pentru sistemele reparabile, t", variabil aleatoare, poartdenumirea de indicatori de fiabilitate.

Media timpului de funcionare, notat cu m, denumit i media timpului de bunfuncionare (MTBF), reprezint valoarea medie a timpului de funcionare, care ncazul elementelor nereparabile este chiar media timpului total de funcionare.

Valoarea (m) a timpului de bun funcionare se exprim cu relaia: [14]

dt)t(ftm

0

(1-8)

Rezolvnd prin pri integrala demai sus, se obine:

dt)t(Rm

0

(1-9)


17/110


Rata defectrilor fiind probabilitatea ca un element care a funcionat frdefeciuni pn la momentul t s se defecteze n intervalul (t, t+t):

)t(R

)t(f

t)t(N

)tt(N)t(N)t(z

(1-10)

n care: N(t) - numrul elementelor cu o bun funcionare pn n momentul t;N(t +t) - numrul elementelor cu o bun funcionare pn n momentul t +t.O schem global de determinare a indicatorilor de fiabilitate operaional a

unui element, utiliznd mai multe surse de informaii este prezentat n figura(1.11).

Fig. 1.11. Schem global dedeterminare experimental

a indicatorilor de fiabilitate [13

]

Influena pe care activitatea de mentenan o are asupra meninerii nivelului defiabilitate a echipamentului la cote ce asigur desfurarea corespunztoare aprocesului de fabricaie i creterea duratei totale de via a acestuia esteprezentat n figura (1.29).

Fig. 1.13. Evoluia nivelului defiabilitate a unui echipament de

producie [11]

Din punct de vedere al costurilor, legtura dintre fiabilitate i mentenan esteredat grafic n figura (1.13). [12]


18/110


Fig. 1.13. Variaia costurilormentenanei totale n funcie denivelul fiabilitii

1.2. Scopul tezei de doctorat i precizarea aspectelor originale posibilede realizat n cadrul acestei cercetri interdisciplinare

Problemele care motiveaz scopul prezentei cercetri interdisciplinare subaspect conceptual i practic se refer la urmtoarele demersuri semnificative:

- Analiza teoretico-practic a stadiului actual i a tendinelor de evoluie aproiectrii-execuiei i a exploatrii centralelor termoelectrice de mare putere.

- Abordarea comparrii modelelor de fiabilitate strategic i operaional cuscopul selectrii celor mai pertinente relaiide apreciere a calitii instalaiilor dincentralele sistemelor de energie n general i a calitii echipamentelor dinstructura complex a SEN

- Modelarea mentenabilitii sistemelor mecanice din cadrul centralelor termo-electrice n ideea identificrii metodelor de maxim eficien supervizat la nivelul

fiecrui demers capabil s simuleze frecvena i intensitatea incidentelorproductoare de pierderi semnificative.

- Corelarea riscului cu calitatea la nivelul tehnicilor de exploatare a instalaiilorperturbate cu recurs la optimizarea pierderilor totale. Supervizarea tuturoractivitilor tehnologico-manageriale i economico-financiare cu structurineuroinformatice de nalt rezoluie controlabil pe baza ingineriei software.Eficiena acestui demers reclam optimizarea structurilor hard-soft pe bazacalculrii indicatorilor din cadrul managementului de proiect.

- Elaborarea deciziilor cuantice i supercuantice de conducere a centralelortermoelectrice cu recurs la conceptul regretului economic minimal modelat pe bazacalculului evolutiv.

- Creionarea modelelor reingineriei afacerilor energetice n concepiacercetrilor operaionale aplicabil Complexului Mecano-Energetic Craiova.


19/110


2. MODELAREA FIABILITII SISTEMELOR MECANICE DIN CENTRALELETERMOELECTRICE DE MARE COMPLEXITATE

2.1. Compararea modelelor de abordare a fiabilitii echipamentelor

mecanice din structura evolutiv a centralelor termoelectriceFuncionarea unui sistem cu elemente serie este asigurat de buna funcionarea tuturor elementelor, deci, ieirea din funciune a unui singur element vadetermina ieirea din funciune a ntregului sistem. [13]

Fiabilitatea unui sistem serie este dat de relaia (2-1):

n

1i

is )t(R)t(R (2-1)

unde: Rs(t) reprezint funcia fiabilitii sistemului serie pentru durata "t";

Ri(t) reprezint funcia fiabilitii elementelor componente de rang "i";n reprezint numrul de elemente.

n cazul conexiunii n paralel, nonfiabilitatea sistemului este dat de relaiile (2-2) (2-3):

n

1i

ip )t(F)t(F (2-2)

deci, fiabilitatea sistemului va fi:

)t(F1)t(R pp

(2-3)Fiabilitatea unui sistem cu conexiune mixt are expresia:

41n32isp R)R1)...(R1()R1(1RR (2-4)

Pentru analiza fiabilitii sistemelor complexe pot fi utilizate urmtoarele tehnici:1. metoda probabilitii totale;2. metoda cilor minimale3.Metoda arborelui de evenimente (Fault tree events),4.Analiza Modurilor de Defectare a Efectelor5.Analiza preliminar a riscurilora) Estimarea fiabilitii previzionale prin metoda intuitivFiabilitatea intuitiv, care const n predicii furnizate de experi, bazate pe

experiena personal anterioar.b) Dezvoltarea abordrii Bayes [20]Se definete urmtoarea probabilitatea pentru fiecare experiment astfel:

m

1i

ienwe

iA

m

1i

iepwe

iAAe )P()P()p/p(q (2-5)

unde: Ponderea (w) este determinat din consideraii anteriore asupra fiecruiexpert i este determinat din consideraiile anterioare despre experi ca un grup.


20/110


E

i

ieenw

1

corespunde numrului de observaii virtuale atribuite experilor ca

un grup i astfel

controleaz importana.

c) Tehnic de evaluare prin exprimarea ponderilor [24]Utilizarea probabilitii datelor de fiabilitate i mentenan existente, date de

distribuia de probabilitate a consensului

E

1e

ieeiD ,m,...1i,pwPfurnizeaz o msur util chiar cu o cantitate limitat de

date existente.d) Estimarea fiabilitii previzionale prin metoda extrapolrii

Fiabilitatea extrapolat este o metod mai consistent dect cea intuitiv,avnd la baz date de catalog sau date experimentale, relativ la componente sauechipamente identice sau similare.

e) Estimarea fiabilitii n ipoteza unui model statistic de tip exponenial[41] [49]1. Noiuni de bazO variabil aleatoare X urmeaz o repartiie exponenial, E(x, ), dac

densitatea de probabilitate are urmtoarea expresie:

0,e)x(f x

(2-6)

Funcia de repartiie a variabilei aleatoare X, care urmeaz o repartiieexponenial, are urmtoarea expresie:

0,e1)x(F x

(2-7)

Dac o variabil aleatoare X urmeaz o repartiie exponenial cu parametrul ,atunci valoarea medie i dispersia au urmtoarele expresii:

1

)X(Mrespectiv,

2

1)X(D

(2-8)

Indicatorii uzuali de fiabilitate, n ipoteza modelului exponenial de repartiie aduratei defectrilor "t", care constituie obiectivul unei analize previzionale, sunt:

- media timpului de bun funcionare (MTBF), m = 1/;- rata de defectare z(t) = ;

- funcia de fiabilitate R(t) = e-t;

- funcia de nonfiabilitate F(t) = 1 - R(t);


21/110


- disponibilitatea, n cazul n care analiza se raporteaz i la reparareasistemului respectiv, A = MTBF / (MTBF + MTTR). n aceast situaie estenecesar i predicia parametrilor reparaiilor - media timpului de reparare (MTTR),

rata de reparare (t) respectiv funcia de reparare a mentenabilitii.2. Estimarea indicatorilor de fiabilitate

n cazul unui sistem serie, rata de defectare este dat de relaia:

n

1i

iS (2-9)

unde: sreprezint rata de defectare a sistemului;ireprezint rata de defectare teoretic, de catalog, specific subansamblelor,

respectiv elementelor componente.Fiabilitatea sistemului are, n acest caz, expresia:tS

S e)t(R (2-10)

n cazul conexiunii n paralel, fiabilitatea sistemului se determin cu ajutorulrelaiei:

f) Estimarea fiabilitii previzionale n ipoteza unui model statistic de tipWeibull

Principalii indicatori de fiabilitate, n ipoteza unui model statistic de tip Weibull

biparametric (y=0), care constituie obiectul unei analize previzionale, sunt:

funcia de fiabilitate

t

e)t(R (2-11)

- funcia de repartiie a timpului de funcionare (nonfiabilitatea):F(t) = 1R(t)

- rata de defectare: 1

1)t(z

(2-12)

- media timpului de funcionare:

11m (2-13)

g) Estimarea fiabilitii previzionale prin metode analitice [48]Aceast metod utilizeaz legi ale teoriei fiabilitii, statistici matematice,

rezistena materialelor i ale proiectrii organelor de maini, pe care le aplic nconcordancu experiena practic trecut.

Notndu-se variabila aleatoare Y = R - S i avnd n vedere faptul c fiabilitateareprezint probabilitatea de funcionare fr defectri, rezult:

R(t) = P (R > S) = P (R - S > 0) = P (Y > 0) (2-14)


22/110


Dac se noteaz densitatea de probabilitate a variabilei aleatoare Y cu g(y),atunci fiabilitatea se poate scrie sub forma:

0

dy)y(g)t(R (2-15)

ceea ce arat c fiabilitatea reprezint aria haurat, mrginit de graficulfunciei g(y), axa absciselor i axa ordonatelor (figura 2.1).

Fig. 2.1. Determinarea fiabilitii lundn considerare repartiiile rezistenei i

solicitrii

h) Studiu privind evaluarea fiabilitii previzionale prin simulare numeric [48]Metodele de simulare reproduc fenomenele reale prin fenomene asemntoare

(modele) produse n mod artificial, simularea permind schimbarea condiiilor deintrare i studiul efectelor acestor modificri la ieire.

i) Estimarea fiabilitii prin simulare numeric cu modelul Monte CarloRezolvarea modelelor de simulare se bazeaz pe prelucrarea unor experimente

create m cadrul modelului.Atunci cnd modelele conin variabile aleatorii, ele se numesc modele desimulare Monte-Carlo.

Metoda Monte Carlo reprezint ansamblul procedeelor care permit obinereasoluiilor unei probleme cu ajutorul experienelor aleatorii.

j) Conceptul arborelui de defectare [72

]

Arborelui de defectare reprezint o tehnic analitic deductiv de evaluare asistemelor, prin care se determin probabilitatea de producere a evenimentului top

sau a evenimentului indezirabil. Acesta constituie o stare de defectare a sistemuluipus n eviden n contextul condiiilor de funcionare, specifice mediului n carefuncioneaz sistemul supus analizei.

k) Evaluarea fiabilitii operaionaleFiabilitatea operaional (efectiva la beneficiar) este fiabilitatea unui produs

determinata pe baza rezultatelor privind comportarea n exploatare pe o anumitaperioada de timp, a unui numr mare de produse efectiv utilizate la beneficiar.

l) Evaluarea calitativ i cantitativ a arborelui de defectare

Dac construcia arborelui de defectare a fost ncheiat, se poate trece la


23/110


analiza calitativ a arborelui de defectare. Pentru aceasta este necesar s sedetermine funcia de structur.

Funcia de structur reprezint acea funcie care ia ntr-un sistem binar

valoarea 1, dac evenimentul top se petrece, i valoarea 0, dac evenimentul topnu se petrece.Analiza calitativ a arborelui de evenimente opereaz cu urmtoarele metode:

Metoda directMetoda direct permite analiza calitativ, adic determinarea tieturilor i

drumurilor minimale, dup construirea arborelui de defectare.

Metoda descendent. Algoritmul Mocus [70]Metoda descendent de analiza calitativ a arborelui de defectare, numit i

algoritmul Mocus, care confer posibilitatea de determinare a tieturilor minimale,prin parcurgerea arborelui de defectare de sus n jos. Algoritmul Mocus const nconstruirea unor matrice pentru operatorul evenimentului top i, apoi,descompunerea operatorului n intrrile sale. Dac o intrare este un operator, el vafi descompus, ntr-o etap urmtoare, de asemenea, n intrrile sale, pn seajunge ca toate elementele matricei sa fie evenimente de baz. Fiecare linie amatricei astfel obinut reprezint o tietur. Prin reducerea tieturilor se deductieturile minimale ale arborelui de defectare.

Algoritmul FATRAM [70]n afara algoritmului Mocus, pentru obinerea ansamblurilor minimale ale

arborelui de defectare s-au dezvoltat i ali algoritmi.Cea mai mare parte a acestoralgoritmi urmresc ameliorarea algoritmului Mocus, lund n considerareevenimentele repetate ale arborelui de defectare. Printre aceti algoritmi, cel maides utilizat este algoritmul Fatram

Factorizarea arborelui de defectare

Factorizarea constituie o metod de evaluare calitativ a arborilor de defectare

care conin evenimente repetate, fr a necesita determinarea prealabil aansamblurilor minimale ale acestora.

Factorizarea se bazeaz pe expandarea funciei de structur, lund nconsiderare metoda Shannon de expandare a funciilor Booleene.

Metoda ascendentAa cum a fost prezentat, algoritmul Mocus permite determinarea tieturilor

minimale prin parcurgerea arborelui de defectare de sus n jos. Metoda ascendentpermite, de asemenea, determinarea tieturilor minimale prin parcurgerea arboreluide defectare de jos n sus, nlocuind operatorii logici cu intrrile lor dupurmtoarele reguli:


24/110


un operator logic SAU realizeaz reuniunea (+) evenimentelor de intrare;un operator logic l realizeaz intersecia () evenimentelor de intrare.Reducerea ansamblurilor minimale

Reducerea tieturilor i drumurilor minimale reprezint o sarcin care necesitdestul de mult timp. Pentru un arbore de defectare coninnd un numr de ntieturi minimale sunt necesare cel puin n!/(2(n-2)!) operaii. Numrul operaiilorcrete foarte mult cu ct numrul tieturilor minimale este mai mare.

Evaluarea cantitativ-probabilisticEvaluarea cantitativ sau evaluarea probabilistic a arborelui de defectare

const n determinarea probabilitii de producere a evenimentului top, lund nconsiderare probabilitile evenimentelor de baz ale arborelui de defectare.

Evaluarea probabilistic pe baza funciei de structura [72]Pentru un arbore de defectare simplu coninnd un operator logic l, avnd ca

intrri evenimentele de baz cu variabilele de stare X1, X2, ..., X,, ..., Xn, care potlua valorile 1 sau 0, funcia de structur are expresia:

ni11

n

1i

i X...X....XXX)X(

(2-16)

care ia, de asemenea, valorile 1 sau 0.n cazul n care arborele de defectare simplu conine un operator logic SAU,

funcia de structur are expresia:

)X1)...(X1)...(X1)(X1(1)X1(1)X( ni21

n

1i

i

(2-17)

Evaluarea importanei elementelor sistemuluiLa analiza cantitativ a sistemelor, n afara determinrii probabilitii de

generare a evenimentului top sau a altui eveniment intermediar, prezintimportan practic determinarea importanei elementelor sistemului sau a celorcare intr n structura unei tieturi minimale. Aceasta permite evideniereaelementelor "slabe" sau mai puin fiabile.

Importana unui element E, al sistemului se determin cu o relaie general deforma:

SistemuluialeMinimalerTaieturiloilorobabilitatSuma

EElementulContinandMinimalerTaieturiloilorobabilitatSuma

CP

CP

I i

c

i

i

m

j

j

EiPr

Pr

)(

)(

1

1

(2-18)


25/110


n care m reprezint numrul de tieturi minimale coninnd elementul Ei c -numrul de tieturi minimale ale sistemului; P(Cj) - probabilitatea tieturii cj, P(Ci) -probabilitatea tieturii ci.

2.2. Optimizarea nivelului de fiabilitate operaional a echipamentelortermomecanice din centralele termoelectrice n funciuneAbordarea optimizrii sistemelor tehnice pleac de la impunerea unui anumit

nivel de rezervare care opereaz cu conceptul de redundan. Astfel un sistem cu(n) componente n paralel poate suporta defectarea a(n-1) elemente i poatermne n funciune dac un element i ndeplinete funcia tehnico-economic.

n problema optimizrii nivelului de rezervare se pot folosi dou metode cuurmtoarele denumiri:

1. Metoda Sharma Venkateswaran (MSV)2. Metoda Agarwal-Grupta-Misra (MAGM)

Modelul matematic al metodei MSV are urmtoarea structur funcionalaplicabil calculrii nonfiabilitii unei componente n serie cu (N) etaje pj< 0,5 srespecte relaia (2-19):

N

1j

ijij

N

1j

jjs m,1i;b)x(g;)x(pF (2-19)

n care: Fs= funcia supus optimizrii; g ij= restriciile problemei, bi= resursdisponibil pentru rezolvarea constrngerilor (i).Principalele modele de optimizare a eforturilor de cretere a fiabilitii se

prezint sintetic astfel:1. Modelul cheltuielilor totale anuale [

72]

pmaan

i

ise

i

iii

i

ii

tulcos

anualtotal CCIrEcEwPdpC (2-20)

n care: i = consumatorul de fiabilitate, dpi= dauna specific, i= intensitatea de

defectare; Pi = puterea ntrerupt la consumatorul (i), Ei = energia anualnelivrat; cse= costul specific al energiei nelivrate; ranIa= cheltuieli de amortizare,Cm= cheltuieli cu mentenana; Cp= cheltuieli cu pierderi n sistemul

2. Modelul cheltuielilor totale actualizate [72]

val

rem

val

riz

1extct

curentt

ac

infdaune

prob

ech

exp

t

ac

inf

Ts

t

ech

ttac VVr1

r1DC

r1

r1IC

(2-21)

n care: It= investiiile efective i de echivalare, Ts= durata de serviciu, rinf; rac=

ratele de inflaie i de actualizare; tc= timpul curent; tex= durata de execuie,ech

expC = cheltuieli de exploatare i echivalare, D = daune probabile, Vreziduale; Vremanente=


26/110


valorile reziduale ale componentelor dezafectate n anul (tc) i cele remanentedup anul de serviciu.3. Efortul economic justificat se aplic la determinarea oportunitii investiiei.

sT

ct

Ts

a

valoarea

adezafectat

remanenta

tc

a

sT

1ct

dauna

)t(anulin

economica

tc

a

efortul

)ct(anuldin

economic )r1(V)r1(D)r1(E (2-22)

4. Efortul economic minim raportatse calculeaz la stabilirea prioritilor deinvestiii n ideea determinrii variantei optime.

Ts

a

valoarea

remanenta

t

a

Ts

1t

t

Ts

1

t

riscinfdext

efectul

immin

economic

)r1(V)r1(D

)rrr1(CI

E

(2-23)

n care: rd= rata dobnzii; rinf= rata inflaiei; rrisc= rata riscului.5. Analiza configuraieiModelul cheltuielilor totale actualizate cu referire la cele dou stri din anul (t)

de exploatare a aparatajului electromecanic din staia comutarese poate detalia nurmtoarea configuraie matematic: [72] [89]

01)1()1(V)1(01t'

remanenta

valoarea

0

t

a

Ts

t

sistemulin

investitii

statiilora

comandade

manevre

TRAFO

t

a

manevre

TRAFO

t

a

t inlocuit

uiaparatajula

Ts

t

t

attac rICrIrrEC

(2-24)

n care: t = anul n care se opereaz prima nlocuire a aparatajului

electromecanic din staia analizat.Aplicarea criteriilor de optimizare a nivelului de fiabilitate trebuie precedat de o

analiz cost-profit privind eficiena investiiilor de evaluare a fezabilitii soluieifinale. Principalii indicatori care trebuie calculai se refer la durata de recuperare ainvestiiilor (dri), venitul net total actualizat (Vntac), indicele de profitabilitate (ip) irata intern de rentabilitate (rir).

ani10RRR1d reducerea

loatareexpde

lorcheltuieli

orconsumuril

reducerea

icelogtehno

proprii

reducerea

daunelorri

(2-25)

0)r1(EEV t

a

Ts

1t

efortul

tanulin

economic

efectul

tanuldin

economicntac

1)r1(E)r1(Ei

Ts

1t

t

a

efectul

economic

Ts

1t

t

a

efectul

economicp

%1010,0rr0;)r1(Vrtacir

Ts

1t

t

irntacir


27/110


3. MODELE DE EVALUARE A MENTENABILITII SISTEMELORMECANICE DIN CADRUL CENTRALELOR TERMOELECTRICE

SUPUSE PERTURBAIILOR MULTIPLE

3.1. Prezentarea i selectarea metodelor de mentenabilitate n vedereareducerii vulnerabilitilor holistice [68]Mentenabilitatea reprezint aptitudinea unui sistem de a fi meninut sau

restabilit ntr-o stare n care i poate ndeplini funcia cerut, atunci cndmentenana este xecutat n condiii date, utiliznd procedurile i mijloaceleprescrise i aplicabile la nivelul exploatrii. Mentenabilitatea este un conceptasociat fiabilitii. Din punct de vedere al etapelor n care se evalueaz principaliiindicatori ce caracterizeaz mentenabilitatea sistemelor (figura 3.1), se disting

urmtoarele:mentenabilitatea proiectat sau previzional, construit" n faza de concepie n

funcie de obiectivelor de disponibilitate;- mentenabilitatea operaional determinat pe baza istoricului interveniilor;- mentenabilitatea intrinsec calculat n faza de concepie pe baza unui caiet

de sarcini care cuprinde criteriile de mentenabilitate (modularitate, accesibilitateetc).

Fig. 3.1. Clasificarea mentenabilitii din punct de vedere al etapei n carese evalueaz principalii indicatori de mentenabilitate

S-au impus cinci clase de criterii de mentenabilitate care vizeaz:

mentenana preventiv: respectiv accesibilitatea, interschimbabilitatea iuurina demontrii pieselor ce se inspecteaz;

mentenana corectiv n ceea ce privete timpii de detectare i diagnosticpentru avariile i defeciunile ce trebuie nlturate;

organizarea compartimentului de mentenana, care depinde deperiodicitatea aciunilor de mentenana preventiv, posibilitatea gruprii acestorintervenii, omogenitatea fiabilitii componentelor;

calitatea documentaiei tehnice n ceea ce privete coninutul,disponibilitatea, modul de transmitere a acesteia operatorilor pentru o corect

ndeplinire a activitii;


28/110


urmrirea funcionrii utilajului de ctre constructor, calitatea serviciilorpostvnzare, posibilitatea procurrii pieselor de schimb.

Se identific urmtoarele tipuri de mentenana (figura 3-2).

- mentenana corectiv care se realizeaz dup apariia defeciunii,echipamentul fiind n stare defect i care are ca scop restabilirea strii defuncionare;

- mentenana preventiv care se efectueaz nainte de apariia defeciunii cndechipamentul este n stare de funcionare, n scopul de a preveni apariiadefeciunilor.

n figura (3-2) sunt prezentate tipurile de mentenana, aa cum se regsesc nstandardul SR EN 13306:2002 [SR 02]. Este de remarcat faptul c normele

franceze n domeniu utilizeaz i denumirea de strategie pentru a desemna tipurilede mentenan.

Principalul obiectiv al mentenanei l constituie asigurarea funcionriiechipamentului de producie n condiiile respectrii parametrilor fixai.

1. Mentenana corectiv este "mentenana efectuat dup apariia uneidefeciuni, destinat s repun un element ntr-o stare care s-i permit efectuareafunciei cerute".

Fig. 3.2. Tipuri de mentenan [7]Mentenana corectiv poate fi:- paliativ ce presupune "activiti corective destinate a permite unui

echipament, n mod provizoriu, ndeplinirea integral sau parial a funciilor sale".- curativ care reprezint "activiti corective care au ca obiect repunerea unui

echipament, ntr-o stare specific de funcionare, care i permite ndeplinirea

funciilor sale". Aceste activiti de nlturare definitiv a defeciunii, a cauzelor iefectelor acesteia pot fi de tip reparaie sau nlocuire ,


29/110


n conformitate cu [SR 02] se consider c aciunea fizic executat asupraunui echipament defect avnd ca scop restabilirea definitiv a strii de funcionarecerut poart denumirea de reparaie. Pentru reparaii, literatura de specialitate

furnizeaz anumite abordri de realizare, elementul defect putnd fi reparat saunlocuit (figura 3-3).

Fig. 3.3. Realizarea activitilor de mentenan [17

]Intervenia de mentenan corectiv presupune succesiunile de activiti

prezentate n figura (3-4) care se refer la:- pregtirea pentru intervenie,localizarea i izolarea defeciunii; diagnosticarea

defeciunii; demontarea subansamblului defect; repararea elementului defect saunlocuirea cu unul nou; montarea subansamblului; ajustarea, centrarea, calibrarea;

- teste de funcionare la mersul n gol in sarcin.

Fig. 3.4. Activiti cecompun intervenia dementenan corectiv

2. Mentenan preventivMentenan preventiv este definit ca "mentenan efectuat la intervale

predeterminate sau conform unor criterii prestabilite, destinat s reducprobabilitatea de defectare sau degradarea funcionrii elementului".


30/110


Mentenan preventiv sistematic conine urmtoarele tipuri de activiti:1. intervenii planificate2. inspecii periodice

Diagramele privind conceptele de mentenan i condiiile de implementare sepopt urmri pe figurile (3-5) i (3-6).

Fig. 3.5. Diagramadiferitelor concepte de

mentenan

Fig. 3.6. Condiii deimplementare a tipurilor

de mentenan

Mentenana preventiv condiionalMentenana preventiv subordonat unui tip de eveniment predeterminat,

Mentenana condiional este mentenana preventiv bazat pe performan i/sau pe monitorizarea parametrului i aciuni ulterioare rezultate.


31/110


Operaiile care compun interveniile de mentenan condiional sunt prezentaten fig. (3-7) dup cum urmeaz:

Fig. 3.7. Activiti ce compun intervenia de mentenan condiionatMentenan condiional implic astfel utilizarea rezultatelor activitii de

monitorizare (ex. identificarea defectrilor poteniale) i apoi analizarea lor pentru adiagnostica defectrile poteniale i a prognostica viaa rezidual a componentelor.Toate acestea sunt folosite n scopul planificrii celei mai eficiente sarcini dementenan posibile.

n figura 3.8 este ilustrat impactul pe care l are aplicarea diferitelor tipuri de

mentenan asupra fiabilitii i a duratei de via a sistemului..

Fig. 3.8. Influena tipurilorde mentenanasupra fiabilitii [42]

Planificarea i programarea activitilorPlanificarea mentenanei este la fel de important ca planificarea activitilor.

Eficiena programului se bazeaz pe fiabilitatea funciei de planificare. Pentruactiviti de anvergur, mai ales cele care necesit o coordonare ntre calificri


32/110


multiple, trebuie luat serios n considerare utilizarea unor metode precumProgramul Evaluation and Review Technique (PERT) sau Metoda drumului critic(CPM) pentru asigurarea unui control global eficient. Metoda CPM este descris n

detaliu ulterior pe parcursul capitolului curent.Evaluarea performanelorFirmele de mentenan de succes i msoar periodic performanele prin

intermediul a diferite mijloace. Analize de performan contribuie la eficienadepartamentului de mentenan i sunt eseniale pentru evidenierea duratei denefuncionare a echipamentului

Pentru asigurarea securitii operaiilor efectuate dup punerea n funciune ainstalaiilor, regulamentul de securitate trebuie definitivat i aprobat de ctre forulierarhic abilitat nainte de nceperea punerii n funciune i a opririi instalaiilor.

n momentul descoperirii unei anormaliti n funcionare, operatorul trebuie sia msurile necesare asigurrii securitii. Aceste msuri sunt n prealabil analizate,procedurale i puse n practic n funcie de situaia existent. Diagrama combateriiefectelor unui regim incorect de funcionare a centralelor nucleare se poate urmripe figura (3.9).

Fig. 3.9. Diagrama

combaterii funcionriiincorecte

Proiectarea mentenanei continue asupra instalaiilor mecano-energetice ian considerare o serie de metode manageriale, cum ar fi:

Analiza modului de defectare, a efectului i criticitii (FMECA).Controlul statistic al funcionrii utilajelor.

Analiza riscului, Analiza reelei resurselor. Analiza cauz-efect 5M".Matriceamentenanei.Analiza arborelui de defectare. Metoda Pareto.Matricea de criticitate calitate-securitate-disponibilitate CSD.


33/110


Modul de defectare, efectele i analiza critic (Failure Mode, Effects andCriticality Analysis -FMECA) este un instrument de analiz de proiectare utilizatpentru creterea siguranei de sistem. Poate fi aplicat n timpul fazei iniiale de

proiectare, pe un proces sau pe un echipament/utilaj care exist deja.Frecvena de apariie (F) este dat de probabilitatea de apariie a unui defect,dat la rndul ei de probabilitatea de apariie a unei cauze. Poate fi apreciat prinmedia timpului de bun funcionare-MTBF.Gravitatea (G) reprezint o evaluare aefectului defectrii, resimit de utilizatorulprodusului/utilajului respectiv. Se poateexprima n funcie de media timpului de staionare n reparaii (MTSR).

Detectabilitatea (D) va fi dat de probabilitatea ca un defect s poat fiidentificat atunci cnd cauza de apariie a acestuia exist. Exprimarea lui se varealiza pe baza calculelor probabilistice.

Principala contribuie a metodei este aceea c descrie un defect pe baza unuiindice de criticitate (C), lund n considerare toate influenele menionate. Caurmare, criticitatea defectului se va aprecia cu ajutorul relaiei urmtoare:

C = F x G x D (3-1)Dificultatea const n aprecierea corect a factorilor F, G, D, pentru aceasta

trebuind a fi consultat ntregul istoric de date al mentenanei. Controlul statistic al funcionrii reprezint o metod de monitorizare

dinamic a nivelului parametrilor tehnici de funcionare a utilajelor i a calitiiproduselor obinute.Analiza riscului evideniaz probabilitatea ca un anumit eveniment s aib

loc i s se finalizeze cu un posibil ctigsau cu o pierdere. Analiza arborelui de defectare (FTA), (Failure Tree Analysis) ncepe cu

examinarea unui eveniment important i caut combinaii ntre defectele care lcauzeaz. Este recomandat pentru a descoperi relaii ntre defecte.

Analiza Pareto are ca obiectiv identificarea cauzelor principale de apariie a

defeciunilor i orientarea eficient a resurselor mentenanei spre nlturareaacestora. (fig. 3.10)

Fig. 3.10. Graficul

indisponibilitii pe tipuride defeciuni


34/110


Conform principiului enunat de Vilfredo Pareto: "80% dintre defeciunile defuncionare a utilajelor sunt urmare a 20% dintre cauze

Estimarea duratei scontate a unei activiti

Schema PERT necesit trei estimri a duratei activitilor, folosind urmtoareaformul pentru calculul timpului final:

6

PT)MT(4OTTa

(3-2)

unde: Ta= durata scontat a activitii;OT = durata optimist sau minim necesar pentru finalizarea activitii;PT = durata pesimist sau maxim necesar pentru finalizarea activitii;MT = durata cea mai probabil necesar pentru finalizarea activitii..

Analiza costurilor de mentenan

a) Pentru evidenierea costurilor n timp, de-a lungul ciclului de via al utilajului,se folosete noiunea de cost global, fig. (3-11).

b) Dup aria de extindere, costurile de mentenan sunt: ale echipamentului,utilajului, instalaiei,liniei tehnologice, seciei,ntreprinderii.

c) Dup modul de provenien, costurile depind de diagnosticul indisponibilitiiechipamentelor, utilajelor i instalaiilor:

d) Funcie de sistemul adoptat, costurile activitilor de mentenan pot ficorective i preventive.

Fig. 3.11. Diagrama

costului global

e) Funcie de alocarea cheltuielilor pentru mentenan, costurile pot fi costuridestinate: achiziionrii pieselor de schimb, salarizrii resursei umane, stocriipieselor de schimb, a combustibililor, lubrefianilor i altor utiliti, transportuluipieselor de schimb.

. Ca urmare vom ntlni, fig. (3-12).


35/110


Fig. 3.12. Costul total

mediu de mentenancorectiv pe unitatea

de timp (C1)

innd cont de sistemele de mentenan corectiv prezentate anterior, vomevidenia urmtoarele categorii de costuri:

a) costul total mediu de mentenan corectiv pe unitatea de timp (c11) se poateexprima prin relaia (3-3):

ora

lei,

MTBF

ppc

sp

11 (3-3)

n care: pp= costul unei intervenii preventive (lei)

Ps= cost suplimentar, suportat n cazul defectrii utilajului (lei)b) costul total mediu de mentenan paliativ pe unitatea de timp (c12)

ora

lei

'MTBF

'ppc

12 (3-4)

n care: p = costul unei intervenii preventivep' = cost suplimentar, suportat n cazul defectrii utilajului (mai mare dect p)Costul total mediu de mentenan preventiv pe unitatea de timp (C2)

Conform clasificrii sistemelor de mentenan, vom ntlni urmtoarele categoriide costuri:c) costul total mediu de mentenan sistematic pe unitatea de timp (c21)

ora

lei,

)t(m

)t(FxPpc 21

(3-5)

n care: p = costul unei intervenii preventiveP = costul interveniei dup defectareF(t) = probabilitatea de defectare a elementului critic considerat n perioada t de

serviciu. M(t) = durata medie de utilizare a elementului critic considerat (ore). n


36/110


cazul unei nlocuiri preventive sistematice la sfritul perioadei T, se poate exprimaca fiind:

dt)t(F1)t(mT

0

(3-6)

Durata m(t) este deci inferioar perioadei T de nlocuire preventiv sistematic.Dac se ateapt avaria, se ajunge la cazul mentenanei corective, n care m(t) =MTBF.

d) costul total mediu de mentenan condiional pe unitatea de timp (c22)

ora

lei,

MTBFKc

gpc 22

(3-7)

n care: g = costul de aplicare al mentenanei condiionale, Kc = coeficient deintervenie condiional, ce crete de regul MTBF

costul total mediu de mentenan previzionar pe unitatea de timp (c23)

ora

lei,

MTBFKp

gpc 23 (3-8)

n care: Kp = coeficient de intervenie previzionar, care va mri substanialMTBF.

Managementul mentenanei sistemelor mecanice

Ca urmare a politicilor aplicabile n domeniul mentenanei, alegerea tipului dementenan n funcie de cost se va face innd cont de urmtoarele elemente:

- costul de nlocuire sau intervenie preventiv (p)- costul de intervenie dup defectare (P)- media timpului de bun funcionare MTBF- costul instrumentelor de mentenan condiional (g)- durata normat de utilizare a mijlocului fix considerat (T)Din analiza reprezentrii grafice rezult cteva direcii privind alegerea politicii

optimizate de mentenan, anume:- cea mai economic politic de mentenan este cea de tip previzionar (c23), cu

condiia ca perioada de utilizare (T) a mijlocului fix s fie suficient de mare pentru apermite amortizarea echipamentelor suplimentare

- pentru aceeai perioad de timp T, cea mai costisitoare politic este ceacurativ (c11), conducnd la o cretere puternic n timp a costurilor

Costurile ascunse ale mentenanei, reprezint acele categorii de cheltuielicare nu se regsesc n evidenele contabile, dar care se manifest i influeneazindicatorii de performan ai firmei, ntruct sunt costuri care nu se vd, dar sesimt", Dintre costurile ascunse identificm:


37/110


- costul non-securitii,- consecinele comerciale ale nerespectrii termenelor, legate n special de

pierderea ncrederii clienilor tradiionali ai firmei;

- pierderile de productivitate a utilajelor,- pierderea imaginii de marc,- pierderile de productivitate a materialelor, legate de lipsa de ctig datorat

utilizrii ineficiente a acestora;- pierderile datorate toxicitii i noxelor industriale;- costul demotivrii personalului- consecinele comerciale ale non-calitii,Managementul prin costul global

Pentru calculul vrstei optime de nlocuire a unui utilaj, funcie de costul global,vom utiliza urmtoarele elemente:

Cgr, costul global redus; Cm, costul de mentenan;Cg, costul marginal (derivatacostului global funcie de timp), reprezentnd creterea de cost aprut ca urmarea utilizrii echipamentului de la momentul t la momentul t+1;

Cgr med, costul global redus mediu, exprimat prin relaia (3-9).

an

lei

n

CC

g

grmed n care: n - este durata de via (ani), (3-9)

Fig. 3.13. Evoluia costuluiglobal, a costului mediu i

a costului marginal [70

]

3.2. Strategii de evaluare a mentenanei echipamentelor mecanice dinstructura evolutiv a centralelor termoelectrice [68]. Politicile de mentenan pot fi corective i preventive. Mentenana corectiv

urmrete refacerea sistemului n urma unor defecte iar cea preventiv

supervizeaz anticiparea producerii incidentelor de avarie.Mentenana preventiv urmrete reducerea posibilitilor de producere aincidentelor de avarie.


38/110


Modelele de evaluare a mentenanei au urmtoarele structuri matematice:a) Modelul mentenanei corective

1) dt)t(RMTBF0

= media timpului de bun funcionare dintre defectri (Tc)

2) Disponibilitatea de timp a sistemului1

MC

MC

c

Tc

T1

TTc

TcD

(3-10)

3) Costul mediu al mentenanei corective pe unitatea de timp

TcCCC tulcosdaunelor

tulcos

inlocuiriuneimediu (3-11)

b) Modelul mentenanei preventive

1) Timpii medii de funcionare i nefuncionareTc

T

0e)t(R;dt)t(RTp

(3-12)

)T(R1T)t(RTT

mediu

timpul

preventiva

mentenantade

necesar

timpul

inlocuiri

uneinf

2) Disponibilitatea preventiv va fi egal cu cea corectiv1

MC

p Tc

T1D

(3-13)

3) Costul mediu al mentenanei pe unitatea de timp

p

Al

tulcos

preventiv

mpT

C)t(R1CC

(3-14)

n care: CAl= variaiaaleatoare a costului preventiv.c) Modelul mentenanei predictive

1) dt)t(RT

MT

0

demediutimpul

reruptaintneefunctionar (3-15)

2) Disponibilitatea sistemului pe durata a (n) inspecii

n

1i

i

necesar

inlocuiriiMCMCnip

nip

fT

)T(R)TT(FT

TD

(3-16)


39/110


3)demediutimpul

reruptaintneefunctionar

n

1i

ceddp

mediutulcos

timpde

unitateapeT

)T(R)CC(CnC

C

(3-17)

n care: ce= costul efecturii inspecieid) Optimizarea programului de mentenan modelat n teoria costurilor

operaionale- Costul mentenanei preventive a echipamentului (i) are urmtoarea structura

matematic:

imeminCCCCC de

turilecos

transport

tulcos

consumatorla

preventive

imentenante

tulcos

ormaterialel

tulcos

umane

resurseiMPi

(3-18)

- Costul mentenanei corective

daunele

valorice

mediicim

n

1i

cipMC DCNC

n care: Npci= numrul probabil al defectrilor ale echipamentelor (i) pe durataunui an; Cmci = costul mediu al unei aciuni de mentenan corectiv aechipamentului (i); D = daunele medii anuale probabile provocate de cderile

echipamentului (i).


40/110


4. CORELAIILE RISC-CALITATE SUPUSE OPTIMIZRII PE BAZAMODELELOR CERCETRII OPERAIONALE

4.1. Modelele de evaluare a riscurilor n concepia cercetrii operaionale

Model conceptual nou, prezent n evoluia dinamic a sistemelor industriale,reingineria industrial este un rspuns la realitatea mediului concurenial i impuneabordri revoluionare, radicale pentru reproiectarea i regndirea ntreprinderii,(fig. 4.1) de tipul centralelor termoelectrice.

Fig. 4.1. Conceptul de reinginerie industrial [84]. Fa de abordarea tradiional a riscului care este negativ, cteva din

definiiile i standardele internaionale includ ca noutate pentru interpretareariscului "the possibility of upside risk" sau "oportunitatea" adic incertitudinilecare pot avea efecte benefice n atingerea obiectivelor.

Fig. 4.2. Descriptorii

teoriei riscului


41/110


n concepia reingineriei industriale definit anterior, o abordare teoretic ariscului holistic ne evideniaz principalele domenii n care acesta se poatemanifesta cu frecven n cadrul ntreprinderii, coninutul su pericol, inconvenient,

perturbaii posibile sau oportunitate, ntinderea ce o poate avea i gradul deseveritate exprimat prin magnitudinea impactului, consecina, precum i cele doufeluri n care riscul se poate identifica: previzibil sau imprevizibil. n acest sens,descriptorii teoriei riscului: incertitudinea, probabilitatea i impactul, suntexprimai avnd la baz interpretarea conceptului de risc, (figura 4.2 ). Descriptoriiteoriei riscului care au ctigat o puternic relevan pe planul mondial n ultimultimp, se nscriu nc ntr-o surs de confuzie n general de aceea vor fi prezentaicomparativ.

a) Modele de risc n concepie holisticAnumite concepte i interdependene, cum ar fi cele ale raportului echilibru-

dezechilibru, stabilitate-instabilitate, continuu discontinuu, staionaritate-dinamic,frecvent utilizate pentru a explica procese i fenomene care au .loc n evoluiasistemelor industriale, sunt tot mai dificil de reprezentat cu ajutorul metodelorclasice, ceea ce a impulsionat matematizarea fenomenelor generatoare de risc-catastrof-haos. (fig. 4-5)

Fig. 4.3. Corelaia permanent a conceptelor risc, catastrof, haos [49]

Aceste sisteme conin multiple discontinuiti i ncorporeaz o instabilitateinerent, fiind permanent supuse ocurilor i perturbaiilor externe i interne.


42/110


Profilul sistemelor complexe la nivel holistic este definit de urmtoarelecaracteristici importante:

a) DINAMICA

b) PRAGUL DE RECUNOATERE AL SCHIMBRILOR,.c) COMPLEXITATEA

d) TURBULENAe) DEZECHILIBRU SI INSTABILITATE,

b) Reele neuronale dedicate diminurii riscului bazate pe teoria nvriisistemelor inteligente

[87]

[88]

[54]

[60]

Tehnologia nvrii sistemelor inteligente studiaz legitile care acioneaz n

fabricaia produselor n vederea asigurrii calitii la un pre ct mai sczut generatde proces i de tehnica realizrii produselor.Caracteristicile generale ale modelrii proceselor prin distribuire n paralel a

evenimentelor se prezint astfel: [88]

Mulimea unitilor de procesare (neuroni, celule nervoase).

Stare de activare pentru fiecare unitate din cuprinsul reelei reale modelate.

Conexiune ntre uniti prin sinapse ponderate (sinapseledetermin efectul pe

care-l are semnalul unei uniti asupra ntregii reele modelate). O regul de propagare care determin intrrile n reea i intrrile la fiecarenod neuronal.

O funcie de activare care influeneaz nivelele reelei dac se cunoate intrarea xi(t) i starea curent a reelei s i(t).

O intrare extern (bi) pentru fiecare unitate.

O metod pentru culegerea informaiilor.

Un mediu n care sistemul opereaz i care asigur semnalele de intrare icele de eroare.

Modelul matematic al unui proces tehnologic se poate scrie sub urmtoareaform general:

1. Inteligenta artificial (sisteme expert) plus reea neuronal. Sistemul expertseteaz valorile iniiale ale ponderilor i a structurii reelei neuronale i le pstreaz

n baza de date. Din combinaia cunotinelor sistemului expert i a reeleineuronale se poate construi o predicie optimal a sistemului real supervizat.

2. Fuzzy plus reele neuronale (F.N.N.) n sistemele expert mulimile fuzzy potexploata ambiguitatea rezultat la nivelul comunicrii imperfecte dintre expert iutilizator.


43/110


3. Neurocontrolul are la baz reeaua neuronal multistrat. Mai nou,neurocontrolul face apel la reele neuronale recurente (reele multistrat cu reacie).

Aceste reele aplic algoritmul nvrii backpropagation care aparine metodelor

de gradient mult folosite n teoria controlului optimal.4. Reelele neuronale multistrat clasice au o foarte nceat convergen fapt

pentru care nu pot fi aplicate n practic dect n domenii restrnse. Cretereavitezei de nvare a acestor reele se face prin algoritmi backpropagation maieficiente prin nglobarea cunotinelor despre proces n structura reelei neuronalei prin prenvarea off line a reelei.

5. Aplicaiile reelelor neuronale plus sisteme expert concepute n logica fuzzyse refer la prognoza sarcinii, la diagnoza instalaiilor, la controlul regimurilor i la

asigurarea calitii energiei la costuri minime.4.2 Modele ale calitii i a proceselor industriale inclusiv a resursei

umane implicate la nivelul sistemelor ingineretiPentru numeroase organizaii riscul i calitatea au devenit dou prioriti

eseniale i indisociabile i raionamentele determinante sunt:

- Examinarea critic a proceselor dezvluie disfunciuni importante.- Securitatea este o component esenial a calitii vieii n procesele

ntreprinderii.

- Cumprtorii devin mai exigeni fa de calitatea produselor i serviciilor.- Procesele complexe, impun abordarea calitii asistate de calculator.- Evoluia controlului spre direcia preventiv i gestiunea riscurilor.

Fig. 4.4 Evoluia

paralel amanagementuluicalitii

- Spaiul ntreprinderii n cadrul internaional este definit de coordonateleexcelenei: eficien, mediu, mentenan, fiabilitate, securitate, calitate.


44/110


- Frontierele calitii sunt ntr-o continu expansiune, n cadrul caracteristici lorcalitative este inclus i costul total.

- Evoluia paralel i convergent a practicilor i tendinelor din managementul

riscului i calitii imprim corelarea durabil a conceptelor.Corelarea i convergenta celor dou sisteme de management (MCT) i (MRT),

(fig. 4.4) intervine n realizarea tuturor condiiilor ca activitatea s se desfoareperformant de prima dat. Corelaia risc-calitate exprim relaia reciproc prin carese pot identifica condiiile i caracteristicile tehnico-economice de evitare a risculuiprin proiectarea i monitorizarea indicatorilor de calitate total a fluxurilor iproceselor industriale. Un proces poate fi exprimat cu ajutorul celor patru stri, (fig.4.5).

Fig. 4.5 Strile unui proces[66

]

- Starea ideal,cnd procesul are capabilitate i se afl sub control, riscul fiindminim spre zero.

- Starea de tranziien prag, cnd se afl sub control, dar nu are capabilitate iriscul este minim.

- Starea instabil,la marginea haosului, cnd are capabilitate, dar nu este subcontrol, riscul crete spre maxim.

- Starea de haos ,cnd nu are capabilitate i este n afara controlului.


45/110


5.SISTEME INFORMATICE INTELIGENTE DESTINATE

MONITORIZRII RISCULUI I A CALITIIOPTIMALE

5.1 Structuri inteligente hard-soft privind asistarea conduceriisistemelor industriale n vederea reducerii vulnerabilitilorAplicaiile oferite de un sistem informatic de asistare n timp real pentru

monitorizarea riscului sunt urmtoarele analize statistice, gestiunea elaborriisemnalizrilor i alarmelor, asisten i supraveghere a aciunilor de conducere aoperatorilor, identificri de parametrii de proces i simulri, monitorizare isemnalare indicatori de risc, supravegherea dinamic a rspunsului procesului,gestiunea rapoartelor i evenimentelor. Sistemul informatic industrial poate ficonsiderat ca un set de cinci componente interactive: hardware-ul, software-ul,datele, utilizatorul i procedurile (fig. 5.1).

Fig.5.1 Schema tipicsimplificat a hardware-ului

unuisistem informatic

industrial[61

]

Fig. 5.2 Schema bloc a

hardware-ului destinat

asistrii conducerii

sistemelor industrialesensibile la risc[

59]

Asistarea conducerii sistemelor industriale sensibile la risc prin sofware-uri

inteligente,(fig. 5.2) reclam analiza celor patru componente critice aleorganizaiilor reproiectate n condiiile competiiei globale:


46/110


1. Procesele,care transform ntreprinderea viitorului ntr-o organizaie agil,prudent i robust cu echipe de lucru dinamice.

2. Reeaua de afaceri, care duce la apariia aa-numitei piee electronice,

permind ntreprinderii s-i satisfac clientela oriunde s-ar afla n lume.3. Dimensiunile,care permit ntreprinderii s devin una virtual, depinznd

de reeaua informaional global.4. Riscul holistic,contientizat i regndit la nivelul ntreprinderii.5.2 Eficiena sistemelor neuroinformatice modelat pe baza riscului la

indicatorii managementului de proiect

Eficiena economic a sistemelor de energie n dezvoltare supuse informatizriipariale sau totale se determin pe baza corelaiilor dintre eforturile i efectele

calculate n faza de concepie a obiectivelor energetice proiectate. Principaleleprobleme care rein atenia proiectanilor i a conductorilor de proiecte trebuie sse nscrie n sfera urmtoarelor preocupri: [90]

Determinarea raional a efortului de dezvoltare pentru sistemele deenergie supuse informatizrii;

Stabilirea efectelor economice generate de regimul economic defuncionare al instalaiilor energetice informatizate;

Asigurarea structurilor hard-soft de nalta fiabilitatea tehnico-economic; Pregtirea arhemica a elementelor umane care vor proiecta i exploatainstalatiile pentru dialogul on-line, om-calculator-proces;

Precizarea conceptelor i modelelor de evaluare a eficienei tehnico-economice pentru sistemele de energie informatizate.

Echiparea instalaiilor energetice cu calculatoare de proces permite pstrareacalitii energiei produse i livrate consumatorilor. Efectele acestor aciuni seconcretizeaz la nivelul producerii energiei, la nivelul transportului i a consumului

energetic cu economii substaniale de energie, respectiv cu economii decombustibil. Aceste economii influeneaz efortul de extragere a combustibilului nsensul diminurii investiiilor care se programeaz pentru dezvoltarea surselor depurttori energetici (crbune, petrol, gaze naturale, amenajri hidraulice).

Conceptele i indicatorii care reflect ct mai fidel eficiena tehnic ieconomic a structurilor hard (unitate central, reea de transmisie i periferice) serefer la fiabilitatea, mentabilitatea i disponibilitatea sistemelor cu i fr rezerve.Fiabilitatea structurii hard se definete prin probabilitatea ca instalaiile s-i

ndeplineascfr defeciuni funciile specifice pe o anumit perioad de timp.


47/110


Mentenabilitatea reprezint aptitudinea elementelor componente ale structuriihard de a rmne n funciune n condiii normale i perturbate de lucru asistemului energotehnologic la o ntreinere precalculat.

Disponibilitatea structurii hard exprim capacitatea schemelor informatice de aprelua solicitrile sistemului n condiii de fiabilitate i mentenabilitate impuse prinstrategia de comand.

Rezervarea poate fi rece, cald i fierbinte. Rezervarea rece prevede piese deschimb care se nlocuiesc la cderea elementelor de baz din structura hard.Rezervarea cald opereaz cu piese puse n paralel cu elementele de baz alestructurii informatice care nu intr n funciune dect la cderea bazei. Rezervareafierbinte opereaz cu scheme la care rezerva funcioneaz la parametrii bazei i

intr on-line n regim normal, prelund fr ntrziere sarcinilor elementelor debaz defecte.

Sistemele expert dotate cu reele neuronale se justific economic pe bazaeconomiilor realizate n sistemul energetic i se impun ca mijloace de modernizarea instalaiilor de producie, transport i distribuie a tuturor formelor de energie.

Sistemele expert se folosesc n practica exploatrii centralelor nuclearoelectricen ideea supervizrii instalaiilor energetice pentru asigurarea calitii proceselor ia energiei produse. Justificarea tehnic i economic a acestor dispozitive

informatice se face calculnd i interpretnd eforturile i efectele implicate laproiectarea i exploatarea sistemelor expert. Dac efectele depesc eforturileatunci realizarea i extinderea sistemelor expert se impun iar rezerve. Eficienatehnico-economic a sistemelor expert se determin pe baza calculri icomparrii indicatorilor din structura proiectului de management cu cei repartizai ncondiii similare pe plan internaional.

Exemplul numeric prezentat demonstreaz eficiena economic a sistemelorinformatice prin valorile costurilor i preurilor energiei produse i livrate, prin nivelul

profitului raportat i prin venitul net realizat dup punerea n funciune a sistemelorexpert.

Pe baza acestor orientri de informatizare a sistemelor prin neuroenergeticeprin informatizare tip expert se obin economii sensibile a cror valoare acoperinvestiiile i cheltuielile de proiectare, realizare, punere n funciune i exploatare asistemelor expert infereniale.


48/110


6. ABORDAREA OPTIMAL PRIVIND DURABIL A CENTRALELORTERMOELECTRICE N CONCEPIA CALCULULUI EVOLUTIV[31]

6.1 Dezvoltarea sistemelor complexe modulat n contextuleconomiilor naionale i internaionale digitalExpresia "dezvoltare durabil" a fost folosit de Comisia Mondial cu privire la

Mediu i Dezvoltare, n Raportul Brundtland. Acest raport definea acest descriptorca fiind dezvoltarea care asigur nevoile prezentului fr a compromitecapabilitatea viitoarelor generaii de a-i asigura propriile nevoi..

Elementele comune acestor definiii funcie de ceea ce este durabil, pot fl

sintetizate n urmtoarele trei aspecte principale:- aspectul durabilitii beneficiului economic al resurselor naturale. Raiunea

este aceea ca beneficiul economic al resurselor naturale trebuie meninut nsiguran pentru a putea fi mprit ntre generaiile prezente i cele viitoare.

- aspectul durabilitii proprietilor fizice ale mediului ambiant, acord valoareabsolut pstrrii n condiii de siguran i continuitate a funciei ecologice amediului ambiant

- aspectul durabilitii utilitii, arat c nu trebuie s se piard funcia deutilitate att pentru calitatea vieii ct i pentru "bunurile fcute de om" fapt cedetermin includerea, n definiia dezvoltrii durabile a echitii inter-regionale, areducerii srciei i a capitalului uman. ncercrile diferiilor autori sunt ndreptatespre definirea conceptului de dezvoltare durabil ca descriptor cu valene calitativei cantitative, n vederea definirii indicatorilor de durabilitate.

Pn n prezent, ncercrile de definire a dezvoltrii durabile n termenicantitativi se difereniaz prin aceea ca unele concepte utilizeaz abordri

multicriteriale, cu mai multe obiective, n timp ce altele consider c un singurcriteriu este reprezentativ, respectiv un singur obiectiv n studiile de dezvoltaredurabil este esenial s fie stabilite criterii cantitative deoarece acestea permit ca

n final s se poat face distincie ntre: scenariile "durabile" i scenariile"nedurabile". Intr-o abordare multicriterial, de exemplu, toate scenariile caresatisfac urmtoarele patru criterii, sunt considerate scenarii de dezvoltare durabil:

- dezvoltarea economic - PIB/cap de locuitor se menine pe ntreg orizontulde timp de analiza pe orizontul 2100;

- inechitatea socio-economic ntre regiuni este redus semnificativ pentreg orizontul de analiz, n sensul c pn n 2100, rapoartele veniturilor pe cap


49/110


de locuitor ntre toate regiunile sunt aduse la nivelul celor existente ntre rileOECD (echitate inter-regional);

- rapoartele rezerve/producie ale purttorilor de energie primar care se

consider n pericol de epuizare, nu scad substanial sub valorile actuale (echitateintre generaii);- problemele de mediu pe termen lung sunt atenuate cu succes, de exemplu

emisiile de bioxid carbon la sfritul secolului 21 s fie sub nivelul emisiilor de azi.Sistemele de energie se schimb lent, iar scenariile cu privire la dezvoltarea

acestora au orizonturi lungi de timp ce se extind pn la, sau peste 100 de ani, faptce permite formularea tranziiilor ctre dezvoltarea durabil. Deoarece energia esteo cerin a dezvoltrii, este de neles ca scenariile cu privire la sistemele deenergie stau la baza descrierii cilor de dezvoltare durabil. Sistemele de energiecuprind toate etapele de. transformare a energiei de la energia primar pn laasigurarea serviciilor de energie. Dezvoltarea n viitor a sistemelor de energie estelegat de dezvoltarea economic, de dezvoltarea comerului internaional i degradul de deschidere a pieei de energie.

Modele ale dezvoltrii durabile n cercetri operaionaleModelarea tehnico-economic const n fapt din construirea unor reprezentri

cu un grad de fidelitate variabil ale lumii economice reale sau ale unei pricomponente a acesteia.

Modelele reingineriei se construiesc pe matematica faptului real n structuracercetrii operaionale astfel ca relaia calitate-risc s conduc la raporturisupraunitare.

1. Cercetarea operaional - ModeleCercetarea operaional ca model i metoda tiinific de pregtire a deciziilor,

permite alegerea soluiilor raionale n situaii complexe.Grupul strategic consultativ privind mediul nconjurtor al ISO/1EC i-a fixat ca

obiectiv s evalueze nevoile pentru o viitoare standardizare internaional, nscopul promovrii implementrii la nivel mondial a elementelor cheie din conceptuldezvoltrii durabile incluznd printre altele:

- informarea consumatorilor i etichetarea ecologic;- efectele asupra mediului nconjurtor n timpul produciei, distribuiei;- utilizrii produselor, casrii i reciclrii;- analiza ciclului de via;Diagramele de legtur ntre controalele termoelectrice modelate n cercetri

operaionale se pot urmri pe fig (6.1). Aceste scheme permit autorului de-aperfeciona modelele dedicate optimizrii sistemelor mecanoenergetice innd


50/110


seama de influena corelaiilor risc-calitate care apar la toate nivelele funcionaleale sistemelor mecanice din centralele termoelectrice funcioneaz ntr-o economiedigital.

Aceste consideraii ne ghideaz cercetrile de optimizare a soluiilor dedezvoltate pe baza calculului evolutiv aplicat n varianta geneticii

Fig. 6.1 Abordarea problemelor tehnico-manageriale

n cercetarea operaional [57]

Prin Model, ntr-o definiie general, se nelege o reprezentare a realitii cuajutorul creia se urmrete explicarea comportamentului, diferitelor aspecte ale


51/110


acesteia. Prin Model Tehnico-Economico-Matermatic se nelege o reflectare nlimbaj matematic a unei probleme economice, reduse la trsturile ei eseniale, laforma abstract matematizat. maticea proceselor tehnico-economice conjugat cu

reingineria obiectivelor.2. Previziunea

n condiiile presiunii economiei de pia i ale necesitii unei dezvoltridurabile, elaborarea i fundamentarea previziunilor economice ine demanagementul modern pe baza unor principii de baza (fig. 6.2) conjugate cuprincipiile Dezvoltrii Durabile.

Fig. 6.2 Principii de baz ale managementului modern[57]Modelele Dezvoltrii Durabile pot fi clasificate dup diferite criterii cum ar fi:

Model iconic, prin care se nelege o reprezentare identic n mic sau mare- conform unei anumite scri, a obiectivului din realitate;

Modelul fizic-analogic, are drept caracteristic faptul c pentrureprezentarea unui fenomen sau forma de manifestare a realitii se recurge la

nlocuirea unei proprieti cu alta:

Modelele matematice sau simbolice-au un caracter abstract, fiind cele mai

importante i cele mai rspndite, simboluri ca x i y putnd reprezenta deexemplu, cantiti, cum ar fi volume de producie, distante, preuri, beneficii, etc.


52/110


Modelele tehnico-economico-matematice- se pot reprezenta ca ocombinaie a celor trei tipuri de relaii fundamentale enunate anterior care reflectaprocesele tehnico- economice.

Dezvoltarea durabil a energeticii romneti reclama aplicarea n practica aurmtoarelor demersuri: renunarea la monopol, privatizarea unitilor de produciei distribuie pentru a dezvolta competiia, reproiectarea cos

per su viorel

Documents