Среди основных приоритетов кадровой политики ОАК на ближайшие годы определены в том числе комфортная среда и комфортные условия работы. Сотрудники должны работать в условиях, отвечающих всем современным требованиям по освещению, вентиляции, температуре, бытовым условиям. Это касается и конструкторских бюро, и производственных цехов.
Успешный опыт внедрения автоматизированной системы увлажнения на площадках Новосибирского авиационного завода (НАЗ) им. В. П. Чкалова послужил поводом для тиражирования этого проекта на площадках Комсомольского-на-Амуре авиационного завода (КнААЗ) им. Ю. А. Гагарина. За свою важность, простоту решения и несомненную пользу проект был признан победителем в номинации «Универсальный проект» на конкурсе по совершенствованию производственной системы ОАК в 2022 году. Эта наработка может быть задействована на любом предприятии ОАК или госкорпорации «Ростех», где используются процессы герметизации и нанесения лакокрасочных покрытий.
Регламентированная влажность
Комфорт на работе, как и дома, всегда ценился человеком. Большую часть жизни современный человек проводит в различных помещениях (если он, конечно, не представитель какой-нибудь особенной профессии – например, лесник). От того, насколько комфортен микроклимат на работе, зависит и самочувствие, и работоспособность.
Мы часто говорим о воздухе «сухой» или «влажный». Но это субъективные, а не точные показатели. Вообще же влажность воздуха – это количество водяного пара, содержащегося в нем. Можно мерить абсолютную влажность, определяя сколько граммов воды содержится в одном кубическом метре воздуха. Но более привычно и удобно для восприятия использовать относительную влажность. Она измеряется в процентах, показывая степень насыщенности воздуха водяными парами.
В России есть несколько нормативных документов, регламентирующих основные гигиенические требования к параметрам микроклимата в помещениях. Так, 12 июля 2012 года приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии был введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации ГОСТ 30494-2011 «Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». Согласно этому ГОСТу оптимальные и допустимые нормы относительной влажности в обслуживаемой зоне общественных и административных зданий должны составлять, соответственно, 30-45 % и не более 60 % в холодный период года, 30-60 % и не более 65 % – в теплый.
Действует и более старый, еще советский ГОСТ 12.1.005-88 «Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», утвержденный и введенный в действие еще в 1988 году. Он устанавливает оптимальные нормы относительной влажности в рабочей зоне производственных помещений в том же диапазоне – 40-60 % как в холодный, так и в теплый период года. Допустимая же относительная влажность на рабочих местах в холода не должна превышать 75 %, а в теплое зависит от температуры воздуха: например, при 24 °С не более 75 %, а при 28 °С – не более 55 %.
Помимо ГОСТов есть еще санитарно-эпидемиологические правила и нормативы – СанПиНы, устанавливающие требования к условиям работы в производственных зданиях и помещениях. Существуют также производственные инструкции, инструкции управления производством, внутренние стандарты предприятий.
Как на уроках физики
Раз есть ГОСТы и СанПиНы, их требования необходимо выполнять. Приходится измерять влажность и использовать технические средства для ее поддержания в назначенных пределах. Причем с измерением тоже не все так просто. Тот же ГОСТ 12.1.005-88 регламентирует, например, что при работах, выполняемых сидя, относительную влажность нужно мерить на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки, а при работе стоя – 1,5 м. Кроме того, в помещениях с большой плотностью рабочих мест и площадью до 100 м2 минимальное количество участков измерения составляет 4, от 101 до 400 м2 – уже 8, а свыше 400 м2 их количество определяется расстоянием между ними, которое не должно превышать 10 м.
А чем, собственно, можно померить влажность? В 8 классе школы на уроке физики, наверное, многие делали лабораторную работу по измерению влажности воздуха с помощью двух термометров, один из которых был погружен в воду. Это устройство называлось по-научному гигрометр психрометрический или проще психрометр. Сбоку от закрепленных на панели этих двух термометров была еще табличка для вычисления влажности. Этот прибор изобрел в 1828 году немецкий физик, профессор и директор гимназии в Кельне Эрнст Фердинанд Август. У такого психрометра есть свои недостатки: например, его показания сильно зависят от скорости воздушного потока. Он нуждается также в регулярной повторной калибровке. Кроме того, в закрытых помещениях изменения относительной влажности сильно зависят от колебаний температуры воздуха.
Тем не менее психрометр Августа остается до сих пор в строю: в том же ГОСТ 12.1.005-88 говорится, что относительную влажность воздуха следует измерять именно аспирационными психрометрами. Правда в наше время все чаще вместо того агрегата XIX века применяются более современные приборы – емкостные, кондуктометрические (их еще называют резистивные), оптоэлектронные или пьезоэлектрические гигрометры.
Осушители и увлажнители
Однако мало знать влажность, нужно ее еще и поддерживать в тех самых ГОСТовских и СанПиНовских диапазонах. Проблема повышенной влажности воздуха в помещениях менее распространена.
А вот сухой воздух в помещении – распространенная проблема, обусловленная иногда спецификой строительных материалов, иногда – неисправной работой вентиляционных систем, а в холодное время года – работой отопления и излишней «загерметизированностью» помещений. Для увлажнения воздуха зимой можно, например, снизить температуру в системе отопления или поставить емкость с водой около батареи, а летом – провести влажную уборку или просто проветрить помещение. Можно также регулярно опрыскивать воздух с помощью пульверизатора. Но лучше использовать более «продвинутые» приборы – увлажнители воздуха. Их существует огромное многообразие. На сегодня наиболее распространены увлажнители паровые (их еще называют парогенераторы), ультразвуковые и форсуночные с подачей воды под высоким давлением.
Километры на замеры
Проблема с недостаточной влажностью в производственных помещениях существует и на площадках предприятий ОАК. Ее решение предложила группа сотрудников НАЗ им. В. П. Чкалова и КнААЗ им. Ю. А. Гагарина. На этих предприятиях лишь в самые «сырые» месяцы – с июня по август, иногда по сентябрь – требования параметров окружающей среды обеспечивались естественным образом, то есть без специального воздействия. В остальное время года был «сухой период».
«На протяжении семи месяцев в году – с октября по апрель включительно – влажность воздуха на промышленной площадке опускалась ниже регламентируемых 35 %. Ее значения могли составлять вплоть до 9-11 %, – рассказывает начальник отдела технического обеспечения производства гражданской авиационной техники НАЗ им. В. П. Чкалова Егор Караульщиков. – Для достижения регламентируемых значений тратились значительные ресурсы человеческого времени. Отсутствовал эффективный и надежный механизм, позволяющий оперативно управлять параметрами температуры и влажности на производственной площадке».
Действительно, для контроля параметров производственной среды на новосибирском заводе привлекались 28 сотрудников. Они тратили на регистрацию параметров в год 3910 часов, записывая эти данные в бумажные журналы, которых в год набиралось 60 штук. При этом перемещение сотрудников между точками замеров в помещениях завода составляло 2218 км в год. В Комсомольске-на-Амуре для замеров привлекались 10 человек, тратившие на контроль параметров 1992 часа в год, проходя при этом 1794 км. В замерах на КнААЗ им. Ю. А. Гагарина использовался гигрометр 1984 года выпуска, а его данные заполняли за год 24 бумажных журнала. Проблема же увлажнения на предприятиях решалась по старинке – из шланга поливали пол. Это создавало дополнительную проблему: мокрый пол становился источником дополнительной опасности.
А форсунки лучше
Для решения сразу всех этих проблем и возник проект «Автоматизация процесса поддержания и регистрации параметров производственной среды». «Идея реализации проекта возникла еще в конце 2017 года, и уже тогда было понятно, что искать пути решения имеющихся проблем необходимо с применением методов бережливого производства на основе управления развитием производственной системы НАЗ им. В. П. Чкалова, – говорит Егор Караульщиков. – Для разработки и последующей реализации проекта была организована стандартная процедура проведения мероприятий рабочей группой, в состав которой вошли представители как производственных цехов, так и технических, технологических и IT-служб предприятия. Идея была активно поддержана руководством предприятия, что очень помогло в последующей ее реализации».
Основными целями проекта стали обеспечение параметров окружающей среды и автоматизация их поддержания, исключение непроизводственных потерь, связанных с контролем и поддержанием требуемых параметров, а также автоматический мониторинг значений и изменение параметров окружающей среды в реальном времени.
Стоит заметить, что готового решения, при помощи которого можно было бы достичь основных целей проекта, ни в авиастроительной, ни в других отраслях не существовало. Это предопределило создание принципиально новой системы.
При проработке проекта приходилось рассматривать множество вариантов решения той или иной задачи. Например, оценивались по нескольким критериям все три варианта системы увлажнения воздуха – паровая, ультразвуковая и форсуночная. После сравнительного анализа этих трех типов увлажнителей и минимизации выявленных потерь было определено, что наиболее экономичным для проекта будет использование форсуночных увлажнителей высокого давления.
Внедрение проекта дало положительные результаты. Контроль параметров стал осуществляться автоматически, непрерывно с заданными интервалами. Автоматическое поддержание заданных параметров осуществляется в допустимых пределах: влажность 35-90 %, температура 15-35 С °. Был исключен «человеческий фактор», то есть ошибки при осуществлении контроля и регистрации параметров. Удалось также исключить потери при выполнении технологического процесса, в том числе – применения мер по обеспечению требуемых параметров среды. Информация о ней стала доступна пользователям в режиме реального времени.
Онлайн-мониторинг
«Система туманообразования для поддержания и регистрации параметров производственной среды в цехах состоит из сети датчиков, позволяющих непосредственно на участках, автоматически и в заданные интервалы времени снимать показания ключевых параметров производственной среды, – рассказывает директор по развитию производственной системы КнААЗ им. Ю. А. Гагарина Сергей Веселов. – Датчики, используемые в системе, являются средствами измерений утвержденного типа, внесенными в единый государственный реестр средств измерений и имеющими действующий сертификат о поверке».
Датчиками системы стали, конечно, не психрометры Августа, а отечественные термогигрометры (меряет не только влажность воздуха, но и температуру) ИВТМ-7 М 3-E с Ethernet-интерфейсом. Они осуществляют контроль параметров автоматически, непрерывно, с заданными интервалами. «Онлайн-мониторинг позволил повысить информационную доступность, сократить количество этапов и оптимизировать процесс, значительно сократить время на фиксацию результатов», – поясняет Сергей Веселов.
Данные от датчиков поступают в блок управления. В проходах и на колоннах на производственных площадках монтируются подающие магистрали, снабженные водными форсунками высокого давления. При выходе параметров за пределы допустимых блок управления оповещает об этом персонал при помощи сигнальной аппаратуры и дает команду на запуск насоса высокого давления с системой форсунок. Мониторинг за работой такой системы можно осуществлять с любого персонального компьютера, подключенного к локальной сети предприятия.
Практика – критерий истины
Опробирование автоматизированной системы увлажнения началось в начале 2019 года на пилотном участке. Им стал цех нанесения лакокрасочных материалов и герметизации производственной площадки гражданской авиационной техники НАЗ им. В. П. Чкалова. «Данная веха была отчасти пробой, и от ее результатов зависело, есть ли у проекта будущее, – вспоминает Егор Караульщиков. – Как показала практика – система отлично справляется с возложенными задачами, а создание требуемых параметров производственной среды занимает не более 7 минут. И это в производственном цехе с высотой от пола до фонаря в 19 метров и площадью 700 квадратных метров!»
На следующий год началось распространение действия системы на все цеха производства гражданской авиационной техники НАЗ им. В. П. Чкалова. Этот процесс завершился во II квартале 2022 года. Надо отметить, что реализация проекта включала в себя не только приобретение, установку и тестирование самой системы контроля и поддержания параметров производственной среды. Параллельно велись сопутствующие строительно-монтажные работы, шла корректировка существующей нормативной документации, разрабатывалось необходимое программное обеспечение.
Хотя поставленные в рамках проекта цели в Новосибирске были достигнуты, однако дальнейшее развитие на этом не остановилось. Проект был высоко оценен коллегами смежных авиационных предприятий. Уже в 2021 году прошло опробование автоматизированной системы увлажнения на пилотном участке цеха агрегатно-сборочного производства КнААЗ им. Ю. А. Гагарина. В 2022 году система была внедрена на всей площади этого цеха.
Журналы не используются
Проект позволил обеспечить требуемые параметры окружающей среды и автоматизацию их поддержания в соответствии с требованиями государственных и отраслевых нормативных документов. Он исключил непроизводственные потери, связанные с контролем и поддержанием требуемых параметров. «В настоящее время контроль и регистрация ключевых параметров производственной среды осуществляется автоматически, – рассказывает Егор Караульщиков. – Отсутствует необходимость вручную создавать относительную влажность воздуха на производственном участке».
Внедрение системы позволило исключить потери на перемещения сотрудников и регистрацию параметров производственной среды. Система туманаобразования позволяет в любой момент выполнять необходимые производственные операции и не сдерживает производство. «Для регламентированной работы были внесены изменения в нормативную документацию, – добавляет Сергей Веселов. – В частности – в процесс регистрации результатов контроля параметров производственной среды в информационной системе. Использование в работе бумажных журналов теперь исключено».
Автор: Константин Лантратов (ПАО "ОАК")