Практичне заняття № 3 ПОПЕРЕДЖУЮЧИЙ ПІДХІД ДО ТЕХНІЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ

3.1.      Мета заняття

Ознайомлення з теоретичними і практичними основами використання попереджуючого підходу і теорії заміщення при визначенні ефективності технічного обслуговування устаткування.

3.2.      Теоретичні відомості

Попереджуючий підхід при технічному обслуговуванні застосовують, коли вартісна функція досягає мінімуму, або коли критично важлива без­пека, ціль технічного обслуговування полягає в мінімізації ризику поло­мок або відмовлень до якомога більш низького розумного рівня. Це дося­гається шляхом проведення регулярних ревізій, де це можливо, з діагностичним контролем. Найголовніше при цьому — правильно визна­чити частоту і рівень ревізії для кожного виду устаткування. Наприклад, дрібні перевірки або діагностика можуть проводитися раз на тиждень, великі технічні огляди — раз на рік. Для цього необхідна програма техні­чного обслуговування, що забезпечує перевірку всього обладнання через визначені інтервали. Результати кожної перевірки фіксуються для конт­ролю. Такий профілактичний план не повинен заважати нормальному виробництву товару або послуги. Зазвичай, ці заходи враховуються при календарному плануванні, як і інші види виробничої діяльності. Дані про частоту ревізій збираються шляхом огляду і реєстрації стану компонентів обладнання і частоти поломок. У деяких випадках для виявлення надмір­ного напруження або зносу можуть застосовуватися шаблони. Якщо на виробництві застосовується статистичний контроль процесів, то підви­щення частоти переналагоджень може свідчити про необхідність ревізії.

Індикатором найбільш ймовірної частоти ревізії може бути динаміка ін­тенсивності відмовлень протягом терміну експлуатації певного виду облад­нання. Для більшості продуктів і систем вона має вигляд кривої, як показа­но на рис. 3.1. Висока частота поломок на початку експлуатації може бути викликана дефектними або неправильно встановленими компонентами, помилками при монтажі обладнання або недосвідченістю операторів. Після усунення цих недоліків спостерігається період стабільно низької кількості відмовлень. Ближче до закінчення терміну експлуатації через знос їхня час­тота знову зростає. Знизити інтенсивність поломок на початковому етапі можна шляхом обкатування продукту, наприкінці — заміною його на но­вий. У протилежному випадку слід підвищити частоту ревізій і діагностич­них перевірок на початковій і кінцевій стадії експлуатації продукту/системи.

ТЕОРІЯ ЗАМІЩЕННЯ

Теорія заміщення — це математичний апарат попереджуючого техніч­ного обслуговування. Вона застосовується до компонентів, що зношують­ся, і розглядає імовірність відмовлення як функцію терміну експлуатації. У будь-який момент часу існує імовірність відмовлення компонента. Як­що замінити його до того, як відбудеться відмовлення, можна буде уник­нути витрат у вигляді втраченої потужності та інших. Водночас буде втрачений термін корисної експлуатації компонента, що залишився, плюс витрати на додаткове технічне обслуговування.


Подпись:

3.3.      Порядок виконання роботи

1.         Ознайомитися з прикладом використання теорії заміщення при пла-
нуванні системи технічного обслуговування на підприємстві.

Вирішити поставлену задачу відповідно до варіанту.

Зробити висновки з роботи.

3.4.      Приклад виконання роботи

Компанія, що робить кераміку, використовує конвеєрну систему для транспортування неглазурованої порцеляни між стадіями випалу і фарбу­вання. Стрічка конвеєра поступово зношується, а її заміна триває 3 годи­ни. Робити це можна по вихідним, коли фабрика не працює, однак у випа­дку заміни в робочий час недовипуск продукції складає 1000 фунтів стерлінгів. Якщо стрічка порветься на включеному конвеєрі, то продук­ція, що знаходиться на ньому, одержить невідновні ушкодження, що обійдеться в 200 фунтів. Нова стрічка коштує 100 фунтів, у т.ч. роботи з її заміни, і служить у середньому 20 тижнів. Дані про попередні заміни сві­дчать про подальші ймовірності відмов.


Якщо міняти стрічки через п'ять тижнів після початку експлуатації, то ризик обриву під час роботи буде зведений до нуля, однак кожного разу доведеться витрачати по 1000 фунтів стерлінгів, або 1000/5 = 200 фунтів на тиждень. Якщо змінювати стрічки кожні сім тижнів, то ризик відмовлення складе 0,05, або 5%. Втрати в цьому випадку складуть 200 фунтів у вигляді ушкодженої продукції, 1000 фунтів у вигляді простою обладнання і 1000 фунтів на заміну стрічки, разом 2200 фунтів стерлін­гів. Однак таке відмовлення буде відбуватися лише в 5% випадків, тоб­то витрати складуть 0,05 х 2200, або 110 фунтів на стрічку. Якщо при­пустити, що відмовлення відбудеться наприкінці сьомого тижня, тобто перед плановою заміною, то вийде 110/7 = 15,71 фунта на тиждень. 95% усіх замінених стрічок за 7 тижнів не порвуться, що складе 0,95 х 1000, або 950 фунтів стерлінгів на стрічку, тобто 135,71 фунта на тиждень. Разом витрати на заміну всіх стрічок раз на 7 тижнів складуть 15,71 + 135,71 = 151,42 фунта на тиждень.

У міру збільшення періоду між замінами будуть рости витрати через відмовлення під час роботи. Наприклад, якщо змінювати стрічки раз на 10 тижнів, то витрати в 15,71 фунта залишаються, оскільки стрічки будуть рватися протягом перших семи тижнів і додадуться витрати через обриви в період з 7-го по 10-й тиждень. Якщо припустити, що усі вони відбудуть­ся наприкінці десятого тижня, то витрати складуть 0,05 х 2200/10, або 11 фунтів на тиждень. З іншого боку, вартість заміни робочої стрічки зни­зиться і складе 0,9 х 1000 = 900 фунтів стерлінгів на стрічку, або 90 фунтів на тиждень.

Витрати в розрахунку на тиждень для різних стратегій заміни наведені в таблиці 3.2.

Графічно залежність показана на рис. 3.2. Згідно з наявними дани­ми, найбільш ощадливим рішенням буде заміна стрічок після обриву, але не пізніше, ніж через 17 тижнів.


 

 

Заміна після тижня

Вартість заміни

Разом

Обрив стрічки

Нова стрічка

5

0

200,00

200,00

7

15,71

135,71

151,42

10

26,71

90,00

116,71

12

35,88

70,83

106,71

15

43,21

53,33

96,54

17

49,68

44,12

93,80

20

71,68

27,50

99,18

22

106,68

9,09

115,78

25

119,88

2,00

121,88


Подпись: 20 0

10

0

02


Інтервал Рис. 3.2. Витрати заміщення

Цей приклад дуже спрощено моделює ситуацію, у якій може бути за­стосована теорія заміщення. Витрати рідко коли визначаються прямо, а імовірність відмовлення має простий розподіл. Проте основний принцип залишається тим самим: оцінити витрати за кожним варіантом і обрати найбільш ефективний. Якщо варіантів багато, оцінюється репрезентатив­на вибірка і за графіком обирається мінімум. Якщо розміри витрат та імо­вірності визначаються математичними функціями, можна виразити їх єдиною формулою і знайти для неї мінімальне значення.

Якщо безпека відіграє критичну роль (наприклад, якщо б розрив натяг­нутої стрічки міг поранити або убити працівників), то необхідний набагато ретельніший аналіз, тому що на практиці імовірність відмовлення ніколи не дорівнює нулю. Політика заміни стрічок рідше ніж раз на п'ять тижнів не гарантує безвідмовної роботи, тому при аналізі витрат потрібно буде врахо­вувати і втрату людських життів. На практиці такий конвеєр уклали б у спе­ціальний корпус, але залишається ще безліч галузей (наприклад, суспільний транспорт), де цілком усунути ризик для життя неможливо.

Варіант такого підходу, відомий як групова заміна, застосовується у випадку, коли вартість компонентів мала порівняно з вартістю робіт із їхньої заміни. Наприклад, якщо верстат розбирають для ревізії, то зазви­чай змінюють усі частини, що зношуються (підшипники, затвори тощо), навіть якби вони могли ще послужити. їх залишкова вартість незначна порівняно з витратами на вивід верстата з експлуатації і розбирання.

Завдання І варіант

Випадок із практики: Electronic Components Ltd.

У цьому завданні мова йтиме про технічне обслуговування тунельних печей.

Піч має розміри 10 м х 2 м і складається з 12 газових пальників, по 6 з кожного боку. Через усю піч проходить D-образний тунель висотою 10 см і шириною 8 см. Схема печі зображена на рис. 3.3.

Завантажувальна       Завантажувальна

 

платформа

Піч

платформа

 

 

 

 

 

 

 

0

Рис. 3.3. Піч для відпалювання: загальна схема і профіль входу

Вироби розміщуються на керамічних пластинах розміром 10 см х 20 см, що проштовхуються через піч за допомогою гідравлічного поршня. Кожні 30 хвилин поршень виходить з печі і можна завантажувати наступ­ну партію. Таким чином, робота йде беззупинно, виключати піч не можна, оскільки через перепад температур зруйнується вогнетривкий тунель і буде потрібна повна реконструкція. Як наслідок — піч вимагає присутно­сті людини 24 години на добу сім днів на тиждень. Під час різдвяних і літніх канікул (коли інше виробництво зупиняється на два тижні) відпа­люються запаси деталей, а якщо вони закінчуються — відходи.

Вихідні витрати на експлуатацію печі, у т.ч. працю робітників, скла­дають 31 фунт стерлінгів за годину.

Відмова пальників

Пальники періодично виходять з ладу і вимагають заміни. У такому випадку два оператори печі відключають пальник, що зламався, і знижу­ють температуру печі до 200 градусів, щоб зменшити різницю темпера­тур, спричинену нерівномірним нагріванням. Потім вони викликають службу технічної допомоги, старшого майстра і двох слюсарів, які й замі­няють пальник. У кращому випадку це займає 30 хвилин, але вночі, у ви­хідні і свята на те, щоб зібрати ремонтну бригаду, може знадобитися чо­тири години. Якщо пальник замінюється протягом 45 хвилин, піч розігрівається до робочої температури за півгодини і продукція, що зали­шилася в ній, є притаманною для подальшої обробки. Якщо ж пальник не працює годину і більше, то розігрівати піч потрібно повільніше і відпові­дна частина деталей відправляється у відходи.

У табл. 3.3 наведені відомості про термін служби пальників.

Таблиця 3.3

 

Час роботи до відмовлення, год.

Відсоток відмовлень

800

0,03

1000

0,05

2000

0,05

3000

0,07

4000

0,10

5000

0,20

6000

0,20

7000

0,13

8000

0,07

ІІ варіант

Заміна тунелю.

Періодично з ладу виходить вогнетривкий тунель, що вимагає повної реконструкції печі. Ця процедура займає 15 днів і обходиться в 5800 фун­тів стерлінгів. Ще два дні йдуть на розігрів печі до робочої температури, причому в другий день потрібно відпалювати відходи, щоб не зруйнувати новий тунель. У табл. 3.4 наведена інтенсивність відмовлень тунелю.

Таблиця 3.4

 

Час роботи до відмовлення, год.

Відсоток відмовлень

7000

0,10

8000

0,13

9000

0,20

10000

0,25

12000

0,20

15000

0,10

Питання

1. Які варіанти вирішення проблеми з пальниками є в компанії? Як ви їх оці­нюєте? 2. На сьогодні компанія змінює тунель тільки після його поломки. Оцініть варіант заміни тунелю під час літніх канікул.