STRATEGIE NAPRAWCZE ŚRODKÓW TRWAŁYCH Wojciech Chełminiak ZIP1N-33

KLASYFIKACJA KONCEPCJI NAPRAW OBIEKTÓW TECHNICZNYCH Strategia napraw obiektów technicznych polega na określeniu zasad, które spełniają kryterium działania systemu. Koncepcję naprawczą definiuje się zazwyczaj jako zbiór reguł umożliwiających określenie - dla każdego obiektu naprawianego - kiedy (tj. po jakim czasie) i jakie działania naprawcze (zakres napraw) należy podejmować. Koncepcje naprawcze można klasyfikować według następujących kryteriów:

KLASYFIKACJA KONCEPCJI NAPRAW OBIEKTÓW TECHNICZNYCH liczby i wiarygodności informacji o naprawianych obiektach (pełne bądź niepełne informacje) - adaptacyjne, rozpoznawalności stanu obiektu (inspekcyjne), następstwa działań naprawczych (periodyczne i sekwencyjne), rodzaju współzależności między obiektami naprawianymi (proste i oportunistyczne) liczby wyróżnionych stanów obiektów (jedno- i wielostanowe) stanu technicznego obiektu (monitoring stanu)

KLASYFIKACJA KONCEPCJI NAPRAW OBIEKTÓW TECHNICZNYCH W teorii niezawodności wprowadzono umowny podział obiektów technicznych na obiekty proste i obiekty złożone (systemy). Obiekt prosty jest traktowany w danych rozważaniach jako niepodzielna całość (element). Tak rozumiany obiekt prosty często, z technicznego punktu widzenia, jest konstrukcją bardzo złożoną. Przez obiekt złożony (system) rozumie się zorganizowany zbiór obiektów prostych (elementów). Przyjęty podział obiektów jest związany z odpowiednimi koncepcjami napraw profilaktycznych. Dlatego koncepcje napraw profilaktycznych dzielą się na: koncepcje napraw profilaktycznych prostych obiektów technicznych, koncepcje napraw profilaktycznych złożonych obiektów technicznych.

KLASYFIKACJA KONCEPCJI NAPRAW OBIEKTÓW TECHNICZNYCH Strategie napraw profilaktycznych prostych obiektów technicznych są związane w większości przypadków z wymianami tych obiektów. Natomiast naprawy profilaktyczne złożonych obiektów technicznych dotyczą, oprócz wymiany elementów, również takich czynności, jak: kontrole, regulacje, regeneracje elementów itp.

KONCEPCJE WYMIAN PROFILAKTYCZNYCH PROSTYCH OBIEKTÓW Celowość wymian profilaktycznych związana jest następującymi warunkami: Z punktu widzenia profilaktyki obiektów technicznych interesujące są tylko takie rozkłady czasu poprawnej pracy, którym odpowiada monotonicznie rosnąca funkcja intensywności uszkodzeń (/) Zachowanie odpowiedniej relacji kosztów C1 związanych z wymianą wymuszoną na skutek awarii, do kosztów C2 związanych z przeprowadzeniem wymiany profilaktycznej. Efekty ekonomiczne wymian profilaktycznych mają sens, gdy C 1 » C 2 Przyjmuje się, że wyraźne korzyści odnosi się, gdy C 1 / C 2 >1 Przy tak poczynionych założeniach można wyróżnić koncepcje napraw profilaktycznych (wymian), opierające się na teorii niezawodności.

KONCEPCJE WYMIAN PROFILAKTYCZNYCH PROSTYCH OBIEKTÓW Koncepcja wymian wymuszonych. Strategia obsługi polega na wymianie obiektów na nowe tylko po wystąpieniu uszkodzenia. Wymiany profilaktyczne według wieku obiektu. W myśl tej strategii wymianę przeprowadza się wtedy, gdy obiekt uległ uszkodzeniu (wymiana wymuszona albo przepracował pewien przedział czasu (wymiana profilaktyczna) Okres X nosi nazwę okresu wymian profilaktycznych. Periodyczna koncepcja wymian profilaktycznych w nieskończonym przedziale czasu. Polega ona na tym, że wymiany przeprowadza się wówczas, gdy obiekt się uszkodził (wymiana wymuszona) albo przepracował pewien ustalony przedział czasu Y (wymiana profilaktyczna).

KONCEPCJE WYMIAN PROFILAKTYCZNYCH PROSTYCH OBIEKTÓW Wymiany periodyczne z uwzględnieniem odzysku obiektów i przy stosowaniu do wymian obiektów używanych. Obiekty wymienione profilaktycznie, na ogół nie były już powtórnie wykorzystywane. Niekiedy mają one jeszcze znaczną wartość i mogą być powtórnie użyte. Dlatego przy wyznaczaniu optymalnego okresu wymian profilaktycznych dla obiektów, które po wymianie profilaktycznej można w przyszłości powtórnie eksploatować, należy uwzględnić tzw. odzysk (równy aktualnej cenie obiektu wymienionego profilaktycznie). Koncepcja wymian grupowych. W przypadku gdy jednocześnie eksploatuje się wiele takich samych obiektów, wygodnie jest stosować strategię grupową wymian profilaktycznych. Polega ona na przeprowadzeniu jednoczesnej wymiany wszystkich rozpatrywanych obiektów w chwilach: X, 2X, 3X,..., a w przypadku wcześniejszego uszkodzenia któregokolwiek obiektu wymienia się tylko obiekt uszkodzony.

KONCEPCJE WYMIAN PROFILAKTYCZNYCH PROSTYCH OBIEKTÓW Wymiany grupowe z uwzględnieniem czasu przestoju obiektu. Przy stosowaniu grupowych wymian profilaktycznych niekiedy jest wygodnie wprowadzić pewne dodatkowe założenia. Jeśli uszkodzenie dowolnego obiektu nastąpiło bezpośrednio przed jedną z planowanych wymian: X, 2X, 3X,..., to może być korzystne odłożenie wymiany wymuszonej do najbliższej chwili wymiany profilaktycznej. W wyniku takiego postępowania uszkodzony obiekt będzie miał przestój przez krótki okres. Koncepcje wymian profilaktycznych uwzględniające zużycie obiektów (ciągła obserwacja stanu obiektu). Strategia wymian uwzględniająca zużycie obiektów jest następująca: obiekt wymienia się na nowy wtedy, gdy się uszkodził albo wtedy, gdy stopień zużycia jest równy jedności (wymiana profilaktyczna). Wymiany profilaktyczne w przypadku dyskretnej obserwacji stanu obiektu Załóżmy, że obiekt poddawany jest przeglądowi w chwilach: X, 2X, 3X,... jeżeli stopień zużycia jest równy 1, obiekt wymienia się na nowy. Wymianę przeprowadza się także wtedy, gdy obiekt się uszkodził.

KONCEPCJE WYMIAN PROFILAKTYCZNYCH PROSTYCH OBIEKTÓW Periodyczne wymiany profilaktyczne w skończonym przedziale czasowym Przedział czasu, w którym mogą być przeprowadzane wymiany profilaktyczne ma skończoną długość. Dalej procedura wymian jest podobna do prostej periodycznej strategii wymian Sekwencyjne wymiany profilaktyczne. Strategia ta polega na tym, że w chwili w której dokonuje się wymiany profilaktycznej zostaje określona chwila następnej wymiany z uwzględnieniem kosztu eksploatacji w pozostałym jeszcze przedziale czasu. Periodyczna strategia obsług uwzględniająca poziom gotowości obiektu Strategia ta polega na przeprowadzeniu odpowiednich obsług w takich chwilach, aby zapewnić pewien optymalny poziom ich gotowości przy jednoczesnym uwzględnieniu kosztów związanych z wykonywaniem obsługi. Strategia przeglądów profilaktycznych z odnową obiektu po wykryciu uszkodzenia. Strategia ta polega na przeprowadzaniu przeglądów aż do wykrycia uszkodzenia obiektu oraz dokonania napraw bądź wymiany uszkodzonych elementów.

STRATEGIE NAPRAW PROFILAKTYCZNYCH ZŁOŻONYCH OBIEKTÓW TECHNICZNYCH Utrzymanie ruchu maszyn wymaga stosowania elastycznych strategii naprawczych, uwzględniających dynamikę zmian rozwojowych w systemach produkcyjnych, a co za tym idzie zmian w parku maszynowym, a także specyfikę i niektórych różnorodność obiektów technicznych w tych systemach. Można wyodrębnić strategie złożonych obiektów technicznych, które klasyfikuje się na ogół według następujących kryteriów: ilości i wiarygodności informacji o obiektach naprawianych - pełna bądź nie­pełna informacja, rozpoznawalności stanu obiektu - prewencyjne i inspekcyjne, następstwa działań napraw - periodyczne i sekwencyjne, rodzajów współzależności między obiektami naprawianymi - proste i oportunistyczne, liczby wyróżnionych stanów obiektów: jedno- i wielostanowe. Kryteria te są wzajemnie niezależne i nie wykluczają się.

STRATEGIE NAPRAW PROFILAKTYCZNYCH ZŁOŻONYCH OBIEKTÓW TECHNICZNYCH Biorąc pod uwagę ilość informacji o obiektach naprawianych dostępną w systemie utrzymania ruchu, całość możliwych strategii można podzielić na grupę strategii utrzymania ruchu, przy niepełnej informacji o obiektach oraz grupę strategii przy pełnej informacji. Tę pierwszą grupę z kolei można podzielić z punktu widzenia metod szacowania nieznanych informacji o obiektach na strategie minimaksowe. Druga grupa obejmuje strategie graniczne, w których na podstawie pewnych wielkości empirycznych, za pomocą klasycznych metod statystycznych, szacuje się interesujące wielkości, np. obszar, w którym rozkład awarii powinien być zlokalizowany oraz strategie adaptacyjne, w których estymacja nieznanych wielkości dokonywana jest ciągle wykorzystaniem sukcesywnie narastającego materiału empirycznego. Z punktu widzenia rozpoznawalności stanu obiektu rozróżnia się strategie utrzymania ruchu typu inspekcyjnego, w których stan obiektu nie jest bezpośrednio poznawalny i strategie prewencyjne, w których stan obiektu jest bezpośrednio widoczny. W systemach produkcyjnych występują strategie prewencyjne.

STRATEGIE NAPRAW PROFILAKTYCZNYCH ZŁOŻONYCH OBIEKTÓW TECHNICZNYCH Następstwo działań naprawczych jako kryterium klasyfikacyjne dzieli strategie utrzymania ruchu na: periodyczne, tj. takie, w którym okres między naprawczy, mierzony bądź czasem kalendarzowym, bądź też czasem efektywnej pracy obiektu, jest stały oraz strategie sekwencyjne, gdzie okres ten jest zmienny, zależny od określonych zdarzeń w systemie utrzymania ruchu, np. od ilości informacji o obiektach naprawianych, będącej do dyspozycji w danym okresie planistycznym itp. Istotne znaczenie w wyborze strategii utrzymania ruchu ma charakter współzależności między poszczególnymi obiektami. Dla systemów utrzymania ruchu ważne są dwa typy współzależności, mianowicie tzw. współzależność stochastyczna, która występuje wtedy, gdy awaria jednego obiektu może prowadzić do awarii lub nadmiernego zużycia innego obiektu oraz tzw. współzależność ekonomiczna, występująca w przypadkach, gdy koszty łącznych napraw współzależnych obiektów są niższe od sumy kosztów napraw każdego z osobna.

STRATEGIE NAPRAW PROFILAKTYCZNYCH ZŁOŻONYCH OBIEKTÓW TECHNICZNYCH Przy istnieniu współzależności stochastycznej sensowne jest rozpatrywanie grup współzależnych obiektów jako jednego obiektu naprawczego i zastosowanie, w odniesieniu do jednej grupy, jednej strategii utrzymania ruchu. W literaturze mówi się w takich przypadkach o strategiach prostych. Do utrzymania ruchu obiektów współzależnych ekonomicznie zaleca się stosowanie tzw. strategii oportunistycznych, polegających na jednoczesnym naprawianiu współzależnych obiektów w planowych okresach naprawczych lub w przypadku awarii któregoś z nich. Strategie oportunistyczne stosuje się do utrzymania ruchu złożonych obiektów wielozespołowych funkcjonalnie powiązanych linii produkcyjnych. Sens oportunistycznych strategii naprawczych polega więc na koordynowaniu terminów akcji napraw wielu różnych obiektów produkcyjnych. Oznacza to, że planuje się jednoczesne naprawy wielu obiektów bądź w przypadku awarii któregokolwiek z obiektów naprawia się przy okazji inne.

STRATEGIE NAPRAW PROFILAKTYCZNYCH ZŁOŻONYCH OBIEKTÓW TECHNICZNYCH Duża przydatność tych strategii wynika z efektów (oszczędności), jakie można uzyskać dzięki czasowej koordynacji terminów napraw. W systemach utrzymania ruchu procesów produkcyjnych stosuje się na ogół strategie jednostopniowe. Strategie wielostopniowe, ze względu na stosunkowo złożoną identyfikację stanów pośrednich, są najczęściej strategiami inspekcyjnymi. Inną strategią, zdobywającą coraz większe zastosowanie w świecie, jest stra­tegia oparta na monitorowaniu stanu maszyny bądź urządzenia. W metodzie tej każda maszyna jest traktowana indywidualnie (dzięki okresowemu wykonywaniu pomiarów) w celu uzyskania ilościowej oceny stanu maszyny. W efekcie, naprawa dozwolona jest tylko wtedy, gdy wyniki pomiarów wskazują, że jest ona konieczna. Jest to zgodne z intuicyjnym przeświadczeniem większości mechaników, że nic powinno się ingerować w sprawnie działającą maszynę.

ORGANIZACJA GOSPODARKI NAPRAWCZEJ ŚRODKÓW TRWAŁYCH Obecnie, do najbardziej efektywnych strategii naprawczych złożonych obiektów technicznych, możliwych do zastosowania w przedsiębiorstwach produkcyjnych można zaliczyć strategię: adaptacyjną, oportunistyczną, opartą na monitoringu stanu technicznego obiektów.

ORGANIZACJA GOSPODARKI NAPRAWCZEJ ŚRODKÓW TRWAŁYCH Działania związane z funkcjonowaniem gospodarki naprawczej sprowadza się do zapewnienia ciągłości pracy maszyn, urządzeń i innych środków technicznych wytwarzania i usług. Funkcjonowanie gospodarki naprawczej dotyczy następujących obszarów: środków trwałych przedsiębiorstwa, budowy i działania systemu, podstawowych funkcji systemu. W odniesieniu do środków trwałych działania są związane z: klasyfikacją strukturą środków trwałych, określeniem charakterystycznych cech środków trwałych (średni wiek, wartość, nowoczesność itp.), określeniem stopnia wykorzystania środków trwałych, ewidencją i przemieszczaniem środków trwałych.

ORGANIZACJA GOSPODARKI NAPRAWCZEJ ŚRODKÓW TRWAŁYCH Budowa i działanie systemu obejmuje następujące zagadnienia: spełniane przez system funkcje, podział funkcji pomiędzy komórkami i służbami, współpracę z innymi systemami, przepływ informacji, zatrudnienie i płace, technikę zarządzania systemem, szkolenie pracowników. Realizacja podstawowych funkcji systemu dotyczy: planowania potrzeb w zakresie napraw i konserwacji, technicznego i organizacyjnego przygotowania napraw i konserwacji, wykonawstwa napraw i modernizacji środków trwałych, wykonawstwa konserwacji.