Организация ремонтов

Организация ремонтов

Тема: Организация ремонтов

Управление технической готовностью оборудования

По материалам западных публикаций

Богатырев Александр

ТОиР «Консалт»

Готовность - процент от календарного времени, в течение которого оборудование было физически готово для работы. Это показатель, который в общем виде характеризует качество работы служб технического обслуживания и ремонта. В то же время, значение может свидетельствовать о том, насколько правильно и аккуратно используют оборудование.

Термины и определения.

Перед началом статьи необходимо ввести определение понятия готовности.

В англоязычный источниках используется термин availability, который переводится как доступность или готовность. Более правильным термином, который будет использован далее мы считаем готовность.

Определение времени

В практике расчета показателей готовности используются различные временные

·        Календарное время (КВ) = Количество часов в периоде (24 часа в сутках)

o   Время готовности(ГВ) = Количество часов, в течение которых оборудование доступно для работы

o     Время простоя (ВП) = Часы, в течение которых оборудование недоступно для работы

o     Плановое ТОиР (ПТ) = Часы, на которые приходится запланированное ранее техническое обслуживание и ремонт оборудования

§  Аварийный простой (АП) = Часы, в течение которых оборудование было запланировано для работы, но недоступно в следствие аварии или поломки

§   Резерв (РЗ)          = Часы, в течение которых оборудование доступно для работы, но не используется

o   Время использования (ВИ) = Общее количество часов, в течение которых на оборудовании есть машинист и оно готово к работе

o     Время работы (ВР) = Часы производительной работы оборудования по основному назначению

o     Задержки в работе (ЗР) = Часы, когда оборудование работает, но ничего не производит

Расчет готовности

Готовность определяется по формуле:

Время готовности(ГВ)    (%)                     Время готовности (ГВ)

Календарное время (КВ)                                  Календарное время (КВ)

В течение последних 8-10-ти лет роль механика расширилась от простого поддержания оборудования в работоспособном состоянии до управления материальными активами. Цель управления материальными активами - максимизация прибыли путем оптимизации готовности оборудования. В данной статье приведены основные принципы управления готовностью оборудования при достижении стратегических целей организации.

На протяжении последних лет управляющие компаний вплоть до исполнительных директоров начали понимать, что время безотказной работы оборудования - это ключ к успешной стратегии управления. Таким образом, сформировалось понимание того, что готовность оборудования является одним из ключевых показателей эффективности служб ТОиР предприятий.

Данная статья содержит обзор трех основных видов готовности, взаимосвязей между ними, факторов, определяющих готовность, а также практических рекомендаций по управлению готовностью.

Виды готовности оборудования.

Существует 3 вида готовности: собственная, достигаемая и практическая (см. рис.1).

Каждый вид имеет определенные характеристики, определяемые несколькими факторами.

Рис. 1. Три вида готовности

• Собственная готовность (Гс)

Ожидаемый уровень готовности при выполнении только ремонтов по случаю (внеплановых). Готовность, определяемая исключительно конструкцией оборудования. При этом предполагается, что запасные части и людские ресурсы доступны на 100% без каких-либо задержек.

• Достигаемая готовность (Гд)

Ожидаемый уровень готовности при выполнении ремонтов по случаю и планово-профилактических ремонтов. Готовность, определяемая конструкцией промышленного оборудования и вспомогательным оборудованием для проведения профилактических ремонтов. Гд также предполагает, что запасные части и людские ресурсы доступны на 100% без каких-либо задержек.

• Практическая готовность (Гп)

Готовность, отражающая практический результат. Это действительный уровень готовности, получаемый при реальной работе оборудования. Гп отражает количество ресурсов для проведения ТОиР, а также эффективность организации их работ.

Важно понимать различия между тремя типами готовности, а также назначение каждого из типов:

§  Понятие достигаемой готовности введено для того, чтобы охарактеризовать готовность при плановых остановках на ремонт;

§   Собственная готовность необходима для того, чтобы охарактеризовать производительность оборудования между плановыми остановками;

§   Практическая готовность необходима для того, чтобы выделить эффективность и результативность действий служб ТОиР.

Эти определения и различия приводят к ключевым выводам:

§  Форма и положение кривой достигаемой готовности определяется составом промышленного оборудования предприятия

§   ТОиР, как это показано на рис.2, строятся по принципу выбора графиков ремонтов для каждой единицы оборудования. Цель управления готовностью - попасть в наивысшую точку кривой Гд.

§   Практическая готовность - реальный результат, который учитывает индивидуальные особенности конкретного предприятия.

§   Верхняя точка кривой Гп достигается путем управления ресурсами и эффективностью организации ТоиР. По определению, значение в этой точке не может превысить Гд.

Эти положения имеют следующие важные следствия:

Необходимо знать форму и положение кривой Гд. В противном случае, становится невозможным определить, что нужно и возможно сделать с практической готовностью, увеличение которой, в свою очередь, приведет к повышению производительности предприятия.

Если кривая Гд неизвестна, управляющий персонал предприятия может попытаться достичь ее значений, результатом чего будет повышенные денежные и временные затраты служб ТоиР.

Управляющие компаний должны принять долгосрочные решения относительно положений кривых Гп и Гд. Т.к. производительность предприятия постоянно растет, увеличивается степень использования оборудования, что приводит к смещению кривой Гд вниз. В то же время, управляющий технический персонал компании будет смещать кривую Гп вверх. В конечном счете, две кривые сойдутся в точке, и дополнительная готовность сможет быть достигнута лишь изменением состава оборудования предприятия.

Главным выводом этих следствий является то, что кривая Гд должна быть известна. В противном случае, многие цели по оптимизации ТоиР останутся недостижимыми.

Факторы, определяющие готовность.

Готовность - это функция надежности и ремонтопригодности; другими словами, когда оборудование сломается и как много времени нужно для того, чтобы вернуть его полную производительность.

Надежность, ремонтопригодность и, как следствие, готовность являются производными от конструкции, производительности, а также функций ТОиР.

Наличие резерва. Простота конструкции и наличие слабых мест.

Факторы, обусловленные управляющими решениями по ТОиР.

Профилактический ремонт, основанный на анализе данных о тенденциях появления отказов То, как операции ремонта детализированы, разработаны и представлены непосредственно исполнителю

Диагноз отклонений и проверка условий функционирования оборудования с целью предвидения в необходимости ТОиР.

Качество выполнения операций ТОиР.

Качество постановки задач по проведению ТОиР(в том числе и на проведение инспекций). Вероятность доступности людских ресурсов, материалов, а также вспомогательного оборудования для проведения ТОиР

Уровень знаний и навыков, необходимый для проведения ТОиР       Курсы повышения квалификации.

Эффективность управления, контроля и организации ТОиР.

Продолжительность ухода, технической поддержки и тестирования оборудования.

Факторы, обусловленные характером использования оборудования

Использование оборудования в соответствии с номинальной мощностью.

Эффективность служб предприятия с точки зрения выявления неисправностей.

Снабжение запасными частями  Эффективность оргструктуры и функций персонала на предприятии с точки зрения готовности к ремонту и запуску оборудования.

Процедуры пуска и останова оборудования.

Оптимизация готовности.

Рис. 2. Оптимальная готовность/издержки

Все отказы оборудования обусловлены его конструкцией, даже если оборудование эксплуатируется правильно с выполнением всех надлежащих операций ТОиР. Все действия по ТОиР, запланированные или нет, являются следствиями отказов. Запланированные ТОиР(ППР) нейтрализуют отказы до того, как они скажутся на готовности оборудования. Незапланированные ТОиР - ремонт по случаю - производится при выходе из строя оборудования или же при выявлении зарождающихся отказов.

Достигаемая готовность - результат нескольких факторов:

Конструкция и состав производственных фондов предприятия определяет форму и положение кривой Гд. Следовательно, конструкция и состав оборудования устанавливает уровень возможной достигаемой готовности.

Стратегии и системы ТОиР определяют положение предприятия на кривой Гд. Следовательно, они устанавливают текущий уровень достигаемой готовности.

Правый экстремум(минимум) кривой Гд соответствует случаю выполнения запланированных ТОиР на 100%. Нет никаких чрезвычайных ситуаций, т.к. все действия по ТОиР выполняются в запланированные сроки. Готовность при этом находится довольно далеко от оптимального значения. Эта точка (правый минимум) может быть сравнена с ситуацией, когда пилот болида формулы 1 заезжает на пит-стоп каждый круг, чтобы застраховаться от поломок на трассе. Это может быть выполнено, но при этом невозможно выиграть гонку.

Замена запланированных ТОиР на незапланированные увеличивает готовность до предельного значения, а затем опять начинается спад, т.к. на участке спада поломки оборудования начинают быть дороже выгоды от готовности. Смещение еще левее по кривой обуславливает большее напряжение оборудования и увеличивает организационный хаос.

Левый минимум кривой Гд предполагает отсутствие запланированных ТОиР.

С точки зрения издержек предприятия может быть выделено 2 подхода для поднятия кривой Гд. Возможны большие вложения денежных средств для увеличения Гд посредством формирования нужного по составу и конструктивным особенностям оборудования, а также увеличение текущих трат для поднятия Гд посредством более интенсивных стратегий ТОиР. Решение о тратах могут быть обусловлены несколькими факторами: потребность быстрого выведения продукта на рынок, доступность денежных средств и текущей политикой компании.

Кривая готовность/издержки подчеркивает тот факт, что готовность отражает прибыль предприятия (см. рис.3). В некоторых точках стоимость готовности начинает превышать приносимый ею доход. Без управления готовностью может произойти уход из зоны между пересечениями кривых при неосведомленности управляющего персонала; обычные расчетные методы и показатели эффективности ТОиР не могут довольно точно определить этот случай.

Различие между достигаемой и практической готовностью заключено в выполнении ТОиР. Гд предполагает, что ресурсы доступны на 100% и нет никаких административных задержек при их использовании. Следовательно, максимум практической готовности теоретически приближается к максимуму достигаемой готовности. В действительности же, каждое действие людей имеет естественный предел совершенства, что обуславливает отдаленность Гп от Гд.

Форма и положение кривой Гп определяются уровнем подготовки ремонтных служб, а также эффективностью организации процессов ТОиР. Гп может быть увеличена путем внедрения новых стратегий ТОиР, если предприятие не находится на пике Гд. Если же достигнут максимум Гд, то она может быть поднята путем капитальных вложений.

Важно отметить, что без разработки и управления готовностью, легко оказаться вдалеке от точки максимальной отдачи инвестиций. Это может произойти, когда происходит упадок производительности предприятия. Управляющий персонал пытается выправить ситуацию увеличением ТОиР. Однако, Гп при этом уже давно достигла уровня Гд. Результатом будет потраченные зря деньги. Это будут потери, находящиеся справа от пресечения кривых Гд и издержек (см. рис.3).

Определение достигаемой готовности для промышленного предприятия.

Эта часть статьи посвящена описанию методов анализа промышленных предприятий с целью определения достигаемой готовности (Гд).

Определение Гд разделяется на 4 стадии:

1.      Построение блок-схем расчета надежности (БСРН(reliability block diagram-RBD)) критичных систем предприятия путем:

§  Использования общедоступных данных о надежности оборудования на предприятии. Использования данных эффективности работы организации.

§   Использования данных предприятия или же работ по оценке среднего времени восстановления (ремонта).

2.   Определения логистических задержек, обусловленных структурой и особенностями производственных фондов предприятия

§  К/От поставщикам(ов)

§   На/От склад(а)

§   Доступ к оборудованию

3.   Определение величины простоев оборудования.

4.      Моделирование готовности.

Рамки анализа определяются наличием ресурсов, времени, и желаемым качеством результата.

Построение блок-схем расчета надежности (БСРН).

Блок-схема расчета надежности - это графическое представление систем предприятия, подсистем, их узлов, которое отражает их взаимную зависимость (см. рис. 4, 5). БСРН - краеугольный камень в моделировании готовности, т.к. она отражает то, каким образом отказы узлов предприятий влияют на время безотказной работы.

Рисунок 3. Верхний уровень БСРН для последовательного типа систем.

Рисунок 4. Верхний уровень БСРН для последовательного типа систем.

§ Надежность последовательных и параллельных систем с резервированием

Важно отметить, что на блок-схемах изображается 2 типа систем, представленных на рисунках 4 и 5. Последовательные системы изначально ненадежны, т.к. отказ одного элемента приведет к останову всей системы. Другой тип систем - параллельный, обладающий свойством повышенной надежности. Останов системы происходит только тогда, когда все резервные узлы отказывают одновременно. Резервирование является существенным инструментом для повышения надежности промышленных систем.

§ Детализация БСРН

Промышленные агрегаты, как правило, сконструированы из некоторого ограниченного базового набора элементов. БСРН детализируется путем декомпозиции схемы верхнего уровня на несколько схем нижних уровней, более детально описывающих системы верхнего уровня (см. рис. 6).

Рисунок 5. Уровень подсистем системы «Рольганг»

Сбор данных об отказах и ремонтах.

После того, как БСРН построена необходимо произвести сбор данных об отказах и ремонтах для последующего их использования в моделировании готовности. Поиск и получение этих данных занимает довольно много времени. Требуемая степень детализации зависит от прилагаемых усилий для построения модели. И важно помнить, что безукоризненность при этом не нужна.

Существует много источников об отказах. В основном это данные, накопленные на предприятии, которые могут храниться как на бумажных, так и на электронных носителях информации. Также существует несколько ресурсов в Интернет, например, www.barringer1.com, где можно найти распределения Вейбула для многих компонентов, а также ссылки на другие ресурсы.

Для моделирования отказов обычно используются кривые Вейбула и биномального распределения. Большинство методов моделирования используют оба метода.

Сбор данных о ремонтах представляет собой несколько более сложную задачу. Эти данные обычно не доступны удобном(табличном) виде. Время ремонта очень зависит от конструкции оборудования, а также особенностей предприятия. Оборудование, доступ к которому представляет трудности, с заменяемыми частями, расположенными в труднодосягаемых местах, требует значительно большего времени для ремонта. Существует 2 прямых метода сбора данных о ремонтах: анализ текущей деятельности оборудования и использование автоматизированных систем оценки.

В первой части статьи был дан обзор трех видов готовности, их смысла в стратегическом планировании, а также методологии для определения и моделирования достигаемой готовности. В данной части мы обсудим использование модели готовности для определения узких мест предприятия и увеличения производительности, реорганизацию ремонтных служб вследствие потребности моделирования и анализа, а также будут предложены практические предложения для устранения зазоров между тремя типами готовности.

Определение и устранение узких мест.

Производительность, и как следствие доход, напрямую зависят от готовности. Модели готовности могут быть использованы для определения узких мест предприятия с целью увеличения доходности.

На этапе проектирования модель готовности может быть использована для указания изменений в конструкции оборудования, что увеличит производительность предприятия.

Модель готовности позволит проектировщику принять решения о количестве уровней резервирования, характере доступа к предприятию, а также составу агрегатов, основанному на вычислении производительности и отношении затраты/выгода.

На этапе эксплуатации предприятия инженер по надежности и технолог могут работать, вместе используя модель готовности и анализ Вейбула для поиска узких мест в производственном процессе, обусловленных плохой политикой ТОиР, плохим проектированием, а также некачественным выполнением ремонтных и технологических процедур. Изменяя модель готовности, инженеры могут анализировать отношение затраты/выгода при изменении стратегии, структуры и технологических параметров и принимать те изменения, которые приведут к наименьшей стоимости жизненного цикла предприятия.

Изменения в организационной структуре.

Потребность понимания и управления факторами, влияющими на готовность, а также моделирования достигаемой готовности предприятия в некоторой степени влияют на организационную структуру предприятия. Типичная организационная структура предприятия не имеет единиц для исполнения данных задач, поэтому при управлении готовностью необходимо создание отдельных должностей, таких как инженера и технолога по надежности.

Устранение зазоров.

Как говорилось в части 1, между Гс, Гд и Гп существуют зазоры, устранение которых при экономической целесообразности делает предприятие более успешным. Уменьшение данных зазоров требует глубокого понимания факторов, определяющих готовность и поиска решений для их улучшения. Основная цель это выбор стратегий, которые:

Минимизируют количество и продолжительность запланированных простое, что смещает Гд ближе к Гс;

Минимизируют количество и продолжительность внеплановых простоев, что смещает Гп ближе к Гд;

Минимизация количества и продолжительности внеплановых простоев.

Количество и продолжительность внеплановых простоев могут быть понижены путем использования правильных техник ТОиР и некапиталоемкой модернизации оборудования

Капитальные вложения для улучшения готовности.

После того, как достигаемая готовность оптимизирована путем улучшения ТОиР и некоторых сравнительно небольших затрат, улучшить ее могут только капиталоемкие вложения для повышения собственной готовности.

надежность готовность ремонт простой

Заключение

Моделирование готовности на этапе проектирования предприятия необходимо для достижения оптимальной ремонтопригодности и надежности оборудования, вследствие чего возможно создать предприятие, имеющее оптимальную готовность с момента пуска. На этапе эксплуатации такое моделирование является инструментом для улучшения ремонтной деятельности, а также средством определения текущего уровня достигаемой готовности, значение которого должно быть использовано для принятия стратегических решений.

При моделировании и анализе готовности успешно используется специализированное программное обеспечение(AvSim Plus, RCMCost).