A mechatronikus a karbantartásban

Átírás

1 AZ ÜZEMFENNTARTÁS MÛKÖDÉSI FELTÉTELEI 2.04 A mechatronikus a karbantartásban Tárgyszavak: karbantartás-tervezés; -szervezés; mechatronika; mechatronikus szakképzés. A korszerű termelőberendezések elektronikus vagy számítástechnikai szerelvényeinek üzemfenntartásához a hagyományos karbantartási szakértelem már nem elegendő. Érthető tehát az a törekvés, hogy olyan szakembereket képezzenek, akik egyidejűleg rendelkeznek gépészeti, elektronikai és bizonyos számítástechnikai hardverismeretekkel. Ezért kezdik Németországban bevezetni az ezeket az igényeket kielégítő mechatronikus szakemberek képzését. A karbantartási tevékenység megtervezésekor gyakran nem a műszaki feladat megoldása, hanem a több szakmához tartozó szakemberek és részlegek munkájának összehangolása jelent komoly kihívást. Ilyen körülmények között a termelőberendezés karbantartásáért a felelősség kérdése bizonytalanná válik. Így fordulhat elő, hogy bár minden érintett az eredményesség érdekében mindent elkövet, az eredmény (a termék minősége, a berendezés rendelkezésre állása) sokszor egyáltalán nem kielégítő. Általában egy berendezés karbantartásáért különböző részlegek (számítástechnika, gépüzemi, elektrotechnikai csoportok) felelősek. Ennek megfelelően a karbantartási tevékenység, a berendezés tökéletesítése, átépítése, korszerűsítése nem a termék, ill. a berendezés teljes működőképessége, hanem az egyes részlegek szempontjából történik. Ezt a hiányosságot szünteti meg a mechatronika elképzelése. Ennek lényege, hogy a terméket, ill. egységesen a műszaki rendszert tekintik a feladat tárgyának, nem pedig csak az egyes részlegek szakterületi szempontjait kívánják érvényesíteni. Egyébként is, az olyan messzemenően integrált szerelvények esetében, mint amilyenek a mikrotechnikai rendszerek, az egyes szakterületeknek a hagyományos értelemben való szétválasztására már egyáltalán nincs lehetőség. A termelési feltételek változása Az utóbbi évtizedekben alapvetően megváltoztak a termelés feltételei. Míg korábban a gyártást és a forgalmazást gyakran egymástól függetlenítette a raktározás, addig manapság a gyártás a just-in-time (éppen időben) rend

2 szerben történik és valamennyi költséget az egyes termékekhez rendelnek hozzá. A karbantartás feladatai A termelési feltételek megváltozása következtében a karbantartás körülményei is megváltoztak. A karbantartási költségeket a haszonnal kell egybevetni. A karbantartás nem a termeléstől eltérő feltételek között érvényesül, hanem integrált része az értéktermelési folyamatnak. A karbantartásban az értéktermelés azáltal jön létre, hogy nincs szükség egyes intézkedések költségeinek fedezésére. Az automatizálás következtében a bérköltségeket a tőkeráfordítások és a karbantartási költségek helyettesítik. Ezáltal érvényét veszti az a követelmény, hogy a karbantartási költségeket minimális szinten tartsák. Az a fontos, hogy a ráfordítások, amelyeket az értéktermelés igényelt, a versenyképesség követelményeit kielégítsék. A karbantartás az értéktermelési folyamat része és közvetlenül kihat az eredményességre, valamint a költségekre Minden esetben, amikor túl kevés és nem időben történik a ráfordítás, csökken a termelés (csökken a jövedelmezőség). Minden esetben, amikor túl sok és nem időben történik a ráfordítás, felesleges költségráfordítás valósul meg (emelkednek a ráfordítások). A karbantartás értelme A karbantartás nem olyan tevékenység, amelyik nem termel, hanem része az értéktermelési folyamatnak. A karbantartás feladata Meghatározott termelőkészség tervszerű biztosítása, versenyképes költségeken. Tehát a karbantartás feladata, hogy tervszerűen rendelkezésre bocsássa, mégpedig versenyképes költségekkel, a szükséges termelési készséget. Ebből vezethető le a karbantartástól megkövetelt alapvető szakmai készség. A karbantartás alapvető szakmai hozzáértést igényel A karbantartás alapvető szakmai feladatai közé sorolják általában a biztonságos és gyors üzemzavar-elhárítást, az üzemi berendezésekre és szerkezeti elemeikre vonatkozó műszaki ismeretek biztosítását, a gépkártyák gondozását és a biztonsági ellenőrzéseket. Ehhez még további, a versenyorientált karbantartáshoz elengedhetetlen feladatok is társulnak. A karbantartás alapvető szakmai feladata Biztonságos és gyors zavarelhárítás. Műszaki szakmai ismeretek az üzemi eszközökről és elemeikről. Gépkártyák kitöltése, gondozása és biztonsági vizsgálatok. A karbantartási teljesítmény biztosítása. Meghatározott rendelkezésre állás tervszerű biztosítása.

3 A berendezések állapotára vonatkozó ismeretanyag kidolgozása és rendszerezése. Technológiai szakterületek ismeretanyagának bővítése. A karbantartás értéktermeléshez való hozzájárulásának optimálása. A karbantartási költségek versenyorientált irányítása. A karbantartás teljesítőképességének biztosítása Személyi feltételek a teljesítéshez Szakemberek megválasztása, saját, ill. külső teljesítmény, képzés és továbbképzés, motiváció Anyagi feltételek a teljesítéshez Dokumentáció, műhelyek, szerszámok. Szervezési feltételek teljesítéséhez (ki, mit, mikor, hol) A szervezet és a folyamat megszervezése Meghatározott rendelkezésre állás tervszerű biztosítása A karbantartás fontos tevékenységi területe a rendelkezésre állás tervszerű biztosítása. Ennek érdekében hasznosítási idő és termelési teljesítmény szerint meg kell határozni az igényelt rendelkezésre állást. A rendelkezésre állás specifikációja az alábbi minimumkritériumokat tartalmazza: A berendezés terv szerinti élettartama. Terv szerinti termelési idők és állásidők. A maximálisan megengedett kiesési gyakoriság és kiesési idő egy gyártási, ill. termelési periódus alatt. Terv szerinti termelési teljesítmény (műszakonként, hetenként ) A terv szerinti nem enged meg véletlent. A véletlenszerű üzemzavar-mentesség, amit nem lehet megbízhatóan, tervszerűen és megismételhetően biztosítani, nem lehet a biztonságos termelés alapja. Az egyes üzemzavarok részletes elemzésénél fontosabb, hogy milyen feltételek mellett lehet meghatározott rendelkezésre állást elérni. Hogyan lehet az észlelhetően kialakulóban lévő üzemzavarokat időben és tervszerűen elkerülni, hogyan lehet a véletlenül kieső szerkezeti elemek hatását a szükségnek megfelelően kezelni? A berendezések állapotára vonatkozó ismeretek kidolgozása és rendszerezése A berendezés állapotának pontos és aktuális, a jövőre következtető ismerete képezi a műszaki és gazdasági tervezés alapját (1. és 2. ábra).

4 egy termelőberendezés valamennyi szerkezeti elemének összessége karbantartást nem igénylő szerkezeti elemek karbantartást igénylő szerkezeti elemek nincsenek intézkedések betervezve különböző felismerhető szerkezeti elemek megfigyelés és tervszerű karbantartás spontán kieső szerkezeti elemek túlbiztosítás vagy meghatározott zavarelhárítási idő 1. ábra A berendezés állapotára vonatkozó ismeretek egy szerkezeti elem spontán kiesése karbantartást nem igénylő szerkezeti elem felismerhetően kopásnak kitett szerkezeti elem spontán kieső szerkezeti elem intézkedésre van szükség, mivel a szerkezeti elem szemmel láthatóan karbantartás igényel intézkedésre van szükség. Miért nem ismerték fel a kopást? a definiált üzemzavar-mentesítési időt túllépték? Ha igen, intézkedésre van szükség 2. ábra A berendezés állapotára vonatkozó ismeretek kidolgozása és rendszerezése Technológiai ismeretek továbbfejlesztése A karbantartási intézkedések meghatározása és a termelőberendezés továbbfejlesztése az előállítandó termék, a szükséges berendezésfunkciók és -üzemmód, valamint a tervezett rendelkezésre állás függvényében történik. A karbantartás hozzájárulása az értéktermeléshez A karbantartás értéktermelését más intézkedések (pl. automatizálás esetében a bérköltségek helyettesítése beruházási és karbantartási költségekkel) költségeinek helyettesítése eredményezi.

5 A karbantartási költségek versenyorientált irányítása A karbantartási költségek értékelésére nem ismert abszolút mérték. Így tehát nincs értelme annak a követelésnek, hogy érjék el a karbantartási költségek abszolút minimumát, amit gyakran a karbantartási teljesítmény definíciója nélkül említenek. A gyakorlat számára fontos kérdés: A létrehozott vagy tervezett értéktermelés megfelel-e a követelményeknek? Az ehhez igénybe vett ráfordítások versenyképesek? Szakirányú karbantartás Sok vállalatnál a karbantartás felépítése és folyamati rendszerének szervezése nem a termékek vagy a termelőberendezések, hanem a szakmai irányzatok szerint történik. Ilyenkor egy berendezés karbantartásáért különböző részlegek (számítástechnika, gépüzem, villanyszerelők stb.) a felelősek. A karbantartási tevékenységet, a berendezések tökéletesítését, átalakítását gyakran nem a termék, ill. a berendezés funkcionális szerepe, hanem az egyes szakterületek szempontjából végzik (pl. elektronika, gépgyártás, informatika). Folyamat-, ill. termékorientált karbantartás-szervezés A termék-, ill. folyamatorientált karbantartás esetében a termék, ill. a folyamat áll az előtérben. A strukturális felépítés és a folyamati rendszer tárolását a terméktípusok vagy a termelőberendezések szerint oldják meg (3. ábra). vállalatvezetés karbantartás 1. berendezés 2. berendezés különböző feladatokat végző szakemberek termelő és karbantartó csoport termelő és karbantartó csoport 3. ábra A karbantartás folyamat-, ill. termékorientált szervezése

6 A képzés szempontjai A gépgyártás, az elektrotechnika és az informatika együttes szerepét lehet például egy robotgép konstrukciós megoldása és működési viszonyai alapján érzékeltetni. Amikor mechatronikus szakemberképzésre kerül sor, a problémákat egységesen, nem pedig a három szakterület szerint külön-külön tárgyalják. A hajtómű ismertetésekor ennek megfelelően nemcsak a villamos hajtóműveket, mint az elektronikusok képzésekor, vagy nem csak a belső égésű motorokat, mint a gépészek esetében, ismertetik, hanem a hajtóművek teljes spektrumával foglalkoznak, kezdve a villamos motorokkal, a hidraulikus hajtóműveken keresztül, egészen a belső égésű motorokig. Németországban először 1992-ben, a bochumi Műszaki Főiskolán került sor mechatronikus szakember képzésére. Időközben számos főiskolán már létrehozták a mechatronika szakot. A Bochumi Főiskolán a szak megindítása óta a hallgatói létszám állandóan növekedett (4. ábra). elektronikus rendszerek számítástechnika rendszerelmélet, modellképzés, automatizálási technika, szoftverek, mesterséges intelligencia mikroelektronika, teljesítményelektronika, detektorok, működtetők mechanikai rendszerek gépgyártás, finommechanika, készülékgyártás 4. ábra Mechatronika: különböző szakterületek kölcsönös erősítő hatása (Dr. Barna Györgyné) Pautzke, F.: Mechatroniker in der Instandhaltung. = VDI Berichte, sz. p Wedmann, S.; Wallaschek, J.: Condition Monitoring in mechatronischen Systemen am Beispiel des Lebensdauerbeobachters. = VDI-Berichte, sz. máj. p