Üzemeltetés és hatékonyság a komplex vagyonvédelem területén Facility management and efficiency of the complex security systems

Átírás

1 Üzemeltetés és hatékonysá a komplex vayonvédelem területén Facility manaement and efficiency of the complex security systems G. Liebmann Biztonsátudományi Doktori Iskola, Óbudai Eyetem, Budapest, Hunary Absztrakt. A fenyeetettsé növekedése és a biztonsáérzet csökkenése eyre inkább a többszintű vayonvédelmi meoldások felé fordítja a fiyelmet. Az elkülönült rendszerstruktúra interált eysében történő kezelése jelentős többletszoláltatást nyújt a felhasználóknak és üzemeltetőknek. Ez a többletszoláltatás csak akkor használható, ha azt szakképzett operátorok kezelik, illetve a rendszer minden összetevőjét ismerő munkavállalók üzemeltetik. A többszintű összekapcsolódásból adódó rendszerbonyolultsá hatványozott növekedése szakképzettsé hiányában nem javítja, hanem inkább rontja a komplex rendszer hatékonysáát, tehát összesséében alacsonyabb védelmi szintet alkot, mintha a rendszerek nem lennének ilyen szinten és mértékben összeinterálva. Ez a tanulmány a létesítmény üzemeltetőknek szeretne támpontot adni azzal, hoy a rendszerekben melévő paraméterek útvesztőjében metalálják a valóban fontos információkat. Abstract. The increase in threats and decrease in the sense of security enerates a hih needs for desinin multi-level interated security systems. The interation of the conventional systems ives more possibility and reliability of the facility manaement and the end-users, too. The power of the complex system can be usable if there are qualified well trained operators. The difficulty of the multilevel interated security systems without suitable users and operators decreases the efficiency of the security. Furthermore, the efficiency of the complex system can be lower than the uninterated conventional realizations. This paper likes to ive a useful uideline for the facility manaement to find the key elements and parameters, what ive enouh information about theirs complex security system. Kulcsszavak: üzemeltetés, karbantartás, felüyelet, javítás, komplex rendszerek, interált rendszerek, kamera, beléptető, video mefiyelő facility manaement, supervisin, replacement, complex systems, video surveillance, access control 1. Bevezetés A többszinten interált vayonvédelmi rendszerek eyre jobban előtérbe kerülnek a növekvő fenyeetettsé és az általános biztonsáérzet csökkenése miatt. A komplex vayonvédelmi rendszerek iránti növekvő érdeklődés eyre nayobb terhet ró azokra a tervezőkre és kivitelezőkre, akiknek ezeket a rendszereket biztosítaniuk kell. A menövekedett rendszerinteráltsá jelentős többletszoláltatást nyújt mind a felhasználóknak, mind az 1

2 üzemeltetőknek eyaránt, jelentősen növeli a biztonsáérzetet. A rendszerek azonban csak akkor működhetnek hatékonyan, ha azokat mefelelően képzett szakszemélyzet kezeli. Ennek oka, hoy a komplex rendszerek nem mefelelő működtetése összesséében alacsonyabb védelmi szintet biztosít, mint ha az hayományos, alacsonyabb interáltsái fokú, rendszerekből került volna kialakításra. Mindemellett menövekszik a hamis biztonsáérzet kialakulásának veszélye, mely jelentős biztonsái kockázatot rejt maában. Az üzemeltetők felelőssée ezen összetett rendszerek esetében kiemelten nay, mivel a feladatuk a telepítést és felállítást követően a rendszerek hatékony működtetése mellett, azok tervszerű karbantartása, javíttatása és a további fejlesztési irányok mehatározása Üzemeltetői feladatok és elvárások A rendszereket üzemeltetni kell, nem csak működtetni: A rendszer telepítése után, ey olyan fázis kezdődik, mely az életciklus 90%-át teszi ki. Az üzemeltetés során azonban ez az életszakasz, ennél jóval kisebb súllyal szerepel, pedi a rendszert ez idő alatt is folyamatosan tesztelni, ellenőrizni és karbantartani kell. A rendszerek idővel elavulnak, ezért nem eleendő azokat csak felüyelni és karbantartani, hanem időről időre fel is kell újítani és a rendszerstruktúrát a meváltozott iényekhez iazítani. E cél érdekében a rendszerüzemeltetőknek a mefelelő rendszer választása, terveztetése és telepíttetése, majd üzemben tartása során az alábbi hibákat kell elkerülniük: Hibásan felmért jelen- és jövőbeli iények, műszaki képesséek. Amikor ey réebbi rendszer cseréje történik, eyszerűen csak a réebbi eszközök kerülnek újabb eszközre kicserélésre, anélkül, hoy a rendszerstruktúra meváltozna. Ezáltal a rendszerek védelmi képessée nem növekszik, mert az új eszközök új funkcióinak kihasználásához más rendszerfelépítés szüksées. Ilyen lehet például, amikor az épület biztonsái szolálatának ey veszélyes személy mozását kell követni az épületben úy, hoy a video mefiyelő rendszer nem került összekapcsolásra a beléptető rendszerrel. Tűzvédelmi mefelelőssé: A komplex rendszerek lenayobb kihívása az életvédelmi és a vayonvédelmi feladatok összehanolása, mert ezek a komplex védelmi alrendszerek rendkívüli esemény esetén eymás ellen hatnak. Ez ey olyan problémakör, melyet folyamatosan felüyelni kell és eltérés esetén azonnal beavatkozni. Nem enedhető me, hoy havaria esetén ey hibás alkatrész miatt bárki életveszélybe kerüljön. A vayonvédelmi rendszerek üzemeltetője a kakukktojás. A rendszer üzemeltetéséért felelős szervezet mindenki és valójában senki alá sem tartozik. A rendszerek eyre nayobb fokú interáltsáa a szervezet eyre több részleével kapcsolja össze az üzemeltetőt, kezdve a HRtől (kártyakiadás), az IT-n keresztül (infrastruktúra, interfészek), a marketini (desin, reklám). Ennek következtében a rendszerekkel kapcsolatos elvárások exponenciálisan növekednek, mely változás folyamatos döntéskényszerben tartja az üzemeltetőt. Akkor is 2

3 Használhatósá G. Liebmann: Facility manaement and efficiency of the complex security systems fokozott nehézséekbe ütközik, amikor a felújítási költséeket kell mehatározni, mert a növekvő elvárásoknak való mefeleltetés finanszírozását eyik társrészle sem szeretné vállalni. Különböző rendszerekhez különféle törvények, szabályozások tartoznak (vayonvédelem, tűzvédelem, mozólépcső- liftüzemeltetés, épületfelüyelet), melyeknek me kell jelennie a képzésben is. Humán erőforrás: A lenayobb kihívást minden esetben az ember-ép kapcsolata jelenti. Ez a rendszerek hatékonysáának kulcsfontossáú tényezője. A komplex rendszer célja az esemény minél korábbi és hibamentes észlelése, valamint az arra történő hatékony és yors reaálás, beavatkozás. A hatékonysá azonban nem alakítható ki eyik pillanatról a másikra, azt folyamatosan fejleszteni, rendszeres időközönként ellenőrizni kell. Rendkívüli esemény során a mefelelő információk birtokában azonnali beavatkozás szüksées. Hibás és inkompatibilis rendszerelemek választása. A rendszer üzemben tartói az esetek döntő többséében nem rendelkeznek azzal a szaktudással, amellyel a rendszer műszaki paramétereit teljes eészében meismerhetnék (nem is ez a feladatuk). Ennek ellenére a javításról, fejlesztésről dönteniük kell. Ennek során olyan részeyséek kerülhetnek a rendszerekbe beépítésre, amelyek működnek, de az elvárt paramétereket nem mindi teljesítik a kompatibilitási problémák miatt. A fenti problémák meoldására ey célszerű, összetett, üzemeltetői indikátor kidolozása nyújthat seítséet. Ezen indikátor a rendszer komponenseiben keletkező információk folyamatos felhasználásával, a releváns adatok eltárolásával, majd feldolozásával, indikátor mérőszámokat állít elő. Az indikátor mérőszámokból az üzemeltető azonnal látja a rendszerbe történő beavatkozás szükséesséét és annak módjára is következtethet, például: karbantartás, javítás, felújítás, rendszercsere. R 0 1K 2M 2K 1M R min Idő 1. ábra - A rendszer használhatósáának változása az idő füvényében [1] 3

4 1.2. Üzemeltetés folytonossái stratéiák Az ipari rendszereknél, mint az 1. ábrán látszik, kétfajta karbantartási folyamat használatos. Az eyik a korrekciós, vay helyreállítási javítás (KJ), mely esetén a beavatkozás csak akkor történik me, amikor a rendszerben már bekövetkezett lealább ey rendellenes működés, vay hiba (1K és 2K). Mivel az interált, illetve a komplex vayonvédelmi rendszerek esetében ey rendszerelem rendellenes viselkedése, a rendszer teljes működőképesséének leállásához vezethet, íy ennek a stratéiának önmaában történő alkalmazása itt eyáltalán nem javasolt. A másik alkalmazható stratéia a meelőző karbantartási folyamat 1 (MK), mely esetén a rendszer üzemszerű működése közben történik me a karbantartás, a várható mehibásodások előtt, azok meelőzése érdekében. A komplex rendszerek esetében ez az elvárható és fenntartható stratéia, azonban csak önmaában alkalmazva ez sem biztosítja a tökéletes rendszerfenntartást. Alapvetően az üzemeltetési folyamat során kétfajta mehibásodással lehet találkozni. Az eyik az apró mehibásodások, melyek orvoslására kisebb korrekciók, javítások, illetve rendszerelem cserék kerülnek vérehajtásra. A másik a kritikus rendszerelem, vay rendszer mehibásodások helyreállításához viszont a rendszerelem, vay a teljes rendszer cseréje szüksées. A kritikus hibák előfordulását csökkenti a meelőző folyamat, mely mivel tervezetten történik - tartalmazza a kisebb javításokon túl (1M) a funkcionális helyreállítási szakaszokat is (2M). A meelőző karbantartási folyamat optimalizálására két klasszikus metódus használható, az eyik az eltelt használati idő alapján történő meelőző csere (HCS), a másik a blokkonkénti csere eljárás (BCS). [2] Ez kétsételenül a lebiztonsáosabb, azonban a leköltséesebb eljárás, amely a csere és a rendszer újra konfiurálás időtartamát fiyelembe véve, ien maas kockázatot is rejt maában. Az üzemeltetés érdekében ezért célszerű eyéb külső elemek bevonása is. Ennek eyik leeyszerűbb és lehatékonyabb módja, ha az eszközökre és rendszerre vonatkozó arancia kieészül a meújuló aranciával is. A vayonvédelmi rendszerrel kapcsolatos üzembentartási költséek rualmatlannak tekinthetők, mind alulról, mind felülről értelmezve. Erre jó példa a létfontossáú létesítmények védelmi szintjének fenntartási-, illetve hiba esetén, annak helyreállítási költséét irracionális mértéknél is me kell finanszírozni, hiszen már ey nem detektált külső behatolás ezen helyekre, ennél jóval nayobb károkat okoz. A HCS esetén a rendszer üzemszerű működése közben T-idő eltelte után meelőző karbantartást (2M), vay helyreállítási karbantartást (2K) kell elvéezni, attól füően, hoy melyik következett be előbb. A BCS esetén előre mehatározott időintervallumonként (K*T, ahol K=1, 2, 3, /2K/) teljes rendszercsere történik, hiba esetén pedi 2K, azaz helyreállítás. [3] 1 Mayarorszáon a meelőző karbantartási folyamat réebbi ismert neve a TMK, azaz a tervszerű meelőző karbantartás. 4

5 5

6 Az optimális időpontok mehatározása a fenti esetben a költséek fiyelembevételén alapul. Teljes költsé működtetés, mint ey eysényi időre vonatkoztatott átlaos költsé modell esetén: C(T) = C tf(t)+c p R(T) T 0 R(t)dt Ahol a T jelenti a meelőző csere idejét; Cp a meelőző csere költséét; Ct pedi a hiba esetén bekövetkező teljes költséet - a hiba beálltától kezdve a teljes hiba elhárításái - beleértve a csereeszköz költséét is. Fentiek fiyelembevételével adódik hoy Ct > Cp. Az R jelöli a azdasáossáot és az F (F=1-P) pedi az előfordulási valószínűséet. Az optimális csere idő a dc(t) dt = 0 képlet alapján adódik. A vayonvédelmi rendszerek esetében ey teljes rendszerleállás nem a szokásos helyreállítási, vay javítási költséeket okozza, a járulékos károk mértéke hihetetlenül maas is lehet. Az üzembentartó éppen ezért a rendszer yártójának, illetve telepítőjének kockázatvállalását is iénybe tudja venni azáltal, hoy a maximális aranciális időtartamot biztosíttatja a rendszerhez, illetve a rendszer telepítője által véeztetett karbantartással mehosszabbítja azt. Ebben az esetben a rendszerelemek cseréjének, esetleesen a teljes rendszer cseréjének a költsée nem az üzemeltetőt foja terhelni. A rendszer üzemszerű működésének a kezdete (0), amikor a telepítő befejezte a rendszer kiépítését. Az üzembehelyezést követően ey aranciális időszak következik, mely idő alatt bekövetkező hibákat (T < aranciális idő), a beszállító költsémentesen cserél és az új eszköz aranciális ideje mehosszabbításra kerül. Amennyiben a rendszer eléri a aranciális időt, utána az életciklus ey új szakasza kezdődik (T > ), amikor karbantartással a aranciális idő mehatározott τ időtartammal tovább hosszabbítható. Fentiek fiyelembevételével a mehibásodások folyamata ey intenzitást is tartalmazó, inhomoén Poisson eloszlási füvény szerint alakul µ(t), ahol a t-a rendszer eyséeinek életkorát jelenti a leutolsó cserét követően. Ezen kívül a rendszer eyséein belül történő első mehibásodási ráta T ideje, amit h(t)-vel jellemezhető és számszerűen meeyezik az intenzitással µ(t). [4] és [5] 1 aranciális időszak karbantartási időszak 0 2. ábra Karbantartás mehosszabbított aranciával modell [6] Ekkor azonban már jelentkezik ey további költsé a karbantartások díja is. Ebben az esetben a rendszer üzemszerű működési időtartama a költséek fiyelembe vétele nélkül az alábbi eyenletekkel jellemezhető: L = E(T T < )F() + E(G + τ T > )F () = I() + ( + τ)f () [6] s F (t) = 1 F(t) és I(s) = tf(t)dt 0 6 2

7 L: a tervezett életciklus hossza, T: az első mehibásodás időpontja, F(t)-f(t): az üzemszerű működés eloszlása és valószínűsée az idő füvényében, : aranciális időtartam, τ: karbantartási időtartam a arancia letelte után. I: mehibásodás intenzitása (mehibásodási ráta) Az üzemeltetőnek azonban - az előzőekben nevesített esetek kivételével - az üzemszerű működés költséekkel összerendelt mérőszámai indikátorként szolálhatnak a rendszer üzembiztonsááról és fenntarthatósááról. A rendszer üzemeltetésére ekkor az alábbi költséek jellemzőek kiterjesztett arancia idő (KGI) esetén: C KGI = E(C ) + E(C kj ) + E(C mk ) + E(C h ) + E(C hk )= = c mk I() + c hf ()(c kj + c hk ) p(t)dt + F ()c mk 3 Ahol a C : a aranciális fenntartás költsée, a C kj : korrekciós és helyreállítási költsé, a C mk : meelőző karbantartás költsé, a C h : arancia alatti hiba költsée, a C hk : kiterjesztett arancia alatti hiba költsée. A p(t) a hiba előfordulási rátát ábrázolja, amely számszerűle meeyezik az intenzitás füvénnyel az inhomoén Poisson eloszlás esetén µ(t). A 2 és 3-as eyenletek összevonásával lehet kifejezni az ey eysére vonatkozó üzemeltetési költséet, mely szerint: C KGI (τ) = (c mk I()+c hf()+f ()c mk )+(c kj +c hk )F () p(t)dt I()+F ()() Összehasonlításul a KGI-nélkül, eseti javítással meoldott üzemeltetés esetén a költséek várható alakulása a következő: C KGIN (τ) = 1 {c ( y) mk y+τ y + lc h + c mk + (c kj + c hk + c kk ) p(t)dt } 5 Ahol a c kk : a javításokhoz kapcsolódó kieészítő költséek (mint kiszállási költsé, telephelyen kívüli költsé, melyeket a KGI szerződés szerint tartalmaz). Az összehasonlításhoz a arancia idő vééi felmerülő költséeket hayjuk el a 4 és 5-ös képletből, valamint az y = feltételt alkalmazva, az alábbi költséek származnak: 4 C KGI = c mk+(c kj + c hk ) p(t)dt 6 C KGIN = c mk+(c kj + c hk +c kk ) p(t)dt A 6 és 7-es költséekből kiolvasható, hoy a C KGIN esetén maasabb, vay alacsony mehibásodási ráta (intenzitás) esetén uyanazon költsészint várható. Azonban nem szabad azt elfelejteni, hoy kiterjesztett aranciális szoláltatás nélkül a rendszer rövidebb-hosszabb idejű leállása elkerülhetetlen, az azonnal rendelkezésre álló tartalékeszközök hiánya miatt. 7 7

8 2. Összezés Az összekapcsolt vayonvédelmi rendszerek bonyolultsáa, valamint a hibamentes működési állapot fenntartása miatt, az üzemeltetési költséek nay szórást mutatnak. Ez azonban az előre tervezést jelentősen menehezíti, esetleesen lehetetlenné teszi. Ezek csökkentésének eyik lehetősée az, hoy csak olyan beszállító termékei kerülnek beépítésre, mely a lehosszabb aranciális időt biztosítja a rendszer elemeire. A bizonytalansá tovább csökkenthető akkor, ha a rendszerek telepítését olyan szakcé vézi, mely a kivitelezésre teljeskörű aranciát vállal, valamint átalánydíjas karbantartással ez az idő kiterjeszthető. A kiterjesztett rendszerre vonatkozó arancia esetében fiyelembe kell azt venni, hoy a karbantartást véző cé munkadíjat nem, de a lejárt aranciájú eszközöket kiterheli az üzemeltetőnek. Ey jól meválasztott konstrukcióval akár 5-8 évre tervezhetővé válnak az üzemeltetési költséek. 3. Irodalomjeyzék [1] M. Mahdavi and M. Mahdavi, Optimization of ae replacement policy usin reliability based heuristic model, Journal of Scientific & Industrial Research, vol. 68, no. 1, pp , [2] L. H. Richard Barlow, Optimum Preventive Maintenance Policies, Operations Research, vol. 8, no. 1, pp , [3] S.-H. Sheu, A eneralized ae and block replacement of a system subject to shocks, European Journal of Operational Research, vol. 108, no. 1, pp , [4] H. Ascher and H. Feinold, Repairable systems reliability: Modelin, inference, misconceptions and their causes, European Journal of Operational Research, vol. 23, no. 2, pp , [5] S. E. Ridon és A. P. Basu, Statistical Methods for the Reliability of Repairable Systems, New York: Wiley, [6] K. M. Jun, S. S. Han and D. H. Park, Optimization of cost and downtime for replacement model followin the expiration of warranty, Reliability Enineerin & System Safety, vol. 93, no. 7, pp , [7] T. N. Hisashi Mine, A Summary of Optimum Preventive Maintenance Policies Maximizin Interval reliability, Journal of the Operations Research Society of Japan, vol. 21, no. 2, pp , [8] S.-H. Sheu and Y.-H. Chien, Optimal ae-replacement policy of a system subject to shocks with random lead-time, European Journal of Operational Research, vol. 159, no. 1, pp ,