Az állapot felügyeletére alapozott üzemfenntartási stratégia számítógépes háttere

Átírás

1 ÜZEMFENNTARTÁSI TEVÉKENYSÉGEK Az állapot felügyeletére alapozott üzemfenntartási stratégia számítógépes háttere Tárgyszavak: állapotfelügyelet; üzemfenntartási stratégia; eszközgazdálkodás; számítógép. Az ipari termelési folyamatok eszközgazdálkodása (asset performance management) szoros kapcsolatban kezeli a technológiai berendezések állapotára vonatkozó műszaki, gazdasági információkat a mind hatékonyabb számítógépes adatkezelő eljárásokkal. Az eszközgazdálkodás feladatai A berendezések karbantartási szükségleteit is mérlegeli az eszközgazdálkodás, felhasználva a gépdiagnosztika és az aktuális állapot figyelemmel kísérésének más hatékony eljárásait. Regisztrálják a teljesített üzemórákat, továbbá részletesen értékelik a kijelölt gépalkatrészek, szerkezeti egységek állapotának változásait, az ezekhez kapcsolódó üzemfenntartási költségekkel összefüggésben. A felmért állapotadatok alapján figyelemmel lehet kísérni a kopási trendeket, a meghibásodások tényleges alakulását. Az eszközgazdálkodás egyik lényeges információja, hogy a hiba leginkább a berendezés melyik részén, alkatrészén mutatkozik, és az ezzel járó ráfordítások, veszteségek miként alakulnak. Kijelölhetők a berendezés legtöbb karbantartást igénylő részei, alkatrészei. Időben elvégezhetők ezek a megelőző jellegű beavatkozások, és ezzel meghoszszabbítható a berendezés élettartama. Az üzemfenntartási stratégia olyan alapinformációkra épül, mint pl. a kulcsfontosságú alkatrészek költségei, a termelés kiesésével járó veszteségek, a berendezés indításával és leállításával kapcsolatos intézkedések következményei, az üzemfenntartás feladataihoz szükséges létszám, felkészültség rendelkezésre állása stb.

2 Az üzemfenntartás döntései során összehasonlítják a potenciális gépszállítók ajánlatait, pl. az egyes gépalkatrészek várható élettartamát a különböző géptípusokban. A tartósság mellett fontos szempont a költség és a gép hatásfoka, megbízhatósága is. Ezek az alapadatok a költség haszon szemlélettel végzett elemzésekhez szükségesek. Olyan számítógépes eljárásokra van tehát igény, amelyek a legfontosabb műszaki adatokat (a gép állapotát, üzemeltetési statisztikai adatait, a kopási trendeket stb.) összevetik a pénzügyi szempontokkal, és ezzel áttekinthetővé teszik a berendezés üzemeltetésének gazdasági vonatkozásait, vagyis a maximális rendelkezésre álláshoz szükséges ráfordítások optimális viszonyait. Üzemfenntartási stratégiák összehasonlítása Több mint hat évtizede alkalmaznak üzemfenntartási stratégiákat, bár egymástól eltérő ezek hatékonysága. A termelő ágazatok közül azok kezdeményeztek ilyen innovációval járó stratégiákat, amelyekben az eszköz hibátlan működtetése kritikus abban az értelemben, hogy nincsenek redundáns berendezések, és katasztrófára vezethet, ha üzemképtelenné válna az eszköz (pl. a légi közlekedésben a repülőgép motorja). Az üzemfenntartási stratégia egyik alapesete, amikor az üzemzavarok bekövetkezésekor intézkednek (no schedule maintenance.) Ennél biztonságosabb a megelőző karbantartás, pl. meghatározott naptári időközönként végzett beavatkozásokkal (preventive maintenance). Az előbbieknél hatékonyabb az alkatrészek állapotától függő karbantartási stratégia, amely révén a lehető legnagyobb mértékben kihasználhatók a kopási, elhasználódási tartalékok (condition based maintenance, predictive maintenance). Az említett alapesetek mellett sok egyéb névvel is jelölhetők az üzemfenntartási stratégiák. A megbízhatósághoz igazodó eljárások (reliability centered maintenance) sok ágazatban alkalmazhatók. A pénzügyi szemlélet alapján alakították ki az eszközgazdálkodás (asset management) stratégiáját, amely nem a műszaki, hanem az üzemgazdasági jellemzőkre építi a karbantartási intézkedéseket, a termelés megszakításának terveit. A termelésirányítás szempontjai a lényegesek azokban a stratégiákban, amelyek integrálják a termelés, valamint a berendezések rendszeres karbantartásának rutinfeladatait (total productive maintenance). A géptervezés, a gyártás, valamint a felhasználás és karbantartás szempontjait összefüggéseiben vizsgálja az a stratégia, amely

3 a berendezés teljes élettartamát átfogó elemzésekre épül (lifecycle management). Az előbbi 3 alapeset (no schedule preventive predictive) egyikébe sem sorolható az eszközök teljesítményéhez igazodó stratégia, az asset performance management (APM). Erre a stratégiára a következők jellemzők: figyelemmel kíséri a fontosabb alkatrészek statisztikai jellemzőit a várható élettartam meghatározásához, vizsgálja a karbantartási intézkedések ráfordításait, költségeit, a műszaki és gazdasági alapadatok ismeretében állítja össze a karbantartási terveket, lényegében megelőző jellegű intézkedéseket ír elő, hogy a rendelkezésre állás megfeleljen a követelményeknek, illetve növekedjék. A teljesítményhez igazodó eszközgazdálkodás (APM) bevezetése A hagyományos üzemfenntartási stratégiák és az előbb említett teljesítményhez igazodó eszközgazdálkodás (APM) összekapcsolása speciális feladatokkal jár. Elsőként arról kell gondoskodni, pl. gépfelügyelet révén, hogy a gép állapotáról folyamatosan rendelkezésre álljanak a szükséges információk. Bizonyos kiegészítő elemzésekre is szükség van, pl. az olajvizsgálatokra. Az üzemeltetés költségadatai is szükségesek ehhez az eszközgazdálkodási formához. A gép állapotára alapozott karbantartási stratégia lényeges alapadatokat szolgáltat ehhez az eszközgazdálkodási formához, hiszen a fokozatosan elhasználódó alkatrészek figyelemmel kísérése lehetővé teszi, hogy kellő idő álljon rendelkezésre a beavatkozásokra. Az üzemzavar bekövetkezése előtt megrendelhetők a karbantartáshoz szükséges eszközök, alkatrészek, dokumentációk, és gondoskodni lehet a személyi feltételekről is. Amennyiben a riasztási idők túl rövidek az alkatrész beérkezéséhez, gondoskodni lehet a készletezésről, és a raktárról szállíthatók a karbantartáshoz szükséges anyagok és eszközök. A vázolt helyzet gazdasági döntésekkel is jár. A készletezés tekintélyes tőkelekötést igényelhet. Kritikus feltétel, hogy mennyire rugalmas a karbantartást végzők létszámtervezése, a szükséges szakmai felkészültségekkel is számolva. Jelentős gazdasági hatása van a termelés leállításának, valamint a karbantartás, javítás miatti felfutás és leállás optimális folyamatirányításának.

4 A döntések sokféle és nagy mennyiségű információ áttekintését, elemzését igénylik, pl. a meghibásodások várható helyére, idejére, az előírt beavatkozás műveleteire és munkaigényére, a készletek helyzetére és költségeire, a termelési előirányzatok teljesíthetőségére, a karbantartás éves költség-előirányzatára stb. vonatkozóan. Miközben a várható üzemzavar előrejelzése meghatározott alkatrészkopásokat vesz figyelembe, sok más alkatrész élettartama is figyelmet érdemel, hogy a leállások alkalmával az éppen esedékes cseréket ezeknél is időben elvégezhessék, bár a tűréshatárt csak megközelítették, de még nem lépték át. Az APM alkalmas a karbantartással összefüggő termelési szünetek optimális viszonyainak meghatározására. Úgy növelhető a gép rendelkezésre állása, hogy az állapothoz igazodó leállítások alkalmával minden olyan alkatrészt egyidejűleg cserélnek, amely az életciklusa végét annyira megközelítette, hogy a következő beavatkozásig nagy valószínűséggel bekövetkezne a hiba. Olyan gépdiagnosztikai eljárásokat igényel a vázolt eszközgazdálkodási stratégia, amely alapján a kritikus alkatrészek elhasználódása figyelemmel kísérhető. Két alapinformációt vesz figyelembe az élettartam előrejelzése: egyrészt a kopási ütemeket és a kialakult állapotot, másrészt a gép által már teljesített és a következő időszakokban tervezett üzemórák számát. A szakértők ezek alapján becsülni tudják, hogy bizonyos üzemóraszám még teljesíthető-e üzemzavar nélkül vagy nem, és ez utóbbi esetben indokolt a nem teljesen elkopott, csak részben meghibásodott alkatrészek cseréje is, amíg áll a gép. Vannak olyan esetek is, amelyekre bizonytalanság jellemző, mert nem kellően hosszú az az időtartam, amely a kialakuló hiba előrejelzése és az üzemzavar között van. A szakértők az ilyen információhiányok miatt csak feltevésekkel becsülhetik a gép várható meghibásodásának időpontját a korábbi tapasztalatok, valamint a statisztikai adatok értékelése alapján. Ezekhez a becslésekhez ad támogatást a Prognost elnevezésű számítógépes eljárás. A számítógépes eljárás jellemzői A Prognost Asset Control System elnevezésű számítógépes eljárás az alkatrészekre, valamint a karbantartó tevékenységekre vonatkozó információk rögzítésére, tárolására és tervek összeállítására alkalmas. Az eljárás összekapcsolható a nagyobb adatbankokkal, de helyi számítógépeken, önmagában is alkalmazható (stand alone). A vállalatok irányítási rendszerét pl. a SAP R/3 eszközgazdálkodási program végezheti,

5 ennek a PM (plant maintenance) modulja alkalmas az üzemfenntartási tervek összeállítására és az információk feldolgozására. A Prognost eljárás felhasználja az ezekben a vállalatirányítási rendszerekben elérhető sokféle információt, amelyek pl. az anyaggazdálkodás és megrendelés folyamataihoz szükségesek. Ilyen alrendszer továbbá a készletezés adatfeldolgozása a vállalat gazdálkodásának egységes rendszerében, és ehhez a karbantartóknak is igazodniuk kell. Az általános rendeltetésű vállalati információs rendszerek azonban nem alkalmasak az egyes gépek, berendezések adatainak közvetlen rögzítésére. Külön eljárás révén állapítható meg pl. az egyes eszközök üzemóráinak alakulása, és a Prognost alkalmas arra, hogy pl. a SAP standard vállalatirányítási adatait kiegészítse a gépek fontosabb egyedi adataival. A másik irányban is megvalósítható adatcsere, pl. a gépek egyes alkatrészeinek történetét vagy az egyes tevékenységek adatait a Prognost más számítógépes rendszerektől veheti át. Ezek az adatcserék a Windows alapú programokkal nehézség nélkül megvalósíthatók, a kompatibilitás messzemenően biztosított pl. a SAP és a Prognost között. Óvni kell azonban a döntéshozókat az olyan megalapozatlan várakozásoktól, amelyeket korábban pl. az állóeszköz-gazdálkodás mindent megoldó eljárásaihoz fűztek. Nem igazolódott ugyanis, hogy egyetlen számítógépes eljárást minden ágazatban és bármilyen szervezettségű üzemben alkalmazni lehet. A fő gond az, hogy a rendszer igen sokféle adatforrásra támaszkodik, és ezek sok esetben nem megfelelően kialakított formában tartalmazzák az eszközgazdálkodáshoz szükséges műszaki, gazdasági, karbantartási stb. információkat. Az illeszkedési nehézségek végső soron megakadályozzák a folyamat egészének áttekintését, hatékony irányítását. A Prognost eljárás megvalósítja a különböző információforrások egységes rendszerként való felhasználását. A következő adatok érhetők el a Prognost Asset Control System adattáraiban: például a dugattyús gépre vonatkozóan: minden alkatrész egységes jelöléssel, a beépítési viszonyoknak megfelelően azonosítható, minden alkatrészre lekérdezhető az eszköz első üzembe helyezése, valamint a legutóbbi javítása óta teljesített üzemórák száma, minden alkatrészre rendelkezésre állnak a karbantartási események adatai, pl. a végrehajtás időpontjai, a legutóbbi beavatkozás eseményei, a karbantartási terv információi,

6 a gép egészének a története, pl. a tervezett és nem tervezett gépállások, a karbantartás története és terve, mind az időadatokra, mind a tevékenységekre vonatkozóan. A dokumentációk és az ellenőrzések információs háttere A gazdálkodás egyik lehetséges döntése a költségcsökkentés érdekében, hogy külső szolgáltató végezze a gépek karbantartását. Amenynyiben van ilyen külső szolgáltató valamely berendezésre vagy a géppark egészére, meg kell szervezni a kapcsolattartást, együttműködést. Ehhez az elvégzendő és a ténylegesen elvégzett munkák hiánytalan dokumentálása szükséges. Jegyzőkönyveket kell készíteni, amelyek rögzítik pl. a felhasznált alkatrészeket, a végrehajtott műveleteket a múltban, és hasonló előírások szükségesek a megrendelt üzemfenntartó intézkedésekre vonatkozóan is. A Prognost-rendszerben szakszerű jegyzőkönyvszerkesztő programok vehetők igénybe ilyen dokumentálásokra. A Prognost áthidalja azokat a nehézségeket, amelyek gyakran mutatkoznak a személycserék esetén, nem engedi elveszni a korábban felhalmozott szakmai ismereteket. Előfordulhat, hogy tapasztalt üzemvezetők, karbantartók távoznak vagy új beosztást kapnak, a vállalat ilyen váltások esetén is birtokában marad a rendszerben tárolt karbantartási ismereteknek. Nem hagyatkoznak kézzel írt, a fiókokban elkeveredő alkalmi feljegyzésekre, mert azokat a rendszer visszakereshetően tárolja. Az ismeretekkel való gazdálkodás (knowledge management) bevált módszereire épülnek ezek az információfeldolgozások. Központilag teszik hozzáférhetővé az értékes karbantartási tapasztalatokat. Az állapot felügyeletére alkalmazott rendszerek információinak integrálása A teljesítményekre alapozott (APM) eszközgazdálkodás lényege, hogy összekapcsolja a gépek állapotának felügyeletét az üzemfenntartás gazdasági jellemzőivel. A Prognost ennek megfelelő bemeneti információkat továbbít a vállalat állóeszköz-gazdálkodási rendszerének. Az átadott üzemfenntartási információk vonatkozhatnak pl. a gépek rendelkezésre állására, az élettartamra összeállított statisztikai adatsorokra, a megbízhatóság mutatószámaira stb. Sok korszerű berendezésen alakítottak ki olyan felügyeleti rendszert, amely online adatokat, mérési eredményeket szolgáltat. Megállapítható, hogy a gép meghatározott feltételek között hány üzemórát telje-

7 sített. A teljes időszakot alapul véve ezekből az üzemóraszámokból számítható a rendelkezésre állás mutatója. A Prognost az online adatok átvételével végzi a gépfelügyeleti információk folyamatos feldolgozását. Minden adatot tárol a gép állapotának meghatározásához és az említett élettartambecslésekhez. Alkalmas pl. a gép fordulatszámainak automatikus adatrögzítésére, erre alapozva a működést és a leállásokat dokumentálni lehet. Az éjszakai és az üzemszüneti napokon feljegyzett gépadatok is rendelkezésre állnak. A gépet kezelők pótlólag megállapíthatják, hogy tervezett vagy nem tervezett (üzemzavar miatti) gépleállás történt. A tervezett karbantartási adatok pl. a dugattyús gép általános üzemeltetési jellemzői. Ezeken túlmenően bármely gépalkatrészre összeállítható az üzemfenntartási intézkedések jegyzéke, hiteles nyilvántartása. Ebben a regiszter jellegű adatgyűjteményben minden alkatrészre feljegyzik a beavatkozások időpontjait, továbbá a végrehajtott karbantartó, javító műveleteket. A rendszer szöveges állományként elkészíti az egyes beavatkozások részletes jelentéseit. A dugattyús gép esetén minden hengerre külön nyilvántartás készül, és ezen belül minden fontosabb alkatrész megkülönböztethető, pl. a henger, a forgattyús tengely, a különböző csapágyak és azok egyes részei, a dugattyú, a szelepek, a tömítések, valamint a gép nem említett más részei, irányítástechnikai egységei. A beépítési jegyzék hierarchikus felépítésű, és ennek bármely helyén lekérdezhető, hogy pl. egy bizonyos szelep hány órát üzemelt a legutóbbi cseréje vagy tisztítása óta. Az is megállapítható, hogy a következő tervezett leállásig még hány órát kellene hibátlan állapotban működnie, és erre az elhasználódás adott üteme esetén képes lehet-e. Az üzemfenntartó szakember erre alapozva tervezheti az idő előtti cseréket, ha jelenleg üzemképes ugyan a kopásnak kitett alkatrész, de a következő beavatkozásig valószínűleg már üzemzavar lépne fel. A statisztikai adathalmaz alapján összeállítható, hogy a gépen melyek a leggyorsabban elhasználódó, kritikus alkatrészek, és a megbízható működéshez milyen élettartam-kilátást vegyen figyelembe a karbantartási stratégia. Ezeket a Prognost-rendszerben rendszerezetten tárolt üzemfenntartási alapadatokat bármikor lekérdezhetik, vagyis gyakorlatilag nem függ a személyes tapasztalatoktól, ismeretektől, kéziratos magánfeljegyzésektől, hogy az optimális időpontú beavatkozást meghatározzák és elrendeljék. Az egyes gépekre az is megállapítható, hogy a leghosszabb üzemeltetési időkre mely alkatrészek élettartamának lehet hatása. Kiszűrhe-

8 tők azok a karbantartási hibák és helyek, amelyek a leggyakrabban okai a nem tervezett gépállásoknak, pl. a nagy igénybevételnek kitett keresztfej elkopásának, törésének, alakváltozásának stb. Irodalom Összeállította: Gittlár Ferencné Reininghaus, B.; Kolbenhub, G.: Verbindung von ökonomischen Daten mit Online Condition Monitoring. = Erdöl Erdgas Kohle, 121. k. 2. sz p Mitchell, J. S.: Achieving industry-best asset optimization. = Hydrocarbon Processing, 84. k. 5. sz p Zustandsbestimmung von Brückenbauwerken mit automatischem Monitoring. = Beton- und Stahlbetonbau, 100. k. 3. sz p. A10. Condition Monitoring. Kontinuierliche Zustandsüberwachung auf Basis vorhandener Sensorik und Elektronik. = Das IndustrieMagazin, sz. febr. 28. p. 43.