Járműkarbantartási stratégia (A villamos járművek karbantartása) Készííttetttte:: Dr.. Nagy Viince Ph..D..,, kandiidáttus,, egyettemii docens,, ttanszékvezettő Dr.. Lakattos Isttván Ph..D..,, egyettemii docens Lekttorálltta:: Dr.. Horvátth Ballázs Ph..D..,, egyettemii docens,, ttanszékvezettő Győr,, 2012.. 1
Tartalom Bevezetés... 4 1. Egyetemes és specifikus rendszermodell leírása... 4 1.1 Járműtelepi fő járműfenntartási műveletek és tevékenységek... 4 1.2 A rendszermodell álláshelyei... 8 1.3 A rendszermodell folyamattechnológiája és folyamatábrái... 11 2. Karbantartási módszerek elmélete... 28 2.1 Hagyományos karbantartási módszerek elemzése és értékelése... 28 2.1.1 Kieséses módszer (hibáig üzemeltetés)... 30 2.1.2 Merev karbantartási módszer... 31 2.1.3 Felülvizsgálat utáni karbantartási módszer... 34 2.1.4 Egyedi karbantartási módszer... 40 2.1.5 Komplex karbantartási módszer... 41 2.2 Korszerű karbantartási módszerek elemzése és értékelése... 41 2.2.1 RCM (Reliability Centred Maintenance)... 42 2.2.2 TPM (Teljeskörű Hatékony Karbantartás)... 47 2.2.3 CMMS (Számítógépes Karbantartás Menedzsment Rendszer)... 55 2.2.4 Karbantartás Stratégiai Megközelítése... 56 3. A járműtelepen folyó karbantartási rendszer elemzése és értékelése (esettanulmány)... 58 3.1 Kelenföld villamos járműtelep karbantartási rendszerének elemzése és értékelése... 58 3.1.1 A Kelenföld villamos járműtelep jelenlegi adottságainak helyzetfelmérése.. 58 3.1.2 Jelenlegi karbantartási rendszer elemzése... 82 3.1.3 A karbantartási rendszer korszerűsítésére vonatkozó javaslatok... 99 3.1.4 A járműtelep kapacitás vizsgálata... 103 3.1.5 A járműtelep fejlesztésére vonatkozó javaslatok... 112 3.2 Angyalföld villamos járműtelep karbantartási rendszerének elemzése és értékelése... 113 3.2.1 Az angyalföld villamos járműtelep jelenlegi adottságainak helyzetfelmérése 113 2
3.2.2 Jelenlegi karbantartási rendszer elemzése... 139 3.2.3 A karbantartási rendszer korszerűsítésére vonatkozó javaslatok... 157 3.2.4 A járműtelep kapacitás vizsgálata... 160 3.2.5 A járműtelep fejlesztésére vonatkozó javaslatok... 169 3.3 száva villamos járműtelep karbantartási rendszerének elemzése és értékelése... 171 3.3.1 A Száva villamos járműtelep jelenlegi adottságainak helyzetfelmérése... 171 3.3.2 Jelenlegi karbantartási rendszer elemzése... 198 3.3.3 A karbantartási rendszer korszerűsítésére vonatkozó javaslatok... 216 3.3.4. A járműtelep kapacitás vizsgálata... 220 A járműtelep fejlesztésére vonatkozó javaslatok... 230 Összefoglalás... 231 MELLÉKLETEK... 232 1. MELLÉKLET... 233 2. MELLÉKLET... 240 3. MELLÉKLET... 243 4. MELLÉKLET... 245 5. MELLÉKLET... 247 6. MELLÉKLET... 250 7. MELLÉKLET... 252 3
Bevezetés A korszerű járműfenntartás stratégiai célú minta rendszermodellel történő kezelése olyan korszerű terület, amelyen időszerű tananyag összeállítása, amely egyaránt alkalmazható az iskolarendszerű és a felnőttképzésben. A gyakorlati alkalmazásra, az e-mobilitás jegyében, egy közlekedési vállalat járműtelepeire alkalmazva adunk esettanulmányt. 1. Egyetemes és specifikus rendszermodell leírása 1.1 Járműtelepi fő járműfenntartási műveletek és tevékenységek Az 1.1. ábra a kötöttpályás járműtelepek közül példaként a villamos járműtelep folyamattechnológiai rendszermodelljét szemlélteti, ahol az E2 járműellenőrzést is elvégzik. A rendszermodell ütemhelyeihez rendelt főbb tevékenységek: A - a beérkező jármű azonosítása, átvétel, B- előtárolás, C- diagnosztikai vizsgálat, D - E1 járműellenőrzés E- E2 járműellenőrzés F- E3 járműellenőrzés, G - V1 járművizsgálat, H - V2 járművizsgálat I - V3 járművizsgálat, J- nem tervezett karbantartás, váratlan meghibásodás hibaelhárítása, K - járműtisztítás, gépi mosás, L- járműtárolás, M- járműkiadás Az 1.1. ábrán bemutatott ütemhelyek funkciói: (1) A beérkező jármű azonosítása, átvétel (1.1. ábra A ütemhelyén). Ezen az ütemhelyen történik kódjel (pályaszám) alapján a beérkező jármű azonosítása. Az üzemhelyre érkező jármű kódjelét (pályaszámát,) az azonosító rendszer érzékeli és a járműtelep üzemi folyamatát irányító diszpécser számítógépes képernyőjén megjeleníti a jármű műszaki állapotát jellemző fontosabb technológiai paramétereket. 4
I J A B C D K L M D 1.1. ábra A villamos járműtelep folyamattechnológia rendszermodellje E F G H forgalom 5
A beérkező jármű műszaki állapotát jellemző technológiai paraméterek: életkor, km telítettség, felújítás, nagyjavítás időpontja, felújítás, nagyjavítás óta megtett km teljesítmény, utolsó évben végzett karbantartási beavatkozások és azok időpontjai, utolsó évben végzett karbantartási beavatkozások közötti km teljesítmények, elvégzett fődarab cserék és időpontjai, jelentősebb alkatrészcserék és időpontjai, váratlan meghibásodások okai és időpontjai, ismétlő váratlan meghibásodások okai és időpontjai, a járműforduló és a járat kiszolgálásának idő adatai, stb. A technológiai paraméterek ismeretében a diszpécser, a jármű műszaki- és forgalmi igényének legmegfelelőbb karbantartási folyamatra irányíthatja a beérkező járművet. (2) Előtárolás (1.1. ábra B ütemhelyén) Az utasforgalom nagyságának időbeni változása eredményeként változik: az időegység alatt a járműtelepre beérkező járművek db száma [(t)], a beérkező járművek érkezési időközei [t]. Ennek megfelelően a karbantartási folyamatok ütemhelyei előtt eltérő nagyságú várakozó sorok alakulhatnak ki. Az ütemhelyek munkájának közel egyenletes leterhelése az előtárolóból beállított járművekkel biztosítható. (3) Diagnosztikai vizsgálat (1.1. ábra C ütemhelyén) A járműazonosító ütemhelyen rögzített technológiai paraméterek alapján a diszpécser diagnosztikai vizsgálatot végeztethet a jármű tényleges műszaki állapotának meghatározásához. Szükség szerint több álláshelyből álló diagnosztikai ütemhelyen végzett mérések (funkció próbák, villamos mennyiségek mérése, rezgés-, melegedés-, teljesítmény mérés, stb.) megalapozzák a felülvizsgálaton (állapotvizsgálaton) alapuló karbantartási rendszer alkalmazásának kiszélesítését és ezzel a járművek kihasználásának lényeges javítását. A diagnosztikai vizsgálat eredményeként megalapozottan eldönthető a jármű tényleges műszaki állapotát figyelembevevő, a járműre alkalmazandó beavatkozás mélysége. (4) Járműellenőrzés (az 1.1. ábra D, E és F ütemhelyeken): 6
E1 forgalom biztonságra vonatkozó járműellenőrzés, az előírt technológiai utasítás szerint (D ütemhelyen). E2 forgalom- és üzembiztos működés szempontjából fontos szerkezeti részek ellenőrzése (E ütemhelyen) az előírt technológiai utasítás szerint. E3 forgalom- és üzembiztos működés szempontjából fontos szerkezeti részek és elektromos készülékek ellenőrzése a szükséges utánállításokkal és beállításokkal (F ütemhelyen) az előírt technológiai utasítás szerint. (5) Járművizsgálat (az 1.1. ábra G, H, I ütemhelyén) V1 a járművek mechanikus és elektromos berendezéseinek megbontással járó ellenőrzése, alkatrész cserék, beállítások kenések elvégzése az előírt technológiai utasítás szerint (G ütemhelyen). V2 a V1 vizsgálaton túlmenően, a nagyobb megbontással járó szerkezeti részek vizsgálata, szükség szerint a készülékek cseréje, az előírt technológiai utasítás szerint (H ütemhelyen). V3 a V2 vizsgálaton túlmenően a kötelező fődarab és alkatrész cserével járó vizsgálatok elvégzése, az előírt technológiai utasítás szerint (I ütemhelyen). (6) Nem tervezett karbantartás (az 1.1. ábra J ütemhelyén). Ezen az ütemhelyen történik a váratlan járműmeghibásodások hibaelhárítása. A hibaelhárítás elvégezhető az G, H, I ütemhelyek valamelyikén, függően a meghibásodás mértékétől és a hibaelhárítás technikai-technológiai igényétől. Ha a hibaelhárítás időtartama nagyobb, mint G, H, I ütemhelyek átlagos ütemhelyfoglaltsági ideje, akkor a beavatkozást J. ütemhelyen egyenkénti javítási módszerrel kell elvégezni. (7) Gépi mosás, járműtisztítás (az 1.1. ábra K ütemhelyén) A jármű gépi mosása fedett, fűtött ütemhelyen történik automatikus működésű berendezéssel. A berendezés és a jármű víz és mosófolyadék ellátása a környezettől függetlenítve, zárt rendszerben vízvisszaforgatással történik, az alábbi technológiai sort biztosítva, az ütemhely első álláshelyén: előnedvesítés, áztatás, nyári időszakban a járműfelület hűtése, téli időszakban felmelegítése, mosófolyadék felhordás, forgókefés tisztítás oldal- és homlok felületen, 7
öblítés, szárítás, pasztázás. A gépi mosást az ütemhely második álláshelyén a jármű belső takarítása követi. (8) Járműtárolás (az 1.1. ábra L ütemhelyén) A beavatkozásokon átesett, üzemkész járművek tárolása ezen az ütemhelyen történik. Az utasforgalom időbeni változásával összhangban elkészített menetrend, járatfordulók szerint erről az ütemhelyről történik a forgalom kiszolgálása. (9) Járműkiadás (az 1.1. ábra M ütemhelyén) Ezen az ütemhelyen történik a forgalomba kilépő járművek azonosítása, regisztrálása. Az ütemhelyről kilépő járművek kódjelét (pályaszámát) az azonosító rendszer érzékeli és rögzíti a jármű adott járatszámra történő kilépését. 1.2 A rendszermodell álláshelyei Az 1.1. fejezetben ismertetett ütemhelyek egy, kettő vagy több az ütemhely funkciójától, a jármű specifikumától, a várható ütemhelyfoglaltsági időtől, az ütemhely technikaitechnológiai felszereltségétől függően soros vagy párhuzamos elrendezésű álláshelyekből állhat. A járműazonosító ütemhelyen (A) egy álláshelyet célszerű kialakítani, mivel a minimális azonosítási idő miatt időegység alatt nagy számú jármű átbocsátását teszi lehetővé. Az előtároló ütemhely (B) álláshelyszáma a járműbefutási diagram alapján határozható meg. A járműbefutási diagram a járműazonosító ütemhelyre történő járműbeérkezéseket rögzíti. Egy lehetséges járműbefutási diagramot a 1.2. ábra szemléltet. 8
i (t) 0 6 12 18 t 24 i t 1.2. ábra Járműbefutási diagram A járműbefutási diagram [0, t=24] intervallumon t 1, t 2, t 24 egy órás időközökben rögzíti a járműbeérkezéseket. A ˆ (t) tapasztalati függvény az időegység alatt (egy órás időközben) beérkezett járműszámot szemlélteti. A mértékadó járműbeérkezés t i időközben ˆ i, amely járműdarabszámra kell méretezni az előtároló ütemhely álláshely számát. A diagnosztikai ütemhelyen (C) azon járművek diagnosztizálását végzik, amelyek valamilyen szintű beavatkozása km teljesítményük alapján esedékes. Az elvégzett felülvizsgálat, állapotvizsgálat után megalapozottan eldönthető, hogy a jármű tovább üzemelhet, vagy valamilyen beavatkozás elvégzésére leállítandó. Ha pl.: a járműkiadási ráta =0,88, akkor a járműállomány 12 %-án valamilyen beavatkozást kell végezni. A diagnosztizálást követően tovább üzemelő járművek átlagos db számát is figyelembevéve, ez a mérési feladat általában egy álláshelyen elvégezhető. Járműbeavatkozások ütemhelyein (1.1. ábra D, E, F, G, H, I ütemhelyei) végzik a karbantartási tevékenységeket. A járműtelep jármű típusai, ezek darabszáma, az elvégzendő beavatkozások szintjei, valamint az egyes járműtípusok különböző szintű beavatkozásainak átlagos időtartama ismert vagy közvetlen meghatározható adatként kezelhető. A nem tervezett karbantartás ütemhelyén (J) történik a váratlan meghibásodások hibaelhárítása. 9
A tervezett és nem tervezett karbantartási tevékenységeknél a költségek és álláshely számok szoros kölcsönhatást gyakorolnak egymásra. Az optimális álláshely szám meghatározásánál az álláshelyek létesítési költségét a járművek sorbanállásából adódó költségekkel kell együtt vizsgálni. A gépi mosás, járműtisztítás ütemhelyén (K) a gépi mosóberendezés kialakításától függően általában két álláshelyet célszerű kialakítani. Az első álláshelyen a téli mosást is lehetővé téve fedett, fűtött helyen, a környezettől lehatároltan, vízvisszaforgatással, automatikus vezérlésű gépi mosóberendezéssel kell végezni a jármű gépi mosását. A kívánatos mosási technológiai sorrend: - előnedvesítés, áztatás, téli időszakban a járműfelület felmelegítése, nyári időszakban hűtése, - vegyszerfelhordás, - forgókefés tisztítás: oldal- és homlok felületen, - öblítés, - szárítás, - pasztázás. A második álláshelyen kell végezni a jármű gépesített belső takarítása. A mosás, takarítás gyakoriságát, esedékességét technológiai előírás szabályozza, de meghatározó tényező az időjárás is. Általában egy járműtelepen egy két álláshelyes gépi mosó, tisztító ütemhely kialakítással a járművek tisztántartása biztosítható. Járműtárolás ütemhelyén (L) történik az üzemképes járművek átmeneti tárolása. Legyen K t a járműtelep teljes járműállománya, A TMK opt a tervezett karbantartáson levő járművek száma, A NTK a nem tervezett karbantartáson levő járművek száma, akkor a járműtárolás ütemhelyének álláshely száma: A tároló K 1,045 Sp( H) t A tároló álláshelyek kapacitás méretezésénél az éjszaka tárolandó járműszámot kell figyelembe venni. A járműkiadás ütemhelyén (M) egy álláshelyet kell kialakítani. Ezen az álláshelyen történik a forgalomba kilépő járművek azonosítása. Az azonosító rendszer érzékeli és rögzíti a jármű adott járatszámra történő kilépését. 10
1.3 A rendszermodell folyamattechnológiája és folyamatábrái A villamos járműtelepre belépő járművek mozgásfolyamata a rajtuk elvégzendő karbantartási tevékenységekkel jellemezhető. Az érkező járművek, műszaki állapotuktól, km teljesítményüktől, az előírt vizsgálatok esedékességétől, váratlan meghibásodásuktól, a forgalmi igényektől, stb. függően más-más kiszolgálási, karbantartási folyamatot igényelnek. A járműkiszolgálási folyamat lehetséges variációit (i), a variációk gyakoriságát (f i ) és ütemhelyeit (j) az 1.1. táblázat szemlélteti. A táblázat jelöléseinek jelentése: A folyamattechnológia ütemhelyei (j): A jármű azonosítás, B előtárolás, C diagnosztikai vizsgálat, D E1 járműellenőrzés, E E2 járműellenőrzés, F E3 járműellenőrzés, G V1 járművizsgálat, H V2 járművizsgálat, I V3 járművizsgálat, J nem tervezett karbantartás, K gépi mosás, tisztítás, L járműtárolás, M járműkiadás A folyamattechnológia variációi: (i), i=1, 2,, 15 A variációk gyakorisága: f i, i=1, 2,, 15 11
i j 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 A B C D E F G H I J K L M 1 + + + + 2 + + + + + 3 + + + + + 4 + + + + + + 5 + + + + + + 6 + + + + + + 7 + + + + + + + 8 + + + + + + 9 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 f f f f f f f f f f f f f f f f Jelölés: + - az álláshelyeken a jármű kiszolgálást (karbantartást) igényel, 1.1. táblázat A járműkiszolgálási folyamat variációi a villamos járműtelepeken A folyamattechnológia variációihoz tartozó f i járműbeérkezési gyakoriságok alapján meghatározható annak a közelítő valószínűsége, hogy a beérkező jármű a folyamattechnológia i-edik variációját igényli. P ˆ ( i) e f i 15 i1 f i 12
ahol: f i - az i-edik folyamattechnológia gyakorisága, vagyis az i-edik folyamattechnológiára 15 i1 történő járműbeérkezések átlagos száma, a vizsgált időtartamon, pl. 24 óra alatt, fi - a járműtelepre történő járműbeérkezések átlagos száma, a vizsgált időtartamon, pl. 24 óra alatt. Az i=1, 2,, 15 folyamattechnológiákra történő járműbeérkezések teljes eseményrendszert alkotnak: 15 i1 P ˆ ( ) 1 A járműkiszolgálási folyamat célszerűen Gantt-diagramban ábrázolható a j tartózkodási idők valószínűségi sűrűségfüggvényei feltüntetésével. A j jármű tartózkodási idő magába foglalja az ütemhely előtti várakozási időt és az ütemhelyen eltöltött járműkiszolgálási, karbantartási időt. Az egyes j valószínűségi változók eloszlására vonatkozó vizsgálatok igazolják, hogy ezek általában Gauss-féle normális eloszlást mutatnak, amelynek sűrűségfüggvénye: f e i M ( ) 1 2 2s ( ) e s 2 Az események függetlensége és az M lineáris volta miatt, a kiszolgálási folyamat időfelhasználásának várható értéke: j ) M ( M ( ) j j j 2 A fentiek alapján az 1.3.-1.17. ábrákon megszerkesztettük a folyamattechnológia, 2.2. táblázatban feltüntetett variációira (i=1, 2,, 15) a folyamatábrákat, bejelölve M ( j ) M ( ) i j értékeit, ahol jj az i-edik kiszolgálási folyamat j-edik ütemhelyén az átlagos járműtartózkodási időt jelenti. j ij j ij 13
ütemhely ütemhely i= 1 esetén j 1 A D 1A 1D L 1L M M( )= j 1j M( ) j 1j j 1j 1M 1.3. ábra Folyamatábra, i=1 variáció esetén i= 2 esetén j 2 A B 2A 2B D 2D L 2L M M( )= M( ) 2M j 2j j 2j j 2j 1.4. ábra Folyamatábra, i=2 variáció esetén 14
ütemhely ütemhely i= 3 esetén j 3 A E 3A 3E K 3K L 3L M M( )= j 3j M( 3j ) j j 3j 3M 1.5. ábra Folyamatábra, i=3 variáció esetén i= 4 esetén j 4 A B 4A 4B E 4E K 4K L 4L M M( )= M( 4j ) j 4j j j 4j 4M 1.6.. ábra Folyamatábra, i=4 variáció esetén 15
ütemhely ütemhely i= 5 esetén j 5 A B 5A 5B C 5C K 5K L 5L M 5M M( )= j 5j j M( ) 5j j 5j 1.7. ábra Folyamatábra, i=5 variáció esetén i= 6 esetén j 6 A C 6A 6C F 6F K 6K L 6L M M( M( ) j 6j )= j 6j j 6j 6M 1.8.. ábra Folyamatábra, i=6 variáció esetén 16
ütemhely ütemhely i= 7 esetén j 7 A B 7A 7B C 7C F 7F K 7K L L 7 M M( )= j 7 j ) j M( j 7 j j 7 M 7 1.9. ábra Folyamatábra, i=7 variáció esetén i= 8 esetén j 8 A C 8A 8C G 8G K 8K L 8L M 8M M( )= j 8j j M( 8j ) j 8j 1.10. ábra Folyamatábra, i=8 variáció esetén 17
ütemhely ütemhely i= 9 esetén j 9 A B 9A 9B C 9C G 9G K K 9 L 9L M 9M M( M( 9j ) j 9j )= j j 9j 1.11. ábra Folyamatábra, i=9 variáció esetén i= 10 esetén j 10 A C 10A 10C H 10H K 10K L 10L M M( M( 10j ) j 10j )= j j 10j 10M 1.12. ábra Folyamatábra, i=10 variáció esetén 18
ütemhely ütemhely i= 11 esetén j 11 A B 11A 11B C 11C H 11H K 11K L 11L M 11M M( )= j 11j M( ) j 11j j 11j 1.13. ábra Folyamatábra, i=11 variáció esetén i= 12 esetén j 12 A C I 12A 12C 12I K 12K L 12L M M( )= M( ) j 12j j 12j j 12j 12M 1.14. ábra Folyamatábra, i=12 variáció esetén 19
ütemhely ütemhely i= 13 esetén j 13 A B 13A 13B C 13C I 13I K 13K L 13L M 13M M( )= j 13j M( ) j 13j j 13j 1.15. ábra Folyamatábra, i=13 variáció esetén i= 14 esetén j 14 A B 14A 14B J 14J L 14L M 14M M( )= j 14j M( ) j 14j j 14j 1.16. ábra Folyamatábra, i=14 variáció esetén 20
ütemhely i= 15 esetén j 15 A B 15A 15B C 15C J 15J K 15K L 15L M 15M M( )= j 15j M( ) j 15j j 15j 1.17. ábra Folyamatábra, i=15 variáció esetén 21
Az 1.3.-1.17. ábrákon meghatároztuk az i-edik karbantartási folyamat esetén a j-edik ütemhelyen, a járművek átlagos tartózkodási idejét ( jj ) ill. az i-edik karbantartási folyamat ( j össz-időtartamát ) ij Ezek ismeretében, annak a közelítő valószínűsége, hogy a rendszerben levő jármű a j-edik ütemhelyen tartózkodik feltéve, hogy az i-edik karbantartási folyamat következett be: P( j / i) ahol: j=a, B,, M a járműtelep ütemhelyei i= 1, 2,, 15 a karbantartási folyamat variációi. t ij ij Mivel a j = A, B,, M ütemhelyeken történő járműtartózkodások és az i = 1, 2,, 15 karbantartási folyamatra történő járműbeérkezések független események, annak közelítő valószínűsége, hogy a beérkező jármű a j = A, B,, M ütemhelyeken található: Pˆ( A) Pˆ ( A/1) Pˆ (1) Pˆ ( A/ 2) Pˆ (2) Pˆ ( A/15) Pˆ (15) t é t Pˆ( B) Pˆ ( B/ 4) Pˆ (4) Pˆ ( B/5) Pˆ (5) Pˆ ( B/14) Pˆ (14) t é t Pˆ( C) Pˆ ( C /5) Pˆ (5) Pˆ ( C / 6) Pˆ (6) Pˆ ( C /13) Pˆ (13) t é t Pˆ( M) Pˆ ( M /1) Pˆ (1) Pˆ ( M / 2) Pˆ (2) Pˆ ( M /15) Pˆ (15) Általában: t é t é é é P ˆ( j) j é 15 i1 t Pˆ ( j / i) Pˆ ( i) t t t t é é é é é Ahol: P ˆ( j / i) - annak a közelítő valószínűsége, hogy a rendszerben levő jármű a j - edik ütemhelyen tartózkodik feltéve, hogy az i-edik karbantartási folyamat következett be. Pé ˆ ( i ) - az i-edik karbantartási folyamatra történő járműbeérkezés közelítő valószínűsége. Az ismertetett módszer alapján meghatározható 22
Pˆ ( A), Pˆ( B), Pˆ( C),, Pˆ( M) értékei, amely értékek megadják, annak a közelítő valószínűségét, hogy a járműtelepre érkező járművek a j = A, B, C,, M ütemhelyek melyikén található. Azon az ütemhelyen alakul ki a legnagyobb várakozó sor, ahol a közelítő valószínűségi érték a legmagasabb. P ˆ( j ) értékei alapján a gyakorlat számára kielégítő pontossággal, információt kapunk az egyes ütemhelyek, létesítmények, technológiai gépészeti berendezések kihasználtságáról, a karbantartási folyamat szűk keresztmetszeteiről. Ezek ismeretében dönthető el megalapozottan, hogy a járműtelep mely ütemhelyei, álláshelyei, létesítményei, technológiai gépészeti berendezései, műveleti technológiái szorulnak fejlesztésre. Legyen P ˆ( E ) értéke a legmagasabb, ez a közlekedési vállalat villamos járműveire nézve azt jelenti, hogy a legnagyobb várakozó sor az aknás vizsgálat E ütemhelyén alakul ki. Az E ütemhelyen a várakozó sor miatt kialakult folyamatokat az 1.18. ábra mutatja. K J K(t) T T T (T)= K(t) t- N 0 0 J(t) t J(t) K(t)-J(t)=N(t) N(t) - t időpontban az ütemhelynél tartózkodó járművek száma 0 f(t) 0 1 0 t 6 t 6 K'(t)= (t) t 12 J'(t)= (t) t 12 t 6 t 12 t18 t24 t 18 t 18 t 24 t 24 0 T f(t) t 1.18. ábra Az E ütemhely járműbeérkezési és járműkiszolgálási folyamata A K (t) függvény a E ütemhelyre történő átlagos járműbeérkezések időbeni változását mutatja (t 0, t 24 ) intervallumon. 23
K (t) ismeretében meghatározható a járműbeérkezési folyamat empirikus eseménysűrűsége: K' ( t) ( t) ahol (t) járműbeérkezési ráta, az időegység alatt befutott járműszám időbeni változása (t 0, t 24 ) intervallumon. A 1.18. ábra mutatja (t) lefolyását, amely az ütemhely terhelését adja. A J (t) függvény az E ütemhelyen történő átlagos járműkiszolgálások időbeni változását mutatja (t 0, t 24 ) intervallumon. J (t) ismeretében a járműkiszolgálási folyamat empirikus eseménysűrűsége: J' ( t) ( t) ahol (t) járműkiszolgálási ráta az időegység alatt kiszolgált járműszám időbeni változása (t 0, t 24 ) intervallumon. A 1.18. ábra (t) lefolyását is mutatja, amely az ütemhely átbocsátóképességét adja. Az ábra bemutatja az ütemhely kihasználtságának t függvényében történő változását. Az ütemhely átlagos kihasználtsága: k T 1 f ( t) dt T 0 ahol f(t) függvény csak 0 és 1 értéket vehet fel, tehát f(t) függvény alatti terület megegyezik az ütemhelyfoglaltsági időközök összegével. Annak közelítő valószínűsége, hogy a vizsgált ütemhely foglalt: Pˆ 1 ( T) T T 0 f ( t) dt Annak közelítő valószínűsége, hogy az ütemhely nem foglalt (üresen áll): 1 Pˆ( T) A járműtelep folyamattechnológiai jellemzői: az átlagos járműbeérkezési ráta, t időpontban átlagosan a vizsgált ütemhelynél tartózkodó járművek száma, az átlagos járműtartózkodási idő az ütemhelyeknél, 24
az ütemhelyeknél tartózkodó járművek átlagos száma, a járműtelep kiszolgálási (karbantartási) folyamatának átlagos időtartama, a járműtelep átlagos járműbeérkezési rátája, a járműtelep átlagos járműkiszolgálási rátája, a járműtelepen átlagosan tartózkodó járművek száma. A folyamattechnológia jellemzőinek meghatározását az alábbiakban ismertetjük. A K( t), ( t), J( t), ( t) és f(t) függvények ismeretében (1.18. ábra) meghatározható az ütemhely járműbeérkezési és járműkiszolgálási folyamatait jellemző alábbi paraméterek: Az átlagos járműbeérkezési ráta: T ( t) dt 0 T t időpontban átlagosan az ütemhelynél tartózkodó járművek száma: N( t) K( t) J( t) A két függvény [ K ( t); J( t) ] közötti terület azt az időt szemlélteti, amit a T = 24 (h) időtartam során a járművek összesen eltöltenek az ütemhelynél, járműórában mérve. Ezt a vonalkázott területen T N (T)-vel jelöltük. T N T ( T) K( t) dt 0 T 0 J( t) dt Az átlagos járműtartózkodási idő: t N n T T ( T ) 0 ( t) dt Mivel T N (T) jelenti a T időtartam alatt felgyülemlett járműórákat, ezért ezt elosztva az ugyanazon időtartam alatt beérkező járművek számával, az ütemhelynél az átlagos járműtartózkodási időt t n kapjuk: t n TN ( T) K( t) T 0 T N ( T) ( t) dt Az ütemhelynél tartózkodó járművek átlagos száma: 25
TN ( T) n T Ha az ütemhelyen összegyűlt járműórákat elosztjuk a vizsgált időtartammal, a rendszerben található járművek átlagos számát ( n ) kapjuk. Az ismertetett járműkiszolgálási paraméterek, N( t), t n, n, alapján meghatározható a sorbanállással kapcsolatos teljesítménykiesés miatti költség, az ütemhely álláshelyeinek üzemeltetési költsége. Ezt egybevetve a beruházási ráfordításokkal megalapozottan eldönthető a műszaki fejlesztések gazdaságos mértéke. A leírt folyamattechnológiai törvényszerűségekkel összhangban a járműtelep kezelhető, mind egyetlen kiszolgáló rendszermodell. A rendszermodellt az 1.19. ábra szemlélteti. A járműtelep kiszolgálási folyamatának átlagos időtartama: JT 15 i1 Pˆ ( i) i e ahol i=1, 2,, 15 a járműtelep kiszolgálási folyamatának variációi, Pe ˆ ( i ) az i-edik kiszolgálási folyamatra történő járműbeérkezések közelítő valószínűsége. A járműtelep átlagos járműbeérkezési rátája: 15 fi i1 JT (jármű/h) i 24 A járműtelep átlagos járműkiszolgálási rátája JT 1 (jármű/h) JT A járműtelepen átlagosan tartózkodó járművek száma: n JT JT JT JT JT JT JT JT 1 JT JT ahol; JT a forgalmi intenzitás; 0<<1 JT JT JT 26
K(t); i; fi J(t); t ; n t t K(t); i; fi n (t)= (t)= e (t-m) A B C Járműtelep K J F K(t) J(t) F(t)=1-e K'(t) t J'(t) t I E D F G H 1 H 2 1.19. ábra A járműtelep mint egyetlen kiszolgáló rendszer f J K n t f(t)= - t t 1 S 2 L 2S 2 2 M J(t); t ; n 27
2. Karbantartási módszerek elmélete A karbantartási módszerek fejlődését a 2.1. ábra mutatja. TQM TPM RCM Állapotfügg ő karbantartás Tervszerű megelőző karbantartás Hibáig üzemeltetés 19501960197019801990 2.1. ábra A karbantartási módszerek fejlődése 2.1 Hagyományos karbantartási módszerek elemzése és értékelése A hagyományos karbantartási rendszereket a 2.2. ábra szemlélteti. 28
m29 Karbantartási módszerek (1) Kieséses Módszer Hibáig üzemeltetés (2) Merev ciklus szerinti módszer (3) Felülvizsgálat utáni karbantartási módszer (4) Egyedi karbantartási módszer (5) Komplex karbantartási módszer (2.1) Előre megadott túlélési valószínűség biztosításával (3.1) Előre megadott túlélési valószínűség biztosításával (2.2) Minimális költséggel (gazdaságosan rögzített karbantartási periódus) (3.2) Az üzemeltetés részéről periodikusan rögzített felülvizsgálati határidőkkel (2.3) Optimális készenléttel (Minimális karbantartás-igényű állásidők) (3.3) Minimális költséggel (gazdaságosan rögzített felülvizsgálati időszakok) (3.4) Optimális készenléttel (minimális karbantartás-igényű állásidők) (3.5) Folyamatos felülvizsgálat 2.2.ábra Hagyományos karbantartási módszerek
A különböző karbantartási módszerek bemutatását a lényeges jellemzők kiemelése mellett az alkalmazásnál jelentkező előnyök és hátrányok megadásával ismertetjük. 2.1.1 Kieséses módszer (hibáig üzemeltetés) A kieséses módszernél az elem (alkatrész) a kár bekövetkezéséig a járműben (gépben, berendezésben) marad. A kár bekövetkezése rendszerint a jármű váratlan kiesésével jár. A kár létrejötte után a meghibásodott elemet kicserélik vagy helyreállítják. Egy elem károsodása gyakran más szomszédos elemek folytatólagos károsodásával jár együtt, ami az össz kárt megnöveli. A módszer előnyei: az elhasználódási tartalék teljes kihasználása, nem szükséges a károsodási magatartás ismerete, egyszerű alkalmazás. A módszer hátrányai: minden elem váratlanul sztochasztikusan szóródó időközökben esik ki az egyes esetekben előre nem meghatározható határidőkben, ami nagy kiesési veszteséget okoz, valamennyi helyreállítást operatív módon kell végrehajtani, ezáltal a karbantartáshoz szükséges állásidők hosszabb voltának nagy a valószínűsége, karbantartási időpontok tervezésére nincs lehetőség, csak egy globális, nagyobb időközökre vonatkozó kapacitástervezés lehetséges, a kár (meghibásodás) helyreállítása általában többlet költséggel jár, a jármű élettartama csökken. 30
2.1.2 Merev karbantartási módszer A merev ciklus szerinti karbantartásnál az intézkedéseket egy előre lerögzített tervszerű határidőben vagy teljesítményhez kötött időpontban kell végrehajtani, függetlenül a külső hatásoktól és a károsodási állapottól. A károsodásnak kitett elemnél a helyreállítások a legtöbbnyire ugyancsak előre tervszerűen kitűzött időpontban következnek be a kárt megelőzően, függetlenül a szóban forgó időpontig elért károsodási állapottól. A megelőzésre vonatkozó karbantartási időközök főképpen abból a műszaki szempontból adódnak, hogy lehetőleg csekély károsodási sebesség legyen elérhető. A merev ciklus szerinti karbantartásnak három, jelentős változata ismeretes: merev ciklus szerinti karbantartás előre megadott túlélési valószínűséggel, merev ciklus szerinti karbantartás minimális költséggel, merev ciklus szerinti karbantartás optimális készenléttel. 1. Merev ciklus szerinti karbantartás előre megadott túlélési valószínűség biztosításával. A 2.3. ábra a túlélési valószínűség függvény, R(t) változását mutatja a használati időtartam függvényében. T i beavatkozási periódus az R(t i ) túlélési valószínűséget követeli meg, tehát a túlélési valószínűség a használati időtartam t i időpontjától függ. Ha t > t i, akkor R(t) < R(t i ). A használati időtartam t i időpontjáig az elemet károsodási állapotától függetlenül ki kell cserélni vagy helyre kell állítani, hogy a megkívánt R(t i ) túlélési valószínűséget a T i időközben biztosítani tudjuk. Az elem t i időpontig történő meghibásodásának valószínűsége: 1 R(t i ), üzemképességének valószínűsége pedig: R(t i ). Ennek az a következménye, hogy t i időpontig az eszköz egyes elemei váratlanul meghibásodnak anélkül, hogy megelőző karbantartásban részesültek volna. A megelőző karbantartással kicserélt (helyreállított) elemek elhasználódási tartaléka viszont nincs teljesen kihasználva. 31
Üzemképes elemek részesedése Túlélési valószínűség - % R (t) 100-1 R(t i ) ) R(t T t i (t) Használati időtartam, i 2.3. ábra A túlélési valószínűség a használati időtartam függvényében Az elhasználódási tartalék kihasználási együtthatója: t t t 0 t 0 i R( t) dt R( t) dt Tehát az elhasználódási tartalék kihasználása a túlélési valószínűségtől függ. A karbantartási módszer alkalmazásának lényege, hogy a károsodási magatartás hozzávetőleges ismeretében megbecsülik az R(t) túlélési valószínűségi függvényt és az elhasználódási tartalék kihasználási együtthatóját. Ennek figyelembevételével határozzák meg a T i karbantartási ciklust. Pl.: ha a karbantartási ciklust R(t i ) = 0,8 értékre állítják, ez azt jelenti, hogy a legközelebbi karbantartási ciklust, a T i használati időtartam t i időpontját, a vizsgált jármű 80 %-a megéli. 32
A módszer előnye: az állandó túlélési valószínűség a megkívánt mértékben biztosítható, a károsodási határokat nem kell ismerni, a károsodási magatartást tapasztalati úton jól meg lehet becsülni, jobban tervezhető, mint a kiesési módszer, egyszerű kezelhetőség. A módszer hátránya: az elhasználódási tartalék csak részben van kihasználva. Merev ciklus szerinti karbantartás minimális költséggel A merev ciklus szerinti, minimális költségű karbantartás hasonlít az előre megadott túlélési valószínűséget biztosító merev ciklus szerinti karbantartáshoz. A különbség a megelőző karbantartási határidők meghatározásában van. A megelőző beavatkozást, elemcserét, olyan időponthoz kötik, ahol a karbantartási költségek és az eszköz kieséséből adódó veszteségek együttesen minimálisak. A 2.3. ábra szerint, ha t időpontban elvégzett elemcserék költsége: K elem (t), a kiesési veszteség pedig: K veszt (t), akkor a t i időpontban végrehajtott beavatkozás összköltsége: K össz (t i ) = K elem (t) + K veszt (t) min. Ennek a karbantartási módszernek az előnyei és hátrányai ugyanazok, mint az előírt túlélési valószínűség biztosítására vonatkozó változatoknak, azzal a különbséggel, hogy a túlélési valószínűség a jármű használati időtartama alatt közel állandó. Merev ciklus szerinti karbantartás optimális készenléttel A karbantartási módszer a karbantartáshoz szükséges állásidőket minimumra csökkenti azért, hogy a gazdaságosságot is figyelembe véve a készenlétet maximálissá tegye. A merev ciklus szerinti optimális készenlétű karbantartás ugyanazon a mechanizmuson alapszik, mint az előzőleg már ismertetett változatok. Alkalmazásának előnyei és hátrányai megegyeznek a merev ciklus szerinti karbantartás előre megadott túlélési valószínűség biztosításával című módszernél leírtakkal. 33