ŘÍZENÍ JAKOSTIA SPOLEHLIVOSTI

Pavel Fuchs David Vališ

Josef ChudobaJan KamenickýJaroslav Zajíček

Obsah prezentace

• Údržba a její vliv na spolehlivost• Hodnocení nákladů životního cyklu• Softwarové prostředky k analýze spolehlivosti

Údržba a její vliv na spolehlivost

• Provozní spolehlivost - vztahuje se k pohotovosti, bezporuchovosti, udržovatelnosti a zajištěnosti údržby zařízení v běžném provozu

• Udržovatelnost a zajištěnost údržby - významný faktor spolehlivosti.

• Udržovatelnost (ČSN IEC 50(191), definice 191-02-07)

Schopnost objektu v daných podmínkách používání setrvat ve stavu nebo se vrátit do stavu, v němž může plnit požadovanou funkci, jestliže se údržba provádí v daných podmínkách a používají se stanovené postupy a prostředky.

Poznámka: Termín “udržovatelnost“ se v angličtině také používá jako ukazatel udržovatelnosti (viz 191-13-01).

Udržovatelnost a zajištěnost údržby

• Zajištěnost údržby (ČSN IEC 50(191), definice 191-02-08)

Schopnost organizace poskytující údržbářské služby zajišťovat podle požadavků v daných podmínkách prostředky potřebné pro údržbu podle dané koncepce údržby.

Poznámka: Dané podmínky se vztahují jak na vlastní objekt, tak i na podmínky používání a údržby.

• Stanovené podmínky užívání - provozovatel zařízení musí respektovat předepsaný způsob užívání, podmínky prostředí, pravidla stanovená pro obsluhu zařízení a výrobcem navrženou koncepci údržby.

Typy údržby

• Údržba (obecně) (ČSN IEC 50(191), definice 191-07-01)

Kombinace všech technických a administrativních činností, včetně činnosti dozoru, zaměřených na udržení objektu ve stavu nebo jeho navrácení do stavu, v němž může plnit požadovanou funkci.

• Preventivní údržba (ČSN IEC 50(191), definice 191-07-07)

Údržba prováděná v předem určených intervalech nebo podle předepsaných kritérií a zaměřená na snížení pravděpodobnosti poruchy nebo degradace fungování objektu.

• Údržba po poruše (ČSN IEC 50(191), definice 191-07-08)

Údržba prováděná po zjištění poruchového stavu a zaměřená na uvedení objektu do stavu, v němž může plnit požadovanou funkci.

• Prediktivní údržba; předpovídaná údržba (ČSN EN 13306:2002 Terminologie údržby - bod 7.5)

Údržba podle stavu prováděná na základě předpovědi odvozené z analýzy a vyhodnocení významných parametrů degradace objektu.

• Systémy údržby - stanovují koncepci a strategii údržby

– systém údržby po poruše

– systém údržby po prohlídce

– systém standardní preventivní péče

– systém preventivních periodických oprav

– systém postupné výměny skupin

– systém údržby podle skutečného technického stavu

– systém údržby založený na ekonomické optimalizaci

– systém údržby zaměřené na bezporuchovost (reliability centred maintenance, ČSN IEC 300‑3-11)

Ukazatele spolehlivosti v údržbě

Uvedeny v ČSN IEC 50(191)

Pravděpodobnost doby aktivní údržby M(t1, t2)

Pravděpodobnost, že daný údržbářský zásah může být proveden během stanoveného časového intervalu, jestliže se údržba provádí za stanovených podmínek s použitím stanovených postupů a prostředků.

Poznámka: V angličtině se termín „maintainability“ používá rovněž k označení udržovatelnosti jako vlastnosti, kvantifikované touto pravděpodobností.

Intenzita opravy (okamžitá) ((t)

Limita poměru podmíněné pravděpodobnosti, existuje-li, že zásah údržby po poruše skončí v časovém intervalu (t, t+t), k délce tohoto časového intervalu t, jestliže t se blíží nule, za podmínky, že tato operace neskončila do začátku časového intervalu.

Střední intenzita opravy Střední hodnota okamžité intenzity opravy v daném časovém intervalu (t1, t2).

Střední doba opravy

Očekávaná doba opravy, anglická zkratka MRT.

Střední doba do obnovy

Očekávaná doba do obnovy, anglická zkratka MTTR.

Podíl zjistitelných poruchových stavů

Podíl poruchových stavů objektu, které mohou být v daných podmínkách zjištěny.

Podíl proveditelných oprav

Podíl poruchových stavů objektu, které mohou být úspěšně odstraněny opravou.

Střední administrativní zpoždění

Očekávané administrativní zpoždění, anglická zkratka MAD.

Střední logistické zpoždění

Očekávané logistické zpoždění, anglická zkratka MLD.

Většina z uvedených ukazatelů spolehlivosti, které charakterizují udržovatelnost a zajištěnost údržby, vycházejí z časových údajů vztahovaných k údržbě, viz schéma dob údržby.

Doba údržby

Časový interval, během něhož se na objektu provádí údržbářský zásah buď ručně nebo automaticky, včetně zpoždění logistických, technických a u údržby po poruše i administrativních.

Doba preventivní údržby

Část doby údržby, během níž se na objektu provádí preventivní údržba, včetně logistických a technických zpoždění obsažených v preventivní údržbě.

Doba údržby po poruše

Část doby údržby, během níž se na objektu provádí údržba po poruše, včetně logistických a technických zpoždění obsažených v preventivní údržbě.

Doba aktivní údržby po poruše

Část doby aktivní údržby, během níž se na objektu provádějí operace údržby po poruše.

Logistické zpoždění

Kumulovaná doba, během níž se nemohou provádět údržbářské operace z důvodů nezbytného získání údržbářských prostředků.

Doba kontroly

Část doby aktivní údržby po poruše, během níž se vykonává kontrola po ukončení aktivní opravy.

Doba aktivní opravy

Část doby aktivní údržby po poruše, během níž se provádí odstranění poruchového stavu.

Technické zpoždění

Kumulovaná doba, potřebná k provedení pomocných technických operací, které souvisejí s údržbářským zásahem.

Doba kontroly

Část doby aktivní údržby po poruše, během níž se vykonává kontrola po ukončení aktivní opravy.

Doba lokalizace porouchané části

Část doby aktivní údržby po poruše, během níž se provádí lokalizace porouchané části.

Vliv údržby na spolehlivost

Složky spolehlivosti (pohotovosti) zařízení ovlivnitelné údržbou

– opravitelnost

– bezporuchovost

Bezporuchovost

• u neopravovaných zařízení nelze prakticky údržbou ovlivnit

• u opravovaných zařízení (nebo obnovení funkce vykonávané neopravovaným zařízením) lze vhodným typem údržby předcházet poruchám vznikajících opotřebením

• náhlá ztráta funkceschopnosti zařízení způsobená poruchou je převáděna na řízenou (plánovanou) ztrátu funkceschopnosti během provádění plánované preventivní údržby (minimalizace nákladů ze ztráty funkceschopnosti zařízení)

• počet zásahů preventivní údržby je vyšší než v případě údržby vyvolané náhodnou ztrátou funkceschopnosti, což může být doprovázeno negativními jevy

– zvýšená poruchovost vlivem vyšší počáteční intenzity poruch preventivně vyměňovaných součástek

– pravděpodobnost chyb a omylů při údržbě (lidský faktor)

Opravitelnost

• u opravovaných zařízení ovlivnitelná vhodným modelem údržby a úrovní organizovanosti údržby

• minimalizace dob spojených s údržbou

– logistické zpoždění

– technické zpoždění

– doba preventivní údržby

– doba lokalizace porouchané části

– doba aktivní opravy (po poruše)

– doba kontroly

Vyhodnocování vlivu údržby na spolehlivost - přiměřenost údržby důležitosti udržovaného zařízení.

Základní kroky řízení údržby

- shromažďování a zpracování dat

- analýzy

- řízení

Hodnocení nákladů životního cyklu

Rozhodující faktory při zvažování nákladů na spolehlivost

• pořizovací náklady

• náklady na údržbu

• náklady na prostoje

Náklady na spolehlivost je třeba hodnotit za souhrnně za celou dobu životního cyklu zařízení (LCC)!

Je nutná podrobná technicko ekonomická rozvaha uvažující řadu možných položek.

Náklady spojené s prostoji - rovněž položky, jako je pokles konkurenceschopnosti, ztráta trhu, výše pojistného v případě prostojů zařízení s vlivem na bezpečnost apod.

Ekonomické náklady na spolehlivost

Příklad hodnocení ekonomických nákladů (LCC – 20 let)

Postupy CBA

• Požadavky na spolehlivost - významně ovlivňují náklady spojené s jednotlivými etapami životního cyklu objektu. Při rozhodování je nutné vycházet z analýzy přínosů a nákladů - CBA Cost Benefit Analysis).

• Složky spolehlivosti (pohotovosti) zařízení - bezporuchovost, udržovatelnost a zajištěnost údržby.

• Analýzy přínosů a nákladů (CBA) - jak v oblasti bezporuchovosti zařízení, tak v oblasti udržovatelnosti a zajištěnosti údržby.

Nezbytnou podmínkou pro korektní CBA je:

- zahrnutí všech nákladů a přínosů hodnoceného projektu,

- uvažování časové hodnoty peněz (NPV – Net Present Value).

Náklady na životní cyklus objektu (z hlediska uživatele)

– náklady spojené s pořízením výrobku (cena výrobku, instalace výrobku, školení obsluhy)

– náklady spojené s vlastnictvím výrobku

Pořizovací náklady - jednorázové a v dalším časovém období využívání výrobku

prakticky neovlivnitelné

– nákupní cena výrobku (obsahuje náklady na výzkum, vývoj a výrobu atd.)

– další náklady (například náklady na instalaci výrobku, vyškolení obsluhy, apod.).

Vlastnické náklady - závislé na dalších faktorech spojených s využíváním výrobku

– náklady na provoz výrobku (např. materiál a energie spotřebovávané při provozu výrobku), zpravidla nejsou závislé na úrovni bezporuchovosti výrobku

– náklady na nápravnou údržbu (náklady spojené s odstraňováním poruch opravou), jsou rozhodujícím způsobem závislé na úrovni bezporuchovosti výrobku

– náklady na preventivní údržbu (náklady spojené s prováděním údržby v předem stanovených intervalech nebo podle předepsaných kritérií se zaměřením na snížení pravděpodobnosti výskytu poruchy nebo k zamezení snížení funkční schopnosti výrobku), jsou rozhodujícím způsobem závislé na úrovni bezporuchovosti výrobku

Vlastnické náklady – pokrač.

– náklady z důvodu nepohotovosti výrobku (finanční ztráty nebo nutnost vynaložit další mimořádné výdaje), jsou rozhodujícím způsobem závislé na úrovni bezporuchovosti výrobku a udržovatelnosti výrobku.

– další vlastnické náklady (náklady na provedení plánovaných generálních oprav či modernizací, náklady vyplývající z odpovědnosti za škody způsobené výrobkem, náklady na vyřazení a likvidaci výrobku apod.), zpravidla nejsou úrovní bezporuchovosti zásadně ovlivňovány.

Softwarové prostředky k analýze spolehlivosti

•Item Software; http://www.itemsoft.com•BQR Reliability Engineering Ltd.; http://www.bqr.com•Risk Spectrum; http://www.riskspectrum.com•Relex Software; http://www.relexsoftware.com•IsographDirect; http://www.isographdirect.com•LOGAN; http://www.rmclogan.co.uk•SYDVEST; http://www.sydvest.com•Reliass; http://www.reliass.com•RAM-Tools; http://ram-tools.com•Aralia-SimTree; http://www.itemuk.com/aralia.html•Formal Software Construction Ltd.; http://www.fsc.co.uk

Z většiny uvedených odkazů je možné stáhnout programy pro podporu spolehlivostních výpočtů.

Relex Software

Využití zejména pro řešení úloh pomocí blokového diagramu bezporuchovosti (RBD) a pro analýzu stromu poruchových stavů (FTA)

RBD – Reliability Block Diagram

Grafické znázornění spolehlivostní struktury systému

Výpočet zálohovaných struktur

Doba přepnutí

•Intenzita poruch nebo MTBF•Obnovované komponenty•Střední čas do obnovy

Příklad zadávání dat pro RBD

Relex FTA

Hlavní kroky analýzy:

- definování systému

- konstrukce stromu poruch

- kvalitativní analýza

- kvantitativní analýza

Hlavní výsledky analýzy:

- odhad pravděpodobnosti výskytu vrcholové události

- nalezení událostí s největším vlivem na vrcholovou událost

Příklad konstrukce FTA v Relex Software

Počet poruchPoruchovostFrekvenceNepohotovost

Příklad výpočtu FTA v Relex Software

Risk Spectrum

• Vhodný zejména pro analýzy rizika – obsahuje FTA a ETA.

• Používán pro PSA (Probability Safety Assessment) jaderných elektráren

Příklad FTA

Vstupní data pro FTA

Příklad ETA

Vstupní data pro ETA.

PoděkováníTento text pro výuku byl vytvořen s podporou ESF

v rámci projektu: „Inovace a realizace bakalářského oboru Informatika a logistika

v souladu s požadavky průmyslu a veřejné správy“, číslo projektu CZ.04.1.03/3.2.15.3/0442.

Děkuji Vám za pozornost.