Cesta vedoucí k preskriptivní údržbě

Průmyslový internet věcí (IIoT) přinese v nadcházejících letech mnoho výhod, jelikož se rychle vyvíjí a jde stále kupředu. V současné situaci si však mnoho společností dělá starosti s vlastní připraveností a se znepokojením přemýšlí o doprovodných nákladech, které souvisejí se zavedením IIoT. Týká se to zejména těch společností, které se stále pohybují od reaktivní a preventivní směrem k prediktivní údržbě (PdM).

Naším tématem je však preskriptivní údržba, v rámci níž jsme díky pokročilým analytickým nástrojům schopni získat informace, že určitá část zařízení začíná vykazovat nestandardní chování, což nám umožní nařídit prioritní, předem určené odborné opatření nebo opravu.

Tyto myšlenky mohou být ohromující, ale v tomto případě, jakož i ve většině případů, nám spíše pomůže pečlivě plánovat než dělat si starosti dopředu. Místo pokusu o hrdinský skok z reaktivní na preskriptivní formu údržby mohou společnosti v současné době vykonávat řadu aktivit za účelem přípravy na zavedení IIoT a preskriptivní formy údržby, díky čemuž dosáhnou okamžitého snížení nákladů na údržbu a zvýšení provozuschopnosti zařízení.

K nejčastěji uváděným výhodám IIoT patří odstranění prostojů, přímé zlepšení výroby a zvýšení ziskovosti. Přínosy však přicházejí pouze tehdy, když jsou společnosti ochotny opustit své staré návyky ve smyslu reaktivní nebo preventivní formy údržby a jsou připraveny jednat na základě podrobných informací, které předpovídají blížící se poruchu zařízení.

Představte si, že obdržíte oznámení, že na daném zařízení dojde v příštích 10 dnech k poruše, na základě čehož vytvoříte pracovní příkaz k opravě a vyřešení daného problému, jenže daný pracovní příkaz zůstane v systému viset až do doby, než dojde k úplnému selhání daného zařízení. Stává se to mnoha společnostem, které používají PdM. Preskriptivní forma údržby může pouze zvýšit přesnost a četnost informací v tomto scénáři, a proto do té doby, dokud daná společnost nebude schopna jednat včas na základě varovných informací, nebude tato forma údržby vykazovat žádný znatelný zisk či prospěch. 

 Tři způsoby chování umožní převést vaši společnost do sféry prediktivní formy údržby a položit základy pro preskriptivní formu údržby a přijetí iniciativ IIoT, když nastane ten správný čas. 

• Připravte firemní kulturu, aby byla proaktivní.
• Integrujte program monitorování stavu zařízení s procesy řízení údržby.
• Zaveďte proces průběžného zlepšování. 

Nejvýkonnější provozovatelé vykazují konzistentní odolnou spolehlivost. Nejlepší společnosti se ve skutečnosti mohou chlubit vysokou dostupností svých zařízení a současně nízkými náklady na údržbu (obr. 1). Výrobci s nižší produktivitou mají ve zvyku řešit ty nejpalčivější problémy, až když nastanou, samozřejmě na úkor dostupnosti výrobních procesů.

Podnikatelské výhody skrývající se za dosažením špičkového kvartilního výkonu – vyšší dostupnost zařízení, která má za následek nižší náklady na údržbu – by měly být neustále na programu zodpovědných manažerů. Podpora ze strany vedení společnosti je nejdůležitější složkou v transformaci kultury z reaktivní na proaktivní a dobře zdokumentovaný obchodní případ je jejím základem. Chcete-li získat souhlas k další práci, postarejte se o to, aby všichni viděli, že tyto výhody zvýšené spolehlivosti zařízení pramení z principů prediktivní údržby a že z těchto zisků profituje vaše společnost.

Tajemství dosažení cílů dle obr. 1 je znázorněno na obr. 2. Vzhledem k tomu, že většina poruch se vyskytuje v náhodných intervalech stáří daného zařízení, může preventivní údržba založená na časových intervalech povolit neplánované vypnutí stroje, což má za následek větší prostoje, než kdyby podnik používal prediktivní přístup. Oprava poruch velkého rozsahu bývá často nákladnější kvůli poplatkům spojeným se získáním náhradních dílů v krátké časové lhůtě, kvůli vedlejším škodám na majetku a z důvodu výdajů na rozplánování náhradních zdrojů v co nejkratší době.

Pro prevenci poruch mnoho podniků praktikuje údržbu založenou na předem nastavených časových intervalech, v jejichž rámci provádí technik servis daného zařízení. Z obrázku 2 je patrné, že mnoho údržbářských činností založených na časových intervalech je neúčinných a v četných případech ústí v pravidelné selhávání zařízení. Vzhledem k tomu, že preventivní přístup vyžaduje více plánovaných prostojů a má za následek více neplánovaných výpadků, podniky využívající tento model čelí extrémním výzvám při dosahování špičkového kvartilního výkonu.

Nicméně model preventivní údržby je od padesátých let minulého století široce využíván. Změna ve smýšlení operátorů, personálu údržby a vedoucích pracovníků musí být součástí každého plánu, jak dosáhnout PdM a špičkového kvartilního výkonu. Klíčovou myšlenkou je vštípit všem pracovníkům základní přesvědčení, že jakákoli porucha zařízení je nepřijatelná a že každý je zapojen do eliminace její příčiny. Jakmile je tato idea podporována a udržována a stabilita zařízení je odměňována (na rozdíl od kvapného odstraňování vzniklých poruch), jste schopni využívat všech výhod, které poskytuje funkce monitorování stavu zařízení, a osvojit si vylepšený způsob chování. 

Zaujměte komplexní postoj k dané problematice

Chcete-li připravit své procesy tak, abyste získali pozitivní výsledky, nejprve přemýšlejte o problematice správy aktiv v celistvém měřítku. Hodnotový řetězec spolehlivosti (obr. 3) vám pomůže představit si, jak jednotlivé kousky zapadají do kontinuálního toku. Všechny disciplíny jsou koordinovány souborem strategií spolehlivosti, které optimalizují, jaká data jsou shromažďována o zařízeních a jak jsou používána k řízení efektivnosti údržby. Řetězec propojuje prvky ve čtyřech kategoriích: získávání přesných dat, převod těchto dat do informací, získávání potřebných vědomostí z informací a určování činností založených na získaných vědomostech.

Zvažte, jak získat data o vašich zařízeních z postupů údržby, parametrů procesu a čidel zaznamenávajících aktuální stav vašeho zařízení. Následně pouvažujte, jakým způsobem tato data používáte v rámci řetězce, abyste mohli analyzovat zdravotní stav zařízení, případně naplánovat a rozvrhnout údržbářské činnosti.

Hodnotový řetězec ukazuje, jak jsou čidla namontovaná na zařízení používána k monitorování způsobů, jimiž může na zařízení dojít k poruše – režimy poruch. Z pohledu spolehlivosti porucha nutně neznamená, že zařízení přestane nějakým způsobem fungovat. Zařízení se porouchá, jakmile přestane dodávat to, co se od něj požaduje, aby proces fungoval tak, jak byl navržen. Monitorování stavu zařízení společně s prediktivní technologií dokážou zjistit, kdy dojde k poruše, což dané společnosti poskytne dostatek času na plánování adekvátní reakce.

Ti, co se dlouhodobě pohybují v nejvyšším kvartilu v rámci spolehlivosti zařízení, používají ve svých provozních modelech již po desetiletí technologii snímání čidly a monitorování stavu zařízení. Monitorování stavu zařízení představuje stále rozšířenější volbu, protože náklady na rozmístění čidel a indikátorů stavu klesly a analytické techniky se stávají čím dál sofistikovanějšími. S kvalitně navrženým programem pro monitorování stavu zařízení můžete použít ty správné typy a kombinace čidel, abyste sledovali zařízení téměř v reálném čase. Monitorování poskytne údaje potřebné pro pochopení stavu vašeho zařízení a aplikaci PdM. Na základě těchto informací můžete ve vašem podniku plánovat potírání problémů podle nastavených priorit.

Změna procesu a firemní kultury

Otázka „Co se stane v příštím kroku?“ vám pomůže pochopit vzniklou situaci, poté co jste integrovali své prediktivní informace do systému řízení práce – i když budete muset položit tuto otázku několikrát za sebou. Například zjistíte, že vibrace jsou příliš vysoké. Co se stane v příštím kroku? Technik spolehlivosti zkontroluje diferenční tlak. A co se stane v následujícím kroku? Technik spolehlivosti předává plánovači zprávu. No a co se stane v dalším kroku? A tak dále.

Až když finální odpověď bude znít „Oprava je provedena a zařízení je úspěšně vráceno do provozuschopného stavu“, budete vědět, že integrace je dokončena. Ačkoli pracovní toky, které lze dokumentovat elektronicky, mají některé nesporné výhody, jsou potřebné pouze jako záloha pro společnost, jež disponuje potřebnými zkušenostmi a pohodlně zvládá stanovené procesy.

Změny firemní kultury a procesu jsou natolik důležité, že stojí za to je znovu zdůraznit. Firemní kultura v podniku se musí změnit, aby se přizpůsobila novým údajům v nových formách. V rámci investování do prediktivní údržby bude podnik rychle ztrácet trpělivost, pokud budou jen přidávány nové snímače a pracovní výsledky nebudou stoupat. Pouze tehdy, je-li daný podnik schopen pohotově využít dostupné informace o aktuálním stavu svých zařízení, by měl hledat nové formy informací. Až se vám otázky typu „Co se stane v příštím kroku?“ skutečně dostanou pod kůži, budete připraveni realizovat slibovanou hodnotu, kterou nabízí preskriptivní forma údržby.

Usilujte o neustálé zlepšování

Představte si problematiku dosažení PdM a špičkového kvartilního výkonu jako mořeplavbu za podmínky, že techniky neustálého zlepšování budou pro vás představovat denní režim navigace. Je velmi nepravděpodobné, že se během této plavby budete pohybovat po přímém kurzu. Budete se muset přizpůsobovat nepředvídaným a neočekávaným okolnostem a podmínkám.

Váš navigační rámec se skládá z pevné faktické základny o vašich aktivech = zařízeních. Zejména musíte dokumentovat každé aktivum ve vašem podniku, které vyžaduje byť sebemenší zásah údržby. Potřebujete mít základní znalosti o tom, jakým způsobem se může vaše zařízení porouchat, a znát rizika, která hrozí, dojde-li k jeho poruše. Nepotřebujete znát každý detail, abyste mohli začít, ale potřebujete, aby se všichni společně podíleli na přidávání a rozšiřování vašich vědomostí. Jakmile jsou rizika poruchovosti identifikována a vyhodnocena, váš plavební kurz by měl být nastaven tak, aby nejprve odstranil nebo zmírnil největší zbývající rizika.

Při hodnocení rizik byste měli zvážit, jak ovlivní vznik poruchy kvalitu výrobku, jaký dopad bude mít na životní prostředí, bezpečnost práce, výrobu a náklady na údržbu. Tyto kategorie obecně zahrnují všechny způsoby, jak může porucha ovlivnit vaše podnikání, avšak měly by být přizpůsobeny specifickým okolnostem. Zapojte všechna oddělení společnosti, včetně dodavatelského řetězce, do procesu stanovení těchto klasifikací. Jejich účast jim pomůže pochopit a dohodnout společné priority.

Dokumentujte své strategie

Jakmile zjistíte a vyhodnotíte rizika poruch, dokumentace toho, co máte v plánu udělat ohledně strategií spolehlivosti, je zásadní pro udržení programu v průběhu kurzu. Zpočátku se setkáte s neočekávanými záležitostmi a zdokumentování toho, co jste očekávali, vám pomůže sdílet, co je třeba změnit a proč.

Proces dokumentování strategií spolehlivosti může být náročný na zdroje, avšak zaplatí se tím, že zajistí, že vaše vzácné zdroje jsou systematicky zaměřeny na poruchy s riziky, které jsou v souladu s náklady na strategii.

Existuje silný obchodní argument pro použití prediktivní technologie. K dispozici je i silný technický případ. V průměru mohou snímače a čidla zaznamenat 70 % poruch v rámci všech zařízení, která podléhají údržbě (obr. 4). Není náhoda, že společnosti se špičkovým kvartilním výkonem založily na detekčních technologiích velmi vysoké procento svých strategií spolehlivosti. Vzhledem k tomu, že snímací technika jde stále kupředu, význam prováděných údržbářských úkolů na základě předem stanovených časových intervalů bude i nadále klesat.

Dokumentováním současných strategií v průběhu přechodu na PdM nastavujete základy budoucích programů údržby. Můžete vyvíjet a zdokumentovat riziko vzniku poruch u jednotlivých aktiv, takže váš podnik bude mít k dispozici plán ke zmírnění následků poruch. Vypracujte a zdokumentujte nabídku strategií, které budou aplikovány, když bude porucha předvídána a bude poskytnut postup opravy prostřednictvím zařízení, analytického softwaru nebo konzultanta.

Cesta vedoucí ke špičkovému kvartilnímu výkonu bude představovat sérii úprav vašeho procesu průběžného zlepšování. Setkáte se s neočekávanými poruchami a strategiemi, které nefungovaly podle očekávání. Zpočátku se výkon spolehlivosti liší, jelikož se setkáte s největšími problémy v průběhu návrhu programu. Jedná se o kritické období, které však lze předvídat a řešit častými, pravidelnými schůzkami s cílem přezkoumat a zlepšit výkonnost programu. V ideálním případě budete mít příležitost zahrnout všechny klíčové zainteresované strany do jednání: provoz, konstrukční oddělení, dodavatelský řetězec a vedení podniku.

Každý úspěch – například odstranění závadných subjektů – by měl být oslavován se stejnou skupinou. Stejně jako když začínáte na každé schůzce podávat informace o počtu dní od záznamu bezpečnostní události nebo o časových ztrátách kvůli vzniklému úrazu, hlášení o vývoji neplánovaných výpadků na každém zasedání je skvělý způsob, jak zdůraznit zlepšení a povzbudit informovanost.

V rámci zavádění prediktivních technologií u stále většího počtu zařízení objevíte skryté (latentní) poruchy, které se budou přesouvat do nevyřízené údržby. To povede k dočasné potřebě dodatečných zdrojů. Vzhledem k tomu, že bude ubývat výpadků v důsledku rušivých událostí a skrytých poruch, váš program se ustálí v trendu ustavičně rostoucí dostupnosti; tento trend je způsoben postupným odstraněním menších vad a uvolněním pracovníků údržby od reaktivní formy údržby.

Požadovaná kombinace prací vám dá vědět, kdy můžete očekávat plynulou plavbu (obr. 5). Jakmile se procento zdrojů použitých pro porozumění „zdravotnímu“ stavu vašich aktiv prostřednictvím PdM – včetně preventivní údržby založené na časových intervalech – bude pohybovat kolem 15 % celkových hodin a výsledky těchto aktivit se přiblíží 35 % a 15 % v tomto pořadí, budou dostupnost vašich aktiv a náklady na údržbu stále stabilnější a předvídatelnější.

Stoupající procentní podíl požadované práce, která spočívá ve změnách procesu a v konstrukčních úpravách, naznačuje, že organizace proaktivně odstraňuje opakující se příčiny poruch. Bez ohledu na to, kde se na cestě k dosažení špičkových kvartilních výkonů aktuálně nacházíte, zmenšení podílu reaktivní práce je silným signálem pokroku. 

Umetení cestičky vpřed

Nemusíte patřit do kategorie výrobců s nejvyšším kvartilním výkonem, abyste se připravili na preskriptivní údržbu. Díky uskutečnění potřebných kroků k tomu, abyste přenesli informace o zdravotním stavu vašich aktiv do údržbářských prací, budete čerpat výhodu už dnes a v budoucnu tak urychlíte realizaci výhod plynoucích z IIoT a preskriptivní údržby a zajistíte dlouhodobou udržitelnost vašeho programu.

Udržení kurzu při přechodu od preventivní k prediktivní údržbě vás připravuje na preskriptivní údržbu a na další vývoj v oblasti spolehlivosti, který může vést k významným zlepšením výkonu.

Obou cílů je dosahováno neustálým zlepšováním. Strategie podporující neustálé zlepšování připraví vaši organizaci na pokrok v technologii, na udržení konkurenceschopnosti a na zvýšení ziskovosti.