Vytisknout tuto stránku

Role údržby v koncepci Průmysl 4.0 – 2. část

Obr. 9 Procesy údržby Obr. 9 Procesy údržby

Článek je pokračováním první části, která byla uveřejněna v prosinci 2020. Text si můžete připomenout na tomto odkazu.

4. Procesy údržby

Požadavky na kvalitu procesů údržby stále rostou a lze je obecně vyjádřit v několika bodech:

  1. Pořizování majetku s vysokou spolehlivostí a nízkými náklady životního cyklu v souladu s požadavky asset managementu [9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16].
  2. Udržování hmotného majetku (HM) v provozuschopném a způsobilém stavu.
  3. Předcházení vzniku poruch a následujících poruchových stavů.
  4. Operativní odstraňování vzniklých poruch.
  5. Snižování environmentálních dopadů provozu výrobního zařízení.
  6. Zajištění bezpečnosti provozu a údržbářů.
  7. Snižování rizik.
  8. Eliminování kritických poruch.
  9. Vynakládání optimálních nákladů na údržbu.
  10. Vedení managementu majetku a jeho údržby k excelenci s používáním metod a nástrojů nejlepší světové praxe, asset managementu a v souladu s výzvou Průmysl 4.0.

Co nejvíce chybí v praxi z hlediska kvality procesů údržby? Audity a analýzy údržby, které ČSPÚ provedla a provádí na objednávku v různých průmyslových podnicích, dovolují zobecnit některé poznatky.

Zásadně chybí koncepce a strategie údržby a její propojení s výrobou, se změnou časové struktury, výrobním úkolem, sortimentem výrobního zařízení apod. Koncepce Průmysl 4.0 přímo vyžaduje vysokou integraci všech vývojových, výrobních, logistických, ale i údržbářských procesů. V této oblasti je co implementovat a zlepšovat. Určité slabiny se nacházejí i v rovině administrativy a plánování údržby, velmi málo je využíván vhodný informační plánovací systém. Stále značně převládá systém údržby po poruše, a jak už jsme výše uvedli, poroste tlak na prediktivní a proaktivní údržbu. Rovněž logistika ND v údržbě je na nízké úrovni, požadavky porostou, neboť jde o reálný zdroj úspor. Hodnocení výkonnosti údržby pomocí KPIs je na nízké úrovni, chybí účinný informační systém údržby (ISÚ). I když trh nabízí řadu ISÚ, přesto v současné době nesplňují plně požadavky Průmyslu 4. 0. Nakonec konstatujeme, že kvalitu údržby dělá především kvalitní údržbářský personál od řadového údržbáře až po vrcholového manažera údržby a KPIs jsou sice pomocné nástroje, ale velmi důležité pro zpětnou vazbu.

Jiný pohled na strukturu procesů údržby je zřejmý z obr. 9 [12], kam jsou doplněny další procesy, kterým je třeba věnovat zvýšenou pozornost.

Masivní implementace Průmyslu 4.0, nasazení senzorů technického stavu, analýzy RCM a využití dat z analýzy FMECA umožní mnohem přesněji a účinněji identifikovat úkoly preventivní údržby s cílem:

  • detekovat a napravovat vznikající poruchy buď dříve, než nastanou, nebo před tím, než se z nich stanou kritické poruchy,
  • snížit pravděpodobnost vzniku poruchy,
  • detekovat skryté poruchy, které vznikly,
  • zvyšovat nákladovou efektivnost programu údržby.

Jestliže mohou být následky poruchy tolerovány a náklady na údržbu po poruše jsou menší než náklady na preventivní údržbu, může nejlepší přístup spočívat v tom, že se nepoužije žádná preventivní údržba.

Procesy managementu údržby ve světle výzvy Průmysl 4.0 by se měly významně měnit. Zvýší se tlak na přechod od údržby po poruše a údržby periodické na údržbu prediktivní, preskriptivní a proaktivní všude tam, kde to bude technicky možné a ekonomicky výhodné. Technické možnosti implementace prediktivní údržby jsou již teď umožněny nabídkou velké palety cenově dostupných senzorů.

ČSPÚ ve svých kurzech Manažera (MÚ), Technika (TÚ)a Mistra údržby (MiÚ) reaguje na řadu problémů výzvy Průmysl 4.0, upozorňuje a účastníky kurzů připravuje na jejich řešení. Na druhé straně je nutné poznamenat, že výzkum zpracování dat v oblasti managementu údržby má ještě mnoho úkolů před sebou a jeho intenzita je velmi nízká. Lze říci, že v současné době není ještě management údržby připraven rutinně řešit výzvu, kterou Průmysl 4.0 představuje. I když rozvoj prediktivní údržby a její aplikace jsou velmi důležité činnosti, přesto upozorňujeme, že je třeba management a inženýrství údržby rozvíjet jako celek, tedy holisticky – viz obr. 10.

10Obr. 10 Řízení Údržby 4.0

 

5. Management zdrojů pro údržbu

Základní zdroje použitelné pro údržbu a zajištění údržby jsoua ještě dlouho budou [17]:

a) lidské zdroje, včetně interních i externích pracovníků, používané k provádění údržby a zajištění údržby,

b) materiály a náhradní díly používané k opravě nebo obnověobjektů,

c) infrastruktura, která se skládá z pracovišť používaných pro údržbu a generální opravy, z nástrojů, vybavení pro zajištění údržby a z dopravních a zvedacích zařízení,

d) informační zdroje požadované k řízení a provádění údržby a zajištění údržby,

e) finanční zdroje k finančnímu krytí údržby a zajištění údržby.

Ad a) Lidské zdroje byly, jsou a budou nejdůležitějším faktorem zajištění údržby. Je jedno, zda máme na mysli interní, nebo externí pracovníky. Všeobecná příprava pracovníků pro údržbu je záležitostí školství (od učňovského až po vysoké), ale i výrobních organizací (zakládání vlastních učilišť). Budoucnost spočívá ve staronovém duálním vzdělávání, v němž je zakotvena smluvní spolupráce škol a podniků, přičemž školy zakotvena smluvní spolupráce škol a podniků, přičemž školy zabezpečují teoretickou přípravu a podniky odbornou přípravu učňovského dorostu i pro údržbu. Bez iniciativy a podpory vlády ČR to však plošně nepůjde, na Slovensku již začali. Mimořádná pozornost musí být věnována přípravě mechatroniků, kteří zvládají jak elektronické, tak i mechanické systémy.

Ad b) Logistická podpora údržby zahrnuje především koncept nákupu, zásobování, skladování a řízení zásob náhradních dílů a materiálů (NDM) pro potřeby údržby. Musí být stanoveny požadavky na základní principy řízení materiálových toků tahem a tlakem, požadavky na metody a normativy řízení zásob a způsoby hodnocení dodavatelů nejenom NDM, ale i všech nakupovaných údržbářských služeb. Nejdůležitějším úkolem je určit, které NDM musí mít organizace na skladě (kritické NDM), a které v případě potřeby získá přímo z vnějších zdrojů. V současné době jsou již k dispozici různé metody a SW řízení zásob NDM (např. min. max., ABC analýza, kritéria pořízení položky na sklad, boot strapping aj.). Hlavním úkolem do budoucna je tyto metody implementovat a využívat jako prostředek snižování nákladů v údržbě. Lze také zvažovat řešení této problematiky formou služby, např. firma LOGIO, s. r. o. poskytuje tyto služby. Zásadním a novým aspektem v logistice ND budou technologie 3D tiskáren, aditivní výroba a reverzní inženýrství.

Ad c) Infrastruktura a technologie údržby má být zahrnuta do strategie údržby tak, že jsou stanoveny hlavní používané technologie udržování, diagnostikování a oprav, ať již jde o procesy a postupy, nebo o základní technologická vybavení dílenských prostor a údržbářů.

Ad d) Informační zdroje, systémy a technologie v údržbě patří do strategických úkolů, neboť pořizovací náklady jsou vysokéa přínosy závisejí na pečlivém uvážení a výběru nakupované informační technologie včetně softwaru a zejména na důkladném zmapování informačních toků a skutečné potřeby jednotlivých dat. Tato oblast je jádrem požadavků Průmyslu 4. 0. Ve strategii nesmějí chybět zdroje nejenom na pořízení a implementaci, ale zejména pro trvalé udržování, aktualizování a analyzování. Informační systémy údržby budou ovšem vyžadovat zásadní zlepšení v oblasti zpracování dat a jejich vyhodnocování. Současný hardware v oblasti sběru, přenosu a ukládání dat je již na vysoké úrovni (senzory, bezdrátové přenosy dat, koncentrovanáa sdílená úložiště – cloud, internet věcí aj.) a umožňuje část řešení problematiky – sběr, přenos a ukládání dat. Největší problém v současné době spatřujeme v absenci analýz dat obecně a automatizovaných analýz zvláště. Chybí propracované analýzy dat, umělá inteligence v diagnostice technického stavu a poruchových stavů, algoritmy pro výpočty predikcí mezních stavů pro obnovu, rutinní plánování preventivní údržby, odstávek, sortimentu a zásob náhradních dílů (ND) apod. Bohužel musíme říci, že systém managementu údržby ani údržbářský personál (na všech úrovních) není na tuto výzvu v současné době ještě plošně připraven. Výjimečné postavení v pokročilosti aplikace Průmysl 4.0 má automobilový průmysl, ale ani tam není ještě vše na úrovni excelence.

Jaká data by ISÚ v oblasti managementu údržby měl sbírat a zpracovávat?

Všeobecně:

  • popis objektů a data o jejich umístění,
  • popis úkolů preventivní údržby a údržby po poruše,
  • historie preventivní údržby a údržby po poruše,
  • podávání zpráv o poruchách a vadách včetně provozních podmínek,když byla zjištěna porucha,
  • modifikace provedené u objektů,
  • informace o materiálech a náhradních dílech,
  • práce plánovaná a rozvrhovaná pro provádění údržeb,
  • dokonalé pracovní příkazy,
  • informace a rady pro údržbu na základě nových znalostí či zkušeností,
  • stav konfigurace produktu a data o tomto stavu,
  • servisní bulletiny vydávané výrobci aj.

Dále data:
a) údaje časového charakteru:

  • doby provozu do poruchy a mezi poruchami t a doby používání T strojů a jejich prvků,
  • intervaly revizních trp, preventivních tpp a diagnostických tdp prohlídek, preventivních údržeb – oprav tp,
  • průběžné doby tpr a pracnosti údržbářských zásahů Tpr, plánované technické – užitečné životy Tuz strojů a zařízení,
  • časy prostojů strojů a zařízení způsobené:
    • organizačními příčinami, logistikou – tORG.,
    • čerpáním času na odpočinek a osobní potřebu tOSOB,
    • preventivní údržbou tPU,
    • poruchami tUP,
    • nutným přestavováním a seřizováním tPS,
    • technologickými poruchami tTP aj.

b) údaje o technickém stavu – různé diagnostické signály Si, např.:

  • vibrotechnická data,
  • teploty,
  • velikost napětí a proudu,
  • tribotechnická data,
  • velikost opotřebení,
  • vůle, průtoky, tlaky,
  • změna účinnosti zařízení,
  • skutečná výkonnost WSK aj.

Skupina dat b) při aplikaci on‑line monitorování a diagnostiky je nejobsáhlejší a nejnáročnější na analýzu a vyhodnocování. Jde o rozsáhlý úkol, jehož řešení je stále před námi. Pomáhat mohou diagnostické přístroje,  statistická analýza, umělá inteligence (AI), analýza hluku, neuronové sítě apod.

c) údaje ekonomického charakteru:

  • náklady nebo cena preventivní údržby NO,
  • náklady na revize Nrp, preventivní (inspekční) prohlídkyNpp a diagnostiku NPd,
  • náklady nebo cena údržbářských zásahů po poruše Nh,
  • náklady na prostoje (funkce výrobních ztrát) Np,
  • náklady vyvolané narůstajícím opotřebením funkčníchploch NPe
  • ztráty z rizika výskytu poruchy Zh a z nedodržení normativupro obnovu Zno,
  • výrobní cena jednoho výrobku CV,
  • náklady pracovní, materiálové a režijní na interní Niu a externíúdržbu Neu, náklady na zásoby náhradních dílů NzND aj.

Tato data c) vyžadují zavést důkladnou spolupráci s finančnímcontrollingem, rozšíření jeho náplně a zásadní úpravu ISÚ.

d) údaje o spolehlivosti (bezporuchovosti, udržovatelnosti a zajištěnosti údržby):

A) kvantitativní údaje:

  • doba provozu do poruchy tdp a mezi poruchami tmp,
  • doba do obnovy tdob,
  • hustota rozdělení pravděpodobnosti výskytu poruch f(t),
  • pravděpodobnost poruchy F(t) a bezporuchového provozu R(t), intenzita λ(t) a parametr proudu poruch Λ(t),
  • doba nezjištěného poruchového stavu tnprs,
  • doba administrativního zpoždění taz,
  • doba údržby po poruše tup, doba preventivní údržby tpu,
  • počet neshodných výrobků v důsledku chybného výrobníhoprocesu zchyb a v důsledku náběhu výroby zNAB,
  • spotřeba náhradních dílů nND, počet údržbářů nú,

B) kvalitativní údaje:

  • popis módu (způsobu) poruchy, příčiny poruchy, odhalitelnosti poruchy, důsledku poruchy,
  • způsob komunikace (jejího nahlášení a odstranění, zajištěnosti údržby), data o zásobách NDM apod.

Konec druhé části článku. Závěrečnou část si můžete přečíst v příštím vydání časopisu.

Řízení a údržba průmyslového podniku

Časopis Řízení a údržba průmyslového podniku již přes 10 let patří mezi neodmyslitelný zdroj informací v oblasti průmyslové údržby a diagnostiky. Část obsahu je z pera licenčních autorů Plant Engineering z USA.

www.udrzbapodniku.cz

Související články