Razvoj naprednih strategija održavanja

Kalendar kao okidač i njegove granice

U ćeliji PO-1 šestoosni robot nosivosti 20 kg i dosega 1650 mm poslužuje CNC glodalicu. Radi 4000 sati godišnje u taktu od 96 sekundi. Plan preventivnog održavanja je kratak i jasan: podmazivanje reduktora svakih 5000 sati rada ili svakih 12 mjeseci, što god prije nastupi, te zamjena baterija davača položaja svake dvije godine. Uz 4000 sati godišnje rok od 5000 sati padao bi otprilike svakih petnaest mjeseci, pa u praksi uvijek prevlada kalendarski rok od godinu dana.

Takav plan ima stvarne prednosti. Zahvat se može unaprijed staviti u raspored, dijelovi se naruče na vrijeme, a zastoj se dogovori sa proizvodnjom umjesto da padne usred smjene. Upravo je zbog toga preventivno održavanje desetljećima bilo napredak u odnosu na popravak nakon kvara.

Nevolja je u pretpostavci koja stoji ispod. Kalendarski rok vrijedi za cijelu populaciju dijelova jednako, kao da su svi primjerci istovjetni i kao da svi rade u istim uvjetima. Stvarnost je drukčija: reduktor osi 2 na PO-1 nosi veći moment od reduktora osi 5, radi u zagrijanom prostoru pokraj glodalice i trpi trzaje pri zaustavljanju. Njegov stvarni vijek nema mnogo veze s vijekom reduktora koji na istom robotu okreće ručni zglob.

Iz te pretpostavke slijede dvije vrste pogreške, i obje koštaju. Ako se rok postavi predugo, dio otkaže prije zahvata i pogon dobije neplanirani zastoj. Ako se rok postavi prekratko, dio se baca dok je još zdrav, a uz njega se baca i vrijeme montera te rizik da se pri rastavljanju unese nova pogreška.

Napredne strategije ne ukidaju kalendar. One ga zadržavaju ondje gdje je prikladan — kod jeftinih dijelova, zakonskih pregleda i radnji koje se svejedno moraju obaviti — a za sve ostalo traže bolji okidač.

Rasap vijeka trajanja dijelova

Ako se iz iste serije uzme deset jednakih ležajeva i ugradi u deset jednakih strojeva, neće otkazati u isto vrijeme. Razlike u materijalu, u obradi staze, u zazoru pri montaži, u čistoći maziva i u opterećenju daju rasap vijeka trajanja. Taj rasap nije mjerna pogreška nego svojstvo populacije dijelova.

U servisnoj knjizi jedne skupine robotskih ćelija zabilježeni su ovi radni sati do zamjene reduktora druge osi:

Srednja vrijednost iznosi oko 6300 sati, ali raspon ide od 3800 do 9200 sati. Ako se rok postavi na srednju vrijednost, otprilike polovica primjeraka otkazat će prije zahvata. Ako se rok postavi ispod najkraćeg zabilježenog vijeka, otkaza gotovo neće biti, ali će se najdugovječniji primjerci mijenjati na trećini iskorištenog vijeka.

To je temeljna zamka kalendarskog pristupa: sigurnost se kupuje bacanjem zdravih dijelova. Kod jeftinog filtra to je posve razumna trgovina. Kod reduktora čija je cijena u tisućama eura, uz nekoliko sati zastoja za zamjenu, trgovina postaje skupa.

Zapisi ćelije PO-1 pokazuju s druge strane koliko košta suprotna pogreška. Srednje vrijeme između kvarova iznosi 620 sati, srednje vrijeme popravka 3,5 sata, pa je raspoloživost 99,4 %. U godini se pojavi 6,5 kvarova i 22,6 sati zastoja. Uz trošak zastoja od 180 EUR po satu to je 4 063 EUR godišnje, a ukupna učinkovitost opreme spušta se na 78 %.

Oblici krivulje otkaza

Kako se učestalost otkaza mijenja s dobi dijela, prikazuje se krivuljom otkaza. Najpoznatiji oblik ima tri razdoblja. Na početku je učestalost visoka zbog pogrešaka u izradi i montaži; slijedi dugo razdoblje u kojem se otkazi javljaju rijetko i naizgled slučajno; na kraju učestalost raste jer materijal doseže granicu trošenja i zamora.

Opsežna istraživanja u zrakoplovstvu pokazala su da klasični oblik s izraženim trošenjem vrijedi za manjinu dijelova. Kod velike većine sklopova učestalost otkaza nakon uhodavanja ostaje ravna ili čak pada, pa dob dijela nije dobar pokazatelj rizika. Prepoznato je šest tipičnih oblika:

Posljednji redak je najvažniji. Ako većina dijelova ima povišen rizik odmah nakon zahvata, onda svako nepotrebno rastavljanje vraća dio na početak krivulje i povećava vjerojatnost otkaza. To je razlog zbog kojeg se u naprednim strategijama radije mjeri nego rastavlja.

Prelazak s vremena na stanje

Ako dob nije dobar pokazatelj, treba naći bolji. Napredne strategije uzimaju stanje dijela, a stanje se očitava iz mjerenja. Na ćeliji PO-1 prate se vibracije na osima 2 i 3 akcelerometrom s rasponom do 25,6 kHz, temperatura reduktora otpornim osjetnikom PT100 s jednim očitanjem u sekundi, struja motora i broj izvedenih ciklusa. Prag uzbune za efektivnu vrijednost brzine vibracija postavljen je na 4,5 mm/s.

Time se mijenja logika naloga. Umjesto rečenice prošlo je dvanaest mjeseci, mijenjamo mazivo dobiva se rečenica vibracije osi 2 rastu tri mjeseca zaredom i za dva mjeseca dosežu prag, planiramo zahvat u sljedećem zastoju proizvodnje. Zahvat i dalje ostaje planiran, ali je planiran prema stroju, a ne prema kalendaru.

Prijelaz nije skok nego niz koraka. Najprije se popiše oprema i procijeni njezina važnost. Zatim se za važnu opremu utvrdi koji su načini otkaza stvarno mogući i najavljuju li se mjerljivim znakom. Tek tada se bira mjerenje, postavlja senzor i određuje prag. Prve mjesece novo mjerenje ne pokreće nalog nego se uspoređuje sa zapisima, da se nauči što je na tom stroju normalno.

Računski prikaz pokazuje obje strane pogreške u izboru roka: koliko dijelova otkaže prije nego što na njih dođe red i koliko se vijeka baci na onima koji se zamijene prerano.

Pomicanjem roka prema dolje udio prijevremenih otkaza pada, ali neiskorišteni dio vijeka raste — i obratno. Ne postoji rok koji rješava oba problema; postoji samo rok koji ih uravnotežuje za zadanu cijenu dijela i cijenu zastoja. Upravo zato napredne strategije traže treći put, u kojem se odluka donosi po primjerku, a ne po populaciji.

Uvjeti koje pogon mora ispuniti

Napredna strategija nije stvar kupnje senzora. Ona traži nekoliko preduvjeta koji se ne mogu preskočiti, a svi se tiču podataka i ljudi prije nego opreme.

1. Uredan popis opreme. Svaki stroj i svaki važan sklop mora imati oznaku, tehnički karton i mjesto u hijerarhiji pogona. Bez toga se mjerenje ne može pripisati dijelu.
2. Zapisi o kvarovima. Datum, opis, uzrok, utrošeno vrijeme i ugrađeni dio. Iz takvih se zapisa računaju srednje vrijeme između kvarova i troškovi zastoja.
3. Mjerenja s poznatim uvjetima. Vibracija izmjerena pri praznom hodu i ona izmjerena pri punom taktu nisu ista veličina; uvjeti mjerenja moraju biti zapisani.
4. Ljudi koji znaju čitati rezultat. Prag je brojka, ali odluka o zahvatu je prosudba koja traži poznavanje stroja.
5. Informacijski sustav održavanja. Nalozi, zalihe i povijest zahvata na jednom mjestu, tako da se uzbuna može pretvoriti u nalog bez prepisivanja.
6. Disciplina zapisivanja. Zahvat koji nije zapisan za analizu ne postoji, a sljedeća procjena rizika bit će zasnovana na nepotpunoj slici.

Vrijedi i obratno upozorenje: napredna strategija nema smisla ondje gdje je posljedica otkaza mala. Za rasvjetu ćelije, jednostavne senzore prisutnosti ili potrošni pribor rad do otkaza uz pričuvni dio na polici i dalje je najjeftinije rješenje. Sredstva se usmjeravaju ondje gdje otkaz zaustavlja proizvodnju ili ugrožava ljude.

Što napredne strategije donose ćeliji PO-1

Sve četiri strategije koje slijede u ovom modulu odgovaraju na isto pitanje — gdje uložiti sat rada montera — ali se razlikuju po mjerilu kojim biraju.

Na ćeliji PO-1 razuman redoslijed uvođenja je upravo taj. Najprije se opremom prema riziku razvrsta i utvrdi gdje se uopće isplati raditi analizu. Zatim se na kritičnoj opremi provede RCM i za svaki način otkaza odabere zahvat. Ondje gdje je odabran pregled stanja postavlja se mjerenje i prag, a kada uzbuna postane redovita pojava, lean pristup skraćuje sam zahvat.

Cilj nije zamijeniti plan preventivnog održavanja nego ga prorijediti i preusmjeriti. Podmazivanje reduktora ostaje u planu jer je jeftino i korisno, ali zamjena reduktora prestaje biti kalendarska stavka i postaje odluka koja se donosi na temelju trenda vibracija, temperature i broja izvedenih ciklusa.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.