Prediktivno održavanje

Od vremena prema stanju

Svaki mehanički kvar ima razdoblje u kojem je već započeo, ali stroj još radi. Zamor staze ležaja počinje mikroskopskom pukotinom koja se pretvara u oštećenje staze, zatim u povišene vibracije, zatim u buku i porast temperature, i tek na kraju u zaustavljanje. To razdoblje traje od nekoliko sati do nekoliko tisuća sati, ovisno o mehanizmu, i upravo je ono prostor u kojem prediktivno održavanje radi.

Prvi trenutak u kojem se kvar može otkriti mjerenjem naziva se točkom P, a trenutak stvarnog otkaza točkom F. Vrijeme između njih je P-F interval. On određuje sve ostalo: ako P-F interval iznosi tisuću sati, mjeriti jednom u dvije tisuće sati nema smisla jer se znak propušta. Pravilo kaže da razmak mjerenja mora biti kraći od polovice P-F intervala, a u praksi se uzima i trećina.

Na ćeliji PO-1 mjerenja se ne obavljaju ručno nego trajno. Akcelerometri na osima 2 i 3 rade s rasponom do 25,6 kHz, temperatura reduktora mjeri se osjetnikom PT100 jednom u sekundi, prati se struja motora i broji se izvedene cikluse. Time je razmak mjerenja praktički nula, a P-F interval se iskorištava u cijelosti.

Važno je uočiti što se time dobiva. Zahvat i dalje ostaje planiran, ali se planira prema stroju. Nalog za zamjenu reduktora ne pada u petak popodne nego se uvrsti u sljedeći dogovoreni zastoj, s naručenim dijelom i pripremljenim alatom. Zastoj od 22,6 sati godišnje pretvara se u planirani prekid, a trošak od 180 EUR po satu izbjegava se ondje gdje se otkaz stigao najaviti.

Veličine kojima se prati stanje

Nijedno mjerenje ne otkriva sve. Veličina se bira prema mehanizmu koji se prati, a u praksi se kombinira nekoliko njih jer se međusobno potvrđuju.

Vibracija je najkorisnija veličina za rotacijske sklopove jer nosi mnogo podataka. Efektivna vrijednost brzine vibracija govori o ukupnoj razini, a raspodjela po frekvencijama otkriva uzrok: neuravnoteženost daje pojačanje na frekvenciji vrtnje, nesuosnost na njezinoj dvostrukoj vrijednosti, a oštećenje staze ležaja na karakterističnim frekvencijama koje se računaju iz geometrije ležaja.

Temperatura je jednostavna i jeftina, ali kasni. Kad temperatura reduktora poraste, oštećenje je već uznapredovalo. Zato se temperatura koristi kao potvrda, a ne kao glavni znak. Struja motora korisna je jer ne traži nove osjetnike: podatak već postoji u pogonskom pojačalu i treba ga samo zabilježiti i usporediti s istim ciklusom od prije pola godine.

Trend, prag i preostali vijek

Jedno mjerenje gotovo ništa ne govori. Vrijednost od 3,0 mm/s može biti posve normalna za jedan stroj i zabrinjavajuća za drugi. Zato se ne gleda vrijednost nego trend: niz mjerenja u vremenu, uspoređen s razinom koju je stroj imao kad je bio nov.

Na slici se vide tri veličine koje čine cijeli postupak. Osnovna razina od 2,1 mm/s izmjerena je pri puštanju ćelije u rad i služi kao usporedba. Prag uzbune od 4,5 mm/s granica je iznad koje se stanje smatra neprihvatljivim. Nagib trenda govori koliko brzo se razini približava, pa se iz njega računa preostali vijek.

Postavljanje praga najosjetljiviji je dio. Prenizak prag daje lažne uzbune, a nakon nekoliko uzaludnih odlazaka do stroja povjerenje u sustav nestaje. Previsok prag propušta kvarove. Pragovi se zato uzimaju iz norme kao polazište, a zatim se podešavaju prema onome što je na tom stroju izmjereno u prvim mjesecima rada.

Od mjerenja do radnog naloga

Mjerenje koje ne završi u nalogu nije održavanje nego mjerenje. Put od osjetnika do zahvata na PO-1 ima šest koraka, i svaki od njih mora imati odgovornu osobu.

1. Prikupljanje. Akcelerometar mjeri ubrzanje, uređaj izračunava efektivnu vrijednost brzine i šalje je svakih nekoliko minuta zajedno s podatkom o dijelu ciklusa.
2. Pohrana i usporedba. Vrijednost se sprema uz oznaku stroja i uvjete mjerenja te se uspoređuje s osnovnom razinom i s prethodnim mjerenjima.
3. Otkrivanje odstupanja. Sustav javlja kada vrijednost prijeđe prag ili kada trend raste više uzastopnih mjerenja zaredom.
4. Prosudba. Održavatelj provjerava je li odstupanje stvarno: nije li se promijenio program, obradak ili položaj osjetnika.
5. Nalog. Otvara se radni nalog s opisom nalaza, procjenom preostalog vijeka, potrebnim dijelom i predloženim terminom.
6. Zapis nakon zahvata. Bilježi se što je nađeno pri rastavljanju i kako se to slaže s mjerenjem; taj zapis podešava prag za sljedeći put.

Zapis vrijedi i onda kada se pokaže da uzbuna nije bila opravdana. Lažna uzbuna nosi podatak o tome da je prag prenizak ili da je uvjet mjerenja bio drukčiji, a taj podatak sprječava iduću lažnu uzbunu. Broj lažnih i broj propuštenih uzbuna dva su glavna mjerila kvalitete prediktivnog sustava.

Preostali vijek i planiranje zahvata

Procjena preostalog vijeka najveća je praktična korist prediktivnog održavanja. Iz nje slijedi je li zahvat hitan ili može pričekati sljedeći planirani zastoj, treba li dio naručiti žurnom dostavom i može li se proizvodnja unaprijed preraspodijeliti.

Najjednostavnija procjena je linearna: iz porasta u zadnjem razdoblju izračuna se brzina rasta i produlji do praga. Za os 2 na PO-1 vibracije su u zadnjih 1200 sati porasle s 2,6 na 3,4 mm/s, dakle 0,8 mm/s u 1200 sati. Do praga 4,5 mm/s nedostaje 1,1 mm/s, što uz istu brzinu daje oko 1 650 radnih sati, odnosno pet mjeseci uz 4000 sati godišnje.

Linearna procjena je gruba jer se propadanje pri kraju obično ubrzava. Zato se rezultat uzima kao gornja granica, zahvat se planira ranije, a mjerenje se do zahvata gušće prati. Pri približavanju pragu razmak provjere skraćuje se s tjedna na dan.

Uz to se uvijek provjerava i drugi izvor. Ako vibracije rastu, a temperatura reduktora i struja motora ostaju nepromijenjene, vrijedi posumnjati u sam osjetnik ili njegovu vezu s kućištem. Potvrda iz dvaju neovisnih mjerenja mnogo je jača od jednog prekoračenog praga.

Zamke prediktivnog održavanja

Prediktivni sustav koji nitko ne gleda gori je od nikakvog, jer stvara osjećaj sigurnosti. Nekoliko zamki ponavlja se u gotovo svakom pogonu.

Posljednja je zamka najskuplja i nije tehnička. Prediktivno održavanje mijenja način rada službe: umjesto reagiranja na kvar traži se redovito gledanje podataka i donošenje odluka na temelju predviđanja. Ako se raspored rada i odgovornosti ne promijene, oprema će mjeriti, ali pogon će i dalje čekati kvar.

Zato se uvođenje mjeri istim brojkama kojima se mjeri i pogon: udjelom kvarova uhvaćenih prije zastoja, brojem sati neplaniranog zastoja i srednjim vremenom između kvarova. Na ćeliji PO-1 polazište je poznato — 620 sati između kvarova, 22,6 sati zastoja i ukupna učinkovitost opreme od 78 % — pa se svaka promjena može izmjeriti, a ne samo opisati.

Ključni pojmovi

Provjeri se

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