3.5. Оценка эффективности принимаемых решений при техническом обслуживании

Основными видами потерь, которые снижают эффективность работы оборудования, являются следующие:

1. простои из-за отказов оборудования;

2. ремонтные и монтажные работы;

3. незначительные остановки оборудования;

4. технологические недоработки;

5. сокращение скорости технологического процесса;

6. сокращение доходов.

В общем виде предельная эффективность (ПЭ) оборудования может быть представлена уравнениями Накаямы

ПЭ = ГотовностьПроизводительностьКачество

Готовность выражается через коэффициент готовности К_г:

Производительность выражается через темп производства ТП

ТП = НЭНСЭ

Здесь НЭ – норма эксплуатации, равная

НСЭ – норма скоростной эксплуатации, равная

где время реального цикла время на производство единицы продукции.

Качество выражается через коэффициент качества К_к

Анализ представленных зависимостей позволяет сделать следующие выводы о связи видов потерь с показателями предельной эффективности:

• уровень готовности зависит от двух первых видов потерь (простои из-за отказов оборудования, ремонтные и монтажные работы);

• уровень производительности определяется остановками оборудования и скоростью технологического процесса;

• уровень качества обусловлен технологическими недоработками и сокращением дохода, вызванных снижением качества продукции.

Для оценки эффективности решений, связанных с техническим обслуживанием оборудования, предложен обобщенный показатель – интегральная шкала эффективности (ИШЭ), предложенная Хиби

В качестве контрольной стоимостной шкалы обычно используется стоимость энергии U (кВтч) или другие измеряемые показатели. За i-ый период времени формула имеет вид

Здесь U_i – интегральная шкала эффективности за i-ый период;

Р_i – стоимость контрольной шкалы за i-ый период;

R - стоимость ремонта;

L - потери при отказе оборудования, которые равны

L = L₁ + L₂ = L₁₁ + L₁₂ + L₂

где L₁ – производственные потери;

L₁₁ – затраты на поддержание производства;

L₁₂ - фактические убытки производства;

L₂ - издержки.

Поэтому для оценки эффективности принимаемых решений при техническом обслуживании необходимо постоянно осуществлять мониторинг состояния оборудования и затрат на поддержание его работоспособного состояния.

3.6. Ремонтопригодность машин

Затраты на поддержание оборудования в работоспособном состоянии во многом зависит от его надежности, одним из свойств которого является ремонтопригодность. Ремонтопригодность - это свойство машины, которое способствует предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность, как свойство машины, закладывается при конструировании. На этой стадии в конструкцию машины должны быть заложены возможности предупреждения и обнаружения возможных отказов (система технической диагностики, система контроля параметров), а также обеспечение возможности минимальных затрат времени и трудовых ресурсов на восстановление работоспособности машины. Мерой ремонтопригодности является время и затраты на восстановление работоспособного состояния.

А. Показатели ремонтопригодности машин, используемые на стадии проектирования.

Для оценки ремонтопригодности машин на стадии проектирования используют следующие относительные показатели ремонтопригодности:

• - коэффициент взаимозаменяемости - ;

• - коэффициент доступности - .

• - коэффициент унификации - ;

• - коэффициент стандартизации - ,

Здесь - трудоемкость демонтажно-монтажных работ,

- трудоемкость пригоночных работ,

- трудоемкость основных операций,

- трудоемкость вспомогательных работ;

и - число унифицированных и стандартных сборочных единиц или деталей, не вошедших в состав сборочных единиц;

N - общее число составных единиц.

При оценке ремонтопригодности новых конструкций машин применяют также качественную или экспертную оценку. При экспертной оценке ремонтопригодности необходимо выделить параметры, определяющие трудоемкость и длительность восстановления. Например:

- количество сборочных единиц;

- количество снимаемых элементов для доступа к месту отказа;

- технологичность процесса сборки;

- рабочие позы ремонтников;

- возможность использования средств механизации;

- наличие средств контроля и систем технической диагностики;

- организация технического обслуживания и ремонтов.

Оценки могу осуществляться количественно в баллах или качественно - “лучше” и ”хуже”.

Для металлургических машин характерна низкая ремонтопригодность оборудования. Иногда для демонтажа 1 тонны отказавшего оборудования приходится разобрать 20 тонн исправного оборудования. Основными причинами низкой ремонтопригодности оборудования являются: отсутствие средств контроля и технической диагностики, низкий уровень слесарно-сборочных работ, неоптимальность сроков плановых ремонтов с точки зрения минимума затрат на восстановление работоспособности и потерь, связанных с простоями оборудования.

Знание закономерностей отказов позволяет прогнозировать возможность выхода машины из работоспособного состояния и разрабатывать пути повышения ее надежности.

Пример 3.6. Определить коэффициент готовности системы, если известно, что среднее время восстановления одного отказа равно Tв = 5 ч, а среднее значение наработки на отказ составляет T = 500 ч.

Решение.

Коэффициент готовности воспользуемся формулой (3.13)

Kг = T/(T + tв) = 500/(500 + 5) = 0,99.

Пример 3.7. Определить коэффициент технического использования машины, если известно, что машину эксплуатируют в течение года (Tэ = 8760 ч). За этот период эксплуатации машины суммарное время восстановления отказов составило tв = 40 ч. Суммарное время, затраченное на ремонтные работы за период эксплуатации составляет 15 суток, т.е. tр = 15·24 = 360 ч.

Решение.

Сначала определим суммарное время наработки машины:

Т = Tэ – (tв + tр) = 8760 – (40 + 360) = 8360 ч.

Коэффициент технического использования вычислим по формуле (3.15),

К_ТИ = Т/(Т+Т_В+Т_Р) = 8360/(8360 + 40 + 360) = 0,954..

Пример 5.6. При эксплуатации 8 конвейеров получены статистические данные, которые сведены в таблицу по нарастающему времени работы. Определить коэффициент готовности системы.

Номер	Число отказов ni	Время, ч
		восстановления		работы tр,i
		одного отказа tв,i	суммарное ni tв,i
1	2	1	2	200
2	5	2	10	300
3	6	4	24	400
4	4	3	12	300
5	8	2	16	600
6	10	5	50	700
7	15	2	30	900
8	20	3	60	1000
Итого	70	-	204	4400

Решение.

Наработка на отказ

Среднее время восстановления

По формуле (3.13) находим средний коэффициент готовности конвейера:

Kг = T/(T + tв) = 62,8/(62,8 + 2,9) = 0,95.

Б. Показатели ремонтопригодности машин, используемые в процессе их эксплуатации.

Единичные показатели ремонтопригодности характеризуют одно из свойств, составляющих надежность объекта:

• среднее время восстановления работоспособного состояния (математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния) - Т_В;

• вероятность восстановления работоспособного состояния P_В(t)=P(t_В < t) (вероятность того, что время восстановления работоспособного состояния не превышает заданного – аналогия вероятности отказов);

• - средние затраты на восстановление работоспособного состояния – С_В.

Комплексные показатели ремонтопригодности одновременно характеризуют несколько свойств, составляющих надежность объекта:

• коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусмотрено (Т - средняя наработка на отказ)

К_Г = Т/(Т+Т_В); (3.13)

• коэффициент оперативной готовности - вероятность безотказной работы объекта в течение заданного времени t, начиная с произвольного, достаточно удаленного момента времени t_, т.е. отношение числа объектов n, исправных в произвольный, достаточно удаленный момент времени, и проработавших затем безотказно в течение заданного времени, к общему числу объектов N

К_ОГ = n(t_, t_+t)/N; (3.14)

• коэффициент технического использования – отношение математического ожидания наработок на отказ за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий наработок на отказ, плановых ремонтов и аварийных простоев оборудования (Т_Р – время ремонтов)

К_ТИ = Т/(Т+Т_В+Т_Р). (3.15)