Podatność eksploatacyjna

Z Encyklopedia Zarządzania

Podatność eksploatacyjna "jest jednym z ważniejszych parametrów oceny jakości przystosowania obiektów technicznych do użytkowania". [1]

Podatność eksploatacyjna maszyn i urządzeń

Zawiera ona podatność użytkową, diagnostyczną i obsługową. Podatność eksploatacyjna jest kształtowana już gdy dane urządzenie bądź maszyna są projektowane, brane są wtedy pod uwagę dodatkowe wymagania, które wynikają z możliwych sytuacji oraz warunków eksploatacyjnych.

  1. Podatność użytkowa jest to dostosowanie urządzenia do realizacji mechanizmu użytkowania. Jest ona zależna od podatności operacyjnej, przystosowania do systemu eksploatacji, dyspozycyjności urządzenia (wynika ona z niezawodności urządzeń lub maszyn, ich szybkości i łatwości uruchomienia), efektywności (określana przez parametry techniczne urządzeń i maszyn) i zakresu jego wykorzystania, ergonomiczności, nieuciążliwości dla naturalnego środowiska oraz bezpieczeństwa użytkowników.
  2. Podatność obsługowa czyli przystosowanie urządzenia do uzupełniania płynów eksploatacyjnych, regulacji, dokonywania remontów i przeglądów, smarowania.Determinuje ją podatność: konserwacyjno-remontowa, magazynowa, na kontrolowanie stanu, transportowa oraz bezpieczeństwo obsługiwania i ergonomiczność.
  3. Podatność diagnostyczna jest to dostosowanie urządzenia lub maszyny do wykonania ciągu czynności, które dają możliwość bezinwazyjnego uzyskania informacji o jego stanie technicznym. Ułatwia to podejmowanie decyzji o dalszej obsłudze lub użytkowaniu urządzenia lub maszyny.

Bardzo istotne jest również dostosowywanie maszyn lub urządzeń do wymagań ich remontów i konserwacji. Smarowanie i czyszczenie są uciążliwymi ale bardzo ważnymi zabiegami konserwacyjnymi. O podatności konserwacyjnej można mówić, gdy układy smarowania są zmechanizowane i scentralizowane, a środki smarne, które są stosowane - jednakowe dla całości urządzenia. Warunki, w których będą czyszczone urządzenia muszą być dokładnie przemyślane i zawarte w projekcie.

Podatność remontowa (technologiczność remontowa) determinowana jest natomiast poprzez: normalizację części, dogodność warunków odbywanego remontu (na przykład możliwość wietrzenia pomieszczenia, dostępność części zamiennych, rozłączalność części, łatwość montażu części i ich regeneracji, łatwy transport i łatwość regulacji montażowej.

Pomimo udogodnień, które wynikają z podatności obsługowej urządzeń, opracowywane są technologie napraw, które dają możliwość ich przeprowadzania bez wyłączania napięcia elektrycznego, bez przerywania ruchu bądź też usuwania surowców palnych[2]

Znaczenie podatności eksploatacyjnej w ocenie jakości przystosowania obiektów technicznych do użytkowania

Podatność eksploatacyjna jest kluczowym kryterium oceny jakości przystosowania obiektów technicznych do użytkowania. Obiekty techniczne, takie jak maszyny, urządzenia, instalacje czy infrastruktura, są inwestycjami na długi okres czasu. Dlatego ważne jest, aby były one przystosowane do długotrwałej eksploatacji i spełniały oczekiwania użytkowników.

Podatność eksploatacyjna wpływa na efektywność działania obiektów technicznych. Jeśli obiekt jest podatny na awarie i częste przestoje, to jego wykorzystanie staje się utrudnione, co prowadzi do spadku wydajności i zwiększenia kosztów. Z drugiej strony, obiekt o wysokiej podatności eksploatacyjnej jest w stanie pracować bez zakłóceń, co przekłada się na zwiększenie produkcji, obniżenie kosztów eksploatacji i zwiększenie konkurencyjności.

Ocena podatności eksploatacyjnej obejmuje analizę różnych aspektów, takich jak:

Warto podkreślić, że podatność eksploatacyjna nie jest jednorazowym zagadnieniem. Obiekty techniczne muszą być stale monitorowane i dostosowywane do zmieniających się warunków eksploatacji. Dlatego zarządzanie podatnością eksploatacyjną ma duże znaczenie dla utrzymania wysokiej jakości i efektywności działania obiektów technicznych.

Zasada umiaru projektowego

Podczas kształtowania podatności eksploatacyjnej urządzenia lub maszyny, bardzo ważne jest aby powstrzymać się od nadmiernej rozbudowy danej konstrukcji. Eksploatowane urządzenie ma obowiązek być bezpieczne zarówno dla pracowników jak i środowiska naturalnego. Urządzenie zaprojektowane dobrze, z dostosowaniem do wymagań eksploatacji, z zachowaną zasadą umiaru projektowego, powinno mieć harmonię struktury i funkcji a przede wszystkim prostą budowę. [3]

Metody badań stanu maszyn

Istnieją dwie kategorie tych metod:

  1. Metody symulacyjne, które wymagają specjalnego bodźca by uzyskać ocenę, np. pola magnetycznego, fali ultradźwiękowej. Metody te zwane są nieniszczącymi (ang. NDT czyli non destructive testing). Można je stosować wyłącznie do oddzielnych elementów konstrukcji i maszyn
  2. Takie, które bazują na obserwacji zachodzących procesów resztkowych, towarzyszących pracującym maszynom. Najprostszym typem tych badań diagnostycznych jest analizowanie zawartych w olejach hydraulicznych lub smarnych produktów zużycia.

Jedne z ważniejszych metod badań stanu maszyn to:

  • Metody wizualne - Lupa, mikroskopy, endoskopy.
  • Metody penetracyjne - Ciecz z barwnikiem przenika do pęknięć danej konstrukcji.
  • Metody magnetyczno-proszkowe - Za pomocą zjawiska rozproszenia pola magnetycznego albo zmiany przenikalności magnetycznej.
  • Metody radiacyjne - Za pomocą zjawiska fotochemicznego.
  • Metody ultradźwiękowe - Wykorzystuje zjawiska, które towarzyszą rozchodzeniu się fal o częstotliwości ponad 20 000 Hz.
  • Diagnostyka termograficzna - Analiza pomiarów termowizyjnych.
  • Badania produktów zużycia - Okresowa lub ciągła obserwacja produktów zużycia, wtrąceń, zanieczyszczeń.
  • Diagnostyka wibroakustyczna (WA) - Analiza drgań i hałasu[4]

Proaktywna strategia eksploatacji

Jest to strategia, w której stosuje się różne techniki, które pomagają wydłużyć okres użytkowania urządzeń i maszyn. Głównym celem tych technik jest ustalenie przyczyn oraz mechanizmów wystąpienia błędów (Root Cause Failure Analysis). Dzięki temu można analizować procesy powstawania uszkodzeń i uwzględniać to w najnowszych rozwiązaniach konstrukcyjnych w czego konsekwencji eksploatacja istniejących maszyn może być odpowiednio korygowana[5]

Dostosowanie do wymagań remontów i konserwacji

Znaczenie smarowania i czyszczenia dla podatności konserwacyjnej

Właściwe smarowanie i czyszczenie są kluczowe dla utrzymania wysokiej podatności eksploatacyjnej maszyn. Smarowanie zapewnia odpowiednie funkcjonowanie elementów ruchomych poprzez redukcję tarcia i zużycia. Regularne czyszczenie natomiast pozwala usunąć zanieczyszczenia, które mogą prowadzić do awarii lub pogorszenia wydajności.

Należy zwracać uwagę na odpowiedni rodzaj smaru i jego ilość, aby zapewnić optymalne warunki pracy maszyny. Ponadto, konieczne jest regularne sprawdzanie stanu smarów i ich wymiana w przypadku konieczności. Czyszczenie zaś powinno być przeprowadzane zgodnie z zaleceniami producenta, w odpowiednich interwałach czasowych.

Znaczenie normalizacji części dla podatności remontowej

Normalizacja części jest istotna dla podatności remontowej maszyn. Standardowe części są łatwiejsze do zdobycia, co ułatwia i przyspiesza proces naprawy. Ponadto, normalizacja pozwala na stosowanie części zamiennych różnych producentów, co daje większe możliwości wyboru i konkurencyjność cenową.

W przypadku braku normalizacji, konieczne jest zamawianie specjalnych części, co może prowadzić do dłuższych czasów oczekiwania na dostawę oraz większych kosztów. Dlatego ważne jest, aby projektować maszyny z uwzględnieniem standardowych części dostępnych na rynku.

Przykłady działań związanych z podatnością konserwacyjną i remontową

Przykładem działania związanego z podatnością konserwacyjną może być regularne przeglądanie maszyn, wymiana zużytych filtrów, czyszczenie powierzchni roboczych, smarowanie elementów ruchomych oraz monitorowanie parametrów pracy. W ten sposób można zapobiec nagłym awariom i utrzymać maszyny w dobrym stanie technicznym.

Metody badań stanu maszyn

Metody wizualne

Metody wizualne są podstawowym narzędziem w diagnostyce maszyn. Polegają na bezpośrednim oglądaniu i ocenie stanu technicznego maszyn za pomocą zmysłu wzroku. Wizualna inspekcja pozwala na wykrycie widocznych uszkodzeń, zużycia, wycieków czy innych nieprawidłowości.

Metody penetracyjne

Metody penetracyjne polegają na wprowadzeniu odpowiednich substancji lub barwników do elementów maszyn, aby zidentyfikować ewentualne nieszczelności lub pęknięcia. Przykładem takiej metody jest penetracja cieczami penetrującymi, która pozwala na wykrycie mikropęknięć w metalowych elementach.

Metody magnetyczno-proszkowe

Metody magnetyczno-proszkowe wykorzystują pola magnetyczne do wykrywania wewnętrznych pęknięć, wtrąceń lub innych nieprawidłowości w metalowych elementach. Pole magnetyczne powoduje powstawanie widocznych linii pola magnetycznego na powierzchni badanego elementu, co ułatwia identyfikację problemów.

Metody radiacyjne

Metody radiacyjne wykorzystują promieniowanie jonizujące, takie jak promieniowanie rentgenowskie, do badania wewnętrznej struktury maszyn. Dzięki temu można zidentyfikować pęknięcia, zmiany struktury lub inne nieprawidłowości, które nie są widoczne na zewnątrz.

Metody ultradźwiękowe

Metody ultradźwiękowe polegają na wysyłaniu ultradźwięków przez badane elementy maszyn i analizie odbitych fal. Pozwala to na wykrycie pęknięć, wtrąceń, luźnych połączeń czy zmian grubości ścianek. Metody ultradźwiękowe są szczególnie skuteczne w badaniu elementów metalowych.

Metody termograficzne

Metody termograficzne wykorzystują technologię termowizyjną do analizy rozkładu temperatury na powierzchni maszyn. Pozwala to na identyfikację obszarów o podwyższonej temperaturze, które mogą wskazywać na nieprawidłowe działanie lub przegrzewanie.

Badania produktów zużycia

Badania produktów zużycia, takie jak analiza oleju lub mazu, pozwalają na ocenę stanu technicznego maszyn na podstawie składu chemicznego czy obecności zanieczyszczeń. Analiza produktów zużycia może dostarczyć informacji o zużyciu elementów, obecności zanieczyszczeń czy zmianach w procesach tribologicznych.

Diagnostyka wibroakustyczna

Diagnostyka wibroakustyczna polega na analizie drgań i dźwięków generowanych przez maszyny. Pozwala to na identyfikację nieprawidłowych drgań, hałasów czy innych niepożądanych efektów akustycznych, które mogą wskazywać na problemy w działaniu maszyn.

Strategie i narzędzia redukujące podatność eksploatacyjną

Proaktywna strategia eksploatacji

Proaktywna strategia eksploatacji polega na identyfikacji przyczyn i mechanizmów występowania błędów w celu ich wyeliminowania lub minimalizacji. Przeprowadzanie analizy przyczyn błędów pozwala na lepsze zrozumienie, dlaczego i jak błędy występują, co umożliwia wprowadzenie odpowiednich działań zapobiegawczych. Przykładowo, analiza przyczyn może ujawnić, że awarie są spowodowane niewłaściwym użytkowaniem urządzeń przez personel, co sugeruje konieczność dodatkowego szkolenia lub zmiany procedur eksploatacyjnych.

Przykłady zastosowania proaktywnej strategii eksploatacji to m.in. przeglądy techniczne, analizy przyczyn błędów, badania wytrzymałościowe, testy obciążeniowe oraz ocena okresu eksploatacji. Dzięki tym działaniom można zidentyfikować potencjalne problemy i podjąć działania naprawcze jeszcze przed wystąpieniem awarii. Proaktywna strategia pozwala również na optymalizację procesów eksploatacyjnych poprzez identyfikację obszarów wymagających ulepszeń.

Mierzenie częstości dostępności urządzenia w określonym czasie

Wskaźniki dostępności pozwalają na monitorowanie i ocenę, jak często dane urządzenie jest dostępne i gotowe do działania w określonym czasie. Mierzenie dostępności jest istotne dla efektywnego zarządzania procesami eksploatacyjnymi. Przykładowe wskaźniki dostępności to czas pracy, czas przestoju, czas wymiany części, itp. Analiza wskaźników dostępności pozwala na identyfikację obszarów wymagających poprawy oraz podejmowanie odpowiednich działań.

Przykładowymi wskaźnikami dostępności są:

  • Czas pracy: określa, jak długo urządzenie było w pełni sprawne i gotowe do pracy.
  • Czas przestoju: mierzy, jak długo urządzenie było niedostępne z powodu awarii lub konserwacji.
  • Czas wymiany części: określa, jak długo trwa wymiana uszkodzonych części.
  • Wskaźnik MTBF (Mean Time Between Failures): oznacza średni czas między awariami. Im wyższy wskaźnik, tym większa jest niezawodność urządzenia.

Interpretacja wskaźników dostępności pozwala na ocenę wydajności urządzeń oraz identyfikację obszarów wymagających działania.

Planowanie i zarządzanie czasem przestoju

Planowanie i zarządzanie czasem przestoju jest istotne, szczególnie dla maszyn często eksploatowanych, które mają duże znaczenie dla procesów produkcyjnych. Minimalizowanie wpływu przestojów na produkcję wymaga odpowiedniego planowania konserwacji, przeglądów technicznych oraz szybkiego reagowania na awarie. Zastosowanie strategii takich jak TPM (Total Productive Maintenance) pozwala na utrzymanie ciągłości produkcji i minimalizację strat wynikających z przestojów.

Przykłady planowania i zarządzania czasem przestoju to m.in.:

  • Opracowanie harmonogramu konserwacji zapobiegawczej, obejmującego regularne przeglądy techniczne i działania naprawcze.
  • Szybkie reagowanie na awarie i minimalizowanie czasu potrzebnego na naprawę.
  • Ustalanie priorytetów napraw i konserwacji na podstawie ich wpływu na produkcję.
  • Szkolenie personelu w zakresie szybkiej reakcji na awarie i umiejętności naprawczych.

Planowanie i zarządzanie czasem przestoju wymaga skrupulatności, elastyczności i współpracy między działami odpowiedzialnymi za eksploatację i produkcję.

Systemy monitorowania i zarządzania

System zarządzania utrzymaniem sprawności (CMMS) to narzędzie informatyczne, które umożliwia monitorowanie, planowanie i zarządzanie procesami konserwacyjnymi. CMMS umożliwia gromadzenie danych technicznych, harmonogramowanie konserwacji, śledzenie historii napraw oraz generowanie raportów. Dzięki temu systemowi można skutecznie zarządzać zasobami, zoptymalizować procesy eksploatacyjne oraz minimalizować przestoje.

Wykorzystanie technologii takich jak Internet rzeczy (IoT) i sztuczna inteligencja (AI) umożliwia automatyzację procesów monitorowania i zarządzania. Dzięki IoT można zdalnie monitorować parametry techniczne urządzeń, przewidywać awarie oraz optymalizować procesy konserwacyjne. Natomiast sztuczna inteligencja może analizować dane dotyczące stanu technicznego urządzeń, identyfikować wzorce awarii oraz proponować optymalne strategie konserwacji.

Przykłady zastosowania systemów monitorowania i zarządzania to m.in.:

  • Wykorzystanie CMMS do planowania konserwacji, monitorowania historii napraw oraz generowania raportów.
  • Wykorzystanie IoT do zdalnego monitorowania parametrów technicznych urządzeń oraz przewidywania awarii.
  • Wykorzystanie sztucznej inteligencji do analizy danych dotyczących stanu technicznego urządzeń i optymalizacji procesów konserwacyjnych.

Systemy monitorowania i zarządzania są nieocenionym narzędziem w efektywnym zarządzaniu procesami eksploatacyjnymi, umożliwiającym szybką reakcję na awarie, minimalizację przestojów oraz optymalizację konserwacji.

Szkolenie personelu

Wyszkolony i doświadczony personel odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu wysokiej podatności eksploatacyjnej. Posiadanie odpowiednich umiejętności technicznych oraz zdolności do rozpoznawania i rozwiązywania problemów technicznych pozwala personelowi na skuteczną reakcję na awarie, przeprowadzanie konserwacji oraz minimalizowanie przestojów. Stale doskonalenie umiejętności personelu jest niezbędne dla poprawy podatności eksploatacyjnej.

Przykłady skutecznego szkolenia personelu to m.in.:

  • Szkolenia techniczne, które dostarczają personelowi wiedzę na temat urządzeń, procedur konserwacyjnych oraz rozwiązywania problemów technicznych.
  • Szkolenia dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy, które zwiększają świadomość zagrożeń oraz umiejętność odpowiedniego reagowania w przypadku awarii.
  • Programy doskonalenia zawodowego, które pozwalają personelowi na rozwijanie umiejętności technicznych i zdobywanie nowej wiedzy.

Szkolenie personelu stanowi inwestycję w podatność eksploatacyjną, ponieważ dobrze wyszkolony personel jest w stanie efektywnie zarządzać urządzeniami, minimalizować przestoje oraz zwiększać bezpieczeństwo pracy.

Aktualizacja dokumentacji technicznej i instrukcji obsługi

Aktualizacja dokumentacji technicznej i instrukcji obsługi ma duże znaczenie dla podatności eksploatacyjnej. Dostęp do aktualnej i kompleksowej dokumentacji ułatwia personelowi przeprowadzanie konserwacji, diagnozowanie problemów oraz szybką reakcję na awarie. Zapewnienie łatwego dostępu do niezbędnych informacji pozwala na skuteczne zarządzanie urządzeniami.

Przykłady aktualizacji dokumentacji technicznej to m.in.:

  • Dodawanie nowych procedur konserwacyjnych, aby uwzględnić zmiany w technologii lub przepisach.
  • Aktualizacja danych technicznych urządzeń, takich jak schematy elektryczne czy dane dotyczące parametrów technicznych.
  • Dodawanie informacji o nowych rozwiązaniach technicznych lub procedurach diagnostycznych.

Regularna aktualizacja dokumentacji technicznej i instrukcji obsługi jest kluczowa dla efektywnego zarządzania urządzeniami oraz minimalizacji ryzyka awarii.


Podatność eksploatacyjna — artykuły polecane
Inżynieria odwrotna — Metody wykrywania usterek — Regeneracja — Ryzyko technologiczne — Walidacja — Zarządzanie ryzykiem — 7 narzędzi TQC — Prototypowanie i modelowanie — Utrzymanie ruchu — RCCA

Przypisy

  1. ↑ , Stawicki T., s. 261
  2. ↑ , Legutko S., s. 148
  3. ↑ , Legutko S., s. 147
  4. ↑ , Napiórkowski J., s.196
  5. ↑ , Radkowski S., s. 197

Bibliografia


Autor: Karolina Gralak


Źródło: „https://mfiles.pl/pl/index.php?title=Podatność_eksploatacyjna&oldid=206918”