Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Reinženýrink údržby jako procesně technické činnosti

číslo 2/2003

Reinženýrink údržby jako procesně technické činnosti

Základním předpokladem každé správné strategie implementace údržby je prodloužit aktivní část technického života stroje a zařízení, zvýšit účinnost strojů a zařízení, zvýšit produktivitu výroby a snížit náklady na údržbu. A právě hodnocení účinnosti údržby, reinženýrink údržby, snižování a ovládnutí rizika provozu jsou těmi nástroji, kterými se řeší daná problematika.

1. Úvod

Cílem údržby je v nejjednodušším a základním pohledu udržovat výrobní zařízení v technicky dobrém a provozuschopném stavu při vynakládání optimálních nákladů, což by v praxi mělo vést výrobní management k zájmu o efektivní reprodukci výrobní základny – údržbu a obnovu výrobního zařízení. To s sebou nese nutnost transformovat konvenčně pojaté údržby podle nových kritérií minimalizace nákladů a zvyšování produktivity práce.

Je totiž nesporná pravda, že údržba jako taková bude existovat věčně, nikdy neztratí své opodstatnění při jakékoliv úrovni provozuschopnosti, pouze přijme v daných podmínkách novou, odpovídající podobu.

2. Požadavky na údržbu a její zajištěnost

Pro stanovení požadavků na údržbu je nutné vycházet z nejobecnější definice provozní spolehlivosti: „Provozní spolehlivost je taková vlastnost výrobku (stroje), která mu umožňuje plnit určené funkce v mezích přípustné tolerance při daných provozních podmínkách a požadované době provozu.“ Teprve následně lze mluvit o dílčích znacích spolehlivosti, jako jsou funkčnost, bezpečnost, životnost, bezporuchovost, udržovatelnost, pohotovost, zajištěnost údržby apod. Z pohledu stanovení obecných zásad je zapotřebí definovat:

  • cíl údržby,
  • strategii údržby,
  • koncepci (politiku, program) údržby.

V provozní údržbě je třeba uplatňovat procesní a systémový přístup k řízení údržby a rozhodovat se na základě zjištěných hodnověrných skutečností. Výstupem provozní údržby je vždy maximalizace provozní spolehlivosti. Není však výstupem jediným.

Údržba jako taková ve svém důsledku řeší i problematiku bezpečnosti práce a provozu. Například metoda RCM (Risk Centred Maintenance– údržba orientovaná na riziko) optimalizuje údržbu tak, aby snižovala riziko na akceptovatelnou úroveň. Určitě není třeba prokazovat vliv údržby na správný chod stroje a tím na životní a pracovní prostředí.

Obr. 1.

Nutnost procesního systémového chápání provozní údržby je nezpochybnitelná. Údržba je nedílnou součástí výrobního procesu, tzn. je řešena jako procesně technická činnost (obr. 1). Procesní systémový přístup se uplatňuje také při řešení problematiky hodnocení účinnosti údržby, neboť každý proces vyžaduje systematický dohled nad kvalitou výrobního procesu a produkce – controlling – a přesné definování nutných změn včetně jejich řešení – reinženýrink. Každý správně vyprojektovaný a implementovaný systém údržby musí být postaven na zásadě 3P: prevence, proaktivnost, produktivita.

3. Hodnocení účinnosti údržby

Pro hodnocení účinnosti údržby se používají dva základní okruhy metod, dílčí a komplexní. Nyní si je popíšeme blíže.

3.1 Dílčí metody
Prvním okruhem jsou dílčí metody hodnocení účinnosti údržby (hodnocení u individuálních zařízení), kde se řeší např. otázka vhodnosti či nevhodnosti opravy a zavedení či nezavedení metod technické diagnostiky ke kontrolně inspekční činnosti, známé např. jako metodiky prof. Cempela a prof. Sturma.

3.2 Komplexní metody
Druhým okruhem jsou komplexní metody hodnocení účinnosti údržby (sledování komplexního působení vybraných činitelů na údržbu), které lze rozdělit do dvou základních skupin.

První jsou metody vyjadřující celkovou účinnost údržby, takže se hovoří o indexu účinnosti údržby (tzv. Corderův vzorec) [4], křivce ukazatelů údržby – osmi základních ukazatelích (efektivita plánování, zásoba údržbářských prací, přesčasové hodiny, prostoje, odchylky rozpočtu, pracovní výkon, náklady na údržbu, správní náklady na údržbu) [4] nebo o auditu údržby. Ten používá tyto metody:

  • Metoda MEE (Maintenance Efficiency Evaluation – hodnocení efektivity údržby). Tato metoda vyhodnocuje efektivitu jednotlivých útvarů údržby v plánování, ve využívání údržbářských kapacit, v nákladnosti a v produktivitě práce, a to na základě tzv. benchmarkových údajů (je stanovena maximální a minimální hranice srovnání s nejlepšími světovými výrobci). Výstupem je ohodnocení v dané stupnici.

  • Metoda MOPE (Maintenance Outsourcing Posibility Evaluation – ohodnocení možností centralizace, integrace či vyčlenění údržbářských činností). Celá podstata této metody je ve slově outsourcing, tzn. zajišťování výkonů, které nepatří mezi klíčové činnosti auditované firmy, centralizací, integrací, vyčleněním apod.). Kritéria outsourcingu jsou např. v lit. [4] – kap. 9/8, [2] – s. 37–61.

  • Locators Study (studie využití pracovníků údržby), která mapuje skutečné využití pracovníků údržby v průběhu pracovní doby.

Jak je patrné, audit údržby se řídí zásadami tzv. lean managementu, štíhlého řízení.

Další metody vyjadřují tzv. riziko údržby, resp. riziko provozu strojů a zařízení. K posouzení rizika existuje množství metod. Nejznámější jsou metody FMEA, FTA a ETA:

  • FMEA/FMECA (Failure Modes and Effect Analysis – analýza druhů a následků poruch a Failure Modes Effects and Criticality Analysis – analýza následků a kritičnosti poruch) jsou metody vyvinuté pro potřeby studia poruch systémů. Popisují průběh vzniku a důsledky poruch a zvažují jejich kritičnost a tak identifikují pravděpodobnost poruch s významnými následky (kritičnost je dána součinem pravděpodobnosti poruchy, koeficientu důsledků a opatření).

  • FTA (Failure Tree Analysis – strom poruch) je deduktivní metoda zaměřená na přesné zjištění příčin či jejich kombinací, které mají za následek poruchu.

  • ETA (Event Tree Analysis – strom událostí) je induktivní metoda, která v podobě stromu zobrazuje možné stavy, tzn. používá otázky co se stane a jak.

Specifické postavení v posuzování rizika mají postupy k posouzení velké průmyslové havárie. Za všechny uvádím tu nejznámější – metodu HAZOP (Hazard Analysis and Operability Study).

Z pohledu vlastní kvantifikace, tzn. vyčíslení, je riziko údržby součinem pravděpodobnosti vzniku poruchy a jejího důsledku. Riziko údržby se vyjadřuje v Kč·h–1 [3].

Vzhledem k návrhu normy ISO 22349-1, která danou problematiku řeší, je nutné postupovat podle RFAM (Risk Focused Asset Management). RFAM je analytický proces, který je využíván ke zjištění a určení nejefektivnějšího přístupu k údržbě. Zahrnuje a identifikuje problémy, jejichž předcházení je z pohledu nákladů nejefektivnější. Následně hledá optimální kombinaci řešení v čase. RFAM je tedy analýza zaměřená na:

  • analýzu funkčnosti a vybavení systému,
  • analýzu nejčastějších selhání,
  • analýzu pravděpodobných následků těchto selhání,
  • analýzu možných opatření vedoucích ke snížení počtu a následků selhání,
a definuje tři základní kategorie úkolů k řešení údržby:
  • run-to-failure – vědomé rozhodnutí dosažené po analýze funkčnosti systému,
  • calendar-based maintenance – nejzákladnější úkoly údržby v časové posloupnosti (plánování údržby),
  • condition-based maintenance – rozhodující jsou analyzované údaje získané kontrolně inspekční a revizní činností.

4. Obecný návrh řešení projektu reinženýrinku údržby

Každý projekt reinženýrinku údržby by měl v zásadě obsahovat základní činnosti uvedené v následujících podkapitolách: zpracování analýzy současného stavu, definování potřebných změn, návrh postupu reinženýrinku, zpracování reinženýrinku a jeho zhodnocení – zpracování analýzy nového stavu.

4.1 Zpracování analýzy současného systému řízení údržby
Úkolem této analýzy je přesné definování slabých, popř. silných stránek současného systému údržby, tj. zpracování analýzy efektivity údržby jako celku a jejích jednotlivých útvarů a zpracování analýzy použití informačních systémů k řízení údržby pomocí již zmíněných metod MEE, MOPE a Locators study.

K srovnávacím (benchmarkovým) údajům musí patřit poměry:

  • celkových prokazatelných nákladů na údržbu k tržbám za rok,
  • mzdových nákladů na údržbu k tržbám za rok,
  • počtu všech pracovníků údržby k celkovému počtu pracovníků výrobní jednotky,
  • počtu výkonných pracovníků údržby k počtu přímých řídících pracovníků údržby,
  • počtu výkonných pracovníků údržby k počtu pracovníků přípravy údržby a vyhodnocení celkové účinnosti zařízení (OEE – Overall Equipment Effectiveness).

4.2 Přesné definování potřebných změn
Je třeba přesně definovat potřebné změny (požadavky) pro reinženýrink, popř. provést analýzy k řešení specifik té či oné výrobní jednotky (projektu) přesně danými metodami.

4.3 Návrh postupu reinženýrinku údržby
Součástí návrhu je základní ideový návrh organizačního schématu a struktury údržby.

4.4 Zpracování reinženýrinku
Zpracování musí vést k dosažení tzv. světové úrovně údržby (WCM – World Class Maintenance). Dosáhnout tohoto cíle není jednoduché, nelze zpracovat jednotný univerzální postup vhodný pro veškeré druhy výrobních zařízení a společností, může existovat jen určitá metodologie, postavená na základních vhodných metodách a specifikovaná samostatným projektem reinženýrinku.

Obr. 2.

Zpracování projektu reinženýrinku vychází z ideového návrhu postupu reinženýrinku a lze je vyjádřit pomocí tzv. pyramidy údržby (obr. 2), jejíž každá úroveň respektuje zásady a požadavky uvedené v této stati, včetně metodologie RFAM. Z pyramidy údržby plyne, že analýza údržby pro reinženýrink se provádí shora dolů, ale vlastní práce na projektu reinženýrinku postupují zdola (každá stavba je stavěna od základů).

Projekt ve výrobní společnosti by měl implementovat tým pracovníků, který daný projekt zpracoval.

„Pyramida údržby“ je komplexním pohledem na řešení projektu reinženýrinku v obecné rovině a v systémovém procesním pojetí údržby.

Uveďme ještě několik zásadních poznámek ke zpracování projektu reinženýrinku. Pod pojmem „určení kritických zařízení“ je chápáno nejen zařízení jako celek, ale také konstrukční uzel. Na určená kritická zařízení musí být aplikován postup řízení a ovládání rizika k definované hranici akceptovatelného rizika (doporučuji metodu FMEA jako nejvhodnější z pohledu řešení dané problematiky u strojů a zařízení). Poslední, ale důležitá poznámka: prvním krokem každého projektu musí být zpracování jednotné terminologie údržbářských pojmů.

4.5 Hodnocení projektu v provozu
Posledním krokem návrhu reinženýrinku údržby se vlastně vracíme na začátek, k hodnocení uvedenému v bodě 4.1.

5. Údržba jako prostředek k ovládání a snižování rizika

5.1 Základní aspekty bezpečnosti
Jak vyplývá z předcházejícího textu, údržba v současnosti vyžaduje jednoznačný systémový a procesní přístup. Bezpečná výroba a zajištění bezpečného provozu výrobku jsou výstupní požadavky, které zpětně kladou důraz na takový systém údržby, jenž zabezpečí bezporuchový a bezrizikový provoz výrobních zařízení. Jedním z aspektů sledování a udržování požadované úrovně bezpečnosti ve výrobní společnosti je tzv. kultura bezpečnosti. Kultura bezpečnosti vyžaduje od všech zaměstnanců, aby se seznámili s bezpečnostními předpisy, byli schopni referovat o problémech, které mohou způsobit snížení úrovně bezpečnosti, a byli připraveni v praxi podniknout kroky pro její udržování na dané úrovni. Kultura bezpečnosti vyplývá z legislativních požadavků a musí být podpořena vhodnými kontrolními a motivačními faktory.

Druhým krokem pro sledování stavu bezpečnosti je „analýza bezpečnosti“, která představuje aplikaci vhodných nástrojů zaměřených na bezpečnost po dobu technického života výrobku s cílem zajistit požadovanou, resp. akceptovatelnou úroveň bezpečnosti.

Nejdůležitější úlohou řízení bezpečnosti je definovat možné ohrožení pomocí vhodných nástrojů (katalogové listy, metody FMEA, HAZOP apod.) a aplikovat strategii kontroly rizika do všech činností a do posuzování úrovně bezpečnosti po celou dobu životnosti produktu – tzv. cyklus řízení bezpečnosti.

5.2 Posuzování rizika v údržbě – údržba orientovaná na omezení rizika
Údržba je dílčí pracovní proces každého hlavního výrobního procesu. Veškeré činnosti a opatření vykonané v rámci údržby mají za cíl zabezpečit nejvyšší produktivitu hlavního výrobního procesu prostřednictvím snižování počtu nežádoucích prostojů, zvyšování kvality výroby a maximalizace využití strojů a zařízení. Strategie údržby orientované na omezení rizika přistupuje k poruchám a odstraňování jejich příčin na základě vyhodnocení jejich důsledků. Nejzávažnější je porucha, jejíž důsledek má nepříznivý dopad na bezpečnost nebo životní prostředí. Základním nástrojem pro analýzu rizika je metoda FMEA, která má spolehlivostní charakter a zahrnuje také spolehlivost lidského faktoru.

6. Závěr

Výrazné změny ve všech oborech lidské činnosti přinášejí změny i do výrobní sféry a na tyto změny musí reagovat i údržba. Vytvářejí se nové údržbářské technologie, údržbářské metody, ale také strategie a přístupy k řešení a hodnocení údržby, které vycházejí z chápání údržby jako nedílné součásti výrobního procesu. Údržba ovlivňuje produktivitu výroby. Optimalizaci údržby podporují audity údržby, rozbory toku peněz, řešení otázek bezpečnosti provozu atd.

Článek vznikl na základě řešení části grantu GAČR č. 105/02/1091.

Literatura:

[1] HELEBRANT, F.: Komentář vlastních publikací k užití metod technické bezdemontážní diagnostiky na rotujících strojních systémech technologických celků hnědouhelných povrchových dolů a k jejich údržbě. [Habilitační práce.] VŠB–TU Ostrava, FS, Ostrava, 2001 (rukopis).

[2] Národné fórum údržby 2001. Zborník prednášok medzinárodnej odbornej konferencie. EDIS, 2001. ISBN 80-7100-842-7.

[3] SINAY, J. a kol.: Rizika technických zariadení – manažerstvo rizika. TU Košice a VSŽ, a. s., Košice. Košice, 1997, 212 s. ISBN 80 – 967783-07.

[4] NĚMEČEK, P. a kol.: Vedoucí podniku (podnik v kostce). Verlag Dashöfer, Praha, 1996, sv. 1 a 2. ISBN 80-901859-5-9.

[5] JEŘÁBEK, K. – VOŠTOVÁ, V. – HELEBRANT, F.: Provoz a údržba strojů. 1. vyd. ČVUT v Praze, Praha, 2001 (v tisku).

[6] REDMILL, F. – CHUDLEIGH, M. – CATMUR, J.: System Safety. John Wiley & Sons, Velká Británie, 1999. ISBN 0-471-98280-6.

[7] Závěrečná zpráva projektu – Audit údržby v SU, a. s. Deloitte&Touche, 2000, 23 s.

[8] SINAY, J. – ORAVEC, M. – BUGÁR, T. – PAČAIOVÁ, H. – LABO, J.: Hodnotenie zostatkových ohrození elektrických mostových žeriavov manipulujúcich s tekutým kovom v systéme hlavného zdvíhacieho mechanizmu. [Výskumná úloha.] 2000.

[9] HELEBRANT, F. – PAČAIOVÁ, H.: Hodnocení účinnosti údržby a Reengineering, údržba jako prostředek k ovládání a snižování rizik. In: Mezinárodní vědecká konference DIAGO 2002, VŠB–TU, Ostrava, 2002, s. 374– –386. ISBN 80-248-0045-4.

doc. Ing. František Helebrant, CSc.,
VŠB–TU Ostrava, Fakulta strojní
(frantisek.helebrant@vsb.cz)

Inzerce zpět