Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Řízení údržby pomocí počítače

Automa 7-8/2001

Ing. Zbyněk Červenka, Pantek (CS) s. r. o.

Řízení údržby pomocí počítače
Úvod do problematiky a přínosy pro uživatele

1. Úvod

V současném celosvětovém tržním prostředí jsou podniky vystaveny neustálému tlaku, jak se stát mnohem výkonnějšími, aby obstály v tvrdém konkurenčním boji. V úsilí o zvyšování zisku jsou však konfrontovány s protikladnou potřebou snižovat výrobní náklady a zároveň zvyšovat kvalitu svých výrobků a urychlit jejich dodávky na trh.

Výrobní společnosti používají a nakupují stále složitější výrobní zařízení, které mj. umožňují relativně snadnou rekonfiguraci při požadavcích na změny nebo rozšíření výroby. Poté jsou však nuceny průběžně vynakládat značné finanční prostředky a lidské zdroje na údržbu a obnovu těchto velmi drahých výrobních technologií pro udržení jejich produktivity.

Ne vždy jsou však tyto nemalé prostředky vynakládány efektivně, a proto se také zbytečně zvyšují celkové výrobní náklady.

Nepřesné informace o skutečném provozu výrobních zařízení, nesprávné časové rozvržení prohlídek a preventivní údržby, nevhodné použití postupů pro údržbu, špatná evidence a plánování zásob náhradních dílů, neodpovídající využití lidského potenciálu, špatné účtování nákladů na údržbu jsou některé typické problémy, které se v oblasti údržby vyskytují v mnoha podnicích.

V tomto příspěvku je obecně představena důležitost a zdůrazněny typické přínosy efektivního řízení údržby pomocí specializovaných softwarových systémů.

V příštím čísle bude představeno konkrétní řešení s využitím softwarových produktů společnosti Wonderware Corporation integrovaných v nové produktové rodině pod názvem Wonderware MaintenanceSuite.

2. Změna pohledu na význam údržby

Cílem mnoha firem je stát se vedoucími společnostmi ve svém tržním nebo průmyslovém sektoru, a proto se usilovně snaží vyrábět pouze vysoce kvalitní výrobky většinou v nepřetržitém provozu a s minimem výpadků nebo výrobních odstávek.

Neočekávaná přerušení výroby, zvláště ve strojírenství, jsou běžná a často jsou chápána jako nevyhnutelná součást výrobního procesu. Pokud však příčiny přerušení výroby nejsou identifikovány a odstraňovány, může to výrobní společnosti stát i desítky až stovky miliónů korun ročně.

V důsledku toho si podniky v poslední době stále více uvědomují, že oblast údržby a správy podnikových hmotných prostředků je jedním z faktorů, které mají značný dopad na výrobní produktivitu a tím i na schopnost obstát v globální konkurenci.

Dochází tak ke zlepšení dosavadního stavu, kdy bylo na údržbu pohlíženo jako na nezbytné zlo a vedoucí pracovníci firem ji téměř ignorovali.

V posledních letech i naše podniky navíc usilují o správu svého hmotného majetku s co nejmenším počtem lidských zdrojů – vlastních zaměstnanců.

Z výše uvedených důvodů se tedy ukazuje, že je nezbytné, aby se i oddělení údržby stalo součástí strategického řízení podniku, a ne pouze „trpěným“ útvarem pracujícím izolovaně bez koordinace s ostatními. Celkový úspěch je podmíněn spoluprací mnoha oddělení: výroby, údržby, skladového hospodářství a nákupu.

3. Důležitost informací

Efektivní údržba a správa podnikových hmotných prostředků znamená sledování výrobních zařízení, plánování a řízení jejich preventivní údržby, včetně návaznosti na skladové hospodářství a administrativu nákupních operací náhradních dílů. Organizaci údržby je rovněž vhodné provázat s informačním a účetním systémem celého podniku.

Pro zvládnutí těchto procesů je nezbytné stále efektivněji shromažďovat, sledovat a vyhodnocovat značné množství informací. Základním požadavkem je nastavit systém tak, aby mohl zpracovávat velké množství různorodých informací způsobem, který bude lehce srozumitelný pro všechny pracovníky podniku na všech stupních řízení (od výrobních hal až po administrativu).

Všechny informace jsou podřízeny tomu, aby se co nejlevněji zajistil bezporuchový dlouhodobý provoz všech výrobních zařízení a prodloužila se co nejvíce i jejich životnost.

4. Co je to správa podnikových hmotných prostředků (EAM)?

Správa podnikových hmotných prostředků, v anglické terminologii označovaná jako EAM (Enterprise Asset Management), je souhrn činností sloužících k dosažení plné výrobní kapacity a k optimálnímu využívaní podnikového hmotného majetku (výrobní linky, stroje, komponenty, nástroje, dopravní prostředky atd.).

Optimálně spravované podnikové hmotné prostředky mohou velmi výrazně ovlivňovat zisk společnosti.

Nejdůležitější činností při správě výrobních zařízení je efektivně vykonávaná údržba, neboť podíl nákladů na údržbu může v některých typech průmyslu dosahovat až 40 % obratu podniku nebo až 15 % výrobních nákladů na jeden výrobek.

Na údržbu má vliv mnoho faktorů:

  • rostoucí používání složitějších výrobních technologií,
  • vyšší požadavky na kvalitu,
  • menší ochota tolerovat neočekávané výpadky ve výrobě,
  • zvyšující se náklady na neplánované odstávky ve výrobě,
  • příliš velké náklady na havarijní opravy a provizorní řešení,
  • vzrůstající požadavky na spolupráci výroby a údržby,
  • nadměrné nebo nedostatečné zásoby na skladech náhradních dílů,
  • rostoucí požadavky na ochranu životního prostředí,
  • klesající ceny výrobků na trhu,
  • honba za vyšší produktivitou a snižováním nákladů,
  • nedostatek kapitálu (na nákup nových strojů),
  • nedostatek kvalifikované pracovní síly.

5. Softwarové systémy pro správu podnikových hmotných prostředků

Trh s programovým vybavením a službami pro správu podnikových hmotných prostředků zažívá prudký rozmach. V roce 1999 se za tento typ softwarových řešení a služeb ve světě utratilo asi 1,29 miliardy USD, s předpokladem více než dvojnásobného růstu do roku 2004 (odhad asi 2,74 miliardy USD), tj. s průměrným ročním nárůstem 16 % (zdroj: ARC 1999).

Systémy pro správu podnikových hmotných prostředků vznikly z potřeby oddělení údržby, správně rozvrhnout plánovanou (preventivní) údržbu s rezervami pro případnou neplánovanou (havarijní) údržbu tak, aby výrobní podnik mohl hladce fungovat. Kromě názvu EAM se někdy tyto systémy v anglické terminologii označují rovněž jako CMMS (Computerized Maintenance Management Systems – systém údržby řízený počítačem).

Původní koncepce se postupně rozšířila na efektivní využití a správu i dalších aktiv společnosti, jako jsou např. lidské zdroje, zásoby náhradních dílů a další podnikové prostředky:

  • metodika plánované údržby se rozšířila o sledování skutečných provozních podmínek v reálném čase (teplota, tlak, provozní hodiny, rychlost aj.) a jejich průběžného vyhodnocování, na základě kterého se dynamicky generují příkazy pro údržbu nebo revize příslušného výrobního zařízení;

  • aplikuje se koncepce plánování materiálových požadavků, aby se zajistila dostupnost správných náhradních dílů a souvisejícího spotřebního materiálu v termínu, kdy jsou potřebné pro příslušnou aktivitu údržby;

  • požadavky na přesnou identifikaci náhradních dílů vedou k nutnosti zahrnout do systému i všechny dodavatelské katalogy příslušných náhradních dílů;

  • do systémů správy podnikových hmotných prostředků je integrován i pečlivě propracovaný modul skladového hospodářství pro řízení logistiky pohybu materiálů;

  • systémy personalistiky jsou do systémů správy podnikových hmotných prostředků integrovány jako zdroj informací o kvalifikované pracovní síle a její dostupnosti pro plánované údržby;

  • kalkulace skutečných provozních nákladů je velmi důležitá pro finanční informační systém podniku, protože určuje celkové náklady na vlastnictví, důležité mj. i pro strategii obměn podnikového hmotného majetku.

Systémy EAM významně omezují potřebu používat nebo zpracovávat dokumenty v papírové podobě, čímž se omezuje administrativní práce.

Pokročilý systém EAM umožňuje pracovníkům soustředit se na důležitější a koncepčnější práci, kterou je organizování a vyhodnocování informací tvořivým způsobem, řešení složitých problémů a vykonávání okamžitých nápravných zásahů ve výrobě.

Mnoho se diskutovalo o tom, zda pro efektivní řízení údržby zvolit právě specializované systémy kategorie EAM, které zahrnují ty nejlepší postupy a funkce, nebo zda nestačí použít pouze moduly se základními funkcemi údržby obsažené v některých podnikových informačních systémech kategorie ERP (Enterprise Resources Planning). Přestože systémy ERP na první pohled nabízejí integrované řešení, ukazuje se, že neposkytují bohatý soubor funkcí obsažený ve specializovaných systémech EAM.

V případě potřeby by se však dobrý systém EAM měl snadno integrovat s ostatními důležitými softwarovými aplikacemi používanými v podniku. Přední dodavatelé systémů EAM, jako např. firma Wonderware Corporation, naštěstí tyto integrační problémy vyřešili. Díky přijetí softwarových standardů, jako je OLE (Object Linking and Embedding) společnosti Microsoft, a vzrůstajícímu poskytování aplikačních programových rozhraní API (Application Program Interface) se vyspělé systémy EAM snadno integrují s jinými aplikacemi, čímž přispívají k provázanému chodu informačního systému podniku jako celku.

Použití všeobecně akceptovaných standardů dovoluje spojit ty nejlepší požadované aplikace v rámci celého podniku. Společnosti si tedy mohou vybrat ty nejlepší systémy řízení pro finance, výrobu, řízení výrobního procesu, správu dokumentů, monitorování průběhu technologických procesů i řízení údržby.

6. Přínosy systémů EAM

6.1 Přínosy systémů EAM pro řízení údržby
Úspory a přínosy, které může získat oddělení údržby po zavedení systému pro správu podnikových hmotných prostředků, lze rozčlenit do tří hlavních oblastí:

  • zlepšení preventivní a prognostické údržby,
  • zlepšení plánování a časového rozvržení práce,
  • zlepšení v rozhodovacích procesech řízení údržby.

6.1.1 Preventivní a prognostická údržba
Záznamy o vykonané havarijní údržbě (tj. neplánovaných opravách výrobních zařízení) uložené v systému pro správu podnikových hmotných prostředků lze využít jako podklad pro upravení činností preventivní údržby, aby se selhání výrobních zařízení v budoucnosti neopakovalo. Tato data také zpřesňují stanovení časových intervalů, ve kterých budou úkoly preventivní údržby konkrétních výrobních zařízení plněny.

Měření a revize stavu výrobního zařízení předepsané v postupech prognostické údržby slouží k identifikaci a odstranění malých problémů ještě před tím, než se z nich stanou problémy velké nebo havarijní. Uskutečňování těchto postupů také může zabránit odstavení zařízení z výroby, popř. i zbytečně předčasné výměně náhradních dílů podle konzervativních postupů „běžné“ preventivní údržby.

Základním přínosem preventivní i prognostické údržby je minimalizace výskytu havarijních selhání výrobních zařízení, protože omezením těchto havárií se významně snižují náklady na materiály a pracovní síly použité při odstraňování těchto poruch a současně se zkracuje doba nečinnosti těchto výrobních zařízení.

Přínosy ze zavedení preventivní a prognostické údržby vzniknou při splnění těchto podmínek:

  • zaznamenává se historie všech prací na výrobních zařízeních (seřizování, údržby, opravy aj.),
  • předepsané práce podle metod a postupů preventivní a prognostické údržby se dělají pravidelně,
  • techničtí pracovníci byli řádně vyškoleni a jsou schopni analyzovat výsledky.

6.1.2 Plánování a časové rozvržení práce
Bez pomoci systému pro správu podnikových hmotných prostředků plánuje oddělení údržby údržbářské aktivity pouze omezeně. Odhady získané výzkumy v průmyslu ukazují, že plánované činnosti údržby tvoří v průměru pouze 20 % celkového objemu prací oddělení údržby. Nedostatečný čas je věnován na plánování požadavků na pracovní sílu a náhradní díly, na sledování stavu náhradních dílů na skladě a zajištění chybějících položek, na smluvní vztahy s externími firmami, dostupnost speciálních nástrojů, technických plánů a na další požadavky nutné pro zajištění vysoké pracovní produktivity v okamžiku, kdy se začne plánovaná údržba vykonávat.

Většinou je typické, že se podrobněji plánují pouze aktivity vyžadující odstávku zařízení nebo celého provozu. Při plánovaní složitého úkolu (generální oprava apod.) je však těžké koordinovat pracovní úkoly s požadavky na kvalifikovanou pracovní sílu pro příslušné činnosti bez přehledných informací, které snadno poskytne systém pro správu podnikových hmotných prostředků. Při špatné koordinaci může být i vykonání práce s vysokou prioritou odloženo, dokonce i po zahájení prací, když se např. zjistí, že požadované náhradní díly nejsou k dispozici.

Výzkumy ve více než 500 výrobních společnostech z různých průmyslových sektorů uskutečněné společností A. T. Kearney Consulting prokázaly, že neplánované nebo špatně rozvržené údržby nebo opravy jsou přibližně třikrát dražší, než kdyby ty samé činnosti byly pečlivě plánovány. To vede k závěru, že v krajním případě by mohlo být ušetřeno 66 % nákladů spotřebovaných na špatně plánovaných opravách.

Při hodnocení úspor lze kvantifikovat přínosy odvozené ze zvýšení pracovní produktivity. Z poznatků z praxe lze odhadnout, že je možné odstranit až 10 % zbytečného času, jestliže se specialista údržby nebude zabývat neproduktivními činnostmi, jako např.:

  • obstarávání náhradních dílů ze skladů,
  • shánění technických výkresů a další technické dokumentace,
  • čekání na další pracovníky údržby nebo výroby, se kterými je nutné spolupracovat,
  • čekání, až výrobní operátoři odstaví zařízení z výroby.

Pečlivě naplánovaná a rozvržená práce může být dokončena v kratší době. Období, po které je výrobní zařízení v odstávce kvůli preventivní údržbě nebo plánované opravě, je zkráceno. Ze zkušeností z praxe lze uvést, že doba odstávky může být díky lepšímu plánování a rozvržení oprav kratší minimálně o 1,5 %. Není neobvyklé, že až 6 % kapacity výrobního závodu není neustále k dispozici vzhledem k neočekávaným poruchám a neplánovaným opravám.

6.1.3 Rozhodovací procesy v řízení údržby
Mají-li pracovníci údržby snadno a přehledně dostupné informace o všech pracovních úkolech a jejich nákladech, mohou efektivně určovat nejvhodnější strategie pro dané úkoly. Větší informovanost lze zužitkovat takto:

  • rozhodnutí, zda je cenově výhodnější výměna místo opravy,
  • preference výběru určitých komponent zařízení na základě kalkulace jejich prokázané životnosti,
  • požadavky na školení,
  • zamezení nesprávnému používání nebo provozování výrobního zařízení,
  • zamezení nesprávnému vykonání opravy,
  • zjištění, pochopení a zamezení opakování chyb,
  • zpřesnění úrovně a periodicity preventivní a prognostické údržby,
  • stanovení konkrétních požadavků na schopnosti a výkonnost pracovníků údržby, operátorů, plánovačů, externích dodavatelů atd.

Možná úspora finančních prostředků vlivem zlepšeného rozhodování pomocí systému pro správu podnikových hmotných prostředků vzniká hlavně zkrácením doby odstávek odstraněním opakujících se problémů. Minimálně lze odhadnout zkrácení doby odstávky o 1 % jako přímý důsledek nasazení systému pro správu podnikových hmotných prostředků. I takto zdánlivě malý podíl však může u složitých oprav znamenat znatelné úspory.

6.2 Přínosy EAM pro skladové hospodářství
Přínosy a úspory v oblasti skladového hospodářství náhradních dílů, které poskytuje systém pro správu podnikových hmotných prostředků, lze specifikovat takto:

  • minimalizace provozních zásob na skladech,
  • snížení nákladů na stav zásob,
  • snížení nákladů na administraci skladu.

6.2.1 Minimalizace provozních zásob
Systém pro správu podnikových hmotných prostředků poskytuje mj. záznamy z historie o skutečné době provozní životnosti určité komponenty výrobního zařízení, její dodací lhůtě, kde se používala (třeba i na různých strojích) a jak je její funkčnost na příslušném místě kritická pro hladký chod výroby. Všechny tyto informace lze využít pro zpřesnění plánování minimálních nutných provozních zásob konkrétních náhradních dílů na skladě. Je tak možné bezpečně stanovit minimální stav skladu, při kterém je nutné znovu objednat příslušný náhradní díl, a jeho množství, a to bez nebezpečí nedostatku těchto náhradních dílů.

Jisté množství těchto informací je obvykle dostupné i ze stávajících systémů skladového hospodářství, pokud v podniku existují, nicméně obvyklá je nedostatečná integrace obecného skladového hospodářství se skladovým hospodářstvím pro údržbu, což obvykle vyústí v nepřesná a nekompletní data. Minimalizace provozního množství skladových zásob po nasazení systému pro správu podnikových hmotných prostředků přináší jednorázové snížení nákladů na „mrtvé“ zásoby.

6.2.2 Úspory skladovacích nákladů
Sníží-li se objem skladovaných položek, sníží se i provozní náklady související se skladováním náhradních dílů. Toho lze dosáhnout čtyřmi kroky:

  • identifikace a vyřazení duplicitních položek,
  • identifikace a vyřazení nepoužívaných položek,
  • minimalizace provozně přijatelného množství položek (viz předchozí odstavec), tj. neskladování zbytečně velkého množství zásob,
  • optimalizace množství zástupných (neoriginálních) položek.

Pro splnění uvedených kroků musí být skladový modul systému pro správu podnikových hmotných prostředků vybaven tak, aby poskytoval tyto důležité informace:

  • provozní životnost náhradního dílu (podle záznamů z minulosti),
  • na kterých zařízeních se díl může používat,
  • významnost jednotlivých zařízení, ve kterých se díl používá,
  • dodací doby při doplňování skladu (podle záznamů z minulosti),
  • katalogová čísla dílů používaná různými dodavateli a výrobci OEM (Original Equipment Manufacturer).

6.2.3 Snížení nákladů na administraci skladu
Systém pro správu podnikových hmotných prostředků může přispět ke zjednodušení a zefektivnění mnohých administrativních postupů ve skladovém hospodářství. Například pro vybrané položky lze při splnění nastavené podmínky zajistit automatické objednání příslušné položky, včetně automatického vystavení nákupní objednávky. Manuální ověřování, které náhradní díly a na kterých výrobních zařízeních již byly použity, je odstraněno schopností systému odvodit si tyto informace z historických provozních dat všech zařízení. Velmi důležité je, že systém zpracovává požadavky různých uživatelů na dotazy do databáze skladového hospodářství v reálném čase.

6.3 Přínosy EAM pro obchodní činnost
Přínosy a úspory při zajišťování náhradních dílů pomocí systému pro správu podnikových hmotných prostředků jsou kromě zjednodušení a zpřehlednění administrativy zejména ve schopnosti dojednat co nejvýhodnější ceny a dodací podmínky s využitím přesných a pohotových informací.

Není neobvyklé, že pracovníci zodpovědní za nákup náhradních dílů a materiálů pro opravy mají omezené informace o dodavatelích. Důležité informace jsou např.:

  • jaká byla cena v minulosti?
  • kolik zboží bylo od každého dodavatele již objednáno?
  • jak často každý dodavatel dodal poškozené zboží?
  • jak často se každý dodavatel opozdil s dodávkou oproti slíbené dodací lhůtě?
  • jak často každý dodavatel dodal nesprávné zboží, které muselo být reklamováno a vráceno?
  • jak často každý dodavatel poslal nesprávnou dokumentaci nebo chybné doklady vztahující se k zásilce (faktura, dodací list)?
  • jaké doplňkové služby každý dodavatel zajišťuje?
  • odpovídají ceny každého dodavatele cenám konkurence, vezmou-li se v úvahu pojištění a dopravní náklady?

Bez schopnosti kombinovat a využívat tyto informace v souvislosti s velikostmi dodávek od konkrétního dodavatele má výrobní podnik značně omezenou schopnost správně řídit vztahy se svými dodavateli. Je logické, že pokud výrobní podnik tyto informace nevyužívá, není schopen od dodavatelů získat nižší ceny, ani si pro sebe vyjednat výhodnější termíny a podmínky dodávek.

7. Závěr

Systémy pro řízení údržby kategorie EAM se v posledních letech stále více používají, protože vedoucí pracovníci velkých společností pochopili jejich přínosy a uznávají je jako důležitý prostředek pro dosažení a udržení konkurenční výhody své společnosti.

Řešení údržby a správy podnikového hmotného majetku pomocí systému EAM významně zefektivní činnosti pracovníků oddělení údržby. Počítačový systém jim umožní pracovat tvořivěji, produktivněji a pomůže snáze předvídat případné budoucí problémy.

Správně zavedená řešení, využívající moderní softwarové technologie a s otevřenou architekturou, jsou schopna přinést významné úspory díky efektivnější údržbě včetně úspory pracovních sil, snížení materiálových nákladů na skladování a nákupy náhradních dílů a díky minimalizaci prostojů ve výrobě způsobených poruchami strojů.

Dobře udržovaná výrobní zařízení minimalizují možnost vyrobit nekvalitní produkty a zabraňují vzniku neplánovaných přerušení výroby kvůli poruchám výrobního zařízení. Nevznikají tak prostoje drahých výrobních technologií, nesnižuje se množství vyrobené produkce a dodržují se slíbené termíny dodávek zákazníkům.

Jestliže je systém CMMS zaveden jako součást komplexní strategie postupného zlepšování fungování podniku, náklady na jeho pořízení se velmi brzy zaplatí snížením celkových nákladů na výrobu a zvýšením její produktivity.

Literatura:
http://www.pantek.cz
http://www.wonderware.com