Какво представлява режимът на отказ на оборудване в производството? Обяснение на разбираем език

Какво представлява режимът на отказ

Режим на отказ е конкретният начин, по който едно оборудване не успява да изпълни изискваната му функция.

Думата „конкретен“ тук е важна.

„Помпата спря да работи“ не е режим на отказ.

Това е събитие на отказ.

Режимите на отказ, които могат да произведат това събитие, са много и различни.

Двигателят, задвижващ помпата, отказа поради заклинване на лагер.

Импелерът ерозира в резултат на абразивна среда и вече не може да произведе изисквания дебит.

Механичното уплътнение се повреди и процесната течност протече в мотора.

Корпусът на помпата се пропука поради хидравличен удар от работа на клапан нагоре по потока.

Всяко от тези е специфичен режим на отказ.

Всеки има различна физическа причина, различна скорост на развитие, различна характеристика за откриваемост и различен подходящ отговор при поддръжка.

Обобщаването им като „повреда на помпата“ и прилагането на един единствен интервал за планова поддръжка (PM), за да се справи с всички тях едновременно, е грешката в планирането на поддръжката, която води до прекомерно обслужвани компоненти при един режим на отказ и пропуснати откази при друг.

Режим на отказ срещу причина за отказ срещу ефект от отказа

Тези три термина често се бъркат в дискусиите за производствена поддръжка и тази объркване води до програми за поддръжка, които адресират неправилното ниво от веригата на отказите.

Ефект от отказа

Ефектът от отказа е това, което се случва в резултат на настъпването на режима на отказ.

Производството спира.

Качеството на продукта излиза извън спецификация.

Създава се рискова ситуация за безопасността.

Ефектът от отказа е това, което операторът или ръководителят забелязва първо и което генерира заявката за поддръжка.

Режим на отказ

Режимът на отказ е конкретният начин, по който оборудването не е успяло да изпълни изискваната си функция.

Импелерът ерозира и вече не може да осигури необходимия дебит.

Лагерът закъсня и валът вече не може да се върти.

Уплътнението се повреди и процесна течност тече.

Режимът на отказ е това, което техникът диагностицира, когато пристигне на мястото на оборудването.

Причина за отказ

Причината за отказ е конкретното физическо, химично или експлоатационно събитие, което е породило режима на отказ.

Импелерът ерозира, защото процесната течност съдържа абразивни частици над проектираната спецификация за този модел помпа.

Лагерът заклини, защото интервалът за смазване беше твърде дълъг за действителния експлоатационен режим на тази помпа.

Уплътнението се повреди, защото температурата на процесната течност надхвърли работния диапазон на материала на уплътнението.

Причината за отказ е това, което разкрива анализът на коренната причина след като режимът на отказ е диагностициран.

Защо разграничението е важно за поддръжката

Програма за поддръжка, проектирана да адресира ефекта от отказа, заменя помпата всеки път, когато тя спре да работи.

Програма за поддръжка, проектирана да адресира режима на отказ, инспектира и подменя импелера когато измерването на ерозията покаже, че се приближава към минимална дебелина, смазва лагера в правилния интервал спрямо работния режим и наблюдава състоянието на уплътнението като водещ индикатор за отказ.

Програма за поддръжка, проектирана да адресира причината за отказа, инсталира филтрационна система нагоре по потока, за да премахне абразивните частици, настройва честотата на смазване да съответства на действителния работен режим и надгражда спецификацията на материала на уплътнението, за да съвпада с температурата на процеса.

Всяко ниво на интервенция е по-ефективно от предишното.

Всяко изисква по-специфични знания за веригата на отказите.

Анализът на режимите на отказ е стъпката, която прави възможна интервенцията на ниво причина.

Как да идентифицирате режими на отказ за производствено оборудване

Идентифицирането на режимите на отказ е аналитичната отправна точка за всяко ефективно подобрение на програмата за поддръжка.

Четири източника на информация предоставят вход за идентификацията на режимите на отказ.

История на работните наряди за поддръжка

Записите от коригиращите работни наряди от последните 12 до 24 месеца съдържат най-оперативно релевантната информация за режимите на отказ за конкретно оборудване в конкретно съоръжение.

Прегледът на затворени работни наряди за конкретен актив и групирането им по описание на дефекта разкрива режимите на отказ, които са се случвали исторически, тяхната честота и свързаните с тях разходи за ремонт и престой.

Качеството на този анализ зависи директно от качеството на спецификата на кодовете за повреда в записите на работните наряди.

Работни наряди, затворени с „механична повреда“ като код за неизправност, не могат да поддържат анализ на режимите на отказ.

Работни наряди, затворени с „повреда на лагер, умора на външната шайба, страна на задвижването на мотора“ дават специфична информация за режимите на отказ, която анализът изисква.

Техническа документация на производителя

Производителите на оборудване обикновено документират известни режими на отказ за своето оборудване в ръководства за поддръжка, бюлетини за обслужване и листове с данни за надеждност.

Тази документация предоставя отправна точка за идентификацията на режимите на отказ, особено за ново оборудване с ограничена експлоатационна история в конкретното съоръжение.

Документацията на производителя трябва да бъде валидирана с реалния опит на съоръжението, а не да се приема безкритично, защото режимите на отказ, които производителят документира, отразяват средни експлоатационни условия, които може да се различават значително от конкретния работен цикъл, процесни течности и условия на околната среда в съоръжението.

Знанията на операторите и техниците

Опитният техник, който е работил с конкретен тип оборудване в продължение на няколко години, носи детайлни знания за това как то се повреди на практика при експлоатационните условия на това съоръжение.

Структурирани разговори с опитни техници, често наричани извличане на знания или интервюта с експерти, извеждат наяве знание за режимите на отказ, което никога не е било формално документирано и което би изчезнало, когато техникът се пенсионира или смени ролята си.

Инженерен анализ

За оборудване, за което експлоатационната история е ограничена и документацията на производителя е недостатъчна, инженерният анализ, включително анализ на натоварванията, оценка на свойствата на материалите и преглед на химията на процеса, може да идентифицира режими на отказ от първи принципи.

Този подход се използва най-често при въвеждане на ново оборудване или за активи, опериращи в необичайни условия, които първоначалният им дизайн не е предвидил.

Характеристики на режимите на отказ, които определят стратегията за поддръжка

След като режимите на отказ са идентифицирани, две характеристики на всеки режим определят подходящата стратегия за поддръжка.

Характеристика 1: Откриваемост, дали режимът на отказ дава откриваем предшестващ сигнал?

Някои режими на отказ се развиват постепенно и дават откриваеми промени в измеримите параметри преди да настъпи функционален отказ.

Износването на лагерите произвежда нарастваща амплитуда на вибрациите и характерни честоти на повреда във вибрационния спектър седмици преди лагерът да откаже.

Износването на режещия инструмент води до увеличено отклонение на цикловото време и влошаване на повърхнинната обработка преди инструментът да загуби способността си да поддържа размерна точност.

Деградацията на хидравлично уплътнение води до постепенно увеличаване на консумацията на масло преди пълния отказ на уплътнението.

За тези режими на отказ мониторингът на състоянието е технически осъществим. P-F интервалът дава прозорец за планирана интервенция при поддръжка.

Други режими на отказ настъпват внезапно без откриваем предшестващ сигнал.

Електрическата повреда на реле често е внезапна и случайна, без да дава откриваема промяна във външните характеристики на релето преди то да се отвори или да не се отвори по команда.

Крехко нарушаване (фрактура) вследствие на ударно събитие предизвиква мигновен отказ без период на развитие на предшественици.

За тези режими на отказ мониторингът на състоянието не може да предотврати отказа. Стратегията за поддръжка трябва да е или профилактична подмяна преди да възникне отказ, или работа до отказ с документиран план за извънредна реакция.

Характеристика 2: Последствие от отказа, колко тежко е въздействието, когато този режим на отказ настъпи?

Последствието от всеки режим на отказ определя колко голяма инвестиция в поддръжка е оправдано, за да се предотврати той.

Режим на отказ, който спира производствена линия от ниво 1, създава рискова ситуация за безопасността или води до нарушение на регулаторни изисквания, оправдава значителни инвестиции в поддръжка, включително непрекъснат мониторинг на състоянието, консервативни интервали за планова поддръжка и предразположени резервни части за критични елементи.

Режим на отказ, който причинява незначително неудобство и евтин ремонт без въздействие върху производството, оправдава политика „да се работи до отказ“ с проста документирана процедура за ремонт.

Матрицата на откриваемостта и последствията определя стратегията за поддръжка.

Високо последствие, откриваем предшественик: поддръжка, базирана на състоянието, с планирана интервенция в рамките на P-F интервала.

Високо последствие, няма откриваем предшественик: профилактична подмяна на базата на време на интервал, по-кратък от характерната възраст на отказа, или конструктивна промяна за намаляване на вероятността от отказ.

Ниско последствие, откриваем предшественик: периодична инспекция с приемане на режим „работи до отказ“, ако предшественикът не бъде открит.

Ниско последствие, няма откриваем предшественик: работа до отказ с документирана процедура за ремонт.

Документиране на режимите на отказ на практика

Знанието за режимите на отказ, което съществува само в главите на хората, е организационен риск.

Когато опитният техник, който знае как едно оборудване се поврежда, се пенсионира или напусне, знанието си отива с него.

Документирането на режимите на отказ преобразува това знание в институционална памет, която остава независимо от персоналните промени и служи като основа за проектиране на задачи за планова поддръжка, конфигуриране на мониторинг на състоянието и решения за складиране на резервни части.

Запис за режим на отказ за всеки значителен режим на отказ при всеки критичен актив трябва да съдържа четири елемента.

Описание на режима на отказ. Конкретно, наблюдаемо описание на това как оборудването не изпълнява изискваната функция. Достатъчно специфично, така че всеки техник, прочел описанието, да може да разпознае този режим на отказ при среща с него.

Причина за отказа. Конкретното физическо, химично или експлоатационно събитие, което поражда този режим на отказ. Достатъчно специфично, за да се идентифицира коригиращо действие, което адресира коренната причина, а не само симптома.

Откриваеми предшествени сигнали. Конкретните параметри на състоянието, които показват, че този режим на отказ се развива преди да настъпи функционален отказ. Включително метода на измерване и очакваната промяна в сигнала, свързана с развиващ се отказ.

Описание на последствието. Конкретните производствени, безопасностни, качествени и регулаторни последици, които възникват, когато този режим на отказ достигне функционален отказ. Основата за решение за инвестиция в поддръжката, претеглена според критичността.

Режими на отказ и OEE: връзката

Всяко събитие на загуба на OEE в рамката „Шестте големи загуби“ води обратно до един или повече конкретни режими на отказ на конкретни активи.

Загуба на наличност (Availability) от неочакван стоп на оборудване е причинена от конкретен режим на отказ при конкретен актив.

Загуба на производителност (Performance) от намалена скорост на производство е породена от конкретен режим на отказ, който причинява механична деградация и намалява капацитета на активa.

Загуба на качество (Quality) от увеличени нива на дефекти е причинена от конкретен режим на отказ в състоянието на инструменталното оборудване, целостта на уплътненията или контрола на параметрите на процеса.

Мониторингът на OEE, който не е свързан със знанието за режимите на отказ, произвежда данни без диагноза.

Той показва, че OEE е спаднал.

Той не разкрива кои режими на отказ са отговорни.

Знанието за режимите на отказ, което не е свързано с данните за OEE, произвежда диагноза без приоритизация.

То идентифицира какво може да се повреди.

То не разкрива кои режими на отказ пораждат най-големите загуби на OEE и следователно заслужават най-неотложно внимание.

Комбинацията от машинно-свързани данни за OEE и структурирано знание за режимите на отказ дава както диагноза, така и приоритизация.

Режимите на отказ, които причиняват най-големите загуби на OEE, се идентифицират.

Подходящата интервенция за поддръжка за всеки режим на отказ се проектира въз основа на неговите характеристики за откриваемост и последствие.

Програмата за подобрение адресира правилните режими на отказ с правилните интервенции в правилния ред на финансов приоритет.

Често задавани въпроси

Колко режима на отказ трябва да се анализират за всеки актив?

Дълбочината на анализа трябва да бъде пропорционална на критичността на актива.

За активи от ниво 1 анализирайте всички значителни режими на отказ, които са се случили през последните 24 месеца, плюс всякакви режими на отказ, идентифицирани чрез инженерни анализи, които все още не са се случвали, но биха имали значими последици, ако настъпят.

За активи от ниво 2 фокусирайте анализа върху трите до пет режима на отказ с най-висока историческа честота и последствие.

За активи от ниво 3 анализът на режимите на отказ добавя ограничена стойност спрямо усилието за анализ. Обикновено подходът „работи до отказ“ е подходяща стратегия независимо от специфичните характеристики на режимите на отказ.

Каква е разликата между режим на отказ и код за неизправност?

Код за неизправност е кодът, присвоен на събитие по поддръжката в работен наряд в CMMS, обикновено от предварително дефиниран списък, който техникът избира при закриване на работния наряд.

Режимът на отказ е подлежащият физически механизъм на повреда.

Връзката между кодовете за неизправност и режимите на отказ зависи изцяло от това колко специфично е проектиран списъкът с кодове за неизправност.

Списък с кодове за неизправност с позиции като „електрична повреда“, „механична повреда“ и „човешка грешка“ не се картографира към режими на отказ.

Списък с кодове за неизправност с позиции като „повреда на лагер, въртящ елемент“, „повреда на уплътнение, механично уплътнение, процесна страна“ и „ерозия на импелер, абразивна среда“ се картографира близо до режимите на отказ и поддържа анализ на режимите на отказ въз основа на данните от работните наряди.

Колко често трябва да се актуализира анализът на режимите на отказ?

Анализът на режимите на отказ трябва да се преглежда, когато в експлоатация се открият нови режими на отказ, които не са били в първоначалния анализ.

Трябва да се актуализира, когато модификации на оборудването променят профила на режимите на отказ.

Трябва да се обнови, когато условията на експлоатация се променят значително, като например промяна на процесната течност, увеличение на производствения разход или промяна в продуктовия микс, която влияе на работните режими на оборудването.

Статичен анализ на режимите на отказ, който описва актива точно преди пет години, може да е значително непълен днес, ако контекстът на експлоатацията на актива се е променил.

Всеки интервал за планова поддръжка, всеки праг за мониторинг на състоянието, всяко решение за складиране на резервни части и всяка инспекционна задача в производствената програма за поддръжка са само толкова добри, колкото знанието за режимите на отказ, на което са изградени. Правилното идентифициране на режимите на отказ е аналитичната стъпка, която прави всяко последващо решение за поддръжка защитимо, а не произволно.