Надежность – это способность оборудования выполнять заданные функции в заданных условиях.
Надежность имеет три важных аспекта.
1. Надежность как вероятность.
2. Определение сбоев.
3. Заданные условия использования.
Допустим, что надежность оборудования равна 0,9. Это значит, что вероятность его нормальной работы (т.е. работы с заданной целью) равна 90 %. Вероятность сбоя: 1 - 0,9 = 0,1 или 10 %. Таким образом, предполагается, что в среднем один рабочий запуск оборудования из десяти даст сбой.
Сбой – это ситуация, в которой оборудование не работает как планировалось. Термин сбой используется в тех случаях, когда оборудование не работает совсем, когда его работа не соответствует стандартам или же оно функционирует не так как планировалось.
Надежность всегда определяется по отношению к определенным условиям, которые называются нормальными условиями работы. Они могут включать:
- рабочую нагрузку оборудования,
- определенный диапазон атмосферного давления, температуры и влажности, уровень электромагнитного и ионизирующего излучения
- режим и график эксплуатации.
Несоблюдение этих условий часто приводит к сбою и преждевременному износу оборудования. Известно, чем заканчивается использование легкового автомобиля для перевозки тяжелых грузов. Использование компьютера для забивания гвоздей очень сильно сказывается на его работоспособности.
При определении надежности оборудования используется понятие вероятности. При этом вероятность может иметь два значения:
1. Вероятность, что оборудование будет функционировать при каждом рабочем запуске;
2. Вероятность, что оборудование будет функционировать в заданном интервале времени.
Вероятность в первом ее значении относится к одному событию во времени и используется тогда, когда оборудование (например, пожарная сигнализация) должно сработать один раз или относительно небольшое число раз. Второе значение вероятности фокусируется на продолжительности функционирования и используется при установлении гарантийного срока работы оборудования.
Для оценки оборудования используется понятие пригодности. Это доля времени, в течение которого единица оборудования должна находиться в рабочем состоянии. Пригодность рассчитывается как отношение среднего интервала между сбоями к среднему времени ремонта.
Значение пригодности может варьироваться от нуля (никогда не готовое к работе оборудование) до некоторой величины (постоянно готовое к работе оборудование). Понятно, что производители оборудования с высоким показателем пригодности имеют преимущество на рынке.
Для улучшения надежности оборудования можно использовать следующие способы:
1. Улучшить надежность компонентов. Общая надежность системы - это функция надежности отдельных компонентов. Поэтому улучшение их надежности может повысить надежность системы.
2. Улучшить технологию производства и/или сборки. Неадекватное производство или сборка могут испортить даже самый лучший проект, что часто и является источником сбоев оборудования.
3. Улучшить испытания и контроль.
4. Использовать избыточность. Избыточность - это использование запасных (резервных, дублирующих) элементов для увеличения надежности.
5. Улучшить профилактическое обслуживание.
6. Повысить уровень подготовленности пользователя. Сбои при практическом использовании оборудования часто уменьшаются при повышении квалификации персонала и при совершенствовании инструкций по эксплуатации.
7. Улучшить надежность системы. Можно повысить надежность системы, упрощая саму систему (т.е. уменьшая число элементов, которые могут вызвать сбои) или изменяя связи элементов (т.е. увеличивая надежность взаимодействия).
Фундаментальный вопрос, касающийся улучшения надежности оборудования: сколько надежности действительно нужно, какова необходимая величина надежности?
Ответ определяется потенциальными выгодами от улучшений надежности и стоимостью этих улучшений. Вообще говоря, сначала выгоды могут превышать затраты, но постепенно повышение надежности начинает обходиться все дороже. Оптимальный уровень надежности - это точка, когда дополнительная выгода соответствует расходам на ее достижение. В перспективе усилия по улучшению надежности и снижению затрат ведут к более высокому уровню надежности.
Известны две стратегии поддержания оборудования в исправном состоянии:
- предупреждающая (планово-предупредительный ремонт),
- аварийная (аварийный ремонт).
Как правило, предупреждающая стратегия выбирается, когда вероятность обеспечения производственной мощности оборудования, благодаря планомерному поддержанию его в исправном состоянии, высока, а затраты на профилактические мероприятия намного меньше, чем затраты на аварийный ремонт. Эта стратегия предпочтительна и тогда, когда без профилактики может неожиданно наступить потеря производственной мощности, что вынудит производить аварийный ремонт оборудования.
При выборе аварийной стратегии может возникнуть, в случае ремонта, проблема нехватки мощностей, особенно если из строя одновременно выходит несколько установок. Этот факт требует разработки плана приоритетов для таких ситуаций.
Для выбора лучшей стратегии поддержания оборудования в исправном состоянии следует помнить, что сумма потерь из-за остановок оборудования по причинам неисправности и затрат на поддержание оборудования в исправном состоянии должна быть минимальной.
Эффективность поддержания оборудования в исправном состоянии зависит от организации его технического обслуживания. Процессы техобслуживания нужно организовать так, чтобы можно было обслуживать и ремонтировать оборудование без остановки производственного процесса. При этом важна роль запасных частей, а именно прогнозирование спроса на запчасти и определение нормативов их расхода, приобретение запчастей, организация хранения и подготовка к использованию.
Жизненный цикл оборудования включает три этапа:
- приобретение,
- модернизация,
- выбраковка оборудования.
Приобретение оборудования в экономическом плане – это инвестиционный процесс. Он подразделяется на подготовку и осуществление. Подготовительный период включает:
- исследования по вопросам необходимости приобретения оборудования,
- анализ инвестиционных альтернатив,
- выбор альтернативы,
- разработка конструкторско-технологической документации,
- решение организационных и финансовых вопросов,
- заключение договоров на приобретение оборудования.
Осуществление приобретения оборудования охватывает освоение площадей или местности для размещения оборудования, строительно-монтажные работы и прием в эксплуатацию. При этом постоянно осуществляется авторский надз производителей оборудования и необходимая корректировка проектно-конструк-торской документации.
После начала эксплуатации оборудования, особенно сложного и большого наступает момент, когда достигаются запроектированные параметры. На это время подрядчик берет на себя гарантийные расходы по устранению возникающих неисправностей и несет юридическую ответственность за возможные, четко оговоренные, аварии.
Модернизация и рационализация. Чтобы выжить в конкурентной борьбе, предприятие должно думать о снижении производственных издержек и повышении качества продукции при ее изготовлении. При этом надо решить, каким образом достигнуть этого: с помощью нового или модернизированного оборудования. Модернизация оборудования - это повышение его технического и технологического уровней, приспособляемости к экологическим требованиям. Рационализация, как правило, служит снижению производственных затрат.
Решение о модернизации и рационализации принимается в три приема:
- задаются производственные параметры, которых надо достичь, и анализируются возможности их достижения на модернизированном оборудовании;
- разрабатываются возможные альтернативы по модернизации и рационализации;
- оцениваются альтернатива с точки зрения снижения производственных затрат, вариантов качества, способностей к внедрению инноваций.
Решения по выбраковке оборудования принимаются, если годовая прибыль, получаемая на этом оборудовании, становится ниже, чем на аналогичном. В то же время на практике часто бывает, что оборудование эксплуатируется до тех пор, пока приносит хотя бы какой-то доход. При этом продуктивность предприятия в целом заметно снижается.
Принимая решение о выбраковке, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
1, Сопоставлять возможности и результаты использования оборудования с затратами на его ликвидацию. По существу при выбраковке принимаются два решения: или решение о времени остановки оборудования, или решение о времени его ликвидации.
2. Кроме величины годовой прибыли, как критерия остановки оборудования, следует принимать во внимание момент повышения затрат на эксплуатацию оборудования за счет, например, проведения капитального ремонта или мероприятий, направленных на защиту экологии.
3. При решении ликвидировать оборудование необходимо предусмотреть, чтобы затраты на эту операцию не превышали дохода от продажи оборудования.
4. Резкая остановка оборудования не рекомендуется до тех пор, пока оно хотя бы временно дает повышение годовой прибыли или обеспечивает позиции предприятия на рынке.