استراتژی های نگهداری و تعمیرات

استراتژیها و دیدگاه های موجود در صنایع درباره نگهداری و تعمیرات (نت)، روند پر افت و خیزی را در قرن اخیر طی کرده و دگرگونی های زیادی در این عرصه بوجود آمده است. به طور خلاصه باید گفت دیدگاه موجود در زمینه نگهداری و تعمیرات (نت) از یک نگرش منفعلانه (Reactive) در اوائل قرن 20 به یک نگرش پیش اقدامانه (Proactive) در آغاز قرن 21 مبدل شده است. بسیاری از این تغییرات در 30 سال اخیر (از دهه 70 میلادی) ایجاد شده اند به طوریکه به تعبیر آقای جان موبری (John Moubray):

 " در سالهای اخیر بیشتر از هر دیدگاه مدیریتی دیگری، نگرشهای موجود در مدیریت نت تغییر یافته و دچار تحولات شگرفی شده است. نیروی محرکه اصلی این تحولات، تغییر سطح توقعات و انتظاراتی است که از سازمان نت مورد نظر است. " 

امروزه با ایجاد شاخه جدیدی از دانش با عنوان "مدیریت دارائی های فیزیکی" یا Physical Asset Management فعالیتهای گسترده ای در دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی در این موضوع صورت می پذیرد و میدان جدیدی برای گسترش دانش نت و در واقع نگاه کاملاً علمی به این موضوع ایجاد شده است.

در حال حاضر چهار استراتژی مختلف در عرصه نگهداری و تعمیرات شناخته شده اند، که عبارتند از:

     -  تعمیر پس از خرابی                                          (Run to Failure)

     - نت پیش گیرانه                                    (Preventive maintenance)

     - نت پیش بینانه/ پیشگویانه                      (Predictive maintenance)

     - نت پیش اقدامانه                                   (Proactive maintenance)

 

سیستم نت بر اساس وضعیت (CBM)

نگهداری و تعمیرات مبتنی بر وضعیت که به تعابیر دیگر نگهداری و تعمیرات پیشبینانه/ پیشگویانه، نت متکی بر شرایط فنی و نت اقتضایی نیز نامیده می شود، موثرترین استراتژی موجود برای مدیریت دارایی های فیزیکی است که در کنار برنامه های نت پیشگیرانه (PM)، تکنیکهای failure finding، طراحی مجدد (redesign) و  ... عناصر اصلی RCM را تشکیل می دهند.

برای استقرار و عملیاتی کردن نت بر اساس وضعیت، از ابزار مراقبت وضعیت (CM) استفاده می گردد. در واقع مراقبت وضعیت یا پایش وضعیت، هسته اصلی این استراتژی  به شمار می رود:

 

این استراتژی بر این باور استوار است که اغلب خرابی های ماشین آلات و تجهیزات صنعتی، پس از رسیدن به یک مرحله مشخص، نشانه هایی از خود بروز می دهند که می توان این نشانه ها را به صورت ارتعاشات، صدا، امواج آلتراسونیک، ذرات فرسایشی، دما و . . . تشخیص داده و وقوع خرابی را پیش بینی کرد. لذا می توان قبل از رسیدن خرابی به مراحل بحرانی، با برنامه ریزی فعالیت تعمیراتی و اجرای آن، پیشرفت خرابی را متوقف ساخت. شکل زیر را ببینید:


آشنایی با منحنی P-F

P-F مخفف Potential Failure به معنای خرابی بالقوه است. Failure Potential و یا خرابی بالقوه، مرحله ای از خرابی ماشین است که اولین نشانه های خرابی قابل اندازه گیری و تشخیص هستند. منحنی P-F یک مفهوم اساسی را در مراقبت وضعیت تداعی می کند. این منحنی که نمونه ای از آن را در زیر می بینید،  وضعیت تجهیز در حال خرابی را بر حسب زمان نشان می دهد. همانطور که مشاهده می کنید، هزینه تعمیرات با رشد روند خرابی به صورت فزاینده بالا می رود.

تشخیص خرابی در مراحل اولیه، از طریق تکنیکهای CM صورت می پذیرد و این تکنیکها روند رو به رشد خرابی و نیز نرخ رشد آن را نشان می دهند. لذا می توان در اولین فرصت و قبل از رسیدن به مراحل بحرانی، فعالیت تعمیراتی را انجام داد و از رشد خرابی جلوگیری نمود.


تعریف پایش وضعیت یا Condition Monitoring

پایش وضعیت عبارت است از اندازه گیری و پایش مستمر پارامتری از تجهیز در حال کار كه:

الف_ بیانگر وضعیت آن باشد.

ب _   قابل ترند (trend) کردن باشد (تکرار پذیر و قابل مقایسه باشد).

ج _ حاوی اطلاعات مفیدی برای عیب یابی باشد.

 فهرست تکنیکهای پر کاربرد مراقبت وضعیت

برخی از تکنیکهای رایج در مراقبت وضعیت عبارتند از:

-      استفاده از حواس پنجگانه

-      آنالیز ارتعاشات

-      آنالیز صدا

-      آنالیز آلتراسونیک

-      ترموگرافی

-      آنالیز کارآیی (Performance)

-      آنالیز روغن و ترایبولوژی (Tribology) 

 -      آنالیز مدار موتور و سایر تستهای الکتریکی

استفاده از حواس پنجگانه در برنامه مراقبت وضعیت

ابتدایی ترین روش برای مراقبت وضعیت تجهیزات که هنوز هم در جایگاه خود اهمیت دارد، استفاده از حواس انسانی (دیدن، شنیدن، لمس کردن و بوییدن) است.

با لمس کردن (به ویژه با کمک یک سکه) می توان درکی از ارتعاشات تجهیز به دست آورد. همچنین سنجش دما در برخی موارد که دما خیلی بالا نباشد، به کمک لمس کردن امکان پذیر است.

بازرسی بصری (دیدن) یکی از تکنیکهای مهم تستهای غیر مخرب و نیز CM به شمار می رود. بسیاری از عیوب (نظیر انواع نشتی، شکستگی، دفرمه شدن و . . .) از طریق مشاهده قابل تشخیص هستند.

برخی از اشکالات و عیوب منجر به منتشر شدن بوی خاصی می شوند که با مشام انسان قابل تشخیص است. (برای مثال برخی خرابی های روغن، خرابی تجهیزات و مدارات الکتریکی و ...)

شنوایی انسان یکی از بهترین ابزارها برای آنالیز صدا (هم از لحاظ کمی و هم از لحاظ کیفی می باشد) . گاهی موارد گوش انسان برای تشخیص منشا صدا و نوع خرابی مربوطه، از دستگاه های آنالایزر بهتر عمل می کند. علت این موضوع قابلیت گوش انسان برای تفاوت گذاشتن بین الگوهای مختلفی از صدا و ایجاد ارتباط بین خرابی های مختلف و نوع صدای ایجاد شده است.


مراحل چهارگانه طراحی و استقرار سیستم CBM

در شکل زیر به صورت تیتروار مراحل چهارگانه طراحی و استقرار سیستم نت مبتنی بر وضعیت را می بینید:


 

آنالیز نت مبتنی بر قابلیت اطمینان (RCM)

RCM مخفف عبارت Reliability Centered Maintenance به معنی نت مبتنی بر قابلیت اطمینان یا نت قابلیت اطمینانی می باشد.

جان موبری (John Moubray) در مقدمه کتاب Reliability Centered Maintenance که یکی از مراجع مهم در این موضوع به حساب می آید، RCM را چنین تعریف می نماید:

"فرآیندی که بکار می رود تا تعیین شود انجام چه فعالیتهایی برای نگهداشتن دارایی های فیزیکی در سطح مشخصی از کارآیی (مطابق با نظر استفاده کنندگان از آنها) و حفظ کارکرد (function) آنها ضرورت دارد."

در واقع RCM یک روش مهندسی برای تعیین برنامه های نت در سطح یک سازمان است که قابلیت اطمینان را به عنوان مفهومی کلیدی لحاظ می نماید. یکی دیگر از ویژگيهای اصلی این روش، رویکرد کارکردمحور (function based) آن است. یعنی فرآیند آنالیز پس از تعیین محدوده کاری، از تعریف و مشخص کردن کارکردهای هر یک از سیستمها و تجهیزات مشمول در برنامه آغاز می شود. لذا اولین پرسشی که باید پاسخ دقیقی برای آن حاصل شود، این است:

 1.       کارکردها و استانداردهای کارآیی هر یک از دارایی های فیزیکی با توجه به زمینه فعلی استفاده از آنها چیست؟

علت تأکید بر این موضوع با توجه به تعریفی که از RCM ارائه شد کاملاً مشخص است. در واقع هدف اصلی از انجام آنالیز RCM به دست آوردن برنامه تعمیراتی جامعی است که منجر به تداوم کارکرد دارایی های فیزکی شود و این به معنی داشتن یک استراتژی مؤثر برای مدیریت و کنترل خرابی ها و علل ریشه ای آنهاست. بدیهی است برای نیل به چنین هدفی ابتدا می بایست کارکردهای سیستمها و تجهیزات مختلف تعیین گردند.

در ادامه و با یک روال منطقی، شش سوال دیگر مطرح می شوند:

2.       حالتهای محتمل که عدم توانایی دارایی های فیزیکی برای انجام کارکرد خود را در پی دارد، کدامند؟ (حالتها یا پتانسیلهای خرابی)

3.       علت رخ دادن هر کدام از حالتهای خرابی فوق چیست؟

4.       هر یک از این حالتهای خرابی اگر رخ دهند، چه نشانه ای از خود بروز خواهند داد؟

5.       اهمیت هر یک از حالتهای خرابی فوق چقدر است؟

6.       اگر هیچ روش پیشگیرانه ای برای کنترل و مدیریت هر کدام از حالتهای خرابی فوق وجود نداشته باشد، چه پیامدی خواهد داشت؟

پاسخهایی که به این سؤالات داده می شود، وروديهای مرحله مهمی از آنالیز RCM را فراهم می کند که طی آن، حالتهای خرابی بر حسب اهمیت و پیامد وقوع، دسته بندی شده و نهایتاً طبق الگوی تصمیم گیری RCM، اقدام تعمیراتی مشخصی به هر کدام اختصاص داده می شود.

 

پیشینه تاریخی

ریشه های تاریخی RCM به دهه 70 میلادی و برنامه های نت صنایع هواپیمایی آمریکا بر می گردد. زمانی که هواپیمای بوئینگ 747 طراحی شد، یک تیم مهندسی مامور شدند تا برنامه جامع نت پیشگیرانه را برای این هواپیما تدوین نمایند. پس از تدوین برنامه نت پیشگیرانه، ارزیابی انجام شده نشان داد که هزینه انجام این فعالیتها بسیار بالا و قابل مقایسه با هزینه ساخت هواپیما می باشد. لذا تردیدهای جدی درباره لزوم انجام فعالیتهای PM مفصل بوجود آمد و گروهی تحت عنوان MSG تشکیل شد تا برنامه بهینه ای را برای نگهداری و تعمیرات این هواپیما طراحی نماید. مطالعات تخصصی که توسط این گروه انجام شد، نهایتاً منجر به تدوین برنامه ای شد که به نام MSG3 مشهور گردید. MSG3 در واقع نسخه اولیه از روشی بود که بعدها تحت عنوان RCM در صنعت مشهور گردید.

یکی از اولین گزارشهایی که راجع به این موضوع منتشر شد، گزارش Heap و Nowlan است که عضو تیم MSG نیز بوده اند. تاریخ انتشار این گزارش نسبتاً مفصل، به سال 1978 میلادی بر می گردد و اولین سند رسمی درباره RCM به شمار می رود.

 

سیستم نت بهره ور فراگیر (TPM)

TPM مخفف عبارت Total Productive Maintenance به معنی نت بهره ور فراگیر است. TPM یک چارچوب فکری منحصر به فرد است که می توان بر پایه آن، نظام جامع نت را در یک سازمان بنا نهاد.

شروع TPM از دهه 70 میلادی در صنایع خودرو سازی ژاپن بوده و معرفی آن به سایر دنیا از سال 1988 و با انتشار اولین کتاب لاتین در این زمینه صورت پذیرفت. TPM در واقع نوعی الگو گیری از سیستم TQM بوده و هدف آن رساندن خرابی ها به سطح صفر (zero breakdown) است در حالیکه هدف سیستم TQM رساندن نقص در کالای تولیدی به حد صفر (zero defect) می باشد. استراتژی بنیادین در هر دو سیستم فوق، پیشگیری در مبدأ بجای حل مشکل پس از وقوع است.

در نظام نت بهره ور فراگیر برای ارزیابی فاصله از هدف، معیاری به نام "اثر بخشی کلی تجهیزات" یا "Overall Equipment Effectiveness" تعریف می شود که از آن به OEE یاد می شود.

 

سیستم نت مبتنی بر تجارت (BCM)

BCM مخفف عبارت Business Centered Maintenance به معنی نگهداری و تعمیرات بر پایه تجارت است. در واقع BCM یک چارچوب برای استقرار نظام جامع نت است که کلیه فرآیندها و وظایف سازمان نت را پوشش می دهد. در آینده مطالب بیشتری راجع به این موضوع خواهید خواند.

 

بهینه سازی نت سازمان (PMO)

PMO مخفف عبارت Plant Maintenance Optimization و یا به تعبیر دیگرPlanned Maintenance Optimization است.

این روش که به نوعی RCM خلاصه شده به حساب می آید، سعی دارد تا روش RCM را به نحو ساده تری اجرا نماید. موسسات فنی مختلف، نسخه های مختلفی از این روش را پیشنهاد داده اند که یکی از مشهورترین آنها برنامه PMO2000 است که توسط شرکت OMCS International ارائه شده است.

 

سیستم مدیریت مکانیزه نت (CMMS)

CMMS مخفف عبارت Computerized Maintenance Management System به معنی "سيستم مدیریت مکانیزه نت" است. در بسیاری از صنایع با توجه به تعداد زیاد تجهیزات و ماشین آلات و حجم بالای فعالیتهای مرتبط با سازمان نت، پیگیری امور و فعالیتها به صورت دستی و کاغذی دشوار است. لذا با استفاده از سیستم نرم افزاری یا paperless می توان بر این مشکل غلبه کرد. ضمن اینکه انجام برخی تحلیلهای آماری (شامل فاکتورهای ارزیابی کارآیی نت) تنها با بکار گیری سیستم نرم افزاری و استفاده از کامپیوتر امکانپذیر است.