Rcm что это такое
Rcm что это такое
Термин RCM впервые был использован в 1960-х годах в таких глобальных отраслях, как атомная промышленность и авиационно-космические системы. На сегодняшний день множество отраслей мирового производства переходят на техническое обслуживание и ремонт (ТОиР ) по методологии RCM.
Что это такое?
RCM (Reliability Centered Maintenance — англ.) расшифровывается как техническое обслуживание, направленное на обеспечение надёжности оборудования. Другими словами, это комплексная программа, целями которой являются:
Как это работает?
Проведение RCM-анализа базируется на следующих постулатах:
Постулаты, на которые опирается методология RCM
Связь функций системы
Это первое и самое важное свойство RCM даёт возможность систематизировано связать функции системы с конкретным оборудованием. В вопросе планирования профилактического обслуживания для сохранности системы эксперты RCM всегда анализируют результат работы оборудования.
Функциональный отказ
Потеря функциональности системы имеет множество видов и причин. Специалисты RCM, в первую очередь, должны выявить причины функциональных отказов, идентифицировать и устранить неисправности — как существующие, так и предполагаемые.
Установление приоритетов неисправностей
Так как функции в системах не являются одинаково важными (есть главные и второстепенные функции), то необходимо распределить приоритетное направление устранения функциональных отказов системы. Неисправности делятся на 4 категории, каждая из которых устраняется с помощью трёхуровневой системы принятия решений. На ее основе эксперты и устанавливают приоритетное направление разрешения функциональных неисправностей.
Сохранение функций системы
После анализа системы и ее свойств принимается комплекс мер по сохранению и улучшению условий функционирования системы. А именно обосновывается расход ресурсов на сохранение эффективности функций.
Такой подход позволяет предприятиям оптимизировать работу по ремонту и обслуживанию оборудования согласно рекомендациям производителя.
Техническое обслуживание и ремонт оборудования (ТОиР ) по методам RCM в конечном итоге способствует:
Чтобы подробнее узнать о методологии RCM и программном обеспечении RCM Navigator, а также о ключевых шагах его успешного внедрения, пишите нам: или звоните по телефону: 8 800 555 30 53.
RCM (Reliability-Centered Maintenance) – техническое обслуживание, которое направлено на обеспечение надежности оборудования. Формальная методология, позволяющая предприятию оптимизировать свою программу по обслуживанию и ремонту активов. Один из характерных примеров эффекта от внедрения программного решения RCM – сокращение бюджета предприятия по ТОиР на 20% и более при сохранении надежности оборудования. Методология RCM основана на постулате, согласно которому поддержание единицы оборудования в безупречном состоянии (согласно предписаниям ее производителя) не является самоцелью, целью же является обеспечение надежности критичных для деятельности предприятия производственных и технологических процессов.
Содержание
Стратегия RCM, набирающая популярность в настоящее время, в корне отличается от традиционных и зачастую устаревших планово-предупредительных ремонтов. Техническое обслуживание, ориентированное на надежность оборудования, обеспечивает минимизацию рисков возникновения нештатных ситуаций при максимально возможной эксплуатационной готовности основных фондов с учетом бюджетных ограничений и различного рода рисков.
История
Свойства RCM
Выделяют четыре признака, с помощью которых можно определить и характеризовать RCM. Отметим, что данные признаки не связаны с каким-либо другим методом планирования технического обслуживания, из тех которые применяются в настоящее время.
Первое свойство
Второе свойство
Исходя из того, что главной задачей является сохранение функции всей системы, вторым предметом обсуждения является потеря ее функциональности, или функциональный отказ. Функциональные отказы имеют множество параметров и видов, и часто представляют собой довольно сложную ситуацию. Исследование большого количества вероятных промежуточных состояний крайне необходимо, поскольку некоторые из них могут, в итоге, оказаться довольно существенными. Тогда главным вопросом является выяснение причины функционального отказа. Так, основным принципом второго признака является осуществление перехода к компонентам аппаратных средств посредством «идентификации различного рода неисправностей, которые могут быть предполагаемой причиной нежелательных функциональных отказов». Примером компонента и вида неисправности можно назвать регулятор расхода, который заклинило в закрытом состоянии, где регулятор – компонент, а заклинило – вид неисправности, что может послужить причиной функционального отказа «невозможность осуществления запуска системы».
Третье свойство
В процессе RCM «функции не являются равными», в связи с этим все функциональные отказы, которые появляются в процессе работы, и соответственно относящиеся к ним компоненты и виды неисправностей не одинаковы по своей значимости. Таким образом, устанавливаются приоритеты значимости видов неисправностей. Все это реализуется посредством распределения видов неисправностей на несложной трехуровневой схеме решений, которая дает возможность отнести каждый из видов к одной из четырех категорий, которые будут использоваться дальше для разработки логического обоснования распределения приоритетов.
Четвертое свойство
Задачи RCM
Таким образом, задачи RCM состоят в следующем:
Перечисленные ранее четыре признака только лишь все вместе в полной мере описывают понятие RCM. В связи с этим, любой из процессов планирования технического обслуживания может быть отнесен к категории RCM, только если он содержит все четыре признака.
ЦЕНТР ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ ТОиР
ТОиР 4.0
ШКОЛА ТОИР 4.0
Цифровизация, цифровая трансформация, Индустрия 4.0, цифровые двойники и интернет вещей, четвертая промышленная революция — эти термины появляются в нашей жизни все чаще и чаще. Но, как правило, они появляются и уходят, не затрагивая область ТОиР. И мы, погруженные в борьбу с отказами и простоями оборудования, выдыхаем, то ли с сожалением, то ли с облегчением… И правда, своих проблем хватает, не до цифровизации. Вот, начали внедрять (далее подставить нужное: SAP, 1C:ТОИР, Microsoft Dynamics…), до сих пор в себя прийти не можем.
Тем не менее, в глубине души мы понимаем, что выживет только тот, кто сможет приспособиться к изменяющейся среде. А внешняя меняется очень и очень быстро. И постепенно изменения доходят и до ТОиР. Изменения рождают сопротивление коллектива, потому что не хочется в очередной раз наступать на те же грабли внедрения чего-либо по указке сверху без должной подготовки; потому что есть опасения, что добавится нагрузка сверх существующей без соответствующей мотивации; есть страх оказаться некомпетентным в новых процессах, и, как следствие, быть уволенным.
Но хотим вас со всей ответственностью предупредить. Просто так взять, и перейти к цифровой трансформации сервиса и внедрить Индустрию 4.0 на неподготовленный ТОиР не получится.
Для начала необходимо освоить базовые практики обслуживания, такие как эксплуатация до отказа, как плановые ремонты по времени и по состоянию. Научиться интегрировать процессы эксплуатации и сервиса оборудования в рамках методик обслуживания по надежности и рискам.
Несомненно, нужно научиться азбуке процессов разрушения и развития отказов.
Развить навык поиска коренных причин отказов оборудования.
Постигнуть смысл цели управления производственными активами.
Общаясь с людьми на разных предприятиях и видя потребности специалистов, занимающихся организацией и проведением технического обслуживания и ремонта, отвечающих за управление производственными активами, мы решили в 2020 году запустить новый информационно-образовательный проект «ТОИР 4.0», где и будем учить перечисленным выше практикам.
Этот проект призван шаг за шагом поднимать общий уровень культуры технического обслуживания и готовить бизнес-процессы ТОиР к работе в условиях четвертой промышленной революции. Мы будем вести регулярную публикацию материалов о базовых вопросах надежности, точного технического обслуживания, планирования, управления активами, сервисных стратегиях и тактиках.
На главной странице нашего сайта https://toir.pro/ есть форма подписки на новости ШКОЛЫ ТОИР 4.0. Подписка и все материалы, распространяемые по этой подписке — бесплатные.
Так что подписывайтесь, и давайте меняться вместе, готовясь жить в условиях быстрых изменений и новых технологий в ТОиР.
Просто о RCM
Время прочтения статьи около 20 минут. Некогда читать?
Впервые статья была опубликована в 2017 году.
Целью данной статьи является общее рассмотрение понятия RCM.
Это достаточно новое для России понятие и далеко не у всех есть четкое понимание, что это такое. Русскоязычные источники в интернете не дают полного понимание этой предметной области, а, зачастую, полны неточностей, вызванных некорректным переводом достаточно специфичной лексики.
Самому термину и подходу скоро будет 40 лет, но в нашу страну он пришел совсем недавно, а нормативная документация по данной тематике вступила в силу только в 2014г. Я говорю о ГОСТ 27.606-2013. Тем не менее, качество нашей переводной нормативной документации оставляет желать лучшего, и здесь я постараюсь максимально просто и своими словами рассказать о предмете статьи.
Итак, в первую очередь RCM это аббревиатура от английского Reliability Centered Maintenance, что означает: Обслуживание, ориентированное на надежность.
Но что это? Вид деятельности, формальная методология разработки, инструкция по обслуживанию?
В первую очередь, это процесс. Процесс установления минимального безопасного уровня обслуживания. Минимального с точки зрения вложений, безопасного с точки зрения рисков: безопасности, экологии и финансов. В основе RCM лежит парадигма, что целью обслуживания является не поддержание идеального состояния оборудования, а обеспечение выполнения им его функций так, как они определены владельцем. Этот процесс включает в себя очень много действующих элементов, структур и участников, но самой значимой и известной его частью является RCM анализ.
RCM анализ это формальная методология выявления всех значимых для владельца рисков при эксплуатации оборудования и разработке соответствующих действий по их предотвращению или сведению их значимости к минимуму. Согласно методологии RCM последовательно задаются и даются ответы на 7 вопросов.
7 вопросов RCM :
1. Каковы функции системы и связанные с ними стандарты производительности? (Функции)
Иными словами, на этом шаге мы определяем, чего мы хотим от оборудования или системы в существующем операционном контексте. Определения функций должны содержать глагол, объект и параметры производительности, определенные максимально количественно настолько, насколько это возможно.
Требуется определить максимальное полный набор функций, которые бывают основными – определяющими покупку оборудования и вспомогательными (в том числе защитными, обеспечивающими внешний вид, избыточными и т.д.)
Этот шаг может занимать до 20-30% времени анализа.
Пример одной из функций колонки на автозаправочной станции: подавать бензин со скоростью от 40 до 60 литров в минуту.
2. Каким образом функции могут не выполняться? (Функциональные отказы)
Или каким образом владелец может не получать то, что хочет от оборудования. Функциональный отказ – это состояние системы, когда выполнение функции не происходит в принципе (полный функциональный отказ) или не соблюдается хотя бы один из параметров производительности (частичный функциональный отказ).
На этом шаге идентифицируются все возможные способы невыполнения функции.
– Подача бензина не производится;
– Скорость подачи более 60 литров в минуту;
– Скорость подачи менее 40 литров в минуту.
3. Что является причиной функционального отказа? (Виды отказа)
Или какое событие переводит систему из состояния функционирования в состояние функционального отказа? Это событие называется в RCM видом отказа.
Данное определение вида отказа не совпадает с тем, которое существует в EAM системах или ISO 14224, где речь идет о симптомах случившегося события (задымление, шум и т.д.) Здесь речь идет о любом событии, которое может привести к функциональному отказу (это может быть не только отказ оборудования). Этими событиями могут быть отказы на оборудовании, ошибки персонала, действия погодных условий, и т.д., в том числе и другие производственные события, связанные с нормальным производственным процессом (например, накопление пыли, мусора, стружки). Единственное условие – данные события должны быть правдоподобно возможны.
– При определении вида отказа мы должны локализовать место возникновения события: оборудование, его часть. Например, насос, подшипник;
– Мы должны указать вид повреждения (в случае если вид отказа является отказом) и мы должны указать причину или последовательность причин. Это делается для того, чтобы в дальнейшем воздействовать на причину и предотвращать последствия отказа;
– При определении причин нужно иди до того уровня, до которого мы можем влиять программой обслуживания или единовременными изменениями в рамках предприятия. Например, заклинивание по причине недостаточного теплосъема по причине закупоривания фильтров.
В рамках данного шага необходимо рассмотреть все возможные виды отказа, которые могут привести к функциональному отказу. Очень важным на данном этапе является учет операционного контекста. Это могут быть уже случавшиеся отказы (или другие события), те отказы, которые были предотвращены в рамках текущей программы обслуживания и те, которые еще не случались, но рабочая группа считает практически возможными.
4. Что происходит при наступлении вида отказа? (Проявления отказа)
На этом шаге мы определяем, что фактически происходит (или может происходить), когда случается каждый вид отказа. Необходимо описать всю последовательность событий, которая произойдет при допущении, что никаких действий по обнаружению или предотвращению данного вида отказа не производится.
При описании проявлений отказа необходимо оценить следующие аспекты:
– Будет ли отказ обнаружен в нормальных условиях;
– Каковы последствия множественного отказа, если он является скрытым;
– Могут ли в его результате быть ранены или убиты люди, оказано влияние на экологию;
– Какое влияние проявления отказа могут оказать на производственный процесс (простои, снижение производительности, брак и т.д.);
– Какова стоимость восстановления оборудования, которое может быть повреждено.
5. Что значит каждый отказ? (Последствия отказа)
На этом шаге производится оценка значимости проявлений каждого вида отказа. На основании описанных выше проявлениях все виды отказы категоризируются на скрытые и или очевидные, а затем на имеющие влияние на экологию и безопасность или имеющие только финансовую значимость. Так же оценивается риск, связанный с каждой категорией.
В дальнейшем работа ведется только с видами отказов, риск по которым является неприемлемым.
6. Что необходимо сделать для того, чтобы предотвратить или предсказать каждый вид отказа? (Проактивные действия)
На этом шаге происходит выбор политики обслуживания по предсказанию или предотвращению данного вида отказа, а также их интервалы.
RCM предлагает несколько видов действий:
– Плановые действия по восстановлению на основании календаря или наработки;
– Плановые действия по замене на основании календаря или наработки;
– Плановые действия по контролю состояния на основании календаря или наработки;
– Комбинация трех вышеуказанных действий.
Выбор конкретного вида действий происходит согласно логике принятия решений RCM (тема отдельной статьи) и использует при описании параметров действий данные по категории последствий, операционному контексту, модели отказа, P-F интервалу, экспертные заключения, историю работ и т.д. Необходимыми условиями для того или иного действия являются его техническая возможность и эффективность (определение этих критериев так же является темой отдельной статьи).
7. Что должно быть сделано, если предотвратить или предсказать отказ невозможно? (действия по умолчанию)
На этом шаге происходит выбор типа политики обслуживания, если текущая конфигурация оборудования и процесса не позволяет подобрать подходящих проактивных действий для снижения риска.
RCM предлагает следующие типы действий:
– Действия по поиску случившихся отказов (для скрытых отказов);
– Перепроектирование (процесса или оборудования).
Выбор каждого из типов действий по умолчанию происходит согласно логике принятия решений RCM и использует при описании параметров действий данные по категории последствий, операционному контексту, экспертные заключения.
Для визуализации данной логики используются специальные диаграммы принятия решений, которые могут слегка отличаться в различных типах методологий RCM. На данный момент наиболее общепризнанной и широко используемой является методология RCM 2 и близкий к ней стандарт SAE JA 1012.
Константин Зырянов, CMRP, CRL
Основатель Издательства “Надежная Книга”
40 лет RCM: как начать надежностно-ориентированное техническое обслуживание
В данной статье дается краткое введение в методологию RCM (Reliability Centered Maintenance) – обслуживание, ориентированное на безотказность. Представлен подход, согласно которому начинать RCM необходимо с приоритизации оборудования. Описан алгоритм приоритизации на основе рекомендаций стандартов.
В текущем году исполняется 40 лет с тех пор, как Стэнли Ноулан и Говард Хип в своем основополагающем исследовании [1] представили методологию RCM (Reliability Centered Maintenance). Их идея состояла в том, что правила обслуживания оборудования должны определяться последствиями отказа, а не только природой и параметрами самого отказа. Аналогичную идею мы находим у отечественных специалистов по надежности, в публикациях того времени [2].
Затем существенный вклад в развитие и популяризацию RCM внес Джон Мубрей [3]. К настоящему времени накопился значительный массив публикаций, посвященных RCM, включая книги 4. Разработаны соответствующие международные и национальные стандарты, как за рубежом 7, так и в России [10, 11]. Развивается практика успешного применения RCM в России [12, 13].
Несмотря на весьма зрелый возраст, методология RCM остается покрытой завесой сложности. Возникли и некоторые заблуждения. Например, встречается утверждение, что RCM – это стратегия технического обслуживания и ремонта (ТОиР). Чтобы убедиться в ошибочности этого, обратимся к стандарту [10].
В нем дан русскоязычный аналог RCM – надежностно-ориентированное техническое обслуживание (НОТО). И определено, что НОТО (RCM) представляет собой методологию выявления и выбора политик управления отказами. Политика управления отказами может включать в себя действия по техническому обслуживанию, изменения правил эксплуатации, конструктивные доработки и другие действия, нацеленные на ослабление последствий отказов, которые в стандарте [11] названы разовыми преобразованиями. К ним также относятся изменение методов, используемых при выполнении определенной работы ТОиР, изменение способностей персонала (обучение).
Рис. 1. Результаты выполнения семи этапов RCM-процесса
Таким образом, RCM это не какая-то стратегия ТОиР. Это методология выявления и выбора политик управления отказами и формирования из них программы работ, сочетающей различные стратегии ТОиР и разовые преобразования, и отвечающей профилю рисков, связанных с отказами.
Процесс RCM, описанный в стандарте [7], представлен схемой из семи этапов на рис. 1. Мы называем эти действия «7 шагов RCM». Их содержание состоит в следующем:
1. Провести функциональный анализ и выявить выполняемые оборудованием функции. Определить требования к выполнению каждой функции в данных условиях эксплуатации, отклонение от которых считается отказом, включая требования к безопасности и экологии (стандарт производительности). Пример функции: производство сжатого воздуха компрессором с производительностью 2 м 3 /мин.
2. Определить, что является функциональным отказом в отношении каждой функции оборудования. Примеры функциональных отказов: а) компрессор не выдает сжатый воздух, б) компрессор выдает сжатый воздух с производительностью 1 м 3 /мин.
3. Определить причины каждого функционального отказа (виды отказа). При этом должна быть определена первопричина (коренная причина). Для определения первопричины используется техника «Пять почему», разработанная в рамках производственной системы корпорации «Тойота». Пример: компрессор не выдает сжатый воздух – почему? – не работает электродвигатель компрессора – почему? – сработала защита по току статора – почему? – разрушился подшипник электродвигателя – почему? – произошло засорение подшипника абразивными материалами – почему? – в данных условиях эксплуатации кожух электродвигателя не обеспечивает должную защиту подшипника от засорения.
4. Определить каковы последствия каждого функционального отказа. Например, в случае отказа «компрессор не выдает сжатый воздух» последствия могут быть следующими: не работает пневмоинструмент, продукция не выпускается, последствий для безопасности и экологии нет.
5. Определить критичность каждого функционального отказа. Для этого необходимо количественно оценить последствия отказа и частоту (вероятность) их возникновения. Допустим, в нашем случае происходит остановка производства на 1 час для перехода на резервный компрессор, и образуется недовыпуск продукции на соответствующую сумму. Отказ происходит каждые 2 суток.
6. Выработать применимую и эффективную стратегию ТОиР в отношении каждого отказа. Стратегия считается применимой, если она способна снизить критичность данного отказа (уменьшить вероятность отказа и/или его последствия), и эффективной, если затраты на ее реализацию менее значимы, чем последствия отказа. В нашем случае предупредительное обслуживание с очисткой подшипника и заменой смазки применимо, но не эффективно, так как его требуется проводить каждую смену, с остановкой компрессора и производства на 20 минут. В результате за 2 суток образуется еще больший недовыпуск продукции, чем при отказе и переходе на резервный компрессор.
Полный RCM-анализ в отношении всего технологического оборудования – очень трудоемкий и длительный процесс. Он откладывает внедрение оптимальных программ работ и получение эффекта. Далеко не каждый руководитель готов к длительному проекту, со значительной загрузкой персонала и туманными перспективами. Именно это в значительной степени сдерживает внедрение RCM.
Мы рекомендуем при проведении RCM устанавливать разумные пределы. Хорошим инструментом здесь является принцип Парето, который гласит: 80% проблем являются следствием 20% причин. В нашем случае это означает, что нужно выделить
20% оборудования, приносящего львиную долю (
80%) тяжести последствий отказов.
Иначе говоря, стандартным семи шагам RCM должна предшествовать приоритизация. Она позволяет выявить наиболее критичные элементы оборудования, сосредоточить на них внимание и ограниченные ресурсы, и быстрее достичь значимого эффекта от RCM.
Конечно, еще раньше должен быть сформирован перечень основного технологического оборудования, проведена паспортизация, систематизирована информация о выполняемых работах по ТОиР, накоплены достоверные данные по затратам на ТОиР – как плановым, так и фактическим, собрана статистика по дефектам, отказам и их последствиям, по простоям с указанием их причин. Эти задачи решаются посредством внедрения и использования информационной системы управления ТОиР (ИСУ ТОиР). Разработка, внедрение и эксплуатация ИСУ ТОиР – это особая тема, которая находится за рамками данной статьи. Ранее она достаточно подробно освещалась [14, 15].
Принципы приоритизации оборудования:
Для проведения приоритизации необходимо разделить оборудование на агрегаты, агрегаты на системы, а системы на узлы. Здесь мы, совместно с экспертами заказчика, применяем следующий подход:
1. идентифицируем агрегаты, проводим их приоритизацию (выделяем критичные),
2. только критичные агрегаты разделяем на системы, и приоритизируем системы,
3. только критичные системы разделяем на узлы, и приоритизируем узлы,
4. проводим RCM-анализ критичных узлов, а на уровне агрегатов и систем RCM-анализ на этом останавливается.
Идентификация агрегатов осуществляется с использованием качественного и количественного признаков. Качественный признак:
· агрегат – это отдельно стоящая в цеху крупная единица оборудования, решающая определенную производственную задачу;
· агрегат либо добавляет ценность в производственном процессе (основной агрегат), либо способствует этому (вспомогательный агрегат).
Количественный признак: в цеху может быть ориентировочно от 10 до 100 агрегатов. Примеры агрегатов: компрессор, кран, конвейер, трансформатор.
Для идентификации систем используем функциональный признак: система – это часть агрегата, выполняющая независимую функцию. Проводим функциональный анализ агрегата, идентифицируем функции его систем, идентифицируем сами системы. Полезен и количественный признак: в агрегате может быть примерно от 5 до 20 систем. Одна система может включать разные виды оборудования (механическое, энергетическое). Примеры систем: система электроснабжения, система привода, система охлаждения, механизм подъема, металлоконструкции агрегата.
Для разбиения систем на узлы исходим из того, что узел – это часть системы, которую можно заменить при ремонте. Количество узлов в системе, ориентировочно, от 5 до 15. Примеры узлов: электродвигатель, редуктор, гидроцилиндр.
Чтобы приоритизировать оборудование необходимо отранжировать его в порядке убывания индекса критичности отказов, а потом идентифицировать объекты, вошедшие в верхнюю часть списка. В качестве индекса критичности используем RPN (Risk Priority Number) – значение приоритетности риска, рекомендуемое стандартом [16]:
S – тяжесть последствий отказа данной единицы оборудования,
O – вероятность отказа этого оборудования в течение определенного периода времени,
D – вероятность, что отказ не будет обнаружен до проявления его последствий.
Множители, входящие в RPN, определяются как ранг по шкале от 1 до 5 или от 1 до 10, а не как фактическое значение вероятности или тяжести последствий.
Ранг вероятности отказа «O» устанавливаем пропорционально частоте отказов данного оборудования (число отказов в сутки, в неделю, в месяц, в год). Эти данные должны накапливаться в ИСУ ТОиР по ходу эксплуатации оборудования. Если же статистики отказов нет, или она неполная, привлекаются специалисты предприятия по направлениям, хорошо знакомые с работой данного оборудования – механики, электрики, гидравлики, технологи. Их экспертные оценки используют при определении величины «О».
Для определения тяжести последствий отказа «S» учитываем категории последствий согласно [7, 16]:
· последствия для безопасности (отказ может повлечь гибель или травмы людей),
· экологические последствия (отказ может повлечь вред окружающей среде),
· производственные последствия (отказ влияет на выполнение оборудованием своих функций и может повлечь снижение производительности и/или качества),
· экономические последствия (последствия отказа проявляются только в повреждении оборудования и выражаются в необходимых затратах на ремонт).
Последствия могут выражаться различными сочетаниями указанных категорий. Источником данных по последствиям отказов также может служить ИСУ ТОиР, а для их уточнения при проведении RCM-анализа также привлекаются специалисты предприятия по направлениям.
Шкалу величин, входящих в RPN, выберем из следующих соображений. Отказы систем или узлов происходят гораздо чаще, чем отказы агрегатов, так как отказ системы или узла может не приводить к отказу агрегата. Поэтому разброс частоты отказа систем и узлов значительно шире, чем у агрегатов.
Системы и узлы имеют также широкий разброс последствий отказа – от полного сохранения работоспособности агрегата/системы до снижения уровня выполнения основной или вспомогательной функции агрегата/системы, или полного отказа основной или вспомогательной функции без последствий для безопасности или с таковыми.
В этой связи шкалу от 1 до 10 используем для расчета RPN систем и узлов, а шкалу от 1 до 5 – для расчета RPN агрегатов.
Приведем пример приоритизации агрегатов. На уровне агрегатов используем сокращенное выражение для расчета RPN, рекомендованное [16]:
Исключение из расчета величины D связано с тем, что средства обнаружения (предсказания) отказов применяются на уровне систем и узлов, а не на уровне агрегатов.
Величину S определим следующим образом:
H – ранг последствий для безопасности людей (Health),
E – ранг экологических последствий (Environment),
S1 – ранг производственных последствий,
S2 – ранг экономических последствий.
Последствия для безопасности людей и экологические последствия будем считать неприемлемыми независимо от их масштаба. Поэтому для «H» и «E» установим короткую шкалу ранга от 0 до 1, и будем присваивать соответствующий ранг следующим образом:
0 – соответствующие последствия отказа агрегата отсутствуют,
1 – отказ агрегата может привести к нарушению нормативных требований по охране труда или окружающей среды, к причинению вреда здоровью людей или выбросу (утечке) опасных веществ.
Если «H» и/или «E» окажутся равными единице, то значение S увеличится в разы, а значит во столько же увеличится индекс критичности RPN. Это соответствует принятому допущению о неприемлемости последствий для безопасности людей и экологических последствий. Для определения значений «H» и «E» должны быть привлечены специалисты по охране труда и промышленной безопасности (экологии) предприятия.
Пусть в некотором цеху идентифицированы 10 агрегатов, условно назовем их «Агрегат 1», «Агрегат 2», … «Агрегат 10». Ранг вероятности отказа «O» для каждого агрегата определим исходя из числа его отказов в год.
Величину S1 для каждого агрегата определим исходя из накопленной за год длительности внеплановых простоев данного агрегата по причине отказов, а S2 – исходя из объема средств, затраченных за год на устранение его отказов.
Сведем данные по всем 10 агрегатам в таблицу и упорядочим их в порядке убывания числа отказов, времени внеплановых простоев и затрат на ремонт (см. таблицу 1).
Таблица 1. Ранжирование агрегатов по частоте и последствиям отказов
Руководствуясь принципом Парето, выделим 20% позиций в верхней части списка (ТОП20) и присвоим им высший ранг – 5. Граница отсечения верхней части списка (20%) не является жестко заданной. Привлекаемые эксперты могут понизить эту границу и установить другое значение соответствующего параметра, начиная с которого присваивается ранг 5 – например, как это сделано в колонке «Затраты на ремонт» таблицы 1.
Оставшимся позициям присвоим ранг от 1 до 4 по линейной шкале. Для этого нижнее значение ТОП20 следует разделить на четыре (например, 60:4=15), чтобы получить шаг шкалы, и установить соответствие, как это сделано в таблице 2.
Таблица 2. Формирование шкалы для ранжирования агрегатов
Учтем значения «H» и «E» для каждого агрегата, и определим значения RPN. Затем отранжируем агрегаты в порядке убывания RPN, как показано в таблице 3.
Снова применим принцип Парето, и выделим 20% позиций в верхней части списка. Таким образом, результатом приоритизации является идентификация двух критичных агрегатов – это Агрегат 1 и Агрегат 2.
Таблица 3. Ранжирование агрегатов по величине RPN
Далее Агрегат 1 и Агрегат 2 должны быть разделены на системы и должна быть проведена приоритизация систем этих агрегатов. Продемонстрируем это на примере.
Приоритизация систем и узлов
Будем использовать полное выражение для расчета RPN и единую шкалу рангов от 1 до 10 для всех систем указанных агрегатов. Воспользуемся рекомендациями стандартов и сформируем шкалу для величин, входящих в выражение для RPN, как это сделано в таблицах 4, 5 и 6.
Если в ИСУ ТОиР корректно ведется статистика отказов с привязкой к системам, с указанием их последствий, то эти данные будут очень полезны для формирования таблицы 4. В любом случае привлекаются специалисты предприятия, хорошо знакомые с работой и отказами Агрегата 1 и Агрегата 2, как минимум для верификации полученной шкалы рангов. Такие специалисты должны обладать достаточными знаниями, чтобы дать экспертную оценку возможных последствий отказов систем.
Таблица 4. Шкала тяжести последствий отказов систем
Для формирования таблицы 5 нужна информация о наблюдаемой частоте отказов систем, находящихся в эксплуатации, в том числе о минимальном и максимальном значении частоты. Соответственно, минимальной частоте отказов ставится в соответствие ранг 1, а максимальной – ранг 10. Допустим, по наблюдениям персонала предприятия или по данным ИСУ ТОиР у какой-то системы зафиксированы самые интенсивные отказы с частотой примерно 1 раз сутки, а у какой-то – самые редкие отказы с частотой 1 раз в 6 лет.
Примем одни сутки в качестве интервала, в течение которого оценивается вероятность отказа, и интерпретируем рекомендации стандарта [16]. Тогда получим, что следующим категориям отказов соответствует следующая частота отказов:
частый отказ – 1 раз в 5 суток и чаще,
вероятный отказ – 1 раз в 10 суток и чаще,
возможный отказ – 1 раз в 100 суток и чаще,
редкий отказ – 1 раз в 1000 суток и чаще,
невероятный отказ – реже 1 раза в 1000 суток.
Сформируем таблицу 5, предусмотрев дополнительную градацию частоты отказов.
Таблица 5. Шкала вероятности отказов систем
При формировании таблицы 6 учитывают наличие/отсутствие технических средств и операций контроля (приборы и системы, выполняющие защитную функцию, обходы, техническая диагностика), позволяющих обнаружить появление и развитие потенциального отказа до проявления его последствий и за время, достаточное для предотвращения отказа (P-F-интервал). Таким образом, вместо фактической вероятности обнаружения, отказы ранжируют по наличию возможности их обнаружения.
Таблица 6. Шкала вероятности обнаружения отказов систем
Очевидно, что с учетом возможных значений S, O и D, величина RPN будет изменяться от 1 до 1000. Руководствуясь правилом Парето, установим, что критичными являются верхние 20% диапазона величин S, O и D. Это соответствует их значениям от 8 до 10. Таким образом, критичными в нашем анализе будут значения RPN от 8х8х8=512 до 10х10х10=1000. С некоторым запасом установим нижнюю границу критичности на уровне RPN=500, а диапазон ниже 500 разделим на две равные части: некритичные (от 1 до 249) и умеренно критичные (от 250 до 499). Такую шкалу RPN можно представить так, как показано на рис.2.
Рис. 2. Шкала приоритетности риска RPN
Предположим, что в составе Агрегата 1 идентифицированы 10 систем. Условно назовем их «Система 1», «Система 2», … «Система 10». Определим значения S, O, D и RPN для каждой системы, руководствуясь сформированными выше шкалами. При этом также будем руководствоваться следующим:
· величину S необходимо определять исходя из наихудшего из возможных сценариев последствий отказа данной системы;
· при определении O необходимо учитывать даже те отказы системы, которые не имеют последствий;
· при определении величины D необходимо учитывать не только возможность обнаружения потенциального отказа, но и скорость его развития: если после обнаружения будет недостаточно времени для предотвращения отказа, то D=10.
После расчета RPN упорядочим все системы Агрегата 1 в порядке убывания RPN. В этом случае получим результат, похожий на таблицу 7.
Таблица 7. Ранжирование систем Агрегата 1 по величине RPN
Из таблицы 7 следует, что критичными являются отказы Системы 2, Системы 3 и Системы 5, умеренно критичными – отказы Системы 4 и Системы 8, а некритичными – отказы остальных систем Агрегата 1. В этой связи далее необходимо:
· разделить системы 2, 3 и 5 на узлы, провести приоритизацию узлов путем расчета RPN и с использованием шкал, аналогичных приведенным в таблицах 4-6 (вместо агрегата в таблицах должна фигурировать система, а вместо системы – узел),
· детально проанализировать отказы выявленных критичных узлов по методу RCM: найти первопричины каждого отказа, выработать политики управления отказом, выбрать наиболее эффективную политику, обеспечивающую быстрое улучшение – то есть пройти по семи шагам RCM, представленным на рис.1,
· провести выборочный поиск первопричин отказов Системы 4 и Системы 8 без полного разделения на узлы, выработать политики управления рассмотренными отказами,
· дальнейший анализ систем 1, 6, 7, 9 и 10 на данном этапе не проводить.
Аналогичную приоритизацию систем и узлов следует провести для второго критичного агрегата – для Агрегата 2.
Цикличность и непрерывное улучшение
Выбранные политики управления отказами должны привести к снижению S, O или D соответствующих узлов, либо одновременно двух или всех трех перечисленных составляющих RPN.
В свою очередь, это приведет к уменьшению RPN критичных и умеренно критичных систем, а также к уменьшению RPN Агрегата 1 и Агрегата 2.
После этого необходимо провести повторно приоритизацию, повторить весь описанный выше алгоритм и семь шагов RCM на более низком уровне рисков. Не существует принципиальных ограничений количества таких циклов.
Цикличность позволит также оценивать эффективность принятых ранее решений, и производить их пересмотр, обеспечивая выполнение принципа непрерывного улучшения.
1. Nowlan F. S., Heap H. F. Reliability-centered Maintenance. San Francisco: Dolby Access Press, 1978. – 466 p.
2. Нейман В.Г., Шапиро Б.В. Оценка критичности отказов технических устройств// Надежность и контроль качества. – 1975. – №10. – С. 49-51.
3. Moubray J. Reliability-centered Maintenance. Second Edition. NY: Industrial Press Inc, 1997. – 426 p.
4. Neil B. Bloom. Reliability Centered Maintenance: Implementation Made Simple. NY: McGraw-Hill, 2005. – 291 p.
5. Ефремов Л.В. Проблемы управления надежностно–ориентированной технической эксплуатацией машин. – СПб: Art-Xpress, 2015. – 206 с.
6. Jesus R. Sifonte, James V. Reyes-Picknell. Reliability Centered Maintenance – Reengineered: Practical Optimization of the RCM Process with RCM-R. CRC Press, 2017. – 349 p.
7. SAE JA 1011:2009. Evaluation Criteria for Reliability-Centered Maintenance (RCM) Processes.
8. SAE JA 1012:2011. A Guide to the Reliability-Centered Maintenance (RCM) Standard.
9. IEC 60300-3-11:2009. Dependability Management — Part 3-11: Application guide — Reliability centered maintenance.
10. ГОСТ Р 27.606-2013. Надежность в технике. Управление надежностью. Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность. М.: Стандартинформ, 2014. – 34 с.
11. ГОСТР 55.0.05-2016. Управление активами. Повышение безопасности и надежности активов. Требования. М.: Стандартинформ, 2016. – 10 с.
12. Антоненко И.Н., Беляков М.И. Об одной надежностной задаче и ее решении в информационной системе// Автоматизация в промышленности. – 2015. – №8. – С.18-21.
13. Иорш В.И., Крюков И.Э., Антоненко И.Н. Управление ремонтами, ориентированное на надежность//Промышленность и безопасность. – 2011. – №7. – C. 50-53.
14. Кац Б.А., Молчанов А.Ю. Управление производственными активами с помощью современных информационных технологий// Автоматизация в промышленности. – 2014. – №8. – C. 39-45.
15. Кац Б.А. Взаимодействие информационной системы ТОиР с другими АСУ предприятия// Автоматизация в промышленности. – 2013. – №8. – С. 43-46.
16. ГОСТ Р 51901.12-2007. Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов. М.: Стандартинформ, 2008. – 35 с.