W jaki sposób dochodzi do awarii maszyn (systemów)? … czyli 6 wzorców awarii.

198

Na to pytanie bardzo często muszą znaleźć odpowiedź pracownicy Służb Utrzymania Ruchu, zmagający się na co dzień przeróżnymi awariami, przeróżnych maszyn czy systemów. Bardzo często udzielenie odpowiedzi nie jest proste, a czasami wręcz bardzo skomplikowane. Niemniej jednak znalezienie przyczyny źródłowej awarii jest niezbędne, żeby w ogóle móc zapobiec jej w przyszłości. Ponieważ to pytanie nurtowało już kilka generacji techników i inżynierów, zatem jak łatwo się domyśleć, odpowiedzi na postawione wyżej pytanie udzielono i jest ona bezpośrednio związana z narodzinami RCM (Reliability Centered Maintenance).

Odpowiedzią było opracowanie 6 wzorców awarii („Six Failure Patterns”), których to znajomość jest kluczowa dla osób zajmujących się Utrzymaniem Ruchu.

Ale jak to się zaczęło …?

Historia RCM sięga lat 60-tych, wówczas Zarząd Lotnictwa Cywilnego USA (Federal Aviation Administration) rozpoczął proces odbiorów klasyfikacyjnych nowego samolotu Boeing 747-100 (również Lockheed L-1011 oraz McDonnell Douglas DC-10). Proces ten narzucał producentowi opracowanie odpowiedniego programu serwisowego w celu zapobiegania awariom tego samolotu. Biorąc pod uwagę fakt, iż nowy samolot miał zabierać na pokład trzy razy więcej pasażerów przyjęto, że program ten będzie zdecydowanie bardziej rozbudowany względem poprzedniego modelu Boeing 707, a jego główny nacisk skierowano na niezawodność. Pierwsi użytkownicy nowego samolotu Boeing – United Airlines (UAL) mieli świadomość, że spełnienie tak wygórowanych wymagań, jakie postawiono nowemu produktowi Boeinga, spowoduje, że tradycyjna eksploatacja samolotu bazująca na okresowych przeglądach, stanie się nieopłacalna.

W tamtym czasie dominowało myślenie, że wszystkie komponenty mają określony „czas życia” i, że po osiągnięciu „pewnego wieku” ulegną zużyciu. Wymiana części przed osiągnięciem tego wieku zapobiegłaby zatem awarii. Ten sposób konserwacji zapewniłby niezawodność i bezpieczeństwo pasażerów. W latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych typowy remont silników lotniczych odbywał się co 8 000 godzin. Kiedy więc branża borykała się z coraz większą liczbą awarii wysnuto „oczywisty” wniosek, że wiek komponentu musi być mniejszy niż zakładane 8 000 godzin, zatem konserwację należy wykonać wcześniej. Skrócono czas między remontami. Ale zwiększenie ilości konserwacji zapobiegawczej przyniosło trzy bardzo nieoczekiwane skutki. Wyniki, które ostatecznie wywróciły świat konserwacji do góry nogami.

  1. Przede wszystkim zmniejszyło się występowanie niektórych awarii. To było dokładnie to, czego wszyscy oczekiwali.
  2. Pewna liczba awarii występowała równie często jak wcześniej. Nie było to oczekiwane i nieco zagmatwane.
  3. Pewna liczba awarii występowała częściej niż przed skróceniem okresu remontowego. Innymi słowy, większa konserwacja prowadzi do większej liczby awarii. To było całkowicie sprzeczne z intuicją i oczekiwaniami.

W odpowiedzi na tak szokujące wyniki badań linie lotnicze i FAA utworzyły wspólną grupę zadaniową. Po przeanalizowaniu danych z 12 lat grupa zadaniowa doszła do następujących wniosków:

  • planowe remonty mają niewielki wpływ na niezawodność złożonych systemów, chyba, że istnieje w nich jakiś dominujący rodzaj uszkodzenia,
  • występuje wiele zespołów i elementów, dla których nie sposób określić żadnej efektywnej formy planowych przeglądów zapobiegawczych.

Znamiennym jest przykład uszkodzeń łożysk tocznych.

Konserwacja zapobiegawcza (PM) zakłada, że prawdopodobieństwo awarii można określić statystycznie dla poszczególnych maszyn i komponentów, a części można wymienić lub dokonać regulacji na czas, aby wykluczyć awarię. Na przykład, powszechną praktyką była wymiana łożysk po określonej ilości godzin pracy, przy założeniu, że wskaźnik awaryjności łożysk rośnie wraz z upływem czasu eksploatacji.

Rozkład awaryjności łożysk. Oś X – nr łożyska, Oś Y – ilość obrotów wykonanych przez łożysko do czasu jego uszkodzenia.

Zróżnicowanie żywotności łożysk, przedstawia rozkład uszkodzeń w grupie trzydziestu identycznych łożysk kulkowych zwykłych 6309 zainstalowanych na maszynach do badania trwałości łożysk i pracujących do awarii. Duża zmienność żywotności łożysk jest oczywista i wyklucza zastosowanie jakiejkolwiek skutecznej strategii konserwacji opartej na czasie.

Dotychczas zakładano, że wraz ze starzeniem się sprzętu prawdopodobieństwo awarii wzrosło. Jednak badania wykazały, że ta powszechnie przyjęta koncepcja nie jest prawdziwa. Zamiast tego grupa zadaniowa znalazła sześć wzorców (modeli) opisujących związek między wiekiem a awarią, oraz to, że większość awarii jest przypadkowa, a nie zależna od wieku.

Poniższe Krzywe losowego warunkowego prawdopodobieństwa awarii zostały po raz pierwszy odnotowane w książce „Reliability-Centered Maintenance” [F.S. Nowlan, H.F.Heap]. Dalsze badania w Szwecji w 1973 r. i US Navy w 1983 r. Dały podobne wyniki. W tych trzech badaniach awarie losowe stanowiły 77-92% wszystkich awarii, a charakterystyka uszkodzeń związanych z wiekiem zaledwie w pozostałych 8-23%.

6 wzorców (modeli) awarii – Six Failure Patterns
6 wzorców awarii
Proporcje występowania 6 wzorców awarii

Ustalenia grupy zadaniowej wykorzystano do opracowania szeregu wytycznych dla linii lotniczych i producentów samolotów dotyczących opracowywania niezawodnych harmonogramów obsługi technicznej samolotów. Pierwsza wytyczna zatytułowana „Ocena obsługi technicznej i rozwój programu” ukazała się w 1968 roku. Przewodnik nazwano MSG-1 [Maintenance Steering Group] i został napisany specjalnie dla Boeinga 747-100.

Harmonogram konserwacji DC-8 wykorzystywał tradycyjne koncepcje konserwacji drugiej generacji. Wymagał remontu 339 komponentów i wymagał ponad 4 000 000 roboczogodzin dla zapewnienia 20 000 godzin bezawaryjnej pracy. Dla porównania harmonogramem konserwacji Boeinga 747-100 opracowanym przy użyciu MSG-1, Wymagało zaledwie 66 000 godzin pracy, aby osiągnąć te same 20 000 godzin bezawaryjnej pracy!

Innym interesującym porównaniem, jest porównanie liczby komponentów wymagających napraw w określonym czasie. Konserwacja DC-10 została opracowana przy użyciu MSG-1 i wymagała remontu zaledwie 7 elementów w porównaniu z 339 w DC-8. Zarówno DC-10, jak i Boeing 747-100 były większe i bardziej złożone niż DC-8.

Porównanie konserwacji DC8 i B747

Analiza powyższych danych wymusiła zupełnie nowe podejście do Utrzymania Ruchu. Po akceptacji nowej strategii konserwacji przez Lotnictwo Wojskowe USA, nastąpił szybki rozwój tego modelu – został on dopasowany do określonych grup i przedsiębiorstw gdzie miał zostać implementowany. Obecnie RCM jest powszechnie przyjęty przez większość linii lotniczych na świecie. Jest również stosowany jako podstawa dla programów przygotowania do lotu nowego Boeinga 777 i Airbusa 330/340 oraz dla innych nowych konstrukcji. Stanowi źródło dla licznych strategii i programów utrzymania ruchu w zastosowaniach wojskowych (US.Navy) i cywilnych wielu branżach takich jak energetyka, transport morski i lądowy (koleje, flota pojazdów), przemysł ciężki, przemył motoryzacyjny, górnictwo, przemył naftowy i gazowy, chemiczny, celulozowo-papierniczy, farmaceutycznym, w utrzymaniu nowoczesnych biurowców, jak także w eksploatacji szpitali.

Więcej informacji na: rcm2.pl

Reliability Centered Maintenance

Tel.: 513 999 440
email: konsultant@rcm2.pl
strona: www.rcm2.pl

 

 

 

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj