Alati RCM-aie.mas.bg.ac.rs/data_store/upload/33_prezentacija_trece_vezbe.pdf · za otklanjanje otkaza: kontrolne mere ili bitna poboljšanja na sistemu. 11. Analiza poboljšanog stanja

Alati RCM-a (Održavanje Zasnovano na Pouzdanosti)

1. Blok dijagram pouzdanosti

2. FMEA analiza

3. Stablo otkaza

Pouzdanost

Pouzdanost je jedan od neizostavnih pokazatelja kvaliteta savremenih tehničkih sistema i može se definisati kvalitativno i kvantitativno.

Šta su uslovi eksploatacije ili radni

uslovi sistema? Sistem se projektuje za

rad u odredjenoj sredini tj zadaju mu se

tehnički zahtevi s obzirom na radne uslove,

kao što su nivoi električnih opterećenja,

temperatura, vlažnost, vibracije, udari.. To

znači da isti sistem sa istom namenom u

različitim radnim uslovima može da ima

različitu pouzdanost.

Jedna od kvalitativnih definicija je:

Pouzdanost je karakteristika nekog proizvoda/mašine/dela da ispunjavazadate funkcije u toku zahtevanog vremena u predvidjenimuslovima eksploatacije.

Zadate funkcije

Verovatnoća se izražava brojem od 0 do 1 iliprocentima od 0 do 100%. Pouzdanostizražena verovatnoćom može da se predstavikao odnos izmedju uspešno izvršenihzadataka sistema prema ukupno brojuzadataka.

Kvantitativna definicija:

Pouzdanost predstavlja verovatnoću da će sistem uspešnoobaviti funkciju za koju je namenjen, bez otkaza, i unutardefinisanih granica performansi, i pri definisanim uslovimaeksploatacije.

Ako kažete da je pouzdanost sistema 95% to znači da je na 100 izvršenih funkcija sistemzakazao 5 puta. 95/100=0,95 ili 95%.

Pouzdanot touch screena, nekad i sad na iphonui ostalim telefonima

Kvantitativna definicija pouzdanost

Rečenica koja je pronađena na glinenoj pločici u arhivama

firme “Sinovi Murasu” iz Nippura u Indiji, koja datira iz 429.

godine pre nove ere, jasno govori o tome koliko je pojam

pouzdanosti star i glasi: “Što se tiče zlatnog prstena sa

smaragdom, mi garantujemo da sledećih dvadeset

godina smaragd neće ispasti iz zlatnog prstena. Ako bi

smaragd ispao iz zlatnog prstena pre nego što prođe

dvadeset godina, mi ćemo isplatiti Bel-Nadimu-Shumu

odštetu od deset mana u srebru”.

Zanimljivost

Kada je pouzdanost važnija od brzine, preciznosti, kvaliteta usluge,itd?

U medicini ne samo otkaz, već i sama promena režima rada uređaja može biti fatalna.

Procesna, nuklearna industrija i termoenergetika

Kompletna avio industrija za daleko najbitniji faktor uzima pouzdanost sistema. Zato je sistem održavanja u avio industriji uvek RCM (održavanje zasnovano na pouzdanosti)

Sve ostale industrije koje izaberu da im pouzdanost bude prioritet, iako posledice otkaza sistema u okviru njih uglavnom nisu globalnih razmera, i dalje su veoma fokusirane na pouzdanost, jer sa neočekivanim zastojima i kvarovima mašina idu i ogromni troškovi. A i medju njima se dešavaju fatalne nesreće ili povrede radnika.

Gde je pouzdanost ključna

Ʌ - intenzitet otkaza

Pouzdanost izražena

preko intenziteta otkaza

i vremena

PRVI ALAT RCM-A

BLOK DIJAGRAM POUZDANOSTI

Blok-dijagram pouzdanosti (engl. Reliability Block Diagram – RBD)

opisuje povezanost komponenti unutar sistema prema pouzdanosti i

omogućava da se lakše numerički izračuna pouzdanost za neki sistem.

Blok-dijagram pokazuje kako su međusobno povezane komponente i njihov

uticaj na rad sistema. Ako je neophodno da komponenta funkcioniše ispravno

da bi ceo sistem radio, tada kažemo da je komponenta povezana serijski ili

redno, a ukoliko je dovoljno da jedna od više komponenti funkcioniše

ispravno da bi ceo sistem radio, te komponente su spojene paralelno

(komponente su redundantne).


Prethodno važi u slučaju

kada se u sistemu nalaze

nezavisne komponente.

Nezavisne komponente su

one komponente čiji kvar ne

utiče na pouzdanost ostalih

komponenata sistema.

Veze elemenata u blok dijagramu pouzdanosti

1) REDNA VEZA

je karakteristična za najveći broj tehničkih sistema (osim u vazduhoplovstvu ienergetici). Otkaz bilo koje funkcionalne celine (sistema, podsistema, elementa) ustrukturi izaziva otkaz tehničkog sistema u potpunosti.


Prema kvantitativnoj definiciji, pouzdanost ovakvog sistema bi bila jednakaverovatnoći da će element 1 raditi i da će element 2 raditi i da će svi elementi usistemu raditi. Tada je pouzdanost sistema data sledećom jednačinom:

gde je Rs pouzdanost sistema

Xi označava dogadjaj : ‚‚element i će raditi’’

P(Xi) verovatnoća da će element i raditi

Ako ovu jednačinu izrazimo preko pouzdanosti svih elemenata dobijamo jednačinu za računanje pouzdanosti kod redne veze:

RS = i= 1Пn Ri = R1 × R2 × ... × Rn

Pouzdanost sistema sa rednim vezama jednaka je proizvodu pouzdanosti pojedinačnih komponenti

Gde je RS – pouzdanost sistemaRi – pouzdanost i-te komponente n – broj komponenti u sistemu

Primer: Ako se sistem sastoji od tri redno vezane komponente pouzdanosti 95,90 i 85%,

kolika je pouzdanost sistema posle vremena t od 1000 časova?

RS = i=1П3 Ri = R1 × R2 × R3 =

0.95 × 0.90 × 0.85 = 0.72675 = 73%

Pri nezavisnim elementima gornja jednačina (iz teorije verovatnoće) postaje


2) PARALELNA VEZA

u tehničkim sistemima javlja se u slučajevima potrebeobezbeđenja sigurnosti funkcionisanja, pri čemu otkazjedne funkcionalne celine ne izaziva otkaz tehničkogsistema, već do otkaza sistema dolazi samo u slučajukad otkažu sve pararelno vezane funkcionalne celine.

Kod sistema sa paralelnim vezama uvodi se pojamnepouzdanosti, pojam komplementaran pouzdanosti,a predstavlja verovatnoću pojave kvara u određenomtrenutku. Nepouzdanost se računa kao verovatnoća daće svi elementi u paralelno vezanom sistemu otkazati,i analogno prethodnom slajdu možemo zanepouzdanost sistema pisati:

FS = i= 1Пn Fi = F1 × F2 × ... × Fn

pri čemu je: FS – nepouzdanost sistema

Fi – nepouzdanost i-te komponente


Računanje pouzdanosti kod paralelne veze:

Primer: Neka se sistem sastoji od tri nezavisne paralelno spojene komponente

čije su pouzdanosti nakon t = 1000 h redom R1(t) = 95%, R2(t) = 90%, R3(t) =

85%. Kolika je pouzdanost sistema nakon vremena t ?

RS = 1 – FS = 1 - i= 1Пn Fi = 1 – F1 × F2 × ... × Fn = 1 -

[ ( 1 – R1 ) × ( 1 – R2 ) × ( 1 – R3 ) ] =

= 1 - 0.05 × 0.10 × 0.15 = 1 – 0.00075 = 0.99925 =

99.9%


Pouzdanost i nepouzdanost međusobno su komplementarne funkcije, dakle

R = 1 – F

Pa je pouzdanost sistema sa paralelnim vezama:

RS = 1 – FS = 1 - i= 1Пn Fi = 1 – (F1 × F2 × ... × Fn ) =>

RS = 1 - [ ( 1 – R1 ) × ( 1 – R2 ) × ... × ( 1 – Rn ) ]

3) KOMBINOVANA REDNO-PARARELNA VEZA

je prisutna kod velikog broja tehničkih sistema, jer tehnički sistemi su kompleksni.Kod ovakvih sistema redne veze funkcionalnih celina kombinovane su sa paralelnimvezama za određene kritične funkcionalne celine.Pouzdanost takvog sistema određuje se tako što se u sistemu uoče redne iparalelne veze, odrede za njih pouzdanosti pojedinačno, a zatim se odredipouzdanost sistema (sistem se postepeno svodi na ekvivalentni redni ili paralelnimodel pouzdanosti).


1. zadatak- Blok dijagram pouzdanosti

Zadatak 1

Neka se sistem sastoji od 4 nezavisne komponente kako je pokazano na slici.

Njihove pouzdanosti nakon t = 1000 h iznose : pouzdanost motora je 0.8,

pouzdanost ventila je 0.7, pouzdanost pumpe 1 je 0.6 a pouzdanost pumpe 2 je

0.9. Kolika je pouzdanost sistem nakon vremena t?

Zadatak 3

Neka se sistem sastoji od 5 nezavisnih

komponenti kako je pokazano na slici. Njihove

pouzdanosti nakon t = 1000 h iznose redom

R1(t) = 95%, R2(t) = 93%, R3(t) = 80% R4(t)

=85% i R5(t)=88%. Kolika je pouzdanost

sistem nakon vremena t?

Zadatak 4

Pouzdanost sistema nakon 1000h rada je 70%. Sistem

se sastoji od dve paralelno povezane komponente. Izračunati pouzdanost prve komponente nakon tog perioda ako je pouzdanost druge komponente 60%.

1. zadatak- Blok dijagram pouzdanosti

DRUGI ALAT RCM-A

FMEA - ANALIZA NAČINA I EFEKATA

OTKAZA

2. FMEA ANALIZA NAČINA I EFEKATA OTKAZA

FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) ili Analiza načina i efekata

otkaza je metoda za procenu načina i efekata potencijalnih otkaza

podsistema, komponenti ili funkcija, koja se koristi kako bi se

preventivno delovalo i otkazi sprečili.

Važni pojmovi:

Otkaz (Failure) - Odstupanje od planirane funkcije ili ponašanja; nemogućnost

sistema, podsistema ili komponente da obave potrebnu funkciju.

Način (oblik) otkaza (Failure mode) - način na koji komponenta otkazuje;

Uzrok otkaza (Failure cause) - proces ili mehanizam odgovoran za pokretanje

otkaza, tj zašto je došlo do otkaza (npr. mana u procesu, defekt u proizvodnji, uticaj

okoline)

Efekat otkaza (Failure effect) – posledica

otkaza, kakav uticaj će otkaz imati na

troškove, bezbednost i okolinu.

1.Definisanje objekta posmatranja –identifikacija svih komponenti za koje

želimo da radimo analizu.

2.Prikupljanje podataka o mogućim otkazima - pravi se lista funkcija svake

identifikovane komponente. Zatim se identifikuju načini otkaza svake funkcije.

3. Prikupljanje mogućih uzroka otkaza - za svaki otkaz (za svaki način otkaza

koji smo definisali u koraku 2) sakupljaju se svi mogući uzroci. Uzroci mogu biti

uslovljeni sistemom, konstrukcijom, izradom ili montažom. Najčešće će biti više

uzroka zbog kojih može doći do jednog otkaza.

4. Opis mogućih posledica (efekata) otkaza - odredjuju se posledice za svaki

način otkaza, kako lokalne (neposredne) tako i globalne (sistemske).

5. Sadašnje kontrolne mere - ako već postoje

mere za sprečavanje otkaza, one se beleže

uz uzroke otkaza.

FMEA ANALIZA NAČINA I EFEKATA OTKAZA

Rad sa FMEA

6. Procena verovatnoće nastanka otkaza (R1) - za svaki moguć uzrok otkaza se

procenjuje verovatnoća njegovog nastanka (faktor rizika R1), i vrednuje ocenom od

1 (nije verovatno) do 10 (vrlo verovatno). Skale vrednovanja se mogu individualno

utvrditi.

7. Procena ozbiljnosti efekta tj. posledica otkaza (R2) –za svaki način otkaza

procenjuje se značaj posledica njegovog nastajanja. Jedan od načina za procenu

ozbiljnosti posedica je dodeljivanje ocene od 1 do 10 prema odredjenoj skali koja uz

svaki broj ima okvirni opis ozbiljnosti date posledice.

8. Procena verovatnoće otkrivanja (detekcije) uzroka otkaza (R3) - za svaki

uzrok otkaza se procenjuje verovatnoća da se on

može otkriti (faktor rizika R3). I ovde se koristi

skala od 1 (vrlo verovatno) do 10 (nemoguće je detektovati).


9. Prioritetna vrednost rizika (R ili RPN) - da bi se odredio ukupan rizik računa se

tkz. Prioritetna vrednost rizika – faktor rizika R. R se dobija kao proizvod tri

prethodno izračunata faktora rizika: R1, R2 i R3.

R=R1*R2*R3

Faktor rizika može da ima vrednost izmedju 1 (nema rizika) i 1000 (vrlo veliki rizik). RPN može

da se koristi za poređenje otkaza u toku analize i određivanja prioriteta za preduzimanje

korektivnih akcija. Uzroci otkaza sa visokim R faktorom se prvenstveno mogu otkloniti

prikladnim merama poboljšanja na proizvodu i procesu.

Ukoliko dobijena vrednost nije ispod postavljene granice potrebno je uvesti korektivne mere jer

se sistem smatra nezadovoljavajućim. Rizik je nizak ako R <=50, a kritičan ako je R>=200.


10. Preporučene mere za otklanjanje otkaza - za svaki uzrok otkaza odrediti mere

za otklanjanje otkaza: kontrolne mere ili bitna poboljšanja na sistemu.

11. Analiza poboljšanog stanja - kada se nove mere primene radi se analiza tako

poboljšanog stanja (opet se odredjuju R1, R2, R3 i na osnovu njih se računa nova

prioritetna vrednost rizika - RPN). Ako RPN opet ne bude u zadovoljavajućem

opsegu potrebno je opet nešto poboljšati i opet računati RPN i to se ciklično

ponavlja dok se sistem ne dovede u zadovoljavajuće stanje.


List FMEA za popunjavanje

Deo FunkcijaNačinotkaza

Poslediceotkaza

Uzrok otkaza

Verovatnoćanastankaotkaza

R1

Ozbiljnostposledicaotkaza

R2

Verovatnoćaotkrivanja

otkazaR3

RPN

Predlog mera za

otklanjanjeotkaza

Poboljšano stanje, nakon primenjenih

mera za otklanjanje otkaza

R1 R2 R3 RPN

11a

2

2a

2b


. FMEA analiza procesa na primeru rada bankomata

Funkcija Način otkaza

Potencijalna posledica

R2 Potencijalni uzrok

R1 R3 Trenutnakontrola procesa

RPN

Izdati gotovinu koju zatraži kupac

Ne izdajegotovinu

•Vrlo ljut kupac•Netačan zahtevza depozitom•Netačnoraspoređena gotovina

8 •Nestanak gotovine

•Zaglavljenje uređaja

•Nestanaknapajanja

•5

•3

•2

•5

•10

•10

•Interni signal za malo gotovine

•Interni signal za zaglavljivanje

•Nema

200

240

160

Izdajepreviše gotovine

•Banka gubi novac•Netačno raspoređena gotovina

6 •Slepljenenovčanice

•Novčanice u pogrešnim fiokama

•2

•3

•7

•4

•Procedura punjenja

•Vizualna potvrda dve osobe

84

72

Izdavanjegotovine traje predugo

•Kupac delimično iritiran

3 •Veliki promet u kompjuterskojmreži

•Nestanak struje tokom transakcije

7

2

•10

•10

Nema

Nema

210

60

Grundfos sololift primer

Skale za odredjivanje faktora rizika


*Podvuceno: neko ce raditi liftove, kola a neko pegle, telefone. Sa liftom i kolima mozda i moze 7 ,8,9 za posledice ali sa telefonom sigurno ne.

Skale za odredjivanje faktora rizika


Za sistem za prenos energije kosilice (date na slici) uraditi FMEA analizu, ako su dve funkcije tog

sistema: energija koja treba da se prenese na vratilo i energija koja treba da se raspodeli. Druga funkcija

je u vezi sa tim da kosilica mora da daje snagu i za proces košenja i za proces kretanja - kako korisnik ne

bi morao da gura kosilicu.

Prva funkcija - Energija koja treba da se prenese na vratilo, može da otkaže na dva načina: može

doći do pucanja vratila i može doći do proklizavanja ležišta.

Do pucanja vratila može doći usled opterećenja koje je veće od predvidjenog ili usled greške u izradi

delova, a posledica ovog otkaza je nemogućnost izvršavanja glavne funkcije.

2. Zadatak- FMEA

Verovatnoća da opterećenje bude veće od predvidjenog je

ocenjena sa 5, verovatnoća otkrivanja tog otkaza sa 2, dok

je ozbiljnost posledice ocenjena sa 7.

Verovatnoća da ce doći do greške u izradi delova je


je ozbijnost posledice ocenjena sa 7.

Do proklizavanja ležišta može doći usled neadekvatnog

podmazivanja, a posledica ovog otkaza je smanjena

mogućnost vršenja glavne funkcije.

Verovatnoća da će doći do neadekvatnog podmazivanja je


je ozbijnost posledice ocenjena sa 5.

Druga funkcija ovog sistema - Energija koja treba da

se raspodeli može da otkaže na tri načina: menjačka kutija

se ne isključuje, pucanje zupčanika menjačke kutije, i

proklizavanje spojnica.

Popuniti FMEA list, izracunati RPN. Dati komentar.

Za drugu funkciju samo uneti moguće načine otkaza.

Zadatak 1

Uraditi FMEA analizu za bilo koji deo iz svakodnevnog života (mobilni,

televizor, automobil,..itd.) ili bilo koju mašinu ili komponentu iz industrije.

Popuniti FMEA list za izabrani deo

Faktori rizika R1,R2 i R3 se mogu odredjivati prema različitim skalama,

koristite skale date na slajdovima 23 i 24).

Potrebno je da izabrani predmet ima najmanje 2 dela, a od ta 2 da jedan

ima bar 2 funkcije, i da od svih funkcija bar jedna ima dva uzroka otkaza.

Uz popunjen FMEA list napisati komentar o dobijenom RPN-u, šta on

znači i šta bi eventualni sledeći korak bio.

2. Zadatak- FMEA

Zadatak 2

Analiza stabla otkaza (engl. Failure Tree Analysis– FTA) predstavlja alat zagrafičko prikazivanje odnosa izmedju pojedinačnih dogadjaja koji utiču na glavni - neželjeni dogadjaj.

FTA koristi dijagram u obliku drveta kako bi pokazao uzročno posledične veze izmedju jednog, neželjenog dogadjaja (otkaza), i različitih uzroka koji su do njega doveli.

Neželjeni dogadjaj se postavlja na vrhu. Kreira se logička šema tako štose u svakom redu navedu dogadjaji koji mogu dovesti do dogadjaja naredu iznad, korišćenjem logičkih vrata.

3. Analiza stabla otkaza - FTA

OTKAZ LEŽAJA

MAZIVO NIJE U REDU

SISTEM JE OTKAZAO

Istroseno mazivo

Neadekvatno mazivo

Cela mašina je otkazala

Promena radnih uslova

Bez logičkih vrata

Analiza stabla otkaza - FTA

Dodavanje logičkih vrata

Neka postoje dva ulazna događaja A i B, koja na višem redu mogu uzrokovati izlazni događaj.

Ako je dovoljan jedan od ta dva događaja da se desi pa da uzrokuje izlazni događaj, koriste se logička vrata ILI, a ako moraju oba dogadjaja da se dese da bi došlo do izlaznog dogadjaja koriste se vrata I.

Na slici levo izlazni dogadjaj će se desiti ukoliko se dese i dogadjaj A i dogadjaj B. Ako se desi samo dogadjaj A, onda se izlazni dogadjaj neće desiti. Isto važi i za B.

Znači na desnoj slici izlazni dogadjaj će se desiti ako se desi A (bez obzira što se B nije desio) ILI ako se desi B (bez obzira na to šta je sa dogadjajem A).

IZLAZNI DOGAĐAJ IZLAZNI DOGAĐAJ

I ILI

Na primeru desno vidimo takav slučaj kada je dovoljno da

se desi jedan od dva dogadjaja da bi se neželjeni dogadjaj

ostvario. U pitanju je ILI kapija jer je dovoljno bilo koji od

dva navedena dogadjaja da se desi, bilo da pukne guma ili

da nestane gorivo, da bi auto stao. Ne može da nastavi da

se kreće ako mu je nestalo gorivo a guma nije pukla, ni

obrnuto.

IZLAZNI DOGAĐAJAUTOMOBIL JE STAO

Pukla je guma

Nestalo je goriva

Na primeru desno izlazni tj neželjeni dogadjaj je tonjenje

broda. Ako dodje do prsline u brodu voda može da napuni

sigurnosne komore u dnu broda. Ako se samo desi da se

napuni komora A, ali komora B se ne napuni, brod neće

potonuti. I obrnuto važi. Ali ako se desi da se napuni

komora A i napuni komora B, brod će potonuti.

IZLAZNI DOGAĐAJTONJENJE BRODA

Voda je ušla u komoru A u

trupu

Voda je ušla u komoru B u

trupu



Ako uporedimo logičke kapije iz FTA sa blok-dijagramom pouzdanosti, tada logičkom

kapijom I (AND) predstavljamo ? vezane komponente (leva slika), a logičkom kapijom ILI

(OR) ? vezane komponente (donja slika). Neželjeni dogadjaj je otkaz sistema.

крти лом

трупа

Zadatak 1

Izaberite neki predmet ili mašinu i konstruišite stablo

otkaza tako da:

Ima najmanje 3 nivoa

Ima najmanje na jednom nivou 3 stavke

Ima zastupljene obe vrste kapija

3. zadatak- FTA

Zadatak 2

Neželjeni dogadjaj je nemanje svetla u učionici za vreme predavanja. Kako su predavanja tokom dana, nikakvog svetla ne bi bilo samo u slučaju da su i spuštene roletne i da nema veštačkog osvetljenja. A veštačkog osvetljenja ne bi bilo ako ili otkaže osigurač ili ne radi prekidač ili pregore sijalice. Sijacica ima 6 i dogadjaj da pregore sijalice će se desiti samo ukoliko svih 6 sejalica pregori. Nacrtati šemu i konstruisati stablo otkaza FTA analizom.

Documents

Alati RCM-aie.mas.bg.ac.rs/data_store/upload/33_prezentacija_trece_vezbe.pdf · za otklanjanje otkaza: kontrolne mere ili bitna poboljšanja na sistemu. 11. Analiza poboljšanog stanja