9 Hodnocení udržovatelnosti strojů a zařízení
description
Transcript of 9 Hodnocení udržovatelnosti strojů a zařízení
9 Hodnocení udržovatelnosti strojů a zařízení
Servisní logistika
prof. Ing. Václav Legát, DrSc.
Ing. Martin Stávek
Katedra jakosti a spolehlivosti strojů
Technická fakulta
Česká zemědělská univerzita
165 21 Praha 6 - Suchdol
21.04.20232
ZadáníKatedra jakosti a spolehlivosti strojů TF ČZU Praha Předmět: Servisní logistika - cvičení Zadání č. 9 Hodnocení udržovatelnosti strojů a zařízení Příjmení a jméno studenta:............................................................... Ročník:.......... A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení v etapě návrhu
Existující elektronické zařízení vykazuje pohotovost A = 0,97 a střední dobu provozu mezi poruchami MTBF = 150 h a střední doba do obnovy MTTR = 4,64 h. Je požadováno dodat 300 ks zařízení s požadovanou pohotovostí A = 0,99, minimální MTBF = 200 h a maximální MTTR = 4 h. Jsou navrženy tři varianty nového zařízení s těmito parametry:
21.04.20233
Zadání
Parametry zařízení Varianta zařízení A MTBF [h] MTTR [h] I. Modulární konstrukce přizpůsebená pro automatické testování. Použity standardní součásti.
0,99 200 2,02
II. Částečně modulární konstrukce, poloautomatické testování. Použity lepší součásti.
0,99 300 3,03
III. Nemodulární konstrukce, ruční testování, použito zálohování a 100 % testované součásti.
0,99 350 3,54
21.04.20234
ZadáníPořizovací náklady
Položka Existující zařízení
[Kč]
Zařízení I
[Kč]
Zařízení II
[Kč]
Zařízení III
[Kč] Konstrukce a vývoj
300000 324937 319125 321500
Bezporuchovost 0 1187 6625 16750 Udržovatelnost 0 23750 12500 4750 Výroba 4500000 4534250 4524700 4530250 Bezporuchovost 0 1750 9200 22500 Udržovatelnost 0 32500 15500 7750 Vícenáklady na bezporuchovost a udržovatelnost (vypočtěte) Položka Zařízení
I [Kč] Zařízení II
[Kč] Zařízení III
[Kč] Bezporuchovost 2937 Udržovatelnost 56250 Celkem 59187
21.04.20235
Zadání
Provozní náklady Položka Existující
zařízení [Kč]
Zařízení I [Kč]
Zařízení II [Kč]
Zařízení III [Kč]
Náklady na náhradní díly
210000 150970 105420 90402
Náklady na opravy
1297840 346280 381906 404942
Náklady na výcvik
140 80 100 120
Náklady na technickou dokumentaci
20000 14000 16000 18000
Náklady na instalaci a obsluhu
475000 524950 502450 504700
Celkem 2002980 1036280 1005876 1018164
21.04.20236
ZadáníÚkoly: 1. Nakreslete graf závislosti MTTR na MTBF pro tyto součinitele pohotovosti: A = 0,97, A = 0,98, A = 0,99 a A = 0,995), přičemž víme, že součinitel pohotovosti A je dán vztahem A = MTBF/(MTBF + MTTR) a v grafu zvýrazněte oblast, která vyhovuje zadaným požadavkům. 2. Vypočtěte vícenáklady na bezporuchovost a udržovatelnost (vycházíme z pořizovacích nákladů). 3. Vypočtěte úspory provozních nákladů pro každou novou variantu zařízení ve srovnání s existujícím zařízením.
Zařízení Úspory [Kč] I 2002980-
1036280=966700 II III
21.04.20237
Zadání
4. Vypočtěte čistý efekt (úspory zmenšené o náklady na bezporuchovost a udržovatelnost).
Zařízení Čistý efekt [Kč] I 966700-
59187=907513 II III
5. Označte nejvýhodnější variantu zařízení z hlediska čistého ekonomického efektu
21.04.20238
Zadání
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti Základní kvantitativní ukazatele udržovatelnosti (ČSN IEC 706-3): střední doba aktivní údržby střední doba aktivní opravy střední doba aktivní preventivní údržby časový interval mezi plánovanými prověrkami jednotkové náklady na údržbu střední pracnost údržby počet pracovníků ne jednu akci údržby střední náklady na zajištěnost údržby za životní
cyklus
21.04.20239
Zadání
Hodnocení preventivní údržby Podklady pro hodnocení úrovně udržovatelnosti (traktor A)
Stupeň údržby
Časový interval
[hmt]
Pracnost [hN]
Průběžná doba [h]
Materiálové náklady
[Kč]
Počet údržeb v cyklu
Denní údržba 10 0,15 0,150 12 Údržba I. stupně
100 1,63 0,815 121
Údržba II. stupně
200 3,65 1,825 603
Diagnostická údržba
400 8,88 4,440 1876
21.04.202310
Zadání
Podklady pro hodnocení úrovně udržovatelnosti (traktor B)
Stupeň údržby
Časový interval (hmt)
Pracnost (hN)
Průběžná doba (h)
Materiálové náklady
(Kč)
Počet údržeb v cyklu
Denní údržba
10 0,88 0,88 24
Údržba I. stupně
100 1,88 0,94 121
Údržba II. stupně
200 3,98 1,99 603
Údržba III. stupně + diagnostika
400 10,44 5,22 1939
Údržba IV. stupně
800 12,66 6,33 5275
21.04.202311
Zadání
Vypočtěte: 1. Počet pracovníků na příslušný stupeň údržby 2. Pracnost celého údržbářského cyklu 3. Jednotkovou pracnost 4. Průběžnou dobu v celém údržbářském cyklu 5. Jednotkovou průběžnou dobu 6. Materiálové náklady celého údržbářského cyklu 7. Jednotkové materiálové náklady 8. Náklady celého údržbářského cyklu (sazbu na
prostoje a mzdové náklady odhadněte každý samostatně)
9. Jednotkové náklady na preventivní údržbu
21.04.202312
Zadání
C. Zhodnoťte udržovatelnost vybraného stroje nebo zařízení (...............................................................) podle těchto kvalitativních ukazatelů: 1. Požadavky na kvalifikaci pracovníků údržby. 2. Potřeba speciálních nástrojů, nářadí nebo zkušebního
zařízení. 3. Požadavky na seřizování. 4. Normalizace součástí. 5. Přístup pro vizuální kontrolu. 6. Vestavěná diagnostická zařízení. 7. Řádné označení zkušebních bodů a vybavení konektory,
čidly a odbočkami. 8. Barevné a jiné značení vodičů a kontrolních bodů.
21.04.202313
Zadání
9. Použití modulových jednotek. 10. Použití spolehlivých upínek a spojů. 11. Použití držadel (závěsných ok) ne
vyměnitelných prvcích. 12. Náplň a rozsah technických příruček. 13. Respektování omezení, které je spojeno s
lidským faktorem (narušování směny preventivní údržbou, ergonomie v údržbě aj.).
21.04.202314
Údržba:
• kombinace všech technických a
administrativních činností, včetně činností,
dozoru, zaměřených na udržení ve stavu
nebo navrácení objektu do stavu, v němž
může plnit požadovanou funkci.
Teoretické východisko
21.04.202315
Udržovatelnost:
• schopnost objektu v daných podmínkách používání být
udržen ve stavu nebo být vrácen do stavu, v němž může
vykonávat požadovanou funkci, jestli se údržba provádí v
daných podmínkách a používají se stanovené postupy a
zdroje.
• Komplexním ukazatelem pro ohodnocení celkové úrovně
udržovatelnosti (resp. pro ocenění jejího podílu na velikosti
integrálního ukazatele jakosti) je střední suma nákladů na
technické údržby za technický život stroje.
Teoretické východisko
21.04.202316
Pohotovost:
• schopnost výrobku být ve stavu schopném plnit
požadovanou funkci v daných podmínkách, v
daném časovém okamžiku nebo v daném
časovém intervalu, za předpokladu, že jsou
zajištěny požadované vnější prostředky; tato
schopnost závisí na kombinace hledisek
bezporuchovosti, udržovatelnosti a zajištěnosti
údržby.
Teoretické východisko
21.04.202317
Střední doba do obnovy - odhad
• aritmetický průměr naměřených dob do
obnovy.
Střední doba mezi poruchami - odhad
• aritmetický průměr naměřených dob provozu
mezi poruchami, nebo poměrem celkové doby
provozu obnovovaných prvků soustavy k
celkovému počtu poruch těchto prvků.
Teoretické východisko
21.04.202318
Bezporuchovost:• schopnost výrobku v daných
podmínkách plnit požadovanou funkci, jestliže se údržba provádí v daných podmínkách a používají se stanovené postupy a prostředky.
Doba provozu:• časový interval, během něhož je objekt v
provozu.
Teoretické východisko
A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení
v etapě návrhu
1. Graf závislosti MTTR na MTBF
2. Vícenáklady na bezporuchovost a udržovatelnost
3. Provozní náklady pro každou novou variantu zařízení
ve srovnání s existujícím zařízením.
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
C. Zhodnocení udržovatelnost vybraného stroje nebo
zařízení
Zadání protokolu
21.04.202319
A – pohotovostMTTR – střední doba do obnovy MTBF – střední doba provozu mezi poruchami
21.04.202320
A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení v etapě návrhu
1. Graf závislostí MTTR na MTBF
1A
1MTBFMTTR
MTTRvyj.MTTRMTBF
MTBFA
MTBF
A
MTBFMTTR
MTBFAMTBFMTTRA
MTBFMTTRAMTBFA
MTBFMTTRMTBFA
MTTR == MTBF . (1/A - 1)
A
MTBF 0,97 0,98 0,99 0,995
0 0 0 0 0
50 1,55
100
850
900
950
1000
21.04.202321
Výpočet MTTR v závislosti na MTBF → určit si MTBF (např. od 0 od 1000 po 50 [h])
A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení v etapě návrhu
1. Graf závislostí MTTR na MTBF
21.04.202322Poznámka: Oblast – zadání min. MTBF = 200 h a max. MTTR = 4 h
A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení v etapě návrhu
21.04.202323
A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení v etapě návrhu
1
2
3
2. Více náklady na bezporuchovost a udržovatelnost
Příklad výpočtu pro zařízení I:
1. Bezporuchovost = ∑ Bezporuchovostí z tab. 2 = = 1187 + 1750 = 2937 Kč
2. Udržovatelnost: výpočet obdobně jako Bezporuchovost
= 23 750 + 32 500 = 56 250 Kč
3. Celkem = Bezporuchovost + Udržovatelnost = 2 937 + 56 250 = 59 187 Kč
21.04.202324
A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení v etapě návrhu
2. Vícenáklady na bezporuchovost a udržovatelnost
21.04.202325
2 002 980 – 1 036 280 = 966 700
A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení v etapě návrhu
3. Provozní náklady - úspory
21.04.202326
A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení v etapě návrhu
Čistý efekt = Úspory - Vícenáklady na bezporuchovost a udržovatelnost
966 700 – 59 187 = 907 513
3. Provozní náklady - úspory
2 002 980 – 1 036 280 = 966 700
21.04.202328
Nejvýhodnější varianta je určena nejvyšším čistým
efektem – určit z tabulky
Označení provést buď graficky, číselně nebo textem
(pouze nejvýhodnější variantu nikoli posloupnost –
zde je posloupnost, kvůli všem možnostem).
312
A. Hodnocení bezporuchovosti a udržovatelnosti zařízení v etapě návrhu
3. Provozní náklady – nejvýhodnější varianta
Zadání
Stupeň údržby
Časový interval
Pracnost Průběžná
dobaMateriálové
nákladySazba za prostoje
Mzdové náklady
Jednotka [hmt] [hN] [h] [Kč] [Kč / hod] [Kč / hod]
Denní údržba
10 0,15 0,15 12
360(zvoleno)
135(zvoleno)
Údržba I. Stupně
100 1,63 0,815 121
Údržba II. Stupně
200 3,65 1,825 603
Diagnostická údržba
400 8,88 4,44 1876
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti udržovatelnosti
21.04.202329
Následující postup platí pro oba dva traktory – tj. traktor A
zahrnuje DÚ
zahrnuje DÚ + Ú1°
zahrnuje DÚ + Ú1° + Ú2°
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti udržovatelnosti
21.04.202330
Určení počtu údržeb v cyklu údržeb stroje
Stupeň údržby
Časový interval
Počet údržeb
Jednotka [hmt] [1]
Denní údržba
10
Údržba I. Stupně
100
Údržba II. Stupně
200
Diagnostická údržba
400
hmt100 200 300 400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
DÚ
36
Ú1°
2
Ú2°
1
DgÚ
1
Každá údržba vyššího stupně zahrnuje všechny údržby nižšího stupně.
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti udržovatelnosti
21.04.202331
Traktor B
Pracnost Průběžná doba
Počet pracovníků = [1]
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
21.04.202332
Stu
pe
ň ú
drž
by
Ča
sový
inte
rva
l
Pra
cno
st
Prů
bě
žná
do
ba
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y
Po
čet p
raco
vník
ů═
Pra
cno
st /
Prů
bě
žná
do
ba
[hmt] [hN] [h] [Kč] [1]Denní údržba 10 0,150 0,150 12 1Údržba I. Stupně 100 1,630 0,815 121 2Údržba II. Stupně 200 3,650 1,825 603 2Diagnostická údržba 400 8,880 4,440 1876 2
1. Počet pracovníků na příslušný stupeň údržby
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
21.04.202333
Stu
pe
ň ú
drž
by
Ča
sový
inte
rva
l
Pra
cno
st
Prů
bě
žná
do
ba
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y
Po
čet ú
drž
eb
da
né
ho
stu
pn
ě v
cy
klu
od
eč
ten
o z
gra
fu
Pra
cno
st d
an
éh
o s
tup
ně
úd
ržb
y═
Po
čet ú
drž
eb
da
né
ho
stu
pn
ě v
cy
klu
. P
racn
ost
[hmt] [hN] [h] [Kč] [1] [hN]Denní údržba 10 0,150 0,150 12 36 5,40Údržba I. Stupně 100 1,630 0,815 121 2 3,26Údržba II. Stupně 200 3,650 1,825 603 1 3,65Diagnostická údržba 400 8,880 4,440 1876 1 8,88
∑ = 40 ∑ = 21,19
2. Pracnost celého údržbářského cyklu
Pracnost daného stupně údržby = Počet údržeb daného stupně v cyklu . Pracnost [hN]Pracnost celého údržbářského cyklu = ∑ pracností daných stupňů údržby
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
21.04.202334
Stu
pe
ň ú
drž
by
Ča
sový
inte
rva
l
Pra
cno
st
Prů
bě
žná
do
ba
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y
Pra
cno
st d
an
éh
o s
tup
ně
úd
ržb
y═
Po
čet ú
drž
eb
da
né
ho
stu
pn
ě v
cy
klu
. P
racn
ost
Pra
cno
st je
dn
otk
ová
(ce
lek)
═ ∑
Je
dn
otk
ové
pra
cno
sti /
Ča
sový
in
terv
al (
ne
jvyš
ší h
od
no
ta z
de
40
0)
[hmt] [hN] [h] [Kč] [hN] [hN/hmt]Denní údržba 10 0,150 0,150 12 5,40Údržba I. Stupně 100 1,630 0,815 121 3,26Údržba II. Stupně 200 3,650 1,825 603 3,65Diagnostická údržba 400 8,880 4,440 1876 8,88
∑ = 21,19
0,053
3. Jednotková pracnost
Pracnost celého údržbářského cykluCyklus údržeb (zde 400 hmt)
Jednotková pracnost = [hN/hmt]
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
21.04.202335
Stu
pe
ň ú
drž
by
Ča
sový
inte
rva
l
Pra
cno
st
Prů
bě
žná
do
ba
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y
Po
čet p
raco
vník
ů═
Pra
cno
st /
Prů
bě
žná
do
ba
Po
čet ú
drž
eb
da
né
ho
stu
pn
ě v
cy
klu
od
eč
ten
o z
gra
fu
Prů
bě
žná
do
ba
═ P
racn
ost
jed
no
tko
vá /
Po
čet
pra
covn
íků
[hmt] [hN] [h] [Kč] [1] [1] [h]Denní údržba 10 0,150 0,150 12 1 36 5,40Údržba I. Stupně 100 1,630 0,815 121 2 2 1,63Údržba II. Stupně 200 3,650 1,825 603 2 1 1,83Diagnostická údržba 400 8,880 4,440 1876 2 1 4,44
∑ = 40 ∑ = 13,30
4. Průběžná doba v celém údržbářském cyklu
PracnostPočet pracovníků
Průběžná doba = [h]
Průběžná doba celého údržbářského cyklu = ∑ průběžné doby daných stupňů údržby
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
21.04.202336
Stu
pe
ň ú
drž
by
Ča
sový
inte
rva
l
Prů
bě
žná
do
ba
═ P
racn
ost
jed
no
tko
vá /
Po
čet
pra
covn
íků
Jed
no
tko
vá p
růb
ěžn
á d
ob
a (
cele
k)═
∑ P
růb
ěžn
é d
ob
y / Č
aso
vý
inte
rva
l (n
ejv
yšší
ho
dn
ota
zd
e 4
00
)
[hmt] [h] [h/hmt]Denní údržba 10 5,40Údržba I. Stupně 100 1,63Údržba II. Stupně 200 1,83Diagnostická údržba 400 4,44
∑ = 13,30
0,033
5. Jednotková průběžná doba
Průběžná doba v celém údržbářském cykluCyklus údržeb (zde 400 hmt)
Jednotková průběžná doba= [hN/hmt]
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
21.04.202337
Stu
pe
ň ú
drž
by
Ča
sový
inte
rva
l
Pra
cno
st
Prů
bě
žná
do
ba
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y
Po
čet ú
drž
eb
da
né
ho
stu
pn
ě v
cy
klu
od
eč
ten
o z
gra
fu
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y cy
klu
═ M
ate
riá
lové
ná
kla
dy
. Po
čet
úd
rže
b d
an
éh
o s
tup
ně
v c
yklu
[hmt] [hN] [h] [Kč] [1] [Kč]Denní údržba 10 0,150 0,150 12 36 432,00Údržba I. Stupně 100 1,630 0,815 121 2 242,00Údržba II. Stupně 200 3,650 1,825 603 1 603,00Diagnostická údržba 400 8,880 4,440 1876 1 1 876,00
∑ = 40 ∑ = 3153,00
6. Materiálové náklady celého údržbářské cyklu
Materiálové náklady daného údržbářského cyklu = Materiálové náklady . Počet údržeb daného stupně [Kč]
Materiálové náklady celého údržbářského cyklu = ∑ materiálových nákladů daných stupňů údržby
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
21.04.202338
Stu
pe
ň ú
drž
by
Ča
sový
inte
rva
l
Pra
cno
st
Prů
bě
žná
do
ba
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y
Po
čet ú
drž
eb
da
né
ho
stu
pn
ě v
cy
klu
od
eč
ten
o z
gra
fu
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y cy
klu
═ M
ate
riá
lové
ná
kla
dy
. Po
čet
úd
rže
b d
an
éh
o s
tup
ně
v c
yklu
Jed
no
tko
vé m
ate
riá
lové
ná
kla
dy
═ ∑
Prů
bě
žné
do
by
/ Ča
sový
in
terv
al (
ne
jvyš
ší h
od
no
ta z
de
40
0)
[hmt] [hN] [h] [Kč] [1] [Kč] [Kč/hmt]Denní údržba 10 0,150 0,150 12 36 432,00Údržba I. Stupně 100 1,630 0,815 121 2 242,00Údržba II. Stupně 200 3,650 1,825 603 1 603,00Diagnostická údržba 400 8,880 4,440 1876 1 1 876,00
∑ = 40 ∑ = 3153,00
7,883
7. Jednotkové materiálové náklady
Materiálové náklady celého cyklu (Kč)Doba cyklu údržeb (400 mth)
Jednotkové mat. náklady = [Kč/hmt]
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
21.04.202339
Stu
pe
ň ú
drž
by
Sa
zba
za
pro
sto
je
Mzd
ové
ná
kla
dy
Pra
cno
st d
an
éh
o s
tup
ně
úd
ržb
y═
Po
čet ú
drž
eb
da
né
ho
stu
pn
ě v
cy
klu
. P
racn
ost
Prů
bě
žná
do
ba
═ P
racn
ost
jed
no
tko
vá /
Po
čet
pra
covn
íků
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y cy
klu
═ M
ate
riá
lové
ná
kla
dy
. Po
čet
úd
rže
b d
an
éh
o s
tup
ně
v c
yklu
Ce
lko
vé n
ákl
ad
y cy
klu
═ J
ed
no
tko
vá p
racn
ost
. M
zdo
vé
ná
kla
dy
+ P
růb
ěžn
á d
ob
a .
Sa
zba
n
a p
rost
oje
+ ∑
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y cy
klu
[Kč / hod] [Kč / hod] [hN] [h] [Kč] [Kč]Denní údržba 5,40 5,40 432,00Údržba I. Stupně 3,26 1,63 242,00Údržba II. Stupně 3,65 1,83 603,00Diagnostická údržba 8,88 4,44 1 876,00
∑ = 21,19 ∑ = 13,30 ∑ = 3153,00
360 135 10 799,85
8. Náklady celého údržbářského cyklu
Celkové náklady cyklu = Pracnost celého cyklu . Mzdové náklady ++ Průběžná doba celého cyklu . Sazba za prostoje + Materiálové náklady celého cyklu == 21,19 . 135 + 13,295 . 360 + 3153 = …….[Kč]
B. Kvantitativní hodnocení udržovatelnosti
21.04.202340
Stu
pe
ň ú
drž
by
Ča
sový
inte
rva
l
Ce
lko
vé n
ákl
ad
y cy
klu
═ J
ed
no
tko
vá p
racn
ost
. M
zdo
vé
ná
kla
dy
+ P
růb
ěžn
á d
ob
a .
Sa
zba
n
a p
rost
oje
+ ∑
Ma
teri
álo
vé n
ákl
ad
y cy
klu
Jed
no
tko
vé p
reve
ntiv
ní n
ákl
ad
y═
Ce
lko
vé n
ákl
ad
y cy
klu
v / Č
aso
vý
inte
rva
l (n
ejv
yšší
ho
dn
ota
zd
e 4
00
)
[hmt] [Kč] [Kč/hmt]Denní údržba 10Údržba I. Stupně 100Údržba II. Stupně 200Diagnostická údržba 400
10 799,85 27,000
9. Jednotkové náklady na preventivní údržbu
Celkové náklady cykluDoba cyklu údržeb (400)
Jednotkové náklady na údržbu = [Kč/hmt]
21.04.202343
C. Zhodnocení udržovatelnosti vybraného stroje nebo zařízení
Zhodnoťte podle zadaných kritérií udržovatelnost zvoleného stroje.
Děkuji vám za pozornost
21.04.202345
Příloha
Počet jednotlivých údržeb