CC BY
276
Список литературы
1. Шишкин И.Ф., Станякин В.М. Квалиметрия и управление качеством: учебник для вузов. М.: Изд-во ВЗПИ, 1992. 255 c.
2. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Изд-во «Радио и связь», 1993. 278 с.
3. Федюкин В.К. Основы квалиметрии. Управление качеством продукции: учеб. пособие. М.: Филинъ, 2004. 296 с.
4. Матвеева И.В. Поставщик и потребитель: сборник статей. М.: РИА «Стандарты и качество», 2000. 128 с.
V.Yu. Antsev, E.Yu. Ignatenko
QUALIMETRIC EVALUATION OF SUPPLIER
The method of qualimetric evaluation of supplier based on multicriteria rating methodology is developed. The method of mathematical processing of the acquired information is offered.
Key words: qualimetric evaluation, the supplier, model, method of supplier selection.
Получено 12.01.12
УДК 658.53
Н.В. Анцева, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-18-87, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
Н.И. Пасько, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-18-87 (Россия, Тула, ТулГУ)
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПЕРИОДИЧЕСКИМ КОНТРОЛЕМ СОСТОЯНИЯ
Разработана документированная процедура управления системой технического обслуживания и ремонта технологического оборудования машиностроительных предприятий по критерию эксплуатационной технологичности и совершенствования процесса управления системой СТОИР ТО, повышения и гарантирования установленных значений ее показателей.
Ключевые слова: техническое обслуживание, ремонт, металлобрабатываю-щее оборудование, техническая эксплуатация, система, контроль, информационная поддержка
Основная задача повышения качества эксплуатации металлообрабатывающего оборудования состоит в обеспечении длительной и безотказной обработки на нем деталей с заданными производительностью, точно-
440
стью и чистотой обработки при минимальных затратах времени, труда и средств на техническое обслуживание и ремонт. С целью снижения этих затрат, а также потерь, связанных с ремонтом и неисправностью оборудования, предприятия организуют системы технического обслуживания и ремонта технологического оборудования (СТОИР ТО), соответствующие требованиям ГОСТ 15.601-98 и ГОСТ 18322-78, и проводят систематическую работу в направлении оптимизации управления СТОИР ТО.
В соответствии с концепцией международных стандартов ИСО серии 9000:2000 повышение эффективности управления СТОИР ТО должно осуществляться на основе принципов процессного подхода с применением к процессу ТОиР цикла Деминга РDСА. Практическая реализация данного принципа предполагает установление критерия результативности, получение информации о состоянии СТОИР ТО для осуществления мониторинга этого процесса, а также выполнение действий, необходимых для достижения запланированных результатов и постоянного улучшения данного процесса.
Управление СТОИР ТО осуществляется воздействием на режим ТОиР, характеризуемый периодичностью технического обслуживания и ремонта и максимально допускаемым отклонением критерия предельного состояния оборудования от нормативного значения. Следствием эффективного осуществления данного воздействия являются улучшение содержания действующего оборудования и четкое осуществление всех видов его периодичных технических обслуживаний и плановых ремонтов. Это способствует повышению эксплуатационной технологичности, которую целесообразно использовать в качестве критерия результативности процесса ТОиР.
Анализ состава регламентируемых ГОСТ Р 27.002-2009 и ГОСТ 21623-76 показателей эксплуатационной технологичности показывает, что основную массу среди них составляют показатели трудоемкости различных видов работ, выполняемых при эксплуатации технологического оборудования. Поэтому данные о затратах времени на ТОиР металлообрабатывающего оборудования характеризуют состояние СТОИР ТО и могут быть использованы для осуществления мониторинга процесса ТОиР.
В настоящее время на промышленных предприятиях применяются укрупнённые нормативы периодичности выполнения ремонта для разных видов оборудования, которые не учитывают особенности конкретного предприятия. Это обусловливает необходимость совершенствования методики оптимизации периодичности выполнения ремонта оборудования и разработки критерия нормальности объема ремонтных работ.
Вопросы повышения качества ремонтного обслуживания оборудования и методы определения его ремонтопригодности и эксплуатационной технологичности исследовали многие ученые. Однако задача повышения эксплуатационной технологичности оборудования за счет оперативного
управления периодичностью выполнения ремонта и величиной критического уровня критерия предельного состояния узлов с учетом параметров распределения наработки между отказами металлообрабатывающего оборудования не нашла окончательного решения.
Данные обстоятельства обусловили необходимость разработки методики повышения эксплуатационной технологичности металлообрабатывающего оборудования на основе оптимизации периодичности контроля его технического состояния и критического уровня состояния узлов станка, при котором следует проводить профилактическое восстановление.
Организация управления системой СТОИР ТО по техническому состоянию предполагает проведение оценок объемов технических ТОиР оборудования и эффективности СТОИР ТО соответствующими показателями, в том числе показателями ремонтопригодности и эксплуатационной технологичности. В соответствии с ГОСТ 14.205-83, ГОСТ Р 27.002-89, ГОСТ 18322-78, ГОСТ 21623-76 ремонтопригодность и эксплуатационная технологичность оцениваются рассчитываемыми за определенные период эксплуатации или наработку показателями трудоемкости различных видов работ, выполняемых при эксплуатации металлообрабатывающего оборудования. Причем ГОСТ 21623-76 допускает использование удельных показателей, представляющих собой отношение среднего значения соответствующего показателя к заданной наработке оборудования, которая при установлении режима профилактического восстановления оборудования определяется периодичностью контроля технического состояния объекта профилактики.
ГОСТ 21623-76 определяет и категорию объединенных показателей для оценки ремонтопригодности и эксплуатационной технологичности оборудования в виде сумм соответствующих удельных показателей [2]:
_ Э0 • Н0 + Эп • Рп + Эк • Рк
7о 1 эп 1 эк
0_ эо + эп + эк _—0--------0-------п—п--------к—к, (1)
где эо = Эо/ ^ - удельные суммарные затраты времени на восстановление по отказу; эп = Эп/tп - удельные суммарные затраты времени на профилактическое восстановление оборудования; эк = Эк/tп - удельные суммарные затраты времени на осмотр оборудования; tn - периодичность проверки технического состояния станка по наработке (заданная наработка).
Поэтому комплексный (интегральный) показатель совокупности свойств эксплуатационной технологичности Ф является функцией от затрат времени на контрольные осмотры и восстановления профилактические и по отказу, т. е. Ф = f(Эк,Эп,Эо), и эксплуатационную технологичность можно оценивать по объединенным удельным затратам времени
как обратную им величину: Ф = 1/0 .
Причем при определении объединенных удельных затрат времени методы определения множителей у экономических констант Э0, Эп, Эк и времени эксплуатации или наработки, определяющих период регенерации процесса восстановления, зависят от способа моделирования ремонтного обслуживания.
Для определения экономических констант Э0, Эп, Эк необходимы данные о затратах времени на техническое обслуживание и ремонт металлообрабатывающего оборудования. Для их определения разработана адаптивная методика экспресс-оценки объемов плановых технических обслу-живаний и ремонтов технологического оборудования, построенная на основе линейной полиномиальной модели с п-параметрическими переменными:
V I 2 . . 2
У — ^1^1 + ^11^1 + а2 Х2 + а22 Х2 + а12 Х1Х2 +
+ а/...] ' Х1 '...'х] + ... + апхп , (2)
где вектор оценок элементов аг- вычисляется по методу наименьших квадратов.
На начальных этапах внедрения разработанной методики, когда информация о трудоемкости ремонтных работ отсутствует, предлагается применять предварительное «обучение» модели, основанное на использовании аппроксимации регрессионными зависимостями типовых укрупненных норм времени на работы по ремонту различных типов оборудования. В дальнейшем методика работает в режиме самообучения, которое заключается в том, что по мере накопления данных о реальной трудоёмкости ремонтных работ в конкретном производстве соответствующее регрессионное уравнение уточняется за счёт автоматического пересчёта вектора коэффициентов.
Одной из первоочередных задач организации СТОИР ТО является разработка режима ремонтного обслуживания станков, включающего периодичность контроля технического состояния и уровни определяющих параметров различных узлов, достижение которых требует их замены или ремонта.
Существует много моделей профилактического восстановления, однако они являются теоретическими и построены на основе многочисленных допущений, поэтому они сложны для практического применения и требуют интерпретации для каждого конкретного случая.
В настоящее время известны интерпретации данных моделей для регламентации обслуживания металлорежущего инструмента. Для технологического оборудования необходимо разработать модель системы ремонта по техническому состоянию, отличающуюся большей общностью. Разработка данной модели была проведена исходя из предположения, что
для каждой единицы технологического оборудования разрабатывается свой план ремонтного обслуживания, включающий назначение периодичности контроля технического состояния и назначение критических уровней критериев предельного состояния, при превышении которых требуется восстановление объекта. При возникновении отказа план контрольных осмотров возобновляется, то есть назначаются новые сроки контрольных осмотров.
Разработаны два варианта модели ремонта по техническому состоянию: с постоянными (рис. 1) и с переменными интервалами контроля технического состояния [2]. Для каждого варианта модели разработаны соответствующие зависимости для определения основных показателей системы СТОИР ТО. В качестве критерия оптимальности режима ремонтного обслуживания используются объединенные удельные затраты на восстановление, приходящиеся на единицу наработки.
\ __ _ ¿/4
о tu 2 tn 3 tn 4 tn 5 tn 6 tn 7tu 8 tn
Рис. 1. Модель ТОиР технологического оборудования с постоянными интервалами контроля технического состояния
Для практической реализации предложенных моделей разработан алгоритм оптимизации режима ремонтного обслуживания с использованием численного метода расчета показателей СТОИР ТО [3].
Представленные аналитические модели рассматривают только ресурс оборудования по наработке и не учитывают тот факт, что весь цикл эксплуатации объекта (рис. 2) включает (кроме применения по назначению (участок 1)) хранение, транспортирование, техническое обслуживание, а также простои по различным техническим или организационным причинам, например ожидание применения по назначению (участок 2). Во время указанных периодов простоя изменение определяющих параметров обору-
дования отсутствует.
Рис. 2. Цикл эксплуатации объекта
Поэтому для учёта календарной наработки оборудования была разработана вероятностная модель, описывающая следующие двенадцать вариантов профилактического восстановления [3]:
1) жесткий график восстановления узлов машины;
2) график со сдвигом начала отсчета наработки при отказе узла;
3) график с пропуском предстоящего планового восстановления при отказе узла;
4) график осмотров с заданной периодичностью и восстановлением по состоянию;
5) скользящий график с плановыми осмотрами, со сдвигом начала отсчёта периода профилактического восстановления при возникновении отказа;
6) график с плановыми осмотрами и пропуском профилактики при
отказе.
Варианты с седьмого по двенадцатый аналогичны первым шести, но в них учитывается календарное время.
В разработанной вероятностной модели участки реализации определяющего параметра оборудования при использовании его по назначению описываются распределением Вейбулла, а участок простоя - показательным распределением.
В результате статистического моделирования определяются оптимальный по критерию эксплуатационной технологичности календарный график периодических осмотров технического состояния оборудования и ответственные узлы оборудования, подвергаемые контрольному осмотру в соответствующем периоде.
Разработанные модели профилактического восстановления рассматривают график профилактики только для одного узла или оборудова-
ния в целом, если его состояние можно оценить некоторым определяющим параметром (критерием предельного состояния) X . В результате образуется несколько не связанных между собой графиков технического обслуживания отдельных узлов одной и той же единицы металлообрабатывающего оборудования. Если проводить профилактики металлообрабатывающих станков по такому набору графиков, то это приведет к необоснованному увеличению общих простоев оборудования. Поэтому решена задача согласования графиков контрольных осмотров технического состояния отдельных узлов технологического оборудования и разработки общего графика профилактического восстановления станка в целом на основе группирования полученных в результате моделирования оптимальных периодов профилактического восстановления отдельных узлов оборудования. При этом объединенные удельные затраты для каждого узла остаются в области оптимальных значений.
Разработана методика минимаксной оптимизации режима технического обслуживания с использованием численного метода расчета показателей процесса профилактического восстановления. Разработка проводилась в предположении, что значения числовых характеристик функции надёжности оборудования (средняя наработка между отказами T и коэффициент вариации K) на практике известны только приближённо и с уверенностью можно задать только интервалы (71 • ••Т2) и (Kl...K2), в которых они находятся [1].
При этом потери из-за отличия реальных значений характеристик функции надёжности оборудования от принятых при оптимизации составляют а©=0(4, х*ы, 7, к) -0 (4- >х* >7, Ki).
Практическое применение данного подхода обеспечивает минимизацию потерь, возникающих в случае разработки стратегии профилактического восстановления по параметрам Т и К, отличающихся от реально присутствующих в данной реализации цикла профилактического восстановления.
Управление системой СТОИР ТО по критерию эксплуатационной технологичности следует осуществлять на основе использования цикла Деминга PDCA (рис. 3). Причем циклы управления системой СТОИР ТО необходимо проводить в ответ на действие возмущающих факторов, таких, как ввод в эксплуатацию нового и отремонтированного металлообрабатывающего оборудования, изменение интенсивности отказов оборудования, повышение уровня технологического брака, увеличение количества сбоев выполнения технологических операций, а также при установлении руководством предприятия новых целевых значений показателей системы СТОИР ТО.
В результате постоянного совершенствования управления системой СТОИР ТО повышаются значения показателей эксплуатационной
технологичности относительно их текущего гарантированного уровня.
Рис. 3. Процессы совершенствования управления СТОИР ТО, повышения и гарантирования эксплуатационной технологичности
Новый достигнутый ремонтной службой предприятия уровень показателей эксплуатационной технологичности необходимо закрепить, обеспечив соответствующее гарантирование. В качестве инструмента такого гарантирования целесообразно использовать разработанный алгоритм оптимизации режима технического обслуживания технологического оборудования с периодическим контролем.
На основе вышеизложенного разработана экспертная система информационной поддержки нормирования работ по ТОиР технологического оборудования, в которой практически реализованы адаптивная методика экспресс-оценки объемов технических обслуживаний и ремонтов технологического оборудования и механизмы ее обучения и самообучения. Первоначальное обучение системы осуществлено на основе типовых укрупненных норм времени на работы по ремонту оборудования, разработанных Государственным ПКТИ «Главстанкоремналадка» и выпускаемых в виде сборников таблиц. При этом выполнено инфологическое и датологическое моделирование базы данных укрупненных нормативов и разработана реляционная модель базы данных о работе ремонтной службы.
Разработана система информационной поддержки оптимизации режима ТОиР технологического оборудования с периодическим контролем технического состояния. Практическое применение данной системы предполагает наличие информации о наработке обслуживаемого оборудования между отказами, которую можно получить в результате наблюдения за эксплуатацией станков на машиностроительных предприятиях. Для решения указанной задачи был выполнен статистический анализ данных о ремонтном обслуживании технологического оборудования на одном из машиностроительных предприятий Тульского региона. В результате
установлено, что статистические данные о наработке между отказами хорошо аппроксимируются распределением Вейбулла с соответствующими параметрами.
С помощью разработанной системы информационной поддержки оптимизации режима ТОиР технологического оборудования выполнено исследование СТОИР ТО. Получены зависимости удельных затрат от периодичности ТОиР при различных значениях критического уровня определяющего параметра; от критического уровня определяющего параметра при различных значениях периодичности ТОиР; от коэффициента вариации наработки между отказами при постоянном и переменном периодах контрольных осмотров технического состояния; от разброса наработки между отказами при различных законах ее распределения и постоянной периодичности ТОиР. Исследованы зависимости вероятности профилактического восстановления, коэффициента использования ресурса технологического оборудования, числа осмотров технического состояния станков до технического обслуживания или ремонта, от периодичности контроля технического состояния при различных значениях критического уровня определяющего параметра. Для случая подчинения распределения наработки между отказами закону Вейбулла исследовано влияние разброса наработки между отказами на коэффициент использования оборудования, оптимальную периодичность профилактического восстановления, оптимальный критический уровень определяющего параметра и среднее число осмотров.
В результате анализа влияния режима ремонтного обслуживания на результативность СТОИР ТО с периодическим контролем технического состояния установлены сложная зависимость удельных затрат от параметров режима ремонтного обслуживания (рис. 4), слабое влияние закона распределения и негативное влияние разброса наработки металлообрабатывающего оборудования между отказами на показатели процесса ремонтного обслуживания.
0 4 Критический
0,8
уровень
определяющего
параметра
Рис. 4. Зависимость удельных затрат от параметров режима ТОиР
448
Практическое применение представленного подхода в ЗАО «Тяж-промарматура» (г. Алексин Тульской обл.) позволило обеспечить высокие технико-экономические показатели ремонтной службы предприятия и минимизировать затраты трудовых и материальных ресурсов на выполнение ремонтных работ, а также потери основного производства, связанные с ремонтом и неисправностью оборудования.
Список литературы
1. Пасько Н.И., Анцева Н.В. Минимаксная оптимизация режима профилактического восстановления технологического оборудования // СТИН. 2009. №4. С. 10 - 14.
2. Пасько Н.И., Анцева Н.В. Оптимизация режима профилактического восстановления основного технологического оборудования машиностроительного предприятия // СТИН. 2008. №4. С. 2-6.
3. Пасько Н.И., Анцева Н.В. Статистическая модель процесса технического обслуживания и ремонта металлообрабатывающего оборудования // Известия ТулГУ. Технические науки, 2008. Вып. 2. С. 10 - 18.
N. V. Antseva, N.I. Pasko
QUALITY MANAGEMENT OF MAINTENANCE AND REPAIR OF METAL-WORKING MACHINERY WITH PERIODIC INSPECTION OF ITS CONDITION
A documented procedure of management of maintenance and repair system of metal-working machinery at engineering companies, based on the maintainability and improving of process of system STOIR TO inspection, improving and guaranteeing the agreed values of its parameters criteria, is developed.
Key words: maintenance; repair; metal-working machinery; technical maintenance; system; inspection; IT-support.
Получено 12.01.12
