Procesy wspomagania decyzji w zakresie utrzymania ruchu i eksploatacji maszyn

Streszczenie

W artykule dokonano analizy uwarunkowa wspomagania decyzji w zakresie funkcji utrzymania ruchu i eksploatacji maszyn, podkrelajc wzrastajc rang problemu standaryzacji oraz formalizacji tych procesów, a take ich priorytetowe znaczenie we współczesnych procesach wytwórczych. Zaakcentowano rang funkcji wspomagania zarzdzania w tym zakresie poprzez okrelone rozwizania IT, wska-zujc szanse i zagroenia ich stosowania w przedsibiorstwach. Zaprezentowano take przykład proceduralizacji procesów zarzdzania systemami nadzoru i wyposa-enia kontrolnego oraz infrastruktur w przedsibiorstwie stanowicy egzemplifikacj rozwiza z tego obszaru w zintegrowanych systemach zarzdzania. Słowa kluczowe: wspomaganie decyzji, utrzymanie i eksploatacja maszyn

1. Wprowadzenie

Wzrost automatyzacji procesów wytwórczych wraz z presją rynku na minimalizacjĊ kosztów oraz koniecznoĞü skracania cykli produkcyjnych i minimalizacjĊ zapasów spowodował znaczący wzrost znaczenia konserwacji i remontów jako funkcji usługowej przedsiĊbiorstwa, która wpływa w duĪym stopniu na sprawnoĞü sterowania zdolnoĞciami produkcyjnymi przedsiĊbiorstw, co w elastycznych procesach produkcyjnych stanowi newralgiczny problem zarządzania produkcją [9].

Skracane coraz bardziej czasy wytwarzania oraz napiĊte modele zmian w turbulentnym otoczeniu przedsiĊbiorstw wpływają na wzrost kosztów awarii przy niezaplanowanych przestojach maszyn lub urządzeĔ. Przerwy w produkcji generują zatem wysokie straty, powodując pogorszenie sytuacji ekonomicznej firm oraz utratĊ ich konkurencyjnoĞci. JednoczeĞnie planowane działania profilaktyczne wpływają takĪe na wzrost kosztów.

2. Zastosowanie IT w eksploatacji maszyn

Podczas realizacji procesu produkcyjnego w sposób nieuchronny nastĊpuje zuĪywanie siĊ urządzeĔ technicznych, wskutek czego pogarsza siĊ jakoĞü wytwarzanych wyrobów, moĪe wzrastaü takĪe zuĪycie energii, emisja niepoĪądanych substancji, czy teĪ rosnąü stopieĔ zagroĪenia zdrowia lub Īycia operatorów tych urządzeĔ. W celu zapewnienia ciągłoĞci procesu produkcyjnego oraz wymaganej jakoĞci produkowanych wyrobów, jak równieĪ ich przyjaznoĞci dla Ğrodowiska konieczne jest prowadzenie odpowiedniego nadzoru nad stanem maszyn i urządzeĔ technicznych. Proces ten obejmuje planowanie okresowych przeglądów, identyfikacjĊ oraz diagnostykĊ zuĪycia czĊĞci i zespołów roboczych, ich wymianĊ lub naprawĊ po moĪliwie

najdłuĪszym okresie eksploatacji, ale jeszcze przed wystąpieniem stanów awaryjnych (np. zuĪycia wytrzymałoĞciowego, zwanego czĊsto zuĪyciem katastroficznym). Proces obsługiwania maszyn obejmuje wszystkie zdarzenia uporządkowane w wyniku działalnoĞci ludzi z maszynami niezdatnymi. W tym procesie celowe działanie pracowników powoduje wykonanie zadaĔ podtrzymania 1ub restytucji zdatnoĞci maszyn niezdatnych [13].

Zastosowanie systemów komputerowych oraz osiągniĊü technologii informacyjnej wspomagających zarządzanie przepływem informacji, energii i materiałów słuĪących realizacji procesu wytwórczego zasadniczo poprawia efektywnoĞü prowadzonej gospodarki materiałowej w zakresie polityki narzĊdziowej oraz eliminacji nadmiernej iloĞci czĊĞci zapasowych. Początki komputeryzacji przemysłu w Polsce związane były z okresem braku zaawansowanego oprogramowania. W okresie tym powstawały odcinkowe (niekompleksowe) systemy informatyczne wspomagające gospodarkĊ materiałową, rozliczenia odbiorców i inne. Te systemy pierwszej generacji ulegały ewolucji i modyfikacjom w wyniku pojawiania siĊ nowych przepisów, nowych narzĊdzi, utrwalały jednak niekompatybilnoĞü narzĊdziową [10]. Z kolei zakłady przemysłowe ponosiły na ten cel duĪe nakłady, zlecając firmom zagranicznym oraz krajowym opracowywanie systemów informatycznych zarządzania. Działania te nie zawsze doprowadzały do stworzenia zadawalających dla menedĪerów rozwiązaĔ systemowych. W warunkach rozwijającej siĊ gospodarki rynkowej i nasilania siĊ konkurencji z jednej strony, a z drugiej doskonalenia technologii informacyjnej oraz narzĊdzi IT wspomagających procesy decyzyjne wzrastała potrzeba wdraĪania do praktyki gospodarczej nowoczesnych zintegrowanych systemów informatycznych. Szczególnie modele biznesu oparte na idei zarządzania procesami a potem modele zadaniowe uzasadniały wdraĪanie takich systemów w warunkach wolnego rynku i komplikujących siĊ wiĊzi kooperacyjnych przedsiĊbiorstw [3]. Znamienna, zwłaszcza w pierwszej połowie 1at dziewiĊüdziesiątych, była praktyka korzystania przez firmy przemysłowe z usług Ğwiadczonych przez niekompetentne firmy konsultingowe. Bardzo czĊsto kosztowne ekspertyzy zawierały banalne wnioski, niejednokrotnie sprzeczne z rzeczywistoĞcią. W przypadku niektórych przedsiĊbiorstw rzeczywiste koszty wdroĪenia systemów informatycznych znacznie przekraczały ustalenia umowne.

OczywiĞcie niedojrzałoĞü firm konsultingowych nie była jedynym uwarunkowaniem problemów wdroĪeniowych IT w przedsiĊbiorstwach. Prawidłowe zaprojektowanie i wdroĪenie systemu informatycznego w przedsiĊbiorstwie napotyka w praktyce na szereg innych barier. Przede wszystkim wysokie koszty wdroĪenia czĊsto przekraczają moĪliwoĞci finansowe firm. Nawet po znalezieniu odpowiednich Ğrodków okazuje siĊ, Īe na krajowym rynku brak jest zespołu zdolnego zaprojektowaü i wdroĪyü specjalistyczny, spełniający konkretne wymagania uĪytkownika system [5]. Pomimo przedstawionych ograniczeĔ, w ostatnim okresie zakłady przemysłowe wykonały szereg zadaĔ związanych z komputeryzacją. Coraz szerzej wprowadzana jest automatyzacja i elektronizacja stanowisk pracy.

W eksploatacji maszyn istnieje wiele róĪnych moĪliwoĞci wykorzystania komputerów w zaleĪnoĞci od sytuacji oraz stopnia automatyzacji procesu i systemu eksploatacji. Procesy informacyjne systemu eksploatacji maszyn realizowane w technice informatycznej obejmują, takie działania, jak:

- zbieranie danych, - przygotowanie danych, - przesyłanie danych,

- przetwarzanie danych,

- gromadzenie danych historycznych w hurtowniach danych,

-

Zbieranie i analiza danych eksploatacyjnych naleĪy do podstawowych przedsiĊwziĊü organizacyjnych pozwalających na takie istotne analizy w procesie decyzyjnym, jak:

• porównanie jakoĞci eksploatacji tych samych urządzeĔ przez róĪne zespoły,

• wyznaczenie długoĞci okresu adaptacji, normalnej eksploatacji oraz zuĪycia i starzenia, • dobór modelu matematycznego rozkładów czasu poprawnej pracy miĊdzy uszkodzeniami,

czasu naprawy i czasu przeglądów profilaktycznych,

• oszacowanie intensywnoĞci uszkodzeĔ poszczególnych maszyn (elementów, zespołów) i na tej podstawie wykrycie punktów krytycznych procesu eksploatacji („wąskich gardeł”),

• analiz przyczyn awarii maszyn,

• optymalizacja obciąĪeĔ eksploatacyjnych w celu zmniejszenia liczby uszkodzeĔ, • wypracowanie rekomendacji dla potrzeb doskonalenia konstrukcji maszyn, • zdefiniowanie racjonalnych zestawów czĊĞci zapasowych i planów zaopatrzenia, • ustalenie okresów przeglądów profilaktycznych i napraw,

• prowadzenie wymiany doĞwiadczeĔ w zakresie poprawnego wykorzystywania maszyn [10, s. 58–59].

Systemy informacyjne w eksploatacji maszyn przedsiĊbiorstwa skutecznie wspomagają trzy podstawowe grupy problemowe:

– wyznaczenie przesłanek determinujących kierowanie eksploatacją maszyn obejmujących zasady optymalnego planowania uĪytkowania maszyn,

– planowanie harmonogramu obsługi technicznej i napraw oraz programu obciąĪenia obiektów zaplecza technicznego,

– organizacja systemu zbierania i przetwarzania informacji dla potrzeb racjonalnego kierowania procesem eksploatacji maszyn,

– zasady odnowy potencjału eksploatacyjnego bazy uĪytkowej,

– modelowanie rozkładów intensywnoĞci uĪytkowania poszczególnych maszyn,

– optymalizacja struktur organizacyjnych systemu eksploatacji maszyn obejmująca zasady dopasowania struktury systemu obsługi do struktury systemu uĪytkowania,

– dobór struktury obiektów zaplecza technicznego systemu eksploatacji do specyficznych warunków działalnoĞci firmy (wielkoĞü obiektów, wyposaĪenie, wydajnoĞü, technologia), – ustalenie zasad organizacji serwisu obsługowego,

– optymalizacja własnoĞci eksploatacyjnych maszyn obejmująca sposób badania i kryteria oceny aktualnego stanu technicznego maszyn – wybór czĊstoĞci i zakresu obsługi technicznej,

– wybór miar trwałoĞci maszyn oraz sposoby jej zwiĊkszania bez zmian konstrukcyjnych i technologicznych,

– ocena niezawodnoĞci maszyn oraz sposoby jej badania i podwyĪszania.

Rozwiązywanie takich problemów wymaga prowadzenia zorganizowanych badaĔ eksploatacyjnych maszyn i ich systemów eksploatacji oraz tworzenia modeli decyzyjnych, które po zasileniu w dane o aktualnym stanie procesu eksploatacji pozwolą na wybór optymalnego rozwiązania. Wykonanie wyĪej sformułowanych zadaĔ systemu eksploatacyjnego jest moĪliwe przy poprawnym wykorzystaniu właĞciwie zorganizowanego, i funkcjonującego systemu

informatycznego. System informatyczny eksploatacji moĪna okreĞliü jako pewien symulator rzeczywistoĞci, który wspomaga podejmowanie decyzji w zakresie oceny stanu maszyn jak i Ğrodowiska.

Dobrym rozwiązaniem w tym obszarze jest system informatyczny obsługi eksploatacyjnej CMMS (ang. Computer Maintenance Management System), który ma wspieraü przedsiĊbiorstwa przemysłowe w utrzymaniu niezawodnoĞci urządzeĔ produkcyjnych, co przynosi pozytywne rezultaty o charakterze technicznym, ekonomicznym, organizacyjnym i socjo-psychologicznym [12, s. 275–276].

Opis rzeczywistoĞci eksploatacyjnej jest moĪliwy przy pomocy modeli funkcjonalnych, trwałoĞciowo-niezawodnoĞciowych, diagnostycznych, sterowania, przepływu, podporządkowania, które moĪna zaimplementowaü w róĪnych aplikacjach klasy CMMS.

Prawidłowe utrzymanie parku maszyn technologicznych i instalacji zaleĪy równieĪ od skutecznych i sprawnych systemów utrzymania ruchu.

3. Systemy wspomagania utrzymania ruchu

SłuĪby Utrzymania Ruchu włączone we wszystkie procesy produkcyjne realizują i są odpowiedzialne juĪ nie tylko za utrzymanie na najwyĪszym poziomie dyspozycyjnoĞci maszyny, urządzenia oraz instalacji, ale takĪe wnoszą duĪy wkład do zadaĔ dotyczących całkowitej zdolnoĞci produkcyjnej firmy. Stosowanie komputerowych systemów utrzymania ruchu w przypadku nowoczesnej produkcji opartej o kapitałochłonne inwestycje maszynowe jest nieodzowne w celu opanowania i oceny procesów utrzymania ruchu. Zastosowanie odpowiedniego oprogramowania do zarządzania utrzymaniem ruchu zaleĪy od wielu uwarunkowaĔ m. in. od wielkoĞci, rodzaju działalnoĞci, wymagaĔ i struktury organizacyjnej przedsiĊbiorstwa.

NaleĪy podkreĞliü, Īe w przedsiĊbiorstwach dysponujących wieloma zasobami produkcyjnymi i technologiami, których wykorzystanie determinuje uĪycie narzĊdzi lub oprzyrządowania podlegającego czĊstej wymianie lub zuĪyciu wsparcie w tym zakresie bĊdzie efektywne wtedy, jeĞli posłuĪymy siĊ rozwiązaniami typu TPM (ang. Total Productive Maintenance) oraz Zintegrowanymi Informatycznymi Systemami Zarządzania (ZSIZ) [1, 175– 176, 14].

WĞród podstawowych celów moĪliwych do zrealizowania przy zastosowaniu elektronicznego systemu przetwarzania danych w zakresie konserwacji i remontów są takie działania, jak:

1). Budowa adekwatnego, spójnego i efektywnego systemu informacyjnego. 2). Innowacje w zakresie zwiĊkszenia stopnia dyspozycyjnoĞci maszyn i urządzeĔ.

3). Lokalizacja miejsc w maszynach i urządzeniach szczególnie naraĪonych na powstanie uszkodzeĔ przez okreĞlenie i analizĊ czasów przestojów.

4). Diagnoza i analiza przyczyn powstawania uszkodzeĔ, ich cechy charakterystyczne oraz czĊstotliwoĞü wystĊpowania.

Budowa odpowiedniego systemu informacyjnego umoĪliwia: – pełne skompletowanie dokumentacji remontowej,

–łatwe i wygodne wsparcie procesów planowania, – redukcjĊ przestojów urządzeĔ i maszyn,

– moĪliwoĞü szybkiego przeprowadzenia analizy uszkodzeĔ powstających w miejscach szczególnie naraĪonych,

– dąĪenie do zachowania przejrzystoĞci kosztów, – wspieranie procesów preliminowania i kontroli,

– rozgraniczenie rozliczania kosztów robocizny i materiałów według rodzajów kosztów i ewentualnie według grup rodzajów kosztów,

– gromadzenie danych o dostawach, – kontrolĊ i ocenĊ zapasów,

– sterowanie wykorzystaniem miejsc magazynowych, – optymalizacjĊ planowania potrzeb,

– poprawĊ usług magazynowych.

W szczególnoĞci do podstawowych funkcji ZISZ wspomagających procesy biznesowe w zarządzaniu gospodarką narzĊdziową i remontową moĪna zaliczyü:

• katalogowanie narzĊdzi i ich klasyfikacja, • ewidencjonowanie stopnia zuĪycia narzĊdzi,

• ewidencjonowanie obrotu narzĊdziami (przyjĊcia, wydania, likwidacje, itd.) • wartoĞciową i iloĞciową ewidencjĊ stanów magazynowych narzĊdzi, • ewidencjĊ wypoĪyczeĔ narzĊdzi i oprzyrządowania,

• bilansowanie potrzeb w obszarze gospodarki narzĊdziowej (liczba potrzebnych narzĊdzi do wykonania okreĞlonej partii produkcyjnej wyrobów),

• generowanie zapotrzebowania i zamówieĔ na narzĊdzia, • ewidencjĊ kosztów zuĪycia narzĊdzi,

• ewidencjĊ czasu i kosztów przezbrojeĔ,

• planowanie remontów i generowanie zleceĔ remontowych, • rejestracjĊ przebiegu napraw i przyczyn awarii,

• ewidencje kosztów utrzymania ruchu zasobów produkcyjnych,

• monitorowanie pracy maszyn i urządzeĔ, pobieranie danych bezpoĞrednio ze sterowników Ğrodków produkcji,

• zarządzanie magazynem czĊĞci zamiennych i materiałów produkcyjnych [14].

Liczba awarii oraz czas przestoju zasobów produkcyjnych w zautomatyzowanych przedsiĊbiorstwach produkcyjnych stanowią jeden z priorytetów, który wprost wpływa na produktywnoĞü. WartoĞci wskaĨników MTTR (ang. Mean Time to Repair) oraz MTBF (ang. Mean Time Between Failure) ustalanych dla zasobów produkcyjnych obrazują skalĊ problemu zakłóceĔ realizacji procesów wytwórczych w danym przedsiĊbiorstwie. Problemy techniczne związane z czĊstymi i długotrwałymi awariami maszyn prowadziü mogą do zaburzenia planu produkcyjnego, utraty zaufania klientów wskutek niedotrzymania terminów realizacji zleceĔ, zwiĊkszenia liczby braków produkcyjnych, wzrostu kosztów eksploatacji maszyn, zwiĊkszenia kosztów robocizny bezpoĞredniej, niezadowolenia operatorów z powodu niemoĪnoĞci osiągniĊcia okreĞlonych norm produkcyjnych [1, s. 174–175].

Ulepszenia w zakresie zwiĊkszenia stopnia dyspozycyjnoĞci maszyn i urządzeĔ polegają na zgromadzeniu i analizie danych o czasie wykorzystania maszyn i urządzeĔ z uwzglĊdnieniem kalendarzowych czasów eksploatacji oraz wyłączeĔ, jak równieĪ gromadzeniu danych o trwaniu przestojów w rozbiciu na postoje remontowe i technologiczne (produkcyjne).

3.1. Wymagania i funkcje systemu informacyjnego utrzymania ruchu

Organizacje utrzymania ruchu muszą siĊ stale rozwijaü i dostosowywaü do nowych wymagaĔ. Systemy informatyczne wspomagające utrzymanie ruchu muszą spełniaü okreĞlone funkcje, których realizacja warunkuje skuteczne i sprawne działanie zabezpieczenia niezawodnoĞci maszyn i urządzeĔ i instalacji.

WĞród podstawowych funkcji systemu utrzymania ruchu naleĪy wymieniü: 1. Prowadzenie ewidencji majątku przedsiĊbiorstwa.

2. Zarządzanie informacjami o poszczególnych obiektach.

3. Planowanie, przygotowanie i koordynacja obsługi technicznej obiektów. 4. Prowadzenie gospodarki czĊĞciami zamiennymi.

5. Planowanie realizacji zleceĔ.

6. Kontrola realizacji zleceĔ i wykorzystania Ğrodków.

7. Rozliczanie zleceĔ według miejsc ich powstawania oraz ich rodzajów. 8. Analiza kosztów remontów.

9. Kontrola praw dostĊpu. 10. Współpraca z otoczeniem.

System informatyczny utrzymania ruchu powinien mieü strukturĊ modułową, która stwarza moĪliwoĞci jego przyszłej rozbudowy i zakupu tylko niektórych potrzebnych modułów. Do najpowszechniej spotykanych modułów naleĪą:

– Moduł urządzeĔ zawierający wykaz maszyn i wyposaĪenia, struktur obiektów i urządzeĔ oraz zapewniający zarządzanie obiektami.

– Moduł zleceĔ rejestrujący zlecenia naprawy w utrzymaniu ruchu.

– Moduł materiałów ewidencjujący czĊĞci zamienne, dostawy towarów i umoĪliwiający przeprowadzenie inwentaryzacji.

– Moduł projekt/budĪet przeznaczony do planowania nakładów finansowych przeznaczonych na remonty i słuĪący do ewidencji realizacji budĪetów remontowych.

– Moduł kontraktów obsługujący zakupy i sprzedaĪ usług oraz materiałów.

– Moduł analizy umoĪliwiający przeprowadzanie analiz kosztowych i wielkoĞci zuĪycia materiałów dla poszczególnych obiektów.

Nieodzownym warunkiem skutecznego wykorzystania elektronicznego przetwarzania danych w procesie konserwacji i remontów jest podział strukturalny urządzeĔ według rodzajów wymagaĔ i rodzajów kosztów. Proces strukturalizacji urządzeĔ odbywa siĊ w module urządzeĔ. NaleĪy podkreĞliü newralgiczne znaczenie tego modułu w systemach utrzymania ruchu. Ustalenie liczby poziomów strukturalnych jest wstĊpnym etapem procesu strukturalizacji maszyn i urządzeĔ. Wraz ze wzrostem zróĪnicowania elementów maszyn i urządzeĔ wzrasta zakres i wydłuĪa siĊ czas czynnoĞci gromadzenia danych w procesie strukturalizacji. NaleĪy zawsze uwzglĊdniaü koszty i korzyĞci wynikające z przyjĊtego wariantu strukturalizacji. DziĊki takiemu uporządkowaniu wszystkie urządzenia, maszyny i elementy konstrukcyjne są oznaczone odpowiednim kodem w strukturze hierarchicznej. Rozwiązanie takie umoĪliwia powiązanie wszelkich zleceĔ oraz przypisanie im adekwatnych reakcji systemu. W ten sposób moĪna przeprowadziü bezzwłocznie analizĊ skutków uszkodzeĔ [10, s. 62].

3.2. Rola systemów eksperckich w utrzymaniu ruchu

Rozwijające siĊ obecnie dynamicznie narzĊdzia klasy sztucznej inteligencji i ich zastosowania w zarządzaniu obejmują takĪe systemy eksperckie doradcze, krytykujące oraz czasu rzeczywistego (SE) [9, 2]. Systemy te znajdują czĊsto zastosowanie w procesach utrzymania ruchu związanych z diagnostyką maszyn. Diagnosta musi dysponowaü szeroką i pogłĊbioną wiedzą popartą doĞwiadczeniem z róĪnych dziedzin. WdraĪane obecnie komputerowe systemy eksperckie ułatwiają proces wnioskowania diagnostycznego na podstawie zgromadzonych faktów i reguł w bazie wiedzy. System ekspercki wyróĪnia siĊ spoĞród innych klas programów komputerowych zaliczanych do klasy Systemów Wspomagania Decyzji (SWD) heurystycznym podejĞciem do rozwiązywania problemów, odmiennym od podejĞcia algorytmicznego. W programach komputerowych wykorzystujących algorytmy – komputerowe procedury rozwiązywania zagadnieĔ, stosuje siĊ ĞciĞle okreĞloną liczbĊ kroków, z góry okreĞloną i prowadzącą do rozwiązania problemu. Ekspert natomiast rozwiązuje zagadnienie na podstawie danych pochodzących z wielu Ĩródeł, dokonując oceny wagi rozmaitych moĪliwych rozwiązaĔ i proponuje finalną konkluzjĊ. Metoda, która najlepiej w ocenie eksperta opisuje rozwiązanie zagadnienia, jest przyjmowana, a pozostałe są odrzucane. Rozwiązanie problemu uzyskane w taki sposób nazywane jest heurystycznym i tak właĞnie powinien działaü komputerowy system ekspercki [2].

W diagnostyce technicznej uzyskany rezultat rozwiązania problemu decyzyjnego stanowi diagnozĊ stanu obiektu technicznego – maszyny. TrafnoĞü diagnozy zaleĪy od zakresu wiedzy, z której korzysta ekspert. Dlatego teĪ o poprawnoĞci rozwiązania problemu przez system komputerowy decydowaü bĊdzie wiedza zgromadzona w bazie wiedzy i w bazach danych. Systemy eksperckie składają siĊ z nastĊpujących elementów:

– baza danych dla pewnego ograniczonego zakresu obiektów technicznych, jak np. łoĪysk tocznych, przekładni zĊbatych, wałów, lin stalowych, układów hydraulicznych, układów noĞnych, taĞm przenoĞnikowych – jest to zasób wiedzy koniecznej do oceny stanu technicznego maszyn,

– układ wnioskowania diagnostycznego,

– urządzenia wejĞcia i wyjĞcia, słuĪące do wprowadzania danych o maszynie, dla której ma byü sformułowana diagnoza stanu technicznego, jak i do generowania wyników diagnozy, a takĪe podstawy tworzenia konkluzji o stanie technicznym.

System informatyczny diagnostyki technicznej powinien stanowiü podsystem ogólnego systemu informatycznego utrzymania ruchu maszyn i urządzeĔ.

Zadaniem podsystemu diagnostyki jest zmniejszenie stopnia nieokreĞlonoĞci w procesie podejmowania decyzji poprzez dostarczanie precyzyjnych, terminowych i uĪytecznych informacji zarządzającym.

Systemy diagnostyczne mogą tradycyjnie opieraü siĊ o planowane czynnoĞci zapobiegawcze w procesie eksploatacji maszyn, lub analizowaü zagadnienia eksploatacji na podstawie rzeczywistego stanu technicznego urządzeĔ. W drugim przypadku systemy diagnostyczne generują w wymaganych terminach raporty o stanie maszyn. W celu okreĞlenia stanu maszyny lub urządzenia sporządzane są zlecenia wykonania badaĔ opisujące zadanie pomiarowe z okreĞleniem rodzaju maszyny, miejsc pomiarowych, stanu obciąĪenia i warunków pomiaru. W bardziej rozwiniĊtych systemach komputerowego wspomagania diagnostyki sygnały o stanie maszyn lub

urządzeĔ mogą byü przekazywane ich operatorom, a warunki stanu obciąĪenia obiektu przy pomiarach diagnostycznych zachowywane są wówczas automatycznie. Zapewniają to odpowiednie systemy bezpoĞredniego gromadzenia danych. Pomiary po zarejestrowaniu wprowadzane są do systemu analizy danych diagnostycznych i diagnosta okreĞla na tej podstawie stan maszyny. Sygnały te mogą byü takĪe analizowane przez systemy eksperckie i w przypadkach krytycznych to diagnosta (ekspert) potwierdza diagnozĊ wygenerowaną przez komputer lub ją odrzuca. Podsystem monitorowania stanu urządzeĔ wraz z podsystemem analizy diagnostycznej moĪe przesyłaü informacje do dyspozytora nadzoru eksploatacyjnego. Analiza graficzna systemu zarządzania utrzymaniem maszyn i urządzeĔ, przy wykorzystaniu systemu komputerowego moĪe prezentowaü w czytelnej formie koszty pracy, czĊĞci zamiennych, czy teĪ straty produkcyjne powstałe na skutek przestojów urządzeĔ oraz inne zestawienia.

Systemy eksperckie pozwalają rozwiązywaü problemy na podstawie wbudowanych w nie reguł wnioskowania diagnostycznego postaci „IF THEN" (jeĞ1i to).

Oprócz tradycyjnych systemów ekspertowych, wnioskujących na podstawie reguł, ostatnio rozwijane są systemy rozpoznawania stanu maszyn, wykorzystujące układy symulujące zachowanie siĊ komórek nerwowych mózgu ludzkiego. Układy te nazywane są sieciami neuronowymi[9, s. 289–294]. Systemy eksperckie budowane na bazie sztucznych sieci neuronowych są jednym z najbardziej aktualnych sposobów rozwiązywania problemów oceny stanu technicznego maszyn. WłasnoĞci takiego systemu są najbardziej podobne do wnioskowania prowadzonego przez eksperta-diagnostyka W tradycyjnym systemie eksperckim wymagana jest Ğcisła wiedza zawarta w regułach wnioskowania diagnostycznego, podczas gdy w systemie eksperckim bazującym na sieci neuronowej, wymagana jest wiedza w formie okreĞlonych faktów 1ub cech, które są klasyfikowane, a nastĊpnie uogólniane. Sztuczna sieü neuronowa naĞladuje w pewnym stopniu biologiczną sieü neuronową mózgu człowieka, a składa siĊ ona z powtarzających siĊ elementów ułoĪonych w warstwy. Warstwa wejĞciowa rozprowadza cechy sygnału przez sieü, a warstwa wyjĞciowa generuje odpowiednią odpowiedĨ. Warstwy poĞrednie (ukryte) działają jak detektory cech rozpoznających-diagnostycznych. KaĪdy detektor cechy poszukuje cechy charakterystycznej w sygnale wyjĞciowym i jest silnie stymulowany, gdy okreĞla cechĊ znalezioną. WystĊpowanie lub niewystĊpowanie cech charakterystycznych jest rozpoznawane przez wartoĞü tzw. wagi. Tworzą one wzglĊdną wartoĞü sygnałów wejĞciowych na podstawie cech zbioru sygnałów wejĞciowych i stanowią pamiĊü sieci neuronowej. Powstają w wyniku uczenia siĊ sieci neuronowej. Takie podejĞcie umoĪliwia systemowi eksperckiemu bazującemu na sieci neuronowej ciągłą modyfikacjĊ na podstawie zbioru aktualnych faktów, co poprawia jego zdolnoĞü do rozpoznawania cech bez programowania zmian i przebudowy reguł wnioskowania, co znalazło liczne zastosowania w inĪynierii produkcji [6].

3.3. Wybór rozwiza IT

WaĪnym etapem w procesie zarządzania utrzymaniem ruchu i eksploatacją maszyn oraz urządzeĔ jest wybór konkretnego standardu sprzĊtowo-programowego. Podstawą podejmowania decyzji o wprowadzeniu w konserwacji i remontach komputerowego przetwarzania danych jest okreĞlenie i opis miejsc szczególnie naraĪonych na powstawanie uszkodzeĔ (punktów krytycznych – wąskich gardeł [8]) z punktu widzenia organizacji i sposobu eksploatacji. W tym celu opracowuje siĊ projekt systemu elektronicznego przetwarzania danych.

WĞród głównych celów koniecznych do osiągniĊcia w wyniku wprowadzenia systemu naleĪy zaliczyü:

• wzrost efektywnoĞci procesu konserwacji i remontów, • skrócenie czasów przestojów instalacji technologicznych, • zmniejszenie kosztów konserwacji i remontów.

Projekt powinien byü realizowany w trzech fazach: 1) przygotowaĔ, 2) wyboru, 3) wdroĪenia.

Powinny byü wyznaczone jedna lub kilka osób odpowiedzialnych za opracowanie poszczególnych etapów projektu i za ich terminową realizacjĊ. W latach dziewiĊüdziesiątych w i ostatniej dekadzie XX wieku lawinowo wzrosła liczba oferentów systemów komputerowego wspomagania procesów decyzyjnych. Nie jest łatwe znalezienie systemu, który spełnia wszystkie wymagania uĪytkownika. Po dokonaniu wstĊpnego wyboru naleĪy zebraü referencje w innych firmach, które stosują juĪ okreĞlony system w praktyce. Dopiero wówczas zalecana jest instalacja próbna systemu we własnym przedsiĊbiorstwie. Przy wyborze naleĪy zwróciü szczególną uwagĊ, czy jest to system o strukturze modułowej umoĪliwiającej jego przyszłą rozbudowĊ lub zakupienie tylko takich modułów, których zastosowanie wydaje siĊ uzasadnione.

WĞród najczĊstszych błĊdów popełnianych przy okreĞlaniu kryteriów wyboru obserwuje siĊ zbyt wysokie oczekiwania uĪytkowników, brak Ğcisłego okreĞlenia celów, niewłaĞciwe oszacowanie kosztów i czasu wdraĪania systemu, niestaranny opis organizacji projektu, brak moĪliwoĞci przeglądu projektu, brak dostosowania organizacyjnego do wymogów systemu w zakresie gromadzenia i przepływu danych, brak obiektywnych kryteriów oceny, nieuwzglĊdnienie w dostatecznym stopniu potrzeb uĪytkownika.

BezpoĞrednio w praktyce remontowej zastosowanie w sposób udany systemów informatycznych prowadzi do redukcji kosztów napraw, skrócenia czasu reakcji słuĪb remontowych od chwili ujawnienia uszkodzenia do jego usuniĊcia, wydłuĪenia okresów bezawaryjnych na skutek lepszej identyfikacji „wąskich gardeł" w urządzeniach lub pomiĊdzy nimi, trafniejsze prognozowanie terminów i zakresów napraw, precyzyjniejsze planowanie nakładów finansowych na remonty, znaczącej poprawy skutecznoĞci działania pracowników zajmujących siĊ przeglądami, konserwacją oraz naprawami maszyn [11].

4. Rozwizania w wybranym przedsibiorstwie w zakresie systemów utrzymania ruchu maszyn i urzdze jako egzemplifikacja systemów zintegrowanych

W Ğwiecie nasilających siĊ i komplikujących powiązaĔ kooperacyjnych partnerów w sieciach biznesu [7] procedury standaryzacji materiałów i technologii wytwarzania są klasycznym kanonem ŁaĔcucha WartoĞci Portera stanowiące Ĩródła przewagi konkurencyjnej. Jest to szczególnie istotne we współczesnych zadaniowych modelach biznesu, gdzie standaryzacja istotna jest równieĪ dla fazy zakupu urządzeĔ i linii technologicznych do wytwarzania nowego wyrobu, oraz obniĪki kosztu ich zakupu poprzez unifikacjĊ dostawców [4]. Potwierdza to fakt, iĪ w metodach oceny parku maszyn technologicznych (PMT) jednym z waĪnych kryteriów jest takie planowanie rozwiązaĔ produkcyjnych, aby w procesach projektowania wyrobów przeznaczonych do wytwarzania w PMT stosowane rozwiązania umoĪliwiały racjonalne wykorzystanie parku maszyn, urządzeĔ i instalacji. Jednym ze standardowych rozwiązaĔ jest DFM (ang. „Design for Manufacturing") okreĞlające projektowanie dla wytwarzania. Zwykle pojawia siĊ w odniesieniu do zakresu działaĔ projektowych mających na celu takie skonstruowanie wyrobu, aby jego wytwarzanie przynosiło jak najmniej problemów. Innym standardem jest DFA (ang. „Design for Assembling”) – projektowanie montaĪu, a kolejnym DFMA – (ang. „Design for Manufacture and Assembly”) – projektowanie produkcji i montaĪu, które jest kombinacją DFM i DFA in.) [8, s.43]. W analizowanym przedsiĊbiorstwie wdroĪono standardy zalecane przez IRIS STANDARD oraz UNIFE ustanowione przez miĊdzynarodową organizacjĊ zrzeszającą europejskich dostawców rynku kolejowego z siedzibą w Brukseli.

W ramach UNIFE powołano grupy robocze do zdefiniowania i promowania dedykowanego dla rynku kolejowego standardu opartego na miĊdzynarodowej normie ISO 9001:2000.

MiĊdzy innymi w ramach piĊtnastu wymagaĔ okreĞlonych w dokumencie pt.: „Procedury wymagane przez Standard” wyróĪniono w pozycji ósmej „Utrzymanie wyposaĪenia i narzĊdzi”, jak w zestawieniu poniĪej.

1. Transfer / zlecanie na zewnątrz działaĔ związanych z realizacją kontraktu – ISO 9001. 2. Nadzór nad dokumentami – ISO 9001

3. Nadzór nad zapisami – ISO 9001. 4. Zapewnienie zasobów.

5. Szkolenia.

6. Walidacja projektowania i rozwoju (procedura testów). 7. Aprobata projektu dla obszaru certyfikacji nr 19 (sygnaling). 8. Utrzymanie wyposaĪenia i narzĊdzi.

9. Kontrola Pierwszej Sztuki (FAI). 10. RAMS.

11. Audity wewnĊtrzne – ISO 9001.

12. Nadzorowanie wyrobu niezgodnego – ISO 9001. 13. Działania korygujące – ISO 9001.

14. Działania zapobiegawcze – ISO 9001. 15. Zarządzania zmianą.

PoniĪej scharakteryzowano procedury nadzoru nad wyposaĪeniem kontrolnym oraz zarządzania infrastrukturą w wybranym przedsiĊbiorstwie, które wskazują, Īe formalizacja i standaryzacja procesów eksploatacji maszyn i urządzeĔ oraz utrzymania ruchu jest obecnie

realizowana w nowoczesnych i dobrze prosperujących zakładach powiązanych licznymi związkami kooperacyjnymi z dostawcami, klientami oraz innymi znaczącymi interesariuszami.

Zapewnienie przepływów informacyjnych satysfakcjonujących menedĪerów w tak złoĪonych uwarunkowaniach procesów gospodarczych moĪe zapewniü obecnie stosowanie systemów zintegrowanych, których egzemplifikacjĊ w zakresie urządzeĔ pomiarowych oraz infrastruktury przedstawiono poniĪej na przykładzie wybranej firmy

System nadzoru nad wyposaĪeniem kontrolnym w przykładowym systemie zawiera takie elementy, jak:

WejĞcie obejmujące:

• wymagania klienta i prawne, normy przedmiotowe, Ğrodowiskowe, • wyposaĪenie do kontroli, oprogramowanie do sprawdzenia lub naprawy, • usługi legalizacji, wzorcowania, sprawdzania,

• wnioski o zakup przyrządu pomiarowego,

• wykaz wyposaĪenia i oprogramowania objĊtego nadzorem, • wewnĊtrzne zasady znakowania oraz harmonogramy sprawdzeĔ.

Realizacja obejmująca:

OkreĞlenie pomiarów wyrobu i procesu oraz wyposaĪenia pomiarowego, która uwzglĊdnia takie procesy, jak:

Planowanie złoĪone z takich działaĔ, jak:

• identyfikacja stanowisk do monitorowania i pomiarów wyrobu lub procesu, • kryteria i dobór wyposaĪenia i oprogramowania do pomiarów,

• okreĞlenie czasookresów sprawdzeĔ i walidacji, • planowanie zakupów wyposaĪenia zawierające, np. • wnioski o zakup przyrządu pomiarowego.

Wykonanie złoĪone z takich działaĔ, jak:

• Nadzór nad wyposaĪeniem i oprogramowaniem uwzglĊdniającym takie działania, jak: • identyfikacja oraz ustalenie harmonogramu sprawdzeĔ i wzorcowania,

• sprawdzenie i wzorcowanie wyposaĪenia i oprogramowania, • nadanie statusu wzorcowania,

• przekazanie do eksploatacji oraz ewentualna naprawa lub złomowanie, • postĊpowanie z przyrządem niesprawnym i wykonanie pomiarów. • Kontrola i analiza obejmujące takie działania, jak:

• przegląd zapisów z bieĪącego nadzorowania procesu, • przegląd zapisów z auditów i systemu,

• analizy kwartalne zapisów nadzorowania wyposaĪenia i oprogramowania. • Doskonalenie obejmujące takie działania, jak:

• działania po przeglądach wyposaĪenia i oprogramowania – Karty 8E, • działania po auditach Karty 8E.

WyjĞcie obejmujące:

• wyposaĪenie do kontroli, pomiarów i badaĔ po sprawdzeniu lub naprawie oraz jego wykaz, • Ğwiadectwa uwierzytelniania, legalizacji, wzorcowania lub sprawdzania, protokóły sprawdzeĔ,

analizy procesu,

• dokumentacjĊ związaną z naprawami lub złomowaniem.

dalszego doskonalenia nadzorowania nad wyposaĪeniem kontrolnym.

Zarządzanie infrastrukturą ma na celu utrzymanie sprawnoĞci posiadanej infrastruktury niezbĊdnej do uzyskania zgodnoĞci wyrobu z wymaganiami klienta.

Zarządzanie infrastrukturą w przykładowym systemie badanego przedsiĊbiorstwa zawiera takie elementy, jak:

WejĞcie uwzglĊdniające:

• PolitykĊ inwestycyjno-remontową okreĞloną w dokumencie pt.„Strategia Bussines Plan. Zapewnienie zasobów”.

• DTR maszyn i urządzeĔ, ksiąĪki budynków, plany linii energetycznych. • Posiadaną infrastrukturĊ.

• Przepisy zewnĊtrzne. Realizacja obejmująca:

PLANOWANIE DZIAŁAē ZWIĄZANYCH Z UTRZYMANIEM INFRASTRUKTURY Planowanie obejmuje takie działania, jak:

• Planowanie zakupów inwestycyjnych.

• Planowanie przeglądów okresowych, napraw i remontów posiadanej infrastruktury. • DostĊpnoĞü czĊĞci zamiennych do kluczowego wyposaĪenia produkcyjnego. • Warunki przechowywania oprzyrządowania.

PostĊpowanie z utrzymaniem infrastruktury obejmuje: Wykonanie obejmujące takie działania, jak:

Dokonanie zakupu elementów infrastruktury np. wniosek o zakup inwestycyjny G 6.3/1-01. • PrzyjĊcie na stan dokumentem OT – Karta urządzenia G 6.3/1-03, G 6.3/1-05, Plan remontów

G 6.3/1-02. Dokument Kasacji – LT.

• Wykonywanie przeglądów okresowych, napraw i remontów infrastruktury – karty urządzeĔ, ksiąĪki obiektów, raporty z usterek.

• Przechowywanie oprzyrządowania.

• Przechowywanie czĊĞci zamiennych dla kluczowego wyposaĪenia. Kontrola i analiza obejmuje takie działania, jak:

• Nadzorowanie wykonania przeglądów okresowych, napraw i remontów infrastruktury. • Audity wewnĊtrzne.

• Kontrola jednostek zewnĊtrznych.

• Analiza i ocena stanu posiadanej infrastruktury.

• Okresowe sprawdzenie warunków przechowywania oprzyrządowania. Doskonalenie obejmuje takie działania, jak:

• Działania korygujące i zapobiegawcze – Karty 8E. • PodwyĪszanie poziomów akceptacji.

• OkreĞlanie celów dla utrzymania. WyjĞcie obejmuje:

• Przeglądy maszyn (System CZM).

• Utrzymanie infrastruktury – maszyny i urządzenia – R 6.3-1 • Utrzymanie infrastruktury – budynki i budowle – R 6.3-2, • Utrzymanie infrastruktury – media – R 6.3-3

WskaĨniki procesu obejmują: – wykonanie remontów maszyn,

– sprawnoĞü techniczną maszyn, Poziom akceptacji – 85%

Czasookres monitorowania raz na kwartał.

Przedstawiona powyĪej struktura i treĞü procedur zarządzania infrastrukturą oraz wyposaĪeniem kontrolnym w wybranej firmie jest próbą zobrazowania metod formalizacji informacji z tego obszaru w zintegrowanych systemach zarządzania.

5. Podsumowanie

W pracy przeanalizowano uwarunkowania wspomagania decyzji w zakresie utrzymania ruchu i eksploatacji maszyn, uwypuklając problem standaryzacji i formalizacji tych procesów oraz ich kluczowe znaczenie we współczesnych procesach wytwórczych.

PodkreĞlono rangĊ funkcji wspomagania zarządzania w tym zakresie poprzez okreĞlone rozwiązania informatyczne, wskazując szanse i zagroĪenia ich stosowania w przedsiĊbiorstwach.

W koĔcowej czĊĞci artykułu zaprezentowano przykład proceduralizacji procesów zarządzania systemami nadzoru i wyposaĪenia kontrolnego oraz infrastrukturą bĊdącym egzemplifikacją rozwiązaĔ z tego obszaru w systemach zintegrowanych. Wiadomo takĪe, Īe nie zawsze uniwersalne rozwiązania standardowych systemów zintegrowanych spełniają oczekiwania menedĪerów w zakresie utrzymania ruchu i eksploatacji maszyn, stąd teĪ siĊga siĊ wówczas po narzĊdzia specjalizowane.

Opracowanie wykonano w ramach projektu pn. „Techniki wirtualne w badaniach stanu, zagroe bezpieczestwa i
rodowiska eksploatowanych maszyn”

WND-POIG.01.03.01-00-212/

%LEOLRJUDILD

[1] Banaszak Z., Kłos S., Mleczko J., Zintegrowane Systemy Zarządzania. PWE. 2011. Warszawa. s. 175–176.

[2] Bojar W., 2005. Application of Expert Systems for Farm Machinery Selection In a view of situation of Family Farms In Poland, BTN Seria B. Nr 57.s. 49–57.

[3] Bojar W., 2011. Uwarunkowania rozwoju metod i narzĊdzi zarządzania jakoĞcią produkcji w sieciach biznesu. Komputerowo Zintegrowane Zarządzanie pod red. R. Knosali. Oficyna Wydawnicza Polskiego Towarzystwa Zarządzania Produkcją, Opole. T. 1. s. 152–161. [4] Bojar W., Drelichowski L., ĩółtowski M. 2010., Problems of standardization in virtual

organizations. Proceedings of Polish Association for Knowledge Management, Bydgoszcz 2010: NO. 35.s. 52–64.

[5] Drelichowski L., MowiĔski E., Organizacyjne i softwearowe uwarunkowania jakoĞci i zakresu wdroĪeĔ systemów zintegrowanych, Polska Akademia Nauk, Instytut BadaĔ Systemowych, Seria: Badania Systemowe, tom 28, Warszawa 2001: s. 356–366

[6] Knosala R., 2002. Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w inĪynierii produkcji, WNT, Warszawa.

[7] Kordel P., 2009. Koncepcja zarządzania sieciami miĊdzyorganizacyjnymi w perspektywie konstruktywistycznej komputerowo Zintegrowane Zarządzanie, Zakopane. s. 40–47.

[8] Lunarski J., Antosz K. 2007. Ocena stanu parku maszyn technologicznych w przedsiĊbiorstwie, Zarządzanie przedsiĊbiorstwem nr 2/2007: s. 39–42.

[9] Pająk E., 2009. Zarządzanie produkcją, Produkt, technologia, organizacja. PWN. s. 215– 222.

[10] Pruszkowski L., 2009. Zarządzanie procesami pomocniczymi w przedsiĊbiorstwie. Koncepcja Facility Management, Wydawnictwo PaĔstwowej WyĪszej Szkoły Zawodowej w Płocku. Płock: s. 57.

[11] Pruszkowski L. 2001.System informacyjny utrzymania urządzeĔ. Business, Prawo & Ekonomia – czasopismo naukowe Wydziału Zarządzania Uniwersytetu Warszawskiego, Numer 1.

[12] Pruszkowski L. 2011, Planowanie obsługi eksploatacyjnej w przedsiĊbiorstwie, Komputerowo Zintegrowane Zarządzanie pod red. R. Knosali. Oficyna Wydawnicza Polskiego Towarzystwa Zarządzania Produkcją, Opole. T. 2:.s. 275–276.

[13] Werner G.W., 1999. Praktyczny Poradnik Konserwacji Maszyn i urządzeĔ, Wydawnictwo Informacji Zawodowej WEKA, Warszawa, s. 11.

[14] ĩółtowski M., 2010. Wprowadzenie systemu TPM w zakładzie przemysłowym jako aspekt rozwiązaĔ IT, Studia i Materiały Polskiego Stowarzyszenia Zarządzania Wiedzą, Bydgoszcz nr 27, s. 318–327.

DECISION SUPPORT PROCESSES IN THE SCOPE OF MAINTENANCE AND EXPLOITATION OF MACHINERY

Summary

In the paper decision support circumstances in the scope of maintenance and exploitation machinery functions were presented. One can underline increasing sig-nificance of formalization and standardization problems of such processes and their key meanings in contemporary manufacturing processes. One can highlight a high rank management support functions in this scope through defined IT solutions, showing chances and barriers their usage in companies. A case from selected com-pany on procedural forms of management with control equipment and infrastructure being exemplification of solutions from this area in integrated management systems was also shown.

Keywords: decision support, machinery maintenance and exploitation

Waldemar Bojar Mariusz ĩółtowski

Katedra InĪynierii Zarządzania Wydział Zarządzania

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy Al. Prof. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz

e-mail: waldemar.bojar@utp.edu.pl mazolto@utp.edu.pl