Jeśli chcemy skutecznie zarządzać zasobami, warto łączyć strategie operacyjne, np. utrzymania ruchu i gospodarki energetycznej. Chociaż łączenie programów zarządzania wydajnością sprzętu i zużyciem energii nie było dotąd powszechnie praktykowane, to jednak takie podejście pozwala skutecznie utrzymywać maszyny w ruchu i optymalizować zużycie energii, a w efekcie trzymać koszty w ryzach.
Jak połączyć dwie tak na pozór odrębne strategie? Znajdując wspólne obszary. W przypadku utrzymania ruchu i gospodarki energetycznej decydujące znaczenie ma monitorowanie oparte na prognozowaniu.
W zakładach, w których wdrożono strategie uwzględniające prognozowanie, zamiast reagować na problemy i korygować nieprawidłowości, monitoruje się np. smarowanie, drgania i temperaturę w różnych punktach maszyn oraz dokłada starań, aby parametry te były prawidłowe. W ten sposób zyskuje się pewność, że maszyny są w dobrym stanie technicznym. Z kolei w dziedzinie gospodarki energetycznej aktywne monitorowanie to sposób na optymalizację zużycia energii elektrycznej. Warto przy tym zauważyć, że nieodpowiednia konserwacja maszyn i instalacji to jedna z najczęstszych przyczyn marnowania energii. Z tego powodu łączne potraktowanie obu wymienionych strategii ułatwia obniżanie wszystkich kosztów operacyjnych i poprawę wydajności zakładu.
Odpowiedni program UR
Właściwa konserwacja maszyn i urządzeń przynosi efekty: wzrost wydajności, krótszy czas przestojów i mniejsze łączne koszty operacyjne. Cóż z tego, skoro tych korzyści w wielu przedsiębiorstwach w ogóle nie bierze się pod uwagę? W rzeczywistości nadal na samo utrzymanie ruchu przypada nawet 40% kosztów operacyjnych, przy czym udział ten byłby wyższy, gdybyśmy uwzględnili jeszcze koszty przestojów. Sposobem na zmniejszenie tych wydatków jest program utrzymania ruchu obejmujący trzy poziomy:
- konserwacja naprawcza (reaktywna),
- konserwacja prewencyjna (zapobiegawcza),
- konserwacja oparta na prognozowaniu (podejście prognostyczne).
Pierwszy etap, który wiele przedsiębiorstw produkcyjnych z dobrymi wynikami ma już za sobą, to analiza stopnia krytyczności poszczególnych maszyn i urządzeń. Taka analiza pozwala określić potencjalne problemy, awaryjność, średni czas międzyawaryjny, średni czas przestoju oraz wpływ awarii poszczególnych maszyn na działalność zakładu. Jednocześnie dokonuje się rozróżnienia na maszyny i procesy o decydującym znaczeniu dla pracy zakładu oraz na te, które nie mają takiego znaczenia.
Taka analiza jest punktem wyjścia do skutecznego postępowania z podziałem na konserwację naprawczą, prewencyjną i opartą na prognozowaniu. Mniej istotny sprzęt wymaga programu konserwacji naprawczej, natomiast w przypadku maszyn i urządzeń zaliczonych do grupy o kluczowym znaczeniu najlepsze usługi oddaje podejście prewencyjne i wykorzystujące prognozowanie, przy czym oczywiście każda maszyna może kiedyś wymagać interwencji z zakresu konserwacji naprawczej.
Sprzęt o decydującym znaczeniu powinien być objęty działaniami z zakresu konserwacji prewencyjnej, takimi jak analiza drgań, termografia czy defektoskopia ultradźwiękowa.
Konserwacja naprawcza
Konserwacja naprawcza to jedna z najprostszych strategii: jeśli coś się zepsuje, trzeba to naprawić. Programy konserwacji naprawczej stosuje się dość często, ponieważ wymagają ograniczonych nakładów. Jej wady ujawniają się natychmiast po nieuchronnej awarii jakiejś maszyny: nieplanowane przestoje, związane z nimi poczucie niepewności i koszty. W efekcie strategia ta bywa najdroższa i gwarantuje sporo frustracji.
Błędem byłoby jednak twierdzić, że konserwacja naprawcza to bezwzględnie zła strategia. Może być całkiem sensowna w przypadku sprzętu, który nie ma istotnego znaczenia dla produkcji, np. paletyzatorów, kluczy dynamometrycznych czy wózków widłowych. Wiąże się z nimi minimalny koszt początkowy i ograniczony czas planowanego przestoju w celu naprawy. Poza tym zdarzają się niewytłumaczalne awarie, którym nie udaje się zapobiec mimo wysiłków w zakresie monitorowania stanu technicznego z prognozowaniem – a w zakładzie musi być przecież przygotowany plan na wypadek takich zdarzeń.
Konserwacja prewencyjna
W przeciwieństwie do konserwacji naprawczej konserwacja prewencyjna zakłada ograniczenie do minimum nieplanowanych przestojów i awarii sprzętu metodą zaplanowanych kontroli opartych na historii usterek. Strategia ta znajduje się w pół drogi między poleganiem na naprawach i na prognozach. Owszem, wykonuje się naprawy i czynności konserwacyjne na podstawie wzrokowej kontroli w stałych odstępach czasu, ale robi się to niezależnie od stanu technicznego maszyny w danym czasie. Takie inspekcje pomagają ograniczać nieplanowane przerwy w pracy maszyn o istotnym znaczeniu dla pracy zakładu.
Konserwacja oparta na prognozowaniu
W przypadku maszyn o kluczowym znaczeniu najlepszym wyborem jest program utrzymania ruchu oparty na prognozowaniu. Stosowane w ramach takiego programu techniki służące do określania stanu technicznego maszyn – analiza drgań czy termografia – ułatwiają ocenę, czy i kiedy poszczególne maszyny ulegną awarii. Informacje te są bezcenne dla zakładów produkcyjnych, ponieważ na ich podstawie można podjąć odpowiednie działania przed wystąpieniem awarii. Z ekonomicznego punktu widzenia program konserwacji opartej na prognozowaniu wymaga większych początkowych nakładów, ale z czasem oszczędności przybywa – skraca się przecież czas nieplanowanych przestojów i wzrasta wydajność.
Wdrożenie programu utrzymania ruchu uwzględniającego wymienione trzy strategie pomaga zrównoważyć łączne koszty operacyjne, a także wykorzystać szczególne zalety każdej z tych strategii.
Sens programu opartego na prognozowaniu
Posługując się strategią zarządzania ukierunkowaną kolejno na naprawy, zapobieganie i prognozy, można zwiększyć efektywność energetyczną. Coraz częściej zakłady produkcyjne traktują gospodarkę energetyczną jako potencjalne źródło oszczędności. Jeśli energię elektryczną uznamy za zasób służący do produkcji, możemy nią gospodarować tak efektywnie, jak surowcami, maszynami czy innymi środkami trwałymi, dążąc do obniżania kosztów i poprawy wydajności.
Jak zacząć? Inwestycję w program konserwacji sprzętu łatwo uzasadnić, a umowy serwisowe są składnikiem oferty wielu dostawców. Trudniej jednak dowieść wartości infrastruktury do monitorowania zużycia energii.
W tym celu posłużymy się wcześniej przedstawionym podziałem utrzymania ruchu na trzy obszary.
Podejście naprawcze
Podstawowym wymogiem gospodarki energetycznej jest dokładna wiedza, gdzie w zakładzie energia jest wykorzystywana i ile energii pochłaniają procesy o krytycznym znaczeniu dla produkcji. Czy większa część energii jest zużywana przez określone maszyny? Czy pracują one zgodnie z oczekiwaniami?
Jeśli np. zajmujemy się linią produkcyjną, na której wykorzystuje się sprężone powietrze, pytamy, czy każda sprężarka zużywa tyle energii, ile potrzebuje? Jeśli nie, to dlaczego? Rozumując w ten sposób, zlecamy działania naprawcze – remont, ponowne wzorcowanie czy poprawę sprawności mechanicznej (np. instalację napędów falownikowych i przystosowanych do nich silników). W efekcie maszyny będą pracować bardziej efektywnie, zużywając optymalną ilość energii.
2. Podejście prewencyjne
Ustalenie stopnia krytyczności odbiorników energii, np. rozróżnienie między procesami i maszynami o krytycznym znaczeniu (np. chłodzenie, mieszanie) i pozostałymi (np. oświetlenie, chłodzenie w obiekcie), to początek budowania strategii przydziału energii w nietypowej sytuacji, tak aby np. w razie zmiany szczytowego zapotrzebowania zapobiec przestojowi lub stracie produkcji.
Najważniejszym wyróżnikiem skutecznego gospodarowania energią jako zasobem jest stopniowe poszerzanie zakresu systemów inteligentnej analizy danych o zużyciu energii elektrycznej. Wykorzystując dane z zakładowych systemów – zgromadzone w bazach danych historycznych, sterownikach i systemach produkcyjnych całego przedsiębiorstwa, możemy wyznaczyć efektywność maszyn i urządzeń względem oczekiwanego poziomu odniesienia. Stale monitorując dane o wydajności i produkcji pod kątem zużycia energii, zmieniamy swoje nastawienie: zamiast reagować na zdarzenia – zaczynamy je prognozować.
3. Podejście prognostyczne
Dzięki monitorowaniu z prognozowaniem kierownicy są w stanie badać dane dotyczące produkcji i śledzić takie wskaźniki, jak szczytowe zapotrzebowanie i czas reakcji na zapotrzebowanie. Nie wystarcza już proste potwierdzenie, że dana linia lub maszyna działa – jesteśmy już w stanie stwierdzić, czy działa z optymalną wydajnością. To drugi cel wspólny w gospodarce energetycznej i utrzymaniu ruchu.
System sterowania z funkcją prognozowania umożliwia przesuwanie w czasie lub ograniczanie produkcji w okresach szczytowego zapotrzebowania oraz wdrażanie programów reagowania na zapotrzebowanie. Możliwość reagowania na informacje od dostawcy energii to z kolei sposób na spore zmniejszenie rachunków za energię i to niezależnie od wahań jej cen.
Skuteczne łączenie programów
Efektywne zarządzanie zasobami zakładu zaczyna się od ustalenia reguł biznesowych korzystnych zarówno dla utrzymania ruchu, jak i dla gospodarki energetycznej. Nastawienie na prognozowanie pozwala tworzyć środowisko, w którym liczy się aktywność, a nie bierność, co jest nie bez znaczenia dla poprawy wyników produkcji i zysków.
Kierownicy, inżynierowie i operatorzy wraz z przedstawicielami kierownictwa wyższego szczebla powinni określić takie reguły biznesowe, dzięki którym można skutecznie połączyć strategię utrzymania ruchu i gospodarkę energetyczną. Przedstawiciele obu tych grup muszą dysponować analizą stopnia krytyczności maszyn i urządzeń oraz wytycznymi dotyczącymi reagowania na zapotrzebowanie z wyraźnym wskazaniem zysków. Ich zadaniem jest przygotowanie zbioru praktyk korzystnych dla całej organizacji.
Wdrażając trójpoziomową strategię utrzymania ruchu, przedsiębiorstwa produkcyjne mogą liczyć na oszczędności już na samym początku programu, jeśli programem konserwacji naprawczej zostaną objęte od razu wszystkie maszyny. Oszczędności w dłuższym terminie będą wynikiem wdrożenia środków konserwacji prewencyjnej i opartej na prognozowaniu w przypadku maszyn o istotnym i krytycznym znaczeniu dla działalności zakładu. Dalszą redukcję kosztów operacyjnych osiągniemy, skupiając się na określonych zadaniach utrzymania ruchu, np. na monitorowaniu stanu technicznego maszyn i urządzeń, tak aby zapewnić optymalną wydajność i zwiększyć efektywność energetyczną tych zasobów.
Wykorzystanie funkcji prognozowania w utrzymaniu ruchu i gospodarce energetycznej to sposób na cięcie kosztów, ponieważ pozwala określić, gdzie, kiedy i w jaki sposób zużywana jest energia i jak to wpływa na wydajność maszyn. Rachunki za energię znacząco spadają w przedsiębiorstwach, w których umiejętnie korzysta się z danych dotyczących produkcji oraz wdraża się programy reagowania na zapotrzebowanie i poprawę efektywności energetycznej.
Przemyślany strategiczny program utrzymania ruchu to recepta na dłuższe cykle życia i wyższą wydajność maszyn, spadek poboru energii elektrycznej i w efekcie niższe łączne koszty operacyjne. Wzrostowi wydajności sprzyja jednoczesne skracanie do minimum nieplanowanych przestojów przez ograniczanie konserwacji naprawczej i prewencyjnej (według harmonogramu) w odniesieniu do maszyn o krytycznym znaczeniu. Połączenie strategii utrzymania ruchu i gospodarki energetycznej z naciskiem na metody prognostyczne po prostu się opłaca i gwarantuje znaczące obniżenie całkowitych kosztów posiadania sprzętu produkcyjnego.
Artykuł pod redakcją Michała Andrzejczaka
UR
Autor: Mary Burgoon, Jack Ecktman, Jenifer Wright
