Měření výkonnosti údržby prostřednictvím ukazatelů efektivnosti

Transkript

1 Měření výkonnosi údržby prosřednicvím ukazaelů efekivnosi Zdeněk Aleš, Václav Legá, Vladimír Jurča 1. Sledování efekiviy ve výrobní organizaci S rozvojem vědy a echniky je spojena řada požadavků kladených na výrobní sroje a zařízení. Jedním z hlavních ukazaelů sledovaných při provozu výrobních zařízení je jejich efekivnos. Při sledování efekivnosi výrobních zařízení je pozornos věnována především jakosi produkce, výkonnosi a pohoovosi výrobních srojů a zařízení. Jakos produkce je ovlivňována celou řadou fakorů (základní maeriál, výrobní zařízení, obsluha výrobního zařízení, použiá echnologie, okolní prosředí, aj.). Pohoovos a do jisé míry výkonnos výrobního zařízení je ovlivňována prováděnou údržbou. Správně nasavený a zavedený sysém údržby poziivně ovlivňuje sehlivos výrobního zařízení, čímž přispívá i k požadované výsledné jakosi výrobků z hleka jejich včasného dodání. Pro číselné vyjádření efekiviy ve výrobní organizaci exisuje řada ukazaelů efekivnosi. Tyo ukazaele řadíme mezi klíčové ukazaele výkonnosi. Klíčové ukazaele výkonnosi předsavují soubor měříek zaměřených na hleka, kerá kriicky ovlivňují současný nebo budoucí úspěch organizace. [5] Klíčové ukazaele výkonosi jsou obvykle definovány následujícími charakerisikami: - Nefinanční měříko ukazael se nevyjadřuje peněžně, - Opakované měření (např. denně, ýdně, měsíčně, čvrleně, ), - Hodnoa ukazaele slouží jako podklad pro rozhodování vrcholového vedení, - Pochení ukazaele a případná následná aření jsou vyžadována u všech pracovníků, - Ukazael váže odpovědnos k jednolivci nebo k ýmu, - Ukazael má značný dad - ovlivňuje věšinu kriických fakorů úspěchu organizace, - Ukazael má poziivní dad poziivním způsobem ovlivňuje osaní měříka výkonnosi. Relaivně obížné může bý sanovení vhodného ukazaele pro zjišťování efekivnosi údržby. 2. Ukazaele a měření efekivnosi údržby Jedním z důležiých kriérií pro hodnocení chodu podniku je průběžné zjišťování efekivnosi údržby, keré může bý založeno na dvou přísupech: - komplexní ukazael efekivnosi údržby, - provozní ukazaele efekivnosi údržby. Měření efekivnosi údržby je základem pro vyhodnocování dadů jakýchkoli změn v sysému údržby a je aké i rozhodující simulací pro rvalé zlepšování, neboť eprve znalos výsledků umožňuje posoudi účinek přijaých aření. Následující ex je věnován problemaice zjišťování komplexního ukazaele efekivnosi údržby. Efekivní údržba je aková údržba, kerá přináší maximální efek, přičemž ímo efekem rozumíme prosoje blížící se k nule v důsledku údržby po poruše při udržení způsobilosi výrobního zařízení. Tomuo maximálnímu efeku se můžeme přiblíži pouze u přeržiých provozů (prevenivní údržbu je možno vykonáva mimo směnu v pracovních přesávkách), zaím co v řeržiých provozech (i když se podaří zcela vylouči poruchové 1

2 prosoje) dojde vždy k prosojům v důsledku vykonávání prevenivní údržby (bez prevenivní údržby nelze vylouči respekive výrazně omezi poruchové prosoje). Z uvedených skuečnosí je zřejmé, že reálný efek údržby se zpravidla pouze blíží k nulovým prosojům výrobního zařízení. Z ohoo pohledu je logičější hovoři o imálním efeku údržby, kerý je dán kompromisem mezi prevenivní údržbou a údržbou po poruše, přičemž hledáme nejvýhodnější poměr mezi hrubým ziskem a náklady na údržbu vždy za určié časové období. Náklady na inerní údržbu jsou vořeny mzdovými, maeriálovými a režijními ožkami a náklady na exerní údržbu její fakurační cenou. Sanovení ukazaele efekivnosi (produkiviy) údržby není ak jednoduché, jako sanovení ukazaele produkiviy práce dělníka, kerý dělá např. výk pro uložení kabelu do země. Objem vykané a přemísěné zeminy za jednoku času je jisě dosaečným a srozumielným ukazaelem (měříkem) produkiviy práce ohoo dělníka. Samozřejmě lze v někerých siuacích i poměrně snadno hodnoi produkiviu práce jednolivých údržbářů např. kolik za jednoku času ve srovnaelných podmínkách namaže srojů sejného y, kolik za jednoku času udělá sandardních rav (ravy sejného rozsahu) např. čerpadel, převodovek, moorů apod. Velmi obížně lze již vyjadřova produkiviu práce např. ukazaelem poču odsraněných poruch za jednoku času, poču lokalizací poruch za jednoku času apod., proože výsky poruch, jejich rozsah a pracnos lokalizace může bý velmi proměnlivá a na údržbáři nezávislá. Máme-li sanovi ukazael efekivnosi údržby jako výsledek řady procesů zabezpečovaných zpravidla věším počem údržbářů, nemůžeme použí klasický ukazael produkiviy (množsví práce/čas - údržbáři mohou pracova velmi inenzivně, ale neúčinně či neúčelně a celkové prosoje zařízení se nezmenší a způsobilos výrobního zařízení bude nedosaečná), ale musíme vyjí jak z dílčích, ak i z výsledného efeku (účinku) údržby na provoz a způsobilos výrobního zařízení. Z ohoo pohledu je možno definova vniřní a vnější produkiviu údržby. Vniřní produkivia údržby je dána především kompeennosí a inenziou práce údržbáře, logisickým zajišěním údržby a vyjadřuje výkon údržbáře za jednoku času a přímo ovlivňuje náklady na údržbu. Vnější produkivia údržby je dána především úrovní programu údržby a jeho důsledným dodržováním, správně sanoveným rozsahem údržby a poměrem mezi prevenivní údržbou a údržbou po poruše a předsavuje dad údržby na provozuschnos a způsobilos výrobního zařízení. Celkovou produkiviu údržby lze vyjádři efekiviou výrobního zařízení, j. množsvím čisé produkce za jednoku času a dále pak ve finančním vyjádření poměrem hrubého zisku k nákladům na údržbu (samozřejmě vždy za určié časové období). Položme si oázku, jaké fakory ovlivňují supeň využií výrobního zařízení, a ím i jeho výkonnos a dále, keré z ěcho fakorů (činielů) ovlivňuje údržba? Půjde především o zráy vzažené k určiému období (směna, den, ýden, měsíc apod.). Zráy efekivnosi ve výrobní organizaci Předím než se začne se samonou konsrukcí ukazaelů efekivnosi, bude nezbyné definova jednolivé zráové doby, keré poenciálně mohou nasa během provozu. Obecně lze rozlišova následující zráové doby: - Nepožadovaná doba doba, kdy se od sroje ožaduje jeho provoz. - Doba organizačního prosoje - prosoj sroje způsobený organizačními příčinami (čas na osobní odpočinek, chybí pracovník, náběh, doběh linky). 2

3 - Doba logisického prosoje - prosoj sroje způsobený logisickými příčinami (chybí maeriál, poškození maeriálu, chybná objednávka, dodací lhůa, skladovací prosory, nedosaečná zásoba, aj.). - Doba prevenivní údržby - prosoj sroje v důsledku prevenivní údržby, kerou nelze provádě za chodu. - Doba přesavování a seřizování - prosoj sroje v důsledku nuného přesavování a seřizování (výměna ořebeného násroje). - Doba údržby po poruše (poruchy nad 5 min) (funkční porucha) - prosoj sroje v důsledku funkčních poruch a vyvolání dalších závislých zrá (věší rozsah poškození, ohrožení bezpečnosi, nežádoucí environmenální dady). - Doba údržby po poruše (poruchy do 5 min včeně) (echnologická porucha) - prosoj sroje v důsledku echnologických poruch (zablokování výrobku ve sroji). Problemaika údržby po poruše je rozsáhlejší, než je naznačeno na obrázku 1. Obrázek 2 pisuje možné příčiny poruch srojů a zařízení, keré mohou nasa během provozu. - Zráová doba způsobená nižší výkonnosí v důsledku horšího echnického savu zv - zráová doba způsobená nižší výkonnosí v důsledku horšího echnického savu (zráa seřízení, ořebení, koroze, olačení, deformace, rhliny, aj.). - Doba výroby neshodných výrobků nv a. v důsledku chybného výrobního procesu, kerý je způsoben španým moniorováním, nevhodně provedenou údržbou (ravou) a nasavováním paramerů ovlivňujících způsobilos srojů a zařízení. b. v důsledku náběhu zpravidla procesní výroby do sabilního savu. [3] Obdobně lze inerpreova zráy efekivnosi výroby pomocí Ishikawova diagramu, jak je znázorněno na obrázku 1. Obr. 1 Ishikawův diagram - schémaické zobrazení zrá efekivnosi výroby 3. Konsrukce výpočů ukazaelů efekivnosi výroby Vlasní konsrukci výpočů ukazaelů efekivnosi je vhodné začí definováním ponibilní doby. Disponibilní dobu lze definova jako kalendářní čas, kerý je možné poenciálně využí k výrobě. V krajním případě se může ponibilní doba rovna čisé době výroby. V reálném 3

4 provozu je ovšem ao možnos éměř vyloučena a mimo čisou dobu výroby je pracovní směna vořena řadou zráových dob. Obr. 2 Možné příčiny poruch srojů a zařízení Pokud od ponibilní doby budeme odečía jednolivé zráové doby, dosaneme různé provozní nebo výrobní doby (Tabulka 1), keré se následně používají pro konsrukci součinielů, keré slouží pro výpoče ukazaelů efekivnosi výroby. Tab. 1 Výpočy jednolivých provozních a výrobních dob Druh doby Výpoče (slovně) Výpoče Provozní doba pro Celková ponibilní doba Nepožadovaná pro = doba Provozní doba bez organizačních a logisických prosojů Hrubá doba výroby Doba výroby vyr Využielná doba výroby vyv Čisá doba výroby cdv Provozní doba pro Organizační prosoje Logisické prosoje Provozní doba bez organizačních a logisických prosojů - Doba prevenivní údržby - Doba přesavování a seřizování Hrubá doba výroby - doba údržby po poruše (poruchy nad 5 min) - doba údržby po poruše (poruchy do 5 min včeně) Doba výroby vyr - zráová doba způsobená nižší výkonnosí v důsledku horšího echnického savu zv Využielná doba výroby vyv doba výroby neshodných výrobků nv vyr = = = vyv cdv pro = = vyr vyv zv nv 4

5 Obrázek 3 pisuje rozklad celkové ponibilní doby na jednolivé provozní a výrobní doby a jednolivé zráové doby, keré mohou během provozu vznika. Obr. 3 Rozklad celkové ponibilní doby Poměrovým vyjádřením jednolivých produkčních dob získáme součiniele pro výpoče ukazaelů efekivnosi zařízení. Jedná se o následující součiniele: - Součiniel ožadovaného provozu, organizačních a logisických prosojů N - vypočíá se jako podíl celkové ponibilní doby bez ožadované doby, organizačních a logisických prosojů k celkové ponibilní době. (1) N = = (1) - Součiniel organizačních, logisických prosojů O - vypočíá se jako podíl provozní doby bez organizačních a logisických prosojů k provozní době. (2) O = = (2) pro - Součiniel prevenivní údržby, přesavování a seřizování M - vypočíá se jako podíl hrubé doby výroby k provozní době bez organizačních a logisických prosojů. (3) M = = (3) - Součiniel poruchovosi F - vypočíá se jako podíl doby výroby k hrubé době výroby. (4) 5

6 F = vyr = - Součiniel pohoovosi A - vypočíá se jako součin součiniele prevenivní údržby, přesavování a seřizování M a součiniele poruchovosi F. (5) (4) A = M F = = vyr = = (5) - Součiniel výkonnosi P - vypočíá se jako podíl využielné doby výroby k době výroby. (6) P vyv zv = = (6) vyr - Součiniel kvaliy Q - vypočíá se jako podíl čisé doby výroby k využielné době výroby. (7) Q = cdv vyv = zv zv nv (7) Ukazaele efekivnosi zařízení lze vypočía kombinací různých součinů jednolivých součinielů. Nejznámější ukazaele včeně jejich výpočů jsou zobrazeny v abulce 2. Tab. 2 Výpočy jednolivých ukazaelů efekivnosi zařízení Zkraka ukazaele Název ukazaele Výpoče ukazaele TEEP Celková efekivní produkivia zařízení cdv = N A P Q Toal Effecive Equipmen Produciviy OEE NEE Celková efekivia zařízení Overall Equipmen Effeciveness Čisá efekivia zařízení Ne Equipmen Effeciveness cdv = A P Q cdv = F P Q Z abulky 2 je parné, že ukazael TEEP zahrnuje všechny zráové doby. Naak ukazael NEE zahrnuje pouze součiniel poruchovosi F, součiniel výkonnosi P a součiniel kvaliy Q [1]. V praxi nejrozšířenější ukazael je ukazael celkové efekiviy zařízení OEE. Ukazael OEE zahrnuje součiniel pohoovosi A (součiniel prevenivní údržby, přesavování a seřizování M, součiniel poruchovosi F), součiniel výkonnosi P a součiniel kvaliy Q. 6

7 4. Celková efekivia zařízení a organizace výroby Ukazael TEEP v sobě zahrnuje i ožadovanou dobu, což může předsavova nevýhodu pro určié provozy, kdy ožadovaná doba provozu bývá legislaivně nařízena zákonem (emise hluku a vibrací při provozu zařízení v nočních hodinách). Naak ukazael OEE v sobě nezohledňuje zráové doby způsobené organizačními prosoji a logisickými prosoji, keré mohou významně ovlivňova celkovou efekiviu provozu. Pro snadnější orienaci a přehlednos dosupných ukazaelů efekivnosi je na obrázku 4 zobrazen průnik součinielů pro výpoče ukazaelů efekivnosi zařízení a samoných ukazaelů efekivnosi. Obr. 3 Rozklad celkové ponibilní doby 5. Hlavní problémy prakického použií ukazaelů efekivnosi Při prakickém použií výše uvedených ukazaelů však v řadě podniků nasává problém se zjišěním všech pořebných údajů - buď z důvodu, že se v podniku neevidují (či evidují, ale nevěrohodně) nebo nejsou manažeru údržeb dosupné (či velmi nesnadno dosupné). Jedná se zejména o údaje, keré nejsou evidovány v informačním sysému údržby. Skuečnos, že by se přínos údržby snažil obháji kdokoli jiný než manažer údržby, například někdo z vrcholového vedení podniku s přísupem ke všem pořebným informacím, je velmi ravděpodobná. Mezi hlavní problémy se sanovením ukazaelů efekivnosi zařízení, ve vzahu k údržbě, lze zařadi následující oblasi: 7

8 1. Ukazaele poskyují hodnocení z hleka echnického, nezohledňují náklady na údržbu. Pokud by ukazaele měly bý jediným ukazaelem úrovně údržby, mohl by pak požadavek na jejich neusálé zvyšování vés k řiměřeně vysokým nákladům na údržbu. 2. Nejsou v nich zahrnuy ani další podsané fakory, keré mají na úroveň údržby výrazný vliv, jako např. hodnoa zásob náhradních dílů, hodnoa hmoného a nehmoného majeku organizace, sáří výrobních prosředků ad. 3. Na výši jejich hodnoy nemá vliv jen jakos sysému údržby, je v nich obsažena i jakos výrobního procesu, jakos logisiky náhradních dílů, kvalia obsluhy výrobního zařízení aj. Španá organizace a plánování výroby, zbyečné čekání údržbáře před skladem na pořebný maeriál, chybující obsluha zařízení apod. 4. Pracnos sanovení ukazaelů věšina manažerů údržby nemá k pozici sofware, kerý ukazaele efekivnosi sanovuje auomaizovaným algorimem, výpočy jsou časo prováděny v Excelové abulce, kam je řeba nejprve všechna výchozí daa obvykle ručně zada. Hodnocení účinnosi údržby má však věšinou smysl jen pro konkréní výrobní prosředek či linku, kerých jsou v organizaci desíky, akže se musí zpracova i sejný poče abulek. 5. Někdy je problemaický i přísup vrcholového vedení v okamžiku, kdy začnou ukazaele sagnova. Úvar údržby zaváděním účinných aření a nových meod do údržby několik le např. ukazael OEE neusále zvyšoval, čímž vyvořil vysoce efekivní sysém údržby, kde další zvyšování přírůsku OEE, již v podsaě není možné. 6. Problém se zjišěním všech pořebných údajů buď se v podniku neevidují (či evidují, ale nevěrohodně) nebo nejsou manažeru údržeb dosupné. Jedná se zejména o údaje, keré nejsou evidovány v informačním sysému údržby. 6. Závěr Předložený ex pisuje meodický návod jak vypočía různé ukazaele efekivnosi výrobního zařízení. Je na samoném uživaeli, jaký druh ukazaele bude sledova, podle konkréních podmínek provozu a daného y výrobního zařízení. Je na mísě zdůrazni i nevýhody ěcho ukazaelů, spočívající v om, že nezohledňují další podsané fakory (hodnoa zásob náhradních dílů, jakos výrobního procesu, sáří výrobních prosředků, aj.), problém se zjišěním všech pořebných vsupních údajů, jejich neusálé zvyšování může vés k řiměřeně vysokým nákladům na údržbu, přísup vrcholového vedení v okamžiku, kdy ukazaele začnou sagnova, ad. V současné době se ukazaele efekivnosi implemenují do zv. OEE-DTM sysémů (Overall Equipmen Efficiency Downime Managemen), keré umožňují v reálném čase sbíra informace z výrobního procesu a následně auomaicky vyhodnocova jeho efekiviu. Tímo způsobem lze idenifikova slabá mísa ve výrobním procesu, kerá mohou bý pomocí nápravných aření eliminována. Použiá lieraura: [1] HARTMANN, Edward. Successfully insalling TPM in a non-japanese plan: oal producive mainenance. Pisburgh, Pa.: TPM Press, 1992, 221 s. ISBN [2] JURČA, Vladimír; HLADÍK, Tomáš; ALEŠ, Zdeněk. Možnosi využií a zpracování da z řízení údržby. Monografie, ČSJ, Praha, duben 2004, 74 s., ISBN [3] LEGÁT, Václav a kol. Sysémy managemenu jakosi a sehlivosi v údržbě. Praha, Česká sečnos pro jakos, s. ISBN

9 [4] NAKAJIMA, Seiichi. Inroducion o TPM: oal producive mainenance. Cambridge, Mass.: Produciviy Press, 1988, xx, 129 s. ISBN [5] PARMENTER, David. Klíčové ukazaele výkonnosi: rozvíjení, implemenování a využívání víězných klíčových ukazaelů výkonnosi (KPI). 1. vyd. Překlad Ivana Perašová. Praha: Česká sečnos pro jakos, 2008, xv, 242 s. ISBN [6] POŠTA, Josef. Provozuschnos srojů. Česká zemědělská univerzia v Praze, 2. vydání, Praha, 2006, ISBN [7] STAMATIS, D. H. The OEE primer: undersanding overall equipmen effeciveness, reliabiliy, and mainainabiliy. Boca Raon, [FL]: CRC Press, 2010, xxxv, 466 s. ISBN Konakní údaje: Ing. Zdeněk Aleš, Ph.D., prof. Ing. Václav Legá, DrSc., prof. Ing. Vladimír Jurča, CSc., Kaedra jakosi a sehlivosi srojů, Technická fakula, ČZU v Praze Kamýcká 129, Praha 6 Suchdol el.: , ales@f.czu.cz, lega@f.czu.cz, jurca@f.czu.cz 9