Важность инженерии надежности в организации

1. Введение

Большая конкуренция на национальном и международном рынках заставляет компании разрабатывать стратегии, основанные на четырех фундаментальных факторах: цене, качестве, надежности и сроках поставки (Anderson, 1990). Внедрение надежности как инжиниринга в организации является результатом потребностей, которые сегодня представляют большинство организаций.

Инжиниринг надежности возникает из необходимости предвидеть отказы и вероятность их возникновения в процессах или продуктах. Вот почему инженерия надежности дает возможность разрабатывать надежные процессы, позволяющие производить высококачественную продукцию; предотвращение любых производственных проблем, возникающих в организации, целью которой является удовлетворение потребностей клиента, таких как: долговечность, качество, цена, срок поставки, надежность и, прежде всего, то, что организация способна производить его в соответствии с действующей технологией производства и бюджет у вас есть.

Само собой разумеется, что успех организации на сегодняшнем рынке определяется качеством и ценой продукта, который организация предлагает потребителю, и тем, насколько организация способна поставлять продукт с безупречной производительностью. на срок полезного использования продукта, предлагаемого покупателю.

2. Концептуальная основа

Прежде чем войти в неизведанный мир инженерии надежности, важно определить некоторые важные концепции, чтобы понять эту тему. Ниже приведены краткие, но конкретные определения некоторых понятий:

2.1 Продукт

Любой произведенный товар, который выполняет определенную функцию для пользователя или покупателя; таким образом, этот продукт может быть машиной, частью оборудования или любым обычным потребительским товаром (Acuña Acuña, 2003).

2.2 Инженерия

Инженерия - это дисциплина, которая отвечает за изучение и применение набора научных знаний и методов для создания, улучшения и реализации структур или одной и той же технологии для решения проблем, влияющих на человечество. Эта наука основана в основном на математических, физических и естественнонаучных знаниях, чтобы разработать экономические способы, которые облегчают использование определенных материалов и сил природы на благо человечества и окружающей среды.

2.3 Надежность

(R (t)). Автор книги «Проектирование надежности» Хорхе Акуна Акунья (2003 г.) определяет надежность как вероятность того, что единица продукта удовлетворительно выполняет свои функции в течение заданного периода времени и при ранее определенных условиях.

2.4 Вероятность

Числовой результат случайного события, причины которого известны или неизвестны и которое должно иметь величину от нуля до единицы.

2.5 Срок проектирования

Это означает, что продукт работает не вечно, а до тех пор, пока не будет достигнут адекватный уровень удовлетворенности клиентов.

2.6 Предварительно заданные условия

Это означает, что процесс разрабатывается не при каких-либо условиях, а в соответствии с условиями, установленными в проекте и очень четко описанными в инструкциях по использованию и сроку службы продукта, поэтому, если продукт используется в не предписанных условиях, весьма вероятно, что этот период Срок годности продукта короче первоначального срока.

2.7 Отказ

Это эффект, который возникает, когда компонент, оборудование, система или процесс перестают выполнять функцию, которую они должны выполнять (PEMEX, 2013).

2.8 Надежность против доверия

Надежность - это единица измерения эффективности работы продукта при использовании и производственном процессе, а уверенность представляет собой реальную ценность параметров качества продукта и его характеристик (статистические).

2.9 Контроль качества (в процессе)

Это процесс контроля, который состоит из проверки определенных характеристик, которыми должен обладать продукт или сырье, чтобы предвидеть наличие неисправностей или дефектов в продукте или сырье, которые оставляют клиента неудовлетворенным, представляя экономические потери для организации., Его применение в проектировании надежности очень полезно, так как оно служит стандартным инструментом оценки для предотвращения дефектов или сбоев, которые могут возникнуть во время использования готового продукта.

3. Справочная информация

Понятие надежности возникло во время Второй мировой войны в связи с необходимостью достижения высокой надежности военного оборудования, чтобы уменьшить количество отказов оборудования. С годами эта концепция превратилась в важную область исследований, основанных на математических и статистических концепциях. Ниже будет показано, как эволюционировала инженерия надежности.

В прошлом организации рассматривали техническое обслуживание оборудования и помещений как единицу расходов, которая функционировала как фактор, ограничивающий эксплуатацию, оборудование и развитие, однако с введением новых административных концепций возникновение новых инструменты и стратегии, которые используются интеллектуальными организациями для повышения эффективности и результативности своих процессов, качества и цены их продуктов, удержания клиентов и, что наиболее важно, для сохранения организации с хорошей позицией на рынке, которая генерирует большие Прибыль.

Все, что упомянуто выше, побудило крупные организации повысить осведомленность об обслуживании оборудования, заставив их отказаться от прежних убеждений, что техническое обслуживание было единицей затрат, и принять новую организационную культуру; который заключался в восприятии технического обслуживания как единицы результата (Изображение 2), который способствует бизнесу (вместо того, чтобы представлять убытки), расширяет его действие в разработке инвестиционных проектов (ремонтопригодность) и поощряет участие людей организация (продуктивное обслуживание и постоянное улучшение).

Эволюция восприятия концепции сопровождения в организации

Расходная единица

Представляет собой убытки Ограничивающий фактор: эксплуатационное, оборудование и организационное развитие

Единица результата

Способствует развитию бизнеса Устойчивость Продуктивное обслуживание Постоянное совершенствование

Но это новое мышление было ограничено определением технического обслуживания как реактивной роли, при которой корректирующим действиям отдавалось предпочтение по сравнению с запланированными. На следующем этапе развития этой мысли он характеризовался развитием профилактического обслуживания от базового циклического способа до профилактического обслуживания. Наконец, идет обслуживание улучшений (Изображение 1).

Эволюция от реактивного обслуживания к улучшенному обслуживанию

Изображение 1. Эволюция от реактивного обслуживания к улучшенному обслуживанию

Улучшенное техническое обслуживание включает и применяет такие аспекты, как: техническое обслуживание, ориентированное на надежность, анализ жизненного цикла и постоянное совершенствование (Изображение 2), разработка моделей и методологий, с целью улучшения генетики объектов и оборудования, повышения эффективности и эффективность процесса при минимальных затратах, именно в этом случае требуется проектирование надежности.

Аспекты, которые учитываются при проведении улучшений

Изображение 2. Аспекты, которые учитываются при проведении улучшений

На изображении 3 ниже показан процесс, который приводит к включению инженерии надежности в улучшенное обслуживание.

Процесс, ведущий к проектированию надежности

Изображение 3. Процесс, ведущий к проектированию надежности

3.1 Параллельная разработка

Параллельное проектирование «CE» основано на одновременности изготовления продукта и его производственного процесса. Параллельное проектирование - это набор действий или междисциплинарных задач для выполнения процесса, для проектирования процесса с междисциплинарными действиями необходимо выполнять проектирование процесса разработки параллельно, что повысит надежность, облегчая идентификацию отказов от источника производственный процесс и дизайн его изготовления. Параллельное проектирование можно изучать с четырех разных точек зрения:

Проектирование производства и сборки для обеспечения качества Проектирование в течение всего жизненного цикла с учетом затрат

3.1.1 Дизайн производства и сборки (DFMA)

Это методология, используемая как часть комплексного проектирования и разработки продуктов и процессов (IPPD), которая, основываясь на правилах и принципах, направляет команду разработчиков для создания концепций деталей, которые легко производить, экономично производить при сохранении их качества. и легко собирается.

3.1.2 Дизайн для качества

Процесс разработки продукта или услуги - критический этап, возможно, самый важный для него. Подходящий процесс проектирования и разработки гарантирует, что организация сможет реагировать на потребности клиентов, переводя их в конкретные спецификации (размеры, производительность, время отклика…). Неадекватный процесс проектирования будет бременем, которое будет нести новый продукт с момента его рождения, и это помешает достижению желаемых целей по удовлетворению запросов потребителей (González & AEC, 2006).

Общий процесс проектирования состоит из шести этапов, первые четыре связаны с четырьмя этапами жизненного цикла системы, а последние два не связаны с проектированием и разработкой продукта, но служат источником информации для удовлетворения потребностей. клиента. Ниже перечислены этапы: 1) контакт с клиентом, 2) этап планирования всего процесса, 3) выполнение проектных работ, 4) прототипирование для испытаний и квалификаций, 5) изготовление дизайна и 6) продажа продукции.

Ниже перечислены методологии, которые могут быть реализованы организациями во время разработки общего проекта и которые связаны с проектированием надежности, чтобы избежать отказов или дефектов в продуктах:

QFD или развертывание функции качества.

Он используется в качестве неотъемлемого инструмента для процесса проектирования, который определяет характеристики конечного продукта или услуги, его компоненты, операции тестирования и проверки, которые должны быть выполнены, и необходимую документацию для производства (González & AEC, 2006), AMFE или модальный анализ отказов и последствий.

Профилактический инструмент, который позволяет выбирать между различными вариантами дизайна и избегать возможных проблем в будущем.

DOE или план экспериментов.

Статистическая методика, позволяющая устанавливать характеристики продуктов и комплектующих.

Параметры RAM o Надежность, доступность, ремонтопригодность.

Параметры RAM представляют собой статистические инструменты для определения окончательных качественных характеристик продукции, проведения испытаний и квалификационных мероприятий.

3.1.3 Жизненный цикл

Исследование надежности облегчается за счет рассмотрения жизненного цикла системы, поскольку это помогает установить значения надежности, удовлетворяющие клиента. Жизненный цикл продукта определяется четырьмя стадиями (Acuña Acuña, 2003), см. Изображение 3:

Жизненный цикл

4. Надежность

Чтобы обратиться к проблеме проектирования надежности, необходимо сначала познакомиться с истинной концепцией надежности в организации. Надежность - это вероятность того, что единица продукта удовлетворительно выполняет свои функции в течение заданного периода времени и при ранее определенных условиях (Acuña Acuña, 2003).

В настоящее время самая большая проблема в организации определяется способностью ее членов делать прогнозы о возникновении нежелательных событий или также известных как отказы, цель которых - избежать или предотвратить серьезные негативные воздействия, которые могут нанести вред. Когда организация способна предсказать возникновение таких отказов, она выигрывает, экономя значительные суммы денег, по этой причине все больше и больше организаций вынуждены внедрять проектирование надежности.

Влияние инжиниринга надежности в организациях значительно, поскольку он выделяется как количественная методология по сравнению с традиционными методологиями, которые были качественными. Инженерные расчеты надежности используются для принятия решений в экономических и производственных аспектах внутри организации.

4.1 Цели:

Применяйте инженерные знания, чтобы предотвратить или уменьшить частоту отказов.

Выявление и устранение причин катастрофических или повторяющихся отказов.

Определите методы уменьшения количества отказов, если их причины не были выявлены и устранены.

Применяйте методы для оценки надежности в новых проектах и анализа данных о надежности.

4.2 Важность надежности в организации

Функция проектирования надежности заключается в том, чтобы сделать процесс непрерывного улучшения технического обслуживания динамичным путем включения и распространения знаний, аналитических данных и качественного анализа, таким образом, способствуя производственному результату на благо бизнеса. Инжиниринг надежности позволяет изменять генеральный план, программы технического обслуживания; Для выполнения производственных процессов с меньшими общими затратами (прямые затраты, активные затраты, затраты на недоступность.

4.3 Математическая функция надежности

Надежность определяется как вероятность Pr того, что компонент функционирует в течение периода времени t. Его математическое выражение определяется случайной величиной T как время до отказа компонента при T≥0.

R (t) = Pr T ≥ t

Функция R (t) используется как оценка надежности

4.4 Изучение перспектив проектирования надежности

Изучение проектирования надежности отвечает за вероятностную характеристику отказов, чтобы делать прогнозы и устанавливать упреждающие действия для устранения или смягчения эффекта, который может вызвать отказ. В изучении инженерии надежности две школы сосуществуют с двумя подходами (PEMEX, 2013):

Надежность, основанная на вероятностном анализе наработки до отказа или истории отказов (статистический анализ надежности). Это ветвь надежности, изучающая случайную переменную «время до отказа». Основными входными данными для этого типа анализа являются базы данных, в которых хранятся истории отказов оборудования (время отказа и время ремонта). Надежность, основанная на вероятностном анализе износа или физического отказа (анализ надежности на основе физики)., Это отрасль надежности, которая считает, что отказ является последней фазой процесса износа, и концентрируется на попытках понять, как происходит отказ, другими словами, изучает «физику процесса износа».

4.5 Цикл надежности

Далее, изображение 4 показывает цикл надежности (González, Lara Hernández, & Gordillo, 2009), где показано взаимодействие между проектированием надежности, интенсивностью отказов, техническим обслуживанием и перепроектированием объекта.

Цикл надежности

Изображение 4. Цикл надежности

4.5.1 База данных

Необходимо, чтобы в каждой организации была база данных или инвентаризация, в которой перечислены типы отказов, которые могут произойти в организации. В отрасли существует методология сбора и классификации отказов, эта методология цитируется в ISO 14224 (Troffé). Согласно ISO 14224 типы отказов делятся на три категории по глубине:

Вид отказа: ориентирован на «оператора», что видно. Механизм отказа: очевидная причина, (износ, истирание и т. Д.) Техническое обслуживание Причина отказа: обстоятельства при проектировании, производстве или эксплуатации «Специалист»

Очень важно отметить, что цель ISO 14224 - облегчить сбор, обмен и анализ данных на основе общих точек зрения. Стандарт рекомендует минимальный объем данных, которые следует собрать и сфокусировать с учетом двух аспектов:

Требования к типу данных, которые будут собираться для использования в различных методологиях анализа. Стандартизированные форматы данных: для облегчения обмена данными о надежности и техническом обслуживании между заводами, владельцами, производителями и подрядчиками.

4.5.1.1 Таксономия данных

Чтобы собрать данные и проанализировать их упорядоченным и ясным образом, в рамках проекта OREDA была разработана таксономия на основе стандарта ISO 14224.

4.5.1.2 Основные категории базы данных

Для каждой категории оборудования база данных разделена на три отдельные базы данных:

Инвентаризация: где описывается каждая единица оборудования и собираются ее данные Техническое обслуживание: содержит информацию о программе корректирующего и профилактического обслуживания, запланированной для каждой единицы оборудования. например: действия по техническому обслуживанию, интервал, человеко-часы и т. д. Инвентаризация отказов: описывает все отказы оборудования за определенный период (одна запись для каждого события отказа).

Основные области, в которых используются эти данные:

Надежность, то есть события отказов и механизмы отказов; Доступность / эффективность, то есть доступность оборудования, доступность систем, доступность производственных предприятий; Техническое обслуживание, то есть корректирующее и профилактическое обслуживание, ремонтопригодность технического обслуживания; Безопасность и окружающая среда: ru то есть отказы оборудования с неблагоприятными последствиями для безопасности и / или окружающей среды

4.5.1.3 Этап 2 Разработка процесса:

Проектирование процессов также связано с жизненным циклом системы, о котором упоминалось ранее (Giudice & Pereyra, 2005). Дизайн процессов устанавливает модальность развития производственной деятельности в соответствии с типом продукта, который будет разработан, и обусловлен технологиями, выбранными для выполнения этих операций. Он заключается в выборе ресурсов, операций, потоков и методов производства товаров и услуг, а также в их детальной спецификации. На этом этапе речь идет не только о разработке новых процессов, но и о переработке процесса.

4.5.1.4 Этап 3: детальное проектирование

На этом этапе рассматриваются детали требуемых производственных ресурсов и вносятся улучшения в концептуальный проект, этот этап является частью жизненного цикла системы или продукта.

Сфера деятельности на этом этапе следующая (Ривера, 2009):

Подробный обзор базового проектирования Технические характеристики оборудования и материалов. Функциональные характеристики. Расчет размеров трубопроводов, труб и электроустановок. Список оборудования, контрольно-измерительных приборов, принадлежностей и материалов. Подробные планы объектов: расположение труб и трубопроводов, изометрия, архитектурные детали, отдельные электрические линии.

4.1.5.5 Техническое обслуживание 4 этапа:

Техническое обслуживание или ремонтопригодность касается продолжительности остановов на случай отказов и остановов для технического обслуживания или того, сколько времени требуется (простота и скорость) для восстановления состояния оборудования до рабочего состояния после останова из-за сбоя или для выполнения запланированной деятельности. Характеристики ремонтопригодности обычно определяются конструкцией оборудования, которая определяет процедуры обслуживания и продолжительность ремонта.

Ключевым показателем качества обслуживания обычно является среднее время ремонта (TPPR). Качественно относится к легкости, с которой оборудование восстанавливается до рабочего состояния. Количественно она определяется как вероятность восстановления рабочего состояния оборудования или время выполнения задания.

Часто это выражается как:

Цикл надежности

Где μ = скорость ремонта

Это уравнение действительно для времен, чтобы убедиться, что они следуют экспоненциальному распределению

4.6 Оценка надежности системы

Оценка надежности системы выполняется посредством исследования, состоящего из четырех этапов в соответствии с Хорхе Акунья (2003), показанного на изображении 9.

Определение целей и требований к надежности продукта или процессов Разбивка продукта или процесса на компоненты и оценка надежности для каждого из этих компонентов Прогнозирование надежности продукта на основе надежности его компонентов Анализ продукта или процесса чтобы определить сильные и слабые стороны и воспользоваться новыми возможностями для улучшения.

4.6.1 ЭТАП 1. Определение целей и требований к надежности системы.

На этом этапе задействованы два фактора: первый - это голос клиента, уловленный маркетингом, а второй - голос процесса, уловленный инжинирингом; На этом этапе учитываются технологические и инженерные ограничения машин и материалов. Для облегчения анализа рекомендуется использовать инструмент QFD.

4.6.2 ЭТАП 2. Разбивка системы на компоненты и оценка надежности каждого из этих компонентов.

Цель разделения системы на ее компоненты и компонентов на ее части - облегчить определение значения надежности каждой из ее частей. Для проведения дезагрегирования рекомендуется использовать структурные схемы и диаграммы «гозинто».

4.6.3 ЭТАП 3. Прогнозирование надежности продукта на основе надежности его компонентов.

Сумма надежности каждого из компонентов приводит к значению надежности конечного или готового продукта, теория вероятностей используется для определения надежности продукта или процесса.

4.6.4 ЭТАП 4. Анализ продукта или процесса с целью определения сильных и слабых сторон и использования новых возможностей для улучшения.

После расчета надежности продукта или процесса во время его проектирования следует изучить отказы продукта во время производства и в течение срока его полезного использования. Здесь вы можете использовать SWOT-инструмент.

5. Вывод:

Организациям необходимо принять методологию проектирования надежности в качестве стратегии, чтобы позиционировать себя на рынке. Говорят, что для сегодняшнего успеха организации нужно беспокоиться о четырех аспектах: цене, качестве, надежности и сроках поставки. Надежность - это количественная мера показателя функциональности, представленного элементом, оборудованием или установкой, который помогает в принятии решений о выборе единицы оборудования, элемента или установки.

Надежность - это вероятность того, что компонент, оборудование или система будут работать без сбоев в течение определенного периода или времени в течение процесса, и имеет вероятностное значение, которое изменяется от значения 1 или 100% при запуске операции и уменьшается до тех пор, пока значение 0 при возникновении неисправности. Это объясняет, что надежность варьируется от 100% до 0 в зависимости от отказа.

Библиографические ссылки:

Акунья Акунья, Дж. (2003). Техника надежности. Коста-Рика: от редакции Tecnológica de CR. Получено с: http://books.google.com.mx/booksArata, A. (sf). Инжиниринг и управление эксплуатационной надежностью промышленных предприятий. Применение платформы R-MES. Получено из http://books.google.com.mx/booksGiudice, C., & Pereyra, A. (2005). Разработка процесса. Получено в Национальном технологическом университете, региональная школа Ла-Платы: http://www.frlp.utn.edu.ar/materias/oindustrial/apunte3.pdf González, E., & AEC, (. D. (февраль 2006 г.). Качество и процесс проектирования и разработки. Получено из: https://www.aec.es/c/document_library/get_file?uuid=c7afa03b-a8df-43c2-82f3-275d2058d9f6&groupId=10128González, RM, Lara C. Hernández, И Гордилло, Ф.Дж. (18 ноября 2009 г.).Оценки надежности-доступности-ремонтопригодности Groover, MP (1997). Основы современного производства: материалы, процессы и системы. Пирсон Образование. Источник: http://books.google.com.mx/booksReliability and Risk Management, SA (10 МАРТА 2012 г.). Техника надежности. Получено от Риверы, А. (2009-09-29). Концептуальный, базовый и детальный инжиниринг. Троффе М. (н.э.). АНАЛИЗ ISO 14224 / OREDA.