1. Efektivnost_Održavanje_za predavanje.ppt

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA I TEHNOLOGIJE ODRŽAVANJA

Lekcija 13: Efektivnost i Sigurnost funkcionisanja tehničkih sistema

Prof. dr Predrag Popović

EFEKTIVNOST TEHNIČKIH SISTEMA

Sve su izraženije potrebe za projektovanjem, proizvodnjom i eksploatacijom tehničkih sistema, koji će omogućiti povišenje izlaznih karakteristika, stabilnosti u vremenu i ukupnoj efektivnosti tehničkog sistema u smislu:•efikasnog stupanja u rad sa izlaznim veličinama u području dozvoljenih odstupanja postavljenih zahtevanih funkcija (performansi) u neophodno potrebnom vremenu trajanja,•vršenju zahtevanih funkcija u projektovanom vremenu trajanja,•uspešnog prilagođavanja sistema promenama uslova okoline u datom vremenu trajanja.



Za funkciju EFEKTIVNOSTI tehničkih sistema možemo reći da odražava ukupna svojstva jednog tehničkog sistema i daje odgovore na sledeća pitanja:

1.Da li može sistem da se uključi u rad?

2.Koliko može sistem da radi?

3.Kako sistem izvršava zadatak?

Prikladniji način za definisanje tehničkog sistema je pojam sigurnosti fukcionisanja.

OTKAZ TEHNIČKIH SISTEMA


U procesu upotrebe i korišćenja tehnički sistemi ostvaruju naizmenična stanja U RADU i U OTKAZU, koja su slučajnog karaktera, to se i EFEKTIVNOST SISTEMA može izraziti kao verovatnoća da će tehnički sistem po stupanju u eksploataciju uspešno obavljati zahtevane funkcije i prilagoditi se datim uslovima u predviđenom vremenu rada, tj. dat u obliku funkciju tipa:

E(t)= R(t) X G(t) X FPVeličina funkcije efektivnosti tehničkog sistema kreće se u granicama:

0 E 1


gde su: •R(t) – pouzdanost, verovatnoća rada bez otkaza u toku vremena t.•G(t) – raspoloživost ili gotovost, verovatnoća raspoloživosti u bilo kom trenutku t, odnosno da će tehnički sistem biti u stanju da radi ili da se uključi u rad, ukoliko je bio u skladištu.•FP – funkcionalna pogodnost, stepen zadovoljenja funkcionalnih zahteva, prilagođavanja okolini.

U praktičnom smislu EFEKTIVNOST tehničkih sistema obuhvata tehnološko-upravljački proces vezan za određivanje, merenje i kontrolu karakteristika sistema.



Pouzdanost i raspoloživost su slučajne funkcije.

Funkcionalna pogodnost je određena veličina, projektovanjem ili konstrukcijom tehničkog sistema.

POUZDANOST tehničkog sistema predstavlja verovatnoću da će sistem uspešno vršiti zahtevane funkcije u projektovanom vremenu trajanja i datim uslovima okoline.


RASPOLOŽIVOST ili GOTOVOST tehničkog sistema predstavlja verovatnoću da će sistem uspešno stupiti u dejstvo i ostati u području dozvoljenih odstupanja zahtevanih funkcija u datom vremenu i datim uslovima okoline.

(Raspoloživost – mera stanja tehničkog sistema u trenutku uključenja).

FUNKCIONALNA POGODNOST tehničkog sistema predstavlja sposobnost sistema za uspešno prilagođavanje uslovima okoline u projektovanom vremenu trajanja rada.


Izučavanje problema efektivnosti tehničkih sistema obuhvata osnovne veličine vezane za ponašanje sistema kao:•Kvalitet zahtevanih funkcija, koji podrazumeva sposobnost sistema da vrši rad ili da izvrši zadatak postavljen projektovanim zahtevanim funkcijama u granicama dozvoljenih odstupanja. •Vreme – ukupan koncept efektivnosti baziran je na verovatnoći da će tehnički sistem raditi zadovoljavajuće u datom vremenu. •Uslove okoline – faktori temperature, vlažnosti, vibracija, udara, promena zahteva i standarda utiču u najvećoj meri na izlaz sistema izvan dozvoljenih granica odstupanja, odnosno uslovljavaju pojavu otkaza.


Pri izučavanju problema efektivnosti tehničkih sistema treba praviti razliku između EFEKTIVNOSTI i KVALITETA tehničkog sistema u smislu da je:•KVALITET SISTEMA mera u kojoj tehnički sistem (proizvod) ispunjava zahteve okoline, dakle, statička veličina.•EFEKTIVNOST SISTEMA verovatnoća da će tehnički sistem (proizvod) vršiti zahtevane funkcije u datom vremenu i datim uslovima okoline, dakle, dinamička veličina.

Razlika je u veličini VREME.


1. Efektivnost sistema je vezana za vremenski interval održanja kvaliteta.

2. Efektivnost sistema je vezana za pojavu otkaza elemenata sistema.

Kvalitet može biti ocenjen po završetku izrade - proizvodnje tehničkog sistema (proizvoda), a efektivnost tek u vremenu rada tehničkog sistema, odnosno kao projektna veličina u vremenu eksploatacije sistema.

Proizvođači tehničkih sistema obavezni su da pored kvaliteta garantuju efektivnost sistema u vremenu.


• Tehnički sistemi povišenog stepena efektivnosti obezbeđuju viši nivo izlaznih veličina i smanjuju troškove održavanja i opravki.

• Optimalna veličina efektivnosti tehničkih sistema nije ista za proizvođača i korisnika, jer korisnik traži tehničke sisteme višeg stepena efektivnosti, nego što je to ekonomski isplativo za proizvođača.

• Sa stanovišta proizvođača tehničkih sistema ostvarenje višeg nivoa efektivnosti sistema (niži troškovi održavanja) moguće je samo uz povišena ulaganja u procesu razvoja i proizvodnje.

• Sa stanovišta korisnika, ukoliko je nivo efektivnosti viši utoliko su troškovi održavanja niži.

• Porastom efektivnosti rastu i troškovi nabavke i poslovanja.


Efektivnost tehničkih sistema suštinski suštinski utiče na tri osnovna područja sistema, i to:

1. Učinak sistema

2. Kvalitet sistema

3. Trajnost sistema

UČINAK SISTEMA, koji predstavlja meru izlaza sistema u jedinici vremena.

Učestanost otkaza i vreme trajanja u otkazu u velikoj meri uslovljavaju veličinu učinka tehničkog sistema.

Povećanje učinka sistema na osnovu smanjenja zastoja od većeg je interesa nego povećanje učinka konstrukcionim rešenjima sistema, koji dovode do složenije strukture i veće učestalosti otkaza.


KVALITET SISTEMA je uslovljen nizom uticaja vezanih za kvalitet dizajniranja, materijala, obrade, montaže, ispitivanja i drugih uticaja koji prate razvoj tehničkog sistema.

TRAJNOST SISTEMA predstavlja svojstvo sistema da održi radnu sposobnost do trenutka određenog nemogućnošću daljeg korišćenja.

Trenutak nermogućnosti daljeg korišćenja je uslovljen povišenom ušestanošću pojava stanja u otkazu i sve bržim slabljenjem sistema. Ukoliko tehnički sistem održava nivo izlaznih veličina u granicama zahtevanih funkcija, utoliko je njegova trajnost veća.


Zaključak:

Efektivnost tehničkih sistema predstavlja kompleksan pokazatelj ponašanja sistema u datom vremenu i datim uslovima okoline sa stanovišta ostvarenja zadatih zahtevanih funkcija.

SIGURNOST FUNKCIONISANJA je najvažnija karakteristika mnogih tehničkih sistema, a obuhvata onaj skup karakteristika

–pouzdanosti,

–pogodnosti održavanja i

–logističke podrške održavanju,

koji može istovremeno da se meri i utiče na očekivanja korisnika u željenom intervalu vremena i optimalnim troškovima u ciklusu veka trajanja sistema (životni ciklus sistema).

SIGURNOST FUNKCIONISANJA TEHNIČKIH SISTEMA

Sigurnost funkcionisanja izražava se kao složeno svojstvo neposredno uslovljeno svojstvima ‘pouzdanosti’, ‘pogodnosti održavanja’ i ‘logističke podrške održavanju’.

Ukupna valjanost tehničkog sistema iskazuje se njegovom sigurnosti funkcionisanja tj. u odnosu na njegove ukupne radne mogućnosti. Od dostignuća nivoa performansi sigurnosti funkcionisanja (pouzdanosti, pogodnosti održavanja i logističke podrške održavanju) umnogome zavisi upotrebni kvalitet, ali i ukupni troškovi veka trajanja tehničkog sistema.

SIGURNOST FUNKCIONISANJA SISTEMA

– Karakteristike tehničkog sistema u pogledu sposobnosti da dostigne neophodni upotrebni kvalitet, odnosno sigurnost funkcionisanja u procesu upotrebe, korišćenje ili eksploatacija treba posmatrati sa stanovišta troškova.

–Primenom odgovarajućih principa sigurnosti funkcionisanja, vreme razvoja tehničkog sistema može biti smanjeno i sigurnost funkcionisanja povećana, održavajući, istovremeno, troškove ciklusa veka trajanja na relativno niskom nivou.


– Sistem može biti funkcionalno pogodan, može biti pouzdan i imati zadovoljavajuću pogodnost održavanja, ali ne mora da bude i raspoloživ, ukoliko nema odgovarajuću logističku podršku.

– Primena različitih mera i elemenata logističke podrške, u ciklusu veka trajanja tehničkog sistema, može da postigne povećanje upotrebnog kvaliteta, odnosno smanjenja broja otkaza u jedinici vremena (povećan nivo pouzdanosti), kao i povećanje pogodnosti održavanja, odnosno skraćivanja vremena postupaka održavanja.


Sigurnost funkcionisanja je zajednički pojam koji se koristi da opiše raspoloživost i faktore koji na nju utiču, i to:

1. Pouzdanost,

2. Pogodnost održavanja i

3. Logističku podršku održavanju. Sigurnost funkcionisanja koristi se samo u opštem

smislu kao neekvivalentan pojam. Program sigurnosti funkcionisanja tehničkog

sistema obuhvata: organizacionu strukturu, odgovornosti, postupke, procese i resurse korišćene za upravljanje sigurnosti funkcionisanja.


Koraci procesa za upravljanje sigurnošću funkcionisanja - Redosled aktivnosti

Opšta procedura analize sigurnosti funkcionisanja sastoji se od sledećih zadataka:Definisanje tehničkog sistema - analizirati zahtevane funkcije, funkcionalne odnose sa njegovim okruženjem, uključujući međusobne veze ili procese. Definisanje sistema su ulazi iz procesa inženjeringa sistema.Definisanje zahteva/ciljeva sigurnosti funkcionisanja - navesti sve zahteve ili ciljeve pouzdanosti i raspoloživosti tehničkog sistema, karakteristike i oblike, zajedno sa uslovima okruženja i funkcionisanja, kao i zahteve za održavanjem. Definisati otkaz sistema, kriterijume otkaza, očekivano trajanje funkcionisanja i okruženje funkcionisanja.

SIGURNOST FUNKCIONISANJA SISTEMA - Procedura

Opšta procedura analize sigurnosti funkcionisanja sastoji se od sledećih zadataka (nastavak):

Alokacija zahteva za sigurnošću funkcionisanja - dodelite zahteve za sigurnost funkcionisanja sistema ili ciljeve različitim podsistemima u ranoj fazi projektovanja kada je to potrebno.Analiza sigurnosti funkcionisanja - sistem analizirati na osnovu tehnika sigurnosti funkcionisanja i relevantnih podataka za performanse.


(nastavak):

Analiza sigurnosti funkcionisanja – Kvalitativna analiza (struktura sistema; odrediti

oblike otkaza sistema i komponenata, mehanizme otkaza, uzroke, efekte i posledice otkaza; analizirati putanje otkaza/kvarova; analizirati pogodnost održavanja u pogledu vremena, metoda izolovanja problema, i metoda opravke; utvrditi adekvatnost tehničke dijagnostike koja je obezbeđena za otkrivanje kvarova; analizirati mogućnost za izbegavanje otkaza; utvrditi moguće strategije održavanja i opravki).


(nastavak):Analiza sigurnosti funkcionisanja

– Kvantitativna analiza (razviti modele pouzdanosti i/ili raspoloživosti; definisati numeričke referentne podatke koji treba da se koriste; izvršiti numeričke procene sigurnosti funkcionisanja; izvršiti analize kritičnosti i osetljivosti komponenata prema potrebi).

Preispitivanje i preporuke - analizirati da li su zahtevi/ciljevi sigurnosti funkcionisanja zadovoljeni i da li bi alternativni projekti mogli da poboljšaju sigurnost funkcionisanja na troškovno isplativ način.


(nastavak):Preispitivanje i preporuke - Aktivnosti mogu da obuhvate sledeće zadatke:

Vrednovati poboljšanje sigurnosti funkcionisanja sistema koje je nastalo kao rezultat poboljšanja projektovanja i proizvodnje.

Preispitivati projekat sistema, utvrditi slabosti i kritične oblike otkaza i komponente.

Razmotriti karakteristike i mehanizme za obezbedjivanje od otkaza. Razviti alternativne načine za poboljšanje sigurnosti funkcionisanja,

na primer paralelne veze, nadgledanje performansi, otkrivanje otkaza, procedure održavanja, pogodnosti za zamenu komponenata, procedure popravke.

Obaviti studije za kompromisna rešenja, sa vrednovanjem troškova i složenosti alternativnih projekata.

Vrednovati efekte sposobnosti proizvodnog procesa. Vrednovati rezultate i uporediti ih sa zahtevima.


Efektivan program sigurnosti funkcionisanja tehničkog sistema obuhvata sve faze ciklusa veka trajanja, i to:

1.Faza koncepta i definisanja potreba i zahtevanih funkcija tehničkog sistema.

2.Faza projektovanja i razvoja3.Faza proizvodnje i instaliranja 4.Faza eksploatacije i održavanja5.Faza povlačenja iz upotrebe - otpisa

Postojanje efektivnog programa sigurnosti funkcionisanja za odgovarajuće faze ciklusa veka trajanja tehničkog sistema jeste interes i proizvođača i korisnika – kupaca.

SIGURNOST FUNKCIONISANJA SISTEMA - Program

Ciklus veka trajanja tehničkog sistema

Ciklus veka trajanja tehničkog sistema (životni ciklus) - ukupan radni vek obuhvata nekoliko međusobno povezanih i vremenski uslovljenih faza, koje sadrže i specifične aktivnosti.

• Definisanje programa sigurnosti funkcionisanja za bilo koju fazu ciklusa veka trajanja tehničkog sistema zahteva poznavanje principa, metoda i tehnika sigurnosti funkcionisanja, projekta sistema, njegove tehnologije, nameravane upotrebe i faktora troškova.

• Struktura i elementi programa sigurnosti funkcionisanja, kao i detaljni opisi postupaka, metoda, analize, alata i statističkih principa korišćenih za definisanje, kontrolu i procenu karakteristika sigurnosti funkcionisanja (pouzdanosti, pogodnosti održavanja i logističke podrške održavanju), treba da budu dokumentovani.

SIGURNOST FUNKCIONISANJA SISTEMA - Program

Metod analize Raspodeljivanje zahteva/ciljeva sigurnosti

funkcionisanja

Kvalitativnaanaliza

Kvantitativna analiza Preispitivanje i preporuke

Predviđanje stope otkaza Primenjivo za redne strukture sistema, bez paralelnih veza

Moguće za analizu strategije održavanja

Proračun stope otkaza i MTTFa za elektronske komponente i opremu

Podržava

Analiza stabla otkaza (FTA)

Primenjivo, ako ponašanje sistema nije izraženo zavisno od vremena ili redosleda

Kombinacije okaza/kvarova

Proračun pouzdanosti i raspoloživosti sistema i relativni doprinosi podsistema neraspoloživosti sistema

Primenjivo

Analiza stabla događaja Moguće

Redosledi otkaza Proračun stopa otkaza sistema Primenjivo

Analiza blok dijagrama pouzdanosti

Primenjivo, za sisteme gde se mogu podrazumevatinezavisni blokovi

Putanje uspeha

Proračun pouzdanosti, raspoloživosti sistema

Primenjivo

Markovljeva analiza Primenjivo

Redosledi otkaza Proračun pouzdanosti, raspoloživosti sistema

Primenjivo

Analiza Petrijeve mreže

Primenjivo

Redosledi otkaza Obezbediti opis sistema za Markovljevu analizu

Primenjivo

Analiza oblika, posledica (i kritičnosti) otkaza FME(C)A

Primenjivo za sisteme kod kojih preovlađuje nezavisan jednokratni otkaz

Posledice otkaza

Proračun stopa okaza (i kritičnosti) sistema

Primenjivo

HAZOP studije Podržavanje

Uzroci i posledice odstupanja

Nije primenjivo

Podržava

Analiza pouzdanosti ljudskog faktora

Podržava Uticaj performanse ljudi na funkcionisnje sistema

Proračun verovatnoća otkaza za zadatke ljudi

Podržava

Preklop radnih i kritičnih opterećenja

Nije primenjivo

Može da se koristi kao sredstvo izbegavanja kvarova

Proračun pouzdanosti za (elektro) mehaničke komponente

Podržava

Analiza funkcionisanja strukture

Nije primenjivo

Moguće Proračun pouzdanosti, raspoloživosti sistema

Podržava

Statističke metode pouzdanosti

Moguće

Uticaj okaza Kvantitativna procena pouzdanosti sa nesigurnostima

Podržava

ZAHTEVI ZA SIGURNOST FUNKCIONISANJA SISTEMA

Specifikacije sigurnosti funkcionisanja priprema isporučilac tehničkih sistema, koje treba da obuhvate analizu i utvrđivanje:

– Kvalitativnih zahteva za pouzdanost i pogodnost održavanja (zahtevane funkcije, kriterijume neispravnosti, uslove okoline i eksploatacije, period rada sistema).

– Kvantitativnih zahteva o merama pouzdanosti i pogodnosti održavanja (srednje vreme zastoja, srednje vreme otkaza).

– Zahteva za pogodnost ispitivanja (postupci ispitivanja, tačnost ispitivanja).

– Kvalitativnih i kvantitativnih zahteva i uslova za logističku podršku održavanju.

Specifikacija sigurnosti funkcionisanja predstavlja osnovu za sporazumevanje između isporučioca i kupca tehničkih sistema.

SRPS EN 60300-3-1,

Maj 2008., Identičan sa EN 60300-3-1:2004.

Menadžment sigurnošću funkcionisanja .

Deo 3-1: Uputstvo za primenu . - Tehnike analize za sigurnosti funkcionisanja - Uputstvo u vezi sa metodologijom

SRPS EN 60300-3-2,

Maj 2008., Identičan sa EN 60300-3-2:2005


Deo 3-2: Uputstvo za primenu . Prikupljanje podataka o sigurnosti funkcionisanja u toku eksploatacije

SIGURNOST FUNKCIONISANJA SISTEMA - standardi

SRPS EN 60300-3-3



Deo 3-3: Uputstvo za primenu . Troškovi životnog ciklusa

SRPS EN 60300-3-4

Март 2011. , Идентичан са EN 60300-3-4:2008.

Менаџмент сигурношћу функционисања —

Део 3-4: Упутство за примену — Упутство за спецификацију захтева за сигурност функционисања


SRPS EN 60300-3-12

Октобар 2012., Идентичан са EN 60300-3-12:2011.


Део 3-12: Упутство за примену — Интегрисана логистичка подршка

SRPS EN 60300-3-14



Deo 3-14: Uputstvo za primenu - Održavanje i podrška održavanju


SRPS EN 60300-3-16

Март 2011., Идентичан са EN 60300-3-16:2008


Део 3-16: Упутство за примену — Смернице за спецификацију услуга подршке одржавању

SRPS EN 60300-1

Jun 2008. Identičan sa EN 60300-1:2003


Део 1: Системи менаџмента сигурношћу функционисања


SRPS EN 61703:2009 Matematički izrazi za pouzdanost, raspoloživost, pogodnost održavanja i logističku podršku održavanju

SRPS IEC 60863:1998 Predstavljanje rezultata predviđanja karakteristika pouzdanosti, pogodnosti održavanja i raspoloživosti

SRPS IEC 61070:1997 Procedure ispitivanja usaglašenosti za raspoloživost u ustaljenom stanju



SIGURNOST FUNKCIONISANJA jednog tehničkog sistema, tj. performanse njegove RASPOLOŽIVOSTI, izražava se kao složeno svojstvo neposredno uslovljeno svojstvima:•Pouzdanosti (performansama se bavi Teorija pouzdanosti),

•Pogodnosti održavanja (performansama se bavi Inženjerstvo održavanja),

•Logističke podrške održavanju (performansama se bavi Logističko inženjerstvo).


SIGURNOST FUNKCIONISANJA SISTEMASIGURNOST FUNKCIONISANJA SISTEMA

Standard SRPS EN 60300-1 - Defenicije

Sigurnost funkcionisanja predstavlja zajednički pojam koji se koristi da opiše performansu raspoloživosti i faktore koji na nju utiču: performansu pouzdanosti, performansu pogodnosti održavanja i performansu podrške održavanju.

Performansa raspoloživosti jeste sposobnost elementa da može da obavi zahtevanu funkciju pod datim uslovima u datom trenutku, ili u bilo kom trenutku datog intervala vremena, podrazumevajući da su obezbeđeni potrebni spoljni resursi.

Standard SRPS EN 60300-1 - Defenicije

Performansa pouzdanosti jeste sposobnost elementa da izvrši zahtevanu funkciju, pod datim uslovima, u datom intervalu vremena.

Performansa pogodnosti održavanja jeste sposobnost elementa da pod datim uslovima korišćenja bude zadržana ili vraćena u stanje u kojem može obavljati zahtevanu funkciju, kada se održavanje obavlja pod datim uslovima i korišćenjem propisanih procedura i resursa.

Performansa podrške održavanju jeste sposobnost organizacije održavanja da, pod datim uslovima, obezbedi u slučaju potrebe, zahtevane resurse za održavanje elementa, u okviru date politike održavanja.

POUZDANOST TEHNIČKIH SISTEMA

Performanse pouzdanosti tehničkog sistema, kao komponenta performansi njegove raspoloživosti predstavljaju sposobnost sistema da radi u toku određenog vremena i u zadatim uslovima.

Tehnički sistem mora pri projektovanju i izradi da bude prilagođen zadatim uslovima okruženja, odnosno pouzdanost sistema se tretira kao njegovo unutrašnje (inherentno) svojstvo, koje može da se poboljša konstrukcijsko-tehnološkim merama.

POGODNOST ODRŽAVANJA

Pogodnost održavanja određuje verovatnoću da će projektovani postupak održavanja biti izveden u datom vremenu, datim uslovima okoline i pri minimalnim troškovima.

Pogodnost održavanja, u najvećoj meri, je uslovljena prostornom strukturom tehničkog sistema (komponovanjem), odnosno razmeštajem elemenata i može biti značajno povećana u rezultatu kvalitetnog oblikovanja u smislu smanjenja vremena u otkazu.

LOGISTIČKA PODRŠKA ODRŽAVANJU

Logistička podrška održavanju je spoj procesa upravljanja sa odgovarajućim tehničkim merama radi definisanja potreba u pogledu podrške, projektovanja podrške i stvaranje uslova za obezbeđenje podrške ostvarenju misije tehničkog sistema.

Logistička podrška održavanju polazi od inherentnih osobina tehničkog sistema i predviđenih programa i planova održavanja; zatim obuhvata objekte za održavanje, opremu za održavanje, osoblje i obuku, podršku snabdevanju energijom, potrošnim materijalom i rezervnim delovima, skladištenje, tehničku dokumentaciju i računarsku podršku.

Documents

1. Efektivnost_Održavanje_za predavanje.ppt