Виды ТО: по отказу, по плану, по состоянию

Когда выгоднее дождаться поломки, а когда менять узел заранее или следить за ним приборами? Выбери узел карьерной машины, задай интервал замены и контроля и сравни отказы, простои и деньги за год на десяти машинах.

01 Что это такое

Узел можно менять, когда он сломался, когда подошел срок или когда приборы показали, что он скоро сломается. Это три разные стратегии ТО, и у каждой своя цена.

Работа до отказа самая простая: ничего не планируешь, но платишь за внезапный простой и за то, что сломанная деталь разбила соседние. Замена по плану убирает часть отказов, но выбрасывает узлы, которые могли бы работать еще долго. ТО по состоянию следит за узлом: вибрация, анализ масла, температура. Дефект обычно виден задолго до отказа, и этот запас времени называют P–F интервалом. Если проверять узел чаще, чем длится этот запас, его успевают заменить в плановый день.

Одна и та же жизнь узла. Плановая замена снимает его слишком рано, работа до отказа слишком поздно, контроль состояния ловит момент между P и F.

P: Потенциальный отказ. Момент, когда дефект уже можно заметить приборами: вибрация выросла, в масле появилось железо, узел греется.
F: Функциональный отказ. Узел больше не выполняет свою работу: подшипник заклинило, насос не дает давления.
Δ: Интервал контроля, ч. Как часто узел проверяют. Чтобы дефект не проскочил между проверками, Δ должен быть меньше P–F интервала.

02 Опыт

Выбери узел. Сравни три стратегии на десяти машинах. ГОД РАБОТЫ ПАРКА

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Один узел, три стратегии

Рис. 7.3

ГОТОВЫЕ СЛУЧАИ

Самая дешевая стратегия

Экономия против работы до отказа

Δ / P–F, нужно меньше 1

Узел и стратегии

Узел

По плану: замена через

По состоянию: контроль каждые

P–F интервал

Сколько часов дефект виден до отказа. Зависит от узла и от метода: вибрация замечает дефект подшипника раньше, чем термометр.

Выбери стартер: отказы у него случайные, и плановая замена только тратит деньги. А для подшипника ступицы попробуй сделать контроль реже, чем P–F интервал.

03 Формулы по буквам

Сколько стоит отказ и как часто проверять

Стратегию выбирают по деньгам: сколько стоит один внезапный отказ, сколько стоит одна замена заранее и сколько осмотров нужно, чтобы не проспать дефект. Числа считаются по узлу из опыта.

Почему внезапный отказ дороже?

C_отк = C_д + C_вт + t_отк·c_ч

При отказе платишь за деталь, за то, что она разбила соседние, и за часы простоя, когда машина не возит руду. При плановой замене вторичного ущерба нет, а простой короче: запчасть и бригада готовы заранее. Единица счета здесь час простоя этой машины: деталь и ущерб тоже выражены в таких часах.

C_отк: цена одного отказа, в часах простоя
C_д: деталь и работа, в часах простоя
C_вт: вторичный ущерб: ось, ступица, корпус, в часах простоя
t_отк, c_ч: простой, ч, и цена часа простоя: она взята за единицу, c_ч = 1

Сколько стоит стратегия за год?

C = n_отк·C_отк + n_пл·C_пл + n_к·C_к

Каждая стратегия меняет соотношение: по отказу все замены дорогие, по плану больше замен, но дешевых, по состоянию добавляются осмотры, зато узел работает почти весь свой ресурс. На рисунке самая дешевая стратегия для узла принята за 100 %, остальные показаны в процентах от нее.

n_отк: отказов в год на машину
n_пл: замен заранее в год
n_к, C_к: число осмотров и цена одного, в часах простоя

Как часто проверять узел?

Δ < P–F

Если проверять реже, чем длится P–F интервал, дефект может зародиться и дойти до отказа между двумя проверками. На практике берут Δ ≈ P–F / 2: тогда остается время заказать запчасть и поставить машину в план.

Δ: интервал контроля, ч
P–F: время от появления заметного дефекта до отказа, ч

Есть ли лучший интервал плановой замены

Если менять узел очень часто, отказов почти нет, но ты покупаешь много деталей. Если очень редко, почти каждый узел доживает до отказа, и это та же работа до отказа. Между ними есть минимум стоимости часа работы.

Он существует, только если узел стареет: β заметно больше 1. При β ≈ 1 новый узел ломается так же часто, как старый, и кривая спускается вправо без минимума. Тогда остаются два пути: работать до отказа или следить за состоянием.

Шкала интервала логарифмическая. Пунктир: текущий интервал в опыте.

04 Где и зачем это применяют

Каждому узлу своя стратегия

План ТО машины
Масло и фильтры меняют по плану: через 250, 500, 1000 моточасов. Это дешево, а грязное масло губит дорогие узлы. Здесь план выгоднее любого контроля.
Двигатель и трансмиссия
Пробу масла берут на каждом ТО. Рост железа и кремния показывает износ задолго до отказа, и двигатель снимают в капремонт в плановый день, а не на дороге карьера.
Ступицы и мотор-колеса
Вибродатчик или переносной прибор раз в месяц. Разрушение подшипника ступицы самосвала может повредить ось и тормоз, поэтому P–F интервал здесь стоит дорого.
Электрика и датчики
Отказы случайные, стареть почти нечему. Их оставляют работать до отказа, а на складе держат запас и учат электриков быстро находить неисправность.
Ежесменный осмотр
Оператор обходит машину перед сменой: течи, трещины, рукава, колеса. Это тоже ТО по состоянию, просто прибор здесь глаза, а Δ одна смена.
Быт
Масло в автомобиле меняют по пробегу, лампочку по отказу, а шины по состоянию: по глубине протектора. Каждый водитель уже пользуется всеми тремя стратегиями.

Допущения модели+

Ресурс узла описан моделью Вейбулла (см. тему «Кривая отказов»), год равен 6000 моточасов. Средние числа в таблице получены по 400 машино-годам, полосы показывают один случайный год для 10 машин. Осмотр по состоянию всегда замечает дефект, если попал в P–F интервал, и не дает ложных тревог; в жизни приборы ошибаются в обе стороны. P–F интервал взят одинаковым для всех узлов, хотя на деле он разбросан. Цены, простои и потери добычи учебные, порядок величин близкий к карьерной технике. Деньги не называются: цена детали, ущерба и осмотра выражена в часах простоя машины, а затраты стратегий в процентах от самой дешевой для выбранного узла. Новый узел после любой замены считается полностью новым.

Еще в направлении «Инженерия»

Все темы направления «Инженерия» →