Надежность производственных систем

Надежность производственных систем определяется через вероятность выполнения планового задания в требуемые сроки с заданным качеством при выделенных ресурсах.

Для производственных систем характерны три основных типа отказов, ведущих к потере части трудоемкости:

1) Авария оборудования. Восстановление возможно за счет привлечения резервов (сверхурочные, страховые запасы, недогрузка мощностей, увеличенные размеры партий деталей, интенсификация режимов обработки и приемов труда и т. п.);

2) Появление бракованной продукции. Часто возникает на заключительном этапе технологического процесса или в конце планового периода. Для восстановления используют привлечение резервов (страховые запасы и увеличенные резервы партий запуска);

3) Поставка средств обеспечения не в срок. При данном типе отказов сдвигаются сроки запуска. Для восстановления кроме перечисленных методов необходимо применять рациональные способы оперативного контроля и управления, улучшение дисциплины поставок от сменных подразделений;

Для повышения надежности систем существует четыре основных способа:

1) повышение надежности отдельных элементов системы;

2) снижение интенсивности потока отказа;

3) увеличение интенсивности потока восстановления, учитывая, что время восстановления складывается из двух составляющих: а) время обнаружения и б) время устранения отказа или сбоя;

4) резервирование. Различают следующие виды резервирования:

а) дублирование (наличие резервных мощностей, рабочей силы, применение дублеров для ответственных высоконагруженных инструментов в магазинах станков с ЧПУ).

В качестве примера рассмотрим два способа дублирования: с последовательным и параллельным соединением элементов (таблица 7.1). Анализ показывает, что параллельное соединение как один из способов дублирования существенно увеличивает надежность системы. Основным недостатком дублирования является высокая стоимость;

Таблица 7.1 – Сравнительный анализ способов дублирования

Последовательное соединение	Параллельное соединение
Вероятность безотказной работы	Вероятность безотказной работы

б) резервирование по мощности. Наиболее типично для систем энергообеспечения. Реализуется путём плановой недогрузки оборудования, т. е. уменьшением коэффициента загрузки на 25 – 30 %;

в) резервирование по времени. В системе оставляется незагруженный промежуток времени, в течение, которого можно устранить отказ и его последствия;

г) страховое резервирование (страховые запасы). Это некоторый объём продукции, запас сырья, материалов, который не расходуется до появления сбоев, отказа;

д) структурное резервирование. После отказа требуется изменения структуры системы, например, для производственных систем – это перепланирование, использование запасных маршрутов, введение дополнительных рабочих;

Для производственных систем более характерны сбои, чем отказы в виду большей степени живучести и восстанавливаемости систем.

Восстановление производственной системы. После возникновения отказа система диагностики должна определить его природу, место и мощность, после чего в дело должна вступить система восстановления, которая имеет два направления:

1) оперативное устранение отказа. Выполняется ремонт оборудования, привлекается дополнительная рабочая сила или сверхурочные, регулирование элементов технологической системы, проверка средств контроля, использование страховых запасов, исправление документации;

2) восстановление «потерянной трудоемкости». Используются резервы, согласно двум правилам:

- в первую очередь вводятся более доступные и дешевые резервы;

- используются те системы, которые позволят ликвидировать отказ без обращения к вышестоящим подразделениям по месту возникновения.

Рекомендации по обеспечению надежности производственных систем

- Показатели надежности прежде всего определяются вариантами построения системы, например правильным выбором специализации. При высоком качестве (надежности) небольшое ее положительное увеличение требует значительных затрат, то есть на каждый период времени для определенных ситуаций существует довольно узкий выбор вариантов рациональных и эффективных систем.

- Рациональное использование целевого планирования и нормативов по обеспечению надежности (например: допустимый процент брака, прогулов; количество сверхурочных работ, отклонений от плана, отказов оборудования).

- Развитие систем технического контроля для организации обратной связи и повышения устойчивости системы.

- Развитие систем обслуживания: графики регламентных работ, распределения обязанностей между операторами, наладчиками, ремонтниками, подготовка персонала, обеспечения запасными частями, расходными материалами.

- Использование подсистем оперативного управления для действия в условиях отказа и сбоя. Такие подсистемы должны строиться на базе повторяющихся событий и принимаемых решений с учетом результата. Если результат устраивает, то такое решение можно принять как типовое.

- Обеспечение резервами.

- Проведение испытаний, приемка нового оборудования, отработка технологических процессов.

- Совершенствование организации производства (планирование поставок);

- Использование стабильных технологических процессов на базе аналогов и типовых решений.

- Подготовка и управление персоналом.

- Чёткое ведение документации.

- Материальное стимулирование и улучшение условий труда.

- Наличие функциональных обязанностей.

- Развитие теории и практики обеспечения надежности производственных систем.