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Racionalizando seus investimentos em confiabilidade


Qual é o custo real de uma falha? Infelizmente, não sabemos até depois que a falha ocorreu - e confiabilidade significa evitar a falha. Portanto, aqui está nosso dilema:quanto vale um não-evento? O mundo da engenharia de confiabilidade de fabricação está repleto de pessoas altamente competentes e bem treinadas, acostumadas a definir seu mundo em termos paramétricos e determinísticos.

Para se sentir confortável com o processo de prever o futuro sob as condições atuais e então justificar as mudanças para criar um futuro novo e mais lucrativo, os profissionais de confiabilidade da manufatura devem se sentir confortáveis ​​com o processo de definir seu mundo em termos probabilísticos e não paramétricos.

Sabemos duas coisas - todo processo de fabricação falhará e a falha terá algum impacto na organização. Da mesma forma, há duas coisas que não sabemos:quando o processo irá falhar e a gravidade do impacto para a organização.

Na minha experiência, os profissionais de confiabilidade tendem a gravitar para um dos dois extremos ao definir o impacto de uma falha. Por um lado, o engenheiro de confiabilidade conservador reivindica apenas o custo evitado das peças, presumindo que o custo da mão de obra seja irrecuperável; não há custo de paralisação porque não podemos presumir que a capacidade de produção da planta será vendida; e não podemos assumir quaisquer custos baseados em risco, como danos pessoais, impacto ambiental, etc. Por outro lado, engenheiros de confiabilidade excessivamente zelosos afirmam que, se não tivessem detectado a falha potencial do rolamento e programado para reparo, a bomba teria falhou, criando uma perda total de produção esgotada e levou a um incêndio que explodiu a fábrica, matando todos, criou uma grande zona de resíduos ambientais e fez com que a Terra parasse de girar em seu eixo! Eu brinco, mas o que quero dizer é que a verdade está em algum lugar no meio.


Figura 1. O verdadeiro custo da falha não pode ser estimado deterministicamente até depois do fato. Para fins de planejamento, uma abordagem probabilística deve ser utilizada.

Em sua essência, a confiabilidade é semelhante ao gerenciamento de risco. Os gerentes de risco veem o mundo de forma probabilística e não paramétrica, porque essa é a única maneira razoável de tentar prever o futuro. Pegando emprestado um capítulo do gerenciamento de risco 101 e vários padrões associados relacionados ao tópico, criei um modelo para ilustrar como estimar o custo de uma falha funcional de um processo de manufatura. Este modelo é ilustrado na Figura 1. Aqui estão instruções passo a passo para criar e usar modelos de custo de falha ajustados ao risco.


Figura 2. Custo de falha anual estimado após a implantação de melhorias de monitoramento, planejamento e confiabilidade

1) Crie estimativas de custo com base na gravidade da falha: Conforme ilustra a Figura 1, cada falha funcional tem custos associados. Isso pode incluir peças, mão de obra, tempo de inatividade, custos baseados em risco, etc. A chave é criar modelos de custo baseados na gravidade da falha. Um evento de alta gravidade pode fazer com que você incorra em custos de tempo de inatividade significativos e / ou custos colaterais, enquanto eventos moderados e pequenos produzem um impacto menor na organização. Em meu modelo de exemplo, uma falha de severidade alta custa $ 15.000 por evento, uma falha de severidade moderada custa $ 4.500 e uma falha de gravidade baixa custa $ 2.200. Isso não quer dizer que cada evento considerado de impacto moderado custará exatamente US $ 4.500 (lembre-se de que estamos usando nossos chapéus de pensamento não paramétricos); esta é uma média ponderada dentro dessa categoria de gravidade de falha.

Optei por três classificações de gravidade, que é minha abordagem típica ao trabalhar com clientes. Você pode criar quantas categorias desejar. No entanto, há um retorno marginal decrescente em utilidade para cada categoria adicional. Além disso, sugiro que você resista à tentação de descontar os custos de mão de obra com base na lógica de que eles são irrecuperáveis. A verdade é que o trabalho é um custo variável. Se os processos de fabricação se tornam mais automatizados e confiáveis, simplesmente exigimos menos pessoas para operá-los e mantê-los, ponto final.

2) Crie fatores de ponderação de probabilidade: Em meu exemplo, presumi que 10 por cento dos meus eventos de falha são de gravidade alta, 20 por cento são de gravidade moderada e 70 por cento são de gravidade baixa. Multiplique o custo total de falha para cada categoria de gravidade por sua estimativa de probabilidade associada e some os produtos para produzir o custo total médio ponderado para um evento de falha. No meu exemplo, eventos de alta gravidade contribuem com $ 1.500 para a média ponderada, enquanto eventos de gravidade moderada e baixa contribuem com $ 900 e $ 1.540, respectivamente, para um total de $ 3.940 por evento. Isso sugere que nossa próxima falha custará precisamente US $ 3.940? Claro que não. Novamente, estamos pensando de forma probabilística e não paramétrica.

3) Estime o número de eventos por ano: No mundo financeiro, a análise de custo-benefício é baseada em custos e benefícios anualizados. Portanto, precisamos estimar quantos eventos de falha desse tipo podemos esperar em um ano. No meu exemplo, esperamos dois eventos por ano. Portanto, nosso custo de falha anual médio estimado para este modo de falha funcional é de $ 7.880. Qualquer ação atenuante que você tomar afetará a distribuição da gravidade e / ou reduzirá o número de eventos de falha por ano (aumentando o tempo médio entre falhas [MTBF] ou tempo médio para falha [MTTF]).

4) Alterando a distribuição de probabilidade: Em geral, as ferramentas de planejamento tendem a modificar a distribuição de probabilidade. Por exemplo, monitoramento de proteção, inspeções e monitoramento preditivo nos ajudam a detectar problemas em seus estágios incipientes, antes que tenham a chance de escalar para níveis graves ou catastróficos. Da mesma forma, processos eficazes de planejamento, programação e gestão do trabalho garantem o tratamento dos problemas detectados. Essas medidas não afetam a taxa de falha básica, mas tendem a afetar a distribuição de probabilidade, diminuindo a probabilidade de um evento ser de alta gravidade e aumentando a probabilidade de ser um evento de baixa gravidade.

Em nosso exemplo, se melhorarmos nossa capacidade de detectar e gerenciar falhas, estamos estimando que a probabilidade de um evento de alta gravidade reduz de 10 por cento para 2 por cento, a probabilidade de um evento de gravidade moderada diminui de 20 por cento para 5 por cento, enquanto a probabilidade de um evento de baixa gravidade aumenta de 70 por cento para 93 por cento. Redistribuir as probabilidades de gravidade reduz o custo médio ponderado estimado por evento de $ 3.940 para $ 2.796 (Figura 2).

5) Alterando a taxa de falha: As medidas proativas, por outro lado, influenciam na confiabilidade do processo de fabricação, diminuindo o índice de falhas. Controle proativo de condição e monitoramento para melhorar a lubrificação, controle de contaminação, equilíbrio e alinhamento, bem como operações de precisão e ações de manutenção guiadas por procedimentos operacionais padrão documentados (SOPs) e procedimentos de manutenção padrão (SMPs) reduzem a taxa de ocorrência de falhas. Em nosso exemplo, estimamos que podemos reduzir de duas falhas por ano para uma. Presumindo que reduzamos o custo por evento, melhorando nossa capacidade de detectar e gerenciar problemas combinados com nossas iniciativas de melhoria de confiabilidade, esperamos reduzir nosso custo de falha anual de $ 7.880 para $ 2.796 (figuras 1 e 2).

Portanto, em nosso exemplo, melhorar nossa capacidade de detectar e gerenciar falhas produz um benefício líquido de $ 1.144 por ano para os modos de falha funcional especificados. Combinado com nossas iniciativas de melhoria de confiabilidade, o ganho líquido é de $ 5.084. Desde que os investimentos em confiabilidade necessários para fazer as mudanças produzam uma taxa apropriada de retorno para a organização, as iniciativas devem continuar.

Nesta coluna, adotamos modelos de gerenciamento de risco para nos ajudar a quantificar o custo de um modo de falha funcional. Em edições futuras, vamos mergulhar no campo da tomada de decisão sob incerteza para discutir modelos para fazer estimativas quando há poucos dados empíricos disponíveis, então vamos reuni-los para mostrar a você como realizar uma análise de custo-benefício e apresentar sua proposta projetos de melhoria de confiabilidade de uma forma que fará com que seu índice de aprovação melhore drasticamente.

Manutenção e reparo de equipamentos

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