Ανάπτυξη συστήματος βελτιστοποίησης του κόστους υλικών συντήρησης και λειτουργίας μηχανολογικού βιομηχανικού εξοπλισμού

Abstract

Το ερευνητικό πεδίο της Διδακτορικής Διατριβής επικεντρώνεται στην ανάπτυξη μεθοδολογίας που να αντιμετωπίζει με συστηματικό και επιστημονικά θεμελιωμένο τρόπο τον προσδιορισμό των απαιτήσεων, την κοστολογικά βέλτιστη διαχείριση και τη συνακόλουθη εξασφάλιση αποθεμάτων κρισίμων υλικών και ανταλλακτικών Συντήρησης, Επισκευής και Λειτουργίας (ΣΕΛ) για την κάλυψη των αναγκών Μη Προγραμματισμένης Συντήρησης μίας αυτόνομης παραγωγικής ή άλλου, ευρύτερα, προσανατολισμού βιομηχανικής εγκατάστασης συνεχούς λειτουργίας. Οι εφαρμοζόμενες σήμερα μέθοδοι βιομηχανικής συντήρησης και τα σύγχρονα υπολογιστικά/μηχανογραφημένα εργαλεία της δεν αντιμετωπίζουν μεθοδικά το ζήτημα των υλικών ΣΕΛ Μη Προγραμματισμένης Συντήρησης λόγω της εξακριβωμένης απουσίας διαδικασιών συστηματικού προσδιορισμού της κρισιμότητας εγκαταστάσεων και ανταλλακτικών αφ’ ενός και των αναγκαίων αποθεμάτων ασφαλείας υλικών ΣΕΛ για τον κρίσιμο αυτόν τομέα αφ’ ετέρου. Η απουσία αυτή έχει ως αποτέλεσμα να καθίσταται ουσιαστικά αδύνατος ο ισοσκελισμός μεταξύ υποαποθεματοποίησης και υπερ-αποθεματοποίησης των απαραίτητων υλικών και δυνητική την παντελή έλλειψή τους στον κρίσιμο χρόνο. Εξ ίσου δυνητική είναι επίσης η αποθεματοποίηση μη κρίσιμων υλικών ΣΕΛ. Οι πολύ σοβαρές επιπτώσεις των διαπιστώσεων αυτών αποτιμώνται τόσο σε απώλειες χρόνου παραγωγής/λειτουργίας όσο και στην επιβάρυνση του διαχειριστικού κόστους των υλικών αυτών και κατ’ επέκταση του κόστους συντήρησης. Η μέθοδος που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της Διδακτορικής Διατριβής εισάγει το μοντέλο της Δυναμικής Κρισιμότητας των Βιομηχανικών Μηχανολογικών Συνόλων (ΔΚΣ) που εξελίσσει και επεκτείνει στις απαιτήσεις του πεδίου της έρευνας τις βασικές αρχές της Failure Modes Effects and Criticality Analysis (FMECA). Μέσω της ΔΚΣ επιτυγχάνονται η συστηματική ανάλυση των οιωνδήποτε – προβλέψιμων ή απρόβλεπτων – τρόπων και αιτιών αστοχίας των βιομηχανικών συνόλων και στοιχείων, η εκτίμηση των συνεπειών και ο υπολογισμός των επιπτώσεων της εμφάνισής τους στην λειτουργία και τη διαθεσιμότητα της εγκατάστασης, ο εντοπισμός και η κρισιμότητα των Υλικών ΣΕΛ Μη Προγραμματισμένης Συντήρησης. Η αναπτυχθείσα μεθοδολογία ανάλυσης της κρισιμότητας οδηγεί, με την παράλληλη χρήση οικονομικών και διαχειριστικών κριτηρίων, στις κοστολογικά βέλτιστες ποσότητες τεκμηριωμένα κρίσιμων υλικών για το Απόθεμα Ασφαλείας ΣΕΛ Μη Προγραμματισμένης Συντήρησης. Αυτό επιτελείται με αποκλειστική εστίαση στην εξασφάλιση της μέγιστης λειτουργικής διαθεσιμότητας του παραγωγικού βιομηχανικού εξοπλισμού. Κύριες συνιστώσες της μεθοδολογίας που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο της Διδακτορικής Διατριβής είναι οι εξής: • Ανάλυση του βιομηχανικού εξοπλισμού και ιεράρχησή του σε έξι επίπεδα (συγκρότημα, μηχανή, σύστημα, υποσύστημα, σύνολο, εξάρτημα) με αντίστοιχη κωδικοποίηση. • Ανάλυση πέμπτου επιπέδου (σύνολο) της ιεράρχησης του εξοπλισμού και ένταξη των συνόλων σε κατηγορίες που ενσωματώνουν κοινά χαρακτηριστικά λειτουργίας. • Ταυτοποίηση, σε επίπεδο κατηγορίας, των μορφών και τρόπων αστοχίας, των αιτιών και επιπτώσεών τους στην εύρυθμη λειτουργία και διαθεσιμότητα του εξοπλισμού. Ως τέτοιες αστοχίες που οδηγούν σε εργασίες Μη Προγραμματισμένης Συντήρησης θεωρούνται οι πάσης φύσεως εμφανίσεις εκτάκτων/αιφνιδίων περιστατικών που οφείλονται σε απρόβλεπτες φθορές και προβλήματα υλικού, ζημιές, ατυχήματα, καταχρηστικές ή λανθασμένες χρήσεις, επεμβάσεις τρίτων, απρόβλεπτες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, βανδαλισμούς κλπ. • Ανάπτυξη και υπολογισμός της Δυναμικής Κρισιμότητας Συνόλων (ΔΚΣ) με χρήση κατάλληλα διατυπωμένων εξισώσεων, αναγνώριση και διακριτοποίηση των κρισίμων συνόλων. • Τελική παραγωγή του προτεινόμενου Αποθέματος Ασφαλείας υλικών ΣΕΛ Μη Προγραμματισμένης Συντήρησης με ενσωμάτωση διαχειριστικών και οικονομικών κριτηρίων. • Χρήση Δυναμικής Μνήμης Συστήματος (ΔΜΣ) για συνεχή ενημέρωση αναθεώρηση, σύγκριση δεδομένων και αποτελεσμάτων, αναφορά. Η αναπτυχθείσα μεθοδολογία υλοποιείται μέσω του πρωτότυπου έμπειρου συστήματος υποστήριξης αποφάσεων PEMROT (Performance and Cost Effective MRO Tool). Η έρευνα και η Διδακτορική Διατριβή πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο του Ερευνητικού Προγράμματος της ΓΓΕΤ - ΠΕΝΕΔ 2003. Το σύστημα PEMROT εφαρμόσθηκε και αξιολογήθηκε με επιτυχία σε μία συνεχούς λειτουργίας Ελληνική βιομηχανική εγκατάσταση του κλάδου της επεξεργασίας μετάλλων.