אחזקה צפויה – ניהול מתקדם של מערך האחזקה

אחזקת צפויה או Predictive maintenance  היא גישת תחזוקה מתקדמת המתבצעת רק לאחר קבלת אינדקציה כי עומד להתרחש שבר או תקלה בציוד או במכונה. בניגוד לגישת אחזקת שבר, אחזקת צפויה נועדה להתערב במערכת רגע לפני שקורה שבר או תקלה ע"י סט של סנסורים ואינדקציות המוטמעים בתוך המערכת  שיתריעו כי נדרשת התערבות תחזוקתית במערכת. שיטת תחזוקה זו היא למעשה שילוב במובן מסוים בין אחזקת שבר ואחזקה מתכוננת.

הבחנה בין אחזקת שבר (CM), אחזקה מונעת (PM) ואחזקה חזויה (PdM)

בעוד אחזקה מונעת (Preventive Maintenance – PM) מתבצעת על פי לוחות זמנים קבועים מראש כדי למנוע תקלות ו אחזקה מתקנת (Corrective Maintenance – CM), הידועה גם בשם אחזקת שבר, מתבצעת רק לאחר שהכשל התרחש בפועל, אחזקה חזויה (Predictive Maintenance – PdM) מבוססת על נתונים ומדדים בזמן אמת לצורך חיזוי תקלות עתידיות.

אתן דוגמא פשוטה להמחשת השיטה:

נקח לדוגמא מערכת של ציר הנעה ומיסב. נושא התחזוקה במקרה זה יהיה המיסב.

בשיטת התחזוקה המונעת ( PM), נבצע תחזוקה של המיסב, למשל גירוז המיסב כל 1000 שעות עבודה או פעם בחודש ללא קשר למצב המיסב

בשיטת תחזוקת השבר (CM), לא נעשה תחזוקה כלל עד שתהיה תקלה או שבר במיסב ואז נתערב תחזוקתית  (נחליף את המיסב)

בשטת התחזוקה הצפויה ( PdM) "נשתול" סנסור במיסב, למשל מד טמפרטורה שיראה לנו את טמפ' המיסב או יתריע כאשר הטמפ' מגיעה לערך מסוים. במקביל נחזיק במידע מבוסס שיציין מה הטמפ' המקסילמלית שבה המיסב יכול לעבוד ללא הרס. בעזרת מע' הסנסור והמידע ניצור מצב שבו המיסב יעבוד למעשה ברצף ללא כל תחזוקה אבל ברגע שטמפ' המיסב תגיע לערך העליון המצוין, נעצור את פעולת המערכת ונבצע תחזוקה, החלפת גריז למשל לפני שהמיסב יהרס.

כיצד זה עובד ?

לפי הדוגמא למעלה אפשר כבר לאפיין את השיטה שמורכבת למעשה מ 2 רכיבים מרכזיים:

• סט של סנסורים יעודיים למתן אינדקציה על פרמטרים מסוימים של המערכת
• -סט של נתונים מבוססים שמציינים ערכי כשל או ערכים מקסמיליים/מינימליים שאסור להגיע אליהם.

 על מנת לממש את שיטת התחזוקה הצפויה במערכת או במתקן מסוים נדרשת הכנה מוקדמת לכך, לעיתים עוד בשלב התכנון של המערכת (כלומר נדרש לתכנן את המערכת מראש על מנת שתהיה בעלת יכולת לקבל תחזוקה צפויה). 

בשלב תכנון המערכת יש לנתח את אופן הפעולה שלה ולקבוע כבר בשלב הזה מהם הפרמטרים העיקריים שאותם צריך לבקר ולעקוב בזמן פעולת המערכת.

פרמטרים אלה יכולים להיות לחץ, טמפרטורה, ספיקה,  זרם, מתח, רעידות, תאוצות, רמת מליחות וכו', כל פרמטר של המערכת שיכול להשפיע בצורה שלילית על ביצועי המערכת. נתונים אלה נמצאים בדרך כלל אצל יצרן או מפתח המערכת והוא אמור לדעת מהם "גבולות הגזרה" של הפרמטר, כלומר, מהו הערך העליון או התחתון של הפרמטר שחריגה ממנו (למעלה או למטה) עלולה לסכן את המערכת.

בהתאם לכך קובעים עכשיו איזה סנסורים צריך להתקין, איפה בדיוק בתוך המערכת יש להתקין את הסנסור על מנת שישקף נכונה את מצב המערכת.

את התפוקות ( output) של הסנסורים האלה צריך להוליך לאיזשהו לוח שעונים או לוח בקרה/התראות על מנת להציג את האינדקציה למפעיל או למתחזק המערכת.

במקביל לכך צריך לכייל את המערכת לסף ההתראות, כלומר יש לקבוע מראש מהו הנתון האינדיקטיבי שיתריע על חריגה או התקרבות לסף המסוכן של הפרמטר ולכייל את ההתראה בהתאם לכך.

יתרונות וחסרונות

היתרון הגדול של שיטת התחזוקה הצפויה הוא בחסכון התפעולי של השיטה. בעצם בשיטת התחזוקה הצפויה אנו מבצעים את התחזוקה היעילה ביותר בכך שאנו חוסכים גם משאבי כוח אדם וגם משאבי ציוד/חומר בצורה הטובה ביותר ותוך כך מאפשרים למערכת לעבוד ברצף וכמעט ללא הפרעה. 

נשים לב:

בתחזוקה מתוכננת אנו בעצם משקיעים זמן וחומר לכאורה "מיותרים" כי אחנו מבצעים תחזוקה ללא קשר למצב האמיתי של המערכת.

בתחזוקת שבר אנו משקיעים מעט זמן וחומר אבל בשיטה זו אנו צריכים להחזיק מלאים רבים "למקרה ש…" ובנוסף תקלה יכולה להתרחש בזמן הכי לא נוח לנו דבר שעלול לפגוע באמינות מול לקוחות ופגיעה במוניטין. 

לאומת זאת, שיטת התחזוקה הצפויה "נהנית מ 2 העולמות". מצד אחד עושים תחזוקה רק מתי שצריך = חסכון בכוח אדם. מצד שני לא צריך להצטייד  מראש בציוד וחומרים מיותרים אלא רק במה שצריך לקראת טיפול תחזוקה = חסכון בציוד.

יישום שיטת תחזוקה צפויה במערכת קיימת

כאשר ישנה מערכת קיימת ועובדת המתוחזקת באחת משיטות התחזוקה המסורתיות (אחזקה מתוכננת או אחזקת שבר) ואנחנו רוצים לעבור לשיטת התחזוקה הצפויה פה נדרש מאמץ מיוחד.

המעבר במקרה זה לשיטת התחזוקה הצפויה כרוך בשלב הראשון בלימוד ואיסוף נתונים. קודם כל צריך ללמוד את מבנה המערכת ודרך פעולתה, דבר שבדרך כלל זמין בתוך הארגון.

בשלב הבא צריך ללמוד איזה פרמטרים של המערכת יכולים לנבא כשל או תקלה צפויה של המערכת. זוהי משימה לא קלה מכיוון שהיא מתבססת (באין נתונים מיצרן או מפתח המערכת) על ביצועי העבר, סטטיסטיקה של תקלות עבר ואיסוף נתונים לאורך זמן שלא בהכרח קיימים. לכן המעבר לשיטת התחזוקה הצפויה במקרה זה דורשת איסוף נתונים לאורך זמן (זה יכול להיות חודשים ואף שנים) על מנת לבסס בסיס נתונים רחב, רלוונטי ואמין. פעם שהנתונים האלה זמינים צריך לנתח אותם ולהפיק מהם סט של פרמטרים וקריטריוני סף שבעצם מציינים: "כאשר פרמטר X מגיע לסף Y עצור את המערכת ובצע פעולת תחזוקהZ". פעולה לא פשוטה כלל ובמקרים מסוימים אף בלתי אפשרית.

אבל, בהנחה שכן הצלחנו לגבש סט קריטריונים לביצוע תחזוקה צפויה, השלב הבא יהיה מימוש על המערכת עצמה שזה אומר תכנון והתקנה של סט סנסורים על המערכת והקמה של מערכת בקרה/התראות מתאימה.

כמובן שנדרש פה גם שיקול של עלות מול תועלת. נדרש לעשות את החשבון הכולל של כמה יעלה להכין, לתכנן להתקין וליישם מערכת כזו כולל עלויות NRE (עלויות ההנדסה) אל מול החסכון בתחזוקת המערכת בשוטף לאורך זמן נתון. ברור כי מערכות פשוטות שבה התחזוקה פשוטה וחלקי החילוף אינם יקרים, יתכן כי המאמץ במעבר לשיטת התחזוקה הצפויה איננה כדאית תפעולית וכלכלית. 

עוד דוגמא לסיום

החלפת שמן מנוע ברכב הפרטי

כידוע, יצרני הרכב והמוסכים ממליצים על החלפת שמן המנוע ברכב הפרטי כל 15 או 20 ק"מ, תלוי בסוג הרכב. ההחלפה נובעת מכך כי השמן מזדהם עם הזמן, מתרכזים בו מים, שבבי מתכת והוא מאבד מערכי השימון שלו. קצב ההדרדרות של איכות השמן תלוי בהרבה גורמים אבל יצרני הרכב "לא לוקחים סיכונים" וממליצים על החלפת שמן תכופה כאמור. נתאר עכשיו מצב שבו נתקין בתוך אגן השמן של המנוע סנסור (חיישן) שיוכל למדוד באופן רצוף את תכונות ואיכות השמן ולהתריע כאשר אחד או יותר פרמטרים מגיע לסף מסוכן. במקרה זה החלפת השמן תבוצע רק כאשר מתקבלת התראה על איכות השמן ולא לפני. זה יכול להיות גם הרבה מעבר ל 15 או 20 אלף ק"מ כפי שממליץ היצרן זה שווה חסכון בתחזוקה ויותר זמן שימוש ברכב

 זקוקים לליווי מקצועי בניהול מערך אחזקה?
צרו איתי קשר עוד היום לייעוץ מותאם אישית ולבניית תוכנית תחזוקה יעילה שתצמצם השבתות ותשמור על רציפות תפעולית מלאה.