تماس با ما۰۲۱-۸۸۴۷۲۸۰۸

محاسبه شاخص سلامت تجهیز، ابزاری نوین برای اهدافی قدیمی (بنیادی)

می 16, 20200
asset-health.jpg

محاسبه شاخص سلامت تجهیز، ابزاری نوین برای اهدافی قدیمی (بنیادی)


هر تجهیز در طول عمر خود خواه ناخواه فرسوده شده و سطح سلامت آن کاهش پیدا می‌کند. اگر تولید‌کننده‌ای بتواند روند طبیعی افت سلامت تجهیزات خود را متناسب با شرایط بهره‌برداری آنها پیش‌بینی کند همزمان به دو هدف مهم دست یافته است: اول آنکه می‌تواند با تخمین مناسبی پیش‌بینی کند که عمر تجهیز چه زمانی به پایان رسیده و سرمایه لازم برای تجهیزات جایگزین دقیقا چه زمانی باید تأمین شود؛ دوم آنکه می تواند بفهمد که آیا برنامه های نگهداشت تجهیز، به صورتی هستند که سلامت تجهیز را در طول زمان دقیقا مطابق با سیر طبیعی افت آن نگه دارند و یا اینکه نیازمند بازنگری هستند. محاسبه شاخص سلامت تجهیز و به دنبال آن ترسیم نمودار زوال طبیعی تجهیز ابزارهای پیشرفته‌ای برای دستیابی به این اهداف هستند.


کاربرد شاخص سلامت تجهیز و نمودار زوال طبیعی

شاخص سلامت تجهیز یک عدد نسبی است که طی فرآیند ارزیابی وضعیت تجهیز محاسبه می‌شود و نشان دهنده سطح سلامت آن تجهیز است. در واقع شاخص سلامت تجهیز یک نمره است که به سلامت تجهیز داده شده است. از آنجایی که سلامت تجهیز در طول زمان افتی طبیعی دارد، شاخص سلامت تجهیز در طول عمر تجهیز دارای یک سیر نزولی منطقی است که تحت عنوان نمودار زوال طبیعی تجهیز شناخته می شود. نمودار زوال طبیعی تجهیز بیان می کند که اگر ان تجهیز در شرایط بهره‌برداری خاصی که قرار دارد به فعالیت خود ادامه بدهد شاخص سلامت آن باید مطابق با این نمودار افت کرده و در نهایت تجهیز به پایان عمر مفید خود برسد.

بنابراین اگر بتوان سیر زوال طبیعی تجهیز را با توجه به شرایط بهره‌برداری آن پیش‌بینی کرد چند هدف مهم برآورده می‌شود:

  • زمان پایان عمر مفید تجهیز با تقریب بسیار خوبی محاسبه می‌شود. به عبارت دیگر با تقریب مناسبی خواهیم دانست که تجهیز چه زمانی دیگر کارکرد مورد انتظار ما را نداشته و باید با تجهیز جدیدی جایگزین شود. این موضوع از نظر برنامه‌ریزی سرمایه‌گذاری بسیار حیاتی است. چرا که می‌توان به طور دقیق پیش‌بینی کرد که سرمایه لازم برای جایگزینی تجهیزات دقیقا چه زمانی باید تامین شود.
  • از آنجایی که افت شاخص سلامت تجهیز ارتباط مستقیمی با افت کارکرد مورد انتظار آن دارد، می توان پیش‌بینی مناسبی از زمان خرابی تجهیز داشته و از این طریق ریسک‌های منتج از خرابی تجهیز را به شکل بهتری مدیریت کرد.
  • نمودار زوال طبیعی تجهیز ابزار بسیار مناسبی برای ارزیابی برنامه‌های نگهداشتی است که روی آن تجهیز پیاده می‌شود. به طور نمونه اگر شاخص سلامت تجهیز سریع‌تر از روند طبیعی پیش‌بینی‌ شده آن افت کند، یکی از دلایل ان می تواند عدم بهینگی برنامه‌های نگهداشت باشد.
  • در صورت برون‌سپاری نگهداری و تعمیرات، نمودار زوال طبیعی تجهیزات می تواند خط مبنایی برای ارزیابی عملکرد پیمانکار در رابطه با نحوه نگهداری از تجهیزات باشد. به این صورت که عدد شاخص سلامت تجهیز در دوره‌های مشخصی محاسبه شده و با نمودار زوال طبیعی آن مقایسه شود. در صورتی که پیمانکار بهتر یا بدتر از نمودار زوال طبیعی، تجهیزات را نگهداری کرده باشد به وی پاداش یا جریمه تعلق گیرد.

چگونه شاخص سلامت تجهیز را محاسبه کنیم؟

دو چیز میتواند بیانگر سطح سلامت یک تجهیز باشد. اول سابقه ‌ایست که آن تجهیز دارد و دوم وضعیت فعلی آن تجهیز. از این رو شاخص سلامت تجهیز با استفاده از دو نوع ارزیابی و ادغام نتایج آن محاسبه می‌شود:

  • ارزیابی کمی که سابقه‌ی ثبت شده تجهیز را مورد بررسی قرار می دهد.

ارزیابی کیفی که وضعیت فعلی تجهیز را رصد می کند.



ارزیابی کمی

ارزیابی کمی یک ارزیابی داده‌محور است که به بررسی سوابق ثبت شده تجهیز در سامانه‌های اطلاعاتی می پردازد. در واقع ارزیابی کمی به ارزیابی شاخص‌هایی می‌پردازد که نشان می‌دهند تجهیز درگذشته خود تحت چه شرایطی بوده و چه سوابقی را از خود به جای گذاشته است. به طور نمونه تعداد تعمیرات اساسی انجام شده بر روی یک تجهیز داده مهمی است که می تواند در ارزیابی عمر باقیمانده آن تجهیز بسیار کلیدی باشد. برخی از شاخص‌های مهمی که در ارزیابی کمی می توانند مورد بررسی قرار ‌گیرند عبارتند از:

  • سن دارایی‌ها (‏تاریخ نصب)‏
  • چرخه های بهره برداری و بارگیری
  • میزان مطابقت شرایط بهره‌برداری با شرایط ایمن و استاندارد دارایی
  • تعداد توقف ها و دستگاه‌های حفاظتی فعال شده
  • ‏استانداردهای عملکرد بهره برداری
  • سوابق فعالیت های نگهداشت و انطباق
  • تعمیرات اساسی عمده در گذشته و آینده

‏اصلاحات و ارتقاء تجهیز


برای تدوین ساختار ارزیابی کمی و انجام آن لازم است گام‌های زیر عملی شود:

گام 1) استخراج فهرست مشخصی از شاخص‌های کمی و انتخاب مهمترین آنها؛

گام 2) وزن دهی هر کدام از شاخص ها با توجه به تاثیری که بر روی کارکرد مورد انتظار تجهیز دارند.

گام 3) درجه بندی شاخص‌ها. هر شاخص باید از 1 تا 5 درجه‌بندی شود به این صورت که نمره 1 به معنی بهترین وضعیت و نمره 5 به معنی بدترین وضعیت شاخص باشد. همچنین باید دقیقا مشخص باشد هر نمره‌ای که به شاخص داده می‌شود به چه معنی بوده و نشانگر چه وضعیتی است. به طور نمونه دقیقا باید مشخص باشد که نمره 1 به چه وضعیتی در آن شاخص تعلق می گیرد. این موضوع باعث می‌شود انجام ارزیابی توسط افراد مختلف نتایج تقریبا یکسانی داشته باشد.

گام 4) تدوین پرسشنامه ارزیابی کمی بر اساس شاخص‌های منتخب.

گام 5) انجام ارزیابی کمی تجهیز با استفاده از پرسشنامه تدوین شده. به این صورت که با بررسی داده‌های ثبت شده، به هر شاخص نمره مشخصی مطابق با درجه‌بندی تعریف شده داده می‌شود. در نهایت نمره ارزیابی کمی، میانگین وزنی نمراتی است که به هر شاخص داده شده است.


ارزیابی کیفی

فرآیند ارزیابی کیفی وضعیت حال حاضر تجهیزات را با استفاده از بازرسی فیزیکی و ظاهری آنها بررسی می‌کند. شاخص‌هایی که در ارزیابی کیفی مورد بررسی قرار می گیرند در سه دسته می توانند شامل موارد زیر باشند:

  • شاخص‌های ظاهری (مشهود) (شامل هر گونه علائم بدیهی اعم از نشتی، خوردگی، آسیب فیزیکی و …)
  • شاخص‌های مربوط به نحوه عملکرد دارایی (ارتعاش، صدای غیر طبیعی و …)
  • تاثیرات قرار گیری در معرض محیط بهره برداری (رطوبت، دما، نور خورشید و …)

شاخص های ارزیابی کیفی باید با توجه به کارکرد مورد انتظار تجهیز و خرابی‌های کارکردی تجهیز استخراج شوند.

فرایند ارزیابی کیفی کاملا شبیه به ارزیابی کمی است با این تفاوت که ماهیت شاخص‌ها متفاوت است. بنابراین لازم است گام‌های 5گانه در ارزیابی کمی برای ارزیابی کیفی نیز تکرار شود. در نهایت ارزیابی کیفی تجهیز نیز توسط پرسشنامه کیفی آن انجام شده و نمره ارزیابی کیفی تجهیز محاسبه می‌شود.


ترکیب ارزیابی کمی و کیفی و محاسبه عدد شاخص سلامت تجهیز

در نهایت باید نمره ارزیابی کمی و کیفی تجهیز با یکدیگر ادغام شده و نمره شاخص سلامت تجهیز محاسبه شود. اما سوالی که در اینجا مطرح است این است که نمره ارزیابی کیفی اولویت و وزن بالاتری دارد یا نمره ارزیابی کمی؟ از آنجایی که ارزیابی کمی با داده‌های واقعی ثبت شده سروکار دارد تا جای ممکن باید وزن بالایی به آن اختصاص داده شود.

اما وزن ارزیابی کمی وابسته به اعتبار داده‌هایی است که در سامانه‌های اطلاعاتی ثبت شده است. اگر داده های ثبت شده از اعتبار بالایی برخوردار نباشند وزن ارزیابی کیفی بیشتر از ارزیابی کمی است.

تجربه کارشناسان پمکو نشان می‌دهد استفاده از روش های ارزیابی پیاده‌سازی نرم‌افزار مدیریت نگهداشت (CMMS) راهکار مطلوبی برای اعتبارسنجی داده‌های ثبت شده در سیستم های اطلاعاتی از جمله CMMS است. خروجی این اعتبار ‌سنجی وزن ارزیابی کمی و به دنبال آن ارزیابی کیفی را مشخص می‌کند.

بعد از تعیین وزن هر کدام از ارزیابی‌ها نمره شاخص سلامت تجهیز به سادگی با میانگین وزنی نمره ارزیابی کمی و نمره ارزیابی کیفی محاسبه می‌شود.


تخمین عمر باقیمانده با استفاده از شاخص سلامت تجهیز

عدد شاخص سلامت تجهیز مبنایی برای تخمین عمر باقیمانده تجهیز است. روش‌های متعددی برای تخمین عمر باقیمانده بر اساس نمره شاخص سلامت تجهیز وجود دارد اما روشی که پایه و اساس مابقی روش‌ها بوده و به کرات توسط بسیاری از شرکت‌های بین‌المللی استفاده می‌شود آن چیزی است که در جدول 1 نشان داده شده است.

همانگونه که بیان شد تمامی شاخص‌ها از 1 تا 5 درجه‌بندی می‌شوند. بنابراین نمره شاخص سلامت عددی بین 1 تا 5 خواهد بود. جدول 1 بیان می کند اگر نمره شاخص سلامت تجهیز 1 به دست آمده باشد به این معنی است که تجهیز به خوبی نگه داشته شده است و عمر باقی مانده آن معادل با ۹۵ % عمر طراحی اولیه (بر اساس توصیه سازنده اصلی تجهیز) است. به همین صورت عمر باقیمانده متناظر با هر نمره از جدول استخراج می شود.


جدول 1: عمر باقیمانده تجهیز بر اساس نمره شاخص سلامت تجهیز

عدد شاخص سلامت تجهیز وضعیت تجهیز درصد عمر باقیمانده
1 وضعیت خیلی خوب

تنها نگهداشت روتین و معمولی مورد نیاز است.

95%
2 تنها عیب‌های جزئی در تجهیز وجود دارد.

نگهداشت جزئی نیاز دارد (5 درصد از تجهیز نیازمند نگهداشت است)

75%
3 مقداری نگهداشت عقب افتاده نیاز است تا تجهیز را به سطح خدمت طبیعی و مورد انتظار آن بازگرداند

نگهداشت قابل توجهی نیاز دارد (10 تا 20 درصد از تجهیز نیازمند نگهداشت است)

50%
4 نیاز به بازسازی وجود دارد

بازسازی و ارتقاء قابل توجهی نیاز است (20 تا 50 درصد از تجهیز نیازمند بازسازی است)

30%
5 تجهیز خارج از دسترس است

بیش از 50 درصد از تجهیز نیازمند جایگزینی است.

5%
برگرفته از منبع [1] و [2]

اگر نمره شاخص سلامت تجهیز عددی اعشاری باشد، عمر باقیمانده آن با استفاده از توابع ریاضی مشخصی میزان برآورد می‌شود. این توابع در نظر میگیرند که قسمت اعشاری عدد شاخص سلامت تجهیز چه درصدی از محدوده بین دو سطح از جدول 1 را در بر میگیرد و از این طریق درصد عمر باقیمانده تجهیز را به کمک این جدول محاسبه می‌کنند.


ترسیم نمودار زوال طبیعی تجهیز

پس از تخمین عمر باقیمانده تجهیز لازم است نمودار زوال طبیعی تجهیز ترسیم شود. این نمودار با توجه به نتایج ارزیابی کمی و کیفی و مقدار عمر باقیمانده برآورد شده، پیش‌بینی می‌کند که عدد شاخص سلامت آن تجهیز در طول عمر تجهیز به صورت طبیعی چگونه باید افت کند. این نمودار با توجه به چند عامل ترسیم می‌شود:

1- نتایج ارزیابی کمی و کیفی و عدد فعلی شاخص سلامت؛

2- عمر باقیمانده برآورد شده

3- نوع تجهیز و الگوی خرابی آن؛

4- میزان بار کاری تجهیز در دوره برون‌سپاری؛

5- کیفیت، گستره و بازه زمانی تعمیرات اساسی؛

6- محدوده‌ای از شاخص سلامت که تجهیز دیگر کارکرد مورد انتظار بهره‌بردار را ندارد.


در ساده‌ترین حالت نمودار زوال طبیعی تجهیز خط مستقیمی است که از نقطه فعلی شاخص سلامت در سال صفر تا نقطه پیش‌بینی شده آن در انتهای عمر مفید برآورد شده، ترسیم می‌شود. به طور نمونه اگر اندازه شاخص سلامت تجهیزی در ابتدای دوره برون‌سپاری 2 بوده و عمر مفید آن توسط سازنده اصلی تجهیز 20 سال اعلام شده باشد. در نتیجه 75 درصد از عمر این تجهیز (یعنی 15 سال) باقیمانده است. بنابراین نمودار زوال طبیعی آن در ساده ترین حالت مطابق  شکل زیر خواهد بود:



اما در واقعیت ممکن است تجهیز در طول عمر خود چندین بار تعمیرات اساسی شود. طبیعتا بعد از تعمیرات اساسی، سلامت تجهیز مقداری افزایش پیدا میکند. به همین دلیل نمودار زوال طبیعی تجهیز می‌تواند به شکل زیر تغییر کند.



همچنین در واقعیت ممکن است نمودار زوال شاخص سلامت یک نمودار خطی نباشد. این نمودار با توجه به نوع تجهیز و نوع الگوی خرابی آن می تواند از حالت خطی خارج شده و مطابق با شکل زیر حالتی غیرخطی به خود بگیرد.



بنابراین تعیین تابع زوال طبیعی تجهیز نیازمند بررسی جامع تجهیز، بررسی نتایج ارزیابی کمی و کیفی و مهمتر از همه شناخت دقیق الگوی خرابی آن تجهیز است. به طور نمونه خرابی تجهیزات مکانیکی بیشتر وابسته به عمر بوده و احتمال شرطی خرابی آنها با افزایش عمر افزایش پیدا می‌کند. اما خرابی تجهیزات الکتریکی کاملا تصادفی بوده و احتمال شرطی خرابی آنها رابطه مستقیمی با طول عمر آنها ندارد. برای مطالعه الگو‌های خرابی می توانید به این لینک مراجعه کنید.


لزوم داشتن نقشه راه برای ارزیابی سلامت تجهیزات

تجربه مشاورین پمکو در پرو‌ژه‌های اجرایی این حوزه نشان داده است که محاسبه شاخص سلامت تجهیز و ترسیم نمودار زوال طبیعی دارای حساسیت‌ها و جزئیات فراوانی است که اجرای دقیق آن نیازمند صرف زمان و هزینه نسبتا زیادی است. بنابراین انجام آن با نهایت جزئیات برای تمامی تجهیزات توجیه‌پذیر نخواهد بود. از این رو لازم است پیش از هر چیز تجهیزات اولویت‌بندی شده و فرایند ارزیابی، متناسب با هر دسته از تجهیزات با جزئیات مشخصی طراحی شود. همچنین لازم است ارزیابی وضعیت تجهیزات در وهله اول تنها برای تجهیزات حیاتی‌ انجام شده و رفته رفته به سایر تجهیزات نیز تعمیم داده شود. بنابراین اولین گام در این مسیر، داشتن یک نقشه راه بلندمدت برای پیاده‌سازی ساختار ارزیابی وضعیت متناسب با تجهیزات هر شرکت است.





منابع:

  1. Ingenium, Ipwea. “International infrastructure management manual, version 4.0.” Association of Local Government Engineering NZ Inc (INGENIUM) and the Institute of Public Works Engineering of Australia (IPWEA) (2011).
  2. Aladon Condition Assessment Methodology