اهمیت استفاده از رویکردهای مختلف تعیین برنامه زمان‌بندی بازرسی فنی

تعیین برنامه زمان‌بندی بازرسی فنی در هنگام بهره‌برداری دارای پیچیدگی‌های خاص خود بوده و علاوه بر استانداردها، روش‌ها و استانداردهایی وجود دارد که می‌توان بازه زمانی بازرسی را مشخص کرد. بازرسی فنی یک موضوع مهم در مرحله بهره‌برداری از چرخه عمر مدیریت دارایی‌های فیزیکی بوده و نقشی که بازرسی فنی در تحلیل و ارزیابی وضعیت یک سیستم، تجهیزات یا فرایند به‌منظور تشخیص و پیش‌بینی مشکلات و خطاهای ممکن دارد، بسیار حیاتی است و درنتیجه تعیین برنامه زمان‌بندی بازرسی فنی از اهمیت بالایی برخوردار می‌شود.

اگر برنامه زمان‌بندی بازرسی به درستی تنظیم شود و حتی یک روز از خرابی تجهیزات حیاتی را کاهش دهد، ممکن است هزینه سالانه بازرسی فنی با همین کاهش زمان خرابی پوشش داده شود. فرآیند بازرسی فنی در صنایع و فعالیت‌های مختلف، از تولید تا خدمات، از سیستم‌های پیچیده تا تجهیزات ساده، نقش حیاتی در حفظ بهره‌وری، کاهش ریسک‌های عملیاتی، افزایش قابلیت اطمینان و بهبود عملکرد کلی سازمان‌ها و صنایع ایفا می‌کند.

در همین راستا درصد بالای هزینه‌های مستقیم نگهداشت به کل هزینه بهره‌برداری باعث می‌شود که بازرسی فنی اهمیت دو چندانی یابد. همان‌طور که در جدول 1 مشاهده می‌کنید، هزینه‌های مستقیم نگهداشت در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی 30 تا 45 درصد کل هزینه بهره‌برداری است. همچنین محدودیت منابع سازمانی باعث می‌شود که رویکردهای تعیین برنامه زمان‌بندی بازرسی فنی یا بازه زمانی بازرسی‌ها مورد توجه ویژه قرار داشته باشد.

جدول 1: نسبت هزینه‌های مستقیم نگهداشت در مقایسه با هزینه‌های کلی عملیات.

به‌طورکلی سه رویکرد در تعیین برنامه زمان‌بندی بازرسی فنی وجود دارد:

• تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای زمان‌های دوره‌ای (Time Based Inspection)
• تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای وضعیت (Condition Based Inspection)
• تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای ریسک (Risk Based Inspection)

هر سه رویکرد در سازمان کاربردی هستند و بسته به نوع و موقعیت دارایی تصمیم‌گیری می‌شود که از کدام رویکردها بهتر است بهره برده شود.

تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای زمان‌های دوره‌ای

در رویکرد تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای زمان‌های دوره‌ای می‌توان باتوجه‌به داده‌های موجود از یک تجهیز تصمیم‌گیری کرد که چه تواتر بازرسی‌ای مناسب است. این رویکرد برای تجهیزات دارای نرخ خرابی‌های ثابت استفاده می‌شود و تلاش بر این است که تعادل درستی بین تعداد بازرسی‌ها و خروجی حاصل از آن را ارائه شود، به‌طوری‌که سود بر واحد زمان از تجهیز، در بلندمدت به حداکثر برسد. در مدل‌سازی این رویکرد، مجموع هزینه انجام بازرسی و ارزش ازدست‌رفته ناشی از خرابی (توقف تولید) و انجام تعمیرات، نقطه بهینه زمان بازرسی فنی را تعیین می‌کند.

دو معیار که بر روی سود تاثیرگذار است و برای زمان بهینه زمان‌بندی بازرسی فنی تعیین‌کننده هستند، عبارتند از:

1. هرچه تواتر بازرسی‌ها کاهش یابد (تعداد بازرسی افزایش یابد) و به عبارتی هرچه زود به زودتر بازرسی‌ها انجام شود، هزینه‌های ناشی از بازرسی افزایش می‌یابد؛ بنابراین سازمان به‌منظور کاهش هزینه‌های مستقیم بازرسی، تواتر بازرسی‌ها را کاهش می‌دهد.
2. معمولاً بازرسی‌ها کمک می‌کنند که زمان خرابی را قبل از رخداد آن تشخیص دهیم. درنتیجه هر چه تواتر بازرسی‌ها زیاد می‌شود، تعداد خرابی‌ها کاهش‌یافته و همچنین ارزش ازدست‌رفته ناشی از خرابی و توقف تولید کاهش می‌یابد که این امر مطلوب سازمان است.

برای اینکه زمان بهینه بازرسی مشخص شود، بایستی تعادلی بین این دو معیار برقرار شود (شکل 1). هدف بیشنه‌سازی سود و یا کمینه‌سازی هزینه‌های ناشی از انجام هر بازرسی است در صورتی که نرخ خرابی تجهیزات ثابت باشد.

شکل 1: زمان‌بندی بهینۀ بازرسی فنی برای بیشینه‌سازی سود.

این روش، روش دشواری است و ممکن است که تاریخچه داده‌ها وجود نداشته باشد و یا بر اساس داده‌ها هم نتوان جلوی تمامی خرابی‌ها را گرفت. به همین دلیل می‌توان از استانداردهای مختلفی که بر اساس تجارب متخصصان تجهیزات مختلف و تاریخچه خرابی‌ها، تواتر بهینه زمان بازرسی فنی را پیشنهاد داده‌اند، استفاده کرد. به‌عنوان‌مثال در استاندارد API570 که شامل رویه‌های بازرسی در حین کار، ارزیابی، تعمیر و تغییرات سیستم‌های پایپینگ فلزی و پلیمری تقویت شده با فایبرگلاس و دستگاه‌های تخلیه فشار مرتبط با آنهاست، ماکزیمم زمان تواتر بازرسی را به‌صورت جدول 2 پیشنهاد می‌دهد.

جدول 2: زمان‌بندی بازرسی‌ها – ماکزیمم فاصله زمانی پیشنهادی بین بازرسی‌های پایپینگ و دستگاه های تخلیه فشار در استاندارد API570.

همچنین در سند NBIC NB23 – part 4 که اطلاعات و راهنمایی‌هایی را برای انجام، تأیید و مستندسازی نصب، بازرسی و تعمیر دستگاه‌های تحت‌فشار ارائه می‌دهد، تواتر بازرسی‌های دستگاه‌های تخلیه فشار در مخازن تحت‌فشار و پایپینگ را به‌صورت جدول 3 پیشنهاد می‌دهد:

جدول 3: زمان‌بندی بازرسی‌ها – ماکزیمم فاصله زمانی پیشنهادی بین بازرسی‌های پایپینگ و دستگاه های تخلیه فشار در استاندارد NBIC NB23 – part 4.

این پیشنهادها بسیار سودمند هستند اما زمان‌بندی بازرسی فنی در سطح تجهیز انجام می‌شود و بهتر است که این زمان‌بندی در سطوح پایین‌تر از تجهیز بررسی شود. در رویکرد بعدی می‌توان زمان‌بندی بازرسی فنی را بر اساس وضعیت هر حالت خرابی در کامپوننت های تجهیز انجام داد و شلیکی در تاریکی نخواهد بود.

تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای وضعیت

در رویکرد تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای وضعیت، تصمیم‌گیری بر اساس وضعیت هر حالت خرابی تجهیز بوده و به معیارهای مختلفی وابسته است:

• شرایط و موقعیت تجهیز
• عمر مفید باقیمانده تجهیز
• سرعت خوردگی
• تاریخچه بازرسی
• وسعت و مورفولوژی تخریب

این معیارها بر روی تواتر بازرسی فنی مؤثرند. عوامل مؤثر بر روی تواتر بازرسی فنی غالباً وابسته به عمر نیستند و رابطه کم یا در حد صفری میان مدت‌زمان شروع به سرویس تجهیز و احتمال وقوع خرابی آن وجود دارد. پس با بازرسی تجهیز می توان نشانه‌هایی از وضعیت خرابی بالقوه را تشخیص داده و احتمال وقوع خرابی را در آینده نزدیک پیش‌بینی کرد. اما زمان‌بندی بازرسی فنی، چگونه تعریف شود که بتوان قبل از وقوع خرابی، اقدامات لازم برای تعویض یا تعمیر را انجام داد؟

می دانیم که بسیاری از حالات خرابی غیروابسته به عمر هستند و بسیاری از آن‌ها پیش از شروع فرایند خرابی و یا در زمان آن، وضعیت‌های هشداردهنده‌ای از خود نشان می‌دهند. این هشدار را خرابی بالقوه می‌نامند و به‌صورت شرایط فیزیکی قابل تشخیصی تعریف می‌شود که نشانگر خرابی کارکردی و یا شروع فرایند خرابی است.

نقطه‌ای که خرابی (شکست) آغاز می‌شود تا وخیم‌تر شدن وضعیت به نقطه‌ای که بتوان آن را کشف کرد، نقطه P (Potential failure) نامیده شده و اگر خرابی کشف و تصحیح نشود، وضعیت (معمولاً با نرخی پر شتاب) بدتر شده تا به نقطه شکست کارکردی می‌رسد، نقطه F (Failure)  نامیده می‌شود. فرکانس انجام این بازرسی‌های فنی با استفاده از فاصله P تا F تعیین می‌شود که فاصله میان آشکارشدن خرابی بالقوه و ادامه خرابی تا وقوع خرابی کارکردی است.

فاصله P تا F بایستی طوری تعیین شود که فرصت نشان‌دادن عکس‌العمل وجود داشته باشد. تکنیک‌هایی که برای کشف خرابی‌های بالقوه به کار می‌روند به‌عنوان فعالیت‌های نگهداری و تعمیرات اقتضایی شناخته می‌شوند زیرا با این روش تجهیزات بازرسی شده و بر اساس اقتضایی که استاندارد عملکرد را ارضا نماید در سرویس باقی می‌مانند.

شکل 2: منحنی – از خرابی بالقوه به وقوع خرابی کارکردی.

همچنین اگر بخواهیم خرابی بالقوه را پیش از تبدیل‌شدن آن به خرابی کارکردی تشخیص دهیم، فاصله زمانی بین بازرسی‌ها باید از فاصله P-F کمتر باشد.

شکل 3: فاصله P-F کاربردی

اگر فواصل بازرسی را شش‌ماهه تعریف کنیم، فاصله P-F کاربردی سه ماه خواهد بود. پس در مورد اول، کم‌ترین مدت‌زمان در دسترس برای انجام کاری در مورد خرابی پنج ماه بیشتر از مورد دوم است اما فعالیت‌های بازرسی بیشتری بایستی انجام شود.

شکل 4: فاصله P-F کاربردی.

هرچه زودتر بتوان خرابی بالقوه‌ای را کشف نمود، فاصله P-F مربوطه نیز بلندتر خواهد بود. فواصل P-F بلندتر بدین معنی است که نیاز به انجام بازرسی‌های کمتری وجود دارد و یا مدت‌زمان بیشتری برای انجام اقدامات مقتضی برای اجتناب از پیامدهای خرابی در دست خواهد بود. به همین دلیل است که این‌همه تلاش صرف تعریف شرایط خرابی بالقوه و توسعه تکنیک‌های کشف آن‌ها می‌شود تا بتوان به فواصل P-F بلندتری دست‌یافت.

هرچقدر تجهیز پیشرفته‌تر و دقیق‌تر باشد فاصله P-F طولانی‌تری دارد و فرصت بیشتری برای تشخیص و انجام فعالیت اقتضایی برای جلوگیری از رخداد خرابی کارکردی در اختیار افراد نگهداشت می‌گذارد.

استاندارد ارزیابی مناسب‌بودن برای سرویس‌دهی API 579/ASME FFS (Fitness for Service)

استانداردهایی نیز وجود دارد که به پیش‌بینی عمر باقیمانده تجهیز بر اساس وسعت و مورفولوژی تخریب، کمک می‌کنند. دستورالعمل‌های “ارزیابی مناسب‌بودن برای سرویس‌دهی” در استاندارد API579/ASME FFS-1، مجموعه‌ای از معیارها است که میزان بحرانی‌بودن مکانیزم‌های خرابی را ارزیابی و نیز در مورد ادامه سرویس‌دهی، تعویض و یا تعدیل شرایط کاری عضو مکانیزم خرابی تصمیم‌گیری می‌کند. این استاندارد به مهندسین اجازه می‌دهد تا تجهیزاتی که در حین کارکرد خود دچار آسیب‌های مختلف شامل شکست‌ها، خوردگی‌ها، سایش، ترک‌ها و سایر آسیب‌های مربوط به مکانیک مواد شده‌اند، ارزیابی کرده و تصمیم گرفته شود که آیا این تجهیزات باید تعمیر شوند، جایگزین شوند یا از ادامه کار جلوگیری شوند.

در ماژول خوردگی این استاندارد دو رویکرد برای برآورد عمر باقیمانده وجود دارد. یکی از رویکردها بر اساس ضخامت بوده و از فرمول زیر برای محاسبه عمر باقیمانده استفاده می‌شود:

معمولاً نصف زمان محاسبه‌شدۀ عمر باقیمانده را به‌عنوان تواتر زمانی بازرسی فنی در نظر گرفته می‌شود.

رویکرد تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای وضعیت، رویکرد بهتری برای تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی تجهیزات است اما تمامی روش‌های ذکرشده روش‌هایی هستند که ریسک سازمان را در مواجهه با خرابی در نظر نمی‌گیرند. رویکردهای بر مبنای ریسک رویکردهای دقیق‌تری هستند که ریسک قابل تحمل سازمان را موردتوجه قرار می دهند و زمان‌بندی بازرسی فنی را برهمین‌اساس مشخص می‌کنند.

تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای ریسک

در رویکرد تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی بر مبنای ریسک احتمال و پیامدهای وقوع خرابی ها درنظر گرفته می شود. عامل مهم دیگر در تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی، ریسک قابل تحمل سازمان است که به ریسک معیار در آن سازمان (Risk Target) نامیده می‌شود. به طور کلی مقدار ریسک حاصل‌ضرب احتمال وقوع خرابی در پیامدهای آن در نظر گرفته می‌شود.

در این رویکرد مهم است که تاثیر انجام بازرسی فنی بر روی کاهش ریسک و عدم قطعیت بررسی شود. بدین ترتیب که ممکن است بازرسی بر روی ریسک موثر نباشد و منجر به کاهش ریسک نشود. درنتیجه اقدامات لازم برای کاهش ریسک از جنس اقدامات دیگری شامل بازطراحی خواهد بود. در صورتی که ریسک به‌احتمال وقوع بازرسی وابستگی بالایی داشته باشد (POF Driven)، می‌توان گفت که انجام بازرسی فنی مفید خواهد بود و این رویکرد، رویکرد مناسبی برای تعیین زمان‌بندی بازرسی فنی است.

استانداردهای API580 و ASME PCC3 و سند WRC Bulletin 489راهنمایی برای اجرای روش بازرسی مبتنی بر ریسک ارائه می دهند. در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی، استانداردهای API581 و DNV RP-G-101 می تواند در محاسبه عدد ریسک برای تجهیزات ثابت به سازمان یاری رسانند.

در صورتی که ریسک در زمان حال (RBI Date) محاسبه شود، می توان این میزان را با میزان تخمین ریسک در زمانی در آینده (Plan Date) مقایسه کرد. Plan Date یک روز تعریف شده در آینده است که می‌تواند روز آغازین تعمیرات اساسی باشد. مسلما ریسک در آینده برابر یا بیشتر از ریسک در زمان حال است. در صورتی که ریسک آینده برابر با ریسک زمان حال باشد، به این معناست که نمی توان از بازرسی برای کاهش ریسک استفاده کرد.

درنتیجه درصورتی که ریسک آینده بیشتر از ریسک زمان حال باشد، سه حالت به وجود می آید که این سه حالت به ترتیب زیر است:

حالت 1 – ریسک در زمان آینده از ریسک معیار عبور نکرده است. همان طور که در شکل 5 نشان داده شده است، ریسک در Plan Date از ریسک معیار عبور نکرده و بنابراین در این دوره زمانی نیازی به انجام بازرسی نیست.

شکل 5: حالت اول – ریسک آینده کمتر از ریسک معیار.

حالت ۲ – ریسک در زمان حال از ریسک معیار عبور کند. همان‌طور که در شکل 6 نشان‌داده‌شده است، ریسک در زمان RBI Date از ریسک معیار عبور کرده است. درنتیجه پیشنهاد می‌شود که در اولین فرصت بازرسی ای برای تخمین دقیق‌تر ریسک انجام شود و بر اساس آن یا ریسک به کمتر از ریسک معیار ارزیابی می‌شود، یا نیز به اقدامات اصلاحی بر روی تجهیز وجود دارد.

شکل 6: حالت دوم – ریسک حال بیشتر از ریسک معیار.

حالت 3 – مقدار ریسک در زمان RBI Date کمتر از ریسک معیار است اما تا زمان Plan Date از ریسک معیار عبور می کند. درنتیجه به انجام بازرسی در زمانی که مقدار ریسک به ریسک معیار می رسد، نیاز است. همان‌طور که در شکل 7 نشان داده شده است – با توجه به میزان اثربخشی بازرسی – می‌توان سطح بازرسی موردنیاز برای کاهش ریسک و حفظ آن در زمان Plan Date به مقداری کمتر از ریسک معیار را محاسبه و برنامه ریزی کرد.

در مثال نشان‌داده‌شده، حداقل یک بازرسی سطح B در Plan Date توصیه می‌شود. این سطح بازرسی برای اینکه ریسک پیش‌بینی شده پس از انجام بازرسی، در Plan Date کمتر از ریسک معیار قرار شود، کافی بوده است.

شکل 7: ریسک زمان حال کمتر از ریسک معیار و ریسک آینده بیشتر از ریسک معیار.

در استاندارد API581 نحوه محاسبه ریسک برای هر مکانیزم خرابی را توضیح داده شده است. با استفاده از روش این استاندارد، به طور دقیق می‌توان روز و سطح بازرسی بعدی را علاوه بر فواصل بازرسی مشخص کرد. همچنین می‌توان تأثیر هر بازرسی را بر روی فواصل بازرسی بعدی در نظر گرفت.

انتخاب رویکرد مناسب برای زمان‌بندی بازرسی فنی

به طور کلی در سازمان کاربردی هستند و می توان از هر سه رویکرد تعیین زمانبندی بازرسی فنی بر مبنای بازه های زمانی، وضعیت و ریسک استفاده کرد. بسته به نوع و موقعیت تجهیز و دارایی تصمیم‌گیری می‌شود که انتخاب کدام رویکردها برای آن تجهیز یا دارایی بهتر است.

نویسنده: لاله حسینیان

شرکت پمکو باتوجه‌به سابقه فعالیت در حوزه‌های مختلف مدیریت دارایی‌های فیزیکی و به‌کارگیری افراد خبره در این حوزه می‌تواند به سازمان‌ها در انتخاب روش مناسب و اجرای پروژه بازرسی بر مبنای ریسک، یاری رساند.