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可靠性工程。预测组织中的操作故障的工具

Anonim

可靠性在产品和过程工程中的应用为预测操作故障提供了一种工具。通过开发现场测试以及对故障及其相应的发生概率进行分析,因为这些提供了开发健壮的产品和能够制造它们的过程的可能性。

因此,可以通过可靠性技术来防止许多生产问题,并以此寻求根据客户的期望就其耐用性和质量获得产品。(2003年阿库纳)

可靠性工程设计

但是,可靠性工程的主题通常会在可靠性,风险和安全性概念之间产生混淆。如前所述,因为可靠性分析的概念已被定期采用,以指代过程或设备的故障或操作。但是,除故障或过程和设备的运行之外,术语“风险分析”被广泛地用来表征对安全参数的研究,并将其翻译为系统本身可能造成损害或风险的术语,或人员,设施和商品,公司,环境,社区或第三方。 (Cicco,SF)

因此,在当前时代,经过努力制造满足客户要求的产品的需求日益增长;在其使用寿命的整个开发过程中,将采取行动来创建和设计满足这些期望的产品和过程。由于如前所述(Acuña,

2003年):“对故障概率的研究可以更好地估计产品的寿命,这对于实现任何质量体系​​的目标:实现完全的客户满意度是决定性的要素”

什么是可靠性工程?

可靠性工程致力于通过使用各种分析工具来消除故障的过程,这些分析工具可以在纠正,预防和预测性维护策略内改进过程,活动,资源,设计等。

可靠性一词在(Real AcademiaEspañola,2014年)中被描述为某项功能正常运行的概率。因此,扩展其含义,将可靠性定义为商品或过程在特定操作条件(例如压力,温度,摩擦,速度,应力或振动水平的条件)下,在给定时间内正常运行的概率。等等。

目前,大多数商品和服务都是通过所谓的生产系统获得和销售的,直到到达接收者为止,这取决于一个组织的规模,在其中工作的人数以及用于此目的的设施和设备的价值。其特点是在其整个生命周期中包含各个阶段,其中第一个阶段是建造和启动,直到达到正常运行状态为止。在第二阶段(称为运行),是真正的生产期,在此期间,系统会遭受故障,这些故障会阻止甚至暂时或永久中断其运行。因此,维护的目的正是通过减少故障数量或减轻其后果来减少此类故障的负面影响。 (庞塞&坎波弗德,2013年)

以此方式,根据构建或安装相关商品或过程所依据的设计规范,当某事物停止提供其预期的服务或出现不良影响时,就会发生故障。

通常,存在的所有事物(尤其是移动的事物)都会随着时间的流逝而退化,破裂或失效,也就是说,无论短期,中期还是长期,它都会遭受折旧和退化。时间的流逝导致某些资产的特性,质量或收益明显下降。由于这个原因,对产品,设备和系统故障的研究就是可靠性工程的全部内容。

从这个意义上讲,市场上提供的不同产品和服务的质量的合法性已成为普遍关注的问题,因为为用户提供优质的产品对于保证产品的成功至关重要。公司。因此,为了确保与消费者和睦相处,组织经常诉诸大型营销活动,使他们能够在受众群体中树立产品的良好形象。但是,当人类的生活取决于产品或服务的正确功能时,必须完全遵守传达给消费者的特性,这尤其重要,因为他们必须遵守高质量的标准并保证其正确性。同样,创建的各种项目也会发生这种情况,这些项目在完成后会以某种方式可能代表负面的社会,环境和经济后果;不幸的是,对质量标准的不正确验证导致历史上的社会大灾难。

图1.生产系统的可靠性(Campo,2006年)(参见PDF)

关于上述内容,认为某人或某物是可以信赖的,因为我们将可靠性与可靠地依赖某物或某物的能力联系起来。

对于在每个组织中实施的生产系统,这些系统旨在根据其业务和活动来满足特定的需求。他们必须在特定环境中以特定方式工作。但是,正如已经提到的,所有系统都达到了一个循环点,即无法令人满意地满足其设计目标,因为必须记住,每个产品或系统都只会随着使用时间的推移而变质。时间的长短,或多或少会引起故障,这取决于故障的程度和发生的时间。

因此,如果设计的系统必须可靠,但是我们知道在某些时候它们会遭受损坏和随后的故障,则令人满意的操作的可靠性或安全性水平将取决于系统目标的性质,并预计用户可以高风险操作它。

另一方面,可靠性显然是投放市场的产品安全的重要因素,因为要实现适当的功能性能,限制生命周期成本和安全性的目标,设计阶段就是对他们产生重大影响的那一刻。因此,大多数可靠性研究和为保证其可靠性而开发的方法都集中在产品设计阶段。

(Caro,López和Miñana,通过EMSI进行计算机系统的可靠性工程,2013年)

结果,可靠性工程研究了产品,设备和过程的寿命和失败,以便找到其原因,并运用科学和数学原理对此方面有更深入的了解,并随后确定已实施的改进措施。在设计中,以延长其使用寿命或限制故障的不利后果。(Caro&García,统计思维在可靠性工程中的重要性,2012年)

定义:可靠性是指设备在为其设计的环境中运行时,随着时间的推移将充分执行其预期功能的可能性。(加西亚(Garcia),2013年)

重要的是,客户通过他们购买的产品和系统,可以通过期望的收益以及对他们正确操作的高度安全性和信心来满足他们的需求。因此,有必要将可靠性作为一门学科,从对市场中确定的需求的分析到从系统或设计产品中撤出服务,以及与其余物流支持学科的集成方式。(Sols,2000年)

应该注意的是,在所示的定义中,涉及可靠性工程设计突出了四个特定而重要的属性:

  • 概率关于环境的充分运作资格时间

可靠性工程背景(Cicco,nd)

对公司生产力至关重要的因素之一是系统的可靠性,例如工作方法,设备和设施。因此,生产力的优化需要从组织的战略计划中考虑可靠性因素,并考虑相应业务活动固有的风险。

可靠性量化的最初迹象出现在航空业,后来在航空业得到巩固。在美国,1940年代后期,由于项目,材料,测试仪器等的开发取得了重大进展,提高可靠性的努力主要集中在产品质量上,试图延长所述产品或产品来源的生产系统的使用寿命。同样,在维护领域也取得了显着进步,特别是在预防性维护的手段和技术方面。

自1950年代初以来,安全问题开始变得越来越重要,特别是在航空航天和核领域。要求在军事装备中使用可靠性,以最大程度地减少战争中任何装备发生故障的可能性。

后来,在六十年代,在美利坚合众国,对组件和系统进行了各种功能测试。获得在每种故障模式下分析的各种记录及其相应的影响;为此,请定义应针对安全性采取的预防措施。

因此,在核电厂的复杂风险评估工作中,分析了各种各样的事故,根据事故的发生可能性对事故进行分类,并评估其对人口和环境的潜在后果。(Cicco,SF)

风险分析

最初应注意,“风险”一词由(皇家西班牙学院,2014年)定义为在一定时期内可能对人员,财产和环境造成损害的可能性。

但是,在发生不良事件,问题或损害的可能性及其后果之后,必须评估风险并确定最佳的风险管理方法,这是一个巨大的挑战;由于很难通过控制措施来了解其所有来源并预见其所有影响,因为总会有一定程度的不确定性。但是,由于其评估和其复杂性的清晰性,它有助于做出有关无效或降低其影响的决策。风险分析包括三个阶段(Cicco,nd):

第一阶段:风险评估

定义要分析的系统并确定潜在风险的阶段,即,使用以下技术来实施一般审查:

What-lf1Checklistn:这是一个过程风险审查程序,可以正确执行,以识别各种风险。行动领域(生产,过程,安全性等)之间就迈向安全运营的方式达成共识;易于理解的报告将作为培训材料。它是开发其他分析技术的基本方法。

初步风险分析(APR):这项技术可以对运营阶段中将要发生的风险进行总体审查,并对它们进行分类,以便确定预防和纠正措施的优先级。它产生了一系列控制措施,对于高度创新的系统至关重要。

第二阶段。风险管理

通过应用以下技术,对事故和失败的顺序进行定性和定量研究:

运营与风险研究:该技术旨在分析加工厂的特定风险以及可能损害其获得预期生产率的能力的运营流程。它产生了一系列措施,可以减少和消除已识别的风险并减少操作错误。这对新项目,现有单元的扩展和研究至关重要。

故障模式和后果分析:这是一种用于检测和控制源自设备的风险的技术,因为它可以识别关键组件并生成对策关系。通过对引起严重影响的组件进行处理,它有助于提高系统的可靠性,因为一旦完成了产品的设计,并且在进行生产之前,都要检查其不同的组件,检查它们是否符合必要的特性。正确操作。这样,为便于进行检查,在产品投放市场并投入运行之前,显示了产品操作中可能发生的可能错误,并按重要性顺序生成了解决方案。

失败树分析:一种定量定性分析技术,允许以逻辑和系统的方式解决非常不想要的事件或灾难性事件。它可以提供事件发生的可能性,并识别引发灾难的同时发生的故障。在其他方法无效的复杂系统中,它可以产生出色的结果。

后果和脆弱性分析:这种技术可以定量和定性评估具有广泛影响的灾难性事件的后果,以及环境,社区和一般第三方的脆弱性。

第三阶段:风险沟通

在风险分析中,在管理人员,评估人员和私营部门利益相关者之间讨论了技术方面;因此,在决定控制风险和实施预防或遏制措施的最佳方法时,风险管理者与公共和私营部门之间的沟通至关重要,因为考虑了要点从道德,社会,环境和经济的角度来看。

应当指出的是,从第一阶段开始应用这些技术,就有可能定义要用于管理已发现风险的策略。另一方面,从公众舆论和立法的不断增长的需求出发,今天,组织必须量化风险,以正式的方式而非经验和主观的方式来确定其严重性和频率。

总之,基于可靠性和风险分析的管理可以定义有效的风险管理应遵循的策略,从而建立可接受的策略,可能的事故严重程度,应在预防和保护方面投入多少资金,如何减少不可接受的风险,哪种解决方案可以优化成本收益率,哪些风险应该转移到保险市场,哪些应该由公司自己承担。

考虑到这些因素,对系统和产品的质量,可靠性,安全性,维护和可用性的要求会转化为生产率。为了对其进行优化,必须从组织的战略规划中考虑组织业务活动固有的风险以及科学管理它们的方式。(Cicco,SF)

产品质量信度比

可靠性不仅适用于机器,设备或产品,而且适用于构成组织价值链的所有流程,因此,它直接影响公司的业绩,因为它影响安全方面,环境的完整性,产品质量和客户服务等,从而提高了成本效益比。

同样,对于买方而言,除了对高价的渴望外,他对所购产品的可靠性也很感兴趣,因为客户期望产品可长期使用。但是,请记住,可靠性是质量的一部分,其中包括设备在特定时间段内以及在给定的使用条件下的行为,必须注意这些才能保证设备的正确运行。因此,在设计产品时,将使用两个系统来提高可靠性并减少故障的可能性:

单个组件的改进:成品通常无法正常工作,除非其所有子组件都正确执行了它们。在这些情况下,不同子组件的可靠性必须大于成品的期望可靠性。

包括冗余:如果其中一个组件发生故障并且系统可以求助于另一个组件来获得冗余,则将获得冗余,因此,为了增加系统的可靠性,添加了冗余,即备份了组件。(帕迪拉,SF)

最后,为了在产品中达到较高的可靠性,规划或设计阶段至关重要,因为已为制造组件进行了适当的选择,并建立了所需的可靠性产品参数。

生产系统的可靠性

组织生产系统的可靠性基于对所涉及的各个要素的有效管理。适当管理的某些方面有助于在公司的生产系统中提高可靠性。

设备可靠性被理解为在给定时间内发生故障,出现操作问题或需要维修的可能性。同样,可以参考服务,流程,工作团队或合作者的可靠性,例如服务在其工作条件下运行的可能性。在这种情况下,可以通过三种方法来提高计算机的可靠性:

组件设计改进:要计算每个组件都有其自己的可靠性指标的系统的可靠性,只需将每个独立组件的可靠性指标相乘即可。因此,为了提高系统的整体可靠性,有必要更新其不同组件的设计。

Pokayoke是用于防止生产系统中可能出现错误的技术之一,它旨在设计可防止错误的产品,过程和系统,试图使错误操作更加困难,从而可以很容易地纠正错误操作,从而避免错误。无法纠正的操作,并且易于检测错误。所有这些,都使用控制方法,例如关闭机器或阻止操作系统,以防止发生相同的缺陷;或针对已发生的异常实施警告方法,通过激活特定的灯光或声音来警告工人。

减少设备组件的数量:生产设备和系统由彼此相关的不同单个组件组成。每个组件执行特定功能,因此其中的故障可能导致全局系统故障。因此,例如,即使计算机的其他组件正常工作,计算机硬盘故障也会导致整个设备停止工作。因此,提高系统整体可靠性的一种方法是减少构成系统的组件的数量。

组件冗余:在并行使用冗余组件之后,试图提高设备的可靠性,以便在组件发生故障时,备用组件立即开始运行。在这种情况下,冗余设备的存在通常在那些系统故障可能对组织造成重大损失甚至导致人员伤亡的情况下很常见。因此,例如,医院具有冗余发电机,以允许在主发电机系统发生故障时继续操作。(国立开放大学,SF)

可靠性措施

使用最广泛的可靠性衡量标准称为产品故障指数,该指标计算相对于所检查产品总数,IF(%)的故障百分比或给定时间内的故障数量,IF(n)。

应当指出,在许多情况下,设备故障会在其使用寿命的最初时刻发生,这种现象称为早期死亡。但是,这些故障通常是由于设备使用不当造成的。因此,为了避免使用该指标的高指数,许多制造公司都会对其产品进行长时间的测试,以便在投放市场之前发现问题。此外,它们提供初始保修期,并包括明确的使用说明或提供培训课程;所有这些目的都是为了不损害品牌形象,如果由于产品故障或什至提出索赔或退货,则避免了可能造成严重损害的社会或环境问题。 (国立开放大学,SF)

结论

如前所述,可靠性工程的目的是明确的,但是,可靠性工程的应用需要复杂的分析和概率模型,因为通常,组织具有处于不同开发阶段的大量过程,设备和产品。它们的生命周期以及因此产生的相关费用具有不同的性质。因此,考虑到它的复杂性,必不可少的是要有计算机工具来进行模拟,以揭示可能要实施的策略的结果,以减少或消除故障。

同样,众所周知,在当前的全球化环境中,技术,行政和商业理论发生了根本性的变化。提供给消费者的产品和服务的质量对于市场的持久性至关重要,因此,通过使用统计方法进行改进,可以将重点转移到提高可靠性上,因为它变得可靠了。的基本特征是有机会在当今复杂的市场中竞争。

参考资料

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谢谢

特别感谢Orizaba技术学院附属的行政管理硕士学位的研究教授Fernando Aguirre yHernández教授,对本文的构建及其在学习系统思维过程中的方向做出了技术性贡献。同样,致力致力于促进和刺激墨西哥科学技术发展的国家科学技术委员会(Conacyt),为研究生学习提供资金支持。

生产系统:提供简化结构,描述,执行和计划工业过程的结构的系统。这些系统负责组织中商品和服务的生产。

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