بخشی از مقاله
تدوین الگوریتم پیاده سازی نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه در یک هواپیمای مسافربری با رویکرد حداقل نقش خطاهای انسانی در سوانح هوایی
چکیده
امروزه چالشهای اساسی رودرروی دست اندرکاران امور مربوط به نت(نگهداری و تعمیر) در صنایع مختلف تنها یادگیری این تکنیکها نیست، بلکه تصمیم گیری در رابطه با انتخاب بهترین گزینه و موثرترین تکنیکهای نت برای هر یک از تجهیزات میباشد
. اگر گزینه درست انتخاب شود، امکان بهبود و ارتقاء کیفی عملکرد تجهیزات بوجود آمده و همزمان با آن هزینه های تعمیر و نگهداری کاهش پیدا خواهد نمود .این موضوع در صنعت هوانوردی و تعمیر و نگهداری هواپیما از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار است، در صورت انتخاب نادرست روش و استراتژی تعمیر و نگهداری نتیجه ای جز افزایش هزینه ها، افزایش تاخیر در پروازها، به خطر افتادن ایمنی پرواز و طولانی شدن پروسه تعمیر و نگهداری هواپیما به دنبال نخواهد داشت. علوم و تکنیک های نگهداری و تعمیرات در یک پروسه زمانی تا به امروز پیشرفت قابل توجهی نموده اند و متدهای مختلفی تدوین شده است که شاید چیزی جز حرکت و پیشرفتی پیوسته و در یک امتداد نباشند. یکی از معضلات در این زمینه، عدم آشنایی مدیران و تصمیم گیرندگان در این خصوص است. هزینههای نگهداری و تعمیرات، در مجموع، بخش عمدهای از هزینههای جاری یک ایرلاین و شرکت هواپیمایی را در بر میگیرد. طبق برآوردهای دیگر هزینه تعمیر و نگهداری یک هواپیما در دوران عمرش چندین برابر 2)تا3 برابر) قیمت اولیه هواپیما است.رقم فوق به خوبی نشان دهنده حجم فوق العاده ای است، که شرکت های حمل و نقل هوایی هزینه نموده و صنایع مهندسی خدمات تعمیرات و نگهداری می توانند کسب نمایند. اهمیت و ارزش تعمیرات نگهداری به گونه ای است که از پارامترهای مهم و کلیدی در انتخاب و بهره برداری هواپیماها در خطوط هوایی دنیا می باشد. همچنین سرمایه گذاری های صنعتی گسترده ای توسط ارگان های مختلف در زمینه طراحی، ساخت، مونتاژ، تعمیر و نگهداری هواپیماهای مختلف صورت پذیرفته است. وظیفه بخش مهندسی در یک مرکز تعمیر و نگهداری تعیین راهبردهای تعمیراتی هواپیماها می باشد. بدین معنی که اجرای یک تعمیر و نگهداری مناسب نیاز به برنامه ریزی و زمان بندی دقیق دارد. تعیین این زمان بندی برعهده بخش مهندسی و البته منطبق بر قوانین ، روشها و مدلهای تعمیر و نگهداری می باشد. دستورالعمل های تعمیر و نگهداری هواپیماها توسط شرکتهای سازنده تهیه می شوند و همیشه با پس خور اطلاعات از مراکز تعمیر و نگهداری و یاحیاناً بروز حوادث، دستورالعمل های مزبور توسط شرکت سازنده به روز می شوند.یکی از کارهایی که شرکتهای تعمیر و نگهداری برعهده می گیرند بازسازی و نوسازی هواپیماهای فرسوده و یا هواپیماهایی است که سیستم های آنها قدیمی و از رده خارج می باشند. در این مقاله ابتدا اهمیت و لزوم تعمیر و نگهداری در صنعت هوانوردی مورد بررسی قرار خواهد گرفت، سپس مروری نظریه ها، مدل ها و استراتژی های موجود در مهندسی تعمیر و نگهداری مطرح و بررسی خواهد شد و در ادامه تعمیرات پیشگیرانه را به عنوان مدل هدف انتخاب، مفهوم و علت خرابی ها و منابع عدم اطمینان را ار دیدگاه تعمیرات و نگهداری بررسی خواهد شد. در پایان نیز یک مدل تعمیر و نگهداری مبتنی بر روش تعمیرات پیشگیرانه با هدف افزایش ایمنی و کاهش خطاهای انسانی در حوزه تعمیر و نگهداری هواپیما ارائه خواهد شد.
کلید واژه: تعمیر و نگهداری، روشهای نوین، نت پیشگیرانه، هواپیما
-1 مقدمه
اساسا نگهداری و تعمیرات (به اختصار ،)نِت تنها حوزه نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه را شامل نمیشود، اگر چه این حوزه یکی از مهمترین استراتژیهای نگهداری و تعمیرات است. نگهداری و تعمیرات روغنکاری نیست، اگرچه روغنکاری یکی از فعالیتها و اقدامات مقدماتی در حوزه نگهداری و تعمیرات است. نگهداری و تعمیرات یک اقدام بحرانی و سریع برای تعمیر دستگاهها نیست؛ اگر چه سرعت بالا در اجرای فعالیتهای نگهداری و تعمیرات یکی از شاخصهای مهم در این زمینهاست. نگهداری و تعمیرات یک هنر است؛ چرا که پیش از وقوع یک مشکل و همچنین در هنگام وقوع آن، توانایی انتخاب رویکردها و فعالیتهای مختلف وجود دارد. لذا مدیران، سرپرستان و کارشناسان و مسئولان نگهداری و تعمیرات از نقش پررنگتری نسبت به سایر پارامترهای دیگر حتی »ماهیت مشکل ایجاد شده« برخوردار خواهند بود [1] .هزینههای نگهداری و تعمیرات، در مجموع، بخش عمدهای از هزینههای تولید را در بر میگیرد. با توجه به نوع صنعت مورد بررسی، این هزینه چیزی حدود 15 تا 60 درصد هزینه محصول تولید شده را در بر میگیرد. تحقیقات نشان دادهاست که حدود 33 سنت از هر دلار که برای فعالیتهای نگهداری و تعمیرات هزینه میشود، مربوط به فعالیتهای غیر ضروری در حوزه نگهداری و تعمیرات میباشد این در حالی است که صنایع آمریکا سالانه حدود 200 بیلیون دلار برای نگهداری و تعمیرات تجهیزات خود هزینه مینمایند. این بدان معنی است که مدیریت صحیح فرآیند نگهداری و تعمیرات، سالانه، 60 بیلیون دلار صرفه جویی در این حوزه را به همراه خواهد داشت.
-1-1 اهمیت و لزوم پیاده سازی استراتژی های نوین تعمیرات و نگهداری در صنعت
هوانوردی کشور
بازار جهانی خدمات تعمیرات و نگهداری هواپیماهای تجاری به اندازه بازار فروش هواپیماهای تجاری، ارزشمند و گسترده می باشد. طبق گزارش یک تیم مشترک از شرکت های Back Aviation Solution/Team SAI حجم بازار خدمات تعمیرات و نگهداری هواپیما در سال 2003، برابر 36.1 میلیارد دلار محاسبه شده است که 10.5 میلیارد دلار مربوط به بخش تعمیرات و نگهداری موتور، 8.2میلیارد دلار سهم خدمات سرویس و نگهداری هواپیما در خط پرواز، 10.7 میلیارد دلار سهم تعمیرات سنگین (اورهال) و اصلاحات فنی و همچنین 6.7 میلیارد دلار سهم بخش تعمیرات قطعات و متعلقات شده است. طبق پیش بینی این شرکت ارزش بازار فوق در سال 2014 به 49.1 میلیارد دلار خواهد رسید. اما بررسی شرکت مشاوره ای Aero strategy ارزش بازار این بخش را در سال 2003 معادل 35.7 میلیارد دلار محاسبه کرده است و دورنمای آن را در سال 2013 برابر 60 میلیارد دلار برآورد نموده است. این شرکت سهم بخش تعمیرات موتور را 12.4 میلیارد دلار، سهم سرویس و تعمیرات در خط پرواز را 7.8 میلیارد دلار و سهم تعمیرات سنگین و اصلاحات فنی را 8 میلیارد دلار، سهم تعمیرات قطعات و متعلقات را 7.5 میلیارد دلار در سال 2003 محاسبه کرده است. طبق برآوردهای دیگر هزینه تعمیر و نگهداری یک هواپیما در دوران عمرش چندین برابر 2)تا3 برابر) قیمت اولیه هواپیما است.رقمهای فوق به خوبی نشان دهنده حجم فوق العاده ای است که شرکت های حمل و نقل هوایی هزینه نموده و صنایع مهندسی خدمات تعمیرات و نگهداری می توانند کسب نمایند. اهمیت و ارزش تعمیرات نگهداری به گونه ای است که از پارامترهای مهم و کلیدی در انتخاب و بهره برداری هواپیماها در خطوط هوایی دنیا می باشد. همچنین سرمایه گذاریهای صنعتی گسترده ای توسط ارگان های مختلف در زمینه طراحی، ساخت، مونتاژ، تعمیر و نگهداری هواپیماهای مختلف صورت پذیرفته است.
-2-1مروری کلی بر روشهای تعمیر و نگهداری در صنعت هوانوردی
تعمیر هواپیما در اصل دستورالعمل و روشهای خاصی است که برای هریک از هواپیماها توسط سازنده هواپیما پیش بینی و تهیه میگردد و به تأیید سازمان هواپیمایی کشور تولید کننده هواپیما می رسد.تعمیر و نگهداریاصولاً از دو جنبه مهم مدنظر است:
1. پیشگیرانه: بدین معنی که تعمیر و نگهداری برای جلوگیری از بروز سانحه و خرابی سیستم های هواپیما صورت می گیرد.
2. اصلاح کننده: این نوع تعمیر و نگهداری پس از بروز خرابی در سیستم ها و برای اصلاح آن و بازگرداندن هواپیما به پرواز صورت میگیرد.
عمده فعالیتهای سازمان دهی شده و از پیش تعیین شده تعمیر و نگهداری در جهت پیشگیری از
بروز خرابی در هواپیما استمعمولاً.تعمیر و نگهداری اصلاح کننده، در سیستم های عمیاتی خطوط پرواز به کار میرود. در سیستم های هواپیمایی، رده های تعمیر و نگهداری هواپیما به سه گروه زیر تقسیم بندی می شود. تفاوت این سه گروه علاوه بر نحوه فعالیت و وظایف آنها، توانایی ها و امکانات آنها نیز می باشد.
1. رده تعمیرات سازمانی: این رده که رده خط پرواز نیز نامیده می شود، سبک ترین رده تعمیراتی هواپیما است که نیاز به امکانات گسترده و پیچیده ندارد.
2. رده تعمیرات میانی: در این رده از تعمیرات کلیه تعمیرات تخصصی انجام می شود و درنتیجه ابزار های تخصصی مورد نیاز است.
3. رده تعمیرات سنگین: در این رده از تعمیرات و نگهداری هواپیما، قابلیت انجام تعمیرات اساسی و همچنین تغییرات، اصلاح و بازسازی هواپیما یا بخشی از آن امکان پذیر است.
هواپیما در کل عمر خود تحت آزمایشات و بازرسی های متنوعی قرار می گیرد. این تعمیرات می تواند بر حسب عمر مفید تقریبی هواپیما، ساعات پرواز و یا سیکل برخاست و نشست هواپیما و یا ترکیبی از
هر سه مورد، محاسبه، برنامه ریزی و انجام شودمثلاً.اگر عمر مفید هواپیما 20 سال پیش بینی شود، برای هر 5 سال خدمت هواپیما تعمیرات اساسی و بازرسی دقیق برنامه ریزی می شود و این تعمیرات سنگینمتناوباً هر 5 سال یکبار انجام می شود. توجه شود که ترتیب زمانی این تعمیرات توسط شرکت سازنده و با توجه به عوامل بسیار متنوعی نظیر اندازه هواپیما، نوع مواد، روش ساخت، راندمان سیستم ها، ارتعاشات و بارهای دورهای و غیره تعیین می شوند.
-3-1 مروری کلی بر مدلها و روشها و استراتژی های تعمیر و نگهداری
امروزه چالشهای اساسی رودرروی دست اندرکاران امور مربوط به نت(نگهداری و تعمیر) در صنایع مختلف تنها یادگیری این تکنیکها نیست، بلکه تصمیم گیری در رابطه با انتخاب بهترین گزینه و موثرترین تکنیکهای نت برای هر یک از تجهیزات میباشد . اگر گزینه درست انتخاب شود، امکان بهبود و ارتقاء کیفی عملکرد تجهیزات بوجود آمده و همزمان با آن هزینه های تعمیر و نگهداری کاهش پیدا خواهد نمود . برعکس انتخاب نادرست نتیجه ای جز افزایش مشکلات ایرلاین ها، افزایش هزینه ها، تاخیر در پروازها و زمین گیر شده هواپیما اثر دیگری به دنبال نخواهد داشت. علوم و تکنیک های نگهداری و تعمیرات در یک پروسه زمانی تا به امروز پیشرفت قابل توجهی نموده اند و متدهای مختلفی تدوین شده است که شاید چیزی جز حرکت و پیشرفتی پیوسته و در یک امتداد نباشند. یکی از معضلات در این زمینه، عدم آشنایی مدیران و تصمیم گیرندگان در این خصوص است. هزینههای نگهداری و تعمیرات، در مجموع، بخش عمدهای از هزینههای جاری یک ایرلاین و شرکت هواپیمایی را در بر میگیرد.
شکل -1 استراتژی ها در مدلهای مختلف تعمیر و نگهداری
شکل -2تاریخچه تحولات در نگرش های تعمیر و نگهداری
4
شکل -3 انواع سیستمهای تعمیر و نگهداری
-1-3-1نگهداری و تعمیرات مبتنی بر شکست2 (تعمیر بعد از خرابی )
اولین نوع از سیستم های نت که بیشتر در کارخانجات مورد استفاده قرار گرفته است، روش مبتنی بر شکست است. نگهداری و تعمیرات مبتنی بر شکست ( تعمیر بعد از خرابی ) بر این فرضیه بنا شده که تا قطعه ای شکسته و یا معیوب نشده باشد آن را تعویض و تعمیر نکنند . یعنی در واقع از تجهیز تا زمانی که به مرحله شکست یا خرابی نرسیده است بهره برداری می شود و در موقع خرابی نسبت به تعمیر آن اقدام می گردد. و در ایران عنوان ( EM ( Emergency Maintenance برای این روش مورد استفاده قرار میگیرد.در دوران گذشته ، پیامدها و آثار اینگونه اعمال به عنوان یک امر اجتناب ناپذیر به شمار نمی آمد ولی امروزه به دلیل پیچیده شدن اقلام ، تنوع بالا و تعداد اقلام و تجهیزات تحت پوشش فعالیتهای نگهداری و تعمیرات ، اجرای این رویه برای تمامی اقلام به عنوان یک ضرر با اهمیت به شمار می رود . در این روش ( ( EM اجرای فعالیتهای نگهداری و تعمیرات هنگامی انجام می شود که عملکرد تجهیزات بطور چشمگیر کاهش پیدا کرده و یا شکست و ازکارافتادگی واقعی اتفاق افتاده باشد . در نتیجه تجهیزات با اجرای فعالیتهای نگهداری و تعمیرات مبتنی بر شکست تحت کنترل قرار می گیرند .تجهیزات حساس ( از نظر فنی و استراتژیک ) و یا تجهیزاتی که مستلزم اجرای عملیات تعمیرات سنگین و پر هزینه می باشند مجاز به پیروی از مدل نگهداری و تعمیرات مبتنی بر شکست نیستند و در بعضی از موارد عدم رعایت این موضوع می تواند فاجعه ببار بیاورد،با توجه به موارد ذکر شده از این روش به هیچ عنوان در صنعت هوانوردی استفاده نخواهد شد، به طور کلی با توجه به اهمیت موضوع تعمیر و نگهداری این روش منسوخ شده است.
شکل -4 توقعات روبه رشد در رابطه در حوزه مهندسی تعمیر و نگهداری
-2-3-1نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه3
به فعالیتها که بطور تناوبی و بر حسب دوره های تعریف شده انجام می گیرند و سبب تاخیر و کم شدن تعمیرات و شکستهای ناگهانی و بدون برنامه می گردند PM گفته می شود . و به طور کلی می توان گفت که " نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه عبارتست از یک روش سیستماتیک برنامه ریزی و زمانبندی شده جهت انجام کارهای نگهداری مورد نیاز برطبق برنامه تنظیمی با هدف جلوگیری از فرسایش غیر عادی اجزا ماشین و کاهش توقفات اضطراری ماشین آلات . " نت پیشگیرانه براساس تناوب اجرای فعالیتها برنامه ریزی و اجرا گردیده و به همین دلیل عبارت Time Based Maintenanceنیز به این دسته از فعالیتها اطلاق میگردد .
فعالیتهای نت پیشگیرانه :
1. جلوگیری از فرسایش غیرعادی اجزاء ماشین : نظافت ، آچارکشی و روانسازی ( روغنکاری و گریسکاری )
2. کاهش توقفات اضطراری: تعمیر و تعویض های دور ه ای طبق برنامه زمانی از پیش تعیین شده
-3-3-1نگهداری و تعمیرات پیشگویانه) 4 مراقبت وضعیت)
"نت پیشگویانه به مجموعه فعالیتهایی اطلاق میگرددکه جهت تعیین شرایط فنی کارکرد اجزاء ماشین ( اندازه گیری میزان فرسایش اجزاء) در حین بهره برداری انجام گردیده و بر اساس نتایج حاصله از آن ،زمان و نوع فعالیت نت مورد نیاز تعیین میگردد. " نت پیشگویانه براساس شرایط کارکرد اجزاء ماشین برنامه ریزی و اجرا گردیده و به همین دلیل عبارت Condition Based Maintenance نیزبه این دسته از فعالیتها اطلاق میگردد .
1) بازرسی فنی توسط حواس انسانی: انجام بازرسی فنی توسط پرسنل ماهر نت با استفاده از حواس انسانی (همچون بازرسی سر و صدای غیرعادی ، گرم شدن بیش از حد اجزاء و ... ) (2 اندازه گیری فرسایش با استفاده از ابزار توسط انسان:
در این روش بازرس PM در فواصل زمانی مشخص و درحین کارکرد ماشین با استفاده از ابزار نسبت به اندازه گیری میزان فرسایش اجزاء اقدام و نتایج بدست آمده را با محدوده کارکرد مجاز اجزاء مقایسه مینماید .تصمیم جهت ادامه کار ماشین و یا توقف آن جهت انجام فعالیتهای نت بر اساس نتایج حاصله از این تحلیل خواهد بود .در این روش هیچ فعالیت اضافی نت انجام نمی گیرد و بر همین اساس عبارت " نت اقتصادی " نیز به این گروه از فعالیتهای نت اطلاق میگردد .
( 3 بازرسی و اندازه گیری پیوسته توسط ابزار:از مهمترین این روشها روش سلامت سازه در صنعت هوانوردی است.
مزایای اشکار و پنهان در اجرای نت پیشگویانه :
تجربه چهل سال تحقیق متخصصین نگهداری و تعمیرات در زمینه الگوهای خرابی قطعات حاکی ازآنست که 89 درصد از قطعات در دوره زمانی عمر مفید خود دچار خرابی میشوند. بعبارت دیگرخرابی قبل از به پایان رسیدن عمر مفید قطعات رخ میدهد.
به عنوان مزایای آشکاردر اجرای نت پیشگویانه به موارد زیر می توان اشاره کرد: .1کاهش 50 درصدی هزینه های نت .2کاهش میزان خرابیهای اضطراری تا 55 درصد .3کاهش 30 درصدی زمان تعمیر و اورهال
.4افزایش شاخص MTBF تا 30 درصد
اما مزایای پنهانی نیز در اجرای نت پیشگویانه وجود دارد . همچون : کاهش استرس کاری و آرامش فکربه دلیل برنامه ریزی شده بودن فعالیتها
کار آسانتر به دلیل انجام فعالیتهای اصلاحی در زمانهای اولیه پیشرفت خرابی زمان آزاد بیشتر برای تعمیر کاران
-4-3-1 نگهداری و تعمیرات اصلاحی ( ( Corrective Maintenance
-5-3-1 نگهداری و تعمیرات بهره ور جامع ( Productive Maintenance TPM (Total -6-3-1 نگهداری و تعمیرات ناب ( ( Lean Maintenance
-7-3-1 نگهداری و تعمیرات دوره ای ( (Shut Down Priodic maintenance -8-3-1نگهداری و تعمیرات بر پایه قابلیت اطمینان Reliability Centered Maintenance-
RCM
- 9-3-1سیستمهای نت واکنش سریع یا Quick Response Maintenance- QRM
جدول -1 نواع استراتژی های نگهداری و عناصر عملیاتی آنها
-2 تدوین استراتژی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه در صنعت هوانوردی
برای تدوین موثر استراتژی در حوزه نگهداری و تعمیرات باید از مدل فرآیند قابلیت اطمینان دارایی های فیزیکی تبعیت نمود، بطوریکه نادیده انگاشتن هر یک از مراحل این فرآیند موجب ضعف در عملکرد ، افزایش هزینه ها و یا هر دو آنها می شود . در واقع مدل فرآیند قابلیت اطمینان دارایی های فیزیکی منعکس کننده مجموعه ای از فرآیندهای ضروری برای پشتیبانی عملکرد نگهداری و تعمیرات می باشد . خروجی نهایی فرآیند قابلیت اطمینان منتج به قابلیت اطمینان بهینه دارایی های فیزیکی با هزینه های بهینه می باشد .فرآیند قابلیت اطمینان دارایی های فیزیکی دارای مراحل ذیل می باشد
: (Business Focus)
-1 تمرکز بر فعالیت های تجاری
-2 تعیین فعالیت های نگهداری و تعمیرات (Work Identification)
-3 برنامه ریزی فعالیت های نگهداری و تعمیرات (Work Planning)
-4 زمانبندی فعالیت های نگهداری و تعمیرات (Work Scheduling)
-5 انجام فعالیت های نگهداری و تعمیرات (Work Execution)
-6 پیگیری (Follow-up)
- 7 تجزیه و تحلیل عملکرد (Performance Analysis)
جدول -2 معیارهای انتخاب استراتژی نگهداری و تعمیرات در صنعت هوانوردی
شکل -5 ساختار سلسله مراتبی برای انتخاب استراتژی نگهداری و تعمیرات بهینه در صنعت هوانوردی
-1-2تعریف نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه: عبارتست از یک روش سیستماتیک برنامه ریزی و زمانبندی شده جهت انجام کارهای نگهداری مورد نیاز برطبق برنامه تنظیمی با هدف جلوگیری از فرسایش غیر عادی اجزا ماشین و کاهش توقفات اضطراری ماشین آلات . " نت پیشگیرانه براساس تناوب اجرای فعالیتها برنامه ریزی و اجرا گردیده و به همین دلیل عبارت Time Based Maintenance نیز به این دسته از فعالیتها اطلاق میگردد
