AZ ÜZEMFENNTARTÁS ÁLTALÁNOS KÉRDÉSEI 1.01 3.09
A karbantartás helyzete a műanyagiparban – felmérés Tárgyszavak: műanyagipar; műanyag-feldolgozás; állapot-ellenőrzés; karbantartás; felmérés.
Merre tart a karbantartás a műanyagiparban? A megfelelő karbantartás növeli a termelékenységet, és egyidejűleg csökkenti a költségeket. A karbantartás része a kopó alkatrészek időben elvégzett cseréje, a berendezések kritikus alkatrészeinek, egységeinek állapot-ellenőrzése. A karbantartás munkaerő-, költség- és állásidőigénye előre tervezhető, és az általános üzemviteli tervbe beilleszthető. Ehhez természetesen ismerni kell a berendezések műszaki állapotát, kihasználtságát – de a karbantartási stratégia és kontrolling ma már egyre inkább fontos részévé válik a vállalati üzletpolitikának. A tervszerű megelőző karbantartás segítségével elkerülhetők a legsúlyosabb problémák, jobban érvényesül az értékállóság és nagyobb lesz a befektetett pénzeszközök hozama. A műanyagiparon belüli tendenciák felmérése érdekében műanyagfeldolgozó gépeket gyártókat kérdeztek meg arról, hogy merre tart ma a karbantartás ebben az iparágban. • A karbantartás lényege a kopási/elhasználódási folyamatok észlelése és befolyásolása. A karbantartás folyamatát nagymértékben a karbantartási stratégia szabja meg. A megkérdezett cégektől a következő válaszokat kapták a stratégiára: – 18% csak meghibásodás vagy működéskiesés esetében végez korrekciót, – 46% tervszerű megelőző karbantartást végez, azaz meghatározott időközönként cseréli a kopó alkatrészeket, – 36% rendszeresen ellenőrzi a gépek állapotát és kopását, és az állapottól függően végzi el a karbantartást. • Minden ötödik cég jelezte, hogy az utóbbi években változtatott stratégiáján, és a pusztán meghibásodás esetén végzett karbantartás
helyett áttért a tervszerű megelőzésre vagy az állapotfüggő karbantartásra. Az üzemek kétharmada alkalmaz saját szakember mellett külső munkatársat és/vagy céget is a karbantartáshoz. Az esetek túlnyomó többségében a gépgyártóval kötnek karbantartási szerződést. A szerződések tipikusan a berendezések kritikus részeire terjednek ki, a teljes körű szervizszerződések (full-service) ritkák. A karbantartási munka teljes kiszervezése csak a cégek 10%-ánál fordul elő. • A rendszeres karbantartásra a cégek 70%-ának előre meghatározott karbantartási terve van. A többiek inkább egyedi módon döntenek, előre meghatározott terv nélkül. A tervszerű karbantartást végző cégek fele a gépgyártó által ajánlott karbantartási intervallumokat használja, mások saját tapasztalataiknak megfelelő karbantartási tervet készítenek. Kb. 45% úgy gondolja, hogy a gépgyártó által javasolt karbantartási terv túl nagy terhet ró rájuk, és a gyártási gyakorlatban nem alkalmazható. Az üzemek 20%-a úgy véli, hogy a gépgyártó által javasolt karbantartási menetrend saját tapasztalatuk szerint nem kielégítő, és kb. 1/3-a találja azt éppen optimálisnak. • A gépek megfelelő működésének egyik feltétele a beépített érzékelők megbízható működése. A gépekre szerelt érzékelők, mérő- és vezérlőkörök azonban maguk is kopási és öregedési folyamatoknak vannak kitéve, amelynek hatására a mérő- és vezérlőjelek eltolódnak, amit rendszeres kalibrálással lehet megelőzni. A feldolgozóipar nagy részében azonban ezekre a problémákra még nem figyelnek eléggé, pedig hatással van a szerszámcserére, a beállítási paraméterek egyik gépről a másikra átvitelére, a minőség-ellenőrzésre, a vezérlésre stb. Ennek ellenére a vállalatok 40%-a nem végez rendszeres kalibrációt berendezései érzékelőin. A maradék 60% kb. 6000 munkaóránként kalibrálja a műanyag-feldolgozás szempontjából kritikus hőmérséklet- és nyomásérzékelőket. • Annak érdekében, hogy a cserealkatrészek időben rendelkezésre álljanak, a legtöbb cég saját cserealkatrész-készletet tart fenn. Ez a legkritikusabb vagy leggyakrabban meghibásodó alkatrészekre terjed ki (fűtőtestek, érzékelők, csigák stb.). Az ellátás biztosítása érdekében az üzemek 25%-a speciális szállítási szerződéseket köt a gépgyártóval. A leggyakrabban meghibásodó egységek a felhasználók szerint az elektronika (58%) és a hidraulika (33%). A hidraulikaolaj elemzése fontos információval szolgál a berendezések állapotáról. A cégek 58%-a alkalmazza ezt az elszennyeződött olaj miatti kiesések megakadályozására és diagnosztikai célból. Ehhez legalább évente egyszer meg kell vizsgálni az olajat. A korszerű vizsgálati módszerek arra is lehetőséget kí-
nálnak, hogy megbecsüljék a hátralevő hasznos élettartamot, és egyedileg állapítsák meg az olajcsere optimális időpontját. Más cégeknél az olajvizsgálat helyett a megelőző karbantartás szellemében adott időközönként (rendszerint évente) cserélik az olajat. • A karbantartás támogatására a cégek 45%-a alkalmaz valamilyen szoftvert. Ezek között vannak egyszerű táblázatkezelő szoftverek, de vannak sokkal erősebben integrált eszközök is, amelyek a szervizellátás részét képezik. A cégek kétharmadánál kiszámítják az ún. rendelkezésre állási hányadot, vagyis a működési idő és a meghibásodás következtében fellépő kieső idő hányadosát. Ennek elemzése hozzásegíti a cégeket ahhoz, hogy kiértékeljék a meghozott karbantartási intézkedéseket. A folyamatos elemzés lehetővé teszi a gyengepontok feltárását és kiküszöbölését is. • A karbantartás során a cégek a következő adatokat szokták feljegyezni – zárójelben a megkérdezett cégek %-a szerepel: – kieső idő (80%) – a kiesés oka (50%) – vizsgálati jegyzőkönyv (80%) – javítási idő (65%) – pótalkatrész-felhasználás (90%) – karbantartási idő (50%). A karbantartás anyagi vonzatának értékelésére a következő adatokat szokták feljegyezni: – személyi költségek (55%) – anyagköltség (45%) – cserealkatrész-költség (80%) – kiesésből származó és ebből következő költségek (0%) – megbízhatóság és rendelkezésre állás (33%). • A karbantartás közvetlen költségeit a legtöbb cég feljegyzi, a kiesésből származó és egyéb utólagos költségeket már kevesebben, ezért nincsenek is számadataik az esetleges kiesésből származó károkra. A cégek becslése szerint a teljes működési időnek kb. 5%-a (1–10%-a) az állásidő. Az 1. táblázat azt mutatja, hogy a műanyag-feldolgozó cégek a gyakorlatban mennyire elégedettek a karbantartás különböző körülményeivel. A 2000-ben végzett hasonló elemzéshez képest jelentősen javult az elégedettség a karbantartás eszköz- és személyi feltételeit illetően. A feldolgozók mindössze 10%-ában vannak modern diagnosztikai eszközök a kopó alkatrészek figyelésére (áramfelvétel, hőmérséklet, rezgésérzékelők stb.), vagy távdiagnosztikát és tanácsadást lehetővé
tevő eszközök. A műanyagiparban ezeknek a fejlett karbantartási eszközöknek a bevezetése még csak a legelején tart. • Az üzemek mintegy 30%-a az elmúlt három évben jelentős változtatásokat eszközölt a karbantartás eszköz- és szervezeti feltételeiben. Ez elsősorban arra vonatkozott, hogy több vagy jobban képzett személyzetet alkalmaztak az esedékes karbantartási munkák elvégzésére. Sokan tervezik támogató szoftverek bevezetését. 1. táblázat A karbantartás helyzete a műanyagiparban a feldolgozó cégek véleménye alapján A jelenlegi helyzet értékelése
A követelmények kielégítése (%)
A kopó alkatrészek cserélhetősége, szabványosított alkatrészek és csatlakozó elemek
60%
A rendszer és az elemek hozzáférhetősége, az alkatrészek megtekinthetősége, ellenőrizhetősége
60%
Az alkatrészek élettartama, a cserealkatrészek minősége és mérettűrése
71%
Cserealkatrész-készletek, szállítási készség
71%
A gyártó támogatja-e a karbantartást?
80%
Karbantartás személyi és eszközfeltételei
68%
Karbantartási ráfordítás hatékonyságának értékelése
60%
Tendenciák a karbantartás területén A gyártók ajánlatai Az egyik világosan kirajzolódó irány a gépgyártók által ajánlott karbantartási szolgáltatás fejlődése, ami határozott marketingkoncepcióvá erősödött. Természetesen vannak érdekellentétek egy-egy cég gyártó és karbantartó részlegei között, hiszen a jó karbantartás megnyújtja a berendezések használati idejét és akadályozza az újak megvételét – tekintettel azonban arra, hogy az új berendezések gyártási kapacitása és hatékonysága sokszor gyorsabban nő, mint az ügyfelek igényei, a karbantartási üzletág a gyártók számára is egyre fontosabbá válik. A gyártókat megkérdezve kiderült, hogy az elmúlt 3 évben évi 10–100%-os növekedést tapasztaltak az általuk kötött karbantartási szerződések számában. A következő tipikus szerződési lehetőségek állnak rendelkezésre:
– teljes körű karbantartási szerződés – egyes berendezésekre kiterjedő felülvizsgálati szerződés – 24 órás cserealkatrész-szolgáltatás – 24 órás „hotline” szolgáltatás. A szokásos szolgáltatásokat egyéb (pl. kalibrációs) szolgáltatásokkal is ki lehet egészíteni. A gazdaságosság javítása érdekében a gyártók fel szokták ajánlani a kopó alkatrészek, pl. csigák és hengerek felújítását. A gyártók úgy látják, hogy a karbantartás területén még sok növekedési lehetőségük van. A kalibrációs szolgáltatásra pl. folyamatosan növekvő igény mutatkozik. A karbantartási szolgáltatás egyik része pl. a legalább évente vett olajminta elemzése külső laboratóriumban. Ez a következő méréseket tartalmazza: – viszkozitásmérés 40 és 100 °C-on, viszkozitásindex, – adalékanyag-tartalom, – idegen olajokkal való keveredés a nyomelemtartalom alapján, – az infravörös (IR) spektrum alapján az adalékok degradációjának vizsgálata, szennyezések, oxidációs és bomlási melléktermékek jelenléte, – részecskeszámlálás az ISO 4406 szerint, – vízmeghatározás Karl-Fischer módszerrel. A kopásból származó fémek, szennyeződések és adalékok meghatározását leggyakrabban atomemissziós spektroszkópiával végzik, mert gyors és hatékony módszernek bizonyult a tendenciák követésére. Elsősorban az olajban oldódó anyagok és a szabad szemmel nem látható, 5 µm-nél kisebb részecskék mérésére alkalmas. Egy komplett olajvizsgálat költsége kb. 100 EUR/minta. Távszerviz A távközlési lehetőségek beépítése a feldolgozógépekbe további költségcsökkentést jelenthet, mert a telemetrikus adatok felhasználásával „távszerviz” rendszer valósítható meg, a technikus drága kiszállása gyakran megtakarítható. A gépeket rendszerint először a helyi hálózatra (intranet) kötik rá, majd azt az internetre, és így a gyártó hozzáférhet az általa gondozott berendezések működési adataihoz. Ez meggyorsítja a gépek felügyeletét, a szoftverfelújítást, és gyorsítja a válaszadás sebességét, ha valamilyen probléma mégis felmerül. A nyílt kommunikációs standardok (TCP/IP, OPC) alkalmazása lehetővé teszi a feldolgozógépek összekapcsolását helyi és távoli számítógépekkel és az online adatcserét. Ez a következő lehetőségeket öleli fel:
– távdiagnosztika (a gép futásának elemzésével), – távkarbantartás (a vezérlési paraméterek beállítása, szoftverfelújítás), – képernyőadatok és paraméterek távolról való megfigyelése, – multimédiás támogatás a szervizközpont igénybevételével. A modern PC-alapú gépvezérlések mindezt lehetővé teszik, beleértve az automatikus SMS- és e-mail-küldési lehetőségeket is. A meghibásodási diagnosztika egyik fontos eleme az áramfelvétel követése, ennél fejlettebb eszközöket (pl. termográfia, vibráció- vagy hanghullámmérés) ma még kevés gépgyártó épít be berendezéseibe. A gépgyártók szempontjából a karbantartásra vonatkozó legfontosabb tendenciák a következők: – a megelőző karbantartásnak egyre nagyobb az értéke, – a műszaki felszereltség és képzettség egyre javul, – az egyes gépekre vonatkozó személyes felelősség kiosztásával a gépek állapota folyamatosan javul, – bővül az elektronikus kommunikációs lehetőségek száma, – nő a tudásmenedzsment jelentősége, – a karbantartási és kalibrációs szolgáltatások a figyelem középpontjába kerülnek, – a hangsúly a gyártó szolgáltatásaira helyeződik, – átfogó marketingintézkedések szükségesek, beleértve a szolgáltató teamek átszervezését is.
Hőmérséklet-érzékelők állapotfelügyelete A működőképesség és a karbantartás szempontjából nagyon lényeges, hogy mennyire megbízható a gépek érzékelőrendszere. Mivel a műanyag-feldolgozásban a legfontosabb paraméter a hőmérséklet, nagyon oda kell figyelni a hőelemek állapotára. Egyrészt a különböző öregedési folyamatok miatt a termofeszültség értéke kismértékben változik, másrészt a hőelemes méréshez referenciára van szükség, és ha a referenciahely vagy a csatlakozási pont hőmérséklete ingadozik, el fog tolódni a mért érték is. Mivel a gépek hőszabályozását a hőmérsékletérzékelők alapján végzik, a hőmérőket gyakran (legalább félévente) ellenőrizni kell. A DIN EN 60584 pontosan megszabja, hogy pl. egy FeCuNi hőelem esetében 250 °C-os hőmérséklet-intervallumban ±2,5 °Cos ingadozás léphet fel a hővezetés miatt, és másik ±2,5 °C-os ingadozás a vezérlés elemeinek hőmérséklet-ingadozásából. Ez azt jelenti, hogy akár ±5 °C-os eltérés is lehet, amit a feldolgozógép nem érzékel.
Ennek pedig jelentős hatása lehet a precíziós feldolgozásban vagy pl. a feldolgozási paraméterek átvihetőségében. A hőmérsékletmérésben jóval megbízhatóbbak és tartósabbak a korszerű platina ellenállás-hőmérők. InnoTemp márkanéven olyan hőmérséklet-érzékelőket fejlesztettek ki, ahol a 250 °C-os intervallumban a lehetséges eltérés mindössze ±0,52 °C, ami a termoelemekhez képest közel tízszeres javulást jelent. A szenzor „lelke” egy vékonyrétegtechnikával felvitt platina-csip, amely kis méretek mellett igen pontos hőmérsékletmérést tesz lehetővé. A termoelemekkel szembeni előnyök a következőkben foglalhatók össze: – kitűnő hosszú idejű stabilitás, kis „kúszás” (drift), – nagy pontosság, kis ingadozás, – rövid válaszidő, gyors jelnövekedés, – nincsenek szigetelési problémák, mindig szigetelt, – kis méret, elhanyagolható saját melegedés, – nem érzékeny a rázkódásra, a csatlakozási pontok melegedésére és a hősokkhatásokra, – nemzetközi szabványok állnak rendelkezésre a standard bemenetekhez, – rézvezetőket használnak a hővezetési problémák ellen, nincs szükség termocsatlakozóra. Hátránya a valamivel magasabb ár, de ha figyelembe vesszük a teljes beszerelési és kalibrációs költségeket, majdnem azonos árszintet kapunk. További költségelemet jelent a vezérlés bemenetének kicserélése, de hosszú távon a nagyobb stabilitás és a megbízható működés kifizetődik a kisebb karbantartási és kalibrációs költségek révén. Összeállította: Bánhegyiné Dr. Tóth Ágnes Irodalom Schwab, E.; Marzineak, R.: Stand der Technik und Trends. = Kunststoffe, 93. k. 12. sz. 2003. p. 19–23. Schwab, E.; Marzineak, R.: Instandhaltung von Maschinen für Kunststoffverarbeitung. = Kunststoffe, 93. k. 11. sz. 2003. p. 94–98.
