Zefektivnění procesu údržby pomocí metodik pro hodnocení rizik. ČSPU Liblice, Vít Havlů, Reliability Engineer ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s

Zefektivnění procesu údržby pomocí metodik pro hodnocení rizik

ČSPU Liblice, 3.- 4.11.2010

www.ceskarafinerska.cz

Vít Havlů, Reliability Engineer ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s. www.ceskarafinerska.cz


Cíl prezentace

Ukázka systému RRM a výhody, které z toho vyplývají.

ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s. – největší zpracovatel ropy v ČR


ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s. Sídlo

Litvínov

Založena Plnohodnotná činnost Vstup zahraničních akcionářů Transformace na processing Výrobní závody

Litvínov, kapacita 5,1 MMt Kralupy, kapacita 3,3 MMt

Akcionáři 51,23 %

32,44 %

28.3.1995 1.1.1996 25.3.1996 1.8.2003

16,33 %



Použité metodiky pro hodnocení rizik RCM (Reliability Centered Maintenance) – Údržba zaměřená na bezporuchovost

RBI (Risk Based Inspection) – Inspekce na základě rizika

SIFpro (Safety Instrumented Function) je klasifikační a implementační metodika pro instrumentální jištění.



Riziko

Vážnost následků vyjádřena ve vztahu k osobám, životnímu prostředí, ekonomice či reputaci společnosti.

Zvyšující se riziko

Riziko definujeme jako součin pravděpodobnosti vzniku nebezpečné události a vážnosti jejích následků. Pravděpodobnost je vyjádřena jako frekvence (např. 0,2 x za rok = 2 x za 10 let)

Oblast nepřijatelného rizika

Oblast přípustného rizika

Oblast všeobecně přijatelného rizika

Kromě mimořádných okolností nelze riziko odůvodnit

Riziko může být přípustné, pouze když další snižování rizika je nepraktické nebo jsou-li náklady na jeho další zmenšení ve velkém nepoměru k dosaženému zlepšení

Zbytkové riziko je zanedbatelné a není jej nutné dále snižovat.

Cílem je snížit riziko na obecně přijatelnou úroveň



Stanovení kritičnosti

Nepřijatelné riziko

Všeobecně přijatelné riziko Přípustné riziko

Hranice všeobecně přijatelného rizika

Pravděp. [roky]

Hranice přípustného rizika

Zbytkové riziko

Snížení rizika

Počáteční riziko Vysoké riziko

0 1 10

Snížení rizika

100

Nízké riziko

0

0,1

1

Zbytkové riziko 10 100

Následky [mil. Kč] ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s. – největší zpracovatel ropy v ČR


Systém RRM (Risk & Reliability Management)

Rovnováha Riziko ↔ Činnost

URČ IT ÚKOLY

RCM RBI SIFpro

PREVENTIVNÍ ČINNOSTI + PREVENTIVNÍ ÚDRŽBA + RE-DESIGN (Nové provedení) MONITORING STAVU + INSPEKCE + ZKOUŠKY

RRM Nákladově efektivní údržba



Systém RRM Start procesu

5 základních fází: 1. Hodnocení připravenosti. 2. Příprava na analýzy. 3. Vlastní proces analýz. 4. Implementace výsledků. 5. Revize systému (zpětná vazba).

Hodnocení připravenosti

Příprava na analýzy

Vlastní proces analýz


Revize systému/ zpětná vazba

Implementace výsledků


Výhody systému RRM Hlavní přínosy tohoto je sladěný a strukturovaný přístup spočívají v následujícím: • Metodika poskytuje konzistentní a uniformní způsob hodnocení rizika. • Snižuje se pracovní zatížení, jelikož výsledky analýzy z jedné metodiky mohou být použity v druhé. • Zlepšuje se synergie jednotlivých základních metodik, výsledkem čehož je to, že přínosy kompletní studie RRM budou větší než součet přínosů jednotlivých metodik. • Vytvoří se lepší porozumění a schopnosti aplikovat činnosti vycházející z hodnocení rizika v rámci personálu z různých oblastí jedné provozní jednotky.

Další výhody plynoucí z aplikací jednotlivých metodik: • • • • • •

Optimální spolehlivost a dostupnost zařízení. Snížení nákladů na údržbu a zachovat požadovanou dostupnost a spolehlivost zařízení. Zajištění technické integrity. Jedna databáze pro registraci údajů o údržbě, inspekci a jištění. Jeden zdroj pro plány a rozhodnutí v oblasti údržby inspekce a jištění. …..


Děkuji Vám za Vaši pozornost Dotazy / komentáře


Vít Havlů Reliability Engineer ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s. [email protected], www.ceskarafinerska.cz

ÚDRŽBA 2010 3. – 4.11.2010, ZÁMEK LIBLICE

Zefektivnění pr ocesu údr žby pomocí metodik pr o hodnocení r izik Vít Havlů Česká Rafinérská, a.s. Annotation

Creation of a system which will manage and lead methodologies which are concerned with the optimalization of the maintenance on the base of risk evaluation and which achieves better results than the application of separate methodologies. The proposed system will use the synergies from the systematic management of the methodologies, common features, procedures and which then implements the results into the information system of maintenance. The system helps prioritize maintenance and optimize the entire system of preventive maintenance. Keywords:

risk, methodology, preventive maintenance

1 Úvod Většina dnešního průmyslu čelí konkurenčnímu prostředí a to nejenom z tuzemského hlediska, ale i z globálního. Toto neustále vyvolává zvýšené nároky na produktivitu, kvalitu a efektivnost nákladů ve společnostech, ale při zachování hodnoty majetku a spolehlivosti zařízení. Jakákoliv společnost, která využívá komplexní zařízení na výrobu produktů, si uvědomuje, že bez trvalého a dostupného výkonu zařízení, dlouhodobé ziskovosti a konkurenceschopnosti není možné dlouho vydržet v tržním hospodářství. Proto preventivní údržba hraje klíčovou roli při udržování výkonu výrobního zařízení a kvalitě konečného produktu. Vzhledem ke složitosti mnoha zařízení a systémů je potřeba se věnovat výzkumu i v oblastech spolehlivosti techniky a údržby jako jsou metodiky pro řízení rizik a spolehlivosti. Účinné a efektivní programy údržby jsou nutné pro splnění požadavků, například pro bezpečnost, kvalitu, nízké provozní náklady aj. S velkým počtem technických systémů v rámci podniku, může být obtížné stanovení priorit činností údržby. Použití metodik k hodnocení rizika nám pomůže identifikovat závažná rizika v rámci společnosti, která v kombinaci s různými strategiemi údržby, usnadní stanovení priorit úkolů. Rozhodovací procesy vycházející z hodnocení rizika se stávají stále více důležitými nástroji pro řízení činností, procesů, produktů a služeb společností. Metodiky RCM (Reliability Centered Maintenance), RBI (Risk Based Inspection) a SIFpro (Safety Instrumented Function) jsou jedním z těchto nástrojů, které vycházejí z hodnocení rizika pro určování úkolů/prací preventivní údržby, inspekce a monitoringu, které jsou nutné k dosažení nezbytné dostupnosti zařízení a to při vynaložení optimálního úsilí. Tyto metodiky je možné aplikovat na zařízeních ve zpracovatelském průmyslu; tj. v rafinériích, plynárnách, chemických výrobnách, ropných zařízeních a zařízeních na těžbu plynu atd., avšak je rovněž možné aplikovat i v jiných průmyslových odvětvích, jako jsou energetika, výroba umělých hnojiv,

1

ÚDRŽBA 2010 3. – 4.11.2010, ZÁMEK LIBLICE ocelářství, hornictví, potravinářský průmysl atd. Každá z těchto metodik je samostatná a zaměřuje se na různý typ zařízení, ale přesto jsou mezi sebou vzájemně propojeny. RCM (Reliability Centered Maintenance) – Údržba zaměřená na bezporuchovost, což představuje metodiku pro optimalizaci údržbových prací. Především se zaměřuje na optimalizaci preventivní údržby u strojních a stacionárních zařízení a o přístroje pro měření a regulace. RBI (Risk Based Inspection) – Inspekce na základě rizika je metodika pro optimalizaci inspekčních a monitorovacích prací. Používá se k řízení integrity tlakové obálky. SIFpro (Safety Instrumented Function) je klasifikační a implementační metodika pro instrumentální jištění. Jejím účelem je poskytnout uživatelům návod pro bezpečný, nákladově efektivní a konzistentní design (provedení), pro implementaci a údržbovou strategii pro SIF. Metodiky v podstatě kombinují několik známých technik a nástrojů, které na základě hodnocení řízení rizika slouží jako základ pro rozhodování údržby. Mnoha aplikačních oblastech je použití metodik výhodné a poukazuje na důležitost a užitečnost při vývoji účinného a efektivního programu údržby. Použití metodik může být i mimo jiné záležitosti např. zlepšení dostupnosti a spolehlivosti systému, snížení nákladů na preventivní údržbu a neplánovanou údržbu a zvýšení bezpečnosti. Toto jsou oblasti, ve kterých jsou důležité pro většinu firem k udržení v konkurenčním prostředí.

2 Použité metodiky V kontextu údržby a inspekce má každá z metodik svůj specifický účel při optimalizaci činností v oblasti údržby, inspekce a instrumentace a přesto jsou určitým způsobem propojeny:

2.1 RCM RCM se v zásadě zabývá všemi módy poruch, které nejsou pokryty metodikami SIFpro a RBI. Zařízení, kterými se metodika zabývá jsou zařízení strojní (zejména rotační stroje), stavby, elektrická zařízení a instrumentace. RCM představuje strategii pro optimalizaci údržbových prací, která se snaží zabránit před vyšší nákladovostí nebo nižší dostupností zařízení. Konečným výsledkem je základ plánu údržby a seznam doporučených zlepšení. RCM může být rovněž použita při vypracovávání projektu jako pomoc při výběru zařízení, co se týče optimální spolehlivosti a nákladů na dobu životnosti, a rovněž může být použita při vypracování základu plánu údržby dodaného spolu s projektem.

2.2 RBI RBI představuje strategii pro optimalizaci inspekčních a údržbových prací, která se snaží předejít možné ztrátě z úniku média. Metodika RBI se používá k řízení integrity tlakové obálky. Je to objektivní nástroj pro určení rozsahu inspekčních prací pro plánované zarážky a určení přesných částí statického zařízení, které mají být otevřeny pro kontrolu inspekce. Metodika se rovněž používá pro určení inspekcí za provozu mimo zarážku. Podobným způsobem jako RCM lze RBI rovněž použít během vypracovávání projektů prostřednictvím pomoci při volbě konstrukčních materiálů – opět co se týče optimální spolehlivosti a nákladů na dobu životnosti zařízení. V rámci RBI jsou zvažovány všechny takové módy poruch, které ovlivňují tlakovou integritu zařízení a potrubních vedení. Ostatní módy poruch statických zařízení, jako úsady/zanášení, by měly být analyzovány v rámci RCM.

2

ÚDRŽBA 2010 3. – 4.11.2010, ZÁMEK LIBLICE

2.3 SIFpr o SIFpro pokrývá nahodilé bezpečné a nebezpečné poruchy instrumentačního jištění, včetně alarmů. Jedná se o přesně vymezenou oblast v rámci instrumentace. Například, veškerá instrumentace regulace procesu není zahrnuta pod SIFpro a měla by být analyzována pomocí RCM. Rovněž módy poruch jistící instrumentace, které jsou jasně časově závislé, by měly být analyzovány promocí RCM, abychom dospěli k údržbovým činnostem, které by zabránily tomu, aby tyto módy poruch vyúsťovaly do skutečných bezpečných nebo nebezpečných poruch.

3 Systém RRM (Risk & Reliability Management) Celý proces RRM je kombinací analýzy a provádění preventivních prací. Analýza RRM představuje týmovou práci prováděnou skupinou příslušných odborníků z provozu, údržby, procesní technologie, oblasti materiálů a koroze, inspekce, bezpečnosti, elektro a instrumentace. Provádění prací/úkolů představuje proces sám o sobě. Zjednodušený přehled procesu RRM, platný pro všechny tři metodiky, je uveden na obrázku č.1. P REVENTI VNÍ ČI N NOSTI + P REVENTI VNÍ Ú DRŽBA + REDESI GN ( Nové pro veden í) MONI TOR I NG STAVU + I N SP EKCE

+ ZKOUŠKY

Rovnováha Riziko « Činnost

URČI T ÚKOLY

RCM RBI

RRM

SI Fpro N ákladově efektivní

údržba

Obr. 1 Proces systému RRM

3.1 Pr áce s údaji Analýza RRM začíná výběrem jednotky nebo zařízení, které bude analyzováno, a přesným definováním jeho hranic, identifikací veškerého statického zařízení (potrubí, nádoby atd.), mechanického zařízení (čerpadla, kompresory atd.) a instrumentace, které mají být do studie zahrnuty. Předpokládá se, že veškeré zařízení mimo hranice řádně funguje. Za normálních okolností bude analýza RRM aplikovat v daném čase jednu metodiku, tj., buď RCM nebo RBI nebo SIFpro, avšak v každém případě lze využívat informace a výsledky předcházející analýzy provedené na základě jedné z těchto tří metodik. Dalším krokem je shromáždit veškeré relevantní údaje a informace nezbytné pro analýzu, například procesní data, engineeringová konstrukční data (data o provedení), historické informace o údržbě a inspekci, výkresovou dokumentaci atd. Ve většině případů se jednotka

3

ÚDRŽBA 2010 3. – 4.11.2010, ZÁMEK LIBLICE dále rozdělí do separátních systémů (tj. funkčních systémů, korozních smyček nebo smyček jištění). Toto by nejlépe mělo být dokončeno předtím než se tým sejde za účelem provedení zbytku analýzy .

3.2 Hodnocení kr itičnosti Riziko je definováno jako pravděpodobnost výskytu specifického nebezpečí a pravděpodobných, věrohodných důsledků tohoto nebezpečí. Pro účely aplikace RRM se mód poruchy zařízení transponuje do rizik. Pojem kritičnost se používá k označení původního rizika, tj. rizika, kdy účinky údržby, inspekce a SIF (jištění), a rovněž skutečný stav jištění, nejsou brány do úvahy a tudíž se toto riziko odvozuje od původního konstrukčního provedení a/nebo provozních podmínek. Pro každý dominantní mód poruchy jednotlivých položek zařízení se provede hodnocení kritičnosti. Zatímco pravděpodobnost toho, že k módu poruchy dojde, je determinována každou metodik separátně, následky poruchy budou hodnoceny uniformním způsobem napříč všemi třemi metodikami. Kritičnost se hodnotí semikvantitativním způsobem, tím, že se odhadne jednak pravděpodobnost nežádoucí události a třída/zařazení jejích následků, které se společně určují (pomocí matice) třídy kritičnosti.

3.3 Volba pr ací/úkolů a plánování Zařazení kritičnosti (třída kritičnosti) ovlivní typ, rozsah a/nebo frekvenci údržby zařízení, monitoringu a inspekcí nebo odzkušování. V této fázi daný proces do značné míry závisí na metodikách (RCM, RBI, SIFpro). V případě RCM se určují vhodné práce preventivní údržby na základě analýzy finančních nákladů vůči přínosům, přičemž jsou v této metodice rovněž zahrnuta bezpečnostní a enviromentální rizika. RBI určuje interval periodických inspekcí (pro degradační mechanizmy související se stářím zařízení) nebo monitorovací činnosti/příležitostné ověřovací inspekce (pro degradační mechanizmy nesouvisející se stářím zařízením) dané položky na základě kritičnosti a odhadu dalších parametrů jako je zbytková životnost zařízení a míra jistoty při jejich stanovení. Při vzetí do úvahy lokalizace zařízení, sledovanosti a monitorovacích / inspekčních technik, které se používají, toto postupuje do zpracování inspekčního plánu (plánu monitorování) pro danou položku. U SIFpro existuje přímý vztah mezi kritičností a úrovní bezpečnostní integrity (Safety Integrity Level – SIL), která naopak určovat implementaci a/nebo odzkušovací frekvenci jednotlivých prvků SIF.

3.4 Implementace RRM Aby bylo možno realizovat veškeré výhody z procesu RRM, je nezbytné propojit výstup metodik RRM s procesy řízení údržby. Toto umožní řízení postupu prací, zaznamenávání stavu zařízení a analýzu trendů výkonnosti. Navíc je nezbytné být obeznámen s tím, kde se použijí různé metodiky a definovat role různých profesí, u které se metodika uplatní. Nakonec, jelikož údržbové a inspekční práce, které vyplynuly z procesu RRM se v převážné míře definují na základě stavu procesu a předpokladů učiněných v době analýzy, je zde potřeba provést revizi těchto strategií, jestliže dojde ke změně provozních nebo procesních podmínek nebo pokud se skutečná spolehlivost zařízení ukázala jako výrazně odlišná od předpokladů učiněných v době analýzy. Implementace RRM se zaměří na následující části: 4

ÚDRŽBA 2010 3. – 4.11.2010, ZÁMEK LIBLICE 1. 2. 3. 4.

Aplikace různých metodik. Kvalifikační požadavky potřebné pro analýzu. Jak lze harmonizovat úkoly/práce RRM. Jak se provádí řízení údržbových a inspekčních prací prostřednictvím systému řízení údržby. 5. Základní prvky systému majetku pro uchovávání informací za účelem umožnění monitoringu trendů a výkonností. 6. Mechanizmy, které je třeba přijmout pro započetí revize.

3.5 Or ganizační str uktur a Je dobře známo a potvrzeno, že nejlepších výsledků a přínosů z RRM bývá dosaženo, jestliže existuje, nebo byla ustavena, jasná a pevná organizační struktura, což podporuje iniciativu implementovat a provádět RRM nebo některou z komponent RRM. Je třeba definovat jasné role a odpovědnosti. Podpora od managementu je nezbytně nutná a měla by být demonstrována (= viditelná). Na obrázku č.2 je ukázán příklad organizace (Systém řízení provozní spolehlivosti). Tento příklad ukazuje, jaká je pozice RRM ve vztahu k ostatním činnostem zlepšování spolehlivosti, jako je analýza základních příčin (RCA Root Cause Analysis – Analýza základních příčin) a definování a monitorování klíčových indikátorů výkonnosti (KPI – Key Performance Indicators). Dále obrázek č.2 ukazuje, že vedle řídícího výboru managementu, je doporučeno také zřídit styčnou osobu (ústřední osobu) pro problematiku spolehlivosti/integrity, aby tato osoba prováděla podporů týmů RRM při provádění hodnocení a definování údržbových a inspekčních plánů.

RRM

Obr. 2 Příklad struktury řízení spolehlivosti

3.6 Základní pr avidla údr žby dle metodiky RRM Údržba zálohového zařízení se neprovádí v zarážce.

5

ÚDRŽBA 2010 3. – 4.11.2010, ZÁMEK LIBLICE Poruchy nelze eliminovat. Můžeme pouze snížit jejich následky nebo pravděpodobnost jejich vzniku. Cílem by mělo být u většiny zařízení provádět preventivní údržbu na základě stavu zařízení. Je potřeba se zaměřit na efektivní detekci bodu Potenciální poruchy. Provádění předčasné preventivní údržby má za následek buď zvýšené náklady na údržbu nebo sníženou spolehlivost zařízení. Pozdní provedení preventivní údržby znamená výšenou pravděpodobnost výskytu poruchy. Zařízení, jehož selhání má malé následky, se provozuje do poruchy. Selhání zařízení provozujících do poruchy jsou předvídatelná, tj. lze se na ně dopředu připravit (způsob opravy, náhradní díly atd.).

Obr. 3 Rozsah metodiky RRM provozované zařízení

(RCM)

(SIFpro)

(RBI)

Instrumentace SIF

Korozní smyčky

Alarmy a blokace

Tlaková obálka

Rotační zařízení Instrumentace mimo SIF Stavby, konstrukce, izolace Zanášení statických zařízení

Techniky RRM přispívají k definování optimální strategie údržby

4 Závěr : Každá metoda se soustředí na specifickou oblast, čímž se poskytne maximální efektivnost při generování úkolů/prací. Hlavní přínosy tohoto je sladěný a strukturovaný přístup spočívají v následujícím: Metodika poskytuje konzistentní a uniformní způsob hodnocení rizika. Toto napomůže k vyjasnění struktury organizace a rovněž usnadní jednání s úřady. Snižuje se pracovní zatížení, jelikož výsledky analýzy z jedné metodiky mohou být použity v druhé. Zlepšuje se synergie jednotlivých základních metodik, výsledkem čehož je to, že přínosy kompletní studie RRM budou větší než součet přínosů jednotlivých metodik.

6

ÚDRŽBA 2010 3. – 4.11.2010, ZÁMEK LIBLICE Vytvoří se lepší porozumění a schopnosti aplikovat činnosti vycházející z hodnocení rizika v rámci personálu z různých oblastí jedné provozní jednotky. Je třeba poznamenat, že tyto výhody se navíc realizují vedle těch výhod/přínosů, kterých je dosaženo prostřednictvím nezávislé/samostatné aplikace jednotlivých metodik, kterýmiž přínosy jsou: Optimální spolehlivost a dostupnost zařízení. Snížení nákladů na údržbu a zachovat požadovanou dostupnost a spolehlivost zařízení. Zajištění technické integrity. Vyhovění měnícím se požadavkům HSE (požadavky na zdravotně bezpečnostní a enviromentální oblast) a legislativním požadavkům. Vytváření týmů pro spolehlivost sestávajících z různých profesí. Usnadnění procesu zpětné vazby pro trvalé zlepšování Snížení pracovního zatížení, jelikož výsledky analýzy z jedné metodiky mohou být použity v druhé. Jedna databáze pro registraci údajů o údržbě, inspekci a jištění. Jeden zdroj pro plány a rozhodnutí v oblasti údržby inspekce a jištění. Usnadnění procesu zpětné vazby pro trvalé zlepšování. Aktualizovaný registr majetku. Zlepšení procesu s náhradními díly. Použitá literatura: [1] ČSN IEC 60300 311: 2000, Management spolehlivosti – Část 311: Návod k použití – Údržba zaměřená na bezporuchovost [2] API RP 580, RiskBased Inspection, Second Edition, American Petroleum Institute / 01 Nov2009 [3] ČSN EN 61511: 2005, Funkční bezpečnost Bezpečnostní přístrojové systémy pro sektor průmyslových procesů. [4] Moubray, J.: Reliabilitycentred Maintenance. ButterworthHeinemann, 1997, ISBN 0 831131462 [5] ČSN EN 61511: 2005, Funkční bezpečnost Bezpečnostní přístrojové systémy pro sektor průmyslových procesů. [6] ISA TR84.00.022002 Part 1. Safety Instrumented Functions (SIF) Safety Integrity Level (SIL) Evaluation Techniques Part 1: Introduction, The Instrumentation, Systems, and Automation Society / 17Jun2002 [7] API 510, Pressure Vessel Inspection Code: Maintenance Inspection, Rating, Repair, and Alteration Includes Addenda 1, 2, 3 and 4 (1999, 2000, 2001, 2003), Edition: 8th Edition, American Petroleum Institute / 01Jun1997 [8] ČSN IEC/ISO 31010:2010, Management rizika – Techniky posuzování Rizika Kontaktní údaje: Ing. Vít Havlů Inženýr pro spolehlivost Česká Rafinérská, a.s. O. Wichterleho 809 278 52 Kralupy nad Vltavou Česká republika Tel.: +420 736 506 012, email: [email protected]

7

Zefektivnění procesu údržby pomocí metodik pro hodnocení rizik. ČSPU Liblice, Vít Havlů, Reliability Engineer ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s

Recommend Documents