Bài giảng Quản lý và kỹ thuật bảo dưỡng công nghiệp

BÀI GIẢNG QUẢN LÝ VÀ KỸ THUẬT BẢO DƢỠNG CÔNG NGHIỆP 1/2010 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Phần thứ : QUẢN LÝ BẢO DƢỠNG CÔNG NGHIỆP Chương I : GIỚI THIỆU VỀ QUẢN LÝ BẢO DƢỠNG CÔNG NGHIỆP (BDCN ) 1.1 Bảo dưỡng công nghiệp ? 1.2 Quá trình phát triển phát triển BDCN 1.2.1 Những kỳ vọng 1.2.2 Những nghiên cứu 1.2.3 Những kỹ thuật 1.3 Phân loại BDCN 1.3.1 Bảo dưỡng không kế hoạch 1.3.2 Bảo dưỡng có kế hoạch 1.4 Các giải pháp bảo trì 1.5 Lựa chọn giải pháp bảo trì 1.6 Bảo trì phòng ngừa 1.6.1 Khái niệm 1.6.2 Những lợi ích bảo trì phòng ngừa 1.6.3 Kiểm tra bảo trì phòng ngừa 1.6.4 Thực bảo trì phòng ngừa 1.6.5 Kỹ thuật giám sát tình trạng 1.7 So sánh bảo trì y tế Chương II : ĐỘ TIN CẬY VÀ KHẢ NĂNG SẴN SÀNG 2.1 Định nghĩa 2.1.1 Tầm quan trọng độ tin cậy 2.1.2 Độ tin cậy đặc tính chất lượng 2.1.3 Chỉ số khả sẵn sàng 2.1.4 Chỉ số hỗ trợ bảo trì 2.1.5 Chỉ số khả bảo trì 2.1.6 Thời gian ngừng máy trung bình 2.2 Năng suất số khả sẵn sàng 2.2.1 Tính toán số khả sẵn sàng 2.2.2 Chỉ số khả sẵn sàng hệ thống khác 2.3 Chỉ số hiệu thiết bị toàn Chương III : CHI PHÍ CHU KỲ SỐNG 3.1 Các giai đoạn hoạt động thiết bị 3.2 Chi phí chu kỳ sống 3.2.1 Định nghĩa 3.2.2 Đường cong dạng bồn tắm 3.2.3 Lợi nhuận chu kỳ sống 3.2.4 Ứng dụng chi phí chu kỳ sống 3.2.5 Những yếu tố liên quan đến bảo trì 3.2.6 Tính toán chi phí chu kỳ sống 3.3 Các chi phí bảo trì 3.3.1 Quản lý chi phí bảo trì 3.3.2 Phân loại chi phí bảo trì 3.3.3 Những thiệt hại công tác bảo trì không tốt gây 3.3.4 Hệ số PM 3.3.5 Các cửa sổ bảo trì 3.3.6 Hệ số UW Chương IV : TPM VÀ RCM 4.1 Baỏ trì suất toàn (TPM) 4.1.1 Ba kỹ thuật bắt đầu chữ T 4.1.2 Sự phát triển TPM 4.1.3 Định nghĩa TPM 4.1.4 Triết lý TPM 4.1.5 Những mục tiêu TPM 4.1.6 Mười hai bước thực TPM 4.1.7 Một số kết ứng dụng TPM 4.1.8 5S 4.2 Bảo trì tập trung độ tin cậy (RCM) 4.2.1 Định nghĩa 4.2.2 Hai thành phần RCM 4.2.3 Những dạng hư hỏng hậu 4.2.4 Thực RCM 4.2.5 Những kết sau phân tích lợi ích áp dụng RCM> Chương V : TỔ CHỨC BẢO TRÌ 5.1 Nhiệm vụ phận bảo trì công ty 5.2 Cơ cấu tổ chức 5.2.1 Các hình thức tổ chức bảo trì 5.2.2 Một số cấu bảo trì điển hình Chương VI : CÁC HỆ THỐNG QUẢN LÝ BẢO TRÌ 6.1 Mở đầu 6.2 Cấu trúc lưu đồ hệ thống quản lý bảo trì 6.2.1 Hệ thống bảo trì phòng ngừa 6.2.2 Hệ thống lập kế hoạch 6.2.3 Quy trình thực công việc bảo trì 6.2.4 Hệ thống lưu trữ liệu thiết bị nhà máy 6.2.5 Hệ thống lưu trữ liệu thiết bị nhà máy 6.2.6 Hệ thống kiểm soát phụ tùng tồn kho 6.2.7 Hệ thống mua sắm 6.3 Hệ thống quản lý bảo trì máy tính (CMMS) 6.4 Thực hệ thống quản lý bảo trì 6.4.1 Mở đầu 6.4.2 Nghiên cứu khả thi để đánh giá tình trạng 6.4.3 Xác định yêu cầu 6.4.4 Xây dựng tổ chức dự án 6.4.5 Lựa chọn hệ thống 6.4.6 Thông báo cho người có liên quan 6.4.7 Lập thời gian biểu kế hoạch hoạt động 6.4.8 Xác định khung dự án 6.4.9 Triển khai tổ chức quy trình 6.4.10 Lập tài liệu 6.4.11 Đào tạo 6.4.12 Khởi động 6.4.13 Chỉnh sửa 6.4.14 Theo dõi liên tục 6.4.15 Ghi nhận đánh giá kết bảo trì phòng ngừa Chương VII : PHỤ TÙNG VÀ QUẢN LÝ TỒN KHO 7.1 Mở đầu 7.2 Những vấn đề phụ tùng nước phát triển 7.3 Phụ tùng thay tiêu chuẩn hóa 7.4 Dự án chi phí tồn kho phụ tùng hàng năm 7.5 Đánh số phụ tùng 7.6 Quản lý tồn kho bảo trì 7.6.1 Số lượng đặt hàng kinh tế 7.6.2 Các trường hợp làm tăng giảm hàng tồn kho phụ tungh2 7.6.3 Các dạng thiết bị tồn kho 7.6.4 Các ưu điểm kho tập trung phân tán 7.6.5 Các điểm cần lưu ý bố trí mặt nhà kho 7.7 Các tài liệu kỹ thuật 7.7.1 Các tài liệu kỹ thuật 7.7.2 Các chi tiết cần thống kê đặt tên 7.7.3 Hồ sơ thiết bị 7.7.4 Bảng xếp loại tài liệu MỘT SỐ BÀI TẬP NHÓM ( Thực sau học phần ) Bài tập số Bài tập số hai Bài tập số ba Bài tập số bốn Bài tập số năm Phần thứ hai : KỸ THUẬT BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP Chương VIII : MỞ ĐẦU VỀ KỸ THUẬT BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP 8.1 Giới thiệu 8.2 Kỹ thuật giám sát tình trạng 8.3 Các tiêu chí chọn máy để giám sát tình trạng 8.4 Các nhu cầu kỹ thuật giám sát tình trạng Chương IX : KỸ THUẬT GIÁM SÁT RUNG ĐỘNG 9.1 Mở đầu 9.2 Đặc tính đánh giá rung động 9.3 Các phương pháp đánh giá rung động 9.4 Một số thiết bị giám sát rung động 9.5 Hệ thống giám sát rung động 9.6 Các biện pháp hạn chế rung động Chương X : KỸ THUẬT GIÁM SÁT HẠT VÀ LƢU CHẤT 10.1 Mở đầu 10.2 Các phương pháp giám sát hạt tình trạng lưu chất 10.3 Một số thiết bị giám sát hạt lưu chất 10.4 Làm dầu 10.5 Một số vấn đề liên quan Chương XI : KỸ THUẬT GIÁM SÁT ÂM 11.1 Mở đầu 11.2 Một số khái niệm 11.3 Một số phương pháp thiết bị giám sát âm Chương XII : KỸ THUẬT GIÁM SÁT KHUYẾT TẬT VÀ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY 12.1 Mở đầu 12.2 KIểm tra từ tính 12.3 Kiểm tra chất thấm mầu 12.4 Kiểm tra dòng Eddy 12.5 Kiểm tra siêu âm 12.6 Kiểm tra quang học tia phóng xạ 12.7 Kiểm tra rò rỉ Chương XIII : KỸ THUẬT GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ 13.1 Mở đầu 13.2 Các phương pháp giám sát nhiệt độ 13.3 Một số thiết bị giám sát nhiệt độ Chương XIV : CÁC XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA KỸ THUẬT BDCN 14.1 Mở đầu 14.2 Cảm biến thông minh 14.3 Nhu cầu tri thức 14.3 Quản lý hệ thống 14.5 Hệ thống thông minh 14.5 Các xu hướng phát triển giám sát tình trạng kỷ 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, sản xuất công nghiệp đại, máy móc, thiết bị đóng vai trò quan trọng định suất, chất lượng khả cạnh tranh doanh nghiệp Cùng với mức độ khí hóa, tự động hóa ngày cao dây chuyền sản xuất, người dần nhận thức sâu sắc tổn thất, chi phí to lớn ngưng sản xuất vÌ máy móc bị hư hỏng Hơn tai nạn khủng khiếp xảy làm nhiều sinh mạng độ tin cậy khả bảo dưỡng thiết bị công trình không đảm bảo So với nước, nhận thức thực hành quản lý kỹ thuật bảo trì công nghiệp nước ta giai đoạn đầu trình phát triển Triết lý “phòng hư sửa hỏng” hay bảo trì phòng ngừa chưa phổ biến công nghiệp tổn thất lớn sản xuất Môn học Quản lý kỹ thuật bảo dưỡng kỹ thuật đưa vào chương trình đào tạo nhóm ngành khí bậc đại học từ năm 1997 bậc cao đẳng từ năm 2000 nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức liên quan đến bảo trì đại Hy vọng giảng tài liệu giúp cho người học có quan tâm tìm hiểu khái niệm nội dung quản lý kỹ thuật bảo trì công nghiệp đáp ứng nhu cầu ngành công nghiệp Vì lần đầu biên soạn giảng, tránh thiếu sót, mong thông cảm tiếp thu ý kiến đóng góp đồng nghiệp, người học dể bải giảng hoàn thiện Tác giả PHẦN THỨ NHẤT QUẢN LÝ BẢO DƢỠNG CÔNG NGHIỆP Chƣơng I GIỚI THIỆU VỀ QUẢN LÝ BẢO DƢỠNG CÔNG NGHIỆP 1.1 Bảo dƣỡng công nghiệp ? Các máy móc, thiết bị, chúng vô tri, vô giác, chúng phối hợp chặt chẽ với cấu thống nhất, hoạt động bất thường chi tiết làm ngừng máy dẫn tới tổn hại lớn kinh tế kỹ thuật cho toàn trình sản xuất Nền sản xuất nay, đặc trưng yếu tố : Toàn cầu hóa, thị trường giới, khối thống khuôn khổ WTO Chuyên môn hóa cao độ Sự phân công lao động cạnh tranh phạm vi toàn giới Để đảm bảo tồn chiếm lĩnh thị trường, quốc gia nói chung công ty, đơn vi sản xuất nói riêng cần phải xây dựng sản xuất theo phương châm : Chất lượng Năng suất, Hiệu quả, Linhhoạt Để đảm bảo cho sản xuất phát triển việc không ngừng đổi cải tiến trang thiết bị công nghiệp, việc đảm bảo cho hệ thống sản xuất vận hành hiệu quan trọng Đối với trình sản xuất, bảo dưỡng công nghiệp có vai trò quan trọng tương tự chăm sóc sức khỏe người Thuật ngữ Bảo dưỡng tiếng Anh MAINTENANCE bắt nguồn từ tiếng La-tinh MANUS (bằng tay) TENERE (duy trì) Đầu tiên thuật ngữ dùng quân nghĩa hoạt động nhằm mục đích trì bổ sung người phương tiện cho đơn vị chiến đấu Thuật ngữ MAINTENANCE xuất xí nghiệp Hoa Kỳ vào năm 1950 người Nhật bổ sung khái niệm TPM ( Total Productive Maintenance- Bảo dưỡng sản xuất toàn diện) với tham gia toàn cán bộ, nhân viên vào công việc bảo dưỡng Người ta thường nhầm lẫn khái niệm bảo dưỡng với bảo trì Thật vậy, bảo trì đặc trưng hoạt động phát hư hỏng, kiểm tra sửa chữa, bảo dưỡng có nghĩa rộng hơn, tích hợp thêm khái niệm giám sát, kiểm tra, xem xét, đổi mới, hiệu chỉnh, ngăn ngừa cải tiến Bảo dưỡng = Bảo trì + Giám sát, theo dõi, nâng cấp, cải tiến Theo định nghĩa AFNOR ( Association Francaise de Normanisation- Hội Tiêu chuẩn Pháp), tiêu chuẩn NFX 60.010 : “Bảo dưỡng tập hợp hoạt động cho phép trì xác định lại tài sản trạng thái quy định đảm bảo dịch vụ xác định” theo định nghĩa này, nên bổ sung với “tổng chi phí nhỏ suốt vòng đời thiết bị” [1] 1.2 QÖA TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA BẢO DƢỠNG CÔNG NGHIỆP (BDCN) Trong chục năm qua, quản lý BDCN có nhiều thay đổi so với nguyên tắc quản lý Có thay đổi tốc độ tăng nhanh số lượng, chủng loại phức tạp máy móc, thiết bị quan điểm tổ chức BDCN Từ năm 1930, phát triển quản lý BDKT chia làm giai đoạn : Giai đoạn : tính chiến tranh giới thứ hai Trong năm này, ngành công nghiệp chưa khí hóa cao, phòng ngừa hư hỏng mức độ thấp chưa nhà quản lý ý đến Tại thời điểm này, hầu hết thiết bị, máy móc đơn giản cải tiến, chúng có tính tin cậy dễ dàng sửa chữa chưa cần thiết bảo dưỡng kỹ thuật cách có hệ thống Chính thế, giai đoạn người ta tiến hành sửa chữa có cố hư hỏng xảy Giai đoạn : năm 1970 Ở giai đoạn này, khí hóa tăng nhanh, số lượng máy móc tất loại lớn phức tạp, dẫn đến hư hỏng máy móc, thiết bị cần xem xét, phòng ngừa khái niệm bảo dưỡng phòng ngừa theo định kỳ đời Chi phí cho sửa chữa bắt đầu gia tăng nhanh với chi phí khai thác, dẫn đến phát triển hệ thống quản lý bảo dưỡng theo kế hoạch nhằm tìm kiếm giải pháp cực đại hóa tuổi thọ thiết bị máy móc Giai đoạn : từ năm 1970 ngày Trong giai đoạn này, sư thay đổi nhiều mặt công nghiệp tập trung với động lượng lớn Những thay đổi phân loại với tiêu đề kỳ vọng mới, nghiên cứu kỹ thuật 1.2.1 Những kỳ vọng Các hư hỏng thiết bị máy móc ngày có ảnh hưởng đến an toàn tính mạng người ảnh hưởng đến môi trường sinh thái nên tiêu chuẩn lĩnh vực giatăng nhanh chóng Chi phí cho bảo dưỡng tăng với chi phí tổng thể, số trường hợp, chi phí chi phí lớn nhất, nhì tổng chi phí khai thác 1.2.2.Những nghiên cứu Những nghiên cứu làm thay đổi nhiệu quan điểm liên quan hư hỏng với thời gian sử dụng Ngày nay, thiết bị máy móc nói chung phứ tạp nhiều so với chục năm trước hay hai mà có tới dạng hư hỏng máy móc, thiết bị thực xảy dược trình bày hình 1.1 Hình 1.1 cho thấy trước người ta nghĩ hư hỏng thiết bị “già” Sau đó, hệ thứ hai có thêm quan điểm cho giai đoạn “ làm nóng máy” ban đầu ảnh hưởng đến hư hỏng,từ xuất quan niệm thể qua “đường cong dạng bồn tắm” Hình 1.1 Sáu dạng hư hỏng máy móc, thiết bị Hình 1.2 Các dạng hư hỏng máy móc, thiết bị Những nghiên cứu ngành hàng không dân dụng 4% hạng mục hư hỏng liên quan đến dạng A, 2% hạng mục hư hỏng liên quan đến dạng B, 5% hạng mục hư hỏng liên quan đến dạng C, 7% hạng mục hư hỏng liên quan đến dạng D, 14% liên quan đến dạng E không 68% liên quan đến dạng F ( số liệu này, tất nhiên chung cho ngành công nghiệp) Nhưng thấy thiết bị phức tạp hay gặp hư hỏng dạng E F 1.2.3 Những kỹ thuật Có hàng trăm khái niệm kỹ thuật bảo dưỡng đời vòng hai chục năm qua ngày nhiều Sự thay đổi kỹ thuật bảo dưỡng theo thời gian tóm tắt hình 1.3 sau : Hình 1.3 Sự thay đổi kỹ thuật bảo trì theo thời gian Sự phát triển bao gồm : - Những công cụ trợ giúp trình định nghiên cứu rủi ro, phân tích dạng hư hỏng phân tích ảnh hưởng , hệ thống chuyên gia - Những kỹ thuật bảo dưỡng kiểm tra chuẩn đoán trạng thái kỹ thuật - Những thiết bị tinh xảo có trọng nhiều tới độ tin cậy tính bảo dưỡng - Những thay đổi lớn tổ chức theo xu hướng làm việc theo nhóm tính linh hoạt Ở giai đoạn hai ,người ta cho có kết nối tính tin cậy tuổi đời khai thác thiết bị, máy móc nên thường có ý tưởng thường xuyên bảo dưỡng định kỳ thiết bị máy móc chúng xảy hư hỏng Ngày nay, điều điếu không hoàn toàn Ngoại trừ dạng hư hỏng liên quan với thời gian liên quan cách trội giới hạn thời gian ảnh hưởng ít, chí chẳng có ảnh hưởng để cải tiến tính tin cậy máy phức tạp Trong thực tế, đại tu định kỳ làm tăng cường độ hỏng chung có thời gian chạy rà sau đại tu, thời gian hư hỏng xảy nhiều Tuy nhiên, hậu xảy hư hỏng lớn, đặc biệt với hư hỏng có thểgây nguy hiểm đến tính mạng người hay gây ảnh hưởng đến làm chất dẻo dán dễ dàng vào bề mặt cần đo, không bám chặt vào bề mặt có dầu,mỡ Nếu nhiệt độ đạt đến mức thị bảng, nhà sản xuất cung cấp mẩu trắng hay mầu xám chyển sang mầu đen Băng keo dán có đặc điểm không thấm nước dầu Phương pháp có độ xác cao, thường dùng để kiểm tra nhiệt độ bề mặt chi tiết ổ trục, bề mặt cách điện Ngoài ra, người ta dùng băng dính để kiểm tra nhiệt độ thiết bị điện Có loại băng thị nhiệt độ mang tính thuận nghịch, nghĩa phản ứng trực tiếp với tang hay giảm nhiệt độ Khi nhiệt độ đạt tới mức giới hạn, băng thay đổi mầu sắcvà nhiệt độ tụt xuống mức giới hạn mầu sắc quay trở lại mầu gốc Ngoài ra, dùng phấn thị nhiệt độ để kiểm tra nhiệt độ bề mặt sơn thị nhiệt độ để kiểm tra nhiệt độ bề mặt rộng 13.3.2 Bút nhiệt TMTP Bút nhiệt TMTP1 (SKF) loại nhiệt xúc bỏ túi, dùng để đo bề mặt máy hay thiết bị Bút nhiệt đáp ứng nhanh, cho kết đo xác khoảng nhiệt độ từ -300C ~ 2000C.Đầu bút nhiệt dễ bị hư nên có nhiều đầu thay Đặc điểm - Gọn nhẹ, sử dụng đơn giản - Đầu dò có độ xác cao, đáp ứng nhanh - Kết đo thễ hình - Đầu dò thay được, kết cấu rắn Hình 13.1 Bút nhiệt TMTP1 SKF 13.3.3 Nhiệt kế thị số TMDT 900 TMDT 900 (SKF) thiết bị đo nhiệt độ đơn chức năng, độ xác cao, dùng với 14 cặp nhiệt độ (đầu dò) khác Đặc điểm - Cho kết nhanhm xác - 14 đầu dò cho phép đo nhiệt độ nhiều môi trường khác - Gọn nhẹ, dễ sử dụng, đáp ứng nhanh - Kết đo thể hình 13.3.4 Nhiệt kế thị số TMDT Nhiệt kế thị số cầm tay TMDT SKF thiết kế để sử dụng cho loạt ứng dụng khác nhau, phạm vi đo trải rộng từ -2000C ~ 13500C Các vi xử lý cho độ xác ±0,50C môi trường đo Có thể đo nhiều môi trường khác nhờ 17 cặp đầu d02 gắn dễ dàng vào nhiệt kế Ứng dụng TMDT để đo nhiệt độ chi tiết quay tròn, nhiệt độ chất lỏng, axit, dầu nhiệt độ chất dẻo, nhựa nửa cứng, nhiệt độ cùa kim loại màu nấu chảy, nhiệt độ máy 134 điều hòa không khí, nhiệt độ hệ thống cấp trữ đông, thiết bị đông lạnh, sản phẩm đông lạnh, nhiệt độ chất khí vật thể môi trường lửa Khả thay đổi môi trường đo cần thay đổi đầu dò Khả hoạt động rộng TMDT chủ yếu nhờ vào nhờ vào đầu dò đặc biệt Các đầu dò môi trường khác 135 13.3.5 Nhiệt kế xạ tia hồng ngoại AR-6500 Loại nhiệt kế phát xạ hồng ngoại AR-6500 thiết bị cầm tay dử dụng đầu dò cảm ứng tiếp xúc không tiếp xúc để đo nhiệt độ cách xác Có hai loại thiết kế cho thiết bị loại cầm tay loại cố định Phạm vi đo từ -500C ~ 5000C 13.3.6 Máy đo nhiệt độ CMSS 2000-SL CMSS-SL loại máy đo nhiệt độ không tiép xúc, có khả theo dõi nhiệt độ tia laser tính khác máy đo nhiệt độ đa Máy có độ xác cao an toàn tuyệt đối cho nguiởi sử dụng Trong trình đo, nhiệt kế khôngb tiếp xúc cảm nhận lượng vật thể nhờ máy dò hồng ngoại Năng lượng vật thể bao gồm lượng phát ra, trruyền lượng phản hồi cho phép người sử dụng đánh giá nhiệt độ sinh chúng hoạt động Khi thấu kính nhiệt kế hướng vào vật thể, lượng từ vật thể tập trung lên cảm biewn61 hồng ngoại phát tín hiệu Bộ vi xử lý chuyển tín hiệu thành số đọc hình phía sau, đọc nhanh chóng sdố đo nhiệt độ xác theo thời gian Thiết bị sử dụng đơn giản, cần nhắm mục tiêu, bấm cò đọc số mà tiếp xúc với bề mặt nóng hay chi tiết chuyển động nên việc đo nhanh chóng, an toàn chi phí cho công tác bảo trì thấp Có nhiều loại thiết bị dùng kỹ thuật hồng ngoại, từ thiết bị đơn giản đo điểm đến camera đo nơi cần Thiết bị dùng phạm vi nhiệt độ rộng Lưu ý không nên sử dụng loại nhiệt kế không tiếp xúc để đo nhiệt độ nơi có bề mặt láng bong, phản xạ ánh sáng cao thép không rỉ, đồng thau… 13.3.7 Camera nhiệt kế xạ hồng ngoại TVS 600 TVS 600 thiết bị giám sát nhiệt độ xách tay sử dụng sóng xạ tia hồng ngoại Các tính thiết bị gồm giám sát nhiệt độ, phân tích, ghi lại giọng nói… Hình 13.2 Camera nhiệt kế xạ hồng ngoại TVS 600 13.3.8 Bộ kiểm soát nhiệt độ CN 77000 Những loại máy cầm tay kiểm soát nhiệt độ CN 77000 hãng Omega bao gồm loại cặp nhiệt kế khác nhau, có chức kiểm soát nhiệt độ nhiệt kế thông thường Ngfoài ra, điều khiển có chức điều khiển trình điều khiển chuyên dùng 13.3.9 Bộ điều khiển nhiệt độ Traceable Control Company Bộ điều khiển nhiệt độ dùng để tắt mở thiết bị nhiệt độ nào, tùy thuộc vào yêu cầu nhiệt độ thiết bị đo, kiểm soát nung nóng, nung nóng , phủ hay lò sưởi Bộ điều khiển làm cho thiết bị tắt hay mở ấn định nhiety65 độ khoảng nhiệt độ từ -200F ~ 1400F kiểm soát thiết bị lên đến 1800W, 15A 13.3.10 Một số cặp nhiệt kế cố dịnh (Omega) Những cặp nhiệt độ gắn cố định lên thiết bị ren vit, đầu lại gắn vào chuyển đổi thị số Tùy theo yêu cầu giám sát nhiệt độ mà chuyển đổi thị số gắn liên tục hay không liên tục 136 Chƣơng XIII CÁC XU HƢỚNG PHÁT` TRIỂN CỦA KỸ THUẬT BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP 14.1 MỞ ĐẦU Kỹ thuật bảo trì phát triển sở ứng dụng kỹ thuật giám sát tình trạng nhằm nâng cao hiệu máy công tác bảo trì cách áp dụng kỹ thuật phân tích xử lý thông tin cách thích hợp Các cấu chấp hành, cảm biến thông minh, hệ thống điều khiển …có thể liên kết với thông qua máy tính phần mềm kỹ thuật để cung cấp thông tin kịp thời cho công tác bảo trì, giám sát điều khiển hiệu hệ thống sản xuất tiên tiến Sự phát triển mạnh mẽ lĩnh vực công nghệ thông tin cho phép thu thập phân tích liệu suốt trình sản xuất cách hiệu Từ đó, áp dụng thành công nhiều kỹ thuật giám sát tình trạng mà trước mang tính lý thuyết Những kỹ thuật mở khả thiết kế hệ thống sản xuất tiên tiến, thông qua việc sử dụng “trí tuệ máy” nhằm đạt đến khái niệm lý tưởng sản xuất người Việc nghiên cứu vá áp dụng trí tuệ hệ thống sản xuất hệ thống máy làm giảm chi phí sản xuất nâng cao hiệu kinh tế nhờ: - Giảm thời gian chu kỳ chi phí gia công cách sử dụng điều khiển thích nghi thông minh để đạt chế độ gia công tối ưu, tự động lắp đặt điều chỉnh chi tiết, dụng cụ nhằm làm giảm tối thiểu tác vụ tối ưu hóa tuổi thọ dụng cụ trình gia công - Giảm lượng phế phẩm chi phí thông qua việc sử dụng điều khiển thích nghi thông minh để giám sát chất lượng sản phẩm, kiểm soát trình sản xuất, theo dõi máy hệ thống, dung dịch làm nguội dụng cụ cắt - Giảm thời gian sản xuất chi phí nhờ sử dụng điều khiển thích nghi để cải thiện hiệu suất, độ tin cậy, khả naăng sẵn sàng hệ thống suốt trình sản xuất 14.2 CẢM BIẾN THÔNG MINH Trong hệ thống sản xuất tự động, thu nhận xử lý thông tin cách hiệu yêu cầu tất yếu hệ thống điều khiển phần mềm quản lý Sự xác thời gian trình tác động xử lý cần thiết để đánh giá xác tình trạng hệ thống, từ xác định phương án vận hành máy nhằm đạt suất tối đa lực hiệu công tác bảo trì Hai kênh thông tin điều khiển trình tự động giám sát tình hình hệ thống cần tương tác liên tục điều khiển máy để có hành động điều chỉnh thích hợp phát tình trạng không tối ưu có lỗi phát sinh Những phát triển gần công nghệ mạch tích hợp tạo khả tổ hợp nhiều cảm biến thiết bị Thêm vào đó, nhiều nguồn liệu, thông tin kết hợp xử lý phần tử gọi cảm biến thông minh Hình 14.1 Khái niệm cảm biến thông minh Kỹ thuật VLSI (very large scale intergration ) cho phép ghép thông tin dễ dàng để kết hợp xử lý đồng thời nhiều tín hiệu thu cảm biến thông minh Đây điều kiện quan trọng khả thu nhận, định lượng, phối hợp, xử lý liệu xác vận hành, bảo trì máy có hiệu tiền đề cho việc sử dụng máy tính để kiểm soát thiết bị trình sản xuất Để đáp ứng phát triển hệ thống máy móc điều khiển đại cảm biến phải có đặc điểm sau: - Tác động nhanh, xác tự điều chỉnh vận hành 137 - Có thiết kế đơn giản kết cấu bền vững - Tốt loại không tiếp xúc - Có độ tin cậy cao, không làm tăng độ phức tạp hệ thống Ví dụ sau giới thiệu ứng dụng cùa cảm biến thông minh máy công cụ để phát mài mòn gãy dụng cụ: - Giám sát tuổi thọ dụng cụ cắt cách theo dõi thời gian gia công số chi tiết gia công - Kiểm tra mẻ, sứt lưỡi cắt cảm biến khí nén quang học - Kiểm tra kích thước dụng cụ cảm biến quang học, cảm biến siêu âm… - Giám sát mài mòn dung cụ cắt phân tích hạt bị tróc mòn nhờ cảm biến điện trở dòng điện - Theo dõi mài mòn dụng cụ cắt cách đo nhiệt độ nhờ cặp nhiệt cảm biến hồng ngoại - KIểm tra mòn gãy dụng cụ cách giám sát mức tiêu thụ lượng, dòng điện động cơ, lực tác động vào ổ bi, lực cắt, độ nhám bề mặt, kích thước chi tiết, âm phát ra… Đối với hệ thống gia công, cảm biến thông minh ứng dụng để giám sát lực, phận tích rung động, thử nghiệm đáp ứng động lực học, giám sát nhiệt độ, phân tích liệu đầu vào/ đầu ra, giám sát lưu lượng chat làm nguội, giám sát dòng điện động cơ, giám sát mòn… 14.3 NHU CẦU TRI THỨC Xu phát triển hệ thống sản xuất tự động thay toàn việc giám sát người môi trường sản xuất Điều này, trường hợp hệ thống gia công, đòi hỏi thay người vận hành hệ thống tri thức “tình trạng thực tế theo thời gian thực” RTACK- Real time actual condition knowledge ) với cảm biến thu nhận liệu Việc sử dụng thông tin RTACK để điều khiển thông minh hệ thống gia công đòi hỏi phải điều tra xác định đặc điểm kỹ thuật giải pháp cho vấn đề lĩnh vực sau: - Xử lý cảm biến đa chiều: thực chất phối hợp đối chiếu việc sử dụng thông tin tất cảm biến hoạt động riêng biệt điều khiển hệ thống trước sử dụng - Xử lý cảm biến kết hợp: thực chất sử dụng cảm biến để kết hợp cấu hình nối tiếp song song, để thu thông tin điều khiển - Xử lý cảm biến theo cấp: cảm biến xếp theo mức độ khác để điều khiển hệ thống đạt hiệu tối ưu Hình 14.2 mô tả công việc giám sát điều khiển hệ thống gia công thông minh, nêu rõ thông số trình máy cần đo có thể, nguyên công cắt gọt Thông tin quan trọng liệu RTACK, sử dụng hệ thống điều khiển thích nghi thông minh để tối ưu hóa toàn nguyên công Hình 14.2 Những công việc giám sát điển hình hệ thống gia công thông minh 138 Trong trường hợp này, kỹ thuật cảm biến, giám sát tình trạng, chẩn đoán lỗi, giám sát chất lượng hệ thống sở tri thức, mạng nơron, điều khiển thích nghi điều khiển tự quản cần xem xét với giám sát trình dụng cụ hình thánh thiết kề hệ thống gia công thông minh Đặc biệt việc thiết kế điều khiển hệ thống quan trọng tốc độ, vị trí, vận tốc, gia tốc trục phận trượt phải thể điều khiển tác vụ hệ thống phụ khác thiết bị, bao gồm việc xác định hệ thống cảm biến tích hợp tương đối phức tạp Bảng 14.1 14.2 thể nội dung công việc giám sát tình trạng cần thiết cho hệ thống gia công thông minh cho thấy nhiều chức cần kiểmv soát theo thời gian thực Vì cần xử lý song song cảm biến thông minh hệ thống điều khiển theo cấp Bảng 14.1 14.2 cho thấy công việc giám sát tình trạng cần thực trình gia công Bảng 14.1 Những công việc giám sát điển hình hệ thống gia công thông minh liên quan đến thân thiết bị 139 Hiện có vài hệ thống cảm biến có khả cung cấp liệu RTACK suốt trình sản xuất nhiều thống đánh giá không đáng tin cậy hiệu sử dụng trình gia công không cần người Trong lĩnh vực mòn hỏng dụng cụ, có nhiều nghiên cứu sử dụng lực, lượng, công suất, rung động, phát âm hệ thống cảm biến khác để tìm phương pháp giám sát thích hợp Tuy nhiên, nhiều thiết bị, phương pháp chưa thể khà phân biệt rõ mòn gãy dụng cụ Bảng 14.2 Những công việc giám sát điển hình hệ thống gia công thông minh liên quan đến chi tiết gia công Về độ nhám bề mặt, có nhiều tiến sử dụng cảm biến quang học không tiếp xúc, việc khắc phục khó khăn liên quan đến nhiệt, phoi, chất lỏng làm mát phát sinh khói trình gia công chưa giải tốt Về việc xử lý độ đồng trục, vị trí định vị xác chi tiết gia công, hệ thống quét laser ba chiều nhanh chóng giải pháp tốt 14.4 QUẢN LÝ HỆ THỐNG Hình 14.5 minh họa phân cấp cảm biến liên quan đến thiết kế hệ thống với tiêu chí thích nghi nhằm tối ưu hóa trình lẫn thiết bị cộng với khả suy luận để học, giải xung đột, hạn chế không ổn định cho điều khiển thông minh tự quản Điều khiển thích nghi định nghĩa sau: Đây kỹ thuật cho phép hệ thống trang bị cảm biến để phát môi trường thay đổi thay đổi có hại, để tự động thực hành động phục hồi cho hệ thống điều khiển tối ưu tương ứng với tiêu chí định sẵn Trong định nghĩa này, hệ thống điều khiển thích nghi máy công cụ xếp vào hai nhóm nhóm điều khiển thích nghi công nghệ nhóm điều khiển thích nghi hình học Nhóm chia làm hai loại hệ thống khác biệt, điều khiển thích nghi rang buộc điều khiển thích nghi tối ưu hóa - Điều khiểnthích nghi ràng buộc: kỹ thuật tập trung vào việc đạt nguyên công hệ thống an toàn rang buộc vật lý liên quan đến máy - Điều khiển thích nghi tối ưu hóa: kỹ thuật tập trung vào việc đạt cách tối ưu tiêu chí kinh tế - Điều khiển thích nghi hình học: nhằm tối ưu hóa phù hợp tiêu so với điểm kỹ thuật, thông qua điều chỉnh vị trí dụng cụ bù vào sai lệch hình học xẩy mòn dụng cụ, chẳng hạn, suốt trình cắt… 140 Hình 14.3 Tương tác thông tin cảm biến hệ thống giám sát sản xuất thông minh 14.5 HỆ THỐNG THÔNG MINH Nhiệm vụ bảo trì xác định thiết bị cần sửa chữa sửa chữa Để hoàn thành nhiệm vụ trên, cần có liên kết kỹ kinh nghiệm người làm công tác bảo trì Kỹ kinh nghiệm cần dựa thông tin tính trạng máy, hệ thống để giải thích định xác công tác bảo trì Những yếu tgố gợi ý cần phải tìm cách lưu trữ kỹ năng, kinh nghiệm thành thạo chuyên gia bảo trì hàng đầu, thợ lâu năm để nhân viên kinh nghiệm sử dụng Các hệ thống tri thức hệ thống thông minh công nghệ thiết kế triển khai nhằm đạt mục tiêu Chúng cung cấp công cụ kỹ thuật để lưu trữ lại kỹ kinh nghiệm chuyên gia bảo trì chương trình máy tính Chương trình máy tính làm việc nhanh nhẹn suốt 24 giờ/ngày, làm giảm đáng kể thời gian thử nghiệm, tìm kiếm giải pháp giải phóng người khỏi nhiều công việc nhiều thời gian Thông thường, phải giải vấn đề người quản lý bảo trì cần phải chẩn đoán Nhiều hệ thống có khả phát vấn đề, xác vấn đề cần phải giải Ví dụ máy quay, hệ thống giám sát tình trạng phát mức rung động quạt dẫn động động động cao.Hệ thống thông minh phân tích mẫu rung động tự động đưa kết chẩn đoán chi tiết, xác định vấn đề ổ bi bị hỏng, không đồng tâm hay cánh cân Những hệ thống thông minh lưu trữ tru thức kỹ sư có kinh nghiệm dạng quy tắc Những quy tắc dựa kiện thực tế xảy giải 141 Những quy tắc thường thuộc loại - (if – then) tập hợp lại thành hệ thống sở liệu Một ví dụ loạt kiện thực kết luận phải thực, cụ thể là: Nếu nhiệt độ lò phản ứng hóa học cao, Và lưu lượng đầu thấp, Và dòng lưu chất đầu bị ngừng bơm hoạt động, Thì hợp chất bị đóng lại, Và thông bảo cho người vận hành Ứng dụng hệ thống thông minh bao gồm hàng trăm quy tắc kiểu Việc sử dụng quy tắc “nếu- thì” không giống với kỹ thuật lập trình khác Ưu điểm hệ thống thông minh: - Hệ thống thông minh dùng quy tắc “nếu- thì” để tự động đưa định ( tùy thuộc liệu đưa vào), thay chuyên gia định - Hệ thống thông minh có khả giám sát tình trạng hệ thống cách liên tục, đưa định mang tính chuyên nghiệp Trong chuyên gia giám sát hệ thống cách liên tục - Hệ thống thông minh giải thích giải pháp/quyết định đưa thông qua quy tắc quy tắc chọn - Hệ thống thông minh đòi hỏi lập trình (hay đào tạo) so với mạng nơron - Hệ thống thông minh sử dụng lôgic mở Nhược điểm hệ thống thông minh - Do hệ thống dựa hiểu biết người – chuyên gia- nên tiếp nhận thiếu sót Tuy nhiên, khuyết điểm khắc phục có nhiều chuyên gia tham gia xây dựng sở tri thức hệ thống - Do việc thay đổi sở tri thức tương đối đơn giản, thiếu sót đưa vào nhiều Nhược điểm khắc phục có quan tâm đặc biệt đến việc xây dựng sở tri thức cho hệ thống - Để xây dựng sở cho hệ thống, vấn đề, tình phải xảy ghi nhận /xử lý chuyên gia - Hệ thống thường không quan tâm đến tính kinh tế việc đưa định (như lợi nhuận cao bảo trì/thay hay chạy hư hỏng 14.6 CÁC XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA GIÁM SÁT TÌNH TRẠNG TRONG THẾ KỶ 21 14.6.1 Những xu hƣớng phát triển giám sát tình trạng - Sự phát triển cảm biến thông minh hệ thống giám sát trực tuyến với chi phí thấp cho phép giám sát liên tục cách có hiệu phận quan trọng thiết bị - Ngày nhiều cảm biến rung động đƣợc lắp vào động bơm, tua bin thiết bị lớn khác - Ngày có nhiều phần mềm giám sát tình trạng phức tạp với khả chẩn đoán nhƣ chuyên gia - Ngày có nhiều ngƣời điều hành sản xuất thừa nhận giám sát tình trạng công tác bảo trì gắn liền với trình sản xuất - Ngày tăng tích hợp thừa nhận tiêu chuẩn chung giao tiếp phần mềm giám sát tính trạng với hệ thống quản lý bảo trì máy tính (CMMS) phần mềm điều khiển trình - Giảm bớt chi phí áp dụng kỹ thuật giám sát tình trạng làm cho công nghệ ngày phổ biến rộng rãi 14.6.2 Ảnh hƣởng xu hƣớng phát triển đến nhà cung cấp sản xuất thiết bị giám sát tình trạng Xu hướng tích hợp phần cứng phần mềm giám sát tình trạng với hệ thống sản xuất công nghiệp dẫn đến xây dựng tiêu chuẩn áp dụng rộng rãi 142 Do thị trường phần cứng phần mềm điều khiển trình rông nhiều so với phần cứng phần mềm giám sát tình trạng nên dự kiến có hai xu hướng sau: Các nhà sản xuất thiết bị điều khiển trình phát triển lực phần cứng/phần mềm giám sát tình trạng riêng Các nhà sản xuất thiết bị điều khiển trình mua thiết bị giám sát tình trạng nhà sản xuất thiết bị Xu hướng thứ hai thực tế hơn: Rockwell Automation mua Entek- IRD; nhà sản xuất thiết bị điều khiển công nghiệp Allen-Bardley liên minh chiến lược với PSDL- công ty phát triển hệ thống quản lý bảo trì máy tính (CMMS) Maximo có nhiều mua bán lại liên minh 14.6.3 Ảnh hƣởng xu hƣớng phát triển đến nhà thầu giám sát tình trạng Các nhân tố dẫn đến việc giảm đáng kể nhu cầu hợp đồng giám sát tình trạng truyền thống : - Ngày nhiều tích hợp phần cứng/phần mềm điều khiển trình phần mềm hệ thống quản lý bảo trì máy tính (CMMS) - Ngày có nhiều phần mềm chuyên gia tinh vi cho phép cán kỹ thuật có kinh nghiệm giám sát tình trạng thực tốt việc đánh giá tình trạng - Việc giảm chi phí kỹ thuật giám sát tình trạng cho phép tổ chức nhỏ thực cách có hiệu hoạt động giám sát tình trạng Cân với nhân tố yếu tố sau: - Số lượng thiết bị cần giám sát tình trạng ngày tăng kéo theo nhu cầu dịch vụ giám sát tình trạng ngày tăng - Những nhu cầu áp dụng công nghệ giám sát tình trạng với mức độ tinh vi phức tạp để mang lại lợi nhuận tối đa cho doanh nghiệp ngày tăng Vì vậy, nhà thầu giám sát tình trạng cần lưu ý: - Việc thu thập liệu thủ công dần nhờ hỗ trợ thiết bị kỹ thuật đại - Tuy việc phân tích liệu lại trở nên phức tạp hơn, thường dùng liệu thu thập trường sau chuyển dạng điện tử đến nhà thầu để phân tích - Nhà thầu giám sát tình trạng đảm nhiệm thêm vai trò nhà cố vấn tìm hiểu rõ khách hàng trình sản xuất họ, suy nghĩ đưa giải pháp phù hợp để mang lại kết tốt cho khách hàng đưa giải pháp kỹ thuật trước 14.6.4 Ảnh hƣởng xu hƣớng phát triển đến ngƣời sử dụng dịch vụ giám sát tình trạng Ngày nay, người ta thấy giám sát tình trạng khó khăn đến mức phải cần chuyên gia để thực việc thu thập phân tích liệu Tuy nhiên phải cần chuyên gia thực việc phân tích trình phức tạp hay bất thường Công nhân vận hành máy ngày sử dụng nhiều kỹ thuật giám sát tình trạng để xác định cố tiềm ẩn thiết bị cách dùng thiết bị cầm tay thiết bị gắn thường xuyên với máy tích hợp với hệ thống điều khiển trình Các doanh nghiệp khí sử dụng ngày nhiều kỹ thuật giám sát tình trạng để kiểm tra chất lượng sản phẩm trước đưa thị trường (ví dụ để kiểm tra độ đồng tâm, cân bằng…) Người ta giảm quan tâm đến việc sử dụng kỹ thuật giám sát tình trạng để dự đoán hư hỏng thiết bị lại quan tâm nhiều đến việc sử dụng kỹ thuật để cải thiện tuổi thọ thiết bị chi tiết máy, cải thiện hiệu thiết bị… Việc thực công việc giám sát tình trạng thường xuyên nhà máy thay hợp đồng phụ bên tiết kiệm Các tổ chức sản xuất giảm chi phí cách thực công tác giám sát tình trạng nơi sản xuất 143 Như vậy, vấn đề nêu minh họa phần vai trò giám sát tình trạng môi trường sản xuất tự động mô hình phát triển tương lai kỹ thuật bảo trì hệ thống sản xuất Giám sát sở tình trạng điều khiển thích nghi yếu tố cần thiết cho việc phát triển thành phần hệ thống sản xuất thông minh 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Ngọc Tuấn- Quản lý bảo trì công nghiệp- Nhà xuất Đại học Quốc gia, TP Hồ Chí Minh, 2004 Phạm Ngọc Tuấn- Kỹ thuật bảo trì công nghiệp- Nhà xuất Đại học Quốc gia, TP Hồ Chí Minh, 2005 TS Lê Văn Trọng- Bảo dưỡng quản lý kỹ thuật , Giáo trình sau đại học, Trường Đại học Giao rthông Vận tải, TP Hồ Chí Minh,2001 PGS Lê Văn Doanh, Bảo dưỡng thiết bị tự động hóa, Tạp chí Tự động hóa ngày nay, số 89 +90 tháng 1+2, 2008 145 146 147 148 ... phí, bảo trì phí nhiều Có hai cách quản lý chi phí bảo trì : + Quản lý bảo trì định hướng vào kiểm soát kết + Quản lý bảo trì định hướng vào kiểm soát chi phí - Quản lý bảo trì định hướng vào... đóng góp đồng nghiệp, người học dể bải giảng hoàn thiện Tác giả PHẦN THỨ NHẤT QUẢN LÝ BẢO DƢỠNG CÔNG NGHIỆP Chƣơng I GIỚI THIỆU VỀ QUẢN LÝ BẢO DƢỠNG CÔNG NGHIỆP 1.1 Bảo dƣỡng công nghiệp ? Các... Bài tập số hai Bài tập số ba Bài tập số bốn Bài tập số năm Phần thứ hai : KỸ THUẬT BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP Chương VIII : MỞ ĐẦU VỀ KỸ THUẬT BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP 8.1 Giới thiệu 8.2 Kỹ thuật giám sát