Nghiên cứu và ứng dụng thiết kế đảm bảo độ tin cậy và khả năng bảo trì trong chế tạo máy

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CAO HỌC CHẾ TẠO MÁY 2005 TRẦN ĐĂNG HIỂN NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐẢM BẢO ĐỘ TIN CẬY VÀ KHẢ NĂNG BẢO TRÌ TRONG CHẾ TẠO MÁY Chuyên ngành: CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, Tháng 11 năm 2007 Trang CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : PGS TS PHAN ĐÌNH HUẤN (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : PGS TS NGUYỄN THANH NAM (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 12 tháng 01 năm 2008 Trang ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -oOo Tp HCM, ngày 05 tháng 11 năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN ĐĂNG HIỂN Ngày, tháng, năm sinh : 15-7-1958 Chuyên ngành : Giới tính : Nam Nơi sinh : Hà Nội Chế tạo máy Khóa (Năm trúng tuyển) : 1- TÊN ĐỀ TÀI: 2005 Nghiên cứu ứng dụng thiết kế bảo đảm độ tin cậy khả bảo trì chế tạo máy 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên cứu ngun tắc thiết kế bảo đảm độ tin cậy - Nghiên cứu ngun tắc thiết kế bảo đảm khả bảo trì - Xây dựng lưu trình thiết kế bảo đảm độ tin cậy khả bảo trì - Ứng dụng nội dung nghiên cứu vào thiết kế thiết bị 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 05/02/2007 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 05/11/2007 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN Trang LỜI CẢM ƠN Luận văn thực Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh, hướng dẫn PGS TS Phạm Ngọc Tuấn Để hoàn thành luận văn này, nhận nhiều kiến thức quý báu từ thầy cô Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh truyền đạt cho năm học tập trường Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy cô Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh đặc biệt thầy PGS TS Phạm Ngọc Tuấn dành nhiều thời gian, tâm huyết để hướng dẫn, giúp đỡ hoàn thành luận văn Nhân dịp cho phép bày tỏ lời cảm ơn đến Ban TGĐ đơn vị XNLH Z751, nơi công tác động viên mặt tinh thần giúp đỡ mặt vật chất suốt hai năm qua Tôi chân thành cảm ơn đồng nghiệp Phòng Cơ Điện Z751 giúp đỡ học tập công tác Cảm ơn tất bạn bè đặc biệt bạn học viên lớp Cao học Chế tạo máy khóa 2005 Cuối xin chân thành biết ơn vợ kiên nhẫn, chăm lo sát cánh bên để hoàn thành khóa học luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn tập thể, cá nhân, bạn bè, người thân hướng dẫn, giúp đỡ, động viên tạo điều kiện tốt giúp thời gian qua TP HCM, tháng 11 năm 2007 Tác giả TRẦN ĐĂNG HIỂN Trang TÓM TẮT Độ tin cậy khả bảo trì có vai trò to lớn định tới thành công trình phát triển sản phẩm năm gần Chúng trở thành đặc tính quan trọng loại thiết bị, máy móc Khi độ tin cậy khả bảo trì thấp mức độ hư hỏng chi phí chu kỳ sống hệ thống máy móc, thiết bị tăng lên Mục đích đề tài nghiên cứu phát triển nguyên tắc dẫn nhằm thiết kế sản phẩm cho đảm bảo độ tin cậy đảm bảo khả bảo trì giai đoạn đầu chu kỳ sống sản phẩm, từ đề xuất hướng ứng dụng thực tế trình thiết kế phát triển sản phẩm khí Mong muốn tạo hệ thống máy móc, thiết bị hoạt động có hiệu suất hiệu cao nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao doanh nghiệp sản xuất Các kết đề tài cho thấy thiết kế đảm bảo độ tin cậy khả bảo trì phương pháp hữu ích phù hợp với xu hướng phát triển sản phẩm ngành khí chế tạo máy Những phương pháp cần sớm áp dụng rộng rãi đào tạo sản xuất Việt Nam Từ khóa: Reliability, Maintainability, Availability, Design for reliability, Design for maintainability, Maintenance,… Trang ABSTRACT In recent years, reliability and maintainability have played a significant role in the success of a product development process They become important characteristics of any equipment and machine It is shown that low reliability and maintainability lead to a significant increase in failure rate and life cycle cost The objective of this thesis is to develop the guidelines for designing for reliability and maintainability during the early stage of the product life cycle, and subsequently to propose practical applications in mechanical system design and development The expectation is to create equipment and machine systems which are operated effectively and efficiently to meet with the increasing needs of industrial enterprises The results of the study show that design for reliability and maintainability are really useful methods and relevant to the trends of the product development of the manufacturing industries These methods may be applied widely in education and production in Viet Nam Keywords: Reliability, Maintainability, Availability, Design for reliability, Design for maintainability, Maintenance,… Trang MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN 1.1 Mở đầu .1 1.2 Lịch sử phát triển 1.3 Mục tiêu đề tài 12 1.4 Phaïm vi nghiên cứu đề tài 13 1.5 Noäi dung thực .13 Chương THIẾT KẾ ĐẢM BẢO ĐỘ TIN CẬY – DFR (DESIGN FOR RELIABILITY) 2.1 Mở đầu 15 2.2 Caùc nguyên tắc DFR 16 2.2.1 Xác định đặc tính sản phẩm [11] 16 2.2.2 Kiểm tra việc lựa chọïn chi tiết vật liệu [11], [36] 18 2.2.3 Phân tích độ bền - ứng suaát [11], [14], [23], [33] 21 2.2.4 Đảm bảo bôi trơn 24 2.2.5 Đảm bảo làm nguội .26 2.2.6 Đặc tính hình học khả công nghệ [11] 29 2.2.7 Giảm rung động 32 2.2.8 Khả điều chỉnh 34 2.2.9 Đảm bảo tính đơn giản [14], [33], [36] 36 2.2.10 Sử dụng dự phòng phù hợp [5], [11], [14], [32], [36] 38 2.2.11 Đảm bảo yếu tố người [14], [23] 40 2.2.12 Xét đến tác động môi trường [5], [14], [23], [33], [36] .43 2.2.13 Đảm bảo an toàn [11], [23] 46 Trang 2.2.14 Giám sát tình trạng độ tin cậy phần mềm [23], [33] .50 2.2.15 Xem xét lại thiết kế [15], [36] .53 2.2.16 Phân tích hệ thống [11], [36] 56 2.2.17 Thiết kế dùng phương pháp nhóm [36] .60 2.3 Löu trình DFR 63 Chương THIẾT KẾ ĐẢM BẢO KHẢ NĂNG BẢO TRÌ - DFM (DESIGN FOR MAINTAINABILITY ) 3.1 Mở đầu 65 3.2 Các nguyên tắc DFM 65 3.2.1 Đơn giản hóa [9], [42] 65 3.2.2 Tieâu chuẩn hóa tính lắp lẫn [9], [24], [32], [42] .67 3.2.3 Khả tiếp cận [9], [32], [42] 70 3.2.4 Mô đun hóa [9], [32], [42] 73 3.2.5 Nhận diện ghi nhãn [7], [9], [32] .76 3.2.6 Khả thử nghiệm kỹ thuật chẩn đoán [9], [24], [40] .78 3.2.7 Dễ bảo trì phòng ngừa [9], [11], [24] 82 3.2.8 Đảm bảo yếu tố người [9], [11], [24] .87 3.2.9 Đáp ứng yếu tố môi trường [9], [24] 91 3.2.10 Đảm bảo an toaøn [7], [24], [32] 93 3.2.11 Dễ sửa chữa thay [5], [7], [32], [40] 97 3.2.12 Sử dụng dụng cụ thiết bị bảo trì tiêu chuẩn [5], [7], [24], [40] 101 3.2.13 Dễ huấn luyện vận hành bảo trì [24], [32] 103 3.2.14 Bố trí điểm kiểm tra, điểm điều chỉnh thuận lợi [5], [40] 105 3.2.15 Đánh số chi tiết 107 3.2.16 Tạo giá đỡ từ thân máy để đỡ maùy [7] .109 Trang 3.2.17 Phù hợp với khả công nghệ 111 3.2.18 Giao diện người – máy [24] 113 3.3 Lưu trình DFM .116 Chương ỨNG DỤNG DFR & DFM VÀO THIẾT KẾ MÁY IN LỤA MÀU 4.1 Giới thiệu máy in lụa 118 4.2 Khảo sát máy in lụa màu 119 4.3 Áp dụng DFR vào thiết kế máy in lụa màu 121 4.4 Áp dụng DFM vào thiết kế máy in lụa màu 136 Chương KẾT LUẬN 146 TÀI LIỆU THAM KHẢO TK1 Phuï luïc: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỘ TIN CẬY VÀ KHẢ NĂNG BẢO TRÌ PL.1 Độ tin caäy P1 PL.2 Khả bảo trì P2 PL.3 Thiết kế đảm bảo độ tin cậy khả bảo trì P4 PL.4 Một số khái niệm P5 Trang Chương TỔNG QUAN 1.1 Mở đầu Ngày 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 việc đưa khí hóa, tự động hóa ngày cao dây chuyền sản xuất, người nhận thức sâu sắc tổn thất chi phí to lớn ngừng sản xuất máy móc bị hư hỏng Đó chưa kể tai nạn khủng khiếp làm nhiều sinh mạng xảy độ tin cậy khả bảo trì thiết bị hệ thống không đảm bảo thảm họa: Phi thuyền thoi Challenger nổ không trung vào tháng 1/1986, cố nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, vụ hỏa hoạn tháp truyền hình Ostankino thảm hoạ sập đường dẫn cầu Cần Thơ trình thi công xảy lúc ngày 26/9/2007, v.v… Trong năm gần kinh tế Việt Nam phát triển mạnh mẽ mặt, ngành khí chế tạo máy ngành mũi nhọn chiến lược phát triển nước ta Việc gia nhập WTO mở hội lớn, thách thức cho ngành khí, thực trạng máy móc phần lớn lạc hậu, đát,… gây nguy hiểm cho người sử dụng, ảnh hưởng xấu tới môi trường, gây thiệt hại tài chính, cần phải đổi Chợ công nghệ thiết bị Việt Nam (TechMart) Bộ KH & CN phối hợp với UBND số địa phương tổ chức hàng năm, tạo hội cho phát triển ngành khí chế tạo máy Năm 2007 hợp đồng ghi nhận hội chợ tổ chức Đà Nẵng đạt 700 tỷ VNĐ Theo thống kê Cục CSGT đường – đường sắt, năm 2006 tuyến giao thông đường xảy 14.318 vụ tai nạn giao thông (TNGT), làm chết 12.190 người, bị thương 10.930 người Trong đó, số người chết tăng 883 Trang 155 [69] Zhimin He and Coworker, A Two-Dimensional Probability Model for Evaluating Reliability of Piezoelec-Tric Micro-Actuators Data Storage Institute, Singapore, January 2005 [70] B Radia and A El Hamib, Reliability Analysis of the Metal Forming Process Facult´E Des Sciences Et Techniques, Morocco, September 2005 [71] Nabil Nahas, Mustapha Nourelfath, Daoud Ait-Kadi, Coupling Ant Colony and the Degraded Ceiling Algorithm for the Redundancy Allocation Problem of Series–Parallel Systems Universite´ Laval, Quebec, Canada March 2005 [72] A Wymyslowski and Coworker, Advanced Numerical Prototyping Methods in Modern Engineering Applications – Optimisation for Micro-Electronic Package Reliability Wrocław University Of Technology, Poland, February 2005 [73] Mats Lindgren and Coworker, Application of Simulation-Based Decision Making in Product Development of an RF Module Sweden, February 2005 [74] Tong Yan Tee and Coworker, Board Level Solder Joint Reliability Analysis of Stacked Die Mixed Flip-Chip and Wirebond BGA STMicroelectronics, Singapore, March 2005 [75] Caùc trang web: http://www.baotritoandien.com http://www.elsevier.com www idcon.com www Sciencedirect.com www.superfactory.com www.relex.com www.vibrationandshock.com www.reliability.com www.equipment-reliability.com www.reliability.com.au www.e-reliability.com www.reliabilityweb.com Trang 156 www.reliability.com.cn www.aero.org www.idcon.com www.reliabilitydirect.com www.6sigma.us www.reliable-products.com http://www.mtbf.com www.chosenresult.com www.weibull.com www.dote.osd.mil/reports www.lifetime-reliability.com www.maintenanceresources.com www.maintenancetalk.com www.newstandardinstitute.com www.dru.com/manufacturing www.giuciao.com http://hotjobs.yahoo.com http://www.noria.com https://www.jagcnet.army.mil www3.interscience.wiley.com www.newstandardinstitute.com www.ieeexplore.ieee.org www npd-solutions.com http://ocw.mit.edu/index.html www asme.org www imeche.org.uk www mt-online.com www enre.md.edu www smrp.org www sre.org www globalmaint.com www aviationindustry.com www troubleshooters.com www emsusa.com www.maintenanceworld.com www.plant-maintenance.com www.maintenanceonline.co.uk www.maintenancejournal.com www.mtain.com www.machinerylubrication.com http://src.alionscience.com http://vnulib.edu.vn Trang 157 Phuï lục: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỘ TIN CẬY VÀ KHẢ NĂNG BẢO TRÌ Khi nghiên cứu nguyên tắc thiết kế đảm bảo độ tin cậy khả bảo trì, đề tài đề cập tới nhiều thuật ngữ độ tin cậy, bảo trì nội dung liên quan Các thuật ngữ này, số sử dụng nghiên cứu, báo, tài liệu xuất nước, phần nhiều xuất tài liệu liên quan tiếng nước Vì vậy, phần định nghóa nêu tiểu mục, chương trình bày thư mục khái niệm bản, giúp cho tiếp cận khái niệm cách có hệ thống tiện cho việc tham khảo PL.1 Độ tin cậy Độ tin cậy (Reliability) tính chất đối tượng (chi tiết máy, máy, công trình,…) thực chức năng, nhiệm vụ định, trì thời gian tiêu sử dụng, thông số làm việc giới hạn quy định tương ứng với chế độ, điều kiện vận hành, chăm sóc sửa chữa cụ thể [18] Độ tin cậy xác suất thiết bị hoạt động theo chức đạt yêu cầu khoảng thời gian xác định điều kiện hoạt động cụ thể [37] Độ tin cậy khả hoạt động thiết bị, thực chức nó, khoảng thời gian định điều kiện làm việc đặt trước [41] Độ tin cậy liên quan với xác suất tần xuất hư hỏng Số đo thường sử dụng độ tin cậy đối hệ thống sửa chữa thời gian trung bình hai lần hỏng (viết tắt MTBF) Tương tự, số đo độ tin cậy cho hệ thống không sửa chữa thời gian trung bình tới hư hỏng (viết tắt MTTF) Độ tin cậy biểu diễn xác xác suất khoảng thời gian, chu kỳ cho [34] Trang 158 Độ tin cậy xác suất mà hệ thống thực chức khoảng thời gian xác định ứng với điều kiện cụ thể Độ tin cậy liên quan đến yếu tố theo định nghóa này: - Thứ độ tin cậy xác suất Điều có nghóa luôn có vài hội hư hỏng Kỹ thuật độ tin cậy liên quan đến xác suất xảy mức độ thống kê xác định - Thứ hai độ tin cậy dự đoán chức định Nhìn chung điều có nghóa hoạt động không hư hỏng Tuy nhiên, tiêu hệ thống hư hỏng, hệ thống không làm định, độ tin cậy hệ thống - Thứ ba độ tin cậy áp dụng khoảng thời gian xác định Có nghóa hệ thống có hội xác định để hoạt động không hư hỏng trước thời gian t - Thứ tư độ tin cậy hạn chế để làm việc ứng với điều kiện cụ thể Ràng buộc cần thiết thiết kế hệ thống cho điều kiện không giới hạn Môi trường hoạt động phải ấn định thiết kế thử nghiệm [wikipedia.org] PL.2 Khả bảo trì Khả bảo trì (Maintainability) đặc tính thiết kế lắp đặt đặc tính đo khả thiết bị trì phục hồi trạng thái định bảo trì thực nhân viên có kỹ xác định sử dụng quy trình nguồn lực định mức độ sửa chữa [9] Khả bảo trì mối liên hệ dễ dàng tính kinh tế thời gian nguồn lực với thiết bị mà trì phục hồi trạng thái xác định, bảo trì thực nhân viên có kỹ Trang 159 xác định, sử dụng trình nguồn lực định mức độ định trước bảo trì, sửa chữa [24] Khả bảo trì xác suất mà thiết bị trì phục hồi trạng thái xác định, bảo trì thực nhân viên có kỹ xác định, sử dụng trình nguồn lực định mức độ định trước bảo trì, sửa chữa [24] Khả bảo trì định nghóa số đo khả thiết bị trì phục hồi trạng thái xác định bảo trì thực nhân viên có kỹ xác định, sử dụng trình nguồn lực nêu Đơn giản hơn, khả bảo trì số đo xem hư hỏng phòng ngừa nhanh kinh tế thông qua bảo trì phòng ngừa vận hành hệ thống phục hồi nhanh kinh tếá sau hư hỏng thông qua bảo trì phục hồi thời gian sửa chữa trung bình (viết tắt MTTR) [34] Khả bảo trì số đo lực thiết bị để trì phục hồi trạng thái xác định bảo trì thực nhân viên có kỹ xác định, sử dụng trình nguồn lực định, mức độ bảo trì sửa chữa xác định [14] Khả bảo trì đặc tính thiết kế lắp đặt, biểu diễn xác suất mà thiết bị trì phục hồi trạng thái xác định khoảng thời gian cho bảo trì thực phù hợp với trình nguồn lực xác định Là dễ dàng bảo trì khối chức năng, thực phù hợp với yêu cầu xác định [wikipedia.org] Khả bảo trì đặc trưng thiết kế lắp đặt thiết bị, tính sẵn sàng nhân viên mức độ kỹ yêu cầu, phù hợp trình bảo trì Trang 160 thiết bị thử nghiệm, phù hợp môi trường vật lý mà bảo trì thực Khả bảo trì xác suất mà thiết bị trì phục hồi trạng thái xác định, khoảng thời gian cho bảo trì thực phù hợp với trình nguồn lực định [9] Cần ghi nhớ khả bảo trì khác với bảo trì Khả bảo trì tham số thiết kế, bảo trì bao gồm hành động để phục hồi phòng ngừa hư hỏng [34] PL.3 Thiết kế đảm bảo độ tin cậy khả bảo trì Thiết kế đảm bảo độ tin cậy khả bảo trì (Design for reliability & maintainability ) thiết kế sản phẩm theo nguyên tắc đề để sản phẩm đạt độ tin cậy khả bảo trì hợp lý nhất, thỏa mãn nhu cầu khách hàng Trong thiết kế đảm bảo độ tin cậy điều quan tâm thiết kế chi tiết (máy) lâu hư hỏng tốt Trong thiết kế đảm bảo khả bảo trì, nhấn mạnh việc thiết kế chi tiết (máy) cho hư hỏng sửa chữa nhanh tốt Phương pháp thiết kế đảm bảo độ tin cậy khả bảo trì giúp cho người thiết kế tập trung vào khía cạnh độ tin cậy khả bảo trì giai đoạn đầu thiết kế Giai đoạn thiết kế quan trọng nơi nhiều vấn đề then chốt chi phí, độ tin cậy khả bảo trì định hình Các nguyên tắc thiết kế nêu sơ đồ hình P.1 P.2 Thiết kế đảm bảo độ tin cậy khả bảo trì không diễn cách độc lập Toàn hệ thống mà thiết bị phận tác động lên thiết kế thiết bị Ví dụ, hệ thống phải chạy liên tục, thiết bị phải thiết kế phép bảo trì hoạt động số nhỏ dự phòng cung cấp để đảm bảo khả vận hành liên tục Khái niệm bảo trì tác động lên thiết kế thiết bị Ví dụ, phận đặc biệt thiết bị dự Trang 161 định sửa chữa vị trí? Hay dự định tháo sửa chữa vị trí khác? Hoặc dự định loại bỏ thay phận mới? Nội dung nguyên tắc trình bày chi tiết chương chương PL.4 Một số khái niệm Bảo trì (Maintenance) Bảo trì hoạt động liên quan đến thiết bị để trì trạng thái hoạt động phục hồi trạng thái hoạt động sau hư hỏng xảy [14] Bảo trì tập hợp tất hành động kỹ thuật quản trị, nhằm giữ cho thiết bị ( phục hồi về) tình trạng, mà thực chức yêu cầu Chức yêu cầu định nghóa tình trạng xác định [37] Bảo trì phục hồi (Corrective Maintenance) Một hành động yêu cầu thiết bị bị lỗi hay khả làm việc [9] Bảo trì phục hồi không kế hoạch tất hoạt động bảo trì thực sau xảy đột xuất hư hỏng để phục hồi thiết bị trạng thái hoạt động bình thường nhằm thực chức yêu cầu [37] Bảo trì phòng ngừa (Preventive Maintenance) Một hành động yêu cầu để trì thiết bị trạng thái hoạt động thông qua dịch vụ theo định kỳ thay thành phần thời điểm xác định [9] Bảo trì phục hồi coi bảo trì kế hoạch Bảo trì phòng ngừa coi bảo trì có kế hoạch Bảo trì phòng ngừa hoạt động bảo trì lập kế hoạch trước thực theo trình tự định để ngăn ngừa hư hỏng xảy phát hư hỏng trước chúng phát triển đến mức làm ngừng máy gián đoạn sản xuất [37] Trang 162 Thời gian hoạt động trung bình lần hư hỏng ( gọi tắt MTBF) số đo độ tin cậy thiết bị sửa chữa Tuổi thọ trung bình thiết bị, tất phận hoạt động giới hạn xác định, khoảng đo cụ thể điều kiện xác định [24] Thời gian hoạt động trung bình đến hỏng ( gọi tắt MTTF) số đo độ tin cậy thiết bị không sửa chữa Tổng tuổi thọ thiết bị nhóm chia cho số hư hỏng nhóm đó, khoảng thời gian cụ thể điều kiện xác định [23] Thời gian sửa chữa trung bình ( gọi tắt MTTR) số đo khả bảo trì Tổng thời gian bảo trì phục hồi mức độ sửa chữa xác định chia cho tổng số hư hỏng thiết bị sửa chữa mức độ đó, khoảng thời gian cụ thể điều kiện xác định [24] Khả sẵn sàng (Availability) đo mức độ thiết bị trạng thái vận hành trạng thái chuyển sang bắt đầu nhiệm vụ thời gian làm nhiệm vụ trước (ngẫu nhiên) [24] Khả sẵn sàng xác suất mà hệ thống vận hành thời điểm đó, mà thiết bị liên tục “chạy” “ dừng” tạo thành trình đổi luân phiên Nói cách khác, khả sẵn sàng kết hợp thông số độ tin cậy khả bảo trì [23] Độ tin cậy khả bảo trì thường coi môn học bổ sung nhau, thể qua khả sẵn sàng kế thừa thiết bị, hệ thống Khả sẵn sàng kế thừa (Inherent Availability -Ai) Đo tính sẵn sàng bao gồm tác động thiết kế thiết bị ứng dụng nó, không tính đến tác động môi trường vận hành đảm bảo Đôi gọi khả sẵn sàng chất [ 34] Trang 163 Ai = MTBF MTBF + MTTR Ai không bao gồm thời gian hành thời gian hậu cần Thực tế, không bao gồm thời gian bảo trì phòng ngừa (giờ) Tăng độ tin cậy Ai hàm thiết kế thiết bị, hệ thống (giờ) Tăng khả bảo trì Hình PL.1 Mối tương quan khả sẵn sàng với độ tin cậy khả bảo trì [24] Tính đơn giản (Simplicity) Số lượng phần tử cấu hình hệ thống cần phải tối thiểu đảm bảo cho vận hành [6] Tiêu chuẩn hóa ( Standardization) Tiêu chuẩn hóa đặc tính thiết kế để hạn chế đến mức tối thiểu đa dạng thành phần (chi tiết) mà phần cứng hệ thống đòi hỏi [9] Trang 164 Tính lắp lẫn (Interchangeability) Tính lắp lẫn có hai hay nhiều phận có khả đổi lẫn vật lý đổi lẫn chức tất ứng dụng, tức phận thay lẫn hoàn toàn tất phương diện [9] Khả thay lẫn không bị hạn chế thiết bị, thành phần chế tạo, bảo trì vận hành Các sản phẩm hai hay nhiều hạng mục có đặc trưng chức vật lý tương đương hoạt động độ bền có khả trao đổi với không cần lựa chọn hạng mục chi tiết kết nối, ngoại trừ việc điều chỉnh không cần lựa chọn việc thực thích hợp [23] Mô đun (module) Mô đun chi tiết, cụm thành phần thiết kế để sử dụng đơn vị làm thuận tiện cho việc cung cấp lắp đặt, vận hành bảo trì [9] Một tập hợp hai hay nhiều chi tiết thành phần kết nối với tạo thành thực thể vật lý chức đơn lẻ [40] Mô đun hóa (Modularization) Mô đun hóa chia thiết bị thành phận mô đun chức vật lý riêng biệt [9] Sự tách thiết bị thành đơn vị vật lý chức mà dễ dàng tháo thay [40] Tính dễ tiếp cận (Accessibility) đo dễ dàng đến vùng khác thiết bị với mục đích vận hành hay bảo trì [24] Một tính thiết kế ảnh hưởng đến dễ dàng đến vị trí để thực quan sát bảo trì [9] Có thể tiếp cận (Accessible) Một thiết bị xem tiếp cận vận hành, thao tác, tháo bỏ hay thay người sử dụng Trang 165 trang bị, bảo hộ với kích thước thân thể phù hợp với dải số đo thân thể sở liệu xác định [40] Nhận diện (Identification) Nhận diện đánh dấu ghi nhãn đầy đủ chi tiết, thành phần, điều khiển, điểm thử để làm thuận tiện việc sửa chữa thay bảo trì [9] Khả thử nghiệm (Testability) Một đặc tính thiết kế cho phép xác định tình trạng thiết bị hệ thống cách kịp thời hiệu [9] Một đặc trưng thiết kế, cho phép xác định tình trạng thiết bị (vận hành, không vận hành xuống cấp) lỗi thiết bị cô lập cách lúc [23] Khả thử nghiệm Một đặc trưng thiết kế, cho phép xác định tình trạng thiết bị (vận hành, không vận hành, xuống cấp) cho phép cô lập lỗi bên thiết bị thực cách lúc [24] Điểm thử nghiệm (Test point) Một giá đầu nối mà đầu dò gắn vào để đo tham số [23] Một phương tiện để xác định cách tiện lợi an toàn tình trạng hoạt động thiết bị để cô lập trục trặc [40] Điểm dịch vụ (Service point) Một phương tiện để bôi trơn, nạp, xả chức dịch vụ tương tự Điểm dịch vụ cho phép điều chỉnh, bôi trơn, nạp, xả dịch vụ khác cung cấp cho tất thiết bị thành phần cần dịch vụ hai lần sửa chữa lớn [40] Chẩn đoán (Diagnostics) Chức thực kỹ thuật sử dụng việc xác định cô lập nguyên nhân gây hỏng hệ thống vận hành xác định tình trạng vận hành [9] Trang 166 Phần cứng, phần mềm tài liệu kỹ thuật để xác định trục trặc xảy để cô lập nguyên nhân gây trục trặc Cũng xem hành động phát cô lập hư hỏng lỗi [23] Chẩn đoán hay giám sát tình trạng hệ thống khí (Diagnostics for mechanical systems or condition monitoring of mechanical systems) Kết hợp đo thông số vận hành phát hư hại triệu chứng có thể, để loại bỏ việc tháo sớm không cần thiết thành phần hệ thống [9] Giám sát tình trạng trình xác định tình trạng máy móc lúc hoạt động hay lúc ngừng hoạt động [37] Dễ bảo trì (Ease of maintenance) Mức độ thuận tiện thiết bị việc trì, phục hồi, vận hành Đó tính đáp ứng nhanh với hoạt động bảo trì thực để ngăn ngừa hỏng sửa chữa chúng xuất Dễ bảo trì nhấn mạnh trước cân nhắc làm giảm thời gian nỗ lực cần thiết để bảo trì thiết bị mức vận hành tối đa [9] Môi trường (Environments) Tổng thể tất điều kiện bên bên ngoài, nhiệt độ, độ ẩm, xạ, trường điện từ, va đập, rung động tự nhiên, người tự sinh làm ảnh hưởng đến hình dạng, tính năng, độ tin cậy hay tồn thiết bị [9] Hư hỏng (Failure) Sự khả thực nhiều chức định giới hạn thiết lập trước phát Đó trục trặc vượt điều chỉnh người vận hành nhằm điều khiển thiết bị vận hành thông thường [9] Hư hỏng Sự kiện trạng thái không làm việc thiết bị phận thiết bị làm cho không không thực chức định [ 34] Trang 167 Dạng hư hỏng (Failure mode) Hậu cấu mà qua hỏng xuất hiện, tức ngắn mạch, hở mạch, mài mòn mức vv…[ 34] Tác động hư hỏng (Failure effect) Tình trạng hư hỏng làm giảm thay đổi khả thực chức yêu cầu thiết bị [9] Yếu tố người (Human factors) Những đặc trưng người liên quan đến hệ thống phát triển; đến việc áp dụng nguyên tắc trình để làm tối ưu việc tích hợp thuận tiện người máy Thuật ngữ sử dụng nghóa rộng, bao gồm tất xem xét y sinh học tâm lý liên quan đến người hệ thống [9] Kỹ thuật yếu tố người (Human factors engineering) Kỹ thuật yếu tố người khoa học áp dụng kiến thức kỹ thuật vào việc thiết kế thiết bị nhằm đạt tích hợp máy-con người, vận hành hiệu dễ bảo trì [9] An toàn (Safety) Thoát khỏi tình trạng gây chết người, tổn thương, bệnh nghề nghiệp làm hư hại tới hay làm mát thiết bị hay đặc tính thiết bị làm tổn hại tới môi trường [23] Chi phí chu kỳ sống (Life cycle costs) Tổng chi phí chu kỳ sống thiết bị để phát triển, thử nghiệm, mua, vận hành, đảm bảo loại bỏ [9] Chi phí chu kỳ sống gọi chi phí vòng đời Chi phí chu kỳ sống định nghóa toàn loại chi phí mà khách hàng (người mua, người sử dụng) phải trả thời gian sử dụng sản phẩm [37] Những ràng buộc khả bảo trì (Maintainability constraints) Một nhóm yếu tố môi trường, người, phần cứng thiết lập giới hạn tới đặc tính bảo trì thiết bị [9] Phân tích dạng tác động hư hỏng (gọi tắt FMEA) Quá trình phân tích dạng hỏng tiềm sản phẩm để xác định hậu tác động lên sản phẩm Khi phân tích mở rộng để phân loại Trang 168 dạng hỏng tiềm tùy thuộc vào tính khốc liệt xác suất xuất nó, gọi Phân tích dạng, tác động tới hạn hư hỏng (gọi tắt FMECA) [ 34] Lỗi ( Fault) Nguyên nhân trực tiếp hư hỏng (mất điều khiển, khuyết tật, tải, v.v…) [ 34] Phân tích hư hỏng (gọi tắt FTA) Một phương pháp phân tích hư hỏng tiềm hệ thống truy nguyên đến tất lỗi gây hư hỏng Đó phương pháp suy diễn, từ xuống Còn FMEA phương pháp quy nạp, từ lên [ 34] Mối quan hệ giá cả, chi phí chu kỳ sống khả sẵn sàng: Chi phí tỷ lệ nghịch với khả sẵn sàng Khả sẵn sàng cao giá mua cao, chi phí chu kỳ sống lại thấp [37] Giao điểm đồ thị giá mua đồ thị chi phí chu kỳ sống điểm tối ưu Cần lựa chọn thiết bị xung quanh điểm tối ưu này, hình P.2 Hình PL.2 Mối tương quan khả sẵn sàng chi phí [ 37 ] Để đạt độ tin cậy khả bảo trì không tốn phí, hệ thống có độ tin cậy khả bảo trì thấp khả sẵn sàng thấp, chi phí thường lớn hệ thống có độ tin cậy khả bảo trì cao Trang 169 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: TRẦN ĐĂNG HIỂN Ngày, tháng, năm sinh: Địa liên lạc: 15.7.1958 Nơi sinh: Hà Nội 106 khuA Z751, Thống Nhất, phường 10, Gò Vấp TP HỒ CHÍ MINH Điện thoại: 0909 312 678 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO (Bắt đầu từ Đại học đến nay) - 1975 đến 1980 Học viện kỹ thuật Quân - 2005 đến 2007 Cao học, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC (Bắt đầu từ làm đến nay) Từ tháng 10 năm 1980 đến công tác quân đội Hiện cán quản lý kỹ thuật Xí nghiệp liên hợp Z751, Tổng cục kỹ thuật, Bộ Quốc phòng ... kế bảo đảm độ tin cậy - Nghiên cứu ngun tắc thiết kế bảo đảm khả bảo trì - Xây dựng lưu trình thiết kế bảo đảm độ tin cậy khả bảo trì - Ứng dụng nội dung nghiên cứu vào thiết kế thiết bị 3- NGÀY... cậy khả bảo trì Thiết kế đảm bảo độ tin cậy khả bảo trì thiết kế nhằm mục đích tạo cho sản phẩm có đặc tính độ tin cậy khả bảo trì cần thiết giai đoạn phát triển sản phẩm Độ tin cậy khả bảo trì. .. Tình hình nghiên cứu nước Có thể nói việc nghiên cứu độ tin cậy khả bảo trì, nghiên cứu thiết kế đảm bảo độ tin cậy khả bảo trì nước đề cập năm gần Trong số số công trình nghiên cứu độ tin cậy, kỹ