Надежность. Практические занятия

1.

Практические задания

2. Задание 1 Надежность

Индивидуальная надежность процессов:
Обозначение
Наименование операции
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
Нагрев
Ковка
Первичная термообработка
Черновая механообработка
Вторичная термообработка
Механообработка бочки
Закалка бочки
Отпуск
Чистовая механообработка
Надежность
0,95
0,90
0,98
0,87
0,98
0,87
0,96
0,98
0,92
1. Какова надежность производственного процесса в целом?
2. Как измениться надежность процесса, если продублировать операции Нагрев и
Ковка?
2

3. Формулы надежности

Надежность последовательных операций
R = R1 * R2
Надежность параллельных операций
R = 1- (1- R1) * (1 - R2) * (1- R3) …
Надежность дублированных операций
R = R1 + R1 * (1 – R1)
3

4. Решение задания 1 Надежность

1. Найдем надежность сложной производственной системы:
R = R1(нагрев) * R2 (ковка) * R3 (пер.терм) * R4 (чер.мех) * R5 (втор.терм) * R6 (мех.боч) *
R7 (зак.боч) * R8 (отп) * R9 (чист.мех)
R3 (пер.терм) = 1- (1-0,98)*(1-0,98) = 0,9996
R4 (чер.мех) = 1- (1-0,87)*(1-0,87)*(1-0,87)*(1-0,87) = 0,9997
R5 (втор.терм) = 1- (1-0,98)*(1-0,98) = 0,9996
R6 (мех.боч) = 1- (1-0,87)*(1-0,87)*(1-0,87) = 0,9978
R7 (зак.боч) = 1- (1-0,96)*(1-0,96)*(1-0,96)*(1-0,96) = 0,999997
R9 (чист.мех) = 1- (1-0,92)*(1-0,92)*(1-0,92) = 0,9995
R = 0,95*0,90*0,9996*0,9997*0,9996*0,9978*0,999997*0,98*0,9995=0,8347
Дублирование R1дуб = R1 + R1 * (1 – R1) =0,95+0,95*(1-0,95)=0,9975
Дублирование R2дуб = R2 + R2 * (1 – R2) =0,90+0,90*(1-0,90)=0,9900
Rдуб = 0,9975*0,99*0,9996*0,9997*0,9996*0,9978*0,999997*0,98*0,9995=0,9641
4

5. Задание 2 Дерево неисправностей

На основании дерева причин неисправности сосуда высокого давления рассчитайте
вероятность появления неисправности.
Входные вероятности:
pA = 0,25; pB = 0,08; pC = 0,01; pD = 0,05; pI = 0,1; pH = 0,2
5

6. Формулы вероятности появления неисправностей

Оператор «И»
р = р1 * р2
Оператор «ИЛИ»
р = 1 – [(1 – p1) * (1 – p2)]
6

7. Решение задания 2 Дерево неисправностей

Найдем вероятность появления неисправности сосуда высокого давления
рЕ = 1 – [(1 – pA) * ( 1 – pB)] = 1 – [(1 – 0,25) * ( 1 – 0,08)] = 0,31
pF = pC * pD = 0,01 * 0,05 = 0,0005
pJ = 1 - [(1 – pH) * ( 1 – pF*pE)] = 1 - [(1 – 0,2) * ( 1 –0,0005*0,31)] = 0,20
p = 1 – [(1 – pI) * ( 1 – pJ)] = 1 – [(1 – 0,1) * ( 1 – 0,2)] = 0,28
7

8. Задание 3 Выбор варианта техобслуживания

Станки черновой механообработки ломались с частотой, указанной в таблице ниже.
Среднее время ремонта станка – 6 часов. За 1 час простоя станка компания BIC-CRB
теряет – 5000 евро. Одной из альтернатив является проведение ежемесячного
профилактического техобслуживания станка. Но даже при проведении такого
обслуживания аварии все равно случаются в среднем 1 раз в месяц на каждом станке.
Цена обслуживания одного станка 60 000 евро за месяц.
Посоветуйте компании BIC-CRB вариант техобслуживания – работать до отказа или
проводить профилактический ремонт? Обоснуйте свой ответ с помощью расчетов.
Станки черновой
мехобработки
№1
№2
№3
№4
Количество отказов
8
10
12
15
Количество месяцев,
за которые
произошли эти
отказы
2
6
4
4
8

9. Решение задания 3 Выбор варианта техобслуживания

1.
Станки черновой
мехобработки
№1
№2
№3
№4
Количество отказов
8
10
12
15
Количество месяцев,
за которые
произошли эти
отказы
2
6
4
4
Частота появления
отказов в год
2/12 =
0,166
6/12 = 0,5
4/12 =
0,33
4/12 = 0,33
Ожидаемое количество отказов = 8 * 0,166 +10 * 0,5 + 12 * 0,33 + 15 * 0,33 = 15,238
отказов в месяц
2. Ожидаемые потери от отказов = количество отказов одного станка*количество
станков* потери при отказе в час * количество часов простоя во время одного отказа *
количество месяцев =15,238 * 5000 (евро)*6 (час) *12 (мес)= 5 485 680 евро/год
9

10. Решение задания 3 Выбор варианта техобслуживания

3. Стоимость профилактического техобслуживания = потери от ожидаемых отказов при
выполнении ТО по договору + стоимость ТО по договору =1 (отказ в месяц) *12
(месяцев) * 5000 (евро/час) * 6 (часов простоя) *4 (станка) + 4 (станка)* 60000
(евро/мес) * 12 (мес)=
= 1 440 000 + 2 880 000= 4 320 000 евро
4. Вывод:
Таким образом экономически выгоднее
проводить ТО за 4 320 000 евро/год,
чем работать до поломки за 5 485 680 евро/год
10

11. Задание 4 Анализ чувствительности

В компании BIC-CRB техническая готовность оборудования составляет 85%.
Восстановительная стоимость активов 84 млн. евро.
Ежегодные расходы на техобслуживание составляют 5% от восстановительной стоимости
активов.
Оборот от продажи прокатных валков на данном заводе, составляет 105 млн. евро в год,
EBITDA – 15%.
Вследствие различных происшествий, связанных с нарушением техники безопасности, штрафы
составили за год 100 000 евро.
Независимый совет по промышленной безопасности присвоил производству коэффициент по
ПБ = 0,9.
Также имеются запчасти на сумму 2.1 млн. евро.
Ежегодные расходы на управление запчастями – 315 000 евро (склад, персонал, страховка,
устаревший фонд).
Компания BIC-CRB применяет ставку дисконтирования 8%.
Предполагается, что увеличение денежных потоков будет продолжаться бесконечно (PV = C/r).
1. С помощью формулы СОТ определите как улучшение или ухудшение ситуации на 1%
повлияет на каждый фактор стоимости.
11

12. Задание 4 Анализ чувствительности

В компании BIC-CRB возник конфликт между финансовым директором (ФД), директором по
производству (ДП) и менеджером по техобслуживанию (МТО).
Финансовый директор предлагает уменьшить бюджет техобслуживания на 5% и тем самым
усилить конкурентоспособность компании.
Директор по производству и менеджер по техобслуживанию тщательно проанализировали
влияние такого шага на надёжность и подсчитали, что техническая готовность оборудования при
этом уменьшится на 2%.
Порекомендуйте генеральному директору компании BIC-CRB надо ли уменьшать бюджет.
Обоснуйте свой ответ расчетами.
12

13. Решение задания 4 Анализ чувствительности

Использование активов:
EBITDAтехнической готовности = 85% = 15% х 105,000,000 = 15,750,000 евро;
Свободный денежный поток PV тех.готовности на 1% более = 15,750,000 / 85 = 185,294 евро;
Коэффициент ПБ = 0.9;
Величина прироста PVиспользования активов = 0.9 х 185,294 / 8% = 2,084,558 евро.
Контроль расходов:
Ежегодные расходы на техобслуживание = 5% х 84,000,000 = 4,200,000 евро;
Свободный денежный поток PV при расходах на техобслуживание на 1% менее = 4,200,000 / 100 = 42,000 евро;
Величина прироста PVконтроля расходов = 0.9 х 42,000 / 8% = 472,500 евро.
Техника безопасности, охрана труда и окружающей среды:
EBITDAтехнической готовности = 85% = 15% х 105,000,000 = 15,750,000 евро;
Коэффициент ПБ = 0.9 = 90%;
Свободный денежный поток PV при коэффициенте ПБ на 1% выше = 15,750,000 / 90 = 175,000 евро;
Величина прироста PVкоэффициента ПБ = 175,000 / 8% = 2,187,500 евро;
Ежегодные штрафы за ПБ = 100,000 евро;
Свободный денежный поток PV при штрафах за ПБ на 1% ниже = 100,000 / 100 = 1,000 евро;
Величина прироста PVштрафов за ПБ = 0.9 х 1,000 / 8% = 11,250 евро.
Распределение ресурсов:
Ежегодные расходы на хранение запасов = 315,000 евро (= 15% от 2,100,000 евро складских запасов);
Коэффициент ПБ = 0.9;
Свободный денежный поток PV при стоимости запасов на 1% ниже = 315,000 / 100 = 3,150 евро;
Величина прироста PVраспределения ресурсов = 0.9 х 3,150 / 8% = 35,438 евро.
13

14. Решение задания 4 Анализ чувствительности

Как улучшение или ухудшение ситуации на
1% повлияет на каждый фактор стоимости
14

15. Решение задания 4 Анализ чувствительности

Поясним его на примере фактора стоимости "Использование активов". В данный момент
ежегодный свободный денежный поток (EBITDA) в размере 15,750,000 евро образуется
при технической готовности оборудования 85%. Следовательно, увеличение готовности на
1% даст свободный денежный поток 15,750,000 / 85 = 185,294 евро. С помощью формулы
СОТ, сосредоточенной на использовании активов и упрощённой по бесконечности (PVИА =
FПБ х CFИА / r), получаем, что увеличение готовности на 1% создаёт стоимость в размере
2,084,559 евро.
При анализе чувствительности видна взаимная важность факторов стоимости. Он
позволяет вычислить, что дает увеличение или уменьшение на 1% для каждого фактора
стоимости. Анализ чувствительности упрощает принятие решений по ежедневным
вопросам менеджеру по техобслуживанию
15

16. Решение задания 4 Анализ чувствительности

Создание стоимости посредством уменьшения расходов на 5% =
=5 х 472,500 = 2,361,500 евро
• Создание стоимости посредством снижения готовности =
= (-2) х 2,084,559 = -4,169,118 евро
• Общее создание стоимости = -1,807,618 евро
На основании приведённого выше расчёта стоимости, рекомендуется не принимать предложение
об уменьшении расходов.
16

17. Задание 5 Использования панели управления СОТ

За 2015 год у компании BIC-CRB следующие показатели по производству прокатных валков:
Техническая готовность = 85%;
Расходы на техобслуживание / восстановительная стоимость активов = 5%;
Коэффициент промышленной безопасности = 0.9;
Расходы на профилактическое техобслуживание / общие расходы на техобслуживание =
10%;
Своевременно выполненные заказ-наряды на работу = 95%;
Производительность персонала = 70%;
Инвентарная стоимость запчастей / восстановительная стоимость активов = 3%;
Расходы на сторонние услуги техобслуживания / общие расходы на техобслуживание =
8%;
Расходы на обучение / общие расходы на персонал технического отдела = 1%;
Полнота и надёжность технической документации = 90%.
17

18. Задание 5 Использования панели управления СОТ

100,00
90,00
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
Компания 1
Компания 2
Компания ABC
Компания 4
Компания 5
Компания 6
Компания 7
Компания 8
18

19. Задание 5 Использования панели управления СОТ

Через две недели был представлен анализ.
1. Было выявлено, что причиной низкой технической готовности и больших расходов на
техобслуживание является программа профилактического техобслуживания. По
результатам опроса работников было установлено, что эта программа оставалась без
изменений в течение многих лет, несмотря на то, что условия производства изменялись и
были и другие изменения. Причина проста: в компании BIC-CRB нет описания
производственного процесса для этих операций и никто никогда не назначался
ответственным.
2. Напротив, не оправдались предположения относительно низкой производительности
персонала: она связана главным образом с приёмом в штат 55 техников компании РемСервис. В
данный момент в компании BIC-CRB слишком много техников для имеющегося объёма работ по
техобслуживанию. Однако данная ситуация остаётся неочевидной из-за большого количества
аварий: создаётся впечатление, что все техники на заводе всегда мчатся, как на пожаре.
3. Следует отметить, что компания BIC-CRB приняла из РемСервис наиболее опытный персонал.
Этим объясняется малое количество вложений в обучение.
4. Приобретение компании РемСервис также является причиной большого запаса запчастей.
BIC-CRB получила слишком много запчастей; и важно то, что не все возможно продать.
Несмотря на большое количество запчастей, бывают ситуации, когда запчастей нет, вследствие
19
чего на устранение аварий требуется более долгий срок, чем предусмотрено.

20. Задание 5 Использования панели управления СОТ

Получив чёткую картину положения своей службы, менеджер по техобслуживанию намерен
создать программу совершенствования. После консультации с внешним экспертом, он пришёл к
выводу, что достичь лучшего среди аналогичных компаний уровня нереально. Совместно с
консультантом они определили следующие практически достижимые уровни:
• увеличить техническую готовность на 10% (максимальный достижимый рост – 15%);
• сократить расходы на техобслуживание на 30% (максимальное достижимое сокращение –
50%);
• увеличить коэффициент промышленной безопасности на 5% (= максимальный достижимый
рост);
• снизить штрафы за промышленную безопасность на 100% (= максимальное достижимое
снижение);
• уменьшить запас запчастей на 50% (максимальное достижимое уменьшение – 67%).
В ходе обсуждений с сотрудниками службы ТОиР был сделан вывод, что данные цели
считаются сложными, но достижимыми.
Исходя из реально достижимого уровня профессионализма, рассчитайте потенциал стоимости
для каждого фактора.
20

21. Задание 5 Использования панели управления СОТ

21

22. Решение задания 5 Использования панели управления СОТ

Исходя из реально достижимого уровня профессионализма, можно рассчитать потенциал
стоимости для каждого фактора:
Использование активов:
Расчётное достижимое повышение технической готовности = 10%;
Потенциал стоимости PVиспользования активов = 10 х 2,084,559 = 20,845,590 евро;
Расчётное достижимое сокращение расходов на техобслуживание = 30%;
Потенциал стоимости PV контроля затрат = 30 х 472,500 = 14,175,000 евро;
Расчётное достижимое увеличение коэффициента ПБ = 5%;
Потенциал стоимости PV коэффициента ПБ = 5 х 2,187,500 = 10,937,500 евро;
Расчётное достижимое снижение штрафов за ПБ = 100%;
Потенциал стоимости PV штрафов за ПБ = 100 х 11,250 = 1,125,000 евро;
Потенциал стоимости PV распределения ресурсов = 50 х 35,438 = 1,767,400 евро.
Контроль расходов:
Техника безопасности, охрана труда и окружающей среды:
Распределение ресурсов:
• Расчётное достижимое уменьшение запаса запчастей = 50%;
22

23. Задание 6 Обоснования наиболее выгодной организации ТОиР

С учетом передовых практик в компании BIC-CRB разработана Наиболее выгодная
организация техобслуживания (НВОТО), которая представлена следующим планом
мероприятий:
1. Использование Соглашения о качестве услуг (SLA) для регистрации и отслеживания мер
обеспечения технической готовности, согласованных с производством (планирование
эффективности оборудования);
2. RCM в простом варианте для оптимизации программы профилактического техобслуживания
и управления запчастями для критически важного оборудования (инженерное обеспечение
надёжности, управление запчастями);
3. Введение диспетчера для централизованной координации работ по техобслуживанию
(планирование и подготовка);
4. Внедрение компьютеризованной системы OEE для учёта простоев на производстве
(регистрация простоев);
5. Внедрение на заводе многофункциональных групп по совершенствованию, которые будут
проводить структурный анализ производственных потерь (анализ потерь);
6. Обучение технического персонала анализу коренных причин возникновения
неисправностей для обеспечения не появления их в дальнейшем (проведение
техобслуживания).
23

24. Задание 6 Обоснования наиболее выгодной организации ТОиР

Менеджер по техобслуживанию полагает, что на создание НВОТО потребуется 250,000 евро.
Сумма будет потрачена на:
1. программное обеспечение OEE,
2. обучение (2 техника х бюджет),
3. консультации,
4. временные дополнительные мощности.
По его оценке, общие расходы на техобслуживание вырастут на 10% вследствие увеличения
объёмов профилактического техобслуживания в два раза что составляет 10% х 4,200,000 =
420,000 евро.
Ежегодная плата за обслуживание системы OEE – 15,000 евро. Отсюда получаем следующий
потенциал чистой стоимости:
NPVиспользования активов = 20,845,590 – 250,000 – 435,000/0.08 = 15,158,090 евро.
24

25. Задание 6 Обоснования наиболее выгодной организации ТОиР

Чтобы обосновать и разработать НВТО для компании BIC-CRB, были установлены изменения
целевых показателей:
Техническая готовность= рост на 10% от 85% = 93.5%;
Затраты на ТОиР/ Восстановительная стоимость активов = рост на 10% от 5% = 5.5%;
Коэффициент ПБ = 0.9 (остаётся на текущем уровне);
Затраты на профилактическое ТОиР / Общие затраты на ТОиР = 4 х 10% = 40%;
Количество своевременно выполненных заказ-нарядов на = 95% (остаётся на текущем
уровне);
Производительность техников = 70% (остаётся на текущем уровне);
Инвентарная стоимость запчастей на складе / Восстановительная стоимость активов = 3%
(остаётся на текущем уровне);
Расходы на обучение / Общие затраты на персонал = 2 х 1% = 2%;
Полнота и достоверность технической документации = 90% (остаётся на текущем уровне);
Затраты на проект по НВОТО = 250,000 евро
25

26. Задание 6 Обоснования наиболее выгодной организации ТОиР

Через два года после запуска НВОТО BIC-CRB достигла поставленных целей.
Усовершенствованная программа профилактического техобслуживания и управление с
помощью OEE повысило техническую готовность на 10%.
При этом уровень расходов не повысился, а остался прежним. На практике выяснилось,
что расширение профилактического техобслуживания почти сразу привело к снижению
количества аварий и повышению производительности технического персонала (в данный
момент 55%, было 35%).
Также программа профилактического техобслуживания положительно сказалась на
эффективности в сфере промышленной безопасности. Коэффициент промышленной
безопасности достиг 0.95, что является лучшим в своём классе.
Тщательный RCM анализ показал, что дальнейший рост технической готовности на 1%
возможен лишь при условии весьма дорогостоящих (свыше 1,000,000 евро) изменений.
Учитывая низкую чистую приведённую стоимость таких изменений, было принято решение
обратить внимание на другие факторы стоимости. Исходя из ранее проведённого анализа
факторов стоимости, сейчас BIC-CRB собирается сосредоточиться на снижении затрат и,
очевидно, сохранении достигнутой эффективности по использованию активов и промышленной
безопасности.
26

27. Задание 6 Обоснования наиболее выгодной организации ТОиР. Расчет ОЕЕ

1. Сразу после внедрения НВОТО начали измерять OEE. Был разработан пилотный проект для
линии ковки. Первое измерение проводилось в течение одной недели производства. Были
собраны следующие данные:
Доступное время готовности оборудования к производству = 80 часов (2 смены = 16 часов в
день х 5 дней в неделю);
Нормативная производительность = 1 тонна в час;
Реальная производительность = 0.8 тонны в час;
Простой вследствие профилактического техобслуживания = 4 часа / неделю;
Простой вследствие аварий = 6 часов / неделю;
Простой вследствие пуско-наладки/перенастройки оборудования = 5 часов (ежедневная
перенастройка с одного типоразмера на другой);
Полученная продукция = 52 тонны;
Брак = 3 тонны.
Вычислите OEE.
27

28. Решение задания 6 Обоснования наиболее выгодной организации ТОиР. Расчет ОЕЕ

С помощью полученных данных вычисляем OEE:
• Готовность оборудования = (80 – 4 – 6- 5) / 80 = 81.3%;
• Производительность = 0.8 / 1 = 80%;
• Качество = (52 – 3) / 52 = 94.2%;
• OEE = 81.3% х 80% х 94.2% = 61.25%.
28

29. Задание 6 Техобслуживание, ориентированное на обеспечение надёжности оборудования

2. Получив при измерении OEE линии ковки неутешительный результат, менеджер по
техобслуживанию начал оптимизировать программу техобслуживания.
Одна из машин линии ковки, обладает потенциалом стоимости. Именно из-за неё происходит
большинство простоев по техническим причинам. После тщательного RCM анализа была
предложена новая программа техобслуживания, полностью основанная на контроле состояния
оборудования. Ожидается, что новая программа повысит техническую готовность линии на
10%. Однако столь интенсивная программа проверок увеличит расходы на техобслуживание в
год на 30,000 евро. Ежегодная EBITDA линии составляет 2,000,000 евро; спрос на прокатные
валки для горячей прокатки растёт. Коэффициент ПБ равен 0.9, ставка дисконтирования – 8%.
Предполагается, что денежные потоки будут расти бесконечно (NPV = C0 + C/r).
Покажите с помощью расчётов как новая программа техобслуживания положительно скажется
на создании стоимости для компании.
29

30. Решение задания 6 Техобслуживание, ориентированное на обеспечение надёжности оборудования

МТО установил, что новая программа техобслуживания положительно скажется на создании
стоимости для компании, с помощью следующих расчётов:
• Готовность оборудования к эксплуатации = (80 – 10) / 80 = 87.5%; (Готовность оборудования
к эксплуатации рассчитывается без учета простоев вследствие пуско-наладки и перенастройки
машин (которые не входят в круг ответственности ТОиР).
• Ежегодная EBITDA = 2,000,000 евро (при готовности 85%);
• Свободный денежный потокпри повышении готовности на 1% = 2,000,000 / 85 = 23,529 евро;
• NPVпри повышении готовности на 10% = (-30,000 + 0.9 х 10 х 23,529) / 8% = 2,272,012 евро.
30