Ремонтопригодность машин, влияние человеческого фактора
Для обеспечения надежности машин большое значение имеет приспособленность машины для осуществления ремонтных и профилактических процедур, а также «человеческий фактор», т.е. способность человека выполнять функции по управлению машиной и по ее техническому обслуживанию. В аварийных ситуациях человек может сыграть решающую роль для избежания тяжелых последствий.
Ремонтопригодность изделия – это его свойство, которое заключается в приспособленности к обнаружению и устранению последствий отказов и повреждений путем проведения ремонтов и технического обслуживания.
При конструировании машины на ее ремонтопригодность основное влияние оказывают следующие факторы:
1) общая компоновка машины с точки зрения доступности к ее узлам и механизмам для контроля их состояния, обслуживания и проведения ремонтных работ;
2) простота разборки и монтажа узлов и сопряжений, в первую очередь тех, которые могут входить в межремонтное обслуживание. Должна быть обеспечена быстросменность элементов, обладающих малой стойкостью;
3) применение принципа агрегатирования, когда машина легко расчленяется на отдельные узлы, агрегаты и блоки, причем присоединение их к машине не требует применения специальных приемов;
4) широкое использование стандартных узлов, применение принципа унификации, когда ремонтники и эксплуатационники встречаются с однотипными и одинаковыми узлами и механизмами в различных машинах;
5) применение принципов автоматической подналадки и компенсации износа, саморегулирования параметров машин, автоматизация профилактических операций;
6) простота обнаружения отказов или повреждений за счет применения встроенных приборов, контролирующих выходные параметры машины, и систем по диагностике состояния машины;
7) возможность производить регулировку, замену износившихся элементов, осуществлять диагностику и другие работы простыми методами, без применения высококвалифицированной рабочей силы.
Конструкция машины должна соответствовать требованиям ремонтопригодности.
Ремонтопригодность машины в сильной степени зависит от ее сложности: от числа деталей, механизмов и узлов в машине, от ее габаритов и веса, энергетической оснащенности и других факторов. Поэтому в ряде отраслей машиностроения применяют понятие ремонтосложности как сравнительной оценки трудоемкости ремонта машин различного конструктивного исполнения и различной сложности. При планировании ремонтных работ целесообразно принять одну из машин за эталон и сравнивать с ним трудоемкость всех остальных моделей, оценивая ее в относительных показателях.
На продолжительность и трудоемкость ремонтных и профилактических работ существенное влияние оказывает не только конструкция машины, но и технологические процессы, применяемые при ремонте машины, методы организации ремонта, его техническая оснащенность, квалификация ремонтников и другие организационно-технические факторы. Так, например, для замены поврежденного элемента или детали необходимо иметь запасные части, номенклатура которых отражала бы характер типичных повреждений, возникающих в машине. Их количество должно соответствовать потребности, исходя из сроков службы и методов ремонта машины.
Наличие запасных частей значительно сокращает время и стоимость ремонта и, как правило, полностью восстанавливает утраченную работоспособность, поскольку эти детали изготовлены в тех же условиях, что и установленные в машине, и обладают необходимыми показателями качества. Это дает большой экономический эффект, увеличивает межремонтный период, создает возможности для эксплуатации машин в разнообразных условиях.
Количество необходимых запасных частей при эксплуатации парка машин данного типа можно оценить двумя основными способами.
Во-первых, на основании статистических данных из сферы эксплуатации, что даст достаточно точную картину лишь для устойчивых в конструктивном отношении моделей машины и при постоянном анализе тенденции изменения потребности в запасных частях.
Во-вторых, для оценки необходимого объема запасных частей можно применять метод расчета в сочетании со статистическим моделированием.
Основными характеристиками ремонтопригодности машины могут служить следующие непосредственно связанные с надежностью показатели.
1. Продолжительность ремонтных и профилактических мероприятий, а также суммарное время, необходимое для восстановления утрачиваемой работоспособности машины, с учетом принятой системы ремонта. Эти данные являются одной из основных составляющих коэффициента технического использования.
2. Трудоемкость восстановления, выраженная в затратах средств на ремонт и техническое обслуживание с учетом всего комплекса мероприятий, предусмотренного системой ремонта.
Характеристики ремонтопригодности машины оказывают непосредственное влияние на обеспечение надежности машины при ее эксплуатации.
Возможности по поддержанию и восстановлению утрачиваемой машиной работоспособности существенно зависят и от «человеческого фактора», поскольку человек и машина становятся объединенными в единую систему. Работоспособность и надежность этой системы в сильной степени зависят как от показателей качества человека, так и от приспособленности машины к взаимодействию с человеком.
Качества человека характеризуются в первую очередь его квалификацией – обученностью управлять данной машиной и исполнительностью – профессиональной ответственностью за выполнение порученного задания.
Машина, в свою очередь, должна учитывать физиологические и нервные возможности человека: возможность нести определенные нагрузки и перегрузки, воспринимать и передавать необходимую информацию, находиться в данной ситуации или условиях в нужное время и т.п.
Эти задачи решаются на базе эргономики, науки, занимающейся исследованием «человеческого фактора» в производственной деятельности человека. Взаимодействие человека и машины становится одним из условий, от которых зависят эффективность и надежность использования техники. Как показывает анализ аварий, нарушений технологических процессов. Ошибок управления сложными техническими системами и других аналогичных ситуаций, они часто вызваны тем, что в конструкциях машин и приборов недостаточно учтены особенности и возможности человека.
Изучение и моделирование систем «человек – техника», исследование и классификация отказов машин по вине оператора, изучение механизмов надежности человека как сложной кибернетической системы, создание адаптивных систем «человек – машина» способствуют повышению надежности машин, агрегатов и сложных комплексов при их эксплуатации.
Специфика человеческого фактора в сфере ремонта и технического обслуживания заключается в том, что возникает система «коллектив – комплекс машин», так как при восстановлении работоспособности парка машин именно такое взаимодействие является наиболее характерным. Здесь помимо перечисленных выше факторов ведущую роль играют организационная структура подразделения, иерархия отдельных исполнителей, система управления качеством и надежностью, социальные отношения.
Исследования взаимодействия человека и машины или людей и системы машин образуют специальное направление в машиностроении.