Print

Proč se věci a zařízení kazí? Pouhá fakta

-- 25.09.2019

Díky náležitě provedené analýze kořenových příčin poruchy (RCFA) se nemusíme zbytečně zabývat dohady, co mohlo způsobit další prostoje. 

Pomocí analýzy kořenových příčin poruch interpretujeme funkce systému nebo komponenty, abychom určili, proč nefunguje tak, jak bylo původně zamýšleno. Může se jednat o součást, stroj, provozní prostor nebo celý podnik. Prostřednictvím detektivních dovedností a týmu zaangažovaných lidí je pro podnik naprosto zásadní porozumět fyzikálním, lidským a latentním (skrytým) kořenovým příčinám neschopnosti splňovat tyto cíle.

Rádi bychom vám představili dvě vlivné autority v oblasti provádění analýz kořenových příčin poruch: Charles Latino, jeden z průkopníků zajištění spolehlivosti pro oblast průmyslové výroby, a Dr. James Reason, uznávaný odborník v oboru zajištění spolehlivosti lidského činitele. Různí specialisté na problematiku analýzy kořenových příčin poruch možná používají trošku odlišné pojmy, ale přístupy a postupy jsou obecně jednotné.

Nejdůležitějším aspektem analýzy kořenové příčiny poruchy je skutečnost, že nemůžou existovat žádné dohady nebo odlišné názory na příčiny. Konkrétní fakta musejí podporovat každé rozhodnutí, které následně vede až k samotným kořenům.

Hlavní typy kořenových příčin

Existují tři hlavní typy kořenových příčin, které spolu vzájemně souvisejí:

  • Fyzikální. Odhalují skutečný fyzikální mechanismus selhání, poruchy či incidentu.
  • Pochybení/selhání lidského činitele. Postupy, které vytvořili lidé a které umožnily existenci fyzikálních příčin.
  • Latentní (skryté). Jedná se o systémy dané organizace, provozní postupy a rozhodování. Způsob, jakým je podnik veden nebo navržen tak, že vede k selhání lidského činitele.

Nejjednodušší pro určení jsou fyzikální příčiny, zatímco příčiny, které lze připsat lidskému činiteli a systému dané organizace, nelze v některých případech tak úplně rozpoznat. Avšak nalezení a odstranění těchto latentních kořenových příčin a příčin, na nichž se podílel lidský faktor, má mnohem větší finanční návratnost.

V jednom případě došlo ke vznícení určitého zařízení, což způsobilo odstavení výroby na delší dobu a poškození okolních budov. Pomocí jednoduché analýzy poruch, která řeší fyzikální příčinu požáru zařízení, by bylo možno zabránit budoucím požárům a zvýšit spolehlivost tohoto stroje. Avšak skutečná analýza kořenových příčin poruchy, jež zkoumá danou záležitost i se zaměřením na lidský faktor, včetně latentních příčin, může eliminovat celou kategorii poruch. To má rovněž dopad na celkové hospodaření podniku: zavedení opatření, jejichž  nutnost vyvstala po provedené analýze kořenových příčin poruch, často vede k více než tisícinásobné návratnosti nákladů na provedení analýzy, jak tvrdí Neville Sachse, moderátor webináře na téma analýzy kořenových příčin poruchy.

Latentní (hlubší, skryté) kořenové příčiny

Latentní kořenové příčiny vyplývají ze způsobu, jakým je podnik řízen nebo navržen, a umožňují vznik kořenových příčin, na nichž se podílí lidský faktor. Uvádíme zde příklad jeřábu, jehož přetržené lano dokazuje, jak se na poruše podílely metody latentního řízení podniku.

Sachse spolu s manažerem daného podniku vyšetřovali poruchu přetrženého lana, což způsobilo pád 30tunové pánve s roztaveným kovem. Když byli přímo na provoze, kde je viděla obsluha jeřábu a jeho naváděč, došlo ke druhé, naprosto stejné nehodě. Obsluha jeřábu zvedala další 30tunovou pánev s roztaveným kovem, přestože byl jeřáb stále v pohybu, což je v rozporu s jedním z hlavních pravidel provozu jeřábu: jeřáb se nikdy nesmí pohybovat do stran ve chvíli, kdy zvedá náklad, protože setrvačné síly jsou podstatně větší než hmotnost nákladu. Tím, že se to stalo za přítomnosti Sachse a manažera daného podniku, se jasně prokázalo, že nebezpečné postupy byly používány rutinně a místní management je toleroval.

U poruch s latentními kořenovými příčinami lze běžně vystopovat následující skutečnosti:

  • Konstruktéři pracují mimo oblast svých odborných znalostí, jako např. strojní inženýři, kteří jsou donuceni navrhovat elektrické systémy, chemičtí inženýři, kteří navrhují mechanické konstrukce, nebo situace, kdy podnik nemá k dispozici odborníka na mazání v provoze, kde je spousta mechanických zařízení.
  • Zanedbání kontrol, přestože se má provádět pravidelná údržba.
  • Nepravidelné školení a výcvik pracovníků.
  • Podceňování významu kvalifikovaných zaměstnanců.
  • Přenášení zodpovědnosti za problematiku mazání zařízení na služebně nejmladšího (nejméně kvalifikovaného) pracovníka údržby.

Řetězení chyb

Netrénovaní pracovníci málokdy rozpoznají, že vždy existuje řetězec událostí, na nichž se podílí více přispěvatelů a které vedou ke vzniku poruchy nebo incidentu. Existuje společná tendence řešit pouze fyzikální kořen problému a pak se divit, proč opakovaně dochází k poruchám.

Chyby mohou být považovány za výsledek řetězce událostí nebo řady spojených otvorů. Latino vytvořil řetězce chyb, které vedou k poruše nebo nehodě (viz obr. 1). Reason používá příklad rotujících plátků ementálu – kusy představují chyby, a když se díry srovnají v řadě za sebou, dojde k incidentu.

Chyby se nakonec spojí a způsobí poruchu, ale přesně nevíme, kdy a jak často k tomu dojde. Někdy nehrozí žádný incident, pokud řetězec chyb rozbije náhoda nebo dojde k zásahu pozorné osoby.

Analýza kořenové příčiny poruchy jeřábu, který upustil 30tunovou pánev, odhalila dvě velmi zjevné latentní příčiny a dvě příčiny, na nichž se podílel lidský faktor a jež následně vedly k fyzikální příčině poškození lana (viz obr. 2).

Někdy se tyto chyby navzájem nespojí a nedojde k žádné poruše nebo incidentu. Ve výše popsaném podniku byl ve druhém provoze používán stejný (nesprávný) proces a nic se naštěstí nestalo.

Fyzikální kořenové příčiny

Nejdůležitější součástí analýzy kořenových příčin poruchy je přesné určení fyzikálních příčin. A protože fyzikální příčiny vedou k latentním příčinám a k těm, na nichž se podílí lidský faktor, musejí lidé skutečně pochopit fyzikální kořeny poruch, pokud doufají, že najdou větší a hlubší příčiny. Vždy jich existuje několik. Podrobné studie některých kritických katastrof, například těch, které jsou uvedeny níže, odhalují v každém případě více příčin – fyzické, lidský faktor a latentní:

  • ztroskotání RMS Titanic
  • halifaxský výbuch
  • bhópálská katastrofa             
  • ropná katastrofa Exxon Valdez
  • výbuch černobylské jaderné elektrárny
  • havárie ropné plošiny Deepwater Horizon (Mexický záliv)

Pokud lidé provádějící analýzy nerozpoznají, že vždy existuje více příčin, nikdy nedosáhnou přesného závěru. Příkladem toho byla mezinárodní konference, během níž analyzovaly dvě organizace stejná data a snažily se odhalit příčiny selhání některých komponent. Jejich sloupcové grafy příčin selhání byly velmi poučné, avšak velmi odlišné, protože každá analyzovala selhání se zaměřením pouze na jednu příčinu.

Více kořenových příčin

Zkušenosti ukazují, že za všemi poruchami či incidenty může stát pouze jedna fyzikální kořenová příčina, ale vždy existuje mnoho latentních kořenových příčin, včetně těch, na nichž se podílí lidský faktor. Počet kořenových příčin obvykle závisí na složitosti problému. Například poruchy čerpadel nebo ventilátorů v klasickém průmyslovém podniku mívají obvykle čtyři až sedm kořenových příčin. Na druhé straně komplexní systémy, jak je známe z vyšetřování leteckých katastrof, mívají obecně 12–14 kořenových příčin, což vyplývá ze statistik Národního úřadu pro bezpečnost v dopravě (U. S. NTSB).

Počet nalezených kořenových příčin může také záviset na hloubce analýzy. Vzhledem k rozsáhlému významu pro lidskou bezpečnost má úřad NTSB mnohem více finančních prostředků a času na analýzu vzniklých incidentů. Na rozdíl od leteckého průmyslu je cílem mnoha analýz kořenových příčin poruch v průmyslových závodech opětovné brzké zprovoznění podniku. Problém u takovýchto zběžných průmyslových analýz spočívá v tom, že zbývající nerozpoznané a nezkorigované kořenové příčiny se vrátí a budou způsobovat další a další poruchy.

V rámci nákladových limitů jakékoli konkrétní analýzy by cílem programu analýzy kořenových příčin poruchy mělo být prolomení tohoto řetězce chyb a odstranění co největšího množství kořenových příčin (viz obr. 3). S dostatečnou pečlivostí mohou být některé z hlavních příčin odstraněny s vynaložením nevelkých finančních prostředků.

Fyzikální kořenové příčiny, včetně těch, na nichž se podílí lidský faktor

Z podrobné studie, která zkoumala více než 120 různých případů selhání a incidentů, vyplynula při pohledu na hlavní fyzikální kořenové příčiny, včetně těch, na nichž se podílí lidský faktor, následující data. Nejběžnější typ lidské chyby spočívá v samotném konstrukčním řešení:

  • Fyzikální kořenové příčiny: 1,4 chyby na 1 poruchu, přičemž mnoho z nich zahrnuje únavový jev a korozi.
  •  Kořenové příčiny, na nichž se podílí lidský faktor: Jedná se o více kořenových příčin, které dále dělíme na tyto typy:
  • chyby ve špatném konstrukčním řešení daného zařízení (59 %)
  • údržba a servis zařízení (38 %)
  • způsob provozování strojů a zařízení (24 %)
  • instalace zařízení (16 %)
  • samotná výroba (12 %)

V tomto příkladu (viz obr. 4) pohání turbína s proměnnými otáčkami pístový kompresor přes reduktor. Tento způsob uspořádání měl za následek časté poruchové stavy způsobené dvěma typy vibrací: torzní a translační. Hlavní konstrukční chyba spočívala v tom, že zadavatel nezohlednil skutečnost, že na určité rezonanční frekvence reagují ložiska v převodovce velmi citlivě. Poté, co opakovaně docházelo k poruchám, padlo rozhodnutí provozovat turbínu pouze za určitých otáček.

 

Lidské chyby

Všichni děláme chyby. Ale jak často udělá v průměru člověk závažnou chybu? Závažnou chybou je ta, která by mohla vést k nutnosti lékařského ošetření nebo ke značné finanční ztrátě. Pravděpodobnost nehody stoupá, například když člověk při řízení auta nebo kamiónu telefonuje a nepoužívá hads free. Šance, že upadnete, se stupňuje, pokud se při chůzi po schodech nedržíte zábradlí.

Latino často citoval Reasona, který tvrdí, že průměrný člověk udělá šest závažných chyb týdně, tj. takových, jež si vyžádají lékařské ošetření nebo způsobí finanční ztrátu. Avšak z podnikových průzkumů uskutečněných Sachsem od roku 1993 vyplývá, že typický člověk si myslí, že udělá významnou chybu pouze jednou za pět měsíců.

Z průzkumů provedených Sachsem, kterých se zúčastnilo více než 3 000 zaměstnanců z oblasti údržby, strojírenství a řízení podniku, vyplynulo, že průměrný člověk se hodnotil jako nadprůměrný a své spolupracovníky označil za podprůměrné, přestože průměrná osoba disponuje podle definice dovednostmi na úrovni 50 %. Dotazovaní zaměstnanci se hodnotili následovně:

  • vlastní úroveň dovedností ohodnotili na 72 %;
  • spolupracovníci provedli dvakrát více chyb;
  • méně než 1,7 % ze 3 000 (50 lidí) uvedlo, že jejich úroveň dovedností je podprůměrná;
  • jediný pracovník, a to od roku 1993, uvedl, že jeho chování a znalosti jsou podprůměrné, co se týče dodržování zásad bezpečnosti práce.

Kvalitní program na analýzu kořenových příčin poruchy je schopen přispět ke snížení počtu uskutečněných chyb a k navýšení úspor. Sachse uvádí dva typické příklady; v jednom podniku snížili manažeři během osmiletého období počet motorů, které měli vyměnit za rok, z 500 na 250. Snížení nákladů na výměnu bylo 50krát vyšší než investice a nezahrnovalo vliv na ztrátu produkce s tím, že personál údržby mohl být redukován nebo že se zlepšila kvalita výrobků díky ucelenějšímu chodu výroby.

Druhý příklad je z prostředí farmaceutického podniku, kde se podařilo snížit náklady na údržbu ze 115 USD/hp na 60 USD/hp u motorů používaných během čtyřletého období. Rovněž se podařilo snížit ztráty ve výrobě farmaceutických produktů o 60 % v důsledku menšího počtu poruch zařízení.

Jak se vlastně analýza provádí?

První věc, která je naprosto nezbytná, je podpora ze strany vedení podniku, která musí být závazná a trvalá. Výsledky budou muset být prosazeny, a pokud by vedení podniku nestálo za touto aktivitou, bylo by provádění analýzy jen mrháním času a možná i peněz.

Zadruhé vyberte téma, které chcete analyzovat, což může být velmi snadné, pokud se něco porouchalo, ale je to poněkud složitější, máte-li analyzovat nějakou divizi nebo oddělení v rámci společnosti. V případech divizí či oddělení začněte na nejvyšší úrovni. Avšak u porouchaného zařízení můžete začít tím, že uvedete všechny viditelné fyzické škody – jinými slovy pozorované položky nebo okolnosti.

Zatřetí vytvořte různorodý, nestranný tým, který bude mít svého vedoucího nebo koordinátora, jenž povede tým k tomu, aby pokládal vnímavé dotazy.

Začtvrté použijte logický systém k pochopení interakce příčin. A nakonec si dávejte velký pozor na názory nebo předsudky upravující či přikrášlující výsledek, tzn. aby diskusi neovládla jedna dominantní osoba.

Zvolte analytickou metodu

Konstrukce stromového diagramu je jednoduchá logická úloha k získání hloubkové analýzy. Jedná se o snadno použitelnou techniku pro účastníky a současně poslouží k prezentaci výsledků ostatním, např. vedení podniku.

Sachse zjistil, že jiné metodiky, jako jsou „5 proč“, diagram rybí kosti (Išikawův diagram) a Kepner-Tregoe, nejsou tak efektivní ani účinné při hledání skutečných příčin a obecně nejsou pro ostatní tak snadné. Na obrázku 5 je zobrazen stromový diagram pro analýzu havarijní poruchy drtiče dřevěných kulatin o výkonu 3 000 hp, který drtí kulatiny rychlostí jedné stopy za sekundu; k poruše došlo v jednom papírenském podniku za dosti dramatických okolností.

Tento případ nám poslouží jako příklad pro procházení procesu během šetření. Při výchozím stavu jsme zaznamenali v blízkosti drtiče tucet rozbitých nebo porouchaných součástí a objevili nestandardní okolnosti zaznamenané ve žluté úrovni stromového diagramu.

Koordinátor a jeho tým

Koordinátor má klíčovou roli v rámci celého týmu. Koordinátor vede společné schůzky a moderuje je. I když koordinátor nemusí být odborníkem na problémovou oblast, obecná představa o tom, jak vyšetřované záležitosti v praxi fungují, usnadní spolupráci.

Koordinátor pracuje jako detektiv, který řídí vyšetřování. Pomáhá týmu klást otázky, jež objasňují, jak k dané události mohlo dojít, co tomu předcházelo, a zajišťuje, že všechny odpovědi jsou založeny na faktickém nebo znaleckém posudku.

Koordinátor je zodpovědný za týmovou komunikaci, včetně vývoje, organizování a prezentace nejnovějších grafů, dat a úkolů. Pětičlenný až desetičlenný analytický tým by měl být vytvořen ze široké škály zúčastněných oborů a oddělení. I když koordinátor vede tým, všichni členové týmu by měli být vnímáni jako rovnocenní.

Stromové diagramy

K dispozici je komerční software pro vývoj a prezentaci stromových diagramů, jako je například PROACT od společnosti Reability Center.

Koordinátor vloží název incidentu nebo zvolený počáteční bod do horního pole v logickém stromovém diagramu. Další úroveň zobrazuje všechny zjistitelné vlastnosti.

U provádění analýz systémů je obtížnější vybrat správný výchozí bod. Kupříkladu v podniku, jehož produkce se nevyvíjí podle představ vedení, je možné začít analýzou optimální výrobní kapacity. Poté se podívejte na každou položku nebo událost, která omezuje tuto kapacitu. Dále nakreslete Paretův diagram, jenž popisuje vliv těchto příčin a dobře poslouží pro vizuální přehled bádané záležitosti. Začněte analýzou kořenových příčin u příčiny, která nejvíce zatěžuje podnik, ať už časově, nebo finančně. Když se tato záležitost vyřeší, tým bude pokračovat v řešení další příčiny v pořadí z hlediska nákladů.

Drtič dřevěných kulatin

Obrázky 6 a 7 zobrazují provedení analýz u drtiče dřevěných kulatin právě pomocí tohoto logického stromového diagramu před vznikem poruchy a po ní. Kulatiny dřeva se přivádějí do stroje vodicím žlabem umístěným vpravo dole. Dva motory pohánějí převodovku, která otáčí hřídel, na níž rotuje kotouč drtiče. Kotouč drtiče je 130palcový setrvačník osazený břity.

V případě masivní poruchy drtiče dřeva rozdrtil kotouč skluzový žlab, který byl vyroben z oceli o tloušťce dvou palců.

Tým řešící analýzu kořenových příčin poruchy drtiče dřevěných kulatin tvořili:

  • dva údržbáři
  • vedoucí údržby
  • operátor
  • vedoucí provozu
  • provozní dozor
  • technik spolehlivosti zařízení
  • konstruktér zařízení
  • externí konzultant

Provádění analýzy

Nejprve udělejte vše pro to, abyste zabezpečili všechny příslušné komponenty před možnou kontaminací. Poté je rozložte po ploše, ať už se jedná o stůl, nebo skladovou plochu, aby je tým mohl zkontrolovat. Koordinátor začíná tím, že se ptá členů týmu: Jak mohlo dojít k této události? Proč se to projevilo těmito příznaky? Následně je vyzve: Zapište do stromového diagramu úplně všechny návrhy, i když některé mohou znít a vypadat směšně. Následně hledejte odpovědi na všechny vyslovené dotazy – vycházejte z faktů, nikoli z názorů. Úkolem koordinátora je také dbát na aktivní zapojení všech zúčastněných do hledání odpovědí. Poté zadá členům týmu úkoly, aby získal potřebné informace, které vzejdou ze společné diskuse.

Vytvoření stromového diagramu

Lepicí poznámkové lístky představují snadný způsob, jak začít vytvářet stromový diagram s logickým uspořádáním. Pomocí různých barevných lepicích poznámkových lístků nebo barevných fixů vytváříte různé úrovně v rámci diagramu. Vytvořte systém číslování na poznámkových lístcích nebo políčkách pro sledování souvislostí mezi jednotlivými úrovněmi.

Koordinátor poté sestaví stromový diagram a prezentuje jej na příští schůzi. Tým se musí pravidelně setkávat do té doby, než sestaví kompletní, smysluplný stromový diagram, který odhalí všechny latentní kořenové příčiny, včetně těch, na nichž se podílí lidský faktor.

V případě drtiče dřevěných kulatin (viz obr. 5) určil tým jako fyzikální příčinu únavu materiálů šroubů, což bývá v praxi velmi běžná příčina. Jedna z latentních kořenových příčin spočívala v konstrukčním řešení, v rámci kterého nemohly být šrouby dostatečně dotaženy. Další příčinou bylo použití lisované komponenty, jež nebyla schopna splňovat potřebné tolerance. Následující latentní kořenové příčiny, včetně těch, na nichž se podílí lidský faktor, zahrnovaly skutečnost, že management odstranil požadavek na provádění technických revizí zařízení, protože nabyli dojmu, že se jedná o zbytečný krok v procesu; také některá čidla byla odpojena z důvodu „příliš častého spouštění“ alarmů.

Věci, kterým je třeba se vyhnout

Pokus dominantní osoby převzít tento proces může ovlivnit kvalitu stromového diagramu a výsledné kořenové příčiny. Často se v praxi najde člověk s oficiálním nebo neoficiálním vedoucím postavením, který se bude snažit kontrolovat a řídit proces, ať už neúmyslně, nebo záměrně. Koordinátor poté musí požádat ostatní, aby se více zapojovali do diskusí.

K odstranění latentních kořenových příčin je také nutné mít v týmu bojovníka zapáleného pro věc, který závěry z provedené analýzy vykomunikuje s vedením podniku a dotáhne všechny potřebné změny do úspěšného konce. Nebojte se kontaktovat profesionály na danou problematiku. Externí odborníci mohou nabídnout jiný pohled i jiná řešení, jež si členové týmu nemusejí vůbec uvědomovat. ŘÚ

Mary Beckmanová je nezávislá vědecká autorka z Richlandu ve státě Washington. Tento článek se poprvé objevil v časopise STLE a vychází z webové prezentace Nevilla W. Sachse, P.E., profesionálního konstruktéra a absolventa Stevensova technologického institutu v Hobokenu, New Jersey. STLE je mediálním partnerem společnosti CFE.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Údržba 2019
2019-10-23 - 2019-10-24
Místo: Konferenční centrum AV ČR, zámek Liblice
Konference kvality 2019
2019-10-31 - 2019-10-31
Místo: Grandior Hotel Prague
SCADA SECURITY 2019
2019-11-04 - 2019-11-05
Místo: Hotel DAP, Praha
Bezpečnost v průmyslu 2019
2019-11-05 - 2019-11-05
Místo: Brno
EX prostředí 2019
2019-11-06 - 2019-11-06
Místo: Brno

Katalog

Panasonic Electric Works Europe AG
Panasonic Electric Works Europe AG
Veveří 3163/111
616 00 Brno
tel. +420 541 217 001

Brady s.r.o
Brady s.r.o
Na Pantoch 18
831 06 Bratislava
tel. +421 2 3300 4862

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

ABB s.r.o.
ABB s.r.o.
Vyskočilova 1561/4a
14000 Praha 4
tel. +420739552216

všechny firmy
Reklama



Tematické newslettery






Anketa


Na horách/u moře
Na chalupě/chatě v tuzemsku
Co je to dovolená?

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI