Мифы и факты о P-F интервале

Мифы и факты о P-F интервале

Мой опыт работы с достаточно большим количеством людей показывает, что несмотря на достаточную древность термина – более 30 лет, до сих пор существует ряд мифов о нем и неточное его понимание. В этой заметке я постараюсь детально раскрыть его значение и разобрать ряд заблуждений, с ним связанных.

Итак, P-F интервал или цикл развития отказа. Что это?

Первый доклад об обслуживании, ориентированном на надежность (RCM), Ноулана и Хипа от 1978 года, говорит нам, что это промежуток времени между потенциальным и функциональным отказами.

Точка F на графике означает отнюдь не физический отказ, Failure, а является первой буквой слова Functional в термине FunctionalFailure. Соответственно, это не обязательно останов или физический отказ/разрушение оборудования, а лишь точка, где параметры требований, предъявляемых к оборудованию или системе, перестают соблюдаться. В некоторых случаях точки физического и функционального отказов могут совпадать, но в общем случае это не так.

Точка P это точка потенциального отказа (PotentialFailure). Потенциальным отказом – является идентифицируемое физическое состояние оборудования, которое свидетельствует о неизбежном функциональном отказе. Опять же, это не точка возникновения дефекта, но точка, когда его идентификация становится возможной.

Достаточно часто, не обладая опытом работы с этими терминами, люди путают понятия потенциального и функционального отказа. И это неудивительно, ведь одно и то же событие может в одном случае быть потенциальным, а в другом функциональным отказом. Например, появление незначительной утечки в трубопроводе холодной воды (потенциальный отказ) свидетельствует о том, что течь будет увеличиваться и со временем станет неприемлемой (функциональный отказ). А в случае, если трубопровод содержит токсичную смесь, малейшая утечка уже является функциональным отказом.

Описание понятия цикла развития отказа перевело понятие термина «отказ» из события в процесс, который можно контролировать, а соответственно управлять риском, с ним связанным.

И именно наличие, а точнее достаточная продолжительность интервала P-Fявляется необходимым условием для применения политики обслуживания по состоянию и проведения его контроля. При недостаточно продолжительном P-F интервале периодический контроль не имеет смысла, поскольку у обслуживающего и ремонтного персонала попросту нет времени на реакцию. В этом случае на помощь могут прийти средства непрерывной диагностики и защитные устройства, останавливающие процесс.

Длина P-F интервала зависит от:

Параметров производительности функции оборудования, как точки определения функционального отказа;
Операционного контекста системы, как обстоятельств, ускоряющих или замедляющих развитие отказа;
Вида отказа, как явления, вызывающего различные механизмы отказа;
Механизма отказа, как процесса, происходящего во время отказа;

Метода диагностики, как инструмента, позволяющего идентифицировать точку P.

Из последнего пункта следует прямой вывод о том, что, в зависимости от применяемых методов диагностики, длина P-F интервала может меняться. Это будет, например, достаточно продолжительный (до нескольких месяцев) интервал при анализе образцов масла, менее продолжительный при вибродиагностике и относительно короткий при применении органолептических методов.

P-F интервал это мультиразмерная величина. Она может выражаться в календарных единицах измерения (минута, месяц, год), в единицах измерения наработки (км, рабочий цикл), готовой продукции (литры, тонны, шт) или в числе событий (пять снегопадов) и т.д. Но наиболее удобно приводить его ко времени.

У различных видов отказов продолжительность P-F интервала может отличаться от нескольких секунд до нескольких месяцев. Так же может отличаться и форма кривой интервала. У автомобильной шины она будет примерно прямой линией, а у подшипника линией с постоянно увеличивающейся кривизной.

Но так же и у одного вида отказа цикл его развития может не являться постоянной величиной. На его продолжительность могут влиять начальные условия и нестабильный контекст. В таком случае, под P-F интервалом мы понимаем минимальный из встречающихся.

Действия по контролю состояния необходимо выполнять с периодичностью меньшей, чем P-F интервал.

Наиболее часто встречающаяся рекомендация – это производить контроль состояния с частотой вдвое меньше, чем P-F интервал. Это, в целом, верная стратегия, но периодичность определяется несколько более сложным путем.

Для этого вводится понятие остаточного P-F интервала (Nett P-F). Nett P-F интервал, это промежуток времени, который остается, если из P-Fинтервала отнять периодичность проверок. Например, если в случае P-F интервала, равного 9 месяцам, рассматривать инспекции с периодичностью 1 месяц, то Nett P-F будет равен 8 месяцам. А если делать проверки раз в 6 месяцев, то Nett P-F будет равен 3 месяцам. Таким образом, NettP-F интервал характеризует время на реакцию в случае обнаружения потенциального отказа.

Соответственно, периодичность инспекций должна быть такой, чтобы продолжительность Nett P-F интервала позволяла спланировать работы по сведению значимости отказа к минимуму (стоимость работ, продолжительность простоя, факторы, связанные с безопасностью и т.д.), заказать и получить необходимые запчасти, согласовать время остановки оборудования и т.д.. Поэтому, если на подготовку работ требуется 10 дней, а цикл развития отказа составляет 14 дней, то проводить инспекции раз в неделю нецелесообразно. Наибольшим интервалом, в таком случае, будет 4 дня.

Некоторые источники рекомендуют еще более консервативный подход, когда частота инспекций рассчитываются по формуле:

I =( Tp-f – Lt ) / Sf,

где:
I – интервал инспекций,
Tp-f– длина цикла развития отказа,
Lt – время на реакцию, планирование и подготовку работ,
Sf – фактор безопасности, который зависит от критичности оборудования и может принимать значения от 1 (для наименее критичного оборудования), до 3 – для наиболее критичного.

В случае не 100% выявления диагностикой потенциального отказа, существуют еще более сложные способы расчета интервала инспекций.

При всем при том, частые инспекции дают нам больше времени на реакцию и большую вероятность обнаружения потенциального отказа, но требуют большего количества ресурсов. Поэтому, финансовый аспект тоже должен учитываться при оценке необходимой частоты инспекций.

Распространенные заблуждения:

P-F интервал не применим к случайным отказам

Это не так. Несмотря на то, что отказ возникает в непрогнозируемый момент, его развитие идет согласно модели, определенной механизмом отказа от точки, где его можно определить диагностическими методами до точки, заданной параметрами производительности функции.

PF интервал применим только к случайным отказам

Цикл развития отказа, каким бы коротким или длинным он ни был, существует у всех типов распределения видов отказа. При этом не важно, какое распределение соответствует выбранному виду отказа. Цикл развития отказа не зависит ни от времени между отказами, ни от вероятности его возникновения.

PF интервал применим только к отказам, связанным со временем

Это не так, несмотря на то, что кривые P-F интервала и модели отказов типа «износ» похожи, это абсолютно разные зависимости. В одной речь идет о развитии возникнувшего отказа, а в другом о вероятности его возникновения.

P-F интервал это среднее время между отказами.

Очень часто встречаемое заблуждение, что время между отказами и P-F интервал равны. P-Fинтервал никак не связан с MTBF – или средней наработкой на отказ. Время между отказами может быть случайной величиной и показывает количество времени до появления потенциального отказа, а P-F интервал – время после появления потенциального отказа. В большинстве случаев и срок службы, и средняя наработка на отказ существенно превышают P-Fинтервал.

Подробнее об этой теме я рассказываю на большом курсе по разработке и корректировке стратегий ТОиР.