Konštrukcia zariadení a technické zariadenia » Definícia a vysvetlenie
Aktualizované: 27. 10. 2023 | Doba potrebná na prečítanie: 7 minút
Čo má spoločné počítačom riadená automatická pásová píla pre drevársky priemysel, dopravníkový systém na balenie potravín a rúrkový výmenník tepla na výrobu bioplynu? Vo všetkých troch príkladoch ide o individuálne navrhnuté technické zariadenia na realizáciu komplexných úloh.
Zariadenia ako tieto, sú realizované v strojárstve a pracujú na nich konštruktéri s potrebným know-how. Nezáleží na tom, či ide o potravinársky priemysel, farmaceutický priemysel, stavebníctvo, leteckú dopravu, životné prostredie, spracovanie plastov, tlač, balenie, výrobu stavebnín alebo automobilový priemysel – vlastnými konštruktérmi disponuje každý odbor, v ktorom sa stroje a zariadenia používajú.
Podniky z odboru konštrukcie zariadení a dopravnej techniky vyvíjajú a vyrábajú stroje podľa požiadaviek zákazníkov. Vykonávajú tiež prispôsobenie a modernizáciu existujúcich zariadení, starajú sa o stroje po celú dobu ich životnosti a zaisťujú ich údržbu. Údržba pritom predstavuje veľmi dôležitý bod, pretože servis na mieru zaisťuje vysokú disponibilitu zariadenia.
Konštruktéri strojov a zariadení pokrývajú spravidla všetky fázy životného cyklu svojich zariadení. Práca začína nápadom, nasleduje plánovanie, vývoj, výroba, montáž, uvedenie do prevádzky a údržba a celý proces končí recykláciou. Úloha teda nekončí odovzdaním zariadenia zákazníkovi, ale až vyradením zariadenia z prevádzky.
Dôležitým aspektom pri nastavovaní a údržbe technických zariadení je dodržiavanie všetkých relevantných noriem kvality. Napríklad certifikácia podľa DIN EN ISO 9001 zaisťuje zákazníkom, ktorí si zariadenie objednali, bezchybné priebehy procesov a dodanie v dohodnutom termíne. Pre kvalitu zariadenia sú rozhodujúce vlastnosti a kvalita technických komponentov a dielov, ktoré sa používajú pri realizácii príslušnej konštrukcie a taktiež v rámci jej údržby.
Podstatný podiel na tomto úctyhodnom a razantnom vývoji mali programovateľné logické riadiace jednotky, nazývané tiež PLC.
Pôvodne mali PLC systémy nahradiť reléové logické riadiace jednotky, teda zložito prepojené systémy s množstvom relé, časových relé, pomocných stýkačov a logických modulov. Vďaka tomu bolo možné tak kompletne eliminovať nevýhody starých riadiacich systémov, ako sú napríklad vysoké nároky na priestor a materiál, silné opotrebenie a chýbajúca flexibilita.
Výrazne ľahšie je možné s programovateľnou riadiacou jednotkou vykonávať v prípade poruchy monitoring, údržbu a vyhľadávanie chýb.
Najväčším plusom moderných PLC je ale možnosť prepojenia naprieč zariadeniami.
Prepojené zariadenia a použitie umelej inteligencie cielia na silnejšiu automatizáciu s procesmi, ktoré sa samy organizujú. Machine Learning pomáha zariadeniam s vyhodnotením veľkých množstiev dát a súvislostí v reálnom čase. Prepojené procesy poskytujú zariadeniam výraznú pridanú hodnotu pre priemysel, pretože tak je možné výrobu individualizovať ešte flexibilnejšie.
Opatrenia na ochranu klímy a energetická účinnosť sú ďalšími dôležitými bodmi pri zriadení a modernizácii zariadení. Hospodárne zaobchádzanie s prírodnými zdrojmi a energetické úspory slúžia na dodržiavanie klimatických cieľov, pomáhajú pri ochrane životného prostredia a predstavujú dôležitý ekonomický faktor na pozadí stúpajúcich cien energií.
Opotrebenie, poškodenie, únava materiálu, starnutie, korózia, úbytok presnosti a poškodenie pôsobením vonkajších vplyvov alebo chybným používaním môžu u technických zariadení spôsobiť závady konštrukčných dielov. Dôsledkom je nižší výkon, obmedzenie pri používaní alebo dokonca odstávka. Preto strojové zariadenia, rovnako ako akýkoľvek zložitejší prístroj, potrebujú pravidelný servis. Ide pritom najmä o údržbu podľa normy DIN 31051. Podľa tejto priemyselnej normy zahŕňa údržba - opravy, inšpekciu, servis, vylepšovanie a analýzu slabých miest. Cieľom týchto piatich základných opatrení je zachovať požadovaný stav zariadenia a v prípade potreby ho obnoviť. Ďalej platí Nariadenie o prevádzkovej bezpečnosti (Betriebssicherheitsverordnung, BetrSichV), podľa ktorého je zamestnávateľ povinný vykonávať údržbárske práce na svojich zariadeniach.
Dôležité:
Dôsledné vykonávanie údržby zaisťuje dlhú životnosť zariadenia. Minimalizuje doby výpadku, zlepšuje bezpečnosť zamestnancov a tiež životné prostredie, udržuje náklady na nízkej úrovni a umožňuje vyššiu tvorbu hodnôt zo strany prevádzkovateľa zariadenia.
Inšpekcia (prehliadka)
V rámci inšpekcie vykoná technik kontrolu, pri ktorej overí funkčnosť. Dajú sa tak včas rozpoznať straty výkonu. Heslo inšpekcie zariadenia znie: „Pozerať sa, dotýkať sa a merať, ale nič neupravovať a nemeniť“.
Servisní technici posúdia a zdokumentujú skutočný stav stroja a zistia odchýlky od požadovaného stavu. Pritom skontrolujú spôsob fungovania všetkých konštrukčných prvkov, pozrú sa na nastavenie a na výstupy a obvykle vykonávajú aj merania. Určujú a posudzujú rozsah a príčiny opotrebovania. Z toho technici odvodzujú dôsledky pre ďalšie používanie a prípadné nevyhnutné opravy. Vo výslednej inšpekčnej správe je uvedené, ktoré opatrenia na obnovenie požadovaného stavu zariadenia sú zmysluplné a nevyhnutné. Pokiaľ je všetko v poriadku, zariadenie získa skúšobnú známku alebo certifikát o skúške. Tie potvrdzujú riadny stav zariadenia a informujú o dátume poslednej inšpekcie a o dátume nasledujúcej inšpekcie.
Údržba
Prediktívna údržba predstavuje opakované preventívne opatrenia, ktoré majú spomaliť pokračujúce opotrebenie alebo mu majú v najlepšom prípade úplne zamedziť. Chráni vaše investície pred neplánovanými výpadkami. Opatrenia údržby sú vykonávané rutinne a v turnusoch. Ich cieľom je obnovenie požadovaného stavu a funkčnej bezpečnosti zariadenia na dlhšiu dobu.
K údržbe patrí:
- Čistenie relevantných častí zariadení
- Výmena opotrebovaných dielov
- Naplnenie alebo výmena prevádzkových prostriedkov, ako sú mazivá alebo chladivá
- Nastavenie alebo kalibrácia zariadení
Na tieto údržbárske práce nadväzuje skúšobný chod, ktorý umožní kontrolu funkčnosti predtým, ako je zariadenie uvoľnené na ďalšie používanie.
Opatrenia údržby sa vykonávajú podľa predpisov výrobcu zariadenia a podľa uváženia prevádzkovateľa zariadenia alebo na základe zákonných alebo správnych predpisov.
Vykonanie údržbárskych prác by malo byť zaprotokolované. Protokol slúži ako doklad, napríklad pre úrady alebo pri presadzovaní nárokov zo záruky voči výrobcovi zariadení.
Okrem iného, kompletný doklad o údržbe zvyšuje hodnotu zariadenia v prípade predaja ďalšiemu vlastníkovi.
Údržba
Ak je pri údržbe alebo inšpekcii odhalený chybný diel zariadenia, je nevyhnutné vykonať opravu zariadenia.
Oprava technických komponentov má obnoviť ich pôvodnú funkciu, a teda požadovaný stav zariadenia.
V závislosti od stavu je možné vykonať opravu alebo výmenu príslušných konštrukčných dielov.
Vykonané opravy sú zdokumentované do protokolu zariadenia.
Zvyšovanie efektivity pri údržbe zariadení
Každý, kto chce obstáť v konkurenčnom boji vo vlastnej krajine alebo na medzinárodnej úrovni, musí mať pod kontrolou náklady v procesnej technike, resp. vo výrobe. Vďaka optimalizácii výroby je možné nepretržite zvyšovať ako výkon, tak aj produktivitu podniku. Základným predpokladom sú bezpečné výrobné procesy a spoľahlivo pracujúce zariadenia. Spoločnosť Conrad pomáha s konštrukciou zariadení a s ich prevádzkou vďaka efektívnym čiastkovým riešeniam pre údržbu, inšpekciu a opravy. Ako partner priemyselných podnikov so 100-ročnou skúsenosťou a celým radom produktov a značiek, presne vieme, čo je pri nakupovaní náhradných dielov dôležité.
Ako autorizovaný dodávateľ z jedného zdroja poskytujeme technikom výrobných zariadení, servisným technikom a všetkým, ktorí majú čo do činenia s údržbou a opravami, ucelené riešenie pre C-diely s istotou disponibility. V spolupráci s firmou Conrad, ktorá vám dodá produkty, stroje a nástroje, perfektne zvládnete akúkoľvek technologickú výzvu!
Platforma pre technické zariadenia
C-diely od spoločnosti Conrad vo vami požadovanej kvalite zachovávajú výkonnosť vašich zariadení a zaisťujú splnenie povinností, ktoré vám ako prevádzkovateľovi stanovuje zákon. Medzi C-diely patria skrutky, matice, mazivá, čistiace utierky a podobné produkty, ktoré nie sú považované za najdôležitejšie komponenty zariadenia alebo stroja. Napriek tomu sú pre fungovanie zariadení, a teda aj celých podnikov, absolútne nevyhnutné.
Vďaka flexibilným podmienkam dodania, ktoré zahŕňajú 24hodinové štandardné odoslanie alebo 2-hodinovú expresnú dodávku v požadovanom termíne priamo na miesto, kde sa zariadenie nachádza, je zaistené rýchle zásobovanie dielmi. Môžete tak veľmi rýchlo zareagovať aj pri neplánovaných opravách, riešiť problémy priamo na mieste a rýchlo obnoviť pracovné procesy vo vašom závode.
Nezáleží pritom na tom, či potrebujete káble a vedenia, upevňovací materiál, mechanické alebo elektronické diely alebo mazivá a čistiace prostriedky.
Taktiež nástroje, skúšačky a meracie prístroje, ktoré sú na údržbu a opravy potrebné, objednáte v spoločnosti Conrad na niekoľko kliknutí. Jednoducho použite fulltextové vyhľadávanie so zobrazením ukazovateľa okamžitej dostupnosti v internetovom obchode, cez Conrad Smart Procure alebo prostredníctvom riešenia eProcurement, presne prispôsobeného potrebám vašej firmy.
Nie je dôležité, ktorú variantu objednávania vy a vaši kolegovia uprednostňujete: Zlučovanie vašich nákupov MRO (Single Creditor) vedie k zjednodušeniu procesov a umožňuje podniku vyššiu efektivitu. Skratka MRO znamená Maintenance (údržba), Repair (opravy) a Operations (prevádzka). Medzi nákupy MRO patria všetky diely v podniku s menším významom pre výsledný produkt. Diely MRO sa v priemyselných podnikoch vyskytujú vo vysokých počtoch. Objem vašich nákupov je v podstate nízky, ale náklady na nakupovanie sú však relatívne veľmi vysoké. Zlúčenie nákupov MRO u jedného veľkého dodávateľa namiesto väčšieho počtu malých dodávateľov drasticky znižuje náklady na koordináciu a realizáciu objednávok MRO. Vo výsledku sa tým znižujú efektívne ceny dielov.
Potenciálne úspory vďaka zmluvám s dodávateľmi
Dynamický manažment nakupovania u firmy Conrad, ktorá v pozícii partnera ponúka vášmu podniku veľké množstvo ekonomických výhod. Vďaka zoštíhleniu procesov objednávania s jednotnými dátami produktov znížite tak náklady na personál, čas a logistiku. Udržíte si tak celkovú náročnosť spracovania objednávok na nízkej úrovni a budete profitovať z trvalo udržateľnej optimalizácie nákladov.
Bezpečnostné riziká pre priemyselné zariadenia
Zvyšujúca sa digitalizácia a prepojenie strojov a výrobných zariadení poskytuje priemyselným podnikom nové možnosti, napríklad v oblasti servisu. Na základe vyhodnotenia údajov o strojoch je možné predbežne odhadnúť, kedy bude potrebná určitá údržba alebo oprava a akého druhu bude. Efektívna údržba na báze digitálne riadených cyklov zamedzuje neplánovaným výpadkom a tiež dlhým odstávkam, čo udržateľným spôsobom znižuje náklady na opravy.
Vo výrobných procesoch, ktoré sú celosvetovo prepojené, nadobúda téma hospodárnosti a priemyselnej bezpečnosti na dôležitosti. Útoky na inteligentné stroje zvonku alebo zvnútra môžu bez dostatočných ochranných opatrení viesť až k zastaveniu výroby a spôsobiť vysoké náklady.
Ešte drastickejšie sú dopady, pokiaľ v dôsledku manipulácií v procese riadenia vzniknú fyzické škody na produktoch alebo ak utrpí ich kvalita, pretože boli diely nesprávne namontované bez toho, aby si to niekto všimol alebo boli zmenené receptúry. Okrem toho hrozí poškodenie dobrého mena s ďalekosiahlymi hospodárskymi dopadmi pre dotknutý podnik. Tiež priemyselná špionáž ohrozuje konkurencieschopnosť. Okrem iného sa v strede pozornosti objavuje regulácia zo strany úradov, napríklad Industrial Security prostredníctvom nariadenia Cybersecurity Act v rámci Európskej únie.
Komplexná Industrial Security pre výrobné zariadenia
Rastúca digitalizácia produktov vyžaduje komplexný manažment bezpečnosti v oblastiach automatizácie, výroby a konektivity zariadenia. Cieľom opatrenia je chrániť prepojené procesy pred útokmi z kyberpriestoru a zo strany samotného podniku.
Zlepšovanie bezpečnosti zariadení vyžaduje komplexný koncept, ktorý sa úzko zameriava na stroje a pracovné procesy v podniku. Ten siaha od kontroly prístupu do prevádzky, cez odstupňované oprávnenia na prístup k strojom, aktualizáciám softvéru pre hardvér a riadenie procesov až po kontrolu komunikácie medzi IT systémami a technikou zariadenia.
Obzvlášť kritické sú prechody od internej siete zariadení k ponukám servisu a služieb v cloude a rozhraní so systémami dodávateľov a poskytovateľov služieb.
Nepretržité monitorovanie dostupných procesných dát a stavových informácií pomáha redukovať potenciálne riziká a súčasne prijať protiopatrenia.
Bezpečnosť v oblasti výroby a automatizácie
Cieľom konštrukcie zariadení a riadenia výroby spočíva obvykle vo funkčnosti systémov a v tom, ako sa používajú a nie v otázkach bezpečnosti. Existujú najrôznejšie prístupy pre komplexne bezpečné výrobné stroje v ére internetu vecí, napríklad norma IEC 62443. Tá presadzuje koncept bezpečnosti IT systémov založený na metóde Defense in depth.
Norma IEC 62443 popisuje ochranné opatrenia, ktoré sa zakladajú na rôznych technických úrovniach priemyselného zariadenia, ako sú systémy, komponenty, softvér a aplikácie, ale aj na organizačných procesoch. Opatrenia sa pritom líšia podľa úlohy v rámci štruktúry zariadenia: výrobcovia strojov, systémoví integrátori a prevádzkovatelia zariadení.
Medzi opatrenia, ktoré je možné odporúčať, patrí permanentné monitorovanie zariadení a IT systémov. To zaisťuje integritu sieťovej infraštruktúry a pomáha odkrývať cielené útoky.