א. הגדרת כשלים
כציוד מפתח בתעשיית הייצור המודרנית, ביצועים יציבים של מכונות בקרה נומרית הם בעלי חשיבות מכרעת. להלן הגדרות מפורטות של כשלים שונים במכונות בקרה נומרית:
- כֶּשֶׁל
כאשר מכונת בקרה נומרית מאבדת את התפקוד שצוין או שמדד הביצועים שלה עולה על המגבלה שצוינה, אירעה כשל. משמעות הדבר היא שהמכונה אינה יכולה לבצע כרגיל את משימות העיבוד המתוכננות, או שישנם מצבים כגון ירידה בדיוק ומהירות חריגה במהלך העיבוד, אשר משפיעים על איכות ויעילות הייצור של המוצרים. לדוגמה, בעת עיבוד חלקים מדויקים, אם דיוק המיקום של מכונת הבקרה הנומרית יורד לפתע, וכתוצאה מכך גודל החלק עולה על טווח הסבילות, ניתן לקבוע כי יש כשל בכלי המכונה. - כשל משויך
כשל הנגרם עקב פגם באיכות של המכונה עצמה כאשר המכונה בעלת הבקרה המספרית נמצאת בשימוש בתנאים מסוימים נקרא כשל קשור. זה בדרך כלל נובע מבעיות בתהליך התכנון, הייצור או ההרכבה של המכונה, וכתוצאה מכך כשלים במהלך שימוש רגיל. לדוגמה, אם תכנון חלקי ההילוכים של המכונה אינו סביר ונוצר בלאי מוגזם לאחר פעולה ממושכת, ובכך משפיע על הדיוק והיציבות של המכונה, זה שייך לכשל קשור. - כשל לא משויך
כשל הנגרם עקב שימוש לרעה, תחזוקה לא נכונה או גורמים חיצוניים אחרים שאינם כשלים קשורים נקרא כשל לא קשור. שימוש לרעה עשוי לכלול מפעילים שאינם פועלים בהתאם לנהלי ההפעלה, כגון עומס יתר על המכונה וקביעת פרמטרי עיבוד שגויים. תחזוקה לא נכונה עשויה להיות שימוש באביזרים או שיטות לא מתאימים במהלך תהליך התחזוקה, וכתוצאה מכך כשלים חדשים של המכונה. גורמים חיצוניים עשויים לכלול תנודות בצריכת החשמל, טמפרטורות סביבתיות גבוהות או נמוכות מדי, רעידות וכו'. לדוגמה, במהלך מזג אוויר של סופת רעמים, אם מערכת הבקרה של המכונה ניזוקה עקב פגיעת ברק, זה שייך לכשל לא קשור. - כשל לסירוגין
כשל של מכונת בקרה נומרית שיכולה לשחזר את תפקודה או את מדד הביצועים שלה תוך זמן מוגבל ללא תיקון נקרא כשל לסירוגין. סוג זה של כשל אינו ודאי ויכול להתרחש לעתים קרובות בפרק זמן מסוים או לא להתרחש במשך זמן רב. התרחשות של כשלים לסירוגין קשורה בדרך כלל לגורמים כגון ביצועים לא יציבים של רכיבים אלקטרוניים ומגע לקוי. לדוגמה, אם המכונה קופאת לפתע במהלך הפעולה אך יכולה לפעול כרגיל לאחר הפעלה מחדש, מצב זה עשוי להיות כשל לסירוגין. - כישלון קטלני
תקלה המסכנת באופן חמור את הבטיחות האישית או גורמת להפסדים כלכליים משמעותיים נקראת תקלה קטלנית. כאשר תקלה מסוג זה מתרחשת, ההשלכות הן לרוב חמורות מאוד. לדוגמה, אם המכונה מתפוצצת לפתע או עולה באש במהלך הפעולה, או אם תקלה של המכונה גורמת לגריטה של כל המוצרים המעובדים, מה שגורם להפסדים כלכליים עצומים, כל אלה שייכים לכשלים קטלניים.
II. עקרונות ספירה לכשלים של מכונות בקרה נומריות
על מנת לספור במדויק את מצבי הכשל של מכונות בקרה נומריות לצורך ניתוח ושיפור אמינות, יש לפעול לפי עקרונות הספירה הבאים:
על מנת לספור במדויק את מצבי הכשל של מכונות בקרה נומריות לצורך ניתוח ושיפור אמינות, יש לפעול לפי עקרונות הספירה הבאים:
- סיווג וספירה של כשלים קשורים ולא קשורים
כל כשל של מכונת בקרה מספרית צריך להיות מסווג ככשל קשור או ככשל לא קשור. אם מדובר בכשל קשור, כל כשל נחשב ככשל אחד; אין לספור כשלים לא קשורים. הסיבה לכך היא שכשלים קשורים משקפים את בעיות האיכות של המכונה עצמה, בעוד שכשלים לא קשורים נגרמות על ידי גורמים חיצוניים ואינם יכולים לשקף את רמת האמינות של המכונה. לדוגמה, אם המכונה מתנגשת עקב פעולה שגויה של המפעיל, זוהי כשל לא קשור ואין לכלול אותו במספר הכשלים הכולל; אם המכונה אינה יכולה לפעול כרגיל עקב כשל חומרה של מערכת הבקרה, זוהי כשל קשור ויש לספור אותו ככשל אחד. - ספירת כשלים עם אובדן של פונקציות מרובות
אם מספר פונקציות של המכונה אובדות או שמדד הביצועים חורג מהמגבלה שצוינה, ולא ניתן להוכיח שהן נגרמות מאותה סיבה, אז כל פריט ייחשב ככשל של המכונה. אם זה נגרם מאותה סיבה, ייחשב שכלי המכונה יוצר כשל אחד בלבד. לדוגמה, אם הציר של המכונה אינו יכול להסתובב וגם מערכת ההזנה נכשלת. לאחר בדיקה, יימצא שזה נגרם על ידי הפסקת חשמל. אז יש לשפוט את שתי הכשלים הללו ככשל אחד; אם לאחר בדיקה יימצא שכשל הציר נגרם על ידי נזק למנוע הציר, וכשל מערכת ההזנה נגרם על ידי שחיקה של חלקי תיבת ההילוכים. אז יש לשפוט את שתי הכשלים הללו כשני כשלים של המכונה בהתאמה. - ספירת כשלים מסיבות מרובות
אם פונקציה של המכונה אובדת או שמדד הביצועים חורג מהמגבלה שצוינה, והן נגרמות על ידי שתי סיבות כשל בלתי תלויות או יותר, אז מספר סיבות הכשל הבלתי תלויות נשפט כמספר הכשלים של המכונה. לדוגמה, אם דיוק העיבוד של המכונה יורד. לאחר בדיקה, נמצא כי הדבר נגרם על ידי שתי סיבות בלתי תלויות: שחיקת הכלי ועיוות של מסילת ההובלה של המכונה. אז יש לשפוט זאת כשני כשלים של המכונה. - ספירת כשלים לסירוגין
אם אותו מצב כשל לסירוגין מתרחש מספר פעמים באותו חלק של המכונה, הוא נחשב ככשל אחד בלבד של המכונה. הסיבה לכך היא שהתרחשותן של כשלים לסירוגין אינה ודאית וייתכן שהיא נגרמת על ידי אותה בעיה בסיסית. לדוגמה, אם מסך התצוגה של המכונה מהבהב לעתים קרובות, אך לאחר בדיקה, לא נמצא כשל חומרה ברור. במקרה זה, אם אותה תופעת הבהוב מתרחשת מספר פעמים בתוך פרק זמן מסוים, יש לשפוט זאת ככשל אחד בלבד. - ספירת כשלים של אביזרים וחלקי שחיקה
החלפת אביזרים וחלקי שחיקה שהגיעו לאורך החיים שצוין ונזקים כתוצאה משימוש יתר אינם נחשבים ככשלים. הסיבה לכך היא שאביזרים וחלקי שחיקה נשחקים בהדרגה עם הזמן במהלך השימוש. החלפתם היא התנהגות תחזוקה רגילה ואין לכלול אותה במספר הכשלים הכולל. לדוגמה, אם יש צורך להחליף את הכלי של המכונה לאחר שימוש למשך זמן מסוים עקב בלאי, זה לא נחשב כשל; אך אם הכלי נשבר לפתע בתוך אורך החיים הרגיל, זה נחשב כשל. - טיפול בכשלים קטלניים
כאשר מתרחשת כשל חמור בכלי מכונה והוא כשל נלווה, הוא ייחשב מיד כלא מסווג מבחינת אמינות. התרחשות של כשל חמור מצביעה על כך שקיימות סכנות בטיחות חמורות או בעיות איכות בכלי המכונה. יש לעצור אותו באופן מיידי ולבצע בדיקה ותחזוקה מקיפים. בהערכת אמינות, כשלים חמורים נחשבים בדרך כלל לפריטים חמורים שאינם מסווגים ובעלי השפעה משמעותית על הערכת האמינות של כלי המכונה.
לסיכום, הבנה וביצוע מדויקים של עקרונות ההגדרה והספירה של כשלים במכונות בקרה נומרית הם בעלי חשיבות רבה לשיפור אמינות המכונות, הבטחת בטיחות הייצור ושיפור יעילות הייצור. באמצעות סטטיסטיקה וניתוח מדויקים של כשלים, ניתן למצוא בעיות הקיימות במכונות בזמן, ולנקוט באמצעי שיפור יעילים כדי לשפר את הביצועים והאיכות של המכונות.