★ Koszty maszyn

Eksploatacja opon – cz. 1

O lepszej i tańszej eksploatacji ogumienia maszyny budowlanej mówimy nie wtedy, gdy udało się kupić opony najtańsze na rynku, lecz gdy ich godzinowy koszt eksploatacji osiąga najniższą wartość.

Jak się go oblicza? Do ceny opon należy dodać koszty ich napraw oraz koszty przestojów maszyny związanych z ogumieniem. Tę wartość należy podzielić przez liczbę przepracowanych motogodzin.

Koszty ogumienia będą najniższe, gdy:

opony są przeznaczone do przewidywanych warunków pracy (patrz artykuł Guma i powietrze – dobór opon)
w trakcie eksploatacji przestrzega się zasad ustalonych przez producenta opon i producenta maszyny.

Zasady eksploatacji ogumienia

Głównym celem mądrej eksploatacji opon jest utrzymanie ich jak najdłużej w stanie nadającym się do użytku oraz zminimalizowanie kosztów napraw i czasu przestojów maszyn związanych z ogumieniem. Aby to osiągnąć – jeśli opony są dobrane prawidłowo – należy:

utrzymywać prawidłowe ciśnienie
nie przeciążać opony
nie przekraczać średniej prędkości dopuszczalnej w danych warunkach
nie jeździć z ładunkiem na dłuższym dystansie, niż określony podczas doboru opony
utrzymywać nawierzchnię miejsca pracy maszyny we właściwym stanie
profesjonalnie operować maszyną
włączyć obsługę ogumienia do czynności okresowej obsługi technicznej
prowadzić zapisy historii eksploatacji ogumienia.

W czasie eksploatacji maszyny może się zdarzyć, że ogumienie będzie musiało przez dłuższy czas być używane w innych warunkach pracy, niż uwzględnione podczas doboru opon. Wtedy jego trwałość może drastycznie się obniżyć. Trzeba sprawdzić, czy nie będzie opłacalna wymiana opon na bardziej odpowiednie.

Starzenie gumy

Pierwsze cztery zasady prawidłowej eksploatacji ogumienia dotyczą największej słabości opon, czyli ich niskiej odporności na temperaturę.

Guma podlega cały czas procesowi starzenia. Polega to na zmianie jej własności fizycznych i mechanicznych pod wpływem tlenu, ozonu, światła słonecznego i ciepła.

Im wyższa temperatura, tym szybciej materiał opony traci odporność na wielokrotne odkształcenia. Pogarszają się nieodwracalnie:

odporność na ścieranie
odporność na rozdzieranie
elastyczność.

Temperatura powietrza w oponie

Opona nagrzewa się ponieważ:

podczas jazdy odkształca się, czyli jej konstrukcja jest rozciągana i ściskana. W takim procesie część energii mechanicznej zamienia się w ciepło
najbliżej znajdujące się elementy maszyny, jak hamulce, silnik czy układ chłodzenia przekazują jej ciepło.

Przybliżoną temperaturę powietrza w oponie można zmierzyć w sposób pośredni korzystając z prawa Clapeyrona.

Załóżmy, że ciśnienie w oponie zostało zmierzone przed rozpoczęciem pracy i wynosiło 3,0 bar. Przyjmujemy, że temperatura powietrza w oponie podczas dłuższego (co najmniej kilkugodzinnego) postoju zrównała się z temperaturą otoczenia i wynosi 25°C, czyli (25 + 273) = 298°K.
Po pewnym czasie pracy maszyny w tej temperaturze otoczenia zmierzono ponownie ciśnienie powietrza w oponie i wyniosło wtedy 3,8 bar, czyli było wyższe o około 25%.
To oznacza, że temperatura bezwzględna powietrza wewnątrz opony wzrosła również o około 25%, czyli o 298 × 0,25 = 74 stopnie i wynosi 25 + 74 = 99°C.
Jest to powyżej granicy 80°C uznawanej za bezpieczną temperaturę pracy.

Trzeba więc sprawdzić w specyfikacji opony, czy ciśnienie 3,0 bar jest właściwe dla danego obciążenia opony. Jeśli jest zgodne z zaleceniem producenta, to aby uniknąć przyspieszonego zużycia lub zniszczenia opony trzeba zmienić warunki jej pracy. Można zmniejszyć średnią prędkość jazdy, obniżyć obciążenie lub skrócić dystans.

Według danych firmy OTRACO, jeśli powietrze w oponie radialnej osiąga temperaturę około 120°C, to prawdopodobieństwo jej uszkodzenia z powodu przegrzania wynosi 20%. Praca przy temperaturze 140°C, to już 90% prawdopodobieństwo uszkodzenia opony.

Montaż opony

Montażem dużych opon zajmuje się profesjonalny serwis oponiarski, jednak użytkownik powinien umieć skontrolować jakość tej pracy, jeśli nie chce zbyt często korzystać ze sprężarki w miejscu pracy maszyny.

Technologia zakładania opony na obręcz może być źródłem problemów z utrzymaniem właściwego ciśnienia w oponie.

Powietrza będzie stale ubywać, jeśli podczas montażu nie jest zachowana czystość obręczy, pierścienia uszczelniającego i stopki opony. Tak się stanie również, jeśli obręcz jest skorodowana.

Procedura Goodyear

Nowa opona musi się „ułożyć” na obręczy, co osiąga się według Goodyear przez wykonanie kolejno następujących czynności:

napompowanie do ciśnienia 0,5 bar i sprawdzenie, czy wszystkie elementy są właściwie ułożone
napompowanie do ciśnienia maksymalnego określonego dla tej opony i całkowite spuszczenie powietrza
napompowanie do ciśnienia odpowiedniego do pracy w danych warunkach.

Procedura Michelin

Procedura pompowania opony po montażu według Michelin jest nieco inna:

napompowanie do ciśnienia 1,0 bar i sprawdzenie, czy wszystkie elementy są właściwie ułożone
napompowanie do ciśnienia 5,5 bar, jeśli maksymalne ciśnienie robocze tej opony jest 4,5 bar lub mniej, albo napompowane do ciśnienia 7,5 bar, jeśli maksymalne ciśnienie robocze tej opony jest wyższe, niż 4,5 bar
wyregulowanie ciśnienia do wartości odpowiedniej dla danych warunków.

Dodatkowe warunki montażu

Maksymalne ciśnienie, do którego można napompować oponę nie może być wyższe, niż maksymalne ciśnienie dopuszczalne dla obręczy. Tę wartość można znaleźć na obręczy albo w jej specyfikacji technicznej.

Po założeniu opony warto użyć płynu do sprawdzania szczelności w instalacjach pneumatycznych. Dzięki temu uniknie się przestoju maszyny, gdy nieszczelność ujawni się podczas pracy na budowie.

Jeśli do zaworu powietrza dostaną się zanieczyszczenia, to będzie nieszczelny. Dlatego zawsze powinien być chroniony kapturkiem lub kaperką. Należy go oczyścić przed każdym zdjęciem z zaworu.

Wymagane ciśnienie powietrza

Ciśnienie podczas pracy

Producent maszyny podaje w podręczniku operatora zalecane wartości ciśnienia w kołach dla normalnych warunków pracy i opon zakładanych w fabryce. Jednak wartości ciśnienia optymalne dla trwałości konkretnych opon pracujących w danych warunkach mogą być inne.

Doświadczony użytkownik jest w stanie ustalić prawidłowe ciśnienie korzystając ze specyfikacji opony. Znajdzie w niej tabelę podającą zależność maksymalnego obciążenia opony od ciśnienia.
Na przykład opona 23,5‑R25 L3 202A2 powinna być napompowana do 6,5 bar, jeśli jest założona na ładowarce służącej do załadunku urobku, czyli poruszającej się z maksymalną prędkością 10 km/godz. (zgodnie z wartością Speed Symbol A2), a maksymalne obciążenie koła jest 15000 kg, czyli maksymalne, do jakiego ta opona jest przeznaczona (zgodnie z wartością Load Index 202).
Jeśli maszyna jest używana do załadunku lżejszych materiałów i obciążenie jednego koła nie przekracza na przykład 10300 kg, to wymagane ciśnienie jest 4,0 bar itd.

Ciśnienie powietrza w oponie powinno być określone po każdej znaczącej zmianie warunków pracy maszyny. Szczególnie wtedy, gdy zmienia się rodzaj materiału lub odległość jazdy z ładunkiem.
Na przykład ciśnienie może być obniżone, aby łatwiej poruszać się w grząskim terenie, a także aby zmniejszyć ryzyko uszkodzenia opony w terenie kamienistym.
Ciśnienie może być podniesione w przednich kołach ładowarki nawet o 1 bar, jeśli ładuje bardzo ciężki materiał, a chcemy poprawić jej stabilność.
Najbezpieczniej będzie, jeśli optymalne ciśnienie określi doświadczony ekspert dostawcy ogumienia.

Ciśnienie podczas dłuższych dojazdów

Mniejsze maszyny często dojeżdżają na plac budowy oddalony o wiele kilometrów. Trzeba wtedy sprawdzić zalecaną wartość ciśnienia na czas dojazdu i maksymalną prędkość jazdy dla takiego trybu pracy określanego w tabelach jako DRIVE AWAY.
Na przykład według specyfikacji opony Goodyear 23,5‑R25 założonej na średniej wielkości ładowarce, gdy maksymalne obciążenie jednego koła nie przekracza 5000 kg, to ciśnienie powinno wynosić 4,0 bar, a maksymalna prędkość ograniczona do 32 km/godz. Po dwóch godzinach jazdy należy zatrzymać się na pół godziny w celu ochłodzenia opon.

Operator musi mieć świadomość ryzyka zniszczenia opon, jeśli będzie jechał szybciej, niż to jest zalecane.

Jednostki miary ciśnienia

W specyfikacjach opon można spotkać różne jednostki ciśnienia powietrza. Najczęściej są to: bar, kPa i psi. Zależności między nimi są następujące:

1 bar = 100 kPa
1 bar ≈ 14,5 psi
100 psi ≈ 7 bar
1 psi (lb/in²) = 6,895 kPa

Utrzymanie wymaganego ciśnienia

Warunki pomiaru ciśnienia

Pomiar ciśnienia powinien odbywać się przed rozpoczęciem pracy, gdy temperatura powietrza w oponie jest mniej więcej zbliżona do temperatury otoczenia.

Jeśli pomiaru dokonuje się po zakończeniu pracy, to trzeba pamiętać, że temperatura powietrza w oponie jest zbliżona do temperatury otoczenia po co najmniej 3 godzinach postoju maszyny dla opon o średnicy do 25″ lub nawet do 15 godzin w przypadku opon o średnicy nominalnej 63″. Ciśnienie w rozgrzanej oponie jest wyższe niż nominalne, jednak w żadnym przypadku nie należy go wtedy obniżać.

Częstość pomiarów ciśnienia

Ciśnienie powinno być sprawdzane z częstością określoną w podręczniku obsługi maszyny, zwykle nie rzadziej, niż co tydzień. Jeśli różni się od zalecanego o 10%, to musi być natychmiast skorygowane.

Zmiana ciśnienia niekoniecznie oznacza ubytek powietrza. Może być rezultatem dużej zmiany temperatury otoczenia od czasu ostatniej kontroli ciśnienia. Zmiana temperatury o 3 stopnie wywołuje zmianę ciśnienia o około 1%.

Sposób pomiaru ciśnienia

Opony do maszyn budowlanych mają dużo większe zawory, niż do samochodów. Operator nie zmierzy ciśnienia, jeśli nie ma manometru z odpowiednią końcówką. A jeśli nie ma odpowiedniej końcówki na wąż do pompowania, to nie uzupełni powietrza nawet wtedy gdy wie, że jest za niskie i ma dostęp do sprężarki o odpowiednim wydatku powietrza.

Oczywiście nie jest wystarczająco dokładnym pomiarem ciśnienia kopanie nogą w oponę, ani obserwowanie jej ugięcia. Ten zwyczaj miał jakiś sens mniej więcej przed 1918 rokiem, gdy uważano, że opona była dobrze napompowana (około 7 bar), jeśli „dzwoniła” po uderzeniu młotkiem.

Do sprawdzania ciśnienia jest potrzebne wiarygodne narzędzie o odpowiednim zakresie pomiarowym.

Mało dokładny manometr może negatywnie wpłynąć na koszty firmy, bo opony pracujące z niewłaściwym ciśnieniem szybciej się zużyją. Dlatego powinien być zaliczony do urządzeń kontrolno-pomiarowych, a nie do wskaźników. Wówczas dział jakości jest zobowiązany do jego okresowego sprawdzania.

Zdalny pomiar ciśnienia

Utrzymanie właściwego ciśnienia w oponie jest najważniejszym warunkiem jej długiej pracy. Muszą tym się zajmować operator maszyny i serwisant.

Dużym ułatwieniem będzie upowszechnienie się systemu zdalnej kontroli ciśnienia w oponach TPMS (Tire Pressure Monitoring System) od dawna stosowanego w kilkusettonowych wozidłach pracujących w kamieniołomach. Koszt czujników nie jest duży, a nowoczesna maszyna ma system elektroniczny, do którego czujniki można podłączyć.

Wydatek sprężarki

Napompowanie dużej opony po montażu jest zadaniem serwisu oponiarskiego. Użytkownik potrzebuje sprężarki na miejscu pracy maszyny, jeśli stwierdzi, że ciśnienie w oponie różni się od zalecanego o więcej, niż 10%, a ta różnica nie jest spowodowana podgrzaniem powietrza w oponie podczas pracy.

Brak sprężarki o odpowiednim wydatku powietrza może zniechęcić operatora do regulowania ciśnienia albo spowodować poświęcanie na tę czynność zbyt dużo czasu.

Producenci opon zalecają użycie sprężarki, która zapewni 40 m³/godz. powietrza przy ciśnieniu 10‑12 bar. Taką sprężarkę można mieć na stacjonarnej budowie lub w kopalni, jednak nie uda się jej zainstalować w uniwersalnym samochodzie serwisowym ze względu na niewystarczającą moc agregatu prądotwórczego oraz duży ciężar.

Sprawdzonym rozwiązaniem dla warsztatu mobilnego jest sprężarka o maksymalnym ciśnieniu 10 bar i wydajności 510 litrów powietrza na minutę na ssaniu (22 m³/godz. na wydechu) napędzana silnikiem o mocy 3 kW. Jednak trzeba zwrócić uwagę na długość i średnicę przewodu do pompowania oraz ilość i rodzaj złączek i zaworów, bo te parametry mają większy wpływ na czas pompowania, niż wydajność sprężarki. Przewód o średnicy minimum ½ cala powinien być jak najkrótszy.

***

W następnej części poradnika napiszę o wpływie pozostałych czynników eksploatacyjnych na trwałość i koszty ogumienia.

Główny temat artykułu: EKSPLOATACJA MASZYN, ★ Koszty maszyn, ★ Ogumienie Słowa kluczowe: koszty, opony

Maszyny udają, że pracują

Maszyna „udaje”, że pracuje, gdy ma włączony silnik, ale ani nie urabia materiału, ani go nie ładuje, ani nie transportuje.

O takim marnowaniu paliwa przez maszyny budowlane pisałem w artykule Jak najłatwiej obniżyć zużycie paliwa. Zaproponowałem skuteczny sposób, który prawie nic nie kosztuje. Jest nim zmniejszenie czasu pracy silnika na biegu jałowym. Osiągniesz ten cel, gdy przekonasz operatorów do wyłączania silnika, jeśli postój maszyny trwa, lub ma trwać dłużej, niż trzy minuty.

Raczej na pewno natrafisz na opór. Niektórzy operatorzy i mechanicy, zwłaszcza ci o dłuższym stażu w branży będą przekonywać, że to szkodliwe dla maszyn. Dlaczego? Jak sobie z tym poradzić?

Czas schładzania po pracy

Długość czasu schładzania silnika na biegu jałowym obrosła masą nieporozumień. Przyczyniły się do tego bardzo różniące się zalecenia zawarte w podręcznikach obsługi maszyn. Na przykład zaleca się czas schładzania:

10-15 sekund dla ładowarki Liebherr L 580 od numeru fabrycznego 24314 (DTR z 2009 roku)
1 minuta dla koparki Case CX330 (DTR z 2007 roku)
2 minuty dla ładowarki Volvo L180G (DTR z 2011 roku). Ta maszyna ma przynajmniej symbol na wyświetlaczu, który informuje operatora, że wyłączenie silnika jest już dozwolone.
5 minut dla spycharki CAT D6N (DTR z 2004 roku).

W nowszych maszynach jest oprogramowanie, które pozwala operatorowi wyjść i zamknąć kabinę, podczas gdy silnik pracuje na biegu jałowym jeszcze przez minutę lub dłużej. Niestety, często jest to opcja, której uaktywnienie wymaga jednorazowej wizyty serwisu.

Czas rozgrzewania maszyny

Wielu operatorów i mechaników jest przekonanych o konieczności długotrwałego rozgrzewania silnika i innych zespołów maszyny na biegu jałowym, zwłaszcza w zimie. Również z tego powodu nie wyłączają silnika podczas przerw w pracy, żeby zbytnio nie ostygł.

Podręczniki operatora przynoszą tak różne zalecenia co do czasu rozgrzewania, jak:

60 sekund po uruchomieniu w zimie można rozpocząć pracę. W lecie można zacząć od razu, jednak nie używając wysokich obrotów silnika. To dla ładowarki Volvo L180G (DTR z 2011 roku)
3-5 minut lub do czasu, gdy wskaźnik temperatury płynu chłodzącego zacznie wzrastać – spycharka CAT D6N (DTR z 2004 roku)
5 minut dla koparki CAT M315 (DTR z 1995 roku)
5-10 minut trwa automatyczny proces rozgrzewania koparki Case CX330 (DTR z 2007 roku)
nie obciążać silnika do chwili osiągnięcia przez płyn chłodzący temperatury 60 stopni – spycharka Dressta Td-25E.

W nowszych modelach maszyn czas rozgrzewania jest pod kontrolą komputera pokładowego. Na przykład w koparce Komatsu PC210-8 zimny silnik jest automatycznie utrzymywany na obrotach wyższych, niż biegu jałowego. W czasie tego podgrzewania ikona wskaźnika temperatury silnika jest wyświetlana na białym tle, a po osiągnięciu temperatury 30°C zmienia tło na niebieskie. Proces podgrzewania zostaje zakończony. Po podgrzaniu silnika operator sam musi zadbać o podgrzanie układu hydraulicznego ustawiając tryb pracy „P” (praca przy dużym obciążeniu) i wykonując wszystkie ruchy robocze do chwili, gdy ikona wskaźnika temperatury hydrauliki zmieni tło na niebieskie.

Zanim wprowadzisz obowiązek wyłączania silnika po 3 minutach pracy na biegu jałowym, na wszelki wypadek sprawdź w podręczniku operatora wymagania producenta maszyny. Chodzi o czas schładzania gorącego silnika oraz zasady rozpoczynania pracy z zimnym silnikiem i układem hydraulicznym.

Argumenty za i przeciw

Jakiś czas temu firma Komatsu podczas kampanii NoIdling zebrała niżej wymienione argumenty zwolenników i przeciwników pracy na biegu jałowym.

Dawniej za pozostawianiem silników na biegu jałowym podczas przerw w pracy przemawiały następujące czynniki:

uruchomienie silnika wymagało wprowadzenia w ruch elementów o dużej bezwładności
wtrysk paliwa był sterowany w sposób mechaniczny
rozpowszechnione były komory wstępnego spalania w głowicy
używano olejów o znacznie gorszych parametrach, niż obecnie
paliwo było tanie
w niskiej temperaturze z paliwa wytrącała się parafina
rozruszniki i akumulatory nie wytrzymywały zbyt dużej liczby uruchomień

Na możliwość i konieczność zmiany tego kosztownego nawyku wskazuje zmienione środowisko pracy silników diesla:

niższa masa obracających się elementów silnika
elektronicznie sterowany układ zasilania paliwem
wydajniejsze akumulatory
oleje wielosezonowe o wysokim wskaźniku lepkości
drogie paliwo
niezawodne rozruszniki
powszechna dostępność paliw zimowych i letnich
znacząco ulepszone systemy ogrzewania i chłodzenia.

Wniosek jest jeden: trzeba odrzucić stare nawyki. Podczas kampanii NoIdling firma Komatsu ogłosiła, że ich maszyny mają być wyłączane, gdy przewiduje się postój dłuższy niż 5 minut. Na ochłodzenie po pracy pod dużym obciążeniem wystarczą 3 minuty. Jeśli inni producenci mają ciągle inne wymagania, to powinni jakoś je uzasadnić.

Organizacja pracy na budowie

Samo wyłączanie maszyny przez operatora nie likwiduje źródła problemu. Jest nim organizacja pracy. Na przykład:

Zbyt mało samochodów odbierających urobek koparki lub ładowarki. Kierowca wywrotki wie, że już dojechał i może ocenić, czy warto wyłączyć silnik, jeśli jest kolejka. Natomiast operator maszyny ma prawo oczekiwać, że następny pojazd wyłoni się zza hałdy dosłownie za chwilę, a nie za pół godziny, więc nie wyłącza silnika. Samochody mogą się spóźniać z różnych przyczyn, ale maszyna je ładująca powinna pracować bez przerwy.
Nieodpowiednie ustawienie koparki lub ładowarki wydłuża czas podjeżdżania samochodu pod załadunek. Zbędne manewry niepotrzebnie zajmują kilkadziesiąt sekund na każdym kursie. W tym czasie silnik maszyny pracuje.
Jeśli ze względów technologicznych maszyna musi pracować z przerwami, to nie dziw się w czasie zimy, że operator nie wyłącza silnika. Jest mu po prostu zimno. Koszt zamontowania niezależnego ogrzewania kabiny zwróci się prawie natychmiast.
Zużyty akumulator trzeba wymienić, a nie odkładać tego ciągle na później, bo nie ma pieniędzy. Operator nie ma wtedy wyboru i silnik pracuje cały czas. Akumulator będzie w ten sposób droższy o wartość zmarnowanego paliwa.

Producenci maszyn

Producenci maszyn od wielu lat dysponują sprawdzonymi rozwiązaniami No-Idling lub Engine Shut Down. Na przykład w ładowarkach kołowych Komatsu serii 8 (i niektórych modelach serii 7) jest system Auto Idle Shutdown. Jeśli operator o tym wie, może w menu komputera maszyny (Machine Setting/Information) uaktywnić tę funkcję. Ustawia wtedy czas, po którym silnik będzie automatycznie wyłączany, gdy jest na biegu jałowym. Może wybrać między 3 a 60 minut. Jednak wiele maszyn nie jest wyposażona w takie systemy, albo ich uaktywnienie jest odpłatne.

Takie systemy stosuje się natomiast od dawna w samochodach ciężarowych i autobusach. Główną intencją jest ochrona środowiska człowieka, a przy okazji zmniejszenie zużycia paliwa. W wielu krajach za dłuższą niż kilka minut pracę silnika na biegu jałowym obowiązują wysokie kary. Na przykład w mieście Aspen w stanie Colorado (USA) w 2008 roku wprowadzona została grzywna do 1000 dolarów i/lub do jednego roku więzienia za utrzymywanie silnika na biegu jałowym dłużej niż 10 minut w ciągu każdej godziny. W Polsce też można zapłacić mandat za postój z włączonym silnikiem (do 300 złotych), ale artykuł 60 kodeksu drogowego jest bardzo niejasny i chyba nie dotyczy maszyn pracujących poza drogami publicznymi.

Nawet producenci najnowszych modeli samochodów osobowych wyposażają je w system Start&Stop. Dzięki automatycznemu wyłączaniu silnika po kilkunastu sekundach postoju uzyskujemy zmniejszenie zużycia paliwa o kilka procent i mniejsze zanieczyszczenie środowiska. Maszyny budowlane zużywają ogromne ilości paliwa, a ich silniki pracują na biegu jałowym nawet 50% czasu. Dla ich producentów to nie wydaje się zbyt ważne. Zresztą zmniejszenie czasu biegu jałowego podnosi wartość zużycia paliwa na motogodzinę, a tego nie lubi dział marketingu.

Aby się dowiedzieć, ile czasu pracował silnik na biegu jałowym, trzeba zwrócić się do autoryzowanego serwisu, który ma zwykle poważniejsze problemy do rozwiązania. Nie widząc natychmiastowej korzyści z udzielenia takiej informacji nie ułatwia jej zdobycia. Szczególnie wtedy, gdy maszyna nie jest podłączona do systemu telematycznego i trzeba do niej pojechać (na czyj koszt?).

W podręczniku operatora i specyfikacji maszyny nie ma informacji o wielkości zużycia paliwa podczas pracy silnika na biegu jałowym. A przecież świadomość marnotrawstwa często wystarcza, aby je ograniczyć. Operator i kierownik budowy mają najważniejszy wpływ na organizację pracy i mogliby zapobiec podgrzewaniu powietrza i zatruwaniu nas spalinami na koszt budowy.
Tu nie ma potrzeby czekania na ogólnoświatowe uzgodnienie przez producentów standardu pomiaru zużycia paliwa. Użytkownik potrzebuje informacji, ile litrów paliwa spala silnik na biegu jałowym w ciągu motogodziny, gdy są włączone lub wyłączone: wentylacja, klimatyzacja, radio, oświetlenie robocze.

Operator nie zdaje sobie sprawy z ilości marnowanego paliwa dlatego, że taka informacja nie jest prezentowana na wyświetlaczu maszyny. A przecież komputer maszyny ma takie dane i mógłby je podać za dowolny okres.

Tylko użytkownicy maszyn mogą zmienić nastawienie producentów. Klienci mają na nich większy wpływ, niż wyborcy na wybranych przez siebie polityków. Muszą tylko w to uwierzyć i wykorzystać swoją siłę.

***

Wysoki udział czasu biegu jałowego wpływa niekorzystnie na koszty paliwa. Jego obniżenie jest łatwe, a przy okazji przyniesie sporo innych korzyści. W niektórych przypadkach będą one bardziej wartościowe, niż obniżka kosztów paliwa. O tym w następnej części artykułu.

TEMPUS FUGIT

Główny temat artykułu: EKSPLOATACJA MASZYN, ★ Koszty maszyn, ★ Paliwo Słowa kluczowe: bieg jałowy, koszty, zużycie paliwa

Jak najłatwiej obniżyć zużycie paliwa

Koszt paliwa jest największym składnikiem kosztów eksploatacji maszyn. Użytkownicy prawie zawsze uważają, że ich maszyny palą za dużo. Takie wnioski rzadko są uzasadnione konkretnym badaniem. Jest to zrozumiałe, bo wprawdzie pomiar zużycia paliwa nie jest zbyt trudny, ale wyciągnięcie prawidłowych wniosków, już tak.

Popatrzmy na informacje podawane przez producentów maszyn o zużyciu paliwa na motogodzinę.

Wykres poniżej jest sporządzony na podstawie danych zawartych w Komatsu Specifications and Application Handbook Edition 31 oraz Caterpillar Performance Handbook Version 45. Dane o zużyciu paliwa przez maszyny Caterpillar pochodzą z systemu telematycznego Product Link zainstalowanego na maszynach klientów. Odrzucone zostały wyniki 5% maszyn o największym zużyciu paliwa i 5% – o najniższym. Komatsu nie podaje źródła swoich danych.

Dolny odcinek pionowej linii, to zakres średniego zużycia przy lekkim obciążeniu. Szersza część linii pokazuje zużycie przy średnim obciążeniu, górny odcinek linii, to zużycie w najtrudniejszych warunkach. Rodzaje obciążenia są zdefiniowane przez producentów maszyn w różniący się sposób. Wartości zużycia paliwa na wykresie zostały zaokrąglone i podane w liczbach całkowitych.

Chart by Visualizer

Ten wykres pokazuje, że średnie zużycie paliwa zależy przede wszystkim od warunków pracy, a nie od marki maszyny. W najtrudniejszych warunkach maszyny spalają – według producentów – od dwóch do czterech razy więcej paliwa, niż w warunkach najłatwiejszych.

Wykres pokazuje dane z dłuższego okresu eksploatacji. Podczas krótkiego pomiaru testowego zużycie paliwa będzie wyższe, bo maszyna pracuje wtedy przez cały czas z pełną wydajnością, co normalnie jest niemożliwe.

Tak ogólne dane producentów są nieprzydatne do stwierdzenia, że maszyna w warunkach twojej budowy spala za dużo paliwa. Większą wartość mają dane z historii maszyn pracujących w podobnych warunkach.

Jednak systemy księgowe w większości firm nie podają wartości zużytego paliwa na każdą maszynę oddzielnie. O liczbę litrów też nie ma co pytać. Natomiast jeśli system księgowy jest do tego zdolny, to z kolei system eksploatacji nie porównuje tych danych z liczbą przepracowanych motogodzin. O rejestrowaniu warunków pracy, w których to zużycie miało miejsce raczej nie ma co wspominać.

A więc skąd wiesz, że zużycie paliwa jest za wysokie?

Właściciele maszyn podejmują – najczęściej bezskutecznie – różne próby zmniejszenia zużycia paliwa. Koszty związane z wprowadzeniem jakiejś metody jeszcze nie stosowanej w firmie są często większe, niż osiągnięte oszczędności. Oczywiście dostawca kosztownego systemu kontroli zużycia paliwa potrafi przekonać cię, że to skuteczne i opłacalne przedsięwzięcie. Również pomysłodawca kolejnej wersji systemu ścisłego nadzoru pracowników jest przekonany, że teraz nie wypłynie poza firmę ani jedna kropla paliwa.

Od czego zależy zużycie paliwa?

Prawie zawsze jest więcej niż jedna przyczyna nadmiernego zużycia. Najczęściej wskazuje się na brak etyki zawodowej personelu. I najczęściej to jest fałszywe założenie. Zastanów się, jak się czujesz, gdy ktoś posądza cię niesłusznie o nieuczciwość i wymyśla kolejną pułapkę, która ma to potwierdzić.

Zużycie paliwa przez konkretną maszynę zależy od takich czynników jak:

marka i model maszyny
jakość paliwa
warunki atmosferyczne
dobór maszyny do zadania
warunki placu budowy
jakość i stopień zużycia narzędzi roboczych
stan techniczny maszyny
ogumienie/podwozie gąsienicowe
sposób ustalania ilości zużytego paliwa
umiejętności operatora
motywacja operatora.

Opisałem to szczegółowo w artykule o kosztach paliwa.

Na jakiej więc podstawie twierdzisz, że konkretna maszyna spala za dużo paliwa? Czy zidentyfikowałeś wpływ każdego z wymienionych czynników?

Przed otrzymaniem odpowiedzi zadam jeszcze jedno pytanie. A dlaczego nie jest dla ciebie sygnałem ostrzegawczym intrygująco niskie zużycie paliwa? Czy wiesz, że to oznacza niedostateczne wykorzystanie kilkuset tysięcy złotych zainwestowanych w maszynę?

Gdzie paliwo się marnuje „legalnie”

Masz ładowarkę z łyżką o pojemności 4,5 m³ i używasz jej do załadunku piasku z hałdy.

W ciągu roku licznik maszyny wskazał 2000 motogodzin. W tym czasie waga zamontowana na ładowarce wskazała przeładunek 200000 ton. Operator osiągnął więc średnią wydajność 100 ton/mtg.

W czasie 2000 motogodzin ładowarka zużyła 40000 litrów paliwa. Średnie zużycie paliwa na motogodzinę wyniosło więc 40000 / 2000 = 20 l/mtg.

Jak efektywnie było wykorzystane to paliwo? Mówi o tym wskaźnik efektywności wykorzystania paliwa. Wskaźnik odpowiada na pytanie, ile litrów paliwa zużyto, aby uzyskać 100 ton produkcji, czyli wykopanego, załadowanego lub przewiezionego materiału. W tym przypadku jest to 40000 / 200000 × 100 = 20 l/100 ton.

Na pozór nie ma powodu do zaniepokojenia. Jednak komputery nowoczesnych maszyn już od wielu lat rejestrują osobno liczbę motogodzin pracy silnika na biegu jałowym. Na przykład ekspert Komatsu America przeanalizował dane z systemu telemetrycznego zainstalowanego na około 75 tysiącach maszyn pracujących na terenie Ameryki Północnej. Przeciętny czas pracy silnika na biegu jałowym, w okresie 12 miesięcy (aby uwzględnić ewentualną sezonowość), wyniósł 38%. A więc ty, nie wychodząc z biura, z systemu telematycznego możesz się dowiedzieć, że w ciągu roku udział czasu pracy silnika na biegu jałowym wyniósł w twojej maszynie na przykład 40%, co jest dość często spotykaną wartością. To oznacza, że silnik pracował przez 2000 × 40% = 800 motogodzin na biegu jałowym, a w tym czasie maszyna ani nie ładowała, ani nie transportowała materiału (tak się definiuje czas biegu jałowego). Czyli przeładunek i transport 200000 ton został w rzeczywistości wykonany w ciągu pozostałych 1200 motogodzin. A więc gdyby nie praca silnika na biegu jałowym, wydajność maszyny byłaby 200000 / 1200 = 167 ton/mtg.

A co z efektywnością zużycia paliwa? Silnik takiej ładowarki zużywa na biegu jałowym około 5 l/mtg. W ciągu 800 motogodzin zużył więc 800 × 5 = 4000 litrów paliwa. Pozostałe 40000 – 4000 = 36000 litrów zostało zużyte w ciągu 1200 mtg na załadunek i transport. Czyli podczas rzeczywistej pracy (bez niepotrzebnego biegu jałowego) ten silnik zużywa średnio 36000 / 1200 = 30 l/mtg. Jesteś zaskoczony? Mimo to, twierdzę, że paliwo mogło być wykorzystane znacznie bardziej efektywnie, niż wtedy, gdy silnik „terkotał” na biegu jałowym przez 800 motogodzin. Wskaźnik efektywności zużycia paliwa miałby wartość 36000 / 167 = 10,8 l/100 ton. Byłby więc o 46% lepszy!

Jednak nie stawiaj sobie tak ambitnego celu. Zerowy udział biegu jałowego jest wartością teoretyczną, bo praktycznie jest prawie niemożliwe zredukowanie go do tak niskiego poziomu.

Czy warto się tym zająć?

Ile byś zaoszczędził zmniejszając czas biegu jałowego na przykład o połowę? Jeśli zamiast 800 motogodzin, silnik będzie pracował na biegu jałowym tylko 400 motogodzin, to zaoszczędzisz 400 mtg × 5 l/mtg = 2000 litrów w jednym roku. Przy cenie paliwa 4 zł/l twoja firma może zaoszczędzić 8000 złotych. To jest mała liczba? Zastanowisz się nad tym dopiero w zimie?

Popatrz na to inaczej. Połowa operatorów w Polsce zarabia mniej, niż 3000 złotych brutto (dane z 2016 roku). Obiecaj operatorowi, że podzielisz się z nim połową zaoszczędzonej kwoty, czyli otrzyma roczną premię 4000 złotych. Zwiększenie płacy o 4000 / 12 = 333 złote miesięcznie przyniesie twojej firmie znacznie większe korzyści, niż znany program rządowy. Tak się stanie, bo twój program „333+” jest całkowicie samofinansujący się. Na dodatek generuje 4000 złotych oszczędności. A wartość niezużytego paliwa jest tylko wierzchołkiem góry lodowej oszczędności. Bo jaką wartość dla twojej firmy ma przeładowanie o 25% więcej materiału tą samą maszyną przez tego samego operatora?

Najłatwiejszy sposób obniżenia zużycia paliwa

Cała tajemnica najłatwiejszego i najbardziej efektywnego sposobu obniżenia zużycia paliwa polega na lepszym wykorzystaniu czasu pracy maszyny. Biegu jałowego silnika nie można zlikwidować całkowicie, ale obniżenie jego udziału do 20% jest całkowicie realne. Bardziej ambitnym celem, ale również do osiągnięcia jest 10%.

Jak obniżyć czas pracy maszyny na biegu jałowym?

W niektórych maszynach jest opcjonalny system wyłączania silnika przez komputer pokładowy. Sprawdź to w DTR swojej maszyny lub zapytaj w serwisie. Aktywacja tej funkcji może być płatna, jednak zawsze się opłaci.
Wprowadź odpowiednik systemu start-stop, który spotyka się w niektórych samochodach osobowych. Mimo, że ich silniki zużywają na biegu jałowym około 1 litra paliwa na godzinę, wytwórcy instalują automatyczne systemy wyłączające silnik nawet podczas postoju na światłach. Dopóki producenci maszyn nie pójdą tym śladem, wprowadź i egzekwuj od operatora obowiązek wyłączania silnika, jeśli postój maszyny trwa, lub ma trwać dłużej, niż trzy minuty. Na wszelki wypadek sprawdź zalecenia producenta co do bezpiecznego wyłączania silnika, bo niektórzy z nich są przesadnie ostrożni.

Aby wdrożyć te metody oszczędzania paliwa musisz sobie poradzić z obawami i wątpliwościami personelu co do czasu rozgrzewania maszyny przed rozpoczęciem pracy i czasu schładzania silnika po jej zakończeniu.

Nakazując operatorowi wyłączanie maszyny nie likwidujesz głównego źródła problemu. Jest nim organizacja pracy.

Wysoki udział czasu biegu jałowego ma niekorzystny wpływ nie tylko na koszty paliwa, ale również na inne koszty maszyny.

Te problemy przedstawię w następnym artykule.

TEMPUS FUGIT

Główny temat artykułu: EKSPLOATACJA MASZYN, ★ Koszty maszyn, ★ Paliwo Słowa kluczowe: bieg jałowy, koszty, zużycie paliwa

Która maszyna zużyje mniej paliwa

Producenci unikają podawania szacunków zużycia paliwa przez ich maszyny. Mogą sobie na to pozwolić, bo w odróżnieniu od samochodów nie ma (2016 rok) międzynarodowych norm określania przeciętnego zużycia paliwa przez maszyny budowlane. To jest wygodne dla wszystkich producentów. Bez żadnych konsekwencji mogą się chwalić w materiałach marketingowych, że nowy model jest jeszcze oszczędniejszy, niż poprzedni.

Koszty zużycia paliwa są największym składnikiem kosztów maszyny. Często decydują o powodzeniu kontraktu budowlanego. Skalkulowane zbyt wysoko uniemożliwią zdobycie zlecenia. Dlatego każdy przedsiębiorca używający maszyn musi traktować priorytetowo wiedzę o przewidywaniu i kontroli zużycia paliwa.

Niektórzy producenci informują, w bardzo ograniczonym zakresie, o zużyciu paliwa przez ich maszyny. Taki przykład opisałem w artykule Ile pali Volvo. Również Caterpillar i Hitachi poszli tym śladem. Jednak gwarancje tych trzech producentów dotyczą tylko obszaru USA i Kanady i zależą od nastawienia lokalnych dealerów.

Ciekawym przypadkiem jest Liebherr. W specyfikacji swoich ładowarek L 550 – L 580 (dokument „LBH/PM 11214023-3-03.14_enGB”) firma podaje zużycie paliwa tych maszyn uzyskane w trakcie testu, który jest dość szczegółowo opisany. Niestety, w specyfikacji nowszych maszyn „L 550 XPower – L 580 XPower” już nie ma wzmianki o takim teście. Dlatego opiszę go dla tych, którzy nie mają czasu szukać w internecie pliku

NTB_L550-L580_enGB_14-03_12877-0.pdf

The Liebherr Standard Consumption Test polega na pomiarze liczby cykli roboczych ładowarki, która przenosi materiał z jednej hałdy na drugą. Warunki testu:

odległość między hałdami wynosi 20 metrów
operator pracuje w taki sposób, aby czas cyklu roboczego wyniósł 35 sekund
rozładunek łyżki następuje z wysokości 2,5 metra
silnik jest zasilany z zewnętrznego zbiornika paliwa
test kończy się, gdy zostanie zużyte 5 litrów paliwa.

Zużycie paliwa w litrach na godzinę oblicza się dzieląc liczbę 400 przez liczbę wykonanych cykli roboczych. Na przykład ładowarka L 576 z łyżką 4,5 m³ zużyła 5 litrów paliwa na wykonanie 21 cykli roboczych. Jej zużycie paliwa wynosi 400 / 21 = 19,1 l/godz.
Jeśli masa właściwa materiału wynosi 1,8 t/m³ i za każdym razem operator nabrał 4,5 m³, to w ciągu 21 cykli przetransportował 170 ton materiału. To oznacza zużycie paliwa na poziomie 2,9 litra na 100 ton.

Taki intensywny test nie odpowiada normalnym warunkom używania maszyn. Producent podaje, że w rzeczywistych warunkach pracy maszyny u różnych użytkowników i w różnych konfiguracjach jej średnie zużycie paliwa wynosi 15,8 l/godz.

Wyniki tego testu dla innych modeli ładowarek Liebherr podane w cytowanej publikacji:

[table id=4 /]

Uważam za dyskusyjne ustalenie czasu trwania cyklu niezależnie od wielkości maszyny. Nie jest również jasne, dlaczego wynik testu zależy od liczby 400, a nie od liczby 3600 × 5 / 35 = 514. Użycie liczby 400 powoduje, że podane w tabeli zużycie paliwa jest zaniżone o 22% w stosunku do rzeczywiście uzyskanego. Być może mieli w tym swój udział marketingowcy, bo pokazane zużycie byłoby dość wysokie, a świadomość użytkowników jest dość niska. Chodzi o to, że taki test nie uwzględnia ani udziału biegu jałowego (można go ograniczyć, ale nie wyeliminować całkowicie) ani tego, że w typowych warunkach pracy nie wykorzystuje się maszyny przez 60 minut na godzinę. Wynik musi być z natury rzeczy dość wysoki. Jednak to jest najważniejszą zaletą testu, bo eliminuje wpływ operatora na wynik. Takie badanie umożliwia obiektywne porównanie zużycia paliwa przez różne maszyny.

W podobny sposób możesz wybrać najkorzystniejszą pod względem zużycia paliwa ofertę, gdy kupujesz nową maszynę. Nie musisz aranżować testu konkurencyjnych maszyn na identycznych warunkach, jak proponuje Liebherr. Ustal, w jakim cyklu roboczym będą najczęściej pracowały twoje maszyny i poproś dostawców, aby dostarczyli swoje maszyny na „test pięciolitrowy.” Maszyna, która wykona największą liczbę cykli na 5 litrach paliwa jest zwycięzcą testu. Jeśli twój cykl roboczy jest znacznie dłuższy od 35 sekund, to możesz zarządzić test na przykład na 10 litrach paliwa.
Oczywiście bez pomocy serwisu raczej się nie obejdzie, bo podłączenie dodatkowego zbiornika do układu zasilania nie jest tak łatwe, jak opowiedzenie o tym.

Taki krótki test uniezależnia wynik od sposobu wykorzystania maszyny i udziału czasu biegu jałowego.

Zużycie paliwa jest największym kosztem budowy, ale nie jedynym generowanym przez maszyny. To oznacza, że wynik testu zużycia paliwa powinien mieć przyznaną odpowiednią wagę podczas wyboru maszyny, z którą, i z której serwisem zwiążesz się na wiele lat.
Szczególnie, że jeśli maszyny są różnej wielkości lub mają łyżki o różnej pojemności, to zwycięzca testu niekoniecznie jest najlepszym wyborem. Trzeba bowiem uwzględnić wszystkie koszty posiadania i eksploatacji oraz wydajność.
Dodatkowo, jeśli maszyny różnią się znacznie poziomem awaryjności i zdolnością serwisową najbliższego oddziału serwisu, trzeba w kalkulacji opłacalności uwzględnić również wpływ awaryjności na koszty produkcji.

Nie twierdzę, że jest jakiś spisek producentów, którzy blokują próby ustalenia standardów pomiaru zużycia paliwa przez maszyny. Przyczyną jest lekceważenie tematu kosztów paliwa przez użytkowników maszyn budowlanych. Bo kto inny miałby zmusić dostawcę do przedstawienia rzetelnej informacji na temat najważniejszej cechy bardzo kosztownego produktu?

TEMPUS FUGIT

Główny temat artykułu: EKSPLOATACJA MASZYN, ★ Koszty maszyn, ★ Paliwo Słowa kluczowe: zużycie paliwa

Wskaźnik gotowości technicznej

Byłoby idealnie gdyby maszyna po prostu się nigdy nie zepsuła, jednak takich maszyn nie ma.

Użytkownik ma wybór: droga maszyna, która psuje się rzadko i jest bardzo szybko przywracana do pracy przez dobry i drogi serwis albo tania maszyna psująca się często i czekająca na naprawę tygodniami.

Niestety, ten wybór jest także obarczony dużym ryzykiem. Droższa maszyna może ulec poważnej awarii, a niższy koszt posiadania tańszej maszyny może być z naddatkiem „zrównoważony” przez wyższy koszt jej eksploatacji.

Czas, w którym maszyna nie jest gotowa do pracy z przyczyn technicznych zależy od:

jakości maszyny
jakości serwisu
jakości eksploatacji, czyli od użytkownika.

W artykule Maszyna nie jest gotowa do pracy zdefiniowałem dwa rodzaje czasu braku gotowości do pracy:

przestój maszyny, to czas jej wyłączenia z ruchu, gdy nie można było przewidzieć ani chwili wystąpienia problemu, ani czasu jego usuwania (na przykład awaria jakiegoś zespołu)
postój techniczny, to czas, gdy maszyna nie pracuje, ale wcześniej było wiadomo, kiedy to nastąpi i ile czasu będzie trwało (na przykład konieczność wykonania okresowej obsługi technicznej lub wymiany zużytych narzędzi roboczych).

Długość przestojów i postojów maszyn ma negatywny wpływ na sukces każdego projektu budowlanego. Dlatego byłoby dobrze uwzględnić w harmonogramie budowy przewidywaną liczbę godzin przestojów i postojów tych maszyn, które są potrzebne do realizacji kontraktu. Jeszcze lepiej byłoby to wiedzieć przed podjęciem decyzji o zakupie lub wynajęciu maszyny.

Miernikiem gotowości maszyny do pracy jest wskaźnik gotowości technicznej (WGT). To powinien być ważny element umowy serwisowej lub warunków gwarancji – niestety nie jest.

Nazwa wskaźnika może być czasem myląca, bo długość czasu przestoju lub postoju spowodowanego usterką lub awarią maszyny zależy często od przyczyn nietechnicznych. Na przykład zdarza się, że czas podejmowania decyzji przez użytkownika o zleceniu naprawy konkretnemu serwisowi liczy się w dniach, podczas gdy czas naprawy, to kilkadziesiąt minut. Przyczyną może być na przykład poszukiwanie tańszych zamienników części zamiennych.

Nie ma standardowej definicji WGT.

Zarówno użytkownik jak i serwis mogą oczywiście niezależnie od siebie, według własnych definicji, obliczać WGT, jednak przydatność takiej informacji jest ograniczona.

Konstruktor urządzenia stosuje wzór WGT=MTBF/(MTBF+MTTR)×100%, gdzie MTBF to średni czas między zdarzeniami wyłączającymi maszynę z ruchu, a MTTR to średni czas przywracania maszynie gotowości do pracy. Taka definicja mogłaby posłużyć nam do wyboru maszyny bardziej przydatnej na kontrakcie, jednak porzućmy wszelką nadzieję na otrzymanie obiektywnych danych od konkurujących producentów.

Lepszą – z punktu widzenia użytkownika maszyny – definicją jest iloraz liczby dni lub godzin, w których maszyna była gotowa do pracy (T_g) i liczby dni lub godzin, gdy zgodnie z planem pracy maszyna powinna być gotowa do jej wykonywania (T_pg). Można to opisać wzorem: WGT=T_g/T_pg×100%.

Czas gotowości do pracy (T_g)

T_g najlepiej zdefiniować jako czas planowanej gotowości T_pg minus czas wyłączenia maszyny z ruchu z przyczyn technicznych T_n.

Przyczyną techniczną nie jest na przykład brak operatora lub paliwa albo czas oczekiwania przez serwis na zamówienie, czy zapłatę zaległych faktur. Należy również jednoznacznie określić, czy przerwę na wykonanie planowej obsługi technicznej (OT) traktuje się jako czas T_n. To dotyczy sytuacji, gdy serwis pracuje w trybie wielozmianowym, a maszyna – jednozmianowym.

Czas gotowości można zwiększyć usuwając tymczasowo przyczynę przestoju, co zmniejsza T_n. Na przykład prowizoryczna naprawa może przywrócić możliwość jazdy ładowarki, ale tylko na niskich biegach, czyli z niższą prędkością. To jest dobra alternatywa dla użytkownika, gdy brakuje maszyny zastępczej. Jednakże ponowny przyjazd serwisu do wykonania naprawy oznacza postój. Takie częściowe usunięcie awarii powinno być uzgodnione z użytkownikiem.

Niektórzy użytkownicy uważają, że mogą uzyskać większy czas gotowości do pracy opóźniając wykonanie czynności okresowej obsługi technicznej (OT). Co gorsza, niektórych czynności nie zamawiają wcale, bo na przykład OT-500 średniej ładowarki unieruchamia ją na 3 godziny, a OT-4000 aż na 15 godzin. Przy okazji „zaoszczędzają” sporo na kosztach materiałów niezbędnych do wykonania OT. Takie działanie można określić jako „zarzynanie” maszyny. W efekcie liczba godzin przestojów awaryjnych jest większa, niż czas zaoszczędzony na manipulowaniu czasem i rodzajem wymaganych OT (o kosztach nie wspominając).

Czas planowanej gotowości do pracy (T_pg)

Najłatwiej jest ustalić planowaną gotowość do pracy maszyny pracującej w fabryce na trzy zmiany. Powinna być gotowa przez T_pg=365 dni×24 godziny=8760 godzin/rok. A jak określić planowaną gotowość, jeśli ładowarka służy do załadunku żwiru i piasku do mieszalnika betonowni? W lecie taka maszyna może pracować nawet na 3 zmiany, ale w zimie tylko wtedy, gdy temperatura umożliwia betonowanie. Albo jeśli koparka ładuje urobek na wozidła tylko przez kilkanaście godzin po odstrzale, a potem czeka na następną „okazję”?

Można uzgodnić, że do obliczenia WGT bierzemy liczbę godzin planowanych w harmonogramie zatrudnienia maszyny. Jeśli harmonogram prac jest określony dla każdego dnia, to dla użytkownika jest ważna również pora dnia, w której będzie potrzebował maszynę, a nie tylko liczba godzin planowanych w jakimś okresie. O każdej zmianie harmonogramu użytkownik powinien powiadomić serwis z odpowiednim wyprzedzeniem. Jego kierownik może wówczas przygotować się do zmienionego zapotrzebowania na mechaników. Jednak czy w tym czasie będzie miała miejsce awaria, to nikt nie wie. Jeśli użytkownik chce, aby mechanik cały czas czekał w pobliżu maszyny, to musi za to zapłacić. Oczywiście i tak maszyna może być wyłączona z ruchu na dłużej, na przykład z powodu konieczności sprowadzenia rzadko potrzebnych części zamiennych.

Wady WGT jako sposobu oceny jakości maszyny lub zdolności serwisowej najbliższego oddziału serwisu

Trudne negocjowanie definicji T_g i T_pg.
Skomplikowany sposób monitorowania T_g i T_pg.
Mimo szczegółowego uzgodnienia sposobu obliczania WGT, żadna ze stron nie ma pewności, czy awaria będzie usunięta na przykład w czasie 24 godzin, czy może wyłączy maszynę na tydzień lub dłużej.
Ewentualne kary umowne prawie nigdy nie zrekompensują użytkownikowi strat spowodowanych przestojem maszyny. Z kolei serwis zwykle nie otrzyma żadnej rekompensaty z tytułu poniesionych kosztów, gdy WGT okaże się wyższy, niż uzgodniony.

Podsumowując, problemy ze zdefiniowaniem WGT wynikają z różnych potrzeb poszczególnych użytkowników maszyn. Sprowadzają się do ustalenia:

W jaki sposób monitorujemy czas gotowości?
Czy jest to liczba motogodzin, gdy maszyna pracowała, czy liczba godzin zegarowych, gdy mogła zostać użyta do pracy? W pierwszym przypadku WGT jest zaniżony z powodu przestojów i postojów innych, niż techniczne, w drugim – licznik motogodzin jest nieużyteczny.
.
W jaki sposób definiujemy czas planowanej gotowości do pracy?
Wątpliwości budzi zawsze użycie harmonogramu sporządzonego przez użytkownika na dłuższy okres dla całej grupy maszyn. Naprawdę racjonalnym rozwiązaniem byłoby okazanie sobie zaufania przez partnerów (użytkownika i serwisu). Wówczas do raportu pracy maszyny byłaby wpisywana taka liczba godzin przestoju, jaka w danym dniu została rzeczywiście stracona.
.
Jak często będziemy obliczać WGT?
Żądanie użytkownika, aby serwis rozliczał się z WGT każdej maszyny co miesiąc wskazuje na jego chęć wykorzystania klauzuli umowy serwisowej o karach za niewykonanie WGT. Z kolei egoistyczny serwis woli rozliczać się z wykonania WGT dla całej floty maszyn raz w roku. Jeśli użytkownik i serwis odnoszą się do siebie po partnersku, to pamiętają, że WGT jest wartością, na którą obie strony mają wpływ.
.
Czy obliczamy WGT dla każdej maszyny osobno, czy dla grupy maszyn pracujących w ciągu technologicznym, czy też dla całej floty maszyn na budowie?
.
Czy postoje maszyn (planowa obsługa techniczna, wymiana zużytych narzędzi roboczych, zimowy remont rozściełacza asfaltu) są traktowane tak samo, jak przestoje, czy też taki T_n wyłączamy z obliczeń? Wyłączenie postojów z kalkulacji WGT powinno być zwykłą praktyką, gdy maszyna nie pracuje zbyt intensywnie i kierownik budowy może zaplanować przerwy w pracy. Jeśli serwis nie jest w stanie wówczas wykonać obsługi w uzgodnionym terminie, to mamy przestój a nie postój.
.
Czy czas przestoju obejmuje tylko działania serwisu, czy również opóźnienie spowodowane przez użytkownika?
Monitorowanie czasu poszczególnych składników przestoju jest trudne, jednak możliwe, jeśli proces jest dobrze opisany i jego krytyczne etapy są widziane przez obie strony.
Monitorowanie przez serwis czasu przestoju każdej maszyny jest jedną z najlepszych dróg do podniesienia jakości usług, więc może warto to robić nawet dla maszyn nie objętych umową o WGT?
.
Jaka jest rozsądna realna wartość WGT dla danych warunków pracy maszyny i zdolności serwisowej najbliższego oddziału serwisu?
Na przykład rozliczany rocznie WGT=98% jest nierealną obietnicą dla maszyny pracującej w ciągu technologicznym fabryki płyt G-K (praca na trzy zmiany). Dlaczego? W roku jest 8760 godzin. W tym czasie trzeba ładowarkę poddać okresowej obsłudze technicznej co najmniej 17 razy. Przy stanie licznika 500 motogodzin trzeba wykonać OT-500, która trwa 3 godziny. Przy kolejnych wielokrotnościach 500 wykonujemy OT o odpowiednim zakresie, a ich pracochłonność jest różna, aż do 15 godzin dla OT-4000. Wykonanie czynności OT zajmie więc razem 100 godzin, co oznacza, że WGT jest równy 98,8%. Trudno uwierzyć, że w ciągu roku maszyna nie będzie miała żadnej usterki lub nie będzie trzeba wymienić ogumienia albo narzędzi roboczych. Jeśli przeznaczyć na to kolejne 100 godzin, to WGT obniży się do 97,7%. A gdzie rezerwa na przestoje spowodowane awariami?
Dla tej samej maszyny zatrudnionej na betonowni można uzgodnić WGT=98%, bo OT i dużo rzadszą wymianę narzędzi roboczych można wykonywać w czasie planowanych postojów organizacyjnych.

Jeśli wysokość WGT jest elementem umowy sprzedaży maszyny, warunków gwarancji lub umowy serwisowej, to parametry WGT trzeba zdefiniować przed rozpoczęciem współpracy. Wartość WGT powinna być negocjowana osobno dla każdego większego kontraktu.

Wpływ WGT na koszty użytkownika

Koszty maszyny obejmują koszty posiadania i koszty eksploatacji. Przestój lub postój nie wpływają na wysokość kosztów posiadania, bo amortyzację lub ratę leasingową trzeba co miesiąc zapisać w księgach rachunkowych po stronie kosztów bez względu na liczbę przepracowanych motogodzin. Tylko w przypadku najmu maszyny może być inaczej, ale to zależy od konkretnej umowy najmu.

Wysokość WGT ma natomiast wpływ na koszty eksploatacji. Jeśli maszyna nie pracuje, to nie ma kosztów paliwa, obsługi technicznej oraz zużycia ogumienia i narzędzi roboczych. Za to w rubryce koszty napraw trzeba będzie zarejestrować koszty dojazdu serwisu, części zamiennych i robocizny serwisanta. Dodatkowo w kosztach eksploatacji powinny być uwzględnione koszty i straty spowodowane postojami i przestojami maszyny. Prawie nikt tych oczywistych strat nie rejestruje, więc nazwałem jej kosztami ukrytymi. Obejmują one między innymi:

koszt płacy niewykorzystanego operatora
koszty maszyny zastępczej
koszt niewykorzystania pozostałych maszyn pracujących w ciągu technologicznym budowy
koszty zmiany harmonogramu prac
ryzyko kary umownej za opóźnienie terminu zakończenia robót.

Z harmonogramu robót wynika potrzebna ilość maszyn. Jeśli oblicza się ją na podstawie ich wydajności oraz ilości pracy do wykonania, to trzeba uwzględnić przewidywaną wartość WGT. Im niższy jest ten wskaźnik, tym większa będzie wymagana ilość maszyn.

Jednak to nie wszystko. Niski WGT oznacza jakąś liczbę przestojów i postojów, a każdy taki przypadek generuje dodatkowe koszty budowy. Ich wielkość można oszacować tylko wtedy, gdy się zna rzeczywiste koszty każdej godziny postoju i gdy się potrafi przewidzieć przybliżone koszty każdego przestoju, co jest znacznie trudniejsze.

Dodatkowym problemem jest wpływ niskiej gotowości jednej maszyny na zespół maszyn z nią współpracujących. Trochę upraszczając, jeśli jedna z maszyn ma WGT=95%, a druga WGT=85%, to dla zestawu tych współpracujących maszyn wartość WGT spada do 81% (0,95×0,85=0,81).

Awaryjność

Niezbędnym uzupełnieniem WGT jest wskaźnik awaryjności, czyli liczba wyłączeń maszyny z ruchu z przyczyn technicznych w jakimś okresie, oczywiście wyłączając awarie ewidentnie zawinione przez użytkownika. Producent na pewno zna statystyczne ryzyko awarii dla każdego modelu maszyny i jej głównych zespołów. Jeśli więc jakość eksploatacji i warunki pracy dwóch maszyn nie odbiegają od zakładanych przez jej producentów, to można by porównać przewidywane średnie liczby awarii tych konkurencyjnych maszyn. To by ułatwiło wybór odpowiedniej maszyny dla danego zastosowania.

Ten praktyczny sposób pomiaru niezawodności maszyny byłby nieocenioną pomocą dla kupującego, gdyby dało się namówić dostawcę do przyjęcia odpowiedzialności za uzgodnioną wartość wskaźnika awaryjności. Dostawca maszyny powinien zobowiązać się wtedy do dostarczenia w gwarantowanym czasie maszyny zastępczej lub zapłacić karę umowną. Tymczasem jednak porzućmy wszelką nadzieję na otrzymanie również takich, obiektywnych danych od konkurujących producentów.

Trzeba pamiętać, że awaryjność nowego modelu maszyny jest najwyższa w początkowym okresie po wprowadzeniu jej na rynek. Po kilkunastu miesiącach od dnia wyprodukowania pierwszych maszyn nowej serii jest dużo lepiej, bo producent usuwa błędy popełnione w czasie projektowania lub zmienia poddostawców zespołów. Może się jednak zdarzyć, że dokuczliwa usterka (na przykład wycieki z rozdzielacza hydraulicznego) jest lekceważona przez kilka lat, bo koszt zmian konstrukcyjnych jest wyższy, niż koszty napraw gwarancyjnych. A po gwarancji taka wada staje się źródłem zysku ze sprzedaży części zamiennych do niezbyt dobrze zaprojektowanego zespołu maszyny.

***

Jak widać WGT nie jest najłatwiejszym sposobem oceny ani jakości eksploatacji, ani jakości maszyny lub zdolności serwisowej najbliższego oddziału serwisu. Dlatego tak trudno jest się porozumieć co do kar umownych, które dostawca maszyny lub serwis miałby zapłacić za nieosiągnięcie uzgodnionego WGT. Z jednej strony mamy przecież olbrzymie straty użytkownika. Z drugiej strony, nie dzieli się on z nikim zyskiem, który osiąga, gdy maszyna pracuje niezawodnie lub gdy serwis zmniejsza czas przestojów i postojów pracując w dni wolne od pracy lub sprowadzając brakujące części zamienne w trybie ekspresowym.

Mimo wszelkich trudności warto poświęcić czas i energię na uzgodnienie definicji WGT i sposobu jego monitorowania przez użytkownika maszyny i serwis.