I. คำจำกัดความของความล้มเหลว
ในฐานะอุปกรณ์สำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตสมัยใหม่ ประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคงของเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลขจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งยวด ต่อไปนี้คือคำจำกัดความโดยละเอียดเกี่ยวกับความล้มเหลวต่างๆ ของเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลข:
- ความล้มเหลว
เมื่อเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลขสูญเสียฟังก์ชันการทำงานที่กำหนดไว้ หรือดัชนีประสิทธิภาพเกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้ แสดงว่าเครื่องมือกลนั้นเกิดความล้มเหลว ซึ่งหมายความว่าเครื่องมือกลนั้นไม่สามารถทำงานประมวลผลตามกำหนดเวลาได้ตามปกติ หรือมีสถานการณ์บางอย่าง เช่น ความแม่นยำลดลงและความเร็วผิดปกติระหว่างการประมวลผล ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพและประสิทธิภาพการผลิตของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น เมื่อประมวลผลชิ้นส่วนความแม่นยำ หากความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งของเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลขลดลงอย่างกะทันหัน ส่งผลให้ขนาดชิ้นส่วนเกินช่วงความคลาดเคลื่อน ก็สามารถระบุได้ว่าเครื่องมือกลนั้นเกิดความล้มเหลว - ความล้มเหลวที่เกี่ยวข้อง
ความล้มเหลวที่เกิดจากข้อบกพร่องด้านคุณภาพของเครื่องมือกลเองเมื่อใช้งานเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลขภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด เรียกว่า ความล้มเหลวที่เกี่ยวข้อง (Associated Failure) ซึ่งมักเกิดจากปัญหาในกระบวนการออกแบบ การผลิต หรือการประกอบของเครื่องมือกล ซึ่งส่งผลให้เกิดความล้มเหลวระหว่างการใช้งานตามปกติ ตัวอย่างเช่น หากการออกแบบชิ้นส่วนส่งกำลังของเครื่องมือกลไม่เหมาะสมและเกิดการสึกหรอมากเกินไปหลังจากการใช้งานเป็นเวลานาน ซึ่งส่งผลกระทบต่อความแม่นยำและเสถียรภาพของเครื่องมือกล ถือเป็นความล้มเหลวที่เกี่ยวข้อง - ความล้มเหลวที่ไม่เกี่ยวข้อง
ความล้มเหลวที่เกิดจากการใช้งานผิดวิธี การบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสม หรือปัจจัยภายนอกอื่นๆ นอกเหนือจากความล้มเหลวที่เกี่ยวข้อง เรียกว่า ความล้มเหลวที่ไม่เกี่ยวข้อง การใช้งานผิดวิธีอาจรวมถึงผู้ปฏิบัติงานที่ไม่ได้ปฏิบัติงานตามขั้นตอนการทำงาน เช่น การใช้เครื่องมือกลเกินกำลังและการตั้งค่าพารามิเตอร์การประมวลผลที่ไม่ถูกต้อง การบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสมอาจเป็นการใช้อุปกรณ์เสริมหรือวิธีการที่ไม่เหมาะสมในระหว่างกระบวนการบำรุงรักษา ซึ่งส่งผลให้เครื่องมือกลเกิดความล้มเหลวซ้ำ ปัจจัยภายนอกอาจรวมถึงความผันผวนของพลังงาน อุณหภูมิแวดล้อมที่สูงหรือต่ำเกินไป การสั่นสะเทือน เป็นต้น ตัวอย่างเช่น ในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง หากระบบควบคุมของเครื่องมือกลเสียหายเนื่องจากฟ้าผ่า ถือเป็นความล้มเหลวที่ไม่เกี่ยวข้อง - ความล้มเหลวเป็นระยะๆ
ความล้มเหลวของเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลขที่สามารถฟื้นฟูฟังก์ชันหรือดัชนีประสิทธิภาพได้ภายในระยะเวลาจำกัดโดยไม่ต้องซ่อมแซม เรียกว่า ความล้มเหลวแบบเป็นช่วงๆ ความล้มเหลวประเภทนี้มีความไม่แน่นอน อาจเกิดขึ้นบ่อยครั้งภายในระยะเวลาหนึ่ง หรืออาจไม่เกิดขึ้นเป็นเวลานาน การเกิดความล้มเหลวแบบเป็นช่วงๆ มักเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพที่ไม่เสถียรของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และการสัมผัสที่ไม่ดี ตัวอย่างเช่น หากเครื่องมือกลหยุดทำงานกะทันหันระหว่างการทำงาน แต่สามารถทำงานได้ตามปกติหลังจากรีสตาร์ท สถานการณ์นี้อาจเป็นความล้มเหลวแบบเป็นช่วงๆ - ความล้มเหลวที่ร้ายแรง
ความล้มเหลวที่เป็นอันตรายต่อความปลอดภัยส่วนบุคคลอย่างร้ายแรงหรือก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างร้ายแรงเรียกว่า ความล้มเหลวร้ายแรง เมื่อเกิดความล้มเหลวประเภทนี้ ผลที่ตามมามักจะร้ายแรงมาก ตัวอย่างเช่น หากเครื่องมือกลระเบิดหรือเกิดเพลิงไหม้กะทันหันระหว่างการทำงาน หรือหากความล้มเหลวของเครื่องมือกลทำให้ผลิตภัณฑ์แปรรูปทั้งหมดถูกทิ้ง ซึ่งก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมหาศาล ทั้งหมดนี้จัดอยู่ในกลุ่มความล้มเหลวร้ายแรง
II. หลักการนับสำหรับความล้มเหลวของเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลข
เพื่อให้สามารถนับสถานการณ์ความล้มเหลวของเครื่องมือเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลขได้อย่างแม่นยำสำหรับการวิเคราะห์และการปรับปรุงความน่าเชื่อถือ จำเป็นต้องปฏิบัติตามหลักการนับต่อไปนี้:
เพื่อให้สามารถนับสถานการณ์ความล้มเหลวของเครื่องมือเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลขได้อย่างแม่นยำสำหรับการวิเคราะห์และการปรับปรุงความน่าเชื่อถือ จำเป็นต้องปฏิบัติตามหลักการนับต่อไปนี้:
- การจำแนกประเภทและการนับความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องและไม่เกี่ยวข้อง
ความล้มเหลวแต่ละอย่างของเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลขควรจำแนกเป็นความล้มเหลวที่เกี่ยวข้อง (Associated Failure) หรือความล้มเหลวที่ไม่เกี่ยวข้อง (Unassociated Failure) หากเป็นความล้มเหลวที่เกี่ยวข้อง (Associated Failure) ความล้มเหลวแต่ละครั้งจะนับเป็นหนึ่งความล้มเหลว ความล้มเหลวที่ไม่เกี่ยวข้องไม่ควรนับรวม เนื่องจากความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องสะท้อนถึงปัญหาคุณภาพของเครื่องมือกลเอง ในขณะที่ความล้มเหลวที่ไม่เกี่ยวข้องเกิดจากปัจจัยภายนอกและไม่สามารถสะท้อนถึงระดับความน่าเชื่อถือของเครื่องมือกลได้ ตัวอย่างเช่น หากเครื่องมือกลชนกันเนื่องจากการทำงานผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงาน นี่คือความล้มเหลวที่ไม่เกี่ยวข้องและไม่ควรนับรวมในจำนวนความล้มเหลวทั้งหมด หากเครื่องมือกลไม่สามารถทำงานได้ตามปกติเนื่องจากฮาร์ดแวร์ของระบบควบคุม นี่คือความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องและควรนับเป็นหนึ่งความล้มเหลว - การนับจำนวนความล้มเหลวที่มีการสูญเสียฟังก์ชันหลายรายการ
หากฟังก์ชันการทำงานของเครื่องมือกลหลายฟังก์ชันสูญหาย หรือดัชนีประสิทธิภาพเกินขีดจำกัดที่กำหนด และไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าเกิดจากสาเหตุเดียวกัน ให้ถือว่าแต่ละรายการเป็นความผิดพลาดของเครื่องมือกล หากเกิดจากสาเหตุเดียวกัน ให้ถือว่าเครื่องมือกลสร้างความผิดพลาดเพียงจุดเดียว ตัวอย่างเช่น หากแกนหมุนของเครื่องมือกลไม่สามารถหมุนได้และระบบป้อนอาหารก็ล้มเหลวเช่นกัน หลังจากตรวจสอบแล้ว พบว่าเกิดจากไฟฟ้าดับ ให้ถือว่าความผิดพลาดทั้งสองจุดเป็นความผิดพลาดจุดเดียว หากหลังจากตรวจสอบแล้ว พบว่าแกนหมุนเสียหายจากมอเตอร์แกนหมุน และความผิดพลาดของระบบป้อนอาหารเกิดจากการสึกหรอของชิ้นส่วนส่งกำลัง ให้ถือว่าความผิดพลาดทั้งสองจุดเป็นความผิดพลาดของเครื่องมือกลสองจุดตามลำดับ - การนับจำนวนความล้มเหลวที่มีสาเหตุหลายประการ
หากฟังก์ชันการทำงานของเครื่องมือกลสูญหายหรือดัชนีประสิทธิภาพเกินขีดจำกัดที่กำหนด และเกิดจากสาเหตุความล้มเหลวอิสระสองสาเหตุขึ้นไป จำนวนสาเหตุความล้มเหลวอิสระจะถูกพิจารณาว่าเป็นจำนวนความล้มเหลวของเครื่องมือกลนั้น ตัวอย่างเช่น หากความแม่นยำในการตัดเฉือนของเครื่องมือกลลดลง หลังจากการตรวจสอบพบว่าเกิดจากสาเหตุอิสระสองประการ ได้แก่ การสึกหรอของเครื่องมือและการเสียรูปของรางนำเครื่องมือกล ดังนั้นควรพิจารณาว่าเป็นความล้มเหลวสองประการของเครื่องมือกล - การนับจำนวนความล้มเหลวเป็นระยะๆ
หากเกิดการขัดข้องแบบเดียวกันหลายครั้งในส่วนเดียวกันของเครื่องมือกล จะถือว่าเกิดการขัดข้องเพียงหนึ่งครั้งของเครื่องมือกล เนื่องจากการเกิดการขัดข้องแบบไม่สม่ำเสมอนั้นไม่แน่นอน และอาจเกิดจากปัญหาพื้นฐานเดียวกัน ตัวอย่างเช่น หากหน้าจอแสดงผลของเครื่องมือกลกะพริบบ่อยครั้ง แต่หลังจากตรวจสอบแล้วไม่พบปัญหาฮาร์ดแวร์ที่เห็นได้ชัด ในกรณีนี้ หากเกิดการขัดข้องแบบเดียวกันหลายครั้งภายในระยะเวลาหนึ่ง จะถือว่าเกิดการขัดข้องเพียงหนึ่งครั้งเท่านั้น - การนับจำนวนความล้มเหลวของอุปกรณ์เสริมและชิ้นส่วนที่สึกหรอ
การเปลี่ยนอุปกรณ์เสริมและชิ้นส่วนที่สึกหรอจนเกินอายุการใช้งานที่กำหนด และความเสียหายที่เกิดจากการใช้งานมากเกินไปจะไม่ถือเป็นความเสียหาย เนื่องจากอุปกรณ์เสริมและชิ้นส่วนที่สึกหรอจะค่อยๆ เสื่อมสภาพลงตามกาลเวลา การเปลี่ยนชิ้นส่วนเหล่านี้ถือเป็นการบำรุงรักษาตามปกติ และไม่ควรนับรวมในจำนวนความเสียหายทั้งหมด ตัวอย่างเช่น หากเครื่องมือของเครื่องจักรจำเป็นต้องเปลี่ยนหลังจากใช้งานไประยะหนึ่งเนื่องจากการสึกหรอ ถือว่าไม่ถือเป็นความเสียหาย แต่หากเครื่องมือเกิดการแตกหักกะทันหันภายในอายุการใช้งานปกติ ถือว่าไม่ถือเป็นความเสียหาย - การจัดการกับความล้มเหลวที่ร้ายแรง
เมื่อเกิดความล้มเหลวร้ายแรงในเครื่องมือกลและเป็นความล้มเหลวที่เกี่ยวข้อง จะต้องพิจารณาว่าเครื่องมือนั้นไม่มีคุณสมบัติด้านความน่าเชื่อถือทันที การเกิดความล้มเหลวร้ายแรงบ่งชี้ว่ามีอันตรายร้ายแรงด้านความปลอดภัยหรือปัญหาด้านคุณภาพในเครื่องมือกล จำเป็นต้องหยุดการทำงานทันทีและดำเนินการตรวจสอบและบำรุงรักษาอย่างครอบคลุม ในการประเมินความน่าเชื่อถือ ความล้มเหลวร้ายแรงมักถูกมองว่าเป็นรายการที่ไม่มีคุณสมบัติร้ายแรงและมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการประเมินความน่าเชื่อถือของเครื่องมือกล
สรุปได้ว่า การทำความเข้าใจและปฏิบัติตามหลักนิยามและการนับความผิดพลาดของเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลขอย่างถูกต้องมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงความน่าเชื่อถือของเครื่องมือกล ความปลอดภัยในการผลิต และประสิทธิภาพการผลิต การวิเคราะห์และวิเคราะห์ความผิดพลาดที่แม่นยำจะช่วยให้สามารถตรวจพบปัญหาที่เกิดขึ้นในเครื่องมือกลได้อย่างทันท่วงที และสามารถดำเนินมาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณภาพของเครื่องมือกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ