تابع اعتبارات التصميم الميكانيكي( الموثوقية)

تحدثنا في المقال السابق عن اعتبارات التصميم الميكانيكي وقلنا إنه يمكن تصنيفها في ثلاث أقسام رئيسية:

• اعتبارات التحميل والوظيفة (Loading and functionality considerations).
• اعتبارات خاصة بالتصنيع والتجميع.
• اعتبارات خاصة بالمستهلك.

وبدأنا في الحديث عن القسم الأول الخاص بالأحمال وأداء التصميم لوظيفته وذكرنا منه الاعتبار الأول وهو مقاومة الانهيار والكسر وسنكمل في هذا المقال اعتبارات التحميل والوظيفة لما لها من أثر مباشر على أداء التصميم لوظيفته والفترة التي يستطيع قضائها في الخدمة دون حدوث أعطال به.

 

الاعتبار الثاني الموثوقية (Reliability): –

في حياتنا اليومية، الموثوقية لها معنى واسع وغالبا ما تعني الاعتمادية. من الناحية الفنية، يتم تعريف الموثوقية على أنها الاحتمال الذي يؤدي فيه المنتج وظيفته المقصودة دون عطل في ظل ظروف محددة لفترة زمنية محددة. في حين أن الكفاءة والموثوقية مرتبطان، إلا أنهما ليس نفس الشيء الكفاءة هي مقياس لمدى جودة تحويل النظام لمدخلاته إلى مخرجات مفيدة الموثوقية هي مقياس لمدة أداء النظام دون فشل. عادة ما يتم التعبير عنها من حيث متوسط الوقت بين حالات الفشل (MTBF) أي Mean time between failure.

بمعني أوضح (Reliability) نعني بها إلى أي مدى يمكن أن يؤدي التصميم وظيفته بدون حدوث عطل به لأطول فترة ممكنة وفقاً لاعتبارات تشغيل معينة. ونلاحظ هنا أن الموثوقية أو الاعتمادية ترتبط بشكل أساسي بعاملين هما الوقت وظروف التشغيل بمعنى أنه لكل تصميم عمر افتراضي لأداء وظيفته بالشكل المناسب إذا تم تجاوز هذه المدة الزمنية فإن هذه المنتج يحتاج للصيانة أو حتى للخروج من الخدمة.

 

 

أما بالنسبة لعامل ظروف التشغيل، فلكل تصميم ظروف محددة لعمله يتم تحديدها من قبل المصمم او الشركة المصنعة له، فإذا تم استخدام المنتج في ظروف غير مناسبة فإن هذه قد يؤدي لفشله في أداء وظيفته أو يقلل من عمره الافتراضي لذلك نجد أن كثير من الشركات تسقط الضمان عن المنتج إذا تم استعماله تحت ظروف معينة تم التحذير منها سابقاً.

مثال: شركة DMG MORI  من أكبر الشركات المصنعة لماكينات التحكم الرقمي CNC نجد أن الشركة تعطي ضمان لماكيناتها لكن هذا الضمان ليس مطلق بل مشروط ومحدد ضوابط معينة من قبل الشركة, فعندما تقول الشركة مثلاً أنه يجب تثبيت الماكينة في وضع أفقي محكم لتجنب الاهتزازات الضارة ويأتي أحدهم ليثبتها على قاعدة غير مناسبة فيحدث فشل أو أعطال في الماكينة فها تكون الشركة غير مسؤولة عن هذا العطل.

ولفهم الموضوع أكثر سنأخذ مثال آخر لترس هذا الترس من المفترض أن يؤدي وظيفته في نقل الحركة لمدة 3 سنوات (فترة محددة) تحت عزم 10000 نيوتن*متر (ظروف تشغيل محددة)، ونفترض أنه توجد شركتين مصنعتين لهذا النوع من التروس شركة أ وشركة ب. لنرى هذه الترس بعد سنتين ………………………..

ترس شركة أ

 

 

ترس شركة ب

المثال السابق واضح جداً لتبيان أهمية أن يضع المصمم في اعتباره موثوقية التصميم فدعنا نفترض أنك صاحب مصنع وتريد شراء هذا النوع من التروس فإلى أي شركة ستلجأ أ أم ب؟!

أعتقد أنه من البديهي اختيار الشركة ب التي حافظ المنتج الخاص بها على خواصه وأداء وظيفته بكفاءة خلال فترة العمل المتوقعة منه، على عكس منتج الشركة أ التي حدث به انهيار أو فشل في أداء الوظيفة قبل نهاية العمر الافتراضي له.

أهمية أن يضع المصمم في اعتباره موثوقية المنتج: –

هناك عدد من الأسباب التي تجعل الموثوقية سمة مهمة للمنتج بما في ذلك:

• التقييم: ترتبط سمعة الشركة ارتباطًا وثيقًا بموثوقية منتجاتها. كلما كان المنتج أكثر وسوقية، زادت احتمالية امتلاك الشركة لسمعة جيدة.
• رضا العملاء: في حين أن المنتج الموثوق به قد لا يؤثر بشكل كبير على رضا العملاء بطريقة إيجابية، إلا أن المنتج غير الموثوق به يؤثر سلبًا على رضا العملاء بشدة. وبالتالي فإن الموثوقية العالية هي مطلب إلزامي لرضا العملاء.
• تكاليف الضمان: إذا فشل أحد المنتجات في أداء وظيفته خلال فترة الضمان، فإن تكاليف الاستبدال والإصلاح سوف تؤثر سلبًا على الأرباح، فضلاً عن كسب اهتمام سلبي غير مرغوب فيه. يعد تقديم تحليل الموثوقية خطوة مهمة في اتخاذا لإجراءات التصحيحية، مما يؤدي في النهاية إلى منتج أكثر وسوقية.
• تكرار الأعمال: يظهر جهد مركزّ لتحسين الموثوقية للعملاء الحاليين أن الشركة المصنعة جادة بشأن منتجها، وملتزمة رضا العملاء. هذا النوع من المواقف له تأثير إيجابي على الأعمال المستقبلية.
• تحليل التكاليف: قد يأخذ المصنعون بيانات وسوقية ويجمعونها مع معلومات التكلفة الأخرى لتوضيح فعالية التكلفة لمنتجاتهم. يمكن لتحليل تكاليف دورة الحياة أن يثبت أنه على الرغم من أن التكلفة الأولية لمنتج ما قد تكون أعلى، فإن التكلفة الإجمالية للعمر أقل من تكلفة المنافسين لأن منتجهم يتطلب إصلاحات أقل أو صيانة أقل.
• متطلبات العميل: يطلب العديد من العملاء في السوق اليوم من مورديهم برنامج موثوق فعال. لقد تعلم هؤلاء العملاء فوائد تحليل الموثوقية من التجربة.
• ميزة تنافسية: ستقوم العديد من الشركات بنشر أرقام الموثوقية المتوقعة للمساعدة في الحصول على ميزة على منافسيها.

مما سبق يتضح أهمية أن يكون المنتج ذا اعتمادية عالية ليستطيع أن يجد قبول لدى المستهلكين، للاعتمادية طرق كثيرة لتحليها وتقيمها ترتبط هذه الطرق بالجودة والهندسة الصناعية لذلك سنكمل الحديث عنها في المقال القادم بإذن الله.

 المراجع:

1. The Blame Machine, Why Human Error Causes Accidents – Whittingham, 2007.
2. Barnard, R.W.A. (2008). “What is wrong with Reliability Engineering?” Lambda Consulting.
3. Reliability and Safety Engineering – Verma, Ajit Kumar, Ajit, Srividya, Karanki, Durga Rao(2010).