AKADEMIA MARYNARKI WOJENNEJ im. Bohaterów Westerplatte ISSN X KWARTALNIK

Transkrypt

1 AKADEMIA MARYNARKI WOJENNEJ im. Bohaterów Westerplatte ISSN X KWARTALNIK ROK LIII Nr 2 (189) GDYNIA 2012

2 RADA NAUKOWA prof. Leif Bjørnø (Dania); dr hab. inż. Krzysztof Czaplewski, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Stanisław Dobrociński; prof. dr hab. inż. Antoni Drapella; prof. dr kpt. ż.w. Daniel Duda; kontradm. dr inż. Czesław Dyrcz; prof. dr hab. inż. Andrzej Felski; prof. dr hab. inż. Krzysztof Ficoń; dr hab. inż. Jerzy Garus, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Franciszek Grabski; dr hab. inż. Grażyna Grelowska, prof. AMW; dr hab. inż. Andrzej Grządziela, prof. AMW; dr hab. inż. Wojciech Jędruch, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Zygmunt Kitowski; dr hab. inż. Ryszard Kłos, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Eugeniusz Kozaczka; prof. dr Gvidonas Labeckas (Litwa); dr hab. inż. Artur Makar, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Witold Malina; prof. dr hab. inż. Leszek Piaseczny; prof. dr hab. inż. Cezary Specht; prof. dr hab. inż. Zbigniew Wiśniewski; dr hab. inż. Bogdan Żak, prof. AMW KOMITET REDAKCYJNY Redaktor naczelny kontradm. dr inż. Czesław Dyrcz Redaktorzy tematyczni: prof. dr hab. inż. Stanisław Dobrociński (mechanika techniczna) prof. dr hab. inż. Antoni Drapella (informatyka) prof. dr hab. inż. Andrzej Felski (nawigacja) dr hab. inż. Jerzy Garus, prof. AMW (automatyka i robotyka, mechatronika) prof. dr hab. Franciszek Grabski (matematyka) dr hab. inż. Grażyna Grelowska, prof. AMW (hydroakustyka) dr hab. inż. Andrzej Grządziela, prof. AMW (budowa i eksploatacja maszyn) dr hab. inż. Artur Makar, prof. AMW (hydrografia) Redaktor statystyczny dr inż. Agata Załęska-Fornal Redaktor językowy/sekretarz mgr Beata Różańska Członek KR z głosem doradczym dr Lesław Mroziński Wszystkie artykuł y zostały zrecenzowane Pierwotną (referencyjną) wersją czasopisma jest wersja on-line Zeszyty Naukowe AMW są indeksowane w BazTech: Artykuły Zeszytów Naukowych AMW są dostępne w wersji elektronicznej na stronie: (zakładka: Nauka Zeszyty Naukowe AMW) Redakcja Zeszytów Naukowych Akademii Marynarki Wojennej Gdynia, ul. J. Śmidowicza 69 tel b.rozanska@amw.gdynia.pl Druk i oprawa Wydawnictwo Akademickie AMW

3 SPIS TREŚ CI Andrzej Adamkiewicz, Arkadiusz Burnos Kluczowe wskaźniki efektywności w utrzymaniu silników spalinowych w układach energetycznych jednostek pływających... 5 Adam Cichocki Analiza możliwości użycia lekkich torped ZOP na poligonach morskich MW RP Leszek Flis, Marek Sperski Ocena wpływu kształtu wierzchołka pocisku na proces przebijania pancerzy stalowych Grzegorz Garbacz, Lesław Kyzioł Stanowisko do badania wytrzymałości zmęczeniowej materiałów konstrukcyjnych w warunkach działania cieczy korodującej dla złożonego stanu naprężeń Antoni Iskra, Jarosław Kałużny, Maciej Babiak, Konrad Marszałkowski Innowacyjna konstrukcja utleniającego reaktora katalitycznego uwzględniająca udział węglowodorów w spalinach Wojciech Jurczak, Krzysztof Dudzik Odporność korozyjno-naprężeniowa i zmęczeniowo-korozyjna okrętowych stopów aluminium i ich spawalność Mirosław Karczewski, Leszek Szczęch Metodyka wyznaczania trójskładnikowej mieszaniny optymalnej do zasilania silnika z układem Common Rail Waldemar Mironiuk Computer visualisation of flooding damaged compartments in vessel type

4 Spis treści Bogdan Pojawa, Kamil Borsuk Wyznaczenie charakterystyki współpracy okrętowego turbinowego silnika spalinowego z odbiornikiem energii z wykorzystaniem techniki planowania eksperymentu Grzegorz Rutkowski Wykorzystanie przestrzennego modelu domeny do oceny bezpieczeństwa nawigacyjnego kontenerowców oceanicznych klasy PS, takich jak Emma Maersk, podczas manewrów podchodzenia do terminalu DTC Gdańsk Port Północny

5 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LIII NR 2 (189) 2012 Andrzej Adamkiewicz Arkadiusz Burnos Akademia Morska w Szczecinie KLUCZOWE WSKAŹ NIKI EFEKTYWNOŚ CI W UTRZYMANIU SILNIKÓW SPALINOWYCH W UKŁ ADACH ENERGETYCZNYCH JEDNOSTEK PŁ YWAJĄ CYCH STRESZCZENIE Kluczowe wskaźniki efektywności (Key Performance Indicators KPI) to jedno z podstawowych narzędzi sterowania eksploatacją obiektów technicznych. Ich właściwe wdrożenie i stosowanie pozwala na doskonalenie oraz kontrolę zarówno procesów utrzymywania, jak i użytkowania układów energetycznych. W artykule przedstawiono aspekty wykorzystania kluczowych wskaźników efektywności utrzymania w procesach sterowania eksploatacją układów energetycznych na jednostkach pływających. Wskazano istotne mierzalne wartości techniczne, organizacyjne i ekonomiczne systemów eksploatacji, które mogą determinować decyzje związane z utrzymywaniem obiektów technicznych w stanie zdatności według zamierzonych kryteriów. Dokonano przeglądu metod doboru wskaźników i podjęto próbę interpretacji ich przykładowych wartości. Odniesiono się do wykorzystania wskaźników w komputerowych systemach zarządzania utrzymaniem ruchu (Computerized Maintenance Management System CMMS) i wykorzystania tych systemów w procesach sterowania utrzymaniem układów energetycznych. Słowa kluczowe: wskaźniki efektywności, KPI, układ energetyczny, jednostka pływająca, turbinowy silnik spalinowy. WSTĘP Eksploatacja układów energetycznych jednostek pływających jest współcześnie procesem coraz dokładniej dozorowanym. Pozwalają na to systemy nadzoru, pomiarowe, rejestracji i archiwizowania danych, szybsze i zminiaturyzowane komputery oraz uniwersalne i otwarte oprogramowanie. Zgromadzone dane stają się cennym 5

6 Andrzej Adamkiewicz, Arkadiusz Burnos zasobem informacji, a ich identyfikacja i analiza pozwala na racjonalizację sterowania procesem eksploatacji [2]. Na podstawie wykonywanych pomiarów właściwości eksploatacyjnych maszyn i urządzeń zainstalowanych na jednostkach pływających wyznacza się istotne grupy informacji. Ich przedstawienia dokonuje się z użyciem kluczowych wskaźników efektywności (Key Performance Indicators KPI), które są jednym z podstawowych narzędzi sterowania eksploatacją obiektów technicznych [7]. Efektywność może być rozumiana w różny sposób, w zależności od dziedziny i warunków, w których jest szacowana. W systemach eksploatacji jest to właściwość spełniania wymagań w kontekstach: niezawodnościowym, ekonomicznym, jakościowym, wydajnościowym i ekologicznym [5]. Istotą oceny efektywności jest określenie prawdopodobieństwa zachowania przez system nominalnych osiągów w trakcie użytkowania [6]. Efektywność określa się zatem w kategoriach rezultatów osiągniętych lub oczekiwanych [8]. Utrzymanie układów energetycznych na jednostkach pływających odnosi się do wielokierunkowej działalności mającej na celu zachowanie zdatności funkcjonalnej maszyn, urządzeń i instalacji. Utrzymanie jest pojęciem coraz częściej spotykanym w literaturze technicznej związanej z teorią i praktyką eksploatacji [1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10]. Niekiedy są stosowane również takie pojęcia, jak utrzymanie ruchu lub utrzymanie w ruchu. Wszystkie te zagadnienia odnoszą się przede wszystkim do zachowania obiektów technicznych w stanie zdatności i gotowości do użytkowania na oczekiwanym poziomie i w odpowiednim czasie. Na utrzymanie obiektów składają się czynności zarówno bezpośrednio związane z obiektem technicznym, jak i wspierające, zazwyczaj związane z przedmiotem eksploatacji pośrednio poprzez dział zarządzania, informacji, logistyki itp. Na utrzymanie składają się następujące działania [1, 3, 8]: obsługa techniczna (naprawy, remonty, regulacje itp.); obsługa logistyczna, tj. logistyka części zamiennych i środków eksploatacyjnych; akwizycja informacji o utrzymywanych obiektach; zarządzanie wiedzą i personelem technicznym; tworzenie i wdrażanie okresowych procedur obsługowych; diagnostyka na potrzeby obsługiwania. CEL STOSOWANIA KLUCZOWYCH WSKAŹNIKÓW EFEKTYWNOŚCI Efektywność utrzymywania układów energetycznych jednostek pływających jest istotnym zagadnieniem z punku widzenia racjonalizacji działalności człowieka 6 Zeszyty Naukowe AMW

7 Kluczowe wskaźniki efektywności w utrzymaniu silników spalinowych z wykorzystaniem morskich środków transportu, okrętów o charakterze militarnym oraz wszystkich innych jednostek pływających, zwłaszcza wydobywczych i produkcyjnych platform pełnomorskich oraz jednostek FPSO (Floating Production, Storage and Offloading). Celem stosowania kluczowych wskaźników efektywności utrzymania jest: przedstawienie bieżących i historycznych wartości miar właściwości eksploatacyjnych oraz relacji między nimi; umożliwienie porównania otrzymanych wartości z wartościami projektowymi oraz z wartościami uzyskanymi w wyniku obserwacji innych systemów eksploatacji; diagnostyka realizowanych działań utrzymania; realizacja procesu ciągłego doskonalenia poprzez wyszukiwanie i eliminację znacznych odchyleń od założonych wartości projektowych; śledzenie zmian i postępu w systemie eksploatacji; motywowanie oraz rozliczanie personelu technicznego i zarządzającego z uzyskanych efektów. KLASYFIKACJA WSKAŹNIKÓW EFEKTYWNOŚCI UTRZYMANIA Efektywność utrzymania układów energetycznych jednostek pływających najczęściej odnosi się do: jakości realizowanych procesów utrzymania; jakości pracy maszyn, urządzeń i instalacji; organizacji i wydajności pracy kadr technicznych; kosztów i opłacalności realizowanych działań utrzymania. Kluczowe wskaźniki efektywności utrzymania zostały ustrukturyzowane w trzy kategorie [8]: wskaźniki ekonomiczne; wskaźniki techniczne; wskaźniki organizacyjne. W każdej z tych grup wydzielono wskaźniki na poziomie ogólnym, pośrednim i szczegółowym [8, 10]. Korzystając z oznaczeń zastosowanych w [8, 9, 10], podział predefiniowanych w tych materiałach wskaźników przedstawiono w tabeli 1. 2 (189)

8 Andrzej Adamkiewicz, Arkadiusz Burnos Tabela 1. Strukturyzacja wskaźników efektywności utrzymania maszyn [8, 9, 10] Wskaźniki ekonomiczne Wskaźniki techniczne Wskaźniki organizacyjne E1, E2, E3, E4, E5, T1, T2, T3, T4 Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, E6 Q6, Q7, Q8 Poziom 1. ogólny/armatorski (np. zbiór jednostek pływających) Poziom 2. pośredni (np. układ energetyczny jednostki pływającej) Poziom 3. szczegółowy (np. turbinowy silnik spalinowy) E7, E8, E9, E10, E11, E12, E13, E14 E15, E16, E17, E18, E19, E20, E21, E22, E23, E24 T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15, T16 T17, T18, T19, T20, T21 O9, O10 O11, O12, O13, O14, O15, O16, O17, O18, O19, O20, 021, O22, O23, O24, O25, O26 Źródło: S. Niziński, Utrzymanie pojazdów i maszyn, Biblioteka Problemów Eksploatacji, red. S. Niziński, R. Michalski, Olsztyn 2007; PN-EN 15341; PN-EN W aktualnych normach [10] umieszczono wskaźniki uznane przez Komitet Techniczny CEN/TC 319 Maintenance za najistotniejsze. Nie oznacza to jednak, że na firmy i instytucje zajmujące się eksploatacją jednostek pływających nakładane są jakiekolwiek ograniczenia. KPI są tworzone i dobierane na podstawie indywidualnego zapotrzebowania informacyjnego w każdym systemie eksploatacji. Poniżej przedstawiono wybrane predefiniowane w [10] oraz [8] wskaźniki efektywności utrzymania. Spośród wskaźników technicznych jednym z najczęściej wykorzystywanych KPI jest dostępność A określonej maszyny lub całego układu energetycznego. Wartość ta jest tożsama ze stosowaną w Polsce gotowością K. Rozróżniana jest dostępność techniczna A t oraz dostępność operacyjna A o. [T1] A t = T OT / ( T OT +T DT.M ); (1) [T2] A o = T UT.t / t; (2) gdzie: T OT całkowity czas pracy; T DT.M sumaryczny czas spoczynku spowodowany działaniami utrzymania; T UT.t czas zdatności w czasie t. Wskaźniki T1 oraz T2 pozwalają na opisanie niezawodności poszczególnych obiektów lub całego układu energetycznego. Innym wskaźnikiem technicznym używanym do opisania niezawodności jest średni czas pomiędzy uszkodzeniami MTBF (Mean Time Between Failures). 8 Zeszyty Naukowe AMW

9 Kluczowe wskaźniki efektywności w utrzymaniu silników spalinowych gdzie: F liczba awarii. [T17] MTBF = T OT / F, (3) KPI, za pomocą którego opisuje się nie tylko efektywność prac utrzymania, ale również podatność obiektów na odnowę/naprawę, jest średni czas naprawy MTTR (Mean Time To Repair). [T21] MTTR = T DT.M / F. (4) Jednym z najczęściej stosowanych na jednostkach pływających wskaźników organizacyjnych jest stosunek zaplanowanych zadań do wszystkich dostępnych osobogodzin. [O5] O W = WO / WF, (5) gdzie: WO suma osobogodzin działań UR zaplanowana; WF suma osobogodzin działań UR dostępna. Z punku widzenia ekonomicznego stosowany jest często wskaźnik opłacalności, mówiący o kosztach utrzymania w aspekcie ewentualnej wymiany obiektu lub układu na nowy. [E1] E 1 = C M / C Re, (6) gdzie: C M całkowity koszt utrzymania; całkowity koszt wymiany. C Re Stosowany też bywa wskaźnik kosztów utrzymania w relacji do parametru pracy lub wydajności (np. tona wyprodukowanego produktu naftowego w przypadku jednostek FPSO). [E5] C P = C M / P, (7) gdzie: P wydajność produkcyjna. Mierzona jest również efektywność gospodarki magazynowej. Przykładem wskaźnika w tym obszarze może być stosunek wartości całkowitych kosztów środków eksploatacji/części zamiennych wykorzystywanych w działaniach utrzymania i wartości zapasów w danym przedziale czasu t. 2 (189)

10 Andrzej Adamkiewicz, Arkadiusz Burnos [E12] E WT = C Materials.t / V Materials.t, (8) gdzie: C Materials.t całkowity koszt materiałów stosowanych w utrzymaniu ruchu w czasie t; V Materials.t średnia wartość zmagazynowanych materiałów stosowanych w utrzymaniu ruchu w czasie t. METODY DOBORU WSKAŹNIKÓW EFEKTYWNOŚCI UTRZYMANIA Dobór kluczowych wskaźników efektywności utrzymania jest najczęściej realizowany z wykorzystaniem metody eksperckiej. Polega ona na selekcji wskaźników przez grupę specjalistów z zakresu eksploatacji. Metoda ta wywodzi się z praktyk zarządzania projektami i jest ona możliwa do wykorzystania, jeżeli spełnione są następujące warunki: dostępni są pracownicy, którzy znając funkcjonalność poszczególnych KPI, mogą zdecydować w plenarnej dyskusji, jakie wskaźniki w konkretnej części systemu eksploatacji będą mogły znaleźć zastosowanie; wśród pracowników pracujących nad doborem znajdują się osoby z różnych szczebli organizacyjnych (pracownicy techniczni, kierownicy niższego szczebla, kierownicy wyższego szczebla); równolegle wykorzystywane są wskaźniki efektywności w innych obszarach przedsiębiorstwa, a definicje poszczególnych składowych tych wskaźników są ujednolicone i znane grupie eksperckiej pracującej nad doborem wskaźników dla systemu eksploatacji układów energetycznych. Metoda ekspercka znajduje szerokie zastosowanie w sterowaniu eksploatacją jednostek pływających. Taki dobór wskaźników efektywności jest jednak mocno uzależniony od doświadczenia i wiedzy członków zespołu specjalistów. Z tego względu na potrzeby ustanawiania nowych standardów dotyczących KPI w poszczególnych przedsiębiorstwach zatrudniani są często zewnętrzni konsultanci, których zadaniem jest wprowadzenie do prac zespołu wiedzy o tzw. najlepszej praktyce stosowanej w podobnych systemach eksploatacji. Tam gdzie wykorzystywane są CMMS (Computerized Maintenance Management System), można skorzystać z predefiniowanych wskaźników. Do najbardziej rozbudowanych i znanych systemów tego typu należą: IBM Maximo, SAP PM, Infor EAM oraz dedykowane moduły dla Microsoft Dynamics. Na rysunku 1. przedstawiono panel tworzenia i ilustracji kluczowych wskaźników efektywności w programie IBM Maximo wersja Zeszyty Naukowe AMW

11 Kluczowe wskaźniki efektywności w utrzymaniu silników spalinowych Rys. 1. Panel tworzenia i ilustracji kluczowych wskaźników efektywności w programie IBM Maximo wersja 7 Źródło: W nowoczesnych systemach CMMS znajduje się wiele opcji wyboru i modyfikacji najczęściej stosowanych wskaźników. Aktualizowane dane pozwalają na zastosowanie metod analitycznych i wyznaczenie obszarów o niższej niż oczekiwana efektywności, a co za tym idzie skierowanie tam działań doskonalących utrzymanie. Jeżeli na potrzeby systemu eksploatacyjnego jest tworzony nowy wskaźnik efektywności, powinno się uwzględnić następujące zasady [11]: celowości: nie wskaźnik jest przedmiotem analizy, lecz określony obszar systemu eksploatacji, który opisywany jest za pomocą wskaźnika; 2 (189)

12 Andrzej Adamkiewicz, Arkadiusz Burnos odpowiedniości: za pomocą wskaźników należy wiązać ze sobą tylko takie wielkości, które pozostają ze sobą w logicznym związku i pozwalają na dokonanie sensownej interpretacji; współmierności: zapewnienie takiego sposobu wyrażania wielkości, który odpowiada faktycznym relacjom zachodzącym między nimi. INTERPRETACJA KLUCZOWYCH WSKAŹNIKÓW EFEKTYWNOŚCI I ICH WPŁYW NA DECYZJE EKSPLOATACYJNE Właściwie dobrane i przedstawione KPI mogą nieść ze sobą dużą wartość informacyjną. Dzięki właściwej interpretacji można podejmować racjonalne decyzje eksploatacyjne związane między innymi z planowaniem remontów, zmianami organizacyjnymi, planowaniem częstotliwości zakupów i dostaw części zamiennych itp. Na rysunku 2. przedstawiono wartości średniego czasu między uszkodzeniami krytycznymi MTBF C dla populacji 30 turbinowych siników spalinowych uzyskane drogą symulacji losowej z rozkładu normalnego przy średniej wartości x śr = 605,9 oraz odchyleniu standardowym S = 200. Wartości początkowe zostały zaczerpnięte i zmodyfikowane na potrzeby symulacji z poradnika niezawodnościowego OREDA-97 [4]. Na rysunku zaznaczono również medianę M oraz wartości: mediana +20% M +20% i mediana 20% M -20%. Przyjęto, że wartość M -20% jest dla tej populacji silników minimalną wartością oczekiwaną. Wyznaczono w ten sposób przedział, który dla badanej grupy populacji uznaje się za zakres wartości normalnych. Na podstawie analizy wyników symulacji uzyskano zbiór silników turbinowych znajdujących się poniżej i powyżej wartości projektowych. Interpretacją tak przedstawionych danych może być stwierdzenie, że efektywność utrzymania (w ujęciu niezawodnościowym) turbinowych silników spalinowych o numerach 1, 2, 5, 10, 23, 24, 26 jest niezadowalająca (poniżej wartości oczekiwanych). Analiza tylko wskaźnika MTBF nie jest jednak wystarczająca w zakresie podejmowania istotnych decyzji organizacyjnych czy eksploatacyjnych. Na rysunku 3. zestawiono otrzymane wartości MTBF C wraz z otrzymanymi drogą podobnej symulacji wartościami średniego czasu naprawy uszkodzeń krytycznych MTTR C oraz całkowitymi rocznymi kosztami utrzymania w odniesieniu do jednostki produkowanej mocy C P. Wyjściowe wartości dla symulacji MTTR zaczerpnięto, podobnie jak dla MTBF, z poradnika OREDA-97, natomiast wartości ekonomiczne z danych udostępnionych przez Northeast CHM Application Center Uniwersytetu Massachusetts (USA). 12 Zeszyty Naukowe AMW

13 Kluczowe wskaźniki efektywności w utrzymaniu silników spalinowych Rys. 2. Wartości wskaźnika MTBF C dla populacji 30 turbinowych silników spalinowych Źródło: Det Norske Veritas, Ofshore Reliability Data Handbook 3 rd Edition, OREDA Particiants, Hovik Przedstawione na rysunku 3. wartości wskaźników pozwoliły na dokonanie wstępnej oceny efektywności utrzymania. W tym przypadku szczególną uwagę zwrócono na silniki o numerach 2, 5, 10 oraz 24, których średni czas między uszkodzeniami krytycznymi wynosi mniej niż minimalna wartość oczekiwana M -20% i jednocześnie średni czas naprawy uszkodzenia krytycznego oraz całkowity roczny koszt utrzymania są stosunkowo wysokie. Silniki te są utrzymywane w sposób znacznie mniej efektywny niż pozostałe z badanej populacji. W celu poprawy ich efektywności należałoby podjąć określone działania organizacyjne i eksploatacyjne. Przykładowymi działaniami tego typu mogłyby się stać: przegląd i modernizacja procedur obsługowych; szkolenie załogi obsługującej turbiny; wprowadzenie dodatkowych procedur z zakresu zarządzania częściami zamiennymi; zaplanowanie remontu głównego w systemach energetycznych, gdzie te turbiny są zainstalowane; wprowadzenie nadzwyczajnych procedur kontrolnych (inspekcje, diagnostyka na potrzeby utrzymywania). 2 (189)

14 Andrzej Adamkiewicz, Arkadiusz Burnos Rys. 3. Wartości wskaźników MTBF C, MTTR C oraz C P dla populacji 30 turbinowych silników spalinowych Źródło: Det Norske Veritas, Ofshore Reliability Data Handbook, wyd. cyt. Wybór podejmowanych czynności doskonalenia utrzymania układów energetycznych zależy od elementów składowych tego układu oraz od możliwości inwestycyjnych przedsiębiorstwa lub instytucji odpowiadającej za eksploatację. Racjonalizacja działań utrzymania prowadzona jest zazwyczaj w oparciu o kryterium wiodące, którym może być przykładowo niezawodność lub całkowity koszt utrzymania. Szczególnie istotne jest ustalenie wartości pożądanych oraz alarmowych poszczególnych wskaźników dla całego układu oraz dla poszczególnych jego elementów. Większość z oferowanych na rynku systemów CMMS umożliwia automatyzację nadzoru wartości KPI. Powiadamianie o przekroczeniu wartości alarmowych może się odbywać drogą komunikatu w systemie, ale również drogą poczty elektronicznej do wyznaczonej osoby odpowiadającej za określoną część układu energetycznego. Automatyzacja procesu powiadamiania wiąże się zazwyczaj z włączeniem do grupy odbiorców wiadomości alarmowych biura armatorskiego jednostki pływającej. PODSUMOWANIE Sformułowane w artykule kluczowe wskaźniki efektywności utrzymania silników spalinowych są stosownym zbiorem wielkości wiarygodnie wartościujących ocenę i prawidłowość podejmowanych decyzji eksploatacyjnych w utrzymaniu 14 Zeszyty Naukowe AMW

15 Kluczowe wskaźniki efektywności w utrzymaniu silników spalinowych silników spalinowych. Teza ta dotyczy silników w układach energetycznych statków zarówno w skali technicznej, jak i pozyskiwania informacji do budowy modeli predykcyjnych, dla potrzeb między innymi logistyki armatora. Źródłami informacji przedstawianych za pomocą kluczowych wskaźników efektywności mogą być dane historyczne dotyczące częstotliwości i charakteru zdarzeń eksploatacyjnych, a także dane pozyskane drogą badań symulacyjnych adekwatnych do rozpatrywanego procesu utrzymania obiektów technicznych. BIBLIOGRAFIA [1] Adamkiewicz A., Burnos A., Influence of maintenance strategies on the reliability of gas turbines in power systems of floating production, storage and offloading units (FPSO), 28 th International Scientific Conference DIAGO 2009, Technical diagnostics of machines and Manufacturing equipment, Technická Univerzita Ostrava, Asociace Technických Diagnostiků, Ostrava, Rožnov pod Radhoštěm, January [2] Adamkiewicz A., Burnos A., Modele sygnałów diagnostycznych stosowane w utrzymaniu turbinowych silników spalinowych na jednostkach typu FPSO, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, 2009, nr 19, s [3] Adamkiewicz A., Burnos A., Utrzymanie turbinowych silników spalinowych na jednostkach typu FPSO, Zeszyty Naukowe AMW, 2009, nr 178A, s [4] Det Norske Veritas, Ofshore Reliability Data Handbook 3 rd Edition, OREDA Particiants, Hovik [5] Lewitowicz J., Kustroń K., Podstawy eksploatacji statków powietrznych własności i właściwości eksploatacyjne statku powietrznego, Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa [6] Lewitowicz J., Podstawy eksploatacji statków powietrznych systemy eksploatacji statków powietrznych, Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa [7] Mobley K. R., Higgins L. R., Wikoff D. J., Maintenance Engineering Handbook Seventh Edition, The McGraw-Hill Companies, [8] Niziński S., Utrzymanie pojazdów i maszyn, Biblioteka Problemów Eksploatacji, red. S. Niziński, R. Michalski, Olsztyn [9] PN-EN [10] PN-EN (189)

16 Andrzej Adamkiewicz, Arkadiusz Burnos [11] Zarządzanie finansami, red. D. Zarzecki, Publikacje Uniwersytetu Szczecińskiego, Szczecin [12] KEY PERFORMANCE INDICATORS IN MAINTENANCE OF GAS TURBINE ENGINES IN POWER SYSTEMS OF FLOATING VESSELS ABSTRACT Key performance indicators (KPI) are one of basic tools used in technical objects exploitation management. Proper implementation and use of KPI make it possible to improve and control maintenance as well as operation processes of power systems. The paper presents some aspects of use of key performance indicators related to maintenance of power systems in exploitation of floating units. It includes essential measurable technical, organizational and economic values in exploitation systems which can influence decisions related to maintaining floating objects in proper conditions according to the criteria measured. The authors review the KPI selection methods and try to interpret examples of the values. It also refers to the use of KPIs in computerized maintenance management systems (CMMS) as well as to the use of these systems to control maintenance of power systems. Keywords: key performance indicators, KPI, power system, floating vessel, gas turbine engine. 16 Zeszyty Naukowe AMW

17 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LIII NR 2 (189) 2012 Adam Cichocki Akademia Marynarki Wojennej ANALIZA MOŻ LIWOŚ CI UŻ YCIA LEKKICH TORPED ZOP NA POLIGONACH MORSKICH MW RP STRESZCZENIE Artykuł przedstawia analizę możliwości wykonywania zadań z użyciem ćwiczebnych torped t. MU90 Impact na poligonach morskich MW RP. Dla uzyskania odpowiedzi na pytanie, na których poligonach morskich MW RP użycie tego typu torpedy jest bezpieczne i możliwe z punktu widzenia operacyjnego, analizie poddano wszystkie poligony morskie w strefie odpowiedzialności MW RP oraz taktyczne możliwości i ograniczenia torpedy MU90 Impact. W efekcie wskazano te poligony, na obszarze których w kontekście przyjętych warunków użycie torpedy jest możliwe i bezpieczne. Słowa kluczowe: poligony morskie, strzelanie torpedowe, torpeda, użycie uzbrojenia morskiego. WSTĘP Skuteczne wykorzystanie systemów uzbrojenia morskiego jest silnie skorelowane z organizacyjnym i merytorycznym przygotowaniem załóg okrętów w zakresie jego bojowego użycia. Zakładany poziom wyszkolenia uzyskuje się w trybie realizacji ćwiczeń i treningów związanych z przygotowaniem i faktycznym użyciem (najczęściej wersji ćwiczebnych) danego typu uzbrojenia. Wyjątku nie stanowi tutaj system lekkich torped zwalczania okrętów podwodnych (ZOP) eksploatowany na okrętach typu Oliver Hazard Perry (OHP) oraz śmigłowcach typu SH-2G Super SeaSprite i Mi-14 Pł, których kluczowym komponentem jest zaawansowana torpeda MU90 Impact. 17

18 Adam Cichocki Konstrukcja nowoczesnych systemów torpedowych oparta jest na skomplikowanych rozwiązaniach technologicznych, co owocuje najczęściej uzyskaniem wysokich współczynników efektywnościowych i niezawodnościowych. Narzuca to jednak potrzebę systematycznego testowania w warunkach zbliżonych do bojowych nie tylko uzbrojenia, ale również załogi okrętu biorącego udział w jego eksploatacji. Czasem i miejscem takich właśnie testów są ćwiczenia obejmujące strzelania torpedowe na specjalnie do tego celu wybranym akwenie, zwanym poligonem morskim. W niniejszym artykule przedstawione zostaną czynniki warunkujące wykonywanie ćwiczebnych strzelań torpedowych z użyciem lekkiej torpedy ZOP typu MU90 Impact na poligonach morskich MW RP. Analiza dotyczyła obszarów poligonów morskich znajdujących się pod jurysdykcją MW RP oraz panujących tam warunków nawigacyjno-hydrograficznych, które determinują możliwości wykonywania strzelań torpedowych z pokładu nosiciela nawodnego i lotniczego. POLIGONY MORSKIE MW RP Poligon morski to wydzielony akwen morza wraz z rozciągającą się nad nim przestrzenią powietrzną i ewentualnie przyległym do niego obszarem lądu o specjalnym przeznaczeniu. Poligony morskie zabezpieczają wykonywanie zadań ogniowych przez okręty MW, lotnictwo morskie, jednostki brzegowe MW oraz pododdziały współdziałających rodzajów sił zbrojnych, takie jak strzelania artyleryjskie i rakietowe do celów morskich i powietrznych, a także prowadzenie ćwiczeń taktycznych typowych dla poszczególnych rodzajów sił MW. Marynarka Wojenna w swoim obszarze odpowiedzialności dysponuje czterdziestoma trzema poligonami morskimi (rys. 1.), które rozmieszczone są wzdłuż całego polskiego wybrzeża. Znajdują się one zarówno na wodach wewnętrznych 1, morzu terytorialnym 2, jak i w wyłącznej strefie ekonomicznej 3. Można wyróżnić trzy główne obszary, w których występują: wokół portów Zatoki Gdańskiej, portów Łeba Darłowo oraz portów Świnoujście Dziwnów. 1 Wody wewnętrzne to wody pomiędzy linią podstawową morza terytorialnego a lądem. Zob. Konwencja Narodów Zjednoczonych o Prawie Morza z r. 2 Morze terytorialne to wody pomiędzy linią podstawową a linią oddaloną o 12 mil morskich od linii podstawowej. Zob. Konwencja Narodów Zjednoczonych, wyd. cyt. 3 Wyłączna strefa ekonomiczna to obszar położony na zewnątrz morza terytorialnego i przylegający do morza terytorialnego, o szerokości nie większej niż 200 mil morskich od linii podstawowych, od których mierzona jest szerokość morza terytorialnego. Zob. Konwencja Narodów Zjednoczonych, wyd. cyt. 18 Zeszyty Naukowe AMW

19 Analiza możliwości użycia lekkich torped ZOP na poligonach morskich MW RP Rys. 1. Rozmieszczenie poligonów morskich MW RP Źródło: Wykaz poligonów, torów wodnych, kotwicowisk MW RP, stref zamykanych dla żeglugi i rybołówstwa oraz stref niebezpiecznych dla lotów statków powietrznych na Obszarach Wodnych RP, wyd. II, Gdynia W celu wykonania zadania szkoleniowego na morzu siłom uczestniczącym w danym przedsięwzięciu szkoleniowym przydziela się odpowiednie poligony morskie, a w ramach poligonów w uzasadnionych przypadkach wydzielone zostają rejony, strefy, sektory lub rubieże. Miejsce i czas wykorzystania poligonów (rejonów wydzielonych, stref bądź sektorów) powinno być podane w tygodniowym planie szkolenia Marynarki Wojennej, a także w dokumentach danego ćwiczenia. Przeznaczenie i sposób wykorzystania każdego poligonu morskiego MW RP jest określone w Wykazie poligonów, torów wodnych, kotwicowisk MW RP, stref zamykanych dla żeglugi i rybołówstwa oraz stref niebezpiecznych dla lotów statków powietrznych na Obszarach Wodnych RP. Zgodnie z tą publikacją tylko trzy poligony morskie (P-2, P-11, P-32) przeznaczone są do strzelań torpedowych przez nosicieli nawodnych, podwodnych i lotniczych. Torpeda typu MU90 Impact jest uzbrojeniem nowym, które Marynarka Wojenna RP eksploatuje od kilku lat. Należy do rodziny tzw. torped lekkich, co oznacza, że zarówno jej wymiary geometryczne, jak i masa są znacznie mniejsze niż jej 2 (189)

20 Adam Cichocki standardowych odpowiedników (tzw. torped ciężkich), co ma wpływ na właściwości i wymagania operacyjne. Taki stan rzeczy pozwala na postawienie tezy, iż może ona być efektywnie używana do strzelań ćwiczebnych na większej liczbie poligonów niż te pierwotnie wyznaczone do strzelań torpedowych. Czynnikami determinującymi efektywne użycie tego typu uzbrojenia w trakcie ćwiczeń na poligonach morskich są warunki nawigacyjno-hydrograficzne oraz hydrologiczno-meteorologiczne panujące na wybranym poligonie w czasie odbywania ćwiczenia. Warunki te ponadto określają bezpieczeństwo ludzi i sprzętu bezpośrednio zaangażowanego w ćwiczenie (bezpieczeństwo nosiciela uzbrojenia i jego załogi, jednostek zabezpieczających ćwiczenie) oraz potencjalnych jednostek niezaangażowanych w ćwiczenie, a przebywających w pobliżu poligonu morskiego. KRYTERIA UŻYCIA TORPEDY MU90 IMPACT (TVE) Dla zapewnienia możliwości użycia torpedy ćwiczebnej oraz bezpieczeństwa ludzi i sprzętu podczas wykonywania ćwiczebnych strzelań torpedowych przeprowadzono analizę poligonów morskich ze względu na warunki nawigacyjno-hydrograficzne określające minimalne geometryczne wymiary oraz głębokości na poligonach morskich. Kryteria użycia odnoszą się bezpośrednio do ograniczeń operacyjnych torpedy MU90 Impact (rys. 2.) narzuconych przez jej właściwości techniczne oraz zalecenia producenta uzbrojenia. Rys. 2. Torpeda MU-90 Impact w wersji okrętowej (u góry) i w wersji lotniczej (na dole) Źródło: EuroTorp MU90 Brochure, materiały informacyjne firmy Eurotorp. 20 Zeszyty Naukowe AMW