Paweł Krzaczek 1, Andrzej Kuranc 2, Wiesław Piekarski 3 Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Wybrane aspekty diagnostyki technicznej w systemie obsługi pojazdów i maszyn rolniczych Wprowadzenie Sprzedaż pojazdów i maszyn rolniczych stanowi początek interakcji pomiędzy producentem/sprzedawcą a użytkownikiem i obejmuje poszczególne czynności związane z procesem eksploatacji głównie poprzez sprzedaż, przekazanie, szkolenia, obsługa gwarancyjna, pomoc techniczna, przeglądy, naprawy, uaktualnienia [5]. Uzupełnienie procesu stanowi sprzedaż części zamiennych, wyposażenia dodatkowego, czy materiałów eksploatacyjnych. Dlatego najważniejszym ogniwem wpływającym na lojalność klientów i przychody przedsiębiorstw są inwestycje w organizację obsługi pojazdów i maszyn rolniczych [1, 9]. Wprowadzanie licznych innowacji technologicznych w konstrukcjach pojazdów rolniczych wpływa na zwiększenie efektywności energetycznej i wydajności w powiązaniu z poprawą warunków pracy operatora oraz z obniżeniem negatywnego wpływu na środowisko [6, 7]. Ponadto zastosowane w pojazdach systemu sterującodiagnostycznego [11] opartego na technikach informatycznych wspomaga pracę użytkowników [2, 4] głównie poprzez monitorowanie stanu technicznego [17, 18] a także diagnostykę zewnętrzną [3], a nawet zdalną [13]. Uwzględnienie powyższych technologii w procesie odnowy pojazdów pozwala na aktualizację struktury organizacyjnej podsystemu obsługi pojazdów i maszyn rolniczych. Metodyka badań Przedmiot badań stanowiły podmioty wprowadzające pojazdy i maszyny rolnicze na rynek oraz posiadające uprawnienia autoryzowanych stacji obsługowych (ASO). Badania obejmujące obserwację funkcjonowania ASO przeprowadzono w latach 2004-2014. Na poszczególnych etapach obsługi związanych ze sprzedażą i utrzymaniem pojazdów i maszyn rolniczych w gotowości technicznej zwracano uwagę na źródła i przepływ informacji. Ponadto dokonano aktualizacji czynności występujących w procesie eksploatacji, a także przeprowadzono próbę określenia struktury organizacyjnej współczesnych podsystemów obsługi pojazdów rolniczych. W czasie prowadzonych badań szczególną uwagę zwrócono na zmiany konstrukcyjne w budowie obsługiwanych obiektów. Logistyka obsługi technicznej pojazdów i maszyn rolniczych w autoryzowanych stacjach obsługi Obsługa techniczna obejmuje głównie materialne zaopatrzenie użytkowników [10, 12, 8], jednak nie ogranicza się do zaopatrywania w części zamienne i materiały eksploatacyjne. Współczesne rozwiązania konstrukcyjne wymuszają zmiany w zakresie metod oceny stanu technicznego pojazdów i zwiększają zakres świadczonych usług przez ASO. Wyniki sprzedaży oraz strategie stosowane przez producentów stanowią podstawę do wyznaczania zadań logistycznych w sferze obsługi technicznej pojazdów i maszyn rolniczych, która obejmuje: bezpłatne lub preferencyjne cenowo przeglądy techniczne w okresie gwarancji, bezpłatne naprawy gwarancyjne wynikające z wad ukrytych, wymianę wadliwych wyrobów, których nie naprawiono na czas, odpłatne przeglądy i naprawy po okresie gwarancyjnym, 1 Dr inż. P. Krzaczek, adiunkt, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Energetyki i Pojazdów 2 Dr inż. A. Kuranc, adiunkt, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Energetyki i Pojazdów 3 Prof. dr hab. W. Piekarski, profesor, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Energetyki i Pojazdów Logistyka 6/2014 162
przeglądy i naprawy promocyjne, odpłatne instalowanie dodatkowego wyposażenia, wykonywanie regulacji nastaw systemów sterowania pojazdów i maszyn, bezpłatne poprawki fabryczne, odpłatne lub częściowo odpłatne modernizacje obiektów, bezpłatny lub częściowo płatny instruktaż i pokaz użytkowania obiektu, częściowo odpłatne kursy w zakresie obsługi operatorskiej obiektu. Tak szeroki zakres zadań działu obsługi technicznej oraz ilość potencjalnych obiektów powoduje konieczność wprowadzenia ustalonej hierarchii wykonywania czynności występujących w procesie eksploatacji. Ciągniki i maszyny rolnicze użytkowane są sezonowo, a ich rozmieszczenie i znaczne rozproszenie zmusza obsługę techniczną do ustalenia harmonogramu realizacji poszczególnych czynności. W przypadku autoryzowanych stacji obsługi działających w branży techniczno-rolniczej, priorytetowymi zadaniami obsługi technicznej są przeglądy i naprawy gwarancyjne, szczególnie w okresach kampanijnych prac agrotechnicznych, a także wykonywanie fabrycznych programów poprawkowych, które mogą mieć istotny wpływ na gotowość techniczną ciągników i maszyn rolniczych. Jednak podjęcie decyzji o kolejności wykonywanych działań uzależnione jest od jakości zebranych informacji na temat serwisowanych obiektów. Pewnym utrudnieniem w podjęciu decyzji są zgłoszenia telefoniczne (około 95%) zapotrzebowania na czynności obsługowe. Stwarza to konieczność pozyskania szczegółowych informacji i obejmuje przede wszystkim: określenie typu pojazdu lub maszyny rolniczej, określenie okresu agrotechnicznego, określenie rodzaju obsługi technicznej (przegląd, uszkodzenie, awaria itp.), określenie stanu obiektu oraz identyfikacja uszkodzonych części, jeżeli jest możliwe, określenie miejsca obsługi. Po uzyskaniu niezbędnych informacji zostaje podjęta decyzja o sposobie realizacji obsługi technicznej obiektu w zależności od: dostępności części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych [8], dostępności personelu obsługującego [14], dostępności miejsca wykonania obsługi (warsztaty przedsiębiorstw lub miejsce użytkowania obiektu) [15]. Natomiast możliwe decyzje dotyczące realizacji działań obsługi technicznej to m.in.: wykonanie przeglądu technicznego w siedzibie przedsiębiorstwa lub miejscu użytkowania, wykonanie fabrycznego programu poprawkowego obiektu, wysyłka części zamiennych, wyjazd mobilnego zespołu obsługującego w celu weryfikacji stanu technicznego ciągników lub maszyn rolniczych, wyjazd mobilnego zespołu obsługującego w celu wykonania naprawy, wykonanie naprawy w siedzibie przedsiębiorstwa. Zapewnienie odpowiedniej obsługi technicznej sprzętu wymaga działań polegających na odpowiednim zintegrowaniu ze sobą logistyki dostaw części zamiennych, logistyki obsługi technicznej oraz logistyki dostaw materiałów eksploatacyjnych. 163 Miejsce diagnostyki technicznej w podsystemie obsługiwania sprzętu rolniczego Z uwagi na zmiany w konstrukcjach sprzętu rolniczego odzwierciedlające tendencje zachodzące w światowym rolnictwie, dokonano aktualizacji struktury systemu eksploatacji ze szczególnym uwzględnieniem podsystemu obsługiwania badanych pojazdów i maszyn rolniczych (rys. 1). Wprowadzanie systemu diagnostyki pokładowej (rys. 2), istotnie wpływa na miejsce diagnostyki technicznej w podsystemie obsługiwania. W budowie struktury obsługi technicznej uwzględniono także miejsce na strategie stosowane przez Logistyka 6/2014
producentów, z czego wynikają nowe elementy podsystemu obsługi technicznej m.in. fabryczne programy poprawkowe. Mają one na celu wyeliminowanie ukrytych wad fabrycznych, mogących istotnie zakłócić użytkowanie pojazdów i maszyn. Ponadto niektórzy producenci wprowadzają optymalizację oprogramowania jednostek sterujących wybranymi podzespołami, wśród których najczęściej koryguje się funkcjonowanie układu zasilania silników, skrzyń przekładniowych oraz działanie interfejsów komunikacyjnych komputerów pokładowych. Rys. 1. Schemat organizacyjny struktury podsystemu obsługiwania ciągników i maszyn rolniczych Źródło: opracowanie własne Wprowadzenie powyższych strategii eksploatacji determinuje także strukturę wykonywanych przeglądów technicznych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że konieczny jest podział przeglądów technicznych na prowadzone bezpośrednio przez użytkowników oraz wykonywane przez zewnętrzne podmioty. Wiąże się to z posiadaniem wysokiej klasy narzędzi diagnostycznych dostosowanych do systemów sterująco-diagnostycznych w pojazdach i maszynach rolniczych. W ostatnich latach producenci ciągników i maszyn rolniczych kładą szczególny nacisk na obsługę w okresie gwarancji, a przeprowadzone obserwacje wskazują na stosunkowo wysoką wykrywalność niesprawności w tym okresie. Dodatkowym wsparciem dla użytkowników pojazdów rolniczych jest system diagnostyki pokładowej, który oprócz informowania użytkownika o stanie technicznym obiektu, sygnalizuje konieczność wykonania niezbędnych przeglądów okresowych, co przedstawia rysunek 1. Natomiast ocena stanu technicznego przy użyciu diagnostyki zewnętrznej jest uzupełnieniem tego systemu [3]. Logistyka 6/2014 164
Rys. 2. Algorytm monitorowania diagnostycznego ciągników i maszyn rolniczych Źródło: opracowanie własne na podstawie [16] W trakcie prowadzonych obserwacji czynności obsługowych, uwzględniając współczesne rozwiązania konstrukcyjne i sposoby sterowania wszystkich obsługiwanych pojazdów i maszyn rolniczych, niektóre podzespoły wymagały przeprowadzenia regulacji nastaw poprzez procedurę kalibracji umożliwiającą działanie i dobór optymalnych parametrów pracy podzespołu wyposażonych w system sterowania. W wyniku kalibracji dokonywano identyfikacji parametrów brzegowych lub/i uśrednionych dla czujników i elementów wykonawczych danych podzespołów. Najczęściej kalibrację wykonywano w przypadku: przeglądu technicznego zerowego (P0) dla ciągników wprowadzanych do eksploatacji, nieprawidłowego funkcjonowania podzespołu ciągnika lub maszyny, wymiany elementów struktury podzespołu lub ciągnika mających bezpośredni lub pośredni wpływ na ich funkcjonowanie. Przeprowadzanie kalibracji czujników i elementów wykonawczych podzespołów w obiektach stanowi nową metodę eliminowania niesprawności. W strukturze podsystemu obsługiwania pojazdów i maszyn rolniczych kalibracja została umieszczona jako działanie wykonywane przed naprawą. Pozwala to, w wielu przypadkach, na wyeliminowanie zbędnych czynności obsługowych, a nawet konieczności wymiany podzespołu lub części. Najczęściej niewłaściwe działanie dotyczyło systemów sterowania skrzyń przekładniowych, podnośnika trójpunktowego. Analizując zakres wykonywanych napraw dokonano ich podziału, na dwie główne grupy: bieżące i główne. Należy zaznaczyć, że różnica pomiędzy naprawami głównymi i bieżącymi jest dość subiektywna. Uznano, że w zakres napraw głównych wchodzą kompleksowe działania w celu przywrócenia sprawności funkcjonalnej tak całego zespołu, jak również całego pojazdu. Wszystkie pozostałe działania stanowią naprawy bieżące, w skład których wchodzą: wymiana elementów lub ich regeneracja oraz programowanie sterowników. Konsekwencją wprowadzenia systemów komputerowych w pojazdach rolniczych, jest konieczność wykonywania obsługi poprzez programowanie, polegające na wprowadzaniu do jednostek sterujących procedur działania według zadanego algorytmu. 165 Logistyka 6/2014
Podsumowanie i wnioski Wyniki przeprowadzonych badań i obserwacji pozwalają na sformułowanie następujących wniosków: 1. Zmiany konstrukcyjne pojazdów i maszyn rolniczych zwiększają różnorodność możliwych czynności obsługowych i tym samym komplikują ocenę stanu technicznego. 2. Wprowadzane w budowie systemy sterowania oparte na technologiach informacyjnych stwarzają konieczność przeprowadzenia kalibracji. Wykonywanie regulacji nastaw pozwala m.in. na poprawę działania podzespołów, sprawdzenie podzespołów w drodze eliminacji niesprawności lub awarii. 3. Stosowane w pojazdach systemy diagnostyki pokładowej pozwalają na bieżącą ocenę stanu obiektów oraz przeprowadzenie niektórych algorytmów diagnostycznych przez użytkowników. Umożliwiają ponadto współpracę z zewnętrznymi narzędziami diagnostycznymi w celu doskonalenia i sprecyzowania wyników diagnozy. 4. Dokonanie uaktualnienia struktury podsystemu obsługi pozwala na podjęcie właściwych decyzji, co do formy oraz miejsca w sposobie przeprowadzenia czynności obsługowych. Podsumowując, identyfikacja stanu technicznego pojazdów w oparciu o system sterująco-diagnostyczny pozwala użytkownikom i podmiotom obsługowym na skoordynowanie logistyki dostaw części zamiennych, dostaw materiałów eksploatacyjnych i obsługi technicznej. Streszczenie W pracy zwrócono uwagę na rozwiązania konstrukcyjne wprowadzane we współczesnych pojazdach rolniczych, które wymuszają zmiany w zakresie metod diagnozowania i zwiększają różnorodność świadczonych usług przez autoryzowane stacje obsługi. Wprowadzane w budowie pojazdów systemy sterująco-diagnostyczne wspomaga proces użytkowania pojazdu, oraz jego bieżącą ocenę techniczną. Aktualizacja struktury systemu eksploatacji pozwala na uwzględnienie elementów diagnostyki technicznej w systemie obsługi pojazdów przez autoryzowane stacje obsługi. SELECTED ASPECTS OF TECHNICAL DIAGNOSTICS IN THE MAINTENANCE SYSTEM OF AGRICULTURAL VEHICLES AND MACHINES Abstract The paper highlights the construction solutions implemented in modern agricultural vehicles, which necessitate changes in the methods of diagnosis and increase the variety of services provided by authorized service stations. Introduced in vehicle control and diagnostic systems supports the usage process of the vehicle, and its current technical assessment. Update operating system structure allows for use the elements of technical diagnostics in vehicle service system by authorized service stations. Reference [1] Amini M. M., Retzlaff-Roberts D., Bienstock C. C., 2005: Designing a reverse logistics operation for short cycle time repair services. Int. J. Production Economics 96, s. 367 380. [2] Amiama C., Bueno J., Alvarez C. J., Manuel Pereira J. M., 2008. Design and Field Test of an Automatic Data Acquisition System in a Self-propelled Forage Harvester. Computers and Electronics in Agriculture, No. 61, p. 192 200. [3] Azarian A., Siadat A., Martin P., 2011. A new strategy for automotive off-board diagnosis based on a meta-heuristic engine. Engineering Applications of Artificial Intelligence 24 (2011) 733 747. Logistyka 6/2014 166
[4] Bochtis D., Sørensen C. G., Busato P., 2014. Advances in agricultural machinery management: A review. Biosystems engineering 126 (2014) 69-81. [5] Bouvard K., Artus S., Berenguer C., Cocquempot V., 2011.: Condition-based dynamic maintenance operations planning and grouping. Application to commercial heavy vehicles. Reliability Engineering and System Safety 96, s. 601 610. [6] Cavallo E., Ferrari E., Bollani L., Coccia M., 2014. Attitudes and behaviour of adopters of technological innovations in agricultural tractors: A case study in Italian agricultural system. Agricultural Systems 130 (2014) 44 54. [7] Day, B., Field, L., Jarvis, A., 2009. Agriculture engineering. Biosyst. Eng. 103 (1), 36 47. [8] Dekker R., Pinc C., Zuidwijk R., Jalil M. N. 2013.: On the use of installed base information for spare parts logistics: A review of ideas and industry practice. Int. J. Production Economics 143, s. 536 545. [9] Jardine A., Lin D., Banjevic D., 2006. A review on machinery diagnostics and prognostics implementing condition-based maintenance. Mechanical Systems and Signal Processing 20 (2006) 1483 1510. [10] Khanh Nguyen T.P., Yeung Th. G., Castanier B., 2013.: Optimal maintenance and replacement decisions under technological change with consideration of spare parts inventories. Int. J. Production Economics 143 (2013) s. 472 477. [11] Krzaczek P., Piekarski W., 2010. Utilization of vehicle control-diagnostic system in evaluation of energetic parameters. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej Nr 277. Mechanika z. 81. Rzeszów 2010. str. 7-14. [12] Krzaczek P., Stoma M., Dudziak A., 2012.: Problematyka logistyki części zamiennych w aspekcie utrzymania ciągników rolniczych w gotowości technicznej. Logistyka 4/2012. str. 1035-1041. [13] Mullera A., Marquez A. C., Iunga B., 2008. On the concept of e-maintenance: Review and current research. Reliability Engineering and System Safety 93 (2008) 1165 1187. [14] Park M., Jung K. M., Park D. H., 2013.: Optimal post-warranty maintenance policy with repair time threshold for minimal repair. Reliability Engineering and System Safety. 111, s. 147 153. [15] Pasyniuk P., 2007. Dealerskie punkty sprzedaży sprzętu rolniczego w systemie obsługowo-naprawczym techniki rolniczej. AGRICULTURAL ENGINEERING. Z. 7(95), s. 161-167. [16] Piekarski W., 1997. Analiza oddziaływania agregatów ciągnikowych na środowisko przyrodnicze. Rozprawa habilitacyjna. Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Lublinie. ISSN 0860-4355. [17] Sørensen C. G., Bochtis D. D., 2010. Conceptual Model of Fleet Management in Agriculture. Biosystems Engineering, No. 105 (1), s. 41 50. [18] Sorensen C.G., Pesonen L., Fountas S., Suomi P., Bochtis D., Bildsøe P., Pedersen S.M., 2010. A User-centric Approach for Information Modelling in Arable Farming. Computers and Electronics in Agriculture 73 (2010), p. 44 55. 167 Logistyka 6/2014