maskindiagnostik driftsäkerhet och underhåll [kompatibilitetsläge] · 2011-09-26 · 2011-09-26...
Post on 31-Jan-2020
0 Views
Preview:
TRANSCRIPT
2011-09-26
1
MaskindiagnostikUnderhåll & Driftsäkerhet
KaUM ki t k ikMaskinteknik
Hans Johansson
Definition av UNDERHÅLL, (Maintenance)
Underhåll är en kombination av alla tekniska, administrativa och ledningens åtgärder under en enhets livstid i syfte att vidmakthålla den i, eller återställa den till, ett sådant tillstånd att den kan utföra krävd funktionden kan utföra krävd funktion.
Svensk och Europeisk Standard, SS-EN 13306
2011-09-26
2
Avhjälpande underhåll, AU, Immediate maintenance
– Underhåll som utförs efter det att funktionsfel upptäckts och med avsikt att få enheten i ett sådant tillstånd att den kan utföra krävd funktion.
SS EN 13306SS-EN 13306
Förebyggande underhåll, FU, Preventive maintenance
– Underhåll som genomförs vid förutbestämda intervall eller enligt förutbestämda kriterier och i avsikt att minska sannolikheten för fel eller
Akut (AAU) eller Uppskjutet (UAU)
förutbestämda kriterier och i avsikt att minska sannolikheten för fel eller degradering av en enhets funktion.
SS-EN 13306
Förutbestämnt (FBU) eller Tillståndsbaserat (TBU)
Exempel tillståndskontroller-Temperaturmätningar
-Tryckmätningar (olja, vatten o.dyl)
-Smörjmedelsanalyser
-Kylvattenanalyser
-El.mätningar
-Trådtöjningsmätningar
-Okulärbesiktningar (ex. på hjälpmedel är fiberoptik, endoskop, stroboskop, speglar, höghastighetsfilmning m.m.)
-Ickeförstörande provningar (penetrerande vätska för spricksökning, röntgen, ultraljud o.dyl.)
-Effektivitetsmätningar med nyckeltal (MTBF, MTTR, MWT, TAK (OEE)o.dyl.)
-Vibrationsmätningar
2011-09-26
3
Vibrationsanalys
Frekvensspektrum
Några vanligt förekommande förkortningar
-TAK, Total Anläggnings Kapasitet (OEE, Overall Equipment Efficiency )
-MTBF, Mean Time Between Failure, ett mått på funktionssäkerheten
-MTTR, Mean Time To Repair, ett mått på underhållsmässigheten
-MWT, Mean Waiting Time , ett mått på underhållssäkerheten
-A, Tillgänglighet (Availability)A, Tillgänglighet (Availability)
-LCC, Life Cykel Cost
-LCP, Life Cykel Profit
2011-09-26
4
• When you can measure what you are ki b t d it ispeaking about, and express it in
numbers, you know something about it; but when you cannot measure it, when you cannot express it in numbers, your knowledge is of a meager and unsatisfactotory kind.
Kelvin 1883
TPMTotalt produktivt underhållTotalt produktivt underhåll
Organisationen utvecklas så att alla får ta sitt ansvar för verksamheten och utrustningen samt delta i förbättringsarbete. Operatörsunderhåll utvecklas. Målet är att eliminera alla störningar och att maximera den totala effektiviteten.
2011-09-26
5
Begreppet ASSET MANAGEMENT
Optimal förvaltning av fysiska tillgångar ur ett livstidscykelperspektiv för att uthålligt uppnå d f t tälld k h t ålde fastställda verksamhetsmålen
•Kapacitet (t.ex. nyanskaffning, modifiering av anläggning/utrustning)
•Drift/Produktion (t.ex. produktionsplanering, kvalitetskontroll)
•Underhåll (driftsäkerhet)
Begreppet OUTSOURCING
Outsourcing av underhåll innebär att beställaren låter en extern leverantör ta hela ansvaret för allt underhåll för minst en hel produktionslinje
Jan Frånlund, UTEK, Förslag till definition
2011-09-26
6
Definition av DRIFTSÄKERHET,(Availability performance)
Förmågan hos en enhet att kunna utföra krävd funktion under angivna betingelser vid ett givet tillfälle eller under ett angivet tidsintervall, förutsatt att erforderliga stödfunktioner finns tillgängliga .
Svensk och Europeisk Standard SS-EN 13306Svensk och Europeisk Standard, SS-EN 13306
Tillgänglighet A är ett mått för driftsäkerheten
MWTMTTRMTBFMTBFA
++=
2011-09-26
7
Ex: I en produktionslinje har man under ett halvår registrerat följande fel
Fel nr Väntetid tim
Rep.tidtim
Tot 3-skift:Vilket motsvarar 2500 tim. planerad produktionstid under det halvår som felregistreringen gjordes.
1 6 56 62
2 4 39 43
3 7 42 49
4 8 36 44
5 3 44 47
6 7 62 69
7 6 32 38
(5000 timmar för ett helt år)
Förlorad produktion innebär 2000 kr i förlust per timme
Underhållskostnaden kalkyleras till 400 kr/tim inklusive arbete och material
( ) timStopptidMTBF 5,19810
515250010
2500=
−=
Σ−=
8 8 40 48
9 7 48 55
10 8 52 60
Σ 64 Σ 451 Σ 515
timVäntetidMWT 4,61064
10==
Σ=
timstidreparationMTTR 1,4510451
10==
Σ=
Tillgänglighet
794,01,454,65,198
5,198=
++=
++=
MWTMTTRMTBFMTBFA
Om vi genom FU-åtgärder kan öka MTBF med 200 timmar. Vad blir då tillgängligheten?
886,01,454,65,398
5,398=
++=
++=
MWTMTTRMTBFMTBFA
Vad blir stilleståndskostnaden och reparationskostnaden under ett år före och efter FU-åtgärderna och vad får FU-åtgärderna max kosta per år för att vara lönsamma?
Före FU Efter FURep. kostn.
Antal fel. felMWTMTTRMTBF
20250
50005000==
++ fel12450
5000=
krMTTR 8003604004,452040020 =⋅⋅=⋅⋅Kostn. krMTTR 4802164004,452040012 =⋅⋅=⋅⋅
Stillest ( ) 2000MWTMTTRf lA t lStillest. kostn.
( ) 2000⋅+⋅ MWTMTTRfelAntal
kr000236.120005,5112 =⋅⋅kr000060.220005,5120 =⋅⋅
Σ kostn. kr800420.2 kr480452.1
Diff. kr320968
2011-09-26
8
DRIFTSÄKERHET
Tillgänglighet, A
FUNKTIONS-SÄKERHETSällan stopp
UNDERHÅLLS-MÄSSIGHETKorta stoppär möjliga
UNDERHÅLLS-SÄKERHET
Korta väntetiderpå resurser
Till hur stor del påverkas resultatet
av
MTBF MTTR MWT
Konstruktion
Produktion
Underhåll
av
70 % 70 % 10 %
20 %
70 %
10 %
20 %
20 %
10 %
Källa: Jan Frånlund, UTEK, 2006
TAK-värde (OEE, Over All Equipment Efficiency )
OEE, eller den svenska motsvarigheten TAK, är ettk lt l fö tt ät d kti ff kti it t TAK ä dnyckeltal för att mäta produktionseffektivitet. TAKvärden
kan också användas för att mäta effekten avförbättringsarbete.
TAK = T · A · K
Tillgänglighet
Anläggningsutbyte
Kvalitetsutbyte
2011-09-26
9
Tillgänglighet (Eng. Availability ratio)
T = (totaltid - stopptid) / totaltid
- Hur stor andel av den planerade drifttiden som anläggningen verkligen producerade. Här räknas alla planerade och
l doplanerade stopp in.
Stoppen kan vara;• produktionsberoende (ex. ställtider)• underhållsberoende (planerat och oplanerat underhållsarbete) eller •resursberoende (ex personalbrist)•resursberoende (ex. personalbrist).
- Den enda tiden som räknas bort är orderbrist.
Anläggningsutbyte (Eng. Performance Ratio)
A = verklig produktion /( (totaltid - stopptid) · möjlig maxproduktion per tidsenhet)
- Utebliven produktion pga att anläggningen körts med förlåg takt liksom småstopp som inte registrerats.
2011-09-26
10
Kvalitetsutbyte (Eng Quality Ratio)Kvalitetsutbyte (Eng. Quality Ratio)
K = (verklig produktion - kassation) / verklig produktion
- Hur stor andel av produktionen som måste kasseras elleromarbetas.
Ett exempel Skiftlängd 8 tim
Möten för planering o.dyl. 30 min
Stopptid 65 min
Ideal takt 1,3 st/min
Totalt antal tillverkade enheter 348 st
Antal kasserade enheter 8 st
Tillgänglighet T=(8·60-30-65)/(8·60-30)=85,6%
Anläggningsutbyte A=348/( (8·60-30-65)·1,3=69,5%
Kvalitetssutbyte K=340/348=97,7%
TAK=0,856·0,695·0,977=0,581 58,1%
2011-09-26
11
Risken för att ett fel skall uppstå i en komponent är beroende på komponentens hela historia som: tillverkninshistoriken, hantering och miljö under transport lagerhållning montering och användningenlagerhållning, montering och användningen.
Risken för att ett fel skall uppstå i en komponent kan vara olika stor under olika delar av användningstiden beroende på typen av komponent.
Risken för fel är ungefär lika stor under drifttiden.
Felrisk
tid
Rullningslager kan anses löpa en sådan typ av risk.
Risken för fel är lägre i början av drifttiden.Hydraulikkomponenter anses ofta vara exempel på detta.
Felrisk
tid
Risken för fel är högre i början av drifttiden.Elektronikkomponenter anses ofta vara exempel.
Felrisk
tid
2011-09-26
12
Risken för fel blir högre med tiden.Maskinelement som bromsbackar och andra slitdetaljer är exempel.
Felrisk
tid
Felrisk
tidRisken är hög i början och efter viss tid. Den s.k. badkarskurvanMaskiner med både elektronik och maskinelement. Mekatronik.
Sannolikheten för att ett rullningslager har en viss utmattningslivslängd kan ses i diagrammet nedan.
Sannolikheten för att uppnå den s.k. nominella livslängden är 0,9. Man kan också utläsa ur grafen att sannolikheten är mer än 0,5 för att lagret har en livslängd större än 5 gånger den nominella
789101112131415
Weibulfördelningln s/(ln (0,9)=(Ls/Lnom)κ
κ = 1 5
större än 5 gånger den nominella.
Ls/Lnom
01234567
00,10,20,30,40,50,60,70,80,91
Sannolik livslängd för enskilt rullningslager Ls, jämfört med nominell livslängd Lnom för lagret
κ = 1,5
Sannolikhet s
2011-09-26
13
A2 B2
Exempel. Lager i växellåda. Sannolikheten (s) för att lagringen skall klara 20 000 h?
60106
1010
3
10 ⋅⋅
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
nLL
PCL h
9,0lnln ⋅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
κ
nom
si L
Ls isi es ln=
Ø DinPinnin
β
A1 B1
4321 lnlnlnln ssssstot +++=
4321 ssssstot ⋅⋅⋅=
9,0lnln5,1
410
4
5,1
310
3
5,1
210
2
5,1
110
1 ⋅⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
h
sh
h
sh
h
sh
h
shtot L
LLL
LL
LLs
Lager C/kN rpm Fr/kN Fa/kN P/kN L10/106 L10h si
A1, SKF6219 114 1490 6,8 0 6,8 14712 52669 0,98
80,0≈tots
A2, SKF6219Styrlager 114 1490 7,5 3,6 10,6 1244 13914 0,83
B1, SKF6226Styrlager 156 414 9,1 3,6 12,1 2143 86271 0,99
B2, SKF6226 156 414 6,8 0 6,8 12074 486066 0,99
Om vi dessutom vet att det finns andra orsaker än utmattning som gör att fel uppstår i rullningslager så inser vi värdet av att genom tillståndskontroll försöka avgöra konditionen i rullningslager.
Vanliga orsaker till fel i rullningslager förutom utmattning
Orsaker till lagerhaverier enligt SKF:35% Utmattning35% Smörjfel
Vanliga orsaker till fel i rullningslager förutom utmattning är: smörjfel, tätningsproblem och fel gjorda vid monteringen
ca 90% av alla lager skrotas dock ”friska”
35% Smörjfel15% ”Misshandel”15% Tätningsfel
2011-09-26
14
Olika typer av fel utvecklas olika
Fel med felutvecklingstid respektive fel utan felutvecklingstid
Defekt-nivå
Drifttid
Haveri!
Fel med felutvecklingstid Vanliga fel iDrifttid
Haveri!
Fel utan felutvecklingstidFel med felutvecklingstid. Vanliga fel i rullningslager är exempel på detta
Fel utan felutvecklingstid.Fel i elektronik är ofta exempel på detta
Fel med felutvecklingstid ger möjligheter att med lämpligt utformad tillståndskontroll kunna åtgärda felet innan haveri inträffar.
Data från tillståndskontroll
- Kunskaper & erfarenheter -Normer & standard
-Trend (historik)
Avvikelse från
önsvärt?
Ja
Nej
DiagnosÅtgärd
Ja
2011-09-26
15
Diagnosen bör behandla följande frågor:
-Vilken ”mekanism” förklarar avvikelsen?
-Hur allvarlig är avvikelsen?
-Vad blir följderna av ett eventuellt haveri?
-Kan en prognos göras för när i tiden ett haveri är att vänta?
-Vilka åtgärder bör vidtas?
Nej
Maskin, komponent o.dyl.
Modifiera
NejÄrsannolikheten för
fel liten?
NejÄr
tillståndskontrollmöjlig?
ÄrMTBFkänt?
Förslag på strategi för underhållsarbete
Ärkonsekvenserna av
fel stora?FU
Tillståndsbaserat TBU
Ja
NejAU
Akut eller Uppskjutet
Ja
Ja
ÄrSpridningen iMTBF liten?
FUFörutbestämt
FBU
JaNejJa
Tillståndskontrollvid stopp
Tillståndskontrollunder drift
JaNejÄr
Tillståndskontrollunder drift
möjlig?
2011-09-26
16
Några exempel på visuellt underhåll
2011-09-26
17
top related