applications of maintenance optimization

5/28/2018 Applications of Maintenance Optimization

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ELSEVIER 0 9 5 1 - 8 3 2 0 9 5 ) 0 0 0 7 6 - 3

Re l iab i l it y ng i ne er i ng and Sy s t e m Sa f e t y 51 (1996) 229-240~) 1996 Elsevier Science Limited

Printed in Northern Ireland. All rights reserved0951-8320/%/ 15.00

A p p l i c a t i o n s o f m a i n t e n a n c e o p t im i za t io nm o d e l s a r e v i e w a n d a n a l y sis

R o m m e r t e k k e rErasmus University Rotterdam The Netherlands

I n t h i s pape r w e g i ve an ove r v i ew of app l i ca ti ons o f ma i n t enan ce o p t i mi za t ionmode l s pub l i shed so f a r . W e ana l yze t he r o l e o f t hese mode l s i n ma i n t enanceand discuss the factors which may have hampered appl icat ions . F inal ly, wediscuss future pro spects . 1996 Elsevier Science Limi ted.

1 I N T R O D U C T I O NT h r o u g h o u t t h e y e a r s , t h e i m p o r t a n c e o f t h em a i n t e n a n c e f u n c t io n , a n d t h e r e f o r e a l so o f m a i n -t e n a n c e m a n a g e m e n t , h a s g r o w n . T h e w i d e s p r e a dm e c h a n i z a t i o n a n d a u t o m a t i o n h a s r e d u c e d t h en u m b e r o f p r o d u c t i o n p e r s o n n e l a n d h a s i n c r e a se d t h ec a p i t a l e m p l o y e d i n p r o d u c t i o n e q u i p m e n t a n d c i v i ls t r u c t u r e s . A s a r e s u l t , t h e f r a c t i o n o f e m p l o y e e sw o r k i n g i n t h e m a i n t e n a n c e a r e a h a s g r o w n , a s w e l l a st h e f r a c t io n o f m a i n t e n a n c e s p e n d i n g o n t h e t o t a lo p e r a t i o n a l c o s t s . I n r e f i n e r i e s , f o r i n s t a n c e , i t i s n o tu n c o m m o n t h a t t h e m a i n t e n a n c e a n d o p e r a t i o n sd e p a r t m e n t s a r e t h e l a rg e s t a n d t h a t e a c h c o m p r i s e sa b o u t 3 0 o f t o t a l m a n p o w e r . F u r t h e r m o r e , n e x t t oe n e r g y c o s ts , m a i n t e n a n c e s p e n d i n g c a n b e t h e l a rg e s tp a r t o f th e o p e r a t i o n a l b u d g e t ( s e e R e f . 1 1 3 ). Y e t , t h em a i n q u e s t i o n f a c ed b y m a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t ,w h e t h e r i ts o u t p u t i s p r o d u c e d b o t h e f f e c t iv e l y , i nt e r m s o f c o n t r i b u t i o n t o c o m p a n y p r o fi ts , a n de f f ic i e n t ly , i n te r m s o f m a n p o w e r a n d m a t e r i a l se m p l o y e d , is v e r y d i f fi c u lt to a n s w e r .

I n th e o r y , m a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t , f a c i ng th e s ep r o b l e m s , c o u l d h a v e b e n e f i t e d f r o m t h e a d v e n t o f al a r g e a r e a i n o p e r a t i o n s r e s e a r c h , c a l l e d m a i n t e n a n c eo p t i m i z a t i o n . T h i s a r e a w a s f o u n d e d i n t h e e a r l ys i x t i e s b y r e s e a r c h e r s l i k e B a r l o w , P r o s c h a n , J o r g e n -s o n , M c C a l l , R a d n e r a n d H u n t e r , w h o s e r e s u l t s a r en i c e l y s u m m a r i z e d i n t h e r e v i e w b y M c C a l l 87 a n d t h eb o o k f r o m B a r l o w & P r o s c h a n . 5 B a s ic a l l y , am a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l i s a m a t h e m a t i c a lm o d e l i n w h i ch b o t h c o s t s a n d b e n e f i ts o f m a i n t e n a n c ea r e q u a n t i fi e d a n d i n w h ic h a n o p t i m u m b a l a n c eb e t w e e n b o t h i s o b t a i n e d . W e l l - k n o w n m o d e l so r i g i n a t i n g f r o m t h i s p e r i o d a r e t h e s o - c a l l e d a g e a n dt h e b l o c k r e p l a c e m e n t m o d e l s . L a t e r o n , t h e a r e a

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p r o v e d t o b e f r u i tf u l f o r r e s e a r c h e r s . R e v i e w s w e r em a d e b y P i e r s k a l la & V o e l k e r , 98 B o s c h a n d J e n s e n , t4S h e r i f & S m i t h 19 a n d S h e r i f ; l j t h e l a t t e r t w o e v e nr e p o r t i n g o n 5 2 4 a n d 8 1 8 a r ti c l es r e s p e c t i v e l y a n dm a n y m o r e h a v e a p p e a r e d s i n c e . V a l d e z - F l o r e s &F e l d m a n ~ 8 r e p o r t o n m o r e t h a n 1 2 0 p a p e r s s i n c e1 9 8 2 , w h i l e C h o & P a r l a r 24 g i v e t h e l a t e s t s u r v e y ( o nm u l t i -u n i t m o d e l s ) . B e s id e s , m a n y t e x t b o o k s o no p e r a t i o n s r e s e a r c h u s e r e p l a c e m e n t p r o b l e m s a se x a m p l e s .

C o n s i d e r i n g t h e f o r e g o i n g , t h e f o l lo w i n g q u e s t i o n sa r i s e . F i r s t o f a l l , w h a t h a s b e e n t h e v a l u e o fm a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s f o r m a i n t e n a n c em a n a g e m e n t ? H o w o f t e n a n d in w h a t s e n se h a v et h e s e m o d e l s b e e n a p p l i e d s u c c es s fu l ly ? H e r e , w e d on o t f o c u s o n t h e o r e t i c a l a p p l i c a t i o n s , b u t o na p p l ic a t io n s y i e l d in g a d v i c e to m a n a g e m e n t c o n c e r n -i n g m a i n t e n a n c e o n e x i s ti n g s y s t e m s . I n 1 9 6 0 M a y e r s6a n d i n 1 9 6 7 , T u r b a n t~6 h a d a l r e a d y f o r m u l a t e d t h es a m e q u e s t i o n a n d c o n c l u d e d , a f t e r s o m e r e s e a r c h ,t h a t o p t i m i z a t i o n m o d e l s w e r e a p p l i e d i n o n l y a s m a l lm i n o r i t y o f f i rm s . A s a q u i c k g l a n c e i n d i c a t e s o n l y as m a l l n u m b e r o f a p p l i c a t io n s ( s e e R e f . 6 1 ) , w e a l s oi n v e s t i g a t e w h a t i s n e e d e d f o r s u c c e s s f u l a p p l i c a t i o n o ft h e s e m o d e l s o n m a i n t e n a n c e p r o b l e m s a n d w h a tp r e s e n t l y c o n s t i t u t e s t h e m a i n b o t t l e n e c k s . T h i sa n a l y s i s w i l l a l s o m a k e c l e a r t o w h a t e x t e n t f u t u r ea p p l ic a t io n s m a y b e e x p e c t e d .

O u r a p p r o a c h t o t h e s e q u e s ti o n s f o l lo w s t h r e er o u t e s . F i r s t o f a ll , a l i t e r a t u r e s e a r c h h a s b e e n m a d eo n a p p l i c a ti o n s o f m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t io n m o d e l sa n d o n t o o l s d e v e l o p e d t o a s s i s t i n m a i n t e n a n c eo p t i m i z a ti o n . F u r t h e r m o r e , d i s c us s io n s h a v e b e e n h e l dw i t h v a r i o u s p e o p l e c o n c e r n i n g t h e v a l u e o fm a i n t e n a n c e o p t i m i z a t io n m o d e l s . T h i r d l y , t h e a u t h o rh a s b e e n i n v o l v e d w i th d e v e l o p i n g a n d i m p l e m e n t i n g


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2 3 0 R Dekkerd e c i s io n s u p p o r t s y s t e m s f o r m a i n t e n a n c eo p t i m i z a t i o n . 3~ C o m b i n i n g i n f o r m a t i o n f r o m a ll s i d e s,a g e n e r a l e v a l u a t i o n o f t h e v a l u e o f m a i n t e n a n c eo p t i m i z a t io n m o d e l s a s to o l s f o r m a n a g e m e n t is g iv e n .

T h e s t r u c t u r e o f th i s p a p e r i s as f o ll o w s . A f t e r ar e v i e w o f m a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t , w e i n t ro d u c em a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s i n S e c t i o n 3 . I nS e c t i o n 4 w e p r e s e n t a r e v i e w o f a p p l i c a t io n s a n dd i s c u s s b o t t l e n e c k s f o r a p p l i c a t i o n i n S e c t i o n 5 . T h i sl e a d s t o f u t u r e p r o s p e c t s w h i c h a r e d e a l t w i t h i nS e c t i o n 6 .

2 M A I N T E N A N C E M A N A G E M E N T2 1 O b j e c t i v e sM a i n t e n a n c e c a n b e d e f i n e d as t h e c o m b i n a t i o n o f a llt e c h n i c a l a n d a s s o c i a t e d a d m i n i s t r a t i v e a c t i o n s i n -t e n d e d t o r e t a i n a n i t e m o r s y s t e m i n , o r r e s t o r e i t t o ,a s t a t e i n w h i c h i t c a n p e r f o r m i ts r e q u i r e d f u n c t i o n . ~9T h e m a i n t e n a n c e o b j e c t iv e s c a n b e s u m m a r i z e d u n d e rf o u r h e a d i n g s - - e n s u r i n g s y s t e m f u n c t i o n ( a v a i l a b i l i t y ,e f f ic i e n c y a n d p r o d u c t q u a l i t y ); e n s u r i n g s y s t e m l i f e( a ss e t m a n a g e m e n t ) ; e n s u r i n g s a fe t y ; e n s u r i n g h u m a nw e l l - b e i n g .

F o r p r o d u c t i o n e q u i p m e n t , e n s u r i n g t h e s y s t e mf u n c t i o n s h o u l d b e t h e p r i m e m a i n t e n a n c e o b j e c t i v e .H e r e , m a i n t e n a n c e h a s t o p r o v i d e t h e r i g h t ( b u t n o tt h e m a x i m u m ) r e l ia b i l it y , a v a i l a b il i ty , e f f i c ie n c y a n dc a p a b i l i t y ( i . e . , p r o d u c i n g a t t h e r i g h t q u a l i t y ) o fp r o d u c t i o n s y s t e m s , i n a c c o r d a n c e w i t h t h e n e e d f o rt h e s e c h a r a c t e r i s t i c s . I n p r i n c i p l e i t i s p o s s i b l e t o g i v ea n e c o n o m i c v a l u e t o t h e m a i n t e n a n c e r e su l ts , a n d ac o s t - b a l a n c e c a n b e d o n e . E n s u r i n g s y s t e m l if e a n da s s e t m a n a g e m e n t r e f e r s t o k e e p i n g s y s t e m s a s s u c h inp r o p e r c o n d i t i o n s , w h i l s t t h e r e a r e o n l y i n d i r e c t l i n k st o a p o s s i b l e p r o d u c t i o n o f g o o d s o r s e r v ic e s . T h i so b j e c t i v e is a p p r o p r i a t e f o r c i v il s t r u c t u r e s , l i k eb u i l d in g s , d a m s , o f f s h o r e p l a t f o r m s a n d r o a d s , a s t h e i rf u n c t i o n i s c o m p l e x a n d n o t e a s y t o m e a s u r e . O f t e nn o r m s h a v e t o b e s e t t o d e f i n e f a i l u r e a n d t h e b e n e f i t so f m a i n t e n a n c e a r e t h e r e f o r e m o r e d i ff ic u lt t oq u a n t i f y . I n t h i s c a s e o n e h a s t o m i n i m i z em a i n t e n a n c e c o s t s i n o r d e r t o m e e t t h e n o r m s o rc o n d i t i o n s o n s t a t e s . S a f e t y p l a y s a r o l e i n c a s e f a i l u r e sc a n h a v e d r a m a t i c c o n s e q u e n c e s , e . g . , i n t h e c a s e o fa i r p l a n e s , n u c l e a r a n d c h e m i c a l p l a n t s . I n t h i s c a s et e s t i n g a n d i n s p e c t i o n a c t i v i t i e s c o n s t i t u t e a n i m -p o r t a n t p a r t o f t h e m a i n t e n a n c e w o r k . H e r e , c o s tso f m a i n t e n a n c e h a v e t o b e m i n i m i z e d w h i le k e e p i n gt h e r i s k s w i t h i n s t r i c t l i m i t s a n d m e e t i n g s t a t u t o r yr e q u i r e m e n t s . F i n a l l y , w e r e f e r t o h u m a n w e l l - b e i n go r s h i n e a s a n o b j e c t i v e , i f t h e r e i s n o d i r e c t e c o n o m i co r t e c h n i c a l n e c e s s i t y b u t p r i m a r i l y a p s y c h o l o g i c a lo n e ( w h i c h i n d i r e c t l y m a y b e e c o n o m i c a l ) . A ne x a m p l e i s p a i n t i n g w h i c h i s n o t f o r p r o t e c t i v e

r e a s o n s . T h i s o b j e c t i v e i s t h e m o s t d i f f i c u lt o n e t oq u a n t i f y .2 2 H i s t o r i ca l o v e r v i e wH e r e w e b r ie f ly m e n t i o n s o m e m a i n t r e n d s i n th eh i s to r y o f m a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t , f o ll o w i ng t h er e v i e w s g i v e n b y K e l l y 7t a n d P i n t e l o n G e l d e r s . 1 ~T h e f i r s t s c i e n t i f i c a p p r o a c h e s t o m a i n t e n a n c em a n a g e m e n t d a t e f r o m t h e 1 9 5 0 's a n d 1 9 6 0 's . A t t h a tt im e p r e v e n t i v e m a i n t e n a n c e w a s a d v o c a t e d a s am e a n s t o r e d u c e f a il u re s a n d u n p l a n n e d d o w n t i m e . I nm a n y c o m p a n i e s l a r g e t i m e - b a s e d p r e v e n t i v e m a i n -t e n a n c e p r o g r a m s w e r e s e t - u p . F i r s t o p e r a t i o n sr e s e a r c h m o d e l s f o r m a i n t e n a n c e a p p e a r e d i n t h es i x t i e s , a t t e m p t i n g t o o p t i m i z e t h e s e p r o g r a m s . I n t h e1 9 7 0 ' s c o n d i t i o n m o n i t o r i n g c a m e f o r w a r d , f o c u s i n go n t e c h n i q u e s w h i c h p r e d i c t f a i l u r e s u s i n g i n f o r m a t i o no n t h e a c t u a l s t a t e o f e q u i p m e n t ( e .g . , lu b o i l d e b r isa n a l y s i s , v i b r a t i o n m o n i t o r i n g ) . T h i s p r o v e d t o b em o r e e f f e c t i v e t h a n t h e l a r g e t i m e - b a s e d p r e v e n t i v em a i n t e n a n c e p r o g r a m s . D e t a i l e d s tu d i e s b y m a n u f a c -t u r e r s a b o u t t h e f a i l u re s o f th e i r p r o d u c t s r e s u l t e d i nb e t t e r d e s i g n s , w i t h l e s s f a i l u r e s a s a r e s u l t . I n t h e1 9 8 0 ' s t h e c o m p u t e r w a s b r o u g h t t o t h e m a i n t e n a n c ef u n c t i o n . I n i t ia l ly m o s t a t t e n t i o n w a s p a i d t of a c i l i t a t i n g a d m i n i s t r a t i v e p r o c e s s e s , l a t e r o n b ym a k i n g m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n r e a d il y a v ai la b l e( e .g . , t h e r e g i s t r a t i o n o f t h e c a u s e s f o r o v e r t i m e ) ; y e tt h e i r i n f l u e n c e o n d e c i s i o n m a k i n g h a s b e e n l i m i t e d .A n i m p o r t a n t a p p r o a c h w o r t h m e n t i o n i n g i s R e l i a b i -l it y C e n t r e d M a i n t e n a n c e ( R C M ) , j w h i c h w a s f o u n d e di n t h e s i x t i e s a n d i n i t i a l l y o r i e n t e d t o w a r d s a i r p l a n em a i n t e n a n c e . I t is o n l y n o w , m o r e t h a n t w e n t y y e a r sl a t e r , t h a t i t h a s s t a r t e d t o b r e a k t h r o u g h i n m a n yi n d u s t ri e s . I t d i r e c t s m a i n t e n a n c e e f f o r ts a t t h o s e p a r t sa n d u n i t s w h e r e r e l i a b i l i t y i s c r i t i c a l . I t c a n b er e g a r d e d a s t h e m o r e q u a l i t a t i v e a p p r o a c h t om a i n t e n a n c e w h e r e o p t i m i z a t i o n m o d e l s a r e t h eq u a n t i t a t i v e a p p r o a c h , y e t i t i s f a r m o r e a l l - e m b r a c i n gt h a n m o d e l s w h i c h h a v e o n l y a l i m i t e d a p p l i c a b i l i t y( s e e R e f . 5 8 f o r a c o m p a r i s o n b e t w e e n c o s t -o p t i m i z a t i o n a n d R C M ) . A n o t h e r , q u a l i t a t i v e , a p -p r o a c h w h i c h s h o u ld b e m e n t i o n e d is T o t a l P r o d u c t i v eM a i n t e n a n c e , o r i g i n a t i n g f r o m J a p a n , w h i c h c e n t r e sa b o u t s o lv i n g m a i n t e n a n c e p r o b l e m s u s i n g a q u a l i t yc i r c l e s m e t h o d . 952 3 C o m p a r i n g m a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t w i t h o t h e rm a n a g e m e n t a r e a sM a i n t e n a n c e h a s s o m e t i m e s b e e n d e s c r i b e d a s t h e l as tf r o n t i e r o f s c i en t if ic m a n a g e m e n t . L a t e l y i t h a sa t t r a c t e d s c i en t if i c a t t e n t i o n a n d r e c e i v e d g r e a t e rs t a tu s . T h e a r e a i s d o m i n a t e d b y t e c h n i c a l l y o r i e n t e dp e o p l e w h o s e p r i m e k n o w l e d g e l i e s i n s o l v i n g


3/12

M a i n t e n a n c e o p t i m i z a ti o n m o d e l s 231t e c h n ic a l p r o b l e m s ( e .g . , w h y d i d a p u m p f a i l ? ) a n di n m a n a g i n g p e o p l e , b u t w h o a r e n o t f a m i l i a r w i t hr e l i a b i l i t y t h e o r y o r o p e r a t i o n s r e s e a r c h . T w o a s p e c t sa r e t y p i c a l f o r m a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t .

F i r s t o f a l l , m a i n t e n a n c e f a c e s a n i n h e r e n t l ys t o c h a s t i c d e t e r i o r a t i o n a n d f a i l u r e p r o c e s s . T h e s t a t eo f a f f a i r s i n a m a i n t e n a n c e o r g a n i z a t i o n i s o f t e nd o m i n a t e d b y u n p l a n n e d e v e n t s . F a i l u r e s o f i m p o r t a n te q u i p m e n t m a y d e l a y l o n g - p l a n n e d a c t i v i t i e s . M a j o rd e c i s i o n s , e . g . , c h o o s i n g b e t w e e n r e p l a c e m e n t o rr e p a i r , m a y h a v e t o b e t a k e n q u i c k l y . M a n a g e m e n t ,b e i n g u n d e r c o n s t a n t t i m e p r e s s u r e , t h e r e f o r e l a c k st i m e t o b e c o m e f a m i l i a r w i t h a b s tr a c t m a n a g e m e n ts c i e n c e t e c h n i q u e s .

S e c o n d l y , m a i n t e n a n c e c o n s i s t s o f a m u l t i t u d e o fd i f f e r e n t a c t i v i t i e s . A t a n i n d i v i d u a l a c t i v i t y l e v e l i t i so f t e n d i f f i c u l t t o q u a n t i f y b e n e f i t s o f m a i n t e n a n c e .H e n c e , a t a m a c r o l e v e l , i t is v e r y d i f f ic u l t t o b a l a n c et h e m a i n t e n a n c e b u d g e t w i t h i t s c o n t r i b u t i o n t oc o m p a n y p r o fi ts . T h e r e f o r e , m a i n t e n a n c e i s o f t e n s e e na s a c o s t f u n c t i o n o n l y , w i t h a l l a s s o c i a t e d n e g a t i v ei m p l i c a t i o n s .2 4 P r o b l e m h i e r a r c h i e sT h i n k i n g o n m a i n t e n a n c e s h o u l d s t a r t i n t h e d e s i g np h a s e o f s y st e m s . T h e t y p e o f e q u i p m e n t , t h e l e v el o fr e d u n d a n c y a n d t h e a c c e s s i b i l i t y w i l l t h e n s t r o n g l ye f f e c t t h e m a i n t a i n a b i l i t y . W h e n p u r c h a s i n g s y s t e m s ,f u t u r e m a i n t e n a n c e c o s t s s h o u l d b e t a k e n i n t o a c c o u n ta s w e l l . T o c o v e r t h e c o s t s o v e r a l l p h a s e s o f s y s t e m st h e l i f e cyc le cos t ing c o n c e p t w a s i n t r o d u c e d . T h em a i n t e n a n c e c o n c e p t o r s t r a t e g y d e s c r i b e s w h a t e v e n t s( e . g . , f a i l u r e , p a s s i n g o f t i m e ) t r i g g e r w h a t t y p e o fm a i n t e n a n c e ( i n s p e c t i o n r e p a ir , r e p l a c e m e n t ) ; i t c a nb e d e t e r m i n e d b o t h a f t e r t h e d e s i g n p h a s e a n d i n t h eo p e r a t i o n s p h a s e . M o s t o p e r a t i o n s r e s e a r c h m o d e l sc o n c e n t r a t e o n t h i s p r o b l e m a r e a . O n c e a s y s t e m i s i no p e r a t i o n , m a i n t e n a n c e h a s t o b e p l a n n e d a n ds c h e d u l e d . H e r e w e d e n o t e b y p l a n n i n g t h ed e t e r m i n a t i o n o f t h e e x e c u t i o n m o m e n t s o f ( m a j o r )m a i n t e n a n c e a c t i v i t i e s , i n a c c o r d a n c e w i t h o t h e r ( e . g . ,p r o d u c t i o n ) p l a n s ( e . g ., p l a n n i n g s h u t d o w n s o f m a j o rr e f i n e r y u n i t s ), t h e w o r k p r e p a r a t i o n a n d t h ed e t e r m i n a t i o n o f t h e r e q u i r e d m a i n t e n a n c e c a p a c it y .S c h e d u l i n g o f m a i n t e n a n c e u s u a l ly o c c u r s a t a s h o r t e rt i m e h o r i z o n a n d c o n s i s t s o f d e t e r m i n i n g t h e o r d e r o fe x e c u t i o n o f a c t i v i t i e s . I t i n v o l v e s p r i o r i t y s e t t i n g a n du s i n g a v a i l a b l e m a n p o w e r a s e f f ic i e n t l y a s p o s s i b le .F i n a l l y , t h e r e i s m a i n t e n a n c e c o n t r o l , w h i c h c o n s i s t s o fc o m p a r i n g a c t u a l i t y w i t h p l a n s , i n d i c a t i n g t o m a n a g e -m e n t w h e r e p r o b l e m s a r e .2 5 A r e a s w h e r e m a i n t e n a n c e i s i m p o r t a n tW h e n e v e r t h e r e i s a la r g e a m o u n t o f ca p i t al e m p l o y e di n t e c h n i c a l s y s t e m s , t h e r e w i l l b e a l o t o f

m a i n t e n a n c e ( e x c e p t , f o r e x a m p l e , s p a c e s a t e l l i t e s , f o ro b v i o u s r e a s o n s ) . S o , a p a r t f r o m t h e s e r v i c e s e c t o r ,m a i n t e n a n c e p l a y s a l a r g e r o l e i n m o s t s e c t o r s o fs o c i e t y . E v e n i n t h e s o f t w a r e s e c t o r m a i n t e n a n c e i sg r o w i n g i n i m p o r t a n c e , b u t d u e t o t h e s p e ci a lc h a r a c te r o f t h e s y st e m s to b e m a i n t a i n e d - - s o f t w a r e - -w e w i l l l e a v e i t o u t o f c o n s i d e r a t i o n i n t h i s p a p e r . T h em e d i c a l s e c t o r c a n a l s o b e c a p t u r e d u n d e r t h ed e f i n i t i o n o f m a i n t e n a n c e , w h e n h u m a n s a r e c o n -s i d e r e d t o b e t h e s y s t e m s o f i n t e r es t . D e s p i t e m a n ys i m i l a r c o n c e p t s ( e . g . , l i f e t i m e d i s t r i b u t i o n s a n ds c r e e n i n g f o r d i s e a s e s c o r r e s p o n d s t o i n s p e c t i o n ) , w ew i l l n o t c o n s i d e r t h i s h e r e e i t h e r . T h e m a i n i n d u s t r i e sc o n s i d e r e d a r e t h e o i l a n d c h e m i c a l i n d u s t r y , r a i l w a y s ,t r a n s p o r t c o m p a n i e s , a i r l i n e s , s t e e l w o r k s a n d t h ed i s c r et e p a r t s m a n u f a c t u r e r s . A l s o c o n s i d e r e d a r e : t h ep u b l i c s e c t o r , f o r e x a m p l e e l e c t r i c i t y g e n e r a t i o n :d e f e n c e ; a n d i n f r a s t r u c t u r e , f o r e x a m p l e r o a d s .

3 M A I N T E N A N C E O P T I M I Z A T I O N M O D E L SH e r e w e d e f i n e m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s a st h o s e m a t h e m a t i c a l m o d e l s w h o s e a i m i t i s t o f i n d th eo p t i m u m b a l a n c e b e t w e e n t h e c o s t s a n d b e n e f i t s o fm a i n t e n a n c e , w h i l e t a k i n g a l l k in d s o f c o n s t r a i n t s i n t oa c c o u n t . I n a l m o s t a l l c a s e s , m a i n t e n a n c e b e n e f i t sc o n s i s t o f s a v i n g s o n c o s t s w h i c h w o u l d b e i n c u r r e do t h e r w i s e ( e .g . , l e ss f a i l u r e c o s t s ) . T h i s d e f i n i t i o n d o e sn o t i n c l u d e a l l o p e r a t i o n s r e s e a r c h m o d e l s a p p l i e d i nm a i n t e n a n c e . S c h e d u l i n g o u t a g e s o f e l e c t r i c p o w e rp l a n t s f o r m a i n t e n a n c e i s l e f t o u t o f c o n s i d e r a t i o n ,u n l e ss t y p i c a l m a i n t e n a n c e a s p e c ts ( l ik e d e t e r i o r a t i o n )a r e m o d e l l e d e x p l i c i t l y . W e e x c l u d e p r o j e c t m a n a g e -m e n t t e c h n i q u e s , a l t h o u g h s o m e a r e u s e d i n s h u t d o w np l a n n i n g o f m a j o r i n s t a l l a t i o n s i n t h e p r o c e s s i n d u s t r y ,a s t h e s e l a c k t h e c o s t - b e n e f i t a s p e c t s o f m a i n t e n a n c e .W e a l s o e x c l u d e s p a r e p a r t s m o d e l s a s t h e s e p r i m a r i l yf o c u s o n i n v e n t o r y c o n t r o l .

I n g e n e r a l , m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s c o v e rf o u r a s p e c t s : ( i ) a d e s c r i p t i o n o f a t e c h n i c a l s y s t e m , i t sf u n c t i o n a n d i t s i m p o r t a n c e , ( i i ) a m o d e l l i n g o f t h ed e t e r i o r a t i o n o f t h e s y s t e m i n t i m e a n d p o s s ib l ec o n s e q u e n c e s f o r t h e s y s t e m , ( i i i ) a d e s c r i p t i o n o f t h ea v a i la b l e i n f o r m a t i o n a b o u t t h e s y s t e m a n d t h e a c t io n so p e n t o m a n a g e m e n t a n d ( i v ) a n o b j e c t i v e f u n c t i o na n d a n o p t i m i z a t i o n t e c h n i q u e w h i c h h e l p s i n f i n d i n gt h e b e s t b a l a n c e . F o r e x a m p l e , f o r t h e a g er e p l a c e m e n t m o d e l t h e f o u r a s p e c t s c o n s i s t o f : ( i) o n ec o m p o n e n t , o p e r a t i n g c o n t i n u o u s l y , ( ii ) d e t e r i o r a t i o ni s n o t v i s i b l e a n d f a i l u r e s o c c u r s u d d e n l y , c a u s i n g al o s s o f f u n c t i o n i n g , (i ii ) t h e c o m p o n e n t i s r e p l a c e du p o n f a i l u r e b y a n i d e n t i c a l o n e a g a i n s t c o s t s c 1( i n c l u d i n g c o s t s o f l o s s o f f u n c t i o n i n g ) a n d p r e v e n -t ive ly aga ins t cos t s c p ( w h e n e v e r i t t a k e s p l a c e ) ,r e p l a c e m e n t t i m e s a r e r e c o r d e d : a p d f f ( .) o r a h a z a r dr a t e r ( . ) a s f u n c t i o n o f c o m p o n e n t a g e i s k n o w n , ( i v )


4/12

2 3 2 R D e k k e ro b j e c t i v e f u n c t io n s a r e e i t h e r t h e l o n g - t e r m a v e r a g e

c o s t s , o r t h e l o n g - t e r m d i s c o u n t e d c o s t s : t h e r e n e w a lr e w a r d t h e o r e m p r o v i d e s a n e x p l ic i t f o r m u l a f o r t h eo b j e c t i v e f u n c t i o n a s a f u n c t i o n o f t h e r e p l a c e m e n ta g e , w h ic h m a y b e m i n i m i z e d b y a s ta n d a r d b i s e c t io nm e t h o d ' .

S h e r i f & S m i t h 19 c l a s s if y t h e m o d e l s a c c o r d i n g t ot h e m o d e l l i n g o f t h e d e t e r i o r a t i o n i n to :

1 . D e t e r m i n i s t i c M o d e l s2 . S t o c h a s t i c M o d e l s

A . U n d e r R i s kB . U n d e r U n c e r t a i n t y .

T h e y f u r t h e r d i s t i n g u i s h b e t w e e n a s i m p l e s y s t e m( si ng l e c o m p o n e n t ) a n d a c o m p l e x s y s te m . T h ed i f f e r e n c e b e t w e e n r is k a n d u n c e r t a i n t y i s t h a t i n c a s eo f r is k it i s a s s u m e d t h a t a p r o b a b i l i t y d i s t r i b u t i o n o ft h e t i m e t o f a i l u r e i s a v a i l a b l e , w h i c h i s n o t s o i n t h ec a s e o f u n c e r t a i n t y . T h e l a t t e r t h e r e f o r e i n c l u d e sm o d e l s w i t h a d a p t i v e p o l i c i e s . T h e o p t i m i z a t i o nm e t h o d s e m p l o y e d i n c l u d e l i n e a r a n d n o n l i n e a rp r o g r a m m i n g , d y n a m i c p r o g r a m m i n g , M a r k o v d e c i-s i o n m e t h o d s , d e c i s i o n a n a l y s i s t e c h n i q u e s , s e a r c ht e c h n i q u e s a n d h e u r i s t i c a p p r o a c h e s .

M a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s y ie l d v a r i o u sr e s u l t s . F i r s t o f a ll , p o l i c i e s c a n b e e v a l u a t e d a n dc o m p a r e d w i t h r e s p e c t t o c o s t - e ff e c t i v e n e s s a n dr e l i a b i l i t y c h a r a c t e r i s t i c s . S e c o n d l y , r e s u l t s c a n b eo b t a i n e d o n t h e s t r u c t u r e o f o p t i m a l p o l i c e s , l ik e t h ee x i s t e n c e o f a n o p t i m a l c o n t r o l - l i m i t p o l i c y . T h i r d l y ,m o d e l s c a n a s s i s t i n t h e t i m i n g a s p e c t : h o w o f t e n t oi n s p e c t o r t o m a i n t a i n . T h e s e r e s u l t s a l l r e f e r t o t h em a i n t e n a n c e c o n c e p t ; t h e l a s t o n e a l s o t o m a i n t e n a n c ep l a n n i n g . F i n a l l y , m o d e l s c a n a l s o b e o f h e l p i nd e t e r m i n i n g e f f e c ti v e a n d e f f i c ie n t s c h e d u l e s a n dp l a n s , t a k i n g a l l k i n d o f c o n s t r a i n t s i n t o a c c o u n t .

4 A R E V I E W O F A P P L I C A T I O N S4 1 I n t r o d u c t i o nA s m o d e l s m a y b e a p p l i e d i n s e v e r a l w a y s , w e w i l lm a k e t h e f o l l o w i n g d i s t i n c t io n s . A p a p e r i s c l a s s if i e das a c a s e s t u d y i f ( m a i n t e n a n c e o p t i m i z a ti o n ) m o d e l sh a v e b e e n u s e d w i t h rea l d a ta t o p r o v i d e a d v i c e t om a n a g e m e n t o n a r e a l p r o b l e m A s e c o n d t y p e o fp a p e r i s o n e i n w h i c h a n e w m o d e l i s p u t c e n t r a l , b u tin w h i c h i n d i c a t i o n s a r e g i v e n a b o u t ( n o t j u s t p o s s ib l e ,b u t r e a l ) a p p l i c a t i o n s o f t h e m o d e l . T h i s c a n o c c u r ins e v e r a l w a y s , v a r y i n g f r o m j u s t s u g g e s t in g a p p l i c a t io n so r o v e r v i e w i n g r e a l a p p l i c a t io n s t o s h o w i n g e x a m p l e sw i t h r e a l d a t a . T h e l a s t ty p e o f p a p e r i s t h a t w h i c hf o c u s e s o n a n a p p l i c a t i o n t o o l , l i k e a d e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m o r e x p e r t s y s t e m a n d w h i c h m e n t i o n sa p p l i c a t io n s o f t h e t o o l .

A l i t e r a t u r e s e a r c h w a s c o n d u c t e d i n t h e d a t a b a s eI N S P E C u s i n g t h e s e a r c h w o r d s ' m a i n t e n a n c e ' ,

' r e p l a c e m e n t ' , r e p a i r' , ' o p t i m i z a t io n a n d' a p p l i c a t i o n ( s ) ' o r ' c a s e s t u d y / i e s ' . T h i s r e s u l t e d i ns o m e f i ft e e n p a p e r s . N e x t , w e w r o t e t o a n u m b e r o fl e a d i n g e x p e r t s a s k i n g t h e m a b o u t a p p l i c a t i o n s . T h e nw e t r a c e d a s m a n y r e f e r e n c e s o n a p p l ic a t io n s a sp o s s i b l e . A p r o b l e m e n c o u n t e r e d i n t h i s r e s p e c t w a st h a t p r a c t i t i o n e r s m o r e o f t e n p u b l i s h i n p r o c e e d i n g st h a n i n r e g u l a r s c i e n t i f ic j o u r n a l s , y e t t h i s c a t e g o r y isf a r m o r e d i f f i c u l t t o t r a c e a n d i s o f t e n n o t c o v e r e d b yt h e r e g u l a r d a t a b a s e s , l i k e I N S P E C .4 2 A p p l i c a t i o n sT h e n u m b e r o f r e a l c a se s t u d ie s f o u n d w a s 4 3.[ Ref e r ences : 3 , 6 - 8 , 13 , 15 , 16 , 18 , 20 , 23 , 25- 32 , 35 ,46, 49, 55, 59, 63-65, 69, 79, 84, 89, 92, 93, 96, 99, 101,106 , 111 , 114 , 115 , 117 , 120 , 123 , 128 . ] F ur t he r mor e ,t h e r e a r e 2 2 p a p e r s w h i c h p r e s e n t a m o d e l a n d a p p l yi t t o r ea l d a t a [ Ref s 11 , 21 , 22 , 34 , 40 , 44 , 45 , 52 , 57 ,76, 82, 83, 85, 91, 94, 97, 104, 105, 108, 112, 121, 131]a n d 8 p a p e r s w h i c h g iv e s o m e o v e r v i e w a n d g i v e s o m edi scus s i on o f case s t ud i e s [ Re f s 10 , 17 , 33 , 47 , 48 , 60 ,7 5 , 7 8 ]. T h e r e a r e 2 6 p a p e r s w h i c h f o c u s o n a m o d e la n d s t a t e t h a t i t h a s b e e n a p p l i e d t o a r e a l c a s e ,w i t h o u t g i v i n g f u r t h e r d e t a i l s ( l i k e d a t a ) [ R e f s 2 , 9 , 1 2 ,36, 37, 39, 41, 42, 53, 56, 62, 67, 68, 70, 72, 74, 77, 81,88, 90, 102, 103, 107, 126, 129, 132] . F inal ly, there are1 4 p a p e r s ( i n c l u d i n g 4 w h i c h a l s o p r e s e n t a r e a l c a s e )d e s c r i b i n g a n a p p l i c a t i o n t o o l a n d m e n t i o n i t sapp l i ca t i on [ Ref s 38 , 43 , 51 , 54 , 65 , 66 , 73 , 80 , 117 ,119 , 122, 125 , 127 , 130]. I f we a dd up a l l pa pe r s f r omw h i c h w e h a v e a n i d e a t h a t a n a p p l i c a t i o n h a so c c u r r e d w e a r r i v e a t a t o t a l o f 1 1 2 a p p l i c a t i o n s o fm a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s , w h i c h i s m o r e t h a nw e i n i t i a l l y e x p e c t e d .

M o s t c a s e s t u d i e s a r e w r i t t e n i n c o o p e r a t i o n w i t ha c a d e m i c r e l i a b i l i ty r e s e a r c h e r s ( 6 8 o u t o f t h e 1 1 2 ) .F e w o r i g i n a t e f r o m i n d u s t r y a n d i f t h e y d o , o f t e n f r o ma n i n d u s t r i a l r e s e a r c h i n s t i t u t i o n . C o n s u l t a n t s a r eb a d l y r e p r e s e n t e d , g i v i n g t h e i m p r e s s i o n t h a t a p p l i c a -t i o n o f m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s w a s o n l yp o s s i b le b y t h e p e o p l e w h o d e v e l o p e d t h e m . T h i ss i t u a t io n h a s c h a n g e d w i t h th e e m e r g e n c e o fc o m m e r c i a l d e c is i o n s u p p o r t s y s te m s f o r m a i n t e n a n c eo p t i m i z a t i o n .

L o o k i n g a t t h e y e a r o f p u b l i c a t i o n o f a ll 1 1 2 p a p e r sg i v e s t h e f o l l o w i n g p i c t u r e :y e a r n u m b e r o f p u b l ic a t io n s

- 1 9 6 9 11 9 7 0 - 1 9 7 4 41 9 7 5 - 1 9 7 9 1 71 9 8 0 - 1 9 8 4 2 01 9 8 5 - 1 9 8 9 4 51 9 9 0 - 2 5

T h e f a c t t h a t t h e m a j o r i t y o f th e p a p e r s h a s r e c e n t l yb e e n p u b l i s h e d m a y i n d i c a t e t h a t a n u m b e r o f in i ti alp r o b l e m s h a v e b e e n o v e r c o m e a n d th a t m o r e


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a i n t e n a n c e o p t i m i z a t io n m o d e l s 233a p p l i c a t i o n s m a y b e e x p e c t e d . I t m a y a l s o i n d i c a t et h a t m o r e p u b l i c a t i o n s o u t l e t s a r e a v a i l a b l e n o w a d a y s .

F r o m t h e m o d e l s a p p l i e d , t h e a g e a n d b l o c kr e p l a c e m e n t m o d e l s s c o r e h i g h , b u t t h e y a r e o f t e na p p l i ed i n a s o m e w h a t d i f f e r e n t f o r m . O t h e r p o p u l a rm o d e l s a r e M a r k o v d e c i si o n m o d e l s a n d t h e s o - ca l le dd e l a y t i m e m o d e l ( i n t r o d u c e d b y C h r i s t e r & W a l l e r 3~a n d r e v i e w e d i n B a k e r & C h r i s te r a ) . I t i s n o t i c e a b l et h a t m a n y p a p e r s d e s c r i b e a t a il o r - m a d e m o d e l f o r t h ep r o b l e m s a t h an d . A p p a r e n t l y o n e o f t e n h a s toi n c l u d e p r o b l e m s p e c if i c f a c t o rs .

T h e r e a r e s e v e r a l a r e a s a n d i n d u s t r i e s i n w h i c h t h em o d e l s h a v e b e e n a p p l i e d ; p o p u l a r a r e a s a r ee q u i p m e n t a n d v e h i c l e r e p l a c e m e n t s , i n s p e c t i o no p t i m i z a t i o n , r o a d m a i n t e n a n c e a n d s c h e d u l i n g o fm a i n t e n a n c e o f e le c t r i c p o w e r s t a ti o n s .

E q u i p m e n t o v e r h a u l s c o m p r i s e s t h e la r g e st g r o u p o fa p p l i c a t i o n s ( a b o u t t h i r t y ) . I n i t i a l m o d e l s w e r ed e v e l o p e d f o r t h is t y p e o f s y s t e m a n d w e r e c l o s e l yc o n n e c t e d t o t h e e c o n o m i c r e p l a c e m e n t t h e o r y o fc a p i t a l g o o d s . A n o t h e r f r u i t f u l a r e a i s v e h i c l er e p l a c e m e n t ( t e n p a p e r s ) , c o n s i d e r i n g b u s e s , f o r k li ftt r u c k s , a m b u l a n c e s e t c . O n e a d v a n t a g e i n t h e c a s e o fv e h i c l e s is th a t t h e l a r g e a m o u n t o f c o p i e s a l lo w s f o rd a t a p o o l i n g . F o r e q u i p m e n t t h is is n o t a l w a y sp o s s i b l e a s s im i l a r e q u i p m e n t i n d i ff e r e n t c o n d i t i o n sm a y h a v e q u i t e a d i f f e r e n t f a i l u re p a t t e r n . A n o t h e rp r o b l e m is th e c o n s t a n t a p p e a r a n c e o f n ew e q u i p -m e n t , w h i c h m a k e s h i s t o r i c a l r e c o r d s o b s o l e t e a n dp u t s o t h e r a s p e c t s o n t h e r e p l a c e m e n t d e c i s i o n s .O p t i m i z i n g i n s p e c t i o n s o n e q u i p m e n t t h r o u g h t h ed e l a y t i m e m o d e l d o e s p r o v e t o b e s u c c e s s f u l .

A t h i r d a n d p r o m i s i n g a r e a f o r o p t i m i z a t i o n i s r o a dm a i n t e n a n c e . H e r e , a m a i n p r o b l e m is t h e d e t e r m i n a -t io n o f t h e a m o u n t a n d a l lo c a t io n o f b u d g e t s t ov a r i o u s p r o j e c t s . T h e f i r s t s u c c e s s f u l c a s e s t u d y w a sp r e s e n t e d i n R e f . 4 6 ( t h e y q u o t e d s a v i n g s o f m i ll i o n so f d o l la r s ) . L a t e r s o m e a p p l i c a t i o n s w e r e c a r r i e d o u ti n t h e U S . T o d a y , U S C o n g r e s s p r o p o s e s t h a t a lls t at e s h a v e a p a v e m e n t m a n a g e m e n t s y s te m . 5 O t h e rc o u n t r i e s fo l l o w e d , e .g . , W o r m & V a n H a r t e n Tp r e s e n t a d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m f o r th e D u t c ha u t h o r i t i e s . O n e r e a s o n b e h i n d t h e s u c c e s s e s i n t h i sa r e a i s th a t a l o t o f d a t a a r e c o l l e c t e d in s t a n d a r d w a y so n d e t e r i o r a t i o n . H e n c e t h e n e e d a r is e s to m a k e u s eo f t h is d a t a i n d e c i s i o n m a k i n g . F u r t h e r m o r e , t h e r e i sl e s s t i m e p r e s s u r e o n d e c i s i o n m a k i n g c o m p a r e d t oo t h e r m a i n t e n a n c e o r g a n i z a ti o n s , a n d a s f u n d s h av e t ob e a l l o c a t e d b e t w e e n v a r i o u s p r o j e c t s i n a n o b j e c t i v ea n d d e f e n d a b l e w a y , t h e r e i s a n e e d f o r o p e r a t i o n sr e s e a r c h m o d e l s . R e l a t e d a p p l ic a t io n s c o n c e r n w a t e rr e s o u r c e s i n f r a s t r u c t u r e , p i p e l i n e s a n d r a i l w a y t r a c k .

A f o u r t h a p p l i c a t io n a r e a c o n c e r n s t h e s c h e d u l i n go f o v e r h a u l s o f e l e c t r ic p o w e r s t a t io n s . K r a l j &P e t r o v i c T p r o v i d e a n o v e r v i e w a n d g i v e th ei m p r e s s i o n t h a t s e v e r a l o p e r a t i o n s r e s e a r c h m e t h o d sh a v e b e e n a p p l ie d .

W e d o n o t h a v e m u c h i n f o r m a t i o n a b o u t t h emi l i t a r y s ec t o r . S o m e pa pe r s ~7"44'm3 sug ges t t ha t t heU S f o r c e s h a v e a c c es s t o m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t io nm o d e l s , b u t p r e c i s e i n f o r m a t i o n i s l a c k i n g . S o m es e p a r a t e a p p l ic a t io n s a r e m a n p o w e r r e q u i r e m e n t sp l a n n i n g , i n s p e c t i o n s i n t h e n u c l e a r i n d u s t r y a n dl ig h t in g m a i n t e n a n c e . T h e r e a r e f e w p a p e r s o n l i fec y c l e c o s t i n g .

T h e p r o b l e m s e n c o u n t e r e d i n a p p l y in g m a i n t e n a n c eo p t i m i z a t i o n m o d e l s m e n t i o n e d i n t h e c a s e s t u d i e sf r e q u e n t l y c o n c e r n d a t a c o l l e c t i o n a n d a n a l y si s . A sm o s t p a p e r s a d v o c a t e t h e t e c h n i q u e , n e g a ti v e r e m a r k so n m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t io n a r e h a r d t o f in d , e x c e p ti n t h e p a p e r f r o m V a n B o m m e l & R o e s , j2 w h i c hd e s c r i b e s a f a i l u r e t o a p p l y s t a n d a r d m o d e l s a n dt h e r e f o r e ( s u c c e s sf u l ly ) r e s o r t t o f a i l u r e a n a l y s is .4 3 S o f t w a r e p a c k a g e s f o r m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n

T h e f ir st p a c k a g e s f o r m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n r a no n m i c r o c o m p u t e r s , l i k e t h e H P 9 8 4 5 . T h e y w e r ed e v e l o p e d b y a c a d e m i c s w i t h a n i n t e r e s t i n p r a c t i c a la p p l ic a t io n s . A n e x a m p l e is t h e R E G I N A p a c k a g e ,d e v e l o p e d a t B r a d f o r d U n i v e r s i t y , w h i c h c o n t a i n sb a s i c o p t i m i z a t i o n m o d e l s n e x t t o d a t a a n a l y s i sm o d u l e s . I t s u s e i s d e s c r i b e d i n K e l l e r a n d G i b l i n . TA n o t h e r e x a m p l e i s th e F R A N T I C p a c k a g e . 127 L a t e r ,t h e p e r s o n a l c o m p u t e r b e c a m e a p o p u l a r p l a t f o r m f o rm a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n s o f t w a r e . S u c c e s s fu l e x -a m p l e s a r e t h e M A I N O P T p a c k a g e , ~3 t h eA G E / C O N , P E R D E C a n d R E L C O D E p a ck a ge s , 54t h e K M O S S p a c k a g e f r o m t h e D u t c h K E M A , ~22 t h eO P T I M O N p a c k a g e f r o m t h e D u t c h T N O , 57 a lli n c l u d in g a n a l y t i c a l m o d e l s . M A I N O P T i s i n f a c t t h ef i r s t p a c k a g e w h i c h d o e s n o t o r i g i n a t e f r o m r e -s e a r c h e r s , a fa c t w h i c h d o e s s h o w t h a t t h e o r y h a s b e e np i c k e d u p b y o t h e r s . S o m e p a c k a g e s , s u c h a s t h eM A R O S 65 a n d M I R I A M 8 p a c k ag e s p r i m a r il y f o c u so n a v a i l a b i l i t y a s s e s s m e n t , b u t c a n a l s o b e u s e d t oo p t i m i z e m a i n t e n a n c e , a l t h o u g h w i t h o u t a n a l y t i c a lm o d e l s . A t y p i c a l a s p e c t o f t h e P C b a s e d p a c k a g e s ist h a t t h e y a r e u s e d o n a s t a n d a l o n e b a s i s a n d d o n o tu s e d a t a f r o m d a t a b a s e s , n o r d o t h e y h a v e c o n n e c t i o nw i th m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y st e m s . T h e y a r ee s p e c i a l ly s u i t e d f o r s t ra t e g i c q u e s t i o n s c o n c e r n i n g t h em a i n t e n a n c e c o n c e p t . P a c k a g e s w h i c h d e a l w i t h d a i l yo p e r a t i o n s a r e m i n i c o m p u t e r o r m a i n f r a m e b a s e d .E x a m p l e s a r e g i v e n i n R e f s 1 1 9 , 4 3 , 6 6, 4 6 a n d 5 2 .4 4 G e n e r a l r e m a r k sO n e c a n m a k e t w o r e m a r k s o n t h e a b o v e . F i r s t o f al l,w e a r e c e r t a i n l y m i s s i n g s o m e a p p l i c a t i o n s p u b l i s h e d .S e c o n d l y , a p p l i c a t i o n s o f a n y p a r t ic u l a r o p e r a t i o n sr e s e a r c h m o d e l a r e n o t f r e q u e n t l y f o u n d i n l i t e r a tu r ea s it is m o s t l y n o t s u f f i c i e n t ly r e w a r d i n g f o rp r a c t i t i o n e r s t o p u b l i s h . I f a p p r o a c h e s a r e s u c c e s s fu l ,


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2 3 4 R. Dekkerc o m p a n i e s a r e a f r a i d o f lo s i n g a c o m p e t i t i v e e d g e .F u r t h e r m o r e , s c i e n t i f i c l i t e r a t u r e f o c u s e s o n n e wa s p e c t s a n d t h e t e n t h a p p l i c a t i o n o f t h e a g er e p l a c e m e n t m o d e l w i l l t h e r e f o r e n o t b e p u b l i s h e d .

O n e m a y c o m p a r e , f o r e x a m p l e , m a i n t e n a n c eo p t i m i z a t i o n t h e o r y w i t h g a m e t h e o r y , f o r w h i c h t h e r em a y b e e v e n l e s s a p p l i c a t i o n s . T h e m a i n e x c e p t i o n i no p e r a t i o n s r e s e a r c h is l i n e ar p r o g r a m m i n g w h i c h i sw i d e l y u s e d . I n g e n e r a l , t h e r e i s a l o n g t i m e g a pb e t w e e n t h e e m e r g e n c e o f a t h e o r y a n d i tsa p p l i c a t i o n . I n t h e s e q u e l o f th i s p a p e r w e w i lli n v e s ti g a t e a p p l i c a t io n s o f m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o nm o d e l s i n m o r e d e t a i l .

5 P R O B L E M S I N A P P L Y I N G O P T I M I Z A T I O NM O D E L SI n th i s s e c t i o n w e d i s c u ss a n u m b e r o f p r o b l e m s w h i c hh a m p e r o p t i m i z a t i o n . I t i s d i f f i c u l t t o s t a t e s c i e n t i f i -c a l l y w h i c h r e a s o n s a r e d o m i n a n t , s o t h e s e l e c t i o n i sb a s e d o n t h e a u t h o r s o w n e x p e r i e n c e s w i t h m a i n -t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s .5 1 D e c i s i o n s u p p o r t s y st e m s n e e d e d t o o p t i m i z em a i n t e n a n c eA l m o s t n o m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l y i e l d sr e s u l t s w h i c h o n l y r e q u i r e s i m p l e c a l c u l a t i o n s l i k e t h eE O Q f o r m u l a f o r t h e e c o n o m i c o r d e r q u a n t i ty i ni n v e n t o r y c o n t r o l t h e e c o n o m i c o r d e r q u a nt i t yE O Q = ~ / { 2 A D ) / v r } ) . T o d e t e r m i n e t h e o p t i m a lm a i n t e n a n c e p o l ic y o n e e i t h e r h a s t o us e n u m e r i c a li n t e g r a t i o n o r t o s o l v e s e t s o f e q u a t i o n s , e x c e p t f o rs o m e v e r y s p e c i fi c c a s e s f o r w h i c h g r a p h i c a l m e t h o d sh a v e b e e n d e v e l o p e d o r a n a l y t i c a l s o l u t i o n s e x i s t .

H e n c e , i n g e n e r a l, a s o f t w a r e p r o g r a m is r e q u ir e da n d t h is s h o u l d b e r e a d y a t t h e a p p e a r a n c e o f t h ep r o b l e m , u n l e s s t he p r o b l e m i s r e p e t i t i v e . S u c h ap r o g r a m c a n b e a p p l i e d b y e i t h e r t he d e v e l o p e r , a ni n s id e o r o u t s i d e c o n s u l t a n t o r t h e p r o b l e m o w n e r

u s u a ll y a m a i n t e n a n c e o r p r o d u c t i o n e n g i n e e r ) . T h ef i r s t a p p l i c a t i o n s p u b l i s h e d w e r e i n f a c t f r o ma c a d e m i c s w h o d e v e l o p e d a s o f t w a r e p r o g r a m . L a t e ro n e s e e s p r o f e s s i o n a l s d e v e l o p i n g s p e c i a l d e c i s i o ns u p p o r t s o f t w a r e . T h e p r o b l e m o w n e r is t h e i d e alp e r s o n t o u s e t h e d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m , y e t h e / s h ew i l l o f t e n b e u n f a m i l i a r w i t h m a i n t e n a n c e d e c i s i o ns u p p o r t s y s t e m s , u n le s s t h e p r o b l e m i s r e p e t i t i v e . T h eo u t s i d e c o n s u l t a n t i s a c o s t l y a l t e r n a t i v e . H o r t o n 5~s i g n a ls t h e p r o b l e m o f tr i g g e r i n g a n o p t i m i z a t io n ~s i n c e b e f o r e d o i n g o n e , i t i s u n c l e a r w h a t a no p t i m i z a t i o n m a y s a v e a n d w h e t h e r a c on s u l t a n t i sj u s t i f i e d . M o s t c o m p a n i e s , h o w e v e r , a r e t o o s m a l l t oh a v e a s p e c i a l i z e d i n s i d e m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o nc o n s u l t a n t . I n a n y c a s e , a c o n s u l t a n t n e e d s a ne x c e l l e n t d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m a s w e l l .

O n e m a i n p r o b l e m i n d e v e l o p i n g a m a i n t e n a n c ed e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m l i es in t h e d e v e l o p m e n t o f ag e n e r i c m o d e l l i n g o f m a i n t e n a n c e p r o b l e m s s u c h th a ts t a n d a r d m o d e l s c a n b e u s e d . I n f a c t o n e d o e s n o tn e e d a se t o f m o d e l s w i t h a n u s e r i n t e r f a c e : o n e n e e d sa g e n e ri c s t r u c t ur i n g o f m a i n t e n a n c e p r o b l e m s , w h i c hi n d i c a t e s w h e n w h i c h m e t h o d s c a n b e u s e d a n d h o wa l l s p e c i a l a s p e c t s c a n b e t a k e n c a r e o f . T h e r e a s o n i st h a t t h e r e i s q u i t e a d i v e r s i t y i n m a i n t e n a n c e p r o b l e m sa n d m o s t o f t h e m a r e n o t r e p e t i t i v e . A p p l i c a t i o n o fm o d e l s a l s o r e q u i r e s a g o o d f o r m u l a t i o n o f th ep r o b l e m w h i c h is n o t e a s y s in c e m o s t c o n c e p t s u s e d

s u c h a s f a i l u r e ) a l l o w v a r i o u s i n t e r p r e t a t i o n s . T o g i v ea s i m p l e e x a m p l e , c o n s i d e r t h e s y s t e m w h i c h c o n s i s t so f t h e f r o n t l i g h t s o f a c a r . I n t h i s c a s e o n e m a y d e f i n ea s y s t e m f a i l u r e a s e i t h e r t h e f a i l u r e o f o n l y o n e o r o ft w o l i gh t s. B o t h t h e d i s t r i b u t i o n o f th e t i m e t o s y s t e mf a i l u r e a n d t h e c o s t o f s y s t e m f a i l u r e d e p e n d h e a v i l yo n t h e c h o i c e o f d e f i n it i o n . F u r t h e r m o r e , m a n ym o d e l s a r e n o t r o b u s t a g a i n s t v i o l a t i o n s o f a s s u m p -t i o n s o r m i s i n t e r p r e t a t i o n o f t h e i r c o n c e p t s . A m a j o rs h o r t c o m i n g o f m o s t m a i n t e n a n c e d e c i s io n s u p p o r ts y s t e m s i s t h a t t h e y a c t l i k e a b l a c k b o x . F r o m t h ef o r e g o i n g t h e d a n g e r s o f su c h a b l a c k b o x w i ll b ec l e a r : s i n c e e a c h m a i n t e n a n c e p r o b l e m i s l i k e ly to b ed i f f e r e n t , i t i s o n l y t h e u s e r a n d n o t t h e d . s .s . ) w h oc a n v a l i d a t e t h e c a l c u l a t i o n s a n d c o n v i n c e h i s / h e rm a n a g e m e n t o f th e i r v a lu e .

F o r m a n y m o d e l s e x c e p t p e r h a p s f o r t h e f e wm u l t i - c o m p o n e n t m o d e l s ) t h e r e a rc n o m a j o r c o m -p u t a t i o n a l p r o b l e m s , a n d h e n c e t h e r e i s n o n e e d f o ra d v a n c e d c o m p u t e r s t o s o l v e t h e m . D e v e l o p i n g au s e r - f r i e n d l y s y s t e m , h o w e v e r , t a k e s m u c h t i m e a n d i st h e r e f o r e c o s t l y. S in c e t h e l i f e t i m e o f p e r s o n a lc o m p u t e r s a n d t h e i r o p e r a t i n g s y s t e m i n t e n y e a r s s ixD O S v e r s i o n s a n d p r e s e n t l y a s w i t c h t o e i t h e rW i n d o w s o r O S / 2 ) i s s h o r t , s u ch a p r o g r a m h a s tor e g a i n i t s i n i t i a l c o s t s w i t h i n a f e w y e a r s .

F i n a l l y , t h e r e i s a l w a y s a t h r e s h o l d i n u s i n g s o f t w a r es y s t e m s . I f t h e y a r e n o t r e g u l a r l y u s e d , t h e r e e x i s t s as e r i o u s d a n g e r o f lo s i n g e x p e r i e n c e a n d f i n a ll y t h e ya r e p u t a s i d e . C o u r s e s a r e o f t e n p r o v i d e d w i t hp a c k a g e s , b u t e v e n t h a t is n o t e n o u g h . T h e a v e r a g ej o b d u r a t i o n f o r p e o p l e c a n b e q u i t e s m a l l .M a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t h a s to be c on v i n c e d toa c c e p t a n d d e m a n d q u a n t i t a ti v e m e t h o d s a s a ba s is f ord e c i s i o n m a k i n g . T h e y w i ll o n l y d o s o if t h e y h a v ec o n f i d e n c e i n t h e m . A f o c a l p o i n t i n t h e m a i n t e n a n c eo r g a n i z a t i o n , f a m i l i a r w i t h o p e r a t i o n s r e s e a r c h a n dc o m p u t e r s , i s t h e r e f o r e v i t a l f o r t he s u c c e s s o f d e c i si o ns u p p o r t s y s t e m s .5 2 D a t a p r o b l e m sA n e s s e n ti a l p a r t o f a m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o nm o d e l i s t h e m o d e l l i n g o f t h e d e t e r i o r a t i o n a n d t h eo c c u r r e n c e o f f a i l ur e s o f a s y s t e m i n t i m e i n s u c h a


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a i n t e n a n c e o p t i m i z a t io n m o d e l s 235w a y t h a t i t i s c l e a r h o w b o t h a r e i n f l u e n c e d b y t h em a i n t e n a n c e r e g i m e . M a i n t e n a n c e a c t io n s w i ll o n l y b ee f f e c t i v e a n d e f f i c i e n t i f t h e y s p e c i f i c a l l y a d d r e s s t h em o s t r e l e v a n t d e t e r i o r a t i o n a n d f a i l u r e m e c h a n i s m s .G l o b a l s t a t i s t i c s , l i k e a n a v e r a g e f a i l u r e r a t e , w i l lt h e r e f o r e b e i n a p p r o p r i a t e f o r m o s t m a i n t e n a n c ea c t i o n s , a n d a p p l y o n l y t o c o m p l e t e r e p l a c e m e n t s ,w h i c h t e n d t o b e c o s t l y . A n a l y s i n g d a t a w i t h o u tk n o w i n g t h e u n d e r l y i n g f a i l u r e m e c h a n i s m s c a n l e a dt o to t a l l y w r o n g r e s u lt s c o n s i d e r f a i l u r e s c a u s e d b yw e a r o u t a n d b y o p e r a t o r e r r o rs ) . H e n c e , d a t a h a v e t ob e c o l l e c t e d u n d e r s t r i c t r u l e s , d e f i n i n g f a i l u r e a n di n d i v i d u a l m a i n t e n a n c e a c t i o n s p r e c i s e l y , u s i n g aw e l l - d e f i n e d s y s t e m - c o m p o n e n t s t r u c t u r i n g a n d i n -d i c a ti n g w h a t e v e n t s h a v e h a p p e n e d o n p u r p o s e . T h i si s, h o w e v e r , m o s t l y n o t t h e c a s e , e x c e p t p e r h a p s i n th ea i r li n e i n d u s t r y . M a i n t e n a n c e i n f o r m a t i o n s y s te m st h u s m a i n l y s t o r e a c c o u n t i n g i n f o r m a t i o n o n e v e n t sa n d t h e r e i s a w i d e c o n c e r n a b o u t t h e v a l u e o f t h e i rd a t a f o r e n g i n e e r i n g d e c i s i o n m a k i n g . A s c o l l e c ti n gd a t a r e q u i r e s a l o t o f e f f o r t , o n e s h o u l d c o n c e n t r a t e o nt h e m o s t r e l e v a n t a r e a s , w h i c h is a p r o b l e m o n i t so w n . E x c e p t i o n s a r e t h e c o n d i t i o n m o n i t o r i n gp r o g r a m s , f o r w h ic h d e d i c a t e d m a n p o w e r is u su a ll ya v a i l a b l e .

A n a l t e rn a t i v e is t o m a k e u s e o f t h e k n o w l e d g ec o n t a i n e d i n t h e m a i n t e n a n c e t e c h n i c i a n s . T h i s ,h o w e v e r , r e q u i r e s a r e f o r m u l a t i o n o f m o s t m a i n -t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s s i n c e i t is v e r y d i ff ic u l t t oe l ic i t p r o b a b i l i t y d i s t r i b u t i o n s f r o m p e o p l e . ~24 A n o t h e ra s p e c t o n e s h o u l d r e a l i z e i s t h a t u n d e r g o o dm a i n t e n a n c e p r a c t i c e s t h e r e a r e l i t tl e fa i l u r e d a t a . I ff a il u r es o c c u r r e p e a t e d l y , o n e m a y e i t h e r c h a n g e t h es y s t e m d e s i g n o r i t s o p e r a t i o n t o p r e v e n t f a i l u r e s , w i t ht h e r e s u l t t h a t d a t a c o l l e c t i o n h a s t o s t a r t a g a i n .

A p a r t f r o m p r o b l e m s w i t h d a t a o n d e t e r i o r a t i o n ,o n e a l s o h a s p r o b l e m s w i t h c o s t d a t a , e s p e c i a ll y w i t hr e s p e c t t o t h e i n d i r e c t c o s t s . I t i s e a s y t o q u a n t i f yd i r e c t m a i n t e n a n c e c o s ts , b u t v e r y d if f ic u l t a n ds o m e t i m e s s u b j e c t i v e t o q u a n t i f y t h e b e n e f i t s o fm a i n t e n a n c e . I n t h e c a se o f m a i n t e n a n c e f o rp r o d u c t i o n e q u i p m e n t o n e h a s t o v a l u e th e i n c r e a se i nr e l i a b i l i ty , a v a i l a b i l i t y o r e f f i c ie n c y . T h e l a t t e r m a y b et h e e a s i e s t t o j u d g e . T h e f ir s t t w o a r e m o r e d i ff ic u lt ,e s p e c i a l ly if t h e e q u i p m e n t b e a r s a c o m p l e x r e l a t i o nw i t h t h e fi n a l p r o d u c t s e . g ., o n e m a y u s e s p a r ee q u i p m e n t , o r t h e r e m a y b e o v e r c a p a c i ty , e tc . );b e s i d e s , a ll k i n d s o f a c t io n s m a y b e t a k e n u p o n af a i l u re t o a v o i d r e a l l y h i g h c o s ts . I n t h o s e c a s e s w h e r ee x t e n d i n g s y s t e m l i f e i s t h e m a i n t e n a n c e o b j e c t i v e o n em a y s e t n o r m s o r a s k e c o n o m i s t s t o d o a s p e c i f i cc a l c u l a t i o n . I n a l l c a s e s , d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m s c a nh e l p i n r e d u c i n g u n c e r t a i n t y o n c o s t d a t a . B ye x p e r i m e n t i n g w i t h d i f f e r e n t v a l u e s o n e g e t s a ni m p r e s s io n o n t h e i m p o r t a n c e o f d a ta , w h i c h t h e nh e l p s i n d e c i d i n g w h e t h e r m o r e t i m e s h o u l d b e s p e n do n g e t t i n g b e t t e r d a t a .

5 3 T h e g a p b e t w e e n t h e o r y a n d p r a c ti c eI n m a n y a r e a s o n e c o m p l a i n s a b o u t t h e g a p b e t w e e nt h e o r y a n d p r a c t ic e . H e n c e w e s h o u l d c o n c e n t r a t e o nw h e t h e r t h is g a p is l a r g e r t h a n n o r m a l . H e r e w e f o c u so n t h e f o l l o w i n g s i x a s p e c t s :

- m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s a r e d if f ic u lt t ou n d e r s t a n d a n d t o in t e r p r e t. M a n y m a i n t e n a n c em o d e l s h a v e a s t o c h a s t i c n a t u r e , w h i c h i s n o t o n l yd i ff i cu l t t o g r a s p b y t e c h n i c i a n s a n d m a n a g e r s , b u t a l s od i ff i cu l t t o i n t e r p r e t t h e f r e q u e n t i s t i n t e r p r e t a t i o n o fp r o b a b i l i t y i s o f t e n h a m p e r e d b y m a n y i n t e r f e r i n gc i r c u m s t a n c e s ) . F o r e x a m p l e , a M a r k o v d e c i s i o nm o d e l i s f a r m o r e d i f f ic u l t t o u n d e r s t a n d a n d t oi n t e r p r e t t h a n a r o u t i n g p r o b l e m . E d u c a t i o n o fm e c h a n i c a l e n g i n e e r s t r a d i t io n a l l y f o c u s e s o n d e t e r -m i n i s ti c a p p r o a c h e s , w h i c h h a m p e r s e f f e c t i v e u s e o fr e l ia b i l it y c o n c e p t s . A s m a i n t e n a n c e is b e i n g u n d e r -r a t e d c o m p a r e d t o o t h e r d i s c ip l in e s, a c a d e m i c s u p p o r ti s l i mi t ed ;- m a n y p a p e r s h a v e b e e n w r i tt e n fo r m a t h s p u r p o s e so n l y . M a t h e m a t i c a l a n a l y s is a n d t e c h n i q u e s , r a t h e rt h a n s o l u t i o n s t o r e a l p r o b l e m s , h a v e b e e n c e n t r a l i nm a n y p a p e r s o n m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n m o d e l s .M a t h e m a t i c a l r e s u l t s o n t h e e x i s t e n c e a n d s t r u c t u r e o fo p t i m a l p o l i c ie s e . g . , c o n t r o l li m i t p o l i c i e s ) , h o w e v e r ,a r e n o t a p p e a l i n g t o p r a c t i t i o n e r s : t h e s t r u c t u r e o fp o l i c i e s i s g e n e r a l l y d e t e r m i n e d b y t h e p r o b l e ms e t t i n g . I t i s a s t o n i s h i n g h o w l i t t l e a t t e n t i o n i s p a i de i t h e r t o m a k e r e s u l t s w o r t h w h i l e o r u n d e r s t a n d a b l et o p r a c t i t i o n e r s , o r t o j u s t if y m o d e l s o n r e a l p r o b l e m so r t o c o n s i d e r d a t a p r o b l e m s ;

- c o m p a n i e s a r e n o t i n t e r e s t e d i n p u b l i c a t i o n .A l t h o u g h m a n y g o o d i d e a s h a v e b e e n d e v e l o p e d i ni n d u s t r y , o n l y a sm a l l a m o u n t h a s a p p e a r e d i ns c ie n t if i c l i t e r a t u r e . T o h a v e a c a d e m i c s s t u d y i n -d u s t r i a l p r o b l e m s , t h e y h a v e t o b e e x p o s e d t o t h e ma n d t o b e r e w a r d e d i f t h e y s o lv e t h e m . A l t h o u g ha c a d e m i c f r e e d o m i s a g r e a t t h i n g , i t d o e s n o t f o r c ea c a d e m i c s t o t a c k l e i n d u s t r i a l p r o b l e m s . S o c o m p a n i e ss h o u l d s t i m u l a t e r e s e a r c h e r s b y o f fe r i n g t h e mp r o b l e m s a n d a l l o w i n g t h e m t o p u b l i s h t h e i r r e s u l t s :

- m a i n t e n a n c e c o m p r i s e s a m u l t it u d e o f d if f e re n ta s p e c t s . M a i n t e n a n c e i s a g e n e r i c t e r m r e f e r r i n g t o av a r i e t y o f a c t i o n s o n a ll k i n d s o f t e c h n i c a l s y s te m s ,d e t e r i o r a t i n g i n v a r io u s w a y s . H e n c e i t i s n o ts u r p r i si n g t h a t t h e r e i s n o g e n e r a l m o d e l c o v e r i n g a llp o s s i b l e ca s e s. D e s p i t e t h e m u l t i t u d e o f m o d e l s , t h e r ei s l i t t l e k n o w l e d g e o n w h i c h m o d e l s a r e s u i t e d f o rw h i c h p r a c t i c a l p r o b l e m s n o r w h i c h t y p e o f d a t a a r er e a l l y d r i v i n g p r o b l e m s . I n s t e a d o f p u b l i s h i n g n e wm o d e l s o n e w o u l d b e b e t t e r u n i f y i n g e x i s t i n g m o d e l sa n d c r i ti c a ll y r e v i e w i n g t h e m o n a p p l i c ab i l it y ;

- o p t i m i z a t i o n is n o t a l w a y s n e ce s s a ry . M a i n t e n a n c eo p t i m i z a t i o n m o d e l s i n d i c a t e i n p r i n c i p l e t h e b e s td e c i s i o n g i v e n a c e r t a i n p r o b l e m a n d a v a i l a b l ei n f o r m a t i o n . T h e v a l u e o f s u c h a p r o c e d u r e i .e . , t h e


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2 3 6 R Dekkers a v i n g s b e c a u s e o f a b e t t e r d e c i s i o n m a k i n g p r o c e s s )h a s t o b e b a l a n c e d a g a i n s t t h e e f f o r t t o a p p l y t h ep r o c e d u r e a n d t o g e t t h e r e q u i r e d d a ta . I n s o m ep r o b l e m i n s t a n c e s t h e p o t e n t i a l s a v i n g s a r e j u s t t o ol o w t o j u s ti f y s u c h s o p h i s t i c a t e d d e c i s i o n m a k i n g .F u r t h e r m o r e , o p t i m i z a t i o n o f t e n r e s u l t s i n a l o w e r i n go f t h e i n d i r e c t c o st s , f r o m w h i c h o t h e r p a r t s o f t h eo r g a n i z a t i o n , l i k e o p e r a t i o n s , b e n e f i t , b u t n o tm a i n t e n a n c e i t se l f . S i n c e t h i s t y p e o f s a v i n g s is l e s st a n g i b l e , i t i s a l s o l e s s c o n v i n c i n g t o h i g h e rm a n a g e m e n t ;

- o p t i m i z a ti o n m o d e l s o f t e n f o c u s o n t h e w r o n g t y p eo f m a i n t e n a n c e . F i n a l l y , a n o f t e n h e a r d c o m p l a i n t i st h a t m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t io n m o d e l s f o c u s t o o m u c ho n t h e w r o n g t y p e o f m a i n t e n a n c e , i . e ., p l a n n e dr e v i s i o n s a n d o v e r h a u l s . A l t h o u g h t h i s t y p e o fm a i n t e n a n c e w a s a d v o c a t e d i n t h e 1 9 5 0 's a n d 1 9 6 0 ' s t op r e v e n t f a i l u r e s , i t d i d n o t a l w a y s p r o v e t o b ee f f e c t i v e . E f f o r t s f r o m m a n u f a c t u r e r s ( e . g . , d e s i g nf a i lu r e s o u t ) h a v e f u r t h e r d e c r e a s e d t h e n e e d f o r th i st y p e o f m a i n t e n a n c e . F u r t h e r m o r e , c o n d i t i o n - b a s e dm a i n t e n a n c e h a s r e p la c e d a n o t h e r p a r t . N o t e t h a t th isc o m p l a i n t r e f e r s to t h e t y p e o f m a i n t e n a n c e a n d n o t t ot h e o p t i m i z a t i o n m o d e l s . I t i s t r u e , h o w e v e r , t h a t al a rg e p a r t o f o p t im i z a t i o n m o d e l s f o c u s e s o n p l a n n e dm a i n t e n a n c e , t h o u g h n o t a l w a y s o n r e v i s i o n s , b u t a l s oo n r e p l a c e m e n t s a n d i n s p e c t i o n s . T h e r e a s o n i s t h a t i np l a n n i n g o p t i m i z a t i o n m e t h o d s h a v e a w e l l e s t a b l i s h e dr o le . C o n d i t i o n - b a s e d m a i n t e n a n c e d e p e n d s u p o n am e a s u r a b l e q u a n t i t y w h i c h g i v e s i n f o r m a t i o n a b o u tt h e a c t u a l s t a t e o f s y s te m s . I f t h e r e is s u c h a q u a n t i t yi t w i ll v e r y li k e l y p r o v i d e b e t t e r i n f o r m a t i o n t h a n t i m eo r r u n - h o u r s c a n o f f e r a s a p r o g n o s t i c v a r ia b l e a n dh e n c e i t w i ll b e a b e t t e r b a s i s f o r m a i n t e n a n c e . Y e t ,s u c h a c o n d i t i o n q u a n t i t y m a y b e e x p e n s i v e t om e a s u r e a n d m a y r e l a te t o s o m e f a il u re m o d e s o n l y .F u r t h e r m o r e , m a n y o f th e c o n d i t i o n i n d i c a to r sa v a i l a b l e s o f a r ( l i k e v i b r a t i o n l e v e l ) , h a v e as h o r t - t e r m p r e d i c t i o n c a p a c i t y o n l y , w h i c h d o e s n o tl e a v e m u c h r o o m t o s a v e o n c o s t s b y p l a n n i n gm a i n t e n a n c e o n a p p r o p r i a t e m o m e n t s .

F U T U R E P R O S P E C T S

D e s p i t e a l l p r o b l e m s l i s t e d i n t h e p r e v i o u s s e c t i o n ,t h e r e is s c o p e f o r m a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n , b e c a u s eo f t w o m a i n r e a s o n s ; t h e t e c h n o l o g i c a l p u s h a n d t h ee c o n o m i c a l n e c e s s i t y . F ir s t o f al l, c o m p u t e r s a r eb e c o m i n g c h e a p e r a n d c h e a p e r : n o t o n l y in t e rm s o fc o m p u t i n g p o w e r , b u t a l s o w i t h r e s p e c t t o c l e v e rr e g i s t r a t io n d e v i c e s . I n t e g r a t i o n o f i n f o r m a t i o n s y s t-e m s i m p l i e s t h a t d a t a o n d e t e r i o r a t i o n m a y b eo b t a i n e d f r o m p r o c e s s m o n i t o r i n g s y s t e m s . F u r t h e r -m o r e , n e w d e v e l o p m e n t s i n s o f t w a r e t e c h n o l o g ye n a b l e b e t t e r s o f t w a r e d e v e l o p m e n t , w i th m o r ei n t e l l i g e n c e e m b e d d e d , i n a s h o r t e r t i m e s p a n .

O p t i m i z a t i o n m o d e l s a r e s o f a r th e o n l y w a y i n w h i c hs c i en t i fi c a ll y j u s ti f ie d s t a t e m e n t s o n m a i n t e n a n c e c a nb e m a d e .

S e c o n d l y , i t i s w i d e l y a c c e p t e d t h a t t h e a m o u n t o fc a p i t a l i n v e s t e d i n t e c h n i c a l s y s t e m s w i l l k e e pg r o w in g . D u e t o i n c r ea s e d d e m a n d s o n p e r f o r m a n c eo f t h e s e s y s t e m s ( q u a l i t y , r e l i a b il i ty a n d s a f e t y )s p e n d i n g o n m a i n t e n a n c e i s l i k e l y t o g r o w a s w e l l , at r e n d w h i c h i s v i s i b l e i n m a n y c o m p a n i e s ] ~ 3C o n t r a c t i n g o u t m a i n t e n a n c e a l s o i n c r e a s e s t h e n e e df o r a h i g h e r q u a l i t y o f d e c i s i o n m a k i n g . M a i n t e n a n c eo p t i m i z a t io n m o d e l s , e m b e d d e d i n d e c is i o n s u p p o r ts y s t e m s , p r o v i d e a n o b j e c t i v e a n d q u a n t i t a t i v e w a y o fd e c i s i o n m a k i n g . O n e , w h i c h is d e f e n d a b l e , a n dt h e r e f o r e v e r y - w e l l s u i t e d f o r g r o u p d e c i s i o n m a k i n g ,e s p e c i a l ly s in c e i t a ll o w s u s t o e v a l u a t e t h e e c o n o m i cc o n s e q u e n c e s o f d e c i s io n s . O n e w h i c h is a b l e t o s a v es u b s t a n t i a l a m o u n t s o f m o n e y , a s H o r t o n 5~ s h o w s i nh is re v i e w o f t h e u s e o f M A I N O P T . A s m a i n t e n a n c eo p t i m i z a t io n m o d e l s a r e t h e o n l y a p p r o a c h w h i c hc o m b i n e s r e l i a b i l it y w it h e c o n o m i c s i n a q u a n t i t a t i v ew a y , t h e y a r e in f a c t n o t h i n g m o r e t h a n e x t e n s i o n s o ft h e b a s ic e c o n o m i c m e t h o d s t o j u s t if y m a i n t e n a n c e . I ti s t h e i r r o l e i n t h e s t r u c t u r i n g o f t h e d e c i s i o n p r o c e s s( p o i n t i n g a t w h i c h i n f o r m a t i o n i s e s s e n t i a l ) , t h ep o s s i b i l i t y t o r e d u c e u n c e r t a i n t y b y i n v e s t i g a t i n g ' w h a ti f ' s c e n a r i o s a n d t h e b e t t e r i n s i g h t i n t o t h e e f f e c t s o fd e c i s i o n s a c r o s s m a i n t e n a n c e a n d p r o d u c t i o n a r e a s ,w h i c h y i e l d s m o s t b e n e f i t s .

7 C O N C L U S I O N SM a i n t e n a n c e o p t i m i z a t i o n h a s f l o u r i s h e d a s a m a t h e -m a t i c a l d i s c ip l i n e w i t h in o p e r a t i o n s r e s e a r c h a n d i t i sl ik e l y t o d o s o i n t h e f u t u r e , c o n s i d e r i n g t h e p r o b l e m sl i s t e d i n r e c e n t r e v i e w s . I t s i m p a c t o n d e c i s i o n m a k i n gw i t h i n m a i n t e n a n c e o r g a n i z a t i o n s i s l i m i t e d s o f a r . Y e tt h e r e a r e a n u m b e r o f c a s e s t u d i e s p u b l i s h e d w h i c hs h o w t h a t m a t h e m a t i c a l m o d e l s a r e a g o o d m e a n s t oa c h i e v e b o t h e f f e c t i v e a n d e f f ic i e n t m a i n t e n a n c e . A sa p p l i c a t i o n t o o l te c h n o l o g y ( b o t h s o f t - a n d h a r d w a r e )i s o n l y r e c e n t l y b e c o m i n g a v a i l a b l e a t l o w c o s t s a n d i sr a p i d l y d e v e l o p i n g , w e e x p e c t t h a t t h e n e a r f u t u r e w i l ls e e m a n y d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m s i n c o r p o r a t i n gm a i n t e n a n c e o p t i m i z a ti o n m o d e l s . E c o n o m i c p r e s s u r ei s l i k e l y t o e n f o r c e t h e c h a n g e s i n c u l t u r e t h a t a r en e c e s s a r y t o m a k e t h e s e p a c k a g e s s t a n d a r d t o o l s f o rt h e m o d e r n m a i n t e n a n c e m a n a g e r .

A C K N O W L E D G E M E N T

T h e a u t h o r w o u l d l i k e t o a c k n o w l e d g e v a r i o u s p e o p l e ,e s p e c i a l ly A d r i a a n S m i t a n d C y p v a n R i j n f r o m t h eK o n i n k l i j k e / S h e l- L a b o r a t o r i u m , A m s t e r d a m f o r t h e i rc o n t r i b u t i o n t o t h e a n a l y s i s r e p o r t e d i n t h i s p a p e r .


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