Konserwacja oparta na warunkach: kompletny przewodnik

konserwacja oparta na warunkach (CBM) to strategia konserwacji, która monitoruje stan majątku trwałego w czasie rzeczywistym, aby określić, jakie czynności konserwacyjne należy wykonać.

Co To jest utrzymanie stanu technicznego?

condition-based maintenance (CBM) to strategia konserwacji, która monitoruje stan aktywów w czasie rzeczywistym w celu określenia, jakie czynności konserwacyjne należy wykonać. W przeciwieństwie do konserwacji prewencyjnej, która wykorzystuje takie rzeczy, jak konserwacja oparta na kalendarzu lub inne środki, aby określić, kiedy zaplanować i wykonać konserwację, konserwacja oparta na stanie dyktuje, że konserwacja powinna być wykonywana tylko wtedy, gdy te wskaźniki w czasie rzeczywistym wykazują nieprawidłowości lub oznaki zmniejszającej się wydajności.

celem konserwacji opartej na stanie technicznym jest ciągłe monitorowanie zasobów w celu wykrycia zbliżającej się awarii, dzięki czemu konserwacja może być proaktywnie zaplanowana przed wystąpieniem awarii. Chodzi o to, że monitorowanie w czasie rzeczywistym da zespołom konserwacyjnym wystarczająco dużo czasu, zanim wystąpi awaria lub wydajność spadnie poniżej optymalnego poziomu.

Korzystanie z czujników i odczytów punktowych to najczęstsze sposoby zbierania danych w czasie rzeczywistym do analizy. Na przykład czujniki mogą być zainstalowane na urządzeniu obrotowym w celu monitorowania jego wibracji. Z biegiem czasu, gdy ruchome elementy ulegają degradacji i zaczynają wypadać z osiowania, wibracje rosną, które są odbierane przez czujniki. Zainstalowane czujniki mogą być wstępnie ustawione, aby powiadomić zespół konserwacyjny, gdy wibracje osiągną ustalony limit.

podczas gdy konserwacja oparta na warunkach może być stosowana w większości urządzeń, sprzęt ten musi spełniać pewne kryteria, aby CBM był skuteczny. Po pierwsze, musi być monitorowany stan. Innymi słowy, jeśli wydajność maszyny nie może być mierzona, jak można stwierdzić, czy nastąpiła zmiana wydajności? Należy również mieć możliwość podglądu zmian wydajności z odpowiednim wyprzedzeniem, aby konserwacja mogła zostać przeprowadzona zanim zasób ulegnie awarii lub zmniejszy się w produkcji.

krytyczność zasobów to kolejne kryterium, które należy rozważyć przed zastosowaniem konserwacji opartej na warunkach. Uzyskasz najlepszy zwrot z inwestycji (ROI) za pomocą CBM na najważniejszych aktywach. Przeprowadzenie analizy krytycznej w celu ustalenia, które elementy sprzętu są najbardziej narażone na awarię i jaki wpływ będzie miała awaria na działanie jest ważnym krokiem przed przeprowadzeniem konserwacji opartej na stanie technicznym. Ważne jest, aby skalować najbardziej krytyczne zasoby w dół.

wreszcie konserwacja oparta na stanie jest tak skuteczna, jak procesy i systemy wykorzystywane do analizy danych. Zespoły konserwacyjne muszą być w stanie zbierać dane o wydajności i odpowiednio je analizować, aby podejmować mądre i terminowe decyzje w oparciu o wyniki.

rodzaje konserwacji opartej na warunkach

jedną z największych zalet konserwacji opartej na warunkach jest to, że jest ona nieinwazyjna, co oznacza, że dane w czasie rzeczywistym są gromadzone podczas pracy maszyny bez dostosowywania sposobu jej działania. Możesz wybrać zbieranie danych w określonych odstępach czasu lub w sposób ciągły za pomocą czujników, kontroli wzrokowej lub zaplanowanych testów. Przyjrzyjmy się niektórym z najczęstszych rodzajów technik monitorowania opartych na warunkach stosowanych w CBM.

• analiza drgań. Analiza drgań jest definiowana jako proces pomiaru poziomu drgań i częstotliwości maszyn oraz wykorzystania tych informacji do analizy stanu maszyn i ich komponentów. Analiza drgań może pomóc w wykryciu problemów, takich jak nierównowaga, awaria łożyska, Luz mechaniczny, rezonans, wygięte wały i inne.

  prosty przykład może wyglądać tak: wyobraź sobie, że masz wentylator przemysłowy. Zdejmujesz jedno z łopatek wentylatora i uruchamiasz je. Jak można się spodziewać, wentylator zaczyna wibrować z powodu niezrównoważonego koła wentylatora. Ta niezrównoważona siła będzie się zdarzać jeden raz na obrót wentylatora, wytwarzając zwiększone sygnały wibracyjne. Możliwe jest również uszkodzenie toru łożyska, które powoduje, że wałek łożyskowy generuje wibracje za każdym razem, gdy styka się z odpryskiem. Tak więc, jeśli trzy rolki łożyskowe uderzą w odprysk na obrót, zobaczysz sygnał wibracyjny trzykrotnie większy od prędkości obrotowej wentylatora.

• termografia w podczerwieni. Termografia w podczerwieni to proces używania kamery termowizyjnej do wykrywania promieniowania pochodzącego z obiektu, przekształcania go w temperaturę i wyświetlania obrazu rozkładu temperatury w czasie rzeczywistym. Często wykorzystywane z obrazem bazowym do porównania, obrazy termograficzne w podczerwieni mogą wyraźnie i łatwo pokazać, gdy zasób się przegrzewa. Termografia na podczerwień służy do monitorowania stanu elektrycznego i mechanicznego silników, kontroli łożysk i badania izolacji ogniotrwałej, a także do sprawdzania poziomu gazu, cieczy i szlamu.

  narzędzia podczerwieni obejmują punktowe termografy na podczerwień, które są używane do pomiaru promieniowania cieplnego na trudno dostępnych aktywach lub aktywach pracujących w ekstremalnych warunkach; systemy skanowania w podczerwieni, które skanują większe obszary lub obiekty na przenośniku taśmowym; i Kamery termowizyjne na podczerwień, które mierzą temperaturę w wielu punktach na dużym obszarze i tworzą dwuwymiarowe obrazy termograficzne.

• analiza ultradźwiękowa. Analiza ultradźwiękowa wykorzystuje dźwięk do identyfikacji potencjalnie uszkodzonych aktywów poprzez wykrywanie dźwięków o wysokiej częstotliwości i przekształcanie ich w dane audio i cyfrowe. Metody zbierania danych określają rodzaje wykrywalnych awarii, jeśli chodzi o ultradźwięki. Możesz mieć metody kontaktowe (konstrukcyjne) lub bezkontaktowe (powietrzne). Metody kontaktu są zwykle stosowane w przypadku problemów mechanicznych, takich jak usterki łożysk, problemy ze smarowaniem, uszkodzenia przekładni i kawitacja pompy. Wszystkie te usterki emitują hałas o wysokiej częstotliwości. Ultradźwiękowe metody kontaktu są również pomocne w wykrywaniu usterek elektrycznych silników, ponieważ luźne lub uszkodzone pręty wirnika mogą generować rytmiczny wzór o wysokiej częstotliwości. Wreszcie, pułapki parowe, które nie działają, mogą mieć stale wyciekającą parę obok uszczelek wewnętrznych, powodując grzechotkę, która jest odbierana za pomocą ultradźwięków.

  Bezdotykowe metody (powietrzne) pomiarów ultradźwiękowych obejmują wycieki ciśnienia i próżni w systemach sprężonego gazu oraz szereg zastosowań elektrycznych. Badania powietrza wykorzystują ultradźwięki do wykrywania wycieków w systemach sprężonego gazu. Jeśli chodzi o stosowanie ultradźwięków w powietrzu do systemów elektrycznych, metody ultradźwiękowe mogą wykrywać łuki i korony, gdy termografia nie może.

• analiza oleju. Analiza oleju to rutynowa czynność służąca do analizy stanu oleju, zanieczyszczeń i zużycia maszyny. Program analizy oleju pomaga sprawdzić, czy smarowana maszyna działa tak, jak powinna. Analiza oleju sprawdza właściwości płynu oleju, odpowiadając na pytania, czy odpowiednie dodatki są aktywne. Czy dodatki się wyczerpały? Czy lepkość jest tam, gdzie powinna być? Analiza oleju sprawdza również, czy w oleju znajdują się destrukcyjne zanieczyszczenia, a jeśli tak, pomaga zawęzić prawdopodobne źródło. Wreszcie, analiza oleju pozwala analizować obecność cząstek powstałych w wyniku zużycia mechanicznego, korozji lub innej degradacji powierzchni maszyny.
• analiza elektryczna. Analiza elektryczna jest wykorzystywana do badania jakości zasilania przychodzącego aktywów za pomocą odczytów prądu silnika z amperomierzy zaciskowych do pomiaru prądu w obwodzie. Ułatwia to personelowi konserwacyjnemu sprawdzenie, kiedy aktyw otrzymuje nienormalną ilość energii elektrycznej.
• analiza ciśnienia. Utrzymanie prawidłowego ciśnienia w sprzęcie, aby umożliwić przepływ płynu, gazu lub powietrza przez rurociąg lub wąż hydrauliczny jest niezbędne. Analiza ciśnienia może stale monitorować poziom ciśnienia w czasie rzeczywistym i ostrzegać o nagłych spadkach lub skokach, umożliwiając personelowi serwisowemu reagowanie i rozwiązywanie problemów, zanim wystąpi poważniejszy incydent.

kroki, które należy podjąć przed wdrożeniem konserwacji opartej na warunkach

jak wspomniano wcześniej, istnieją pewne rzeczy, które możesz zrobić, aby w pełni wykorzystać plan konserwacji oparty na warunkach.

1. zapewniają solidne podstawy. Konserwacja oparta na stanie technicznym idzie w parze z konserwacją skoncentrowaną na niezawodności (RCM), ponieważ RCM pomaga zidentyfikować potencjalne problemy z zasobami i określić, co należy zrobić, aby zapewnić, że te zasoby będą nadal produkować z maksymalną wydajnością. Posiadanie solidnego zrozumienia procesów RCM pomaga skoncentrować wysiłki związane z konserwacją w miejscu, w którym muszą być. W rzeczywistości eksperci ds. niezawodności zgadzają się, że jednym z największych problemów związanych z przyjęciem programu konserwacji opartego na warunkach jest brak zrozumienia zasad RCM.
2. Po ustaleniu, że wszyscy pracownicy obsługi mają niezbędne umiejętności, włącz ich do analizy krytyczności. Włączenie ich wkładu sprawia, że są aktywnymi uczestnikami i daje im możliwość efektywnego wykorzystania ich podstaw RCM, jednocześnie przyczyniając się do wdrożenia konserwacji opartej na stanie technicznym. Pomoże im to również zidentyfikować, złagodzić i wyeliminować awarie.
3. wykonaj analizę krytyczności. Jak krótko wspomniano wcześniej, ocena krytyczności zapewnia skuteczność programu konserwacji opartego na stanie technicznym. Dokładna identyfikacja zasobów jako krytycznych, półkrytycznych i niekrytycznych może zmniejszyć niepotrzebną konserwację opartą na trasie. Innymi słowy, personel serwisowy będzie wiedział, które aktywa są najbardziej krytyczne i może przeprowadzać kontrole tych aktywów najpierw lub częściej niż aktywa niekrytyczne bez zbędnych tras po całym zakładzie.

   Analiza krytyczności pomaga również określić, które zasoby skorzystają najbardziej z technik monitorowania opartych na stanie, takich jak zdalne wibracje lub czujniki akustyczne, które wytwarzają dane w czasie rzeczywistym, które mogą być analizowane z innego miejsca. Te bardziej krytyczne zasoby są określane jako” źli aktorzy ” lub recydywiści w Twoim składzie aktywów. Te złe podmioty czerpią większe korzyści z ciągłego monitorowania, ponieważ mają tendencję do częstych problemów. Pamiętaj, że po zakończeniu analizy krytyczności często zdarza się, że zasoby, które kiedyś uważałeś za krytyczne, nie są tak krytyczne, jak wcześniej sądziłeś.

4. Po zakończeniu oceny krytyczności dobrym pomysłem jest wdrożenie systemu raportowania awarii, analizy i działań naprawczych (FRACAS), aby upewnić się, że analiza była poprawna, a najważniejsze zasoby czerpią największe korzyści z programu konserwacji opartego na stanie technicznym.

: Przykład MAEA

w maju 2007 r.Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (MAEA) uznała potrzebę rozpoczęcia przenoszenia elektrowni jądrowych z programu konserwacji zapobiegawczej (opartej na czasie) na program konserwacji oparty na stanie zależnym od warunków instalacji i komponentów. Dostrzegając tę potrzebę, Agencja opracowała i ustandaryzowała sposób wdrożenia programu CBM w publikacji zatytułowanej, Implementation Strategies for Condition-based Maintenance at Nuclear Power Plants. Nakreślone strategie wykorzystują różne techniki monitorowania stanu online i offline, aby określić, w jaki sposób wybrać komponenty i parametry do monitorowania, które techniki monitorowania i diagnostyki powinny być stosowane, jak uwzględnić kryteria akceptacji i inne.

główne cele MAEA dla tej strategii konserwacji opartej na warunkach obejmują poprawę dostępności poprzez zmniejszenie wymuszonych przestojów; zwiększenie żywotności sprzętu poprzez zmniejszenie zużycia wynikającego z częstej przebudowy; Wykrywanie problemów w miarę ich występowania; minimalizowanie potencjalnych problemów związanych z demontażem i ponownym montażem; i oszczędność na kosztach konserwacji poprzez zmniejszenie kosztów napraw, nadgodzin i części w zapasach.

strategia konserwacji oparta na stanie MAEA polega na połączeniu technik kontroli wzrokowej i ciągłego monitorowania takich elementów, jak elementy graniczne ciśnienia, struktury zabezpieczające, Generatory głównych turbin i Pompy chłodziwa reaktora. Może to na przykład obejmować diagnostykę online stosowaną w monitorowaniu zużycia łożysk oporowych generatora turbin. Sugerowane technologie konserwacji oparte na warunkach obejmują monitorowanie drgań, analizę akustyczną, analizę silnika, testowanie zaworów sterowanych silnikiem, termografię, trybologię i monitorowanie parametrów procesu, a wszystko to w połączeniu z inspekcjami wzrokowymi.

MAEA stwierdziła, że wyzwanie przejścia na program konserwacji oparty na stanie nie wynikało z braku wiedzy na temat zaawansowanych metod technologicznych, ale raczej z chęci zmiany kultury i zarządzania, aby je wprowadzić na pokład. Rozumiejąc to wyzwanie, skupił swój proces wdrażania CBM wokół czterech elementów:

• zaangażowanie – personel serwisowy musi zaangażować się w proces i jego nową technologię. Musi zaufać szkoleniom i technologii, podczas gdy kierownictwo musi zobowiązać się do zakupu odpowiedniego sprzętu i szkoleń dla całego personelu.
• uczestnictwo-aby osiągnąć sukces, wymagany jest 100% udział w programie CBM od wszystkich grup. To oczekiwanie musi zostać wzmocnione przez zarządzanie.
• podejście holistyczne-dotyczy to wszystkich systemów w całym zakładzie bez wyjątków.
• zrównoważony rozwój-program CBM, personel i sprzęt muszą być utrzymywane w czasie, aby czerpać długoterminowe korzyści. W miarę jak ludzie przychodzą i odchodzą z organizacji, odpowiednie szkolenia i zasoby muszą być dostępne.

aby zapewnić odpowiedni obraz wdrożenia CBM dla personelu obsługującego, MAEA uznała potrzebę skutecznej komunikacji i szkoleń. Przedstawiono w nim następujący proces myślowy dotyczący edukacji elektrowni jądrowej i wyjaśnienia podstaw procesu CBM: analizowane warunki, wybrane metody, metody wdrożone i ocena projektu. Każdy z nich można rozbić, pytając “co”, “dlaczego”, “jak” i kto.”

• Warunki analizowane: obejmuje to analizę krytyczności.
  • co? – Zapewnienie zaangażowania w zarządzanie, określenie potrzeb, spojrzenie na ambicje i oczekiwania, określenie dostępnych zasobów itp.
  • dlaczego? – Zrozumieć ogólny pogląd na to, co jest potrzebne.
  • jak?- Wizyty na miejscu, ocena funkcjonowania firmy.
  • kto? – Eksperci i autorytety / właściciele.
• wybrane metody: tutaj decydowane są metody i role CBM.
  • co? – Wybierz role i potrzeby zespołu CBM; zidentyfikuj i wybierz metody.
  • dlaczego? – Aby wybrać metody, które spełniają wszystkie potrzeby Znalezione w analizie wstępnej.
  • jak? – Konsensus liderów i zespołu utrzymania.
  • kto? – Każdy, kogo dotyczy wdrożenie CBM.
• zaimplementowane metody: W tym miejscu dochodzi do dyskusji.
  • co? – Role są rozwijane. Upewnij się, że wszystkie plany i projekty są komunikowane i rozumiane poprzez przeprowadzenie szkoleń, uzyskanie wsparcia IT itp. Tworzenie benchmarków.
  • dlaczego? – Aby poprawić Konserwację i niezawodność tak szybko, jak to możliwe.
  • jak? – Szkolenia w miejscu pracy, spotkania w ramach projektu coachingowego i działania następcze.
  • kto? – Kierownik projektu, zespół serwisowy i każdy inny poszkodowany.
• projekt oceniany: Obejmuje to analizę nowo wdrożonego procesu CBM, aby upewnić się, że wszystko działa zgodnie z planem.
  • co? – Kontynuacja celów planu CBM, omówienie doświadczeń i opracowanie planu zarządzania i rozwoju.
  • dlaczego? – Aby upewnić się, że CBM działa zgodnie z przeznaczeniem.
  • jak? – Audyt i spotkanie w celu monitorowania i planowania.
  • kto? – Właściciele procesów, kierownictwo i liderzy.

wyzwania związane z utrzymaniem w Warunkach

więc jaki jest haczyk? Podobnie jak w przypadku każdej zmiany procesu lub wdrożenia nowego procesu, konserwacja oparta na stanie wiąże się z pewnymi wyzwaniami.

• znaczny koszt początkowy. Koszty początkowe związane z CBM mają tendencję do sumowania się, gdy przeprowadzasz analizę krytyczności i ustalasz, gdzie trzeba umieścić czujniki. Może to być jeszcze bardziej kosztowne, jeśli trzeba je zmodernizować w starszych zasobach. Po części dlatego analiza krytyczności jest tak ważna, ponieważ określa, który sprzęt zapewni najwyższy zwrot z inwestycji. Nowsze lub mniejsze zakłady mogą nie mieć specjalistycznej wiedzy na miejscu, aby wykonać tego rodzaju analizy, dlatego warto wezwać eksperta do przeprowadzenia analizy trybu awarii i efektów (FMEA) oraz analizy RCM, co będzie dodatkowym kosztem.

  również wybór odpowiedniego czujnika ma kluczowe znaczenie. Należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak warunki pracy, ponieważ czujniki zbudowane z myślą o trudnych warunkach pracy zwykle kosztują więcej.

• Szkolenie. Teraz, gdy masz czujniki do dostarczania danych w czasie rzeczywistym i wglądu w stan Sprzętu, musisz mieć personel, który może prawidłowo i szybko analizować te dane. W przypadku każdego wykrycia usterki lub alarmu generowanego przez czujnik pojawia się wiele pytań. Czy część wymaga wymiany? Czy część jest w magazynie? Ile mamy czasu, zanim aktywa zawiodą? Czy potrzebujemy sprzedawcy do wymiany?

  pamiętaj, że szkolenie to kolejny wydatek i wymaga odciągnięcia operatorów i innych pracowników utrzymania ruchu od ich normalnych obowiązków operacyjnych. Szkolenie obejmuje również zapoznanie wszystkich ze zmianą i skuteczne zarządzanie zmianą. Jak dowiedziała się MAEA, jest to jedna z najtrudniejszych części wdrażania programu konserwacji opartego na warunkach.

• warunki pracy. Dokładność i wydajność czujników zależy częściowo od środowiska, w którym działają. Trudne warunki pracy mogą prowadzić do nieprawidłowego działania lub uszkodzenia czujników. Na przykład wysoka temperatura i wilgotność mogą wpływać na elektronikę, podczas gdy żrące chemikalia mogą uszkodzić Czujniki i uzyskać niedokładne odczyty.
• W przeciwieństwie do zaplanowanej konserwacji, prace konserwacyjne oparte na programie monitorowania stanu są nieprzewidywalne. Na przykład konserwację można wykonać, gdy czujnik powiadomi Cię o tym. Może to spowodować nieprawidłowości w sposobie wyświetlania kosztów w budżecie. Na przykład, jeśli kilka zasobów wymaga konserwacji w tym samym czasie, zespół serwisowy musi być w stanie szybko zarządzać naprawami.
• wymagania dotyczące oprogramowania. Każdy zainstalowany czujnik gromadzi ogromne ilości danych w sposób ciągły, dlatego ważne jest posiadanie nowoczesnego skomputeryzowanego systemu zarządzania utrzymaniem ruchu (CMMS) lub innego oprogramowania, które może organizować, śledzić, zbierać i analizować te dane. Wraz z posiadaniem odpowiedniego oprogramowania, musisz rozważyć zatrudnienie osoby trzeciej, która pomoże analizować wyniki, dopóki personel nie zostanie w pełni przeszkolony.

  ponadto upewnij się, że połączenie Wi-Fi obsługuje ilość używanych danych, a plan przechowywania w chmurze jest wystarczająco duży, aby pomieścić zapisane dane.

korzyści z monitorowania stanu

przy wszystkich wyzwaniach związanych z wdrażaniem programu konserwacji opartego na stanie, możesz się zastanawiać, czy warto. Chociaż program CBM nie jest początkowo tani i może zająć trochę czasu, aby zacząć działać, w końcu możesz uzyskać z niego wiele wartości. Po prawidłowym wdrożeniu i uruchomieniu przez dobrze wyszkolony personel może przynieść wiele korzyści, takich jak:

• poprawa niezawodności systemu,
• zwiększona produktywność,
• niższe koszty konserwacji,
• skrócenie czasu przestojów,
• szybsza diagnostyka problemów i
• skrócenie czasu między konserwacjami.

potencjał programu CBM dla wysokiego zwrotu z inwestycji przemawia do wielu organizacji ze względu na fakt, że może pomóc im pozostać konkurencyjnym i działać tak lean, jak to możliwe.