Condition-Based Maintenance: Selection and Improvement of a Cost-Effective Vibration-Based Maintenance Policy for Rolling element Bearings

Abstract: Popular Abstract in Swedish Moderna tillverkningsmaskiner är dyra och därför måste dess tillgänglighet och effektivitet ständigt hållas högt. Sådana resultat kan man inte åstadkomma utan tillämpning av en effektiv underhållsstrategi. Förutsättningar för att minska eller arrestera förslitnings hastighet på maskins delar och öka maskinlivslängden är stora vid användning av tillståndsövervakning, (TÖ) teknik. En lyckad tillämpning av tillståndsbaseradunderhåll, (TBU), är ett resultat av en kombinerad användning av de tekniska kunskaperna inom TÖ, felanalys, ekonomisk optimering, design, datainsamling och analys. Genom användning av vibrationsbaseradövervakning, (VBÖ), program kan man detektera förändringarna i maskinens tillstånd, men förändringarna är olika även för de nominellt identiska komponenterna. Därför, behövs det användning av tillståndsbaserade felbenägenhetsfunktionen tillsammans med vibrationsmätningarna för att utvärdera komponentens tillstånd på ett pålitligare sätt. Det huvudresultat som har åstadkommits i denna avhandling kan sammanfattas i; Man skulle ha kunnat förlänga den genomsnittliga livslängden för rullager avsevärt om den tillgängliga vibrationsbaserade underhållspolicy har använts på ett effektivare sätt. Detta resultat har uppnåtts via en kombination av dataanalys och en logisk utveckling. I denna forskning en ny underhållsmetod, (approach), har utvecklats för att övervinna de brister som finns i Total Produktiv Underhåll, (TPU), och i Reliability-Centered Maintenance, (RCM). Denna metod kallas Total Quality maintenance, (TQMain), och är baserad på Deming feedback cykel (Plan-Do-Check-Act). Det är en metodik för att kontinuerligt stödja och förbättra den tekniska och ekonomiska effektiviteten för alla väsentliga element i en tillverkningsprocess liksom underhållspolicy, kvalitetsstyrning, driftsäkerhet. Den har bevisats logiskt att genom användning av VBÖ program i samband med tillämpning av en gemensam databas, som ett krav vid tillämpning av TQMain, orsakerna bakom kvalitetsavvikelser och haveri kan identifieras och elimineras effektivt vid ett tidigt utvecklingsstadium, så att företagets ekonomi förbättras ständigt. Kvantitativa och kvalitativa kriteria för valet av den mest kostnads effektiva VBÖ program och den mest kostnads effektiva VBU policy har utvecklats. I de flesta fallen, har TÖ system inte utnyttjats effektivt och företagen var nöjda med en begränsad besparing som har åstadkommits. Med hjälp av två studiefall kunde man konstatera att förbättringarna i VBU policy möjligt erhålls genom en effektiv feedback av de resultat som har uppnåtts via analys av haveri, tillstånd av de utbytta enheter och den vibrationshistorien som sparades i VBÖ program. Datakvalite´och mängd har inte varit tillräckligt bra på grund av många anledningar liksom få antal haveri och långa lagerlivslängder. Detta ledde till att slutsatserna, trots att de stödjas av forskningsresultat, blev starkt kvalitativa indikationer istället för statistiska bevis. Effektivitet och noggrannhet av TBU beror på det tillämpade TÖ systemet. Därför, är mätning av resultatet efter varje utvecklingssteg nyttig för att försäkra den ekonomiska betydelsen och för att eliminera orsakerna bakom motsatsen. Den är också nödvändig för en ständig förbättring och för att behålla och öka marknadsandelen. Avhandlingsbidraget kan sammanfattas i: Utveckling av en sekvensmetod för att välja och förbättra en kostnadseffektiv vibrationsbaserad underhållspolicy. Denna metodik kan användas för att avväga, med hjälp av ekonomisk kriteria, tillämpning av VBU system för att indikera när ett rollager måste utbytas. Den har uppnåtts via: I. En del verktyg som har använts inom kvalitets- och underhållsteknologi har antingen modifierats eller utvecklats och använts utanför dess koncept liksom; Failure Mode, Effect and Criticality Analysis, Proportional Hazards Model, Maintenance cost equation, Total Time On Test-plots, Decision rule tree, Overall Equipment Effectiveness, (TAK), Cumulative Sum chart . II. Nya verktyg har utvecklats för att: Övervaka underhållseffektivitet och -noggrannhet, välja den mesta informativa TÖ parameter, välja det mest kostnads effektiva VBÖ program. En ny underhållsmetod (approache) och en för envelopp alarm för att stödja tillverkningen respektive övervaka komponentstillstånd effektivt. III. Teoretisk bas för utförandet av förbättringar i vibrations baserad underhåll för lager i pappersmaskiner, och två fallstudie för att utforska hur sådana förbättringar kan uppnås. En sekvens metod för att välja och förbättra den mest kostnadseffektiva VBU policy har förslagits.