Vad är Underhåll….?Att sälja maskintid med högsta möjliga mervärde till lägsta möjliga fasta och

rörliga kostnader

FRISKVÅRD

Underhållsteknik

Driftsäkerhet

Drift- säkerhet

Funktions-säkerhet

Underhålls-mässighet

Underhålls-säkerhet

Produktegenskaper Organisationsegenskaper

Om inte annat angett: definitioner från SS-EN 13306, 2001

Driftsäkerhet

• ”Förmågan hos en enhet att kunna utföra krävd funktion under angivna betingelser vid ett givet tillfälle eller under ett angivet tidsintervall, förutsatt att erforderliga stödfunktioner finns tillgängliga.”

• NOT 1: Driftsäkerheten är beroende av de kombinerade egenskaperna funktionssäkerhet, underhållsmässighet och underhållssäkerhet.

• NOT 2: Erforderliga stödfunktioner, andra än underhållsresurser, påverkar inte enhetens tillgänglighet.

Funktionssäkerhet

• ”Förmåga hos en enhet att utföra krävd funktion under givna förhållanden under ett angivet tidsintervall.”

• NOT: Termen ”funktionssäkerhet” kan också användas som ett mått på förmågan att fungera och definieras då som funktionssannolikhet.

Underhållsmässighet

• ”Förmågan hos en enhet, som används enligt angivna betingelser, att vidmakthållas i, eller återställas till ett sådant tillstånd att den kan utföra krävd funktion, när underhållet utförs under angivna betingelser och underanvändning av fastställda förfaringssätt och resurser.”

• NOT: Underhållsmässigheten kan också användas som ett mått.

Underhållssäkerhet

• ”Förmågan hos underhållsorganisationen att tillhandahålla de rätta underhållsresurserna på erforderlig plats, för att utföra krävda underhållsåtgärder på en enhet, vid en angiven tidpunkt eller ett angivet tidsintervall.”

Underhåll

• ”Kombination av alla tekniska, administrativa och ledningens åtgärder under en enhets livstid avsedda att vidmakthålla den i eller återställa den till, ett sådant tillstånd att den kan utföra krävd funktion.”

Avhjälpande underhåll

• ”Underhåll som genomförs efter det att funktionsfel upptäckts och med avsikt att få enheten i ett sådant tillstånd att den kan utföra krävd funktion.”

Förebyggande underhåll

• ”Underhåll som genomförs vid förutbestämda intervall enligt förutbestämda kriterier och i avsikt att minska sannolikheten för fel eller degradering av en enhets funktion.”

Ekonomiska aspekter

Total kostnad

Kostnad för förebyggande underhåll

Kostnad för avhjälpande underhåll

Underhåll

Avhjälpande underhåll

Förebyggande underhåll

Uppskjutet Akut

Tillståndsbaserat underhåll

Förutbestämt underhåll

Schemalagt, kontinuerligt

eller på begäran

Schemalagt

Underhåll

• Ett väl utfört underhåll definieras som:

”…när så få avhjälpande underhållsåtgärder som möjligt utförs samt då så lite förebyggande underhåll som möjligt genomförs…”

(Cooke and Pulsen, 1997)

Övervakning

• ”Verksamhet som genomförs antingen manuellt eller automatiskt, med avsikt att observera en enhets aktuella tillstånd.”

• NOT 1: Övervakning skiljer sig från inspektion på så sätt att övervakning används för att utvärdera en enhets egenskapers förändringar över tiden.

• NOT 2: Övervakning kan ske kontinuerligt eller efter visst tidsintervall eller antal arbetscykler.

• NOT 3: Övervakning genomförs vanligtvis under drift.

Övervakning

– Vad och hur kan man övervaka?– Vibrationer– Ljud/oljud– Temperatur– Oljekvalitet– Visuell inspektion

Övervakning

• Övervakning kallas ofta tillståndsövervakning eller tillståndskontroll, traditionellt har tillståndsövervakning delats upp i två delar (Johansson, 1993):

• A) Subjektiv tillståndsövervakning– Se– Lyssna– Känna– Lukta

• B) Objektiv tillståndsövervakning– Givare och mätsystem ger mätvärden för antingen

direktbedömning eller också erhålles underlag för trendanalys

Övervakning

TID

SLITAGE

Larmnivå, förbered underhåll, beställ eventuella reservdelar

Utför underhåll

Förutbestämt underhåll

Haveri

BESIKTIGA MASKINERNA

VÄLJ MASKINER

RONDMÄTNING/KONTINUERLIG-

MÄTNING

VÄLJ LÄMPLIG MÄTTEKNIK

ETABLERA FU OCH TBU

SÄTT ACCEPTABLA

NIVÅER

DATAINSAMLING DATALAGRING TRENDANALYS

TILLSTÅNDS-ANALYS

KORRIGERING

REFERENS- MÄTNING AV

MASKIN

ACCEPTABLA

EJ ACCEPTABLA

INNANFÖR GRÄNSERNA

UTANFÖR GRÄNSERNA

FEL UPPTÄCKT

INGET FEL

Källa: Holger Karlsson

Övervakning

Övervakning

Symtom

Sensor

Besluts-support

Prognos

Diagnos

Tillstånds-övervakning

Signal-behandling

Presentation

Systemteknik inom tillståndsbaserat underhåll

Underhållskoncept

• Avhjälpande vs Förebyggande är inte hela sanningen. Underhållskoncept för att ge målen med underhållet en tydligare bild har genom åren skapats

• Två relativt vanligt förekommande i svensk industri är:– Total Produktivt Underhåll (TPU)– Reliability Centered Maintenance (RCM) eller

MSG3

Mål för underhållet

• Underhållet skall bedrivas så att utrustningen har hög tillgänglighet och så att säkerheten innehålls – detta skall göras till så låg totalkostnad som möjligt.

• Utrustningarna skall underhållas så att de får lång livslängd och bibehåller sin kvalitetsnivå.

• För att ge underlag för konstruktionsändringar och nyinköp av likartade utrustningar skall inträffade händelser dokumenteras.

TPU

• TPU kan definieras enligt följande (Johansson, 1993):– Maximera utrustningens effektivitet. Minimum av LCC.– Etablera ett totalsystem av TPU som täcker

utrustningens livslängd.– Omfatta alla avdelningar som beredning, användning

och underhåll.– Deltagande av alla berörda medlemmar från högsta

ledningen till operatören på golvet.– Stödja TPU genom motiverad ledning, tex

smågruppsaktiviteter.

TPU

• Att öka effektiviteten genom att ta bort de sex stora förlusterna:

• Stoppförluster 1) Fel genom oplanerade stopp

2) Omställningar och justeringar• Hastighetsförluster 3) Störningar eller korta stopp

4) Reducerad hastighet• Kvalitetsförluster 5) Processfel

6) Inkörningsfel

TPU

• Steg 1: Grundläggande rengöring, ordning och reda

• Steg 2: Motåtgärder vid källan till problemet• Steg 3: Gör normer och sätt standarder• Steg 4: Administrativ träning• Steg 5: Rationalisering av det administrativa• Steg 6: Organisera arbetsplatsen• Steg 7: Kundstyrt arbete

TPU Integration

TQM

JIT TPM

EI

TPU

• Med TPU kan man uppnå:

• Lättare att tillverka

• Mer tillförlitliga processer

• Effektivare tillverkning

• Lägre tillverkningskostnader

• Johansson, K-E. (1993). Driftsäkerhet och underhåll. Lund: Studentlitteratur.

• SS-EN 13306. (2001). Underhåll – Terminologi. • Bergman, B., Klefsjö, B. (2001). Kvalitet – från

behov till användning. Lund: Studentlitteratur.• Cooke, R. and Paulsen, J. (1997). Concepts for

Measuring Maintenance Performance and Methods for Analysing Competing Failure Modes. Reliability Engineering and System Safety. Vol. 5, Issue 2, pp 135-141.

• Holger Karlsson, Diagnosteknik, Nörrköping.

Skillnaden mellan bra och dåligt underhåll

Åldersfördelning

0

20

40

60

80

100

120

-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-

Män

Kvinnor

Totalt

$ 1.900 000 000 000

Källa: FVI Tyskland (Forum Vision Instandhaltung)

SEK 14.000 000 000 000

Total Productive Maintenance (TPM)

Total productive maintenance (TPM) is the systematic execution of maintenance by all employees through small

group activities. The dual goals of TPM are zero breakdowns and zero

defects; this obviously improves equipment efficiency rates and reduces costs.

It also minimises inventory costs associated with spare parts.

It is claimed that most companies can realise a 15-25 percent increase in equipment operation rates within three

years of adopting TPM. Labor productivity also generally increases by a significant

margin, sometimes as high as 40-50 percent.

• The Japanese imported preventive maintenance (PM) from the United States in the 1950s and it remained well established until the 1970s.

• This consisted mainly of time-based maintenance featuring periodic servicing and overhaul.

• During the 1980s PM was steadily replaced by predictive maintenance, or condition-based maintenance.

• TPM is often defined as productive maintenance involving total participation - a kind of marriage between PM and TQM.

• Many organisations misconstrue this to imply that only shop floor staff need be involved. However, TPM should be implemented on a company-wide basis.

TPM aims to establish good maintenance practice through the pursuit of "the five goals of TPM

1. Improve equipment effectiveness: examine the effectiveness of facilities by identifying and examining all losses which occur - downtime losses, speed losses and defect losses.

2. Achieve autonomous maintenance: allow the people who operate equipment to take responsibility for, at least some, of the maintenance tasks. This can be at : the repair level (where staff carry out instructions as a response to a problem); the prevention level (where staff take pro-active action to prevent foreseen problems); and the improvement level (where staff not only take corrective action but also propose improvements to prevent recurrence).

3. Plan maintenance: have a systematic approach to all maintenance activities. This involves the identification of the nature and level of preventive maintenance required for each piece of equipment, the creation of standards for condition-based maintenance, and the setting of respective responsibilities for operating and maintenance staff. The respective roles of "operating" and "maintenance" staff are seen as being distinct. Maintenance staff are seen as developing preventive actions and general breakdown services, whereas operating staff take on the "ownership" of the facilities and their general care. Maintenance staff typically move to a more facilitating and supporting role where they are responsible for the training of operators, problem diagnosis, and devising and assessing maintenance practice.

4. Train all staff in relevant maintenance skills: the defined responsibilities of operating and maintenance staff require that each has all the necessary skills to carry out these roles. TPM places a heavy emphasis on appropriate and continuous training.

5. Achieve early equipment management: the aim is to move towards zero maintenance through "maintenance prevention" (MP). MP involves considering failure causes and the maintainability of equipment during its design stage, its manufacture, its installation, and its commissioning. As part of the overall process, TPM attempts to track all potential maintenance problems back to their root cause so that they can be eliminated at the earliest point in the overall design, manufacture and deployment process.

TPM works to eliminate losses :

• Downtime from breakdown and changeover times

• Speed losses (when equipment fails to operate at its optimum speed)

• Idling and minor stoppages due to the abnormal operation of sensors, blockage of work on chutes, etc.

• Process defects due to scrap and quality defects to be repaired

• Reduced yield in the period from machine start-up to stable production.

2006Okt/Nov

Lif

e C

ycle

Co

st

Ref: Rockwell Group

100%

Product

Design

Supplie

r evaluatio

n

Purchase

Installatio

n

Lack of perfo

rmance

Maitenance

After S

ales

40 %

9 %

30 %INKÖPSFAS DRIFTSFAS

Vad kan vi då göra i vår svenska industri ?

Några exempel som belyser den återstående potentialen……..

Mantimmar/motor - 47% MTBF +320% Genomloppstid - 52% Lev.precision inköpt mtrl +75% Hydrauloljeförbrukning - 82% Kapitalomsättning +250%

Volvo Car, Skövde, Motortillverkning

1/2 ny fabrik

UNDERHÅLLSLYFTET 2001 - 2004

Produktionsstörningar - 37% Tid mellan driftstopp + 100% Tid för driftstopp - 50%

Produktionen kunde ökas med ca 15%

FÖRBÄTTRAD LÖNSAMHET > 300 Mkrp g a Underhållslyftet

LKAB

XXX/ /Side 48

Kostnad

OEE 50%Kapacitet:

50 000 motorer/år

OEE 50 %Kapacitet:

100 000 motorer/år

Kostnad: 900 miljoner kr.

OEE 75%Kapacitet:

100 000 motorer/år

Kostnad: 50 miljoner kr.

Idag Alt. 1 Alt. 2

Produktionsstrategi

Driftsäkerhets- och Underhållsteknik

Är idag en ”High Tech Business” med många olika teknikgrenar inblandade

UltraljudInfraröd strålningRöntgenVibrationsteknikLaserteknikEndoskopiElektronikSystemteknologi ( Underhållssystem)Tribologi (smörjning)

TILLSTÅNDSKONTROLL

Stationary antenna

Signal conversion unit

Temperature measured with SAW (surface acoustic wave) technology

Sensor design

Rotating sensor & antenna

SAW devices basically consist of an input transducer to convert electrical signals to tiny acoustic waves, which then travel through the solid propagation medium to the output transducer where they are reconverted to electrical signals.

SAW devices basically consist of an input transducer to convert electrical signals to tiny acoustic waves, which then travel through the solid propagation medium to the output transducer where they are reconverted to electrical signals.

WÄRTSILÄ

Tillståndsbaserat underhåll på lager

Tillståndsbaserat underhåll i vardagen

• Upptäcka begynnande lagerskador

• Information om maskinens status

– UH program

– Undvika oplanerade stopp

– Minimera UH kostnader

– Säkerställa kvaliteten

• Ökad produktivitet

Varför?

Finns bl.a. i:• Svarvar• Fräsar• Slipmaskiner• Borrmaskiner

Lagerarrangemanget• Hög precision (SP, UP)• Hög styvhet• Låg ljudnivå• Höga hastigheter

Spindellager?

• Överbelstning

• Föroreningar

• Utmattning

• Bristsmörjning

• Felaktig montering

Orsaker till lagerskador

Resultat av lagerskador

• Vibrationer

• Sämre kvalitet

• Ökad ljudnivå

– även begynnande lagerskador kan leda till tillverkningsproblem

Resultat av lagerskador

Online övervakning• Online övervakning

• Frekvensselektiv övervakning

• Övervakning av obalans

• Kommunikation

• Mätning under "tomgång"

Hur ökar vi tillgängligheten?

Online övervakning

• Mätning under tomgång

Tydliga lagerfrekvenser

Inga "störande" frekvenser

Korrekta larmnivåer

Hur ökar vi tillgängligheten?

Lagerskada

Ingen lagerskada

• Lagerarrangemang

• Korrekt placering

• Säkerställ god "kontakt"

• Korrekt montering av sensorn

Placering av sensorer

Mikroskopiska skador på lagrets löpbanor kann leda till försämrad produktkvalitet

därför är det nödvändigt att detektera begynnande lagerskador!

Sammanfattning

Communication design

CANCAN

TCP/IPGateway

TCP/IPGateway

WÄRTSILÄ

Ring upp dinmotor

WÄRTSILÄ

Traditionellt:

Parallellproduktion

FRÄSNING A1 A2 A3 A4

SVARVNING B1 B2 B3 B4

SLIPNING C1 C2 C3 C4

FASNING D1 D2 D3 D4

Vid godtycklig tidpunkt går endast 75% av maskinerna

TOTAL TILLGÄNGLIGHET = 75%

PIA

PIA

PIA

Idag: Lean ProductionRåmaterial Färdig

produkt

B A D C

C D A B

B A D C

C D A B

Kapacitet 0,75A x 0,75B x 0,75C x 0,75D

TOTAL TILLGÄNGLIGHET = 32%

CELL 4

CELL 3CELL 2

CELL 1

2 exempel:

Samma prestanda

förr nu

Växellåda 2600 kg 600 kg -77%

Rullningslager 230 kg 80 kg -65%

Men vad händer med Underhållsmässigheten ?

PRODUKTUTVECKLINGEN = f(Prestanda,Underhållsmässighet,Kostnad)

Har produktutvecklingen gått för långt ?

Det finns bara ett giltigt stopp för en produktionsanläggning!

BRIST PÅ KUNDER

Alla andra stopp är slöseri