Vid underhåll av tekniska system spelar tiden för driftstopp (downtime) och avfall (wastes) en avgörande roll för den övergripande hållbarheten. En eskalering av underhållsaktiviteter som leder till längre driftstopp och ökat avfall kan leda till en negativ inverkan på hållbarhetsindikatorerna, såsom SI-downtime och SI-wastes. Sådana negativa effekter kan vara kvantitativt mätbara och minska systemets hållbarhet över tid.

Å andra sidan kan underhållsaktiviteter som riktar sig mot att hantera beroenden vid fel (failure dependencies) medföra vissa avfallsproduktioner, men påverkar inte nödvändigtvis driftstoppet i någon betydande grad. Det innebär att effekten av underhållsaktiviteter på hållbarhetsindikatorn SI-downtime kan vara försumbar eller till och med betraktas som noll när den kvantifieras.

För att beräkna den totala hållbarheten vid olika tidpunkter kan mjukvara som GeNIe användas, där resultat av olika underhållsstrategier kan analyseras. Om vi antar att underhållsåtgärder genomförs under en viss tidsenhet, kan resultatet presenteras som sannolikhetsfördelningar av hållbarhetsvärden, som illustreras i figur 19.6. Före underhållsåtgärderna ligger hållbarhetsvärdena generellt till vänster om noll, med högre sannolikhet för värden nära noll. Efter att komponenterna har genomgått nedbrytning och underhållsåtgärder under en viss fördröjning (Δt), förskjuts hållbarhetsfördelningen vänsterut, vilket innebär att även om underhållsåtgärder har tillämpats, tenderar hållbarheten att minska över tid.

Vid analysen av resultat från olika underhållsstrategier, som visas i figur 19.8, framgår det att strategier som minskar sannolikheten för underhållsåtgärder, såsom underhållsstrategi 2, leder till en något lägre hållbarhet. Samtidigt kan underhållsstrategier som fokuserar på förebyggande underhåll (PM) istället för korrigerande underhåll (CM) ge en stabilare hållbarhet, vilket bekräftas genom analysen av minsta och medelvärdet för OSS*.

En viktig observation är att när ingen underhållsåtgärd vidtas (underhållsstrategi 6), är den totala hållbarheten som lägst, och det är enbart komponentnedbrytningen som påverkar hållbarheten negativt. Detta understryker vikten av att även grundläggande underhållsåtgärder kan ha en stor positiv effekt på systemets långsiktiga hållbarhet, även om deras direkta positiva inverkan på driftstopp kan vara begränsad.

Underhållsstrategier med små förändringar i sannolikheten för DM-aktiviteter (som underhållsstrategi 2 och 3) ger endast en måttlig förbättring av hållbarheten. Det innebär att DM-aktiviteter, som syftar till att hantera de direkta effekterna av fel, kan vara mindre effektiva i vissa fall, men fortfarande spela en roll om budget och resurser tillåter. Dessa strategier kan vara användbara i situationer där ekonomiska resurser är begränsade, men det är fortfarande viktigt att förstå att de inte kommer att leda till dramatiska förbättringar av systemets övergripande hållbarhet.

När man jämför olika underhållsstrategier är det också viktigt att tänka på hur ofta komponenterna utsätts för fel och nedbrytning. För en mer hållbar lösning kan förebyggande underhåll (PM) och korrekt hantering av komponentens livslängd vara mer effektiva än att förlita sig på reaktiva åtgärder som korrigerande underhåll (CM). Detta innebär att en holistisk syn på underhåll, som inkluderar både PM och CM, kan bidra till att upprätthålla hög hållbarhet under hela systemets livscykel.

I praktiken innebär detta att olika underhållsstrategier har en varierande inverkan på hållbarheten beroende på deras tillämpning och de specifika förhållandena för det aktuella systemet. Det är därför avgörande att överväga både kostnader och långsiktiga effekter av varje underhållsstrategi för att optimera hållbarheten och minimera driftstopp och avfall.

Hur degradering och externa störningar påverkar underhållsstrategier i flerkomponentsystem

Degradering av komponenter i ett system sker kontinuerligt över tid och följer en fördelning som kan beskrivas genom Gamma-fördelningen. Detta innebär att graden av degradering för en given komponent vid en tidpunkt t kan uttryckas som:

f(x,α,β)=βαtxαt−1e−βx,x>0f(x, \alpha, \beta) = \beta^\alpha t x^{\alpha t - 1} e^{ -\beta x}, \quad x > 0

där α\alpha är formparametern och β\beta är den inversa skala-parametern. Dessa parametrar beskriver graden av degradering vid olika tidpunkter och används för att simulera nedbrytningen av komponenter i ett system.

Komponentens interna degradering, betecknad som X1X_1, beräknas som summan av degraderingen för varje tidsintervall:

∑i=1T1X1=xi1\sum_{i=1}^{T_1} X_1 = x_{i1}

där xi1x_{i1} representerar degraderingen vid varje enhet av tid. Den totala degraderingen i ett system beror på både intern degradering och externa chocker. Externa chocker modelleras som en homogen Poisson-process, där antalet externa störningar under en tidsperiod t följer Poissonfördelningen. För varje tidpunkt s≥0s \geq 0, t≥0t \geq 0, är sannolikheten för att N(t+s)−N(s)=nN(t+s) - N(s) = n given av:

P{N(t+s)−N(s)=n}=e−λt(λt)nn!P\{ N(t+s) - N(s) = n \} = e^{ -\lambda t} \frac{(\lambda t)^n}{n!}

De externa chockerna bidrar till systemets degradering, och den påverkan de har på komponentens degradering kan beskrivas med en normalfördelning med ett medelvärde μ1\mu_1 och en varians σ12\sigma_1^2. Vid en given tidpunkt T1T_1, om antalet chocker som inträffar är n1n_1, kan den totala degraderingen orsakad av externa chocker uttryckas som:

∑j=1n1X2=xj2\sum_{j=1}^{n_1} X_2 = x_{j2}

där xj2x_{j2} är degraderingen orsakad av den jj-te externa chocken. Den totala degraderingen XX som en komponent utsätts för är summan av både intern degradering och externa chocker:

X=X1+X2X = X_1 + X_2

När degraderingen överstiger en viss tröskel LL, betraktas komponenten som havererad. Därför är det viktigt att förstå både den interna nedbrytningen och externa påverkan när man förutspår komponentens livslängd och när underhåll bör genomföras.

För att förutsäga återstående användbar livslängd (RUL) för ett flerkomponentsystem, används det totala degraderingsvärdet som erhållits genom inspektion vid tidpunkten T1T_1. Den förväntade återstående livslängden (RUL) beräknas genom att ta hänsyn till den interna degraderingen, externa chocker och systemets totala degradering. Formeln för att beräkna RUL är:

rul=L−XZ−XhErul = \frac{L - X_Z - X_h}{E}

där XZX_Z är det degraderingsvärde som uppmätts vid inspektionen, XhX_h är degraderingen från externa chocker och EE är det förväntade värdet för intern degradering per enhetstid. Denna beräkning hjälper till att bestämma när underhåll eller byte av komponenter ska ske för att undvika oplanerade driftstopp.

När det gäller underhållsstrategier för flerkomponentsystem är det viktigt att välja rätt typ av inspektion och underhållsschema för att optimera systemets driftstid och minska driftstopp. En strategi är att genomföra aperiodiska inspektioner för att minska underhållsförberedelsens frekvens och därmed kostnaden för förberedelser. Vid varje inspektion kan systemets degradering bedömas, och om RUL är under ett visst tröskelvärde, kan nästa inspektionstidpunkt fastställas baserat på förberedelsetiden och den förutspådda RUL.

Vid nödsituationer, när ett fel inträffar, måste underhållsberedskapen vara snabb för att minska produktionsförluster och förhindra allvarliga konsekvenser av systemfel. Underhållsberedskapen kan omfatta att organisera personal och utrustning samt transportera nödvändiga resurser till det aktuella området. För att säkerställa att underhållet genomförs i tid, kan säkerhetstid DTDT införas som en extra buffert. Denna säkerhetstid är avgörande för att förhindra att systemet faller bortom det kritiska feltröskelvärdet.

I alla dessa underhållsmodeller är det också viktigt att beakta osäkerheter i både degraderingsbedömningar och förutsägelser av RUL. För att hantera dessa osäkerheter införs ett säkerhetsmarginal SstS_st, som justeras beroende på det totala degraderingsvärdet och förväntade underhållsbehov.

Vid utvecklingen av underhållsstrategier är det också centralt att förstå att även små förändringar i degradering eller externa chocker kan ha stora konsekvenser för systemets funktion. En effektiv underhållsstrategi minimerar inte bara driftstopp utan säkerställer också att resurser används på ett optimalt sätt.

Hur man gör empanadas: En guide till traditionell och innovativ fyllning
Hur Djurvärlden Är Uppbyggd: En Färd Genom Riken och Fylen
Hur man lär hunden att öppna dörrar och utföra användbara trick