betrouwbaarheid wordt zelden overwogen wanneer het goed gaat en de machines soepel werken. Maar dat kan allemaal veranderen in een handomdraai. Als een machine eenmaal is geleverd en geïnstalleerd, is betrouwbaarheid misschien wel het belangrijkste kenmerk van de machine voor de klanten.
slechte betrouwbaarheid beïnvloedt bedrijven door downtime, onderhoudskosten en andere downstream-effecten toe te voegen. Dit is gemakkelijk te begrijpen voor iedereen die een defect apparaat heeft ervaren., Het is niet alleen het repareren van de machine, dat is genoeg van een last; er zijn altijd extra en dure gevolgen om mee om te gaan.
een onbetrouwbare machine vernietigt de geloofwaardigheid van het bedrijf dat het heeft gemaakt en kan gemakkelijk leiden tot verloren klanten en verkopen. In concurrerende markten zijn prijs en prestaties belangrijk en kunnen ze een bedrijf onderscheiden van de rest van het veld. Maar een reputatie voor het ontwerpen en bouwen van betrouwbare machines is een andere manier om een bedrijf te onderscheiden van zijn concurrenten. Veel bedrijven hebben ernaar gestreefd om synoniem te worden met betrouwbaarheid.,
bekend worden als een bedrijf dat betrouwbare apparatuur levert, kan niet worden gedaan door slimme marketing te gebruiken. Voor een maximaal effect moet het streven naar betrouwbaarheid het bedrijf doordringen.
natuurlijk is een kritiek gebied ontwerp.
ontwerpen voor betrouwbaarheid
ontwerp is de belangrijkste factor in de betrouwbaarheid van een machine. Ingenieurs negeren vaak betrouwbaarheid tot te laat in de ontwerpcyclus. Veel ingenieurs beschouwen betrouwbaarheid bijvoorbeeld pas laat in de validiteitsgedeelten van de ontwerpcyclus in plaats van tijdens de concept-en vroege ontwerpfasen.,
zodra het concept is goedgekeurd, wordt het duurder en inefficiënter om betrouwbaarheidsmaatregelen toe te voegen. Maar het is vaak minder duur om te ontwerpen voor betrouwbaarheid dan het is om te testen voor betrouwbaarheid.
er zijn ten minste twee beproefde en systematische methoden om mogelijke betrouwbaarheidsproblemen tijdens het ontwerpproces te herkennen: Reliability Block Diagrams (RBD) en Failure Modes and Effect Analysis (FMEA).
een RBD stelt een model van de machine op, met vermelding van de betrouwbaarheid bij elk onderdeel., Ingenieurs moeten er zeker van zijn om de juiste betrouwbaarheid pad, dat kan afwijken van het besturingspad te volgen. Bijvoorbeeld, een RBD voor de aandrijving van een auto zou kunnen kijken als het blok diagram hieronder.
bij elk blok wordt de betrouwbaarheid van de afzonderlijke component bepaald. En ze leveren een totaal betrouwbaarheidsgetal op.
een RBD is eenvoudig te begrijpen en kan snel potentiële betrouwbaarheidsproblemen blootleggen, omdat het gemakkelijk “zwakke schakels in de keten blootlegt.,”Maar het kan ook te simplistisch zijn voor sommige machines, omdat er geen rekening wordt gehouden met relaties tussen componenten. Is de betrouwbaarheid van een van de blokken afhankelijk van hoe ze zijn geconfigureerd in een bepaald pad?
FMEA identificeert systematisch elke uitvalmodus van een machine of proces. Het onderzoeken van faalmodi in detail kan ook andere tekortkomingen in het ontwerp aan het licht brengen. Dit omvat het onderliggende falen mechanisme evenals manieren om het te elimineren of te verminderen zijn kansen. (Het nummer van de risicoprioriteit wordt bijvoorbeeld bepaald door de ernst, het voorkomen en de detectiefactoren te vermenigvuldigen, zoals hieronder te zien is., De resulterende RPN geeft ontwerpers een idee van hoeveel van een probleem de failure mode zal zijn.)
Het Aanpakken van de ernst, het voorkomen en de detectie in de ontwerpfase is van cruciaal belang voor het ontwerpen van betrouwbare apparaten. Als de RPN hoog is, hebben ingenieurs twee opties: elimineer de storingsmodus of verander een of meer van de factoren om een lagere RPN te krijgen.
De beste manier van handelen is niet altijd duidelijk., Soms is het enige dat nodig is een paar kleine ontwerp tweaks, soms ingenieurs kunnen een extra besturingsmechanisme toe te voegen en soms moet het ontwerpteam terug te gaan naar de tekentafel.
FMEA is over het algemeen een grondige verkenning van alle storingsbronnen van een machine. Zodra het is uitgevoerd, kunnen de resultaten voor replicatie op gelijkaardige machines worden gebruikt. Een beter begrip van de storingsmodi kan veel helpen bij het huidige en toekomstige ontwerp. FMEA-resultaten helpen onderhoudstechnici te begrijpen wanneer een machine kapot gaat., Hierdoor kunnen ze sneller en nauwkeuriger reageren en uiteindelijk de betrouwbaarheid verbeteren.
helaas onderzoekt FMEA elke mogelijke foutmodus, dus het kan vervelend, tijdrovend en duur zijn. De effectiviteit van het FMEA is ook sterk afhankelijk van de expertise van de mensen die de analyse uitvoeren. Daarom, het duurt mensen met een hoog niveau van ervaring om het uit te voeren.
verbetering van de betrouwbaarheid
zodra het ontwerpteam gebruik maakt van RBD, FMEA of een andere vorm van analyse om inzicht te krijgen in de zwakke punten in de betrouwbaarheid van een ontwerp, kan het de problemen met de betrouwbaarheid effectiever aanpakken., Gemeenschappelijke methoden voor het verbeteren van de betrouwbaarheid omvatten het toepassen van Reliability Centered Maintenance (RCM) en het focussen op proactieve onderhoudsmethoden zoals Condition Based Maintenance (CBM) en Predictive Maintenance.
RCM is als FMEA, maar het gaat verder. Het neemt de storingsmodi van FMEA en ontwikkelt onderhoudsstrategieën om storingen aan te pakken. RCM leidt het team door elke storingsmodus, waar het de beste onderhoudsstrategie bepaalt om de storing te voorkomen. Meestal wordt RCM gedaan nadat de apparatuur in werking is., Presteren in de ontwerpfase kan echter leiden tot solide inzichten in betrouwbaarheids verbeteringen.
net als FMEA is RCM een systematische aanpak voor het behandelen van faalmodi door preventie. Als de ontwerpers bijvoorbeeld weten dat een verstopt filter de luchtstroom vermindert en een motor beschadigt, kan de RCM-reactie zijn om elke drie maanden een filtervervanging te plannen. Lessen van één RCM-programma kunnen ook elders worden gebruikt.
maar succesvolle RCM vereisen middelen, training en toewijding. Een bedrijf moet er zeker van zijn dat het de strategie volledig kan ondersteunen voordat het aan de slag gaat., En net als FMEA, het vereist enige expertise om RCM te ontwikkelen. NASA gebruikte ooit RCM in het Marshall Flight Center en de onderhoudskosten werden verlaagd, de levensduur van de bestaande apparatuur werd verbeterd en de energiekosten werden verlaagd, wat resulteerde in een besparing van meer dan $300.000. Als deze besparingen kunnen worden gemaakt na de implementatie, dan kan het gebruik van RCM in de ontwerpfase zeker voordelen opleveren. Als het ontwerpteam werkt via FMEA voor een nieuwe machine, de volgende logische stap is RCM.
CBM gebruikt realtime machinecondities om te bepalen wanneer onderhoud nodig is., Dit wordt gedaan door temperatuur, trillingen of een ander type sensor op relevante gebieden van de machine te plaatsen en deze in regellussen of externe databases te koppelen. Uiteraard kan deze aanpak in de ontwerpfase worden gevolgd. Hoewel het een relatief kleine hoeveelheid kosten toevoegt aan het product, zou het eindgebruikers veel betere voorspellers van prestaties en betrouwbaarheid geven.
CBM houdt gegevens bij die niet altijd waarneembaar zijn door menselijke zintuigen. Het kan apparatuur op afstand bewaken terwijl het draait, waardoor tijd wordt bespaard en storingen worden verminderd., Maar CBM is duurder voor klanten en vereist meer upfront setup en configuratie. En hier zal een leercurve zijn waarin het bedrijf sensordrempels vaststelt. Opleiding is ook vereist. Wanneer moet het onderhoudsteam handelen? Dit is niet gemakkelijk te begrijpen.
CBM, indien correct uitgevoerd, vermindert storingen en regelmatig onderhoud. Eén bron schat CBM-besparingen op 12% in het eerste jaar, met een vermindering van storingen van meer dan 25% en een 94% verbetering van de beschikbaarheid van machines.
een eenvoudig voorbeeld van CBM is het toevoegen van trillingssensoren aan motoren., Door het volgen van de trillingsfrequentie en het instellen van een waarschuwing op een passend niveau voor actie, kunt u snel reageren op ongunstige omstandigheden en de levensduur van de motor verlengen.
zoals velen al hebben gezegd, verdienen onderhoud, reparatie en operaties een hogere prioriteit dan ze gewoonlijk krijgen, vooral tijdens de ontwerpfase. Als betrouwbaarheid vroeg in het ontwerpproces wordt overwogen, zal apparatuur op de lange termijn zeker beter af zijn. Betrouwbaarheid kan de kracht van het ontwerp worden en een methode om de producten van een bedrijf te onderscheiden.Bryan Christiansen is de oprichter en CEO van Limble CMMS.,