Inleiding RCM – Reliability Centered Maintenance

Reliability Centered Maintenance (RCM) integreert preventief onderhoud (PO), predictief onderhoud – PT&I (PDM), curatief of reactief onderhoud en proactief onderhoud. Het functioneren van een machine of machinecomponent verbetert hierdoor, met een minimum aan onderhoud en stilstanden. Door de voordelen van elke onderhoudsstrategie te combineren, in plaats van de strategieën afzonderlijk toe te passen, verhoogt immers de beschikbaarheid van de installaties. De ‘ life-cycle cost – LCC’ (kosten levensduur installatie) wordt hierdoor tot een minimum beperkt met een verbeterde betrouwbaarheid.

Reactief of curatief onderhoud meestal toepasbaar voor:

• kleinere (onder)delen
• niet-kritische machines in het productieproces
• geen of zeer kleine gevolgen bij falen
• zeer kleine faalkans
• in redundante opstellingen

Preventief onderhoud meestal toepasbaar voor:

• onderdelen of machines die aan een grote slijtage onderhevig zijn
• gekende faalpatronen
• verbruiksonderdelen, bijvoorbeeld vervangen van bepaalde filters

Predictief onderhoud – PTI (predictive testing & inspection) toepasbaar voor:

• willekeurige storingen
• onderdelen die niet aan een grote slijtage onderhevig zijn
• detecteerbare fouten

Proactief onderhoud toepasbaar bij:

• FMEA – Failure Modes and Effect Analysis: faalwijzen- en gevolgenanalyse. De faalmode (faalwijze) is de staat of de manier waarop de fout zich voordoet van het betreffende onderdeel als gevolg van een of meerdere specifieke faalmechanismen.
• RCFA – Root Cause Failure Analysis. RCFA is een probleemoplossende methodologie om de oorzaak van specifieke faalgebeurtenissen te bepalen en mogelijk te verhelpen.
• Indienstname
• Langere diensttijden van machines

Onderhoudsstrategie op economische & technische basis – faalgevolgen van een compontent

Onderhoudsbeslissingen dienen bij een RCM-programma te gebeuren op basis van onderbouwde technische en economische overwegingen. RCM houdt hierbij ook rekening met de faalgevolgen van een bepaald component. Een identieke ventilator kan men bijvoorbeeld gebruiken voor ventilatie in een kantoorgebouw of voor de afvoer van verbrandingslucht in een productieproces. De onderhoudsbenadering van een identiek component kan dus namelijk verschillend zijn bij andere toepassingen wegens andere faalgevolgen.

De analyse bij Reliability Centered Maintenance (RCM) beschouwt onderstaande vragen:

• Wat doet het systeem, wat zijn de functies?
• Welke functionele storingen zijn er namelijk te verwachten?
• Wat zijn de mogelijke gevolgen van deze functionele storingen?
• Hoe kan men de faalkans reduceren? Hoe kan men het falen vroegtijdig vaststellen? Op welke wijze kan men de gevolgen van het falen beperken?

Doelstellingen

De doelstellingen van Reliability Centered Maintenance zijn om het meest kosteneffectief onderhoud toe te passen en de faalkans en –gevolgen van de installaties te beperken, waardoor een veilige werkomgeving gecreëerd wordt, de kapitaalinvesteringen worden beschermd en de capaciteit van de installatie behouden blijft. Dit doel bereikt men door de juiste identificatie van de faalwijzen en -gevolgen voor elk systeem. Kortom, dit laat toe om op een economische manier alle systeemfuncties van de installaties te handhaven.

Specifieke RCM-objectieven – zoals Nowlan en Heap vermeldden in Reliability-Centered Maintenance. Department of Defense, Washington D.C. 1978. Report Number AD-A066579 – zijn:

• Het verzekeren van de inherente veiligheids- en betrouwbaarheidniveaus
• Het terugbrengen naar deze inherente niveaus wanneer er een verslechtering optreedt
• De nodige informatie verzamelen die nodig is voor verbetering van het ontwerp van onderdelen waarvan de inherente betrouwbaarheid onvoldoende blijkt.
• Deze doelen bereiken tegen een minimale totale kostprijs, inclusief onderhoudskosten, kosten voor ondersteuning en de economische gevolgen van operationele storingen.

Soorten RCM

RCM-programma’s implementeert men op basis van verschillende gegevens. Een techniek is op basis van strikte Failure Modes en Effects Analysis (FMEA), compleet met wiskundig berekende faalkansen uitgaande van een combinatie van ontwerpgegevens, historische gegevens, intuïtie, gezond verstand, experimentele gegevens en modellen. Deze benadering wordt onderverdeeld in twee categorieën: ‘Strikte’ en ‘Intuïtieve’ RCM.

De beslissing over hoe men het RCM-programma uitvoert is op basis van:

• Faalgevolgen
• Faalkans
• Historische gegevens

Strikte RCM

Een strike RCM-aanpak, ook bekend als klassieke RCM, biedt de meeste inizchten en gegevens over systeemfuncties, faalwijzen en onderhoudswerkzaamheden m.b.t. de functionele storingen. Een strikte RCM-aanpak produceert dus de meeste documentatie in vergelijking met andere RCM-methoden. Deze RCM-analyse werd voor het eerst voorgesteld door F.Stanley Nowlan en Howard F. Heap.

Later werd deze aanpak gewijzigd door John Moubray, Anthony M. Smith, Jack Nicholas en anderen. Een formele strikte RCM-analyse van elk systeem, subsysteem en componenten voert men normaal enkel uit op nieuwe, unieke, zeer dure systemen in de lucht- en ruimtevaart. In de meeste omstandigheden is deze aanpak zelden noodzakelijk.

Strikte RCM is voornamelijk gebaseerd op de FMEA, houdt rekening met faalkansen en omvat betrouwbaarheidsberekeningen, maar met nauwelijks of geen analyse van historische prestatiegegevens. Strikte RCM is zeer arbeidsintensief en wordt daarom meer gebruikt waar functionele storingen resulteren in grote verliezen aan mensenlevens, extreme milieu-impact, …
Bij de analyse stelt men vast wat de juiste onderhoudstaken zijn. Soms dient men een ontwerp aan te passen om de geïdentificeerde faalwijzen en de gevolgen ervan aan te pakken.

Een strikte RCM-aanpak beperkt men dus tot de volgende drie situaties:

• De faalgevolgen resulteren in catastrofale risico’s in termen van milieu, gezondheid, veiligheid of volledig economisch verlies van het bedrijf.
• Het resultaat voor de betrouwbaarheid en de bijbehorende onderhoudskosten is nog steeds onacceptabel na het uitvoeren en implementeren van een gestroomlijnde type FMEA.
• Het systeem of de apparatuur is nieuw voor de organisatie en er is onvoldoende operationele en onderhoudskennis aanwezig over de functies en functionele falingen.

Strikte RCM combineert men geregeld met intuïtieve RCM bij systemen en onderdelen waar de betrouwbaarheid op een onaanvaardbaar niveau blijft in termen van veiligheid, milieu, kosten levensduur installatie of productie.

Intuïtieve RCM

Intuïtieve RCM staat ook gekend als gestroomlijnde of verkorte RCM. De intuïtieve RCM-benadering is doorgaans meer geschikt voor productiebedrijven vanwege de hoge kosten van klassieke RCM. De intuïtieve RCM-aanpak maakt gebruik van dezelfde principes van strikte RCM maar niet alle mogelijke storingsoorzaken worden geanalyseerd.

Anders gezegd, intuïtieve RCM identificeert en implementeert voor de hand liggende, toestandsafhankelijke onderhoudstaken met een minimale analyse. Op basis van historische gegevens zijn door de onderhoudsdienst meestal al vele onderhoudstaken geëlimineerd. Bij intuïtieve RCM ligt de nadruk op FMEA en de ontwikkeling & implementatie van de conditiebewaking.
Mee aan de hand van de kennis en ervaring van het personeel en van historische data stelt men het RCM-programma op. Hierbij dient men dus wel kennis te hebben van predictieve onderhoudstechnieken (PT&I-technologie).

Een intuïtieve RCM benadering dient men toe te passen in de volgende situaties:

• De functie van het systeem of installatie wordt goed begrepen.
• De functionele storing van het systeem of installatie zal niet leiden tot verlies van het mensenlevens, catastrofale impact op het milieu of fatale economische gevolgen voor het bedrijf.

Concluderend, een intuïtieve RCM aanpak wordt aanbevolen voor de productiebedrijven met dien verstande dat namelijk een meer rigoureuze RCM-aanpak gerechtvaardigd is in bepaalde situaties.

RCM uitgangspunten

• RCM is functiegeoriënteerd. Dus tracht RCM systeem- of apparaatfuncties te behouden. Functieredundantie door redundante opstelling van apparatuur verhoogt bijgevolg de functionele betrouwbaarheid maar impliceert een verhoogde levensduurkost vanwege de aankoop- en operationele kosten.
• RCM is systeemgericht. Bij RCM concentreert men zich dus meer op de functies van systemen dan op de individuele componentfuncties.
• RCM richt zich op betrouwbaarheid. De relatie tussen de operationele leeftijd en de storingen is belangrijk. Daarom is de eenvoudige uitvalpercentage van installatiesop zich minder belangrijk dan de conditionele faalkans te kennen van het equipement op verschillende leeftijden.
• Erkenning van beperkingen door ontwerp. Het doel van RCM is echter het handhaven van de inherente betrouwbaarheid van het ontwerp van het equipement. De onderhoudsafdeling kan bijgevolg enkel het betrouwbaarheidsniveau van het equipement bereiken of behouden wat voorzien is in het ontwerp. Terugkoppeling van de onderhoudsdienst kan het oorspronkelijke ontwerp echter wel verbeteren. RCM erkent dat er een verschil bestaat tussen de ontwerpleeftijd van het equipement en de intrinsieke of actuele leeftijd.
• Veiligheid, beveiliging en economie. In alle omstandigheden primeren veiligheid en beveiliging. De effectiviteit van de levensduurkosten van machines komen daarom pas nadien aan de orde.
• Onderhoud op basis van een logische analyse. Dit zorgt voor een consistente onderhoudsaanpak van de apparatuur (zie schema).
• Taken moeten de storingsoorzaken aanpakken met kennis van de storingskarakteristieken.
• Taken dienen de faalkansen te verlagen op een kosteneffectieve wijze.
• Een faling (storing) kan van functionele aard zijn en/of een verlies van kwaliteit inhouden.

 

Drie types onderhoudsopdrachten

Taken zijn tijdsgerelateerd (PM – preventief onderhoud), conditiegerelateerd (PT&I – predictive testing & inspection) of gerelateerd aan het vinden van storingsoorzaken (Proactief onderhoud).
Run-to-Failure (RTF – laten werken tot defect optreedt) is een bewuste keuze en is daarom aanvaardbaar in bepaalde omstandigheden voor bepaalde apparatuur. Ongeacht de techniek die men gebruikt om het onderhoudsaanpak te bepalen, moet de aanpak worden geëvalueerd en gevalideerd.

Samengevat, RCM verzamelt gegevens van de bereikte resultaten en koppelt deze gegevens namelijk terug om het ontwerp en toekomstig onderhoud te verbeteren. Deze feedback is daarom een belangrijk onderdeel van het proactief onderhoud in het RCM-programma.

RCM-analyse

RCM-analyse beschouwt zorgvuldig de volgende vragen:

• Wat dient het systeem of de apparatuur te doen, wat zijn de functies?
• Welke functionele storingen zijn er te verwachten?
• Wat zijn de mogelijke gevolgen van deze functionele storingen?
• Wat kan gedaan worden om de waarschijnlijkheid van het falen te verkleinen, het ontstaan van het falen te detecteren of om de gevolgen van het falen te verminderen?

Voordelen van RCM

Enkele voordelen van RCM zijn bijvoorbeeld verbeterde veiligheid, beveiliging, kosten, betrouwbaarheid, planning en efficiency.

Veiligheid

Het veiligheidsbeleid van vele bedrijven is om het verlies van het leven, persoonlijk letsel, ziekte, verlies van eigendom, materiële schade en milieuschade te vermijden en een veilige en gezonde omstandigheden voor personen die werkzaam zijn in de bedrijven te garanderen . De RCM-aanpak ondersteunt de analyse, monitoring, vlugge beslissingsmogelijkheden met een grondige documentatie die belangrijk zijn voor een veiligheidsbeleid.

Beveiliging

Een RCM-benadering biedt een verbeterde betrouwbaarheid van fysieke barrières (zoals automatische poorten) en noodstroomvoorzieningen (zoals generatoren en UPS-systemen) door de implementatie van PT&I- taken.

Kosten

Bij de implementatie van een RCM-programma stijgen in eerste instantie de onderhoudskosten als gevolg van de initiële investeringen in training, uitrusting en hulpmiddelen. Men vindt bijvoorbeeld meer beginnende technische defecten door toepassing van predictieve inspectiemethoden waardoor er meer corrigerende onderhoudsmaatregelen genomen worden.
De stijging van deze kosten is echter meestal van relatief korte duur, gemiddeld twee tot drie jaar. De reparatiekosten nemen daarna aanzienlijk af. De kosten van preventief onderhoud worden namelijk deels verschoven naar predictief onderhoud (PT&I). Het netto-effect is een daling van de totale onderhoudskosten. Meestal worden er ook aanzienlijke energiebesparingen gerealiseerd door toepassing van PT&I-technieken.

De figuur toont het boeggolfeffect tijdens de implementatie van RCM en het verdere verloop van de kosten. De stijging van de operationele en onderhoudskosten zijn hier duidelijk te zien. Door toepassing van geavanceerde meettechnieken pakt men meer mogelijke storingsbronnen aan. Daarna zakken de kosten aanzienlijk. De ROI (Return of Investment) bedraagt in de meeste bedrijven ongeveer 1,75-2,20.

Betrouwbaarheid

Reliability Centered Maintenance legt grote nadruk op het verbeteren van betrouwbaarheid van de apparatuur door de feedback van onderhoudservaringen en gecollecteerde conditiegegevens naar planners, ontwerpers, onderhoudsmanagers, techniekers en fabrikanten. Deze informatie is essentieel om betere betrouwbaarheid van de installaties te realiseren.

De toegenomen betrouwbaarheid vanwege de implementatie van RCM leidt vervolgens tot minder storingen of stilstanden, een grotere beschikbaarheid en lagere onderhoudskosten.

Planning

De conditiebewaking maakt het mogelijk om het onderhoud beter te plannen en voor te bereiden, wisselstukken tijdig aan te kopen, … Predictief onderhoud (PT&I) vermindert het aantal onnodige preventieve onderhoudstaken en zorgt voor een veilige productie tussen twee onderhoudsbeurten. Onderhoud voert men weliswaar uit op basis van de vastgestelde machineconditie. Men verhoogt de beschikbaarheid van de installaties bij toepassing van RCM.

Efficiëntie en productiviteit

Veiligheid is de voornaamste zorg van RCM. De secundaire zorg van RCM is namelijk de effectiviteit en efficiëntie. De flexibiliteit van de RCM-aanpak zorgt ervoor dat het juiste type onderhoud wordt uitgevoerd. Onderhoud dat niet als rendabel geïdentificeerd is, wordt niet uitgevoerd.

Kortom, RCM is in staat om na de invoering ervan aanzienlijke besparingen te verwezenlijken tijdens de totale levensduur van de installatie. Besparingen van 30 tot 50 procent in het jaarlijkse onderhoudsbudget zijn daarmee vaak haalbaar via de invoering van een evenwichtig RCM programma.

Behoefte aan een interim-manager of consultant? Neem vrijblijvend contact op.