RCM – Reliability Centered Maintenance

Storingen beëindigen de goede werking of de prestaties van installaties. RCM – Reliability Centered Maintenance – onderzoekt de storingen op verschillende niveaus: systeemniveau, subsysteemniveau, componentniveau en onderdelenniveau.

Storingen

De doelstellingen van een effectieve onderhoudsorganisatie is om de installaties te laten werken met een hoge betrouwbaarheid tegen de laagste kost. De onderhoudsaanpak is dan namelijk ook op basis van storingsinzichten op elk systeemniveau.
Systeemcomponenten kunnen degraderen of defect gaan zonder een systeemstoring te veroorzaken. Bijvoorbeeld, een defecte kofferverlichting bij een auto heeft weinig effect op de algehele prestaties van een auto als transportsysteem.

Bij de meeste predictieve inspectietechnieken (PT&I – predictive testing & inspection) neemt men initiële referentiemetingen. De prestaties van de componenten en de slijtage volgt men daarna nauwgezet op. PT&I-technieken laten toe om tijdig storingen te voorspellen. De juiste meetintervallen bij RCM zijn hierbij essentieel om beginnende problemen tijdig te kunnen detecteren en op te volgen.

De intervallen worden daarom mee bepaald door locatie, toepassing en bedrijfsomgeving. Onderhoudsschema’s past men aan voor afgelegen locaties waar onderdelen en service niet direct beschikbaar zijn.

 

Systemen en systeembegrenzingen bij RCM

Een systeem is een door de gebruiker gedefinieerde groep van componenten, apparatuur, onderdelen of faciliteiten die een operationele functie bewerkstelligen. Men definieert deze operationele functies rekening houdende met verschillende factoren: milieu, gezondheid, veiligheid, regelgeving, kwaliteit of door het bedrijf gedefinieerde eisen.

De meeste systemen kunnen onderverdeeld worden in unieke subsystemen volgens door de gebruiker gedefinieerde grenzen. De onderverdeling van systemen in subsystemen laat meestal toe om complexe installaties te analyseren. Fysieke grenzen van systemen of subsystemen worden dikwijls bepaald door gebouwen, behuizingen of andere structuren; bijvoorbeeld een tank, koeltoren, …

Functie en functionele faling – RCM

De functie van een component bepaalt de vooropgestelde operationele prestaties, fysische eigenschappen en de beschikbaarheid in functie van de tijd zoals continue werking of beperkt vereiste beschikbaarheid van een installatie.

Functionele storingen van een systeem of subsystemen zijn storingen waarbij de installatie niet voldoet aan de functionele eisen van het ontwerp. Een systeem of subsysteem in gedegradeerde toestand dat geen invloed heeft op de functies is in principe geen functionele storing.

Bij de analyse van functionele storingen bij RCM dienen duidelijk de functies van een component omschreven te worden in de operationele context. De pompfunctie definieert men daarom beter niet als het verplaatsen van een vloeistof. De functie van een pomp moet worden gedefinieerd in termen van debiet, afvoer- en zuigdruk, efficiëntie, enz.

Faaloorzaken

Faaloorzaken zijn de specifieke defecten aan apparatuur en componenten die leiden tot een functionele storing van het systeem of subsysteem Bijvoorbeeld, een machinetrein bestaande uit een motor en pomp kan compleet falen als gevolg van de volledige faling van de wikkelingen, lagers, as, waaier of afdichtingen.
Een functionele storing treedt ook op als de prestaties van een pomp degraderen zodat er onvoldoende persdruk of debiet is die voldoen aan de operationele vereisten.

Bij het opstellen van de onderhoudstaken dient men dus rekening te houden met de operationele vereisten van het systeem.
Dominante faaloorzaken zijn storingen die verantwoordelijk zijn voor een aanzienlijk deel van alle falingen van een item. Het zijn dus meest voorkomende storingsoorzaken. Preventieve of predictieve onderhoudstechnieken zijn helaas niet altijd geschikt om alle storingsoorzaken op te sporen.

Betrouwbaarheid

Betrouwbaarheid (Reliability R (t)) is de kans dat een item in een bepaalde operationele periode overleeft zonder falen, onder specifieke operationele condities,. De faalkans is de waarschijnlijkheid dat een onderdeel tijdens een bepaald tijdsinterval zal falen.

De faalfrequentie (failure rate) speelt een relatief kleine rol in het opstellen van onderhoudsprogramma’s. Deze is handig bij het maken van kostenbeslissingen en het bepalen van de onderhoudsintervallen. Deze faalfrequentie vertelt echter niet welke onderhoudstaken geschikt zijn of de gevolgen/ernst van een storing.

Daarom dient een onderhoudstaak geëvalueerd te worden in functie van veiligheid en de economische gevolgen.
Een onderhoudstaak stelt men bij RCM dus op om storingen te voorkomen of de eventuele storingsgevolgen te verbeteren.

Faalkarakteristieken

Conditionele faalkansen kunnen in zes basisgrafieken onderverdeeld worden.

1.Type A: Constante of geleidelijk toenemende faalkans, gevolgd door een korte faalperiode (slijtageperiode). Dit soort faling is typisch voor zuigermachines.

2. Type B: Falingen bij opstart, gevolgd door een constante of trage toename van de faalkansen. Deze faling is typisch voor elektronisch equipement.

3. Type C: Lage faalkans wanneer het onderdeel nieuw is gevolgd door een snelle toename van faalkansen op constant niveau.

4. Type D: Relatief constante faalkans op elk tijdstip.

5. Type E: Badkuipcurve: grote faalkansen bij opstart gevolgd door een constante of geleidelijk toenemende faalkans met vervolgens een grote slijtageperiode op korte termijn.

6. Type F: Gradueel toenemende faalkans waar beginnende slijtage moeilijk te detecteren valt. Typisch voor turbines en sneldraaiende machines.

De fundamentele verschillen tussen de faalpatronen van complexe en eenvoudige onderdelen hebben belangrijke implicaties voor onderhoud. Bij onderdelen uit één stuk en eenvoudige onderdelen is er vaak een relatie tussen betrouwbaarheid en ouderdom.
Factoren zoals metaalmoeheid of mechanische slijtage zijn hiervan voorbeelden. De onderdelen zijn dan dikwijls ontworpen als verbruiksgoederen met een korte of voorspelbare levensduur.

Complexe onderdelen vertonen geregeld een uitval bij indienstname waarna de faalkans constant blijft of slechts gradueel toeneemt. De levensduur is moeilijker te voorspellen omdat de slijtage niet gerelateerd is aan de ouderdom. Bij preventief of geregeld onderhoud nemen soms de faalkansen van een installatie hierdoor toe. Het functioneren van een stabiel werkende installatie wordt hierdoor negatief beïnvloed.

Failure Modes en Effects Analysis (FMEA)

Failure mode and effects analysis (FMEA) (faalwijzen- en gevolgenanalyse), soms ook FMECA – Failure mode, effect and criticality analysis, is een inductieve faalanalysetechniek welke potentiële faalmodes, de onderliggende mechanismen en oorzaken en effecten van de faalmode op verschillende systeemniveaus analyseert. De faalmode is de staat of de manier waarop de fout zich voordoet van het betreffende onderdeel als gevolg van een of meerdere specifieke faalmechanismen.

Een FMEA onderzoekt het gevolg van een mogelijk falen op een product of op een proces om op voorhand constructieve of procesmaatregelen te treffen die dit mogelijk falen voorkomen, de kans verlaagt of de impact verminderen.

Failure Modes en Effects Analysis (FMEA) past men dus toe op elk systeem, subsysteem en component binnen gedefinieerde grenzen. Voor elke geïdentificeerde functie kunnen er bijvoorbeeld meerdere storingsmodi zijn. De FMEA behandelt elk systeemfunctie, alle mogelijke storingen en de dominante storingsmodi die bij elke storing. De FMEA onderzoekt dus de faalgevolgen en het effect ervan op de operatie, systeem en machine.

Op de website FMEA Info Centre kan je uitgebreide informatie vinden over dit onderwerp (in de Engelse taal).

In onderstaand filmpje licht men FMEA  toe in de Engelse taal.

Ondanks verschillende storingsoorzaken zijn de faalgevolgen zeer vergelijkbaar. Vergelijkbare systemen en machines vertonen vaak dezelfde falingsoorzaken maar het systeem bepaalt de storingsgevolgen.
Storingsoorzaken van een kogellager zijn dikwijls hetzelfde, ongeacht de machine, maar de effecten van het falen zullen variëren per machine of installatie.

Heb je een interim-manager nodig? Neem geheel vrijblijvend contact op.