Läsnä Seppo Tolonen Pyhäsalmi Mine Oy, puheenjohtaja. Timo Mäki-Lohiluoma Vacon Oyj

Transkriptio

1 PÖYTÄKIRJA (8) Prognos JR1 Teollisuuden käynissäpidon prognostiikka - Prognos Projektin aloituskokous Aika to klo Paikka VTT Tuotteet ja tuotanto, Metallimiehenkuja 6, Otaniemi, VIP-center Läsnä Seppo Tolonen Pyhäsalmi Mine Oy, puheenjohtaja Markku Honkila UPM Kymmene, Tervasaari Jouko Horttanainen UPM Kymmene, Kaukas Jukka Virtanen Metso Paper Valkeakoski Oy Markus Jauhola Rautaruukki Oyj Kari Talvitie Sandvik Tamrock Oy, TORO Loadersdivisioona Raimo Sillanpää ABB OY Pienjännitetuotteet Pasi Paloheimo ABB Oy Sähkökoneet Juha Anttonen M-Real Oy, Joutseno BCTMP Jouni Lankinen Oy Botnia Mill Service Ab Timo Mäki-Lohiluoma Vacon Oyj Kaj Grönroos Helsingin energia Mikko Ylhäisi TEKES Jero Ahola Lappeenrannan teknillinen yliopisto (LTY) Olli Pyrhönen Lappeenrannan teknillinen yliopisto Merja Mäkelä Lappeenrannan teknillinen yliopisto/ KyAMK Sulo Lahdelma Oulun yliopisto (OY) Juha Miettinen Tampereen teknillinen yliopisto (TTY) Helena Kortelainen VTT Tuotteet ja tuotanto (TUO) Kenneth Holmberg VTT Tuotteet ja tuotanto Jarmo Keski-Säntti VTT Elektroniikka (ELE) Janne Göös VTT Elektroniikka Raimo Launonen VTT Tietotekniikka (TTE) Aino Helle VTT Tuotteet ja tuotanto, sihteeri 1 Kokouksen avaus, puheenjohtajan ja sihteerin valinta 2 Esityslistan hyväksyminen Kenneth Holmberg avasi kokouksen klo ja toivotti kaikki tervetulleiksi aloituskokoukseen VTT:lle. Esittäytymiskierroksen jälkeen kokoukselle valittiin puheenjohtajaksi Seppo Tolonen ja sihteeriksi Aino Helle. Kokouksen esityslista hyväksyttiin sellaisenaan, liite 1. tuoahe C:\DATA\PROJ_KÄYNNISSÄ\PROGNOSTIIKKA\WWW\SISÄINEN\KOKOUKSET\ALOITUSKOKOUS\PROGNOS_JR1PK.RTF

2 PÖYTÄKIRJA (8) Prognos JR1 3 Tutkimussuunnitelma Aino Helle esitteli hankekokonaisuuden, liite 2 (prognos_kalvot_jr1.ppt). Hankkeen tavoitteena on luoda menetelmiä teollisuuden käynnissäpidon hallintaan ja erityisenä haasteena on pystyä soveltamaan ja kehittämään menetelmiä, joiden avulla on mahdollista ennustaa tarkasteltavien kohteiden (koneet, laitteet, tuotantolinjat ja -prosessit, järjestelmät) tilan, toimintakyvyn tai sen heikkenemisen kehittymistä mallien, historiatietojen ja mittaustietojen pohjalta. Ennusteet luovat pohjan mm. käyttö- ja kunnossapitotoimien päätöksenteolle. Tutkimuksen toteutus tapahtuu teollisuuden strategisten kehitystarpeiden pohjalta valittujen casien avulla: caset antavat lähtökohdat ja haasteelliset tavoitteet tutkimukselle ja varmistavat tutkimuksen suuntautumisen sellaisille alueille, jotka ovat suomalaisen teollisuuden kilpailukyvyn kannalta tärkeitä. Koska hanke on pääosin julkisrahoitteinen tutkimustahojen ryhmähanke, se on luonteeltaan julkinen. Casien tarpeiden pohjalta toteutettava tutkimus ei ole suoraan yritysten tuotekehitystä vaan tutkimuksen yhteydessä pyritään mahdollisimman hyvin huomioimaan ratkaisujen soveltamismahdollisuudet myös laajemmin. Hankkeessa on tällä hetkellä mukana 10 yritystä kahdeksassa eri casessa. Kullekin caselle on nimetty vastuullinen tutkimustaho, joka vastaa kyseiseen caseen liittyvän tutkimuksen suunnittelusta ja koordinoinnista. Tutkimustahojen edustajat esittelivät oman tahonsa roolia hankkeessa ja caset, joista ovat vastuussa. Juha Miettinen esitteli TTY:n osuutta hankkeessa ja caset panostusnosturi ja tuuletusilmapuhallin, liite 3. Molemmat kohteet sisältävät laajasti menetelmien kehittämistä niistä kerättävien mittaustietojen ja historiatietojen analysoimiseksi tavoitteena kohteen toimintatilojen diagnostisointi ja prognoosit päätösten tekemiseksi kunnossapidon ohjaukseen. Panostusnosturissa on lisäksi kehityskohteena laakerointien voitelutilanteen hallinta sekä langattoman tiedonsiirtojärjestelmän ja sihen liittyvän signaalinkäsittelyn kehittäminen. Caseissa on paljon keskinäisiä yhteyksiä ja samoin yhteyksiä muihin caseihin ja todettiin, että casien nykytilanteiden kartoituksen ja työsuunnitelmien tekemisen yhteydessä tutkimustahot pyrkivät yhdessä tunnistamaan casien välisiä synergioita eri tahojen tutkimuksen kohdentamiseksi palvelemaan caseista nousevia tarpeita mahdollisimman hyvin. Tiedon visualisoinnin tärkeys tuotiin myös esiin ja nähtiin sillä olevan merkittävä rooli läpi koko hankkeen. Menetelmien kehittämisessä ja pilotoinnissa tulee ottaa huomioon mm. miten ratkaisut ovat siirrettävissä eri järjestelmiin. Sulo Lahdelma esitteli OY:n roolia hankkeessa. Hän korosti diagnostiikkaan liittyvässä tutkimuksessa ongelman jäsentämisen tärkeyttä alkuvaiheessa oleellista on jo alussa jäsentää ongelma ja päättää minkälaisia vikoja halutaan saada esiin ja valita mittausmenetelmät sen mukaisesti. Tämä vaikuttaa myös siihen, millaisia signaalinkäsittelymenetelmiä ja tiedonsiirtoa valvonnassa voidaan ja tulee käyttää ja kehittää. Keskeisenä roolina OY:lla on langattoman tiedonsiirron ja siihen liittyvien signaalinkäsittelymenetelmien kehittäminen hankkeessa. Yliopiston laboratoriossa on myös hyvät tarkoitukseen soveltuvat koevalmiudet. Vuoden alusta he ovat osa perustettavaa Mekatro-

3 PÖYTÄKIRJA (8) Prognos JR1 niikan laboratoriota, jolloin resurssit ja valmiudet tutkimukseen ovat entistä paremmat. Jarmo Keski-Säntti esitteli VTT ELEn roolin hankkeessa sekä heidän vastuullaan olevat caset Moottorinohjaus ja Lastauskoneet, liite 4. Projektissa on mukana ELEn Vuorovaikutteiset järjestelmät tutkimusalue, jossa työskentelee n. 50 tutkijaa kolmessa eri tutkimusryhmässä. Moottorinohjauscasessa kehitetään menetelmiä moottorinohjaustietojen ja prosessimittaustietojen yhdistämiseen tarkoituksena pystyä näin hallitsemaan prosessia kokonaisuudessaan paremmin. Tuloksena on mm. prosessi-ilmiöiden tietämyksen lisääntyminen, vikaantumisten havaitseminen ennakolta, suunnittelemattomien seisokkien välttäminen ja huollon ja varaosien optimointi. Lastauskonecasen kohteena on LastauskoneTORO 0011, joita Pyhäsalmen kaivoksella on käytössä 2 kpl. Tavoitteena on tutkia ja kehittää menetelmiä, joilla on-line mittaustiedot ja historiatiedot voidaan yhdistää ja joiden avulla kyetään ennustamaan lastauskoneiden vikaantumistapahtumat, koneiden peruskorjausajankohdat ja koneiden pääkomponenttien korjausajankohdat ja eliniät. Casessa on Pyhäsalmen kaivoksen lisäksi mukana koneiden valmistajayritys Tamrock. Raimo Launonen esitteli VTT TTEn roolia hankkeessa, liite 5. TTE ei ole suoraan vastuussa mistään casesta, vaan heidän roolinsa on tuoda caseihin ja kehitettäviin menetelmiin tietoteknisiä ratkaisuja ja toimia tiedon ja tiedonhallinnan integraattorina. Hankkeen aihepiiriin liittyen heidän osaamisiinsa kuuluu mm. on-line tiedonhallinta-alustat, virtuaaliset laitosmallit, erilaiset visualisoinnin menetelmät, käyttöliittymät ja tietojärjestelmät ja arkkitehtuurit. Jero Ahola esitteli LTYn roolin ja casen hankkeessa. LTYssä on toiminut vuodesta 1998 alkaen etädiagnostiikan ja kunnonvalvonnan tutkimusryhmä. Ryhmässä on tällä hetkellä 7 henkilöä, ja käynnissä on useampi aihealueelle suuntautunut tutkimushanke. LTYn vastuulla oleva case hankkeessa kohdistuu paperi- ja kartonkiteollisuuteen ja siinä on mukana useita yrityksiä. Tutkimus jakautuu kahteen pääosaan, geneerisen etädiagnostiikkakonseptin kehittämiseen ja paperikoneiden laatusäätöjen diagnostiikkaan. Etädiagnostiikan alueella tutkimus kohdistuu edullisiin antureihin ja tiedonsiirtoon, erityisesti langattomiin menetelmiin ja tavoitteena on konsepti, joka mahdollistaa etädiagnostiikkapalveluiden implementoinnin teollisiin kohteisiin. Sovelluskohteina ovat taajuudenmuuttajat, sähkökoneet ja laatusäätöjen diagnostiikka. Merja Mäkelä kertoi paperikoneiden laatusäätöjen diagnostiikasta. Tuotantoprosessissa paperilta halutaan tiettyä neliömassaa, kosteutta ja laatua, joihin laatusäädöllä vaikutetaan ja järjestelmä poikkeaa muusta automaatiosta. Casessa on tavoitteena kehittää menettelytavat miten eri ympäristöissä voidaan kerätä tietoa, joka kuvaa laatusäädön tilaa tuotannon aikana. Aino Helle esitteli VTT TUOn komponenttitason prognostiikkaan kohdistuvaa osuutta, Koneiden käyttövarmuus-ryhmän toimintaa ja sen vastuulla olevia caseja, liite 6. Ryhmässä on n. 15 tutkijaa ja ryhmä on tutkimut ja kehittänyt kunnonvalvonnan ja diagnostiikan menetelmiä useissa tutkimushankkeissa. Lähestymistapa menetelmien valintaan ja kehittämiseen lähtee

4 PÖYTÄKIRJA (8) Prognos JR1 tarkasteltavissa kohteissa vaikuttavista perusilmiöistä ja vikaantumismekanismeista ja niiden ymmärtämisestä. Lähtökohtana monitorointimenetelmien valinnassa ja kehittämisessä on historiatiedon pohjalta määritetyt kriittiset vikaantumisilmiöt ja niiden ilmenemismuodot ja vasteet. Sihtisylintericasessa kohteena on paperimassan valmistukseen käytettävissä painelajittimissa olevat kapearakoiset lankasihtisylinterit, joiden lankojen pinnoite saattaa massassa olevien epäpuhtauksien johdosta kulua hyvinkin nopeasti. Tavoitteena on kehittää menetelmä, jolla sihtilankojen pinnoitteen kulumista voidaan seurata tai sen puhkeaminen ennakoida ajoissa, jolloin sihtien uudelleen pinnoitus on mahdollista. Keskustelussa esiin nousi mahdollisuus myös kemiallisten tunnisteaineiden käytöstä pinnoitteen alla. Esimerkiksi lievästi radioaktiivisia aineita käytetään joissakin sovelluksissa varsinkin tutkimustarkoituksessa. Casen vastuullinen yritys on Metso Paper. Voitelucasessa kohteena ovat rasvavoidellut laakeroinnit. Voitelutapahtumassa useat tekijät vaikuttavat toisiinsa ja automaattivoitelulaitteistossa rasva saattaa viipyä pitkäänkin putkistossa, jossa olosuhteet vaikuttavat epäedullisesti rasvan kuntoon ja mahdollisesti myös sen syöttöön. Tavoitteena on saada korjattua virheelliset rakenteet ja toiminnot, oppia tunnistamaan virheet ja kyetä ennakoimaan kehittymässä olevat vauriot. Casen vastuullinen yritys on UPM-Kymmene Kaukas ja casella on kytkentä panostusnosturicaseen. Helena Kortelainen esitteli VTT TUOn Järjestelmien käyttövarmuusryhmän roolia hankkeessa sekä heidän vastuullaan olevan paalauslinjacasen, liite 7. Ryhmän keskeisiä osaamisalueita ovat järjestelmän käyttövarman ja turvallisen toiminnan kokonaisvaltainen hallinta sekä käyttövarmuustiedon ja -tietämyksen hallinta. Helena kuvasi myös järjestelmätason ja komponenttitason tarkastelun rajapintaa: vaikka yksittäisten komponenttien ikääntymisen ja vaurioiden aiheuttamat ennakoimattomat seisokit voitaisiinkin estää, niin seisokeista ei päästä kokonaan eroon. Osa on suunniteltuja ja osa aiheutuu mm. prosessihäiriöistä. Kun koko järjestelmä alkaa olla vanhentunut, ei yksittäisillä korjaus- ja huoltotoimenpiteillä enää voida paljoakaan vaikuttaa järjestelmän käytettävyyteen vaan koko järjestelmä täytyy uusia. Ryhmän tutkimus hankkeessa tähtää kehittyvään kunnossapidon suunnitteluun, jossa laitevalmistajien ennusteiden ja ohjeiden, kertyvän käyttökokemustiedon ja laitekohtaisen mittaustiedon yhdistämisen kautta pystytään muodostamaan uusia ennusteita ja päivittämään kunnossapito-ohjelmaa ja sitä kautta parantamaan tuotantojärjestelmän käytettävyyttä. Keskustelussa tuotiin esiin myös laitevalmistajan tarve saada palautetietoa käyttökokemusten ja mittaustiedon pohjalta, jotta he voisivat ottaa sen huomioon tuotekehityksessään ja kunnossapito-ohjeiden laatimisessa. Paalauslinjacasessa kohteena on M-real Joutsenossa jonkin aikaa käytössä ollut paalauslinja, jonka käytettävyys ei ole yltänyt odotetulle tasolle. Kunnossapito-ohjelma perustuu pääosin laitevalmistajan alkuperäisiin ennusteisiin ja tavoitteena on tähänastisen käyttökokemustiedon ja mittaustiedon perusteella kunnossapito-ohjelman päivittäminen sekä kunnonvalvonnan kehittäminen top-down lähestymistavan kautta. Aino Helle esitteli lisäksi hankkeen aikataulun. Hankkeen alussa työ on kohdistunut suurimmaksi osaksi käytyihin yhteistyöneuvotteluihin. Näiden

5 PÖYTÄKIRJA (8) Prognos JR1 yhteydessä caseja ja niiden liityntöjä tutkimuksen osa-alueisiin on käyty läpi, nimetty kullekin caselle vastuulliset tahot ja päivitetty tutkimussuunnitelma, joka sisältää myös kuvaukset yllä esitetyistä caseista. Hankkeen tutkimuksen toteuttamisessa lähdetään liikkeelle sekä teknologiakartoituksesta (ks kohta 6) että casien nykytilanteen kartoituksesta. Kartoitusten ja casien välisten synergoiden tunnistamisen pohjalta tehdään yksityiskohtaisemmat työsuunnitelmat aikatauluineen ja määritetään täsmällisemmin kunkin tutkimustahon työn sisältö ja tavoitteet eri caseihin liittyen. Työsuunnitelmat tuodaan seuraavaan johtoryhmän kokoukseen hyväksyttäväksi. Sekä konsortioltaan että sisällöltään laajan hankkeen toteuttamisen ja yhteistyön toimivuuden todettiiin pitävän sisällään paljon riskejä ja esiin nousi kysymys, pitäisikö tämä olla myös tarkasteltuna tutkimussuunnitelmassa. Todettiin, että riskien selvittäminen tässä vaiheessa ei ole mahdollista vaan riskejä ja niiden hallintaa voidaan paremmin tarkastella yksityiskohtaisempien työsuunnitelmien valmistuttua. Tutkimussuunnitelmassa todettiin olevan muutamia editoimisluonteisia virheitä, mm. yritysten nimien kirjoitusasuissa. Sovittiin, että kaikki tahot tarkistavat suunnitelman ja ilmoittavat Aino Helteelle korjaustarpeista sähköpostitse. Tutkimussuunnitelma ja aikataulu hyväksyttiin näillä korjauksilla, liitteet 8a ja b. 4 Sopimus- ja talousasiat TEKES teki myönteisen rahoituspäätöksen hankkeen rahoittamiseksi ensimmäisen projektivuoden osalta ja hanke on ollut käynnissä lokakuun alusta alkaen. Rahoituspäätöksen ehtojen mukaisesti koordinaattorin tulee toimittaa TEKESiin kunkin tutkimusosapuolen allekirjoittama päätöksen vastaanottoilmoitus viimeistään Todettiin, että puuttuvat vastaanottoilmoitukset tulee toimittaa allekirjoitettuna mahdollisimman pian Aino Helteelle. Hyväksyttiin liitteessä 9 esitetty hankkeen kustannusarvio ja rahoitussuunnitelma. Kustannusarvio on hakemuksen mukainen. TEKESin päätöksen mukaan TEKES rahoittaa VTT:n kustannuksista 50% ja teknillisten yliopistojen kustannuksista 80%, eli koko hankkeesta 59% ( euroa/vuosi) VTT:n omarahoitus kattaa hankkeen kustannuksista 6% ( euroa/vuosi) ja suunniteltu yritysrahoitus on 35% koko hankkeen kustannuksista ( euroa/vuosi). Yritysten rahoitusosuuksiksi hyväksyttiin euroa / yritys / vuosi. Laskutus tapahtuu 2 erässä vuosittain, tammi- ja elokuussa. VTT laskuttaa yrityksiä ja tutkimustahot laskuttavat oman yritysrahaosuutensa VTT:ltä. Tällä hetkellä hankkeeseen on sitoutunut 10 yritystä ja yritysten rahoitusosuudet näkyvät rahoitussuunnitelmasta. Todettiin, että sitoumuksilla vahvistettu yritysrahoitus kattaa yliopistojen yritysrahoitusosuuden kokonaan ja puuttuva yritysrahaosuus, joka on euroa /vuosi, puuttuu VTT:n kustannusten rahoituksesta. Sovittiin, että hanketta lähdetään toteuttamaan ensisijaisesti siitä lähtökohdasta, että se toteutetaan täydessä laajuudessaan ja VTT huolehtii tarvittavan lisäyritysrahoituksen hankkimisesta. Mahdollinen rahoitusvaje katetaan joko VTT:n omarahoitusosuuden lisäämisellä tai VTT:n osuutta joudutaan supistamaan. Mukana olevilta yrityksiltä on kaikilta saatu

6 PÖYTÄKIRJA (8) Prognos JR1 5 Johtoryhmä ja projektiorganisaatio allekirjoitetut osallistumisilmoitukset rahoitussitoumuksineen. Kaikkien hankkeeseen osallistuvien osapuolten kesken allekirjoitetaan yhteistyösopimus ja yritysten osallistumisilmoitukset ovat voimassa sopimuksen allekirjoittamiseen asti. Tutkimustahojen tulee allekirjoittaa sopimus ennen sen toimittamista TEKESiin rahoituspäätöksen vastaanottoilmoituksen mukana Yritysten osalta TEKESiin toimitetaan allekirjoitetut osallistumisilmoitukset niiden osalta, joilta sopimus ei vielä siihen mennessä ole allekirjoitettu. Ehdotus projektin johtoryhmäksi ja projektiorganisaatioksi käytiin läpi ja keskustelun jälkeen hyväksyttiin liitteessä 10 esitetty projektiorganisaatio ja ehdotus johtoryhmän kokoonpanoksi. Projektin johtoryhmä koostuu osallistuvien yritysten, tutkimustahojen ja TEKESin edustajista. Koska johtoryhmä valvoo ja ohjaa projektin toteuttamista, tutkimustahojen edustajan johtoryhmässä tulisi olla eri henkilö kuin ko. tahon projektipäällikön. Johtoryhmän edustajille ei nimetty varamiehiä, vaan todettiin, että johtoryhmän edustajan estyessä osallistumaan kokoukseen, varamiehenä toimii joku ko. tahon itse nimeämä henkilö. Kokouksiin osallistuminen ei kuitenkaan ole rajattu vain yhteen henkilön, vaan varsinaisen edustajan lisäksi kokouksiin voi osallistua useampia ko tahon henkilöitä. Johtoryhmän puheenjohtajaksi valittiin Pyhäsalmen kaivoksen edustaja Seppo Tolonen ja varapuheenjohtajaksi UPM-Kymmenen Tapani Kangas. Hankkeen laajuudesta johtuen Caset jaettiin kolmeen ryhmään ja kullekin Caseryhmälle asetettiin johtoryhmä, jossa on edustettuna ko. caseihin osallistuvien yritysten edustajat sekä tutkimukseen osallistuvat tutkimustahot. Liitteen 10 kaaviossa case-johtoryhmien kohdalle on alustavasti nimetty kunkin yrityksen edustaja, mutta yritykset voivat myös tarvittaessa nimetä edustajaksi jonkun toisen henkilön. Tutkimustahoista kaaviossa on mainittu vain kunkin casejohtoryhmän casen vastuutaho, mutta johtoryhmiin osallistuu kaikki kyseisen caseryhmän tutkimuksen toteuttamiseen osallistuvat tutkimustahot. Liitteessä 10 esitetyt, yhteistyösopimuksen mukaiset johtoryhmän tehtävät käytiin myös läpi. Johtoryhmän tehtävänä julkisrahoitteisessa hankkeessa on myös varmistaa tulosten hyödyntäminen laajasti. TEKES odottaa, että TEKESrahoitteisissa hankkeissa mukana olevat yritystahot tekevät tulosten hyödyntämissuunnitelman. Mikko Ylhäisin ehdotuksen mukaisesti hyväksyttiin johtoryhmätyöskentelyyn liitettäväksi mukaan myös projektin tulosten hyödyntämissuunnitelmien laatimisesta huolehtiminen. Ylhäisi korosti myös, että mikäli hyödyntämissuunnitelmissa on mukana yritysten luottamuksellisia asioita, niin myös TEKES käsittelee suunnitelmat luottamuksellisina. Case-johtoryhmien ohjatessa ja valvoessa teknisen työn toteuttamista todettiin koko hankkeen johtoryhmän tehtäväksi valvoa ja ohjata hanketta kokonaisvaltaiselta katsantokannalta ottaen erityisesti huomioon yhteistyön ja synergisyyden, tulosten hyödynnettävyyden sekä tuotteistamisen.

7 PÖYTÄKIRJA (8) Prognos JR1 Johtoryhmän tehtävistä ja projektin tulosten raportoinnista keskusteltaessa esiin nousi myös se, että tulosten julkistamiseen hankkeen aikana tarvitaan johtoryhmän lupa. Syinä tähän on varmistaa, ettei julkaistava materiaali sisällä yrityskohtaisia luottamuksellisia tietoja ja ettei tulosten julkaisulla estetä tulosten suojaamismahdollisuutta, esim. patentoimista. Projektin raportoimisaikataulu sisältää vuosittain TEKESraportoinnin kesä- ja tammikuussa, vuosiseminaarin joulukuussa, johtoryhmän kokoukset tammikuussa ja casejohtoryhmät huhti-toukokuussa ja syys-lokakuussa. Casejohtoryhmät voivat tarvittaessa kokoontua useamminkin. Lisäksi ensimmäisenä projektivuonna sovittiin koko hankkeen johtoryhmän kokoontuvan työsuunnitelmien valmistuttua ennen ensimmäistä TEKESväliraportointia. Vuosiseminaarin avoimuudesta projektin ulkopulisille keskusteltiin ja todettiin, että se olisi hyvä järjestää avoimena. Projektin ulkopuolisilta voitaisiin periä osallistumismaksu, jolla osa kustannuksista saataisiin katettua. 6 Jatkotoimenpiteet Projektin alkuvaiheessa tehdään teknologiakartoitus teollisuuden käynnissäpidon hallinnan menetelmiin. Alustava sisällysluettelo on esitetty liitteessä 11 (prognos-teknologiakartoitus_sisluettelo.doc). Kartoituksen tarkoituksena ei ole niinkään kuvata erilaisia menetelemiä ja teknologioita vaan selvittää mihin ja miten ja kuinka menestyksellisesti olemassa olevia menetelmiä ja teknologioita on hankkeen sisällön mukaisissa tarkoituksissa sovellettu, minkälaisia tulevaisuuden trendejä on nähtävissä ja minkälaisia mahdollisuuksia ne antavat hankkeen tavoitteiden kannalta. Kartoitus tehdään kaikkien tutkimustahojen yhteistyönä ja tutkimustahot sopivat keskenään kartoituksen työnjaosta. Aikataulutavoitteena on saada ensimmäinen luonnos kommenttikierroksille maaliskuun loppuun mennessä, jotta kartoitusta voidaan käyttää hyväksi työsuunnitelmien teossa yhdessä casien nykytilanteen kartoitusten kanssa. Casien kartoitukset tehdään samaan aikaan rinnan teknologiakartoituksen kanssa ja työsuunnitelmat laaditaan ennen casejohtoryhmien kokousta. Muina toimenpiteinä ennen seuraavaa johtoryhmän kokousta on lisäyritysten hankkiminen (VTT). 7 Muut asiat Sovittiin, että tammikuussa laaditaan hankkeesta lehdistötiedote ja/tai julkaistaan hanketta esittelevä kirjoitus laajalle leviävässä alan mediassa kuten esim. Tekniika ja talous- tai Kunnossapitolehdessä. Tarkoituksena on hankkeesta tiedotus ja sen markkinointi ja tiedotteessa/kirjoituksessa esitellään hankkeen sisältöä, mukana olevat tahot ja tuodaan yrityksille esiin mahdollisuus liittyä mukaan. Hankkeelle laaditaan VTT:n toimesta nettisivut, joille voidaan laittaa hankkeesta kertovaa julkista materiaalia että salasanan taakse hankkeen sisäistä materiaalia.

8 PÖYTÄKIRJA (8) Prognos JR1 8 Seuraava kokous Seuraava koko hankkeen johtoryhmän kokous pidetään tiistaina 8.6. klo 10 alkaen Oulussa VTT Elektroniikan tiloissa. Case-johtoryhmien kokouksista sovitaan erikseen. Seppo Tolonen puheenjohtaja Aino Helle sihteeri LIITTEET Liite 1. Esityslista Liite 2. Hankekokonaisuuden esittelykalvot (prognos_kalvot_jr1.ppt) Liite 3. TTY:n esitys, caset panostusnosturi ja tuuletusilmapuhallin Liite 4. VTT ELE:n esitys, caset moottorinohjaus ja lastauskoneet Liite 5. VTT TTE:n esitys Liite 6. VTT TUO komponenttitason osuus, caset sihtisylinteri ja voitelunvalvonta Liite 7. VTT TUO järjestelmätason osuus, case paalauslinja Liite 8a ja b. Aikataulu (prognos_jr1pk_liite8a) ja vahvistettu projektisuunnitelma (prognos-suunnitelma_ pdf) Liite 9. Kustannusarvio ja rahoitussuunnitelma Liite 10. Projektiorganisaatio ja ehdotus johtoryhmäksi Liite 11. Teknologiakartoituksen alustava sisällysluettelo (prognosteknologiakartoitus_sisluettelo.doc) JAKELU Osallistujat (hoitavat oman sisäisen jakelun edelleen), TEKES

9 ESITYSLISTA Prognos JR1 LIITE (1) Teollisuuden käynnissäpidon prognostiikka Prognos Projektin aloituskokous Aika torstai klo Kahvitauko n klo 14 Paikka VTT Tuotteet ja tuotanto, Metallimiehenkuja 6, Otaniemi, VIP-center Käsiteltävät asiat 1. Kokouksen avaus, puheenjohtajan ja shteerin valinta 2. Esityslistan hyväksyminen 3. Tutkimussuunnitelma hankekokonaisuus, Aino Helle Tutkimustahot ja caset (n. 5 min/taho&5min/case) -TTY ja caset panostusnosturi ja tuuletusilmapuhallin, Juha Miettinen -OY, Sulo Lahdelma -VTT/ELE ja caset lastauskoneet ja moottorinohjaus, Jarmo Keski-Säntti -VTT/TTE, Raimo Launonen -LTY ja case paperi ja kartonkiteollisuus, Jero Ahola -VTT/TUO (komponenttitaso) ja caset sihtisylinteri ja voitelunvalvonta, Aino Helle -VTT/TUO (järjestelmätaso) ja case paalauslinja, Helena Kortelainen Aikataulu, keskustelua tutkimussuunnitelmasta ja sen hyväksyminen 4. Sopimus- ja talousasiat -TEKESin rahoituspäätös ja sen vastaanottoilmoitus -kustannusarvio ja rahoitussuunnitelma -laskutus ja kustannusraportointi -yritysten sitoumukset -yhteistyösopimus 5. Johtoryhmä ja projektiorganisaatio -johtoryhmän kokoonpano ja case johtoryhmät -johtoryhmän tehtävät -raportointi, kokoukset, seminaarit 6. Jatkotoimenpiteet -teknologiakartoitus -caset -lisäyritykset 7. Muut asiat -lehdistötiedote -nettisivut 8. Seuraava kokous

10 Teollisuuden käynnissäpidon prognostiikka tutkimustahojen ryhmähanke 10/2003-9/ /2003 Prognos Vuorokauden tuotantokatkoksen taloudellinen merkitys Euro - Ydinvoimalaitos Euro - Sellu- ja paperitehdas Euro Terästehdas, jatkuvavalu Euro - Kemiantehdas Euro - Hiilivoimala Euro - Kaivos Euro - Öljynjalostamo Euro - Rahtialus 12/2003 Prognos 1

11 Trends in Society and Industry Increased complexity of machinery, production and information systems Focus on 5(/,$%,/,7< Increased demands to control economy, environmental risks and safety 12/2003 Prognos Tavoite Tutkimuksen tavoitteena on luoda menetelmiä teollisuuden koneiden ja tuotantolinjojen käynnissäpidon hallitsemiseksi kehittämällä tekniikkaa niiden toimintakunnon, vikaantumistodennäköisyyden ja jäljellä olevan käyttöiän ennustamiseen. maksimi LCP, turvallisuus, Mittaukset, mallit, historiat Analyysit, ennusteet Käyttö- ja kunnossapitotoimenpiteet 12/2003 Prognos 2

12 02'(/6021,725,1*+,6725<ÃÃÃÃÃÃÃÃÃ352*1267,&6 Models FUNCTIONAL DETERIORATION Monitoring Prognostics and Diagnostics Failure Disturbance Quality loss x? TIME History 12/2003 Prognos Kohti käynnissäpidon hallintaa Mallit Diagnostiikka Prognostiikka Now Time Signaalinkäsittely Tiedonkeruu ja -siirto Värähtelykiihtyvyys [m/s2] Aika [s] Värähtelykiihtyvyys [m/s2] Taajuus [Hz] Mittausmenetelmät Historiatieto 12/2003 Prognos 3

13 Järjestelmä- ja komponenttitarkastelun rajapinta Järjestelmä seisokkien lkm aika Komponentit signaali lämpötila 12/2003 Prognos aika komponentti 1 komponentti 2 aika Kehittyvän kunnossapidon suunnittelumenetelmä Järjestelmän tavoitteet ja reunaehdot Laitevalmistajien ennusteet toimitettujen laitteiden kunnossapitotarpeista T ietojen yhdistäminen Kertyväkäyttökokemusdata - kunnossapi tohistori a jatehdyt toimet Laitekohtainen mittaustieto, prosessidata Kunnossapi toohjelma Järjestelmän rakenne Käyttöennuste Kunnossapi toohjelman päivittäminen Uudet ennusteet, mm. - vikaantuvat kohteet - kunnossapi tokustannukset - ennakoivan kunnossapidon tarve - korjaavan kunnossapidon tarve Kunnossapi totoimet 12/2003 Prognos 4

14 Tutkimuksen osa-alueet Mittaustieto -anturit -signaalinkäsittely -tiedonsiirto Historiatieto - tiedonhallinta - toimenpiteet, olosuhteet - kokemukset Fysikaaliset mallit -kuluminen - vikaantuminen - suorituskyky Tavoitteet - käytettävyys - riskitaso -LCP Tiedon ja tavoitteiden analyysi - data fuusio - data mining -ennusteet - riskianalyysit - kustannusanalyysit Ennusteet Päätöksenteko Kunto -päätöksen teon tukivälineet Elinikä Kustannukset / tuotot Riskit Käyttö- ja kunnossapitotoimenpiteet 12/2003 Prognos Tutkimustahot ja rooli VTT Tuotteet ja tuotanto (TUO), Koneiden käyttövarmuus (TUO43) ja Järjestelmien käyttövarmuus (TUO42) koordinointi mittaus- ja historiatietoihin ja ilmiöpohjaisiin malleihin perustuva komponenttitason kohteen prognostiikka kehittyvän kunnossapidon suunnittelumenetelmä, järjestelmätason tarkastelu VTT Tietotekniikka (TTE), Logistiikkaverkot (TTE12) ja Tuotetietojen hallinta (TTE13) tietotekniset työkalut, teknologia; tiedon ja tiedonhallinnan integraattori VTT Elektroniikka, Älykkäät järjestelmät (ELE) käyttäjäperustaisen tiedon hallinta, sähkökäyttö- ja prosessimittaustiedon integrointi Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto, Sähkötekniikan osasto (LTY) ja KyAMK etädiagnostiikka ja paperin laatusäätöjärjestelmän diagnostisointi Oulun Yliopisto, Konetekniikan osasto (OY) langaton tiedonsiirto anturilta, signaalinkäsittelymenetelmät Tampereen Teknillinen Yliopisto, Konedynamiikan laboratorio (TTY) koneen toimintatilanteen diagnostisointi ja vikatilanteiden tunnistaminen 12/2003 Prognos 5

15 Toteutus Teollisuuden strategisten kehitystarpeiden pohjalta valitut Caset ovat perustana tutkimuksen toteutukselle tarvittavien ratkaisujen ja käynnissäpidon hallinnan menetelmien kehittäminen lähtökohdat ja haasteelliset tavoitteet kehitettyjen menetelmien testaus ja verifiointi 12/2003 Prognos Caset Case voi kytkeytyä useisiin osatehtäviin ja yhteen tai useampaan osakokonaisuuteen Casessa voi olla mukana yksi tai useampia yrityksiä ja tutkimustahoja B. Mittaustieto C. Historiatieto D. Fysikaaliset mallit A. Tavoitteet Ennusteet Kunto E. Tiedon ja F. Päätök- tavoitteiden senteko analyysi Elinikä Kustannukset / tuotot Riskit Käyttö- ja kunnossapitotoimenpiteet lähtökohdat ja haasteelliset tavoitteet kehitettyjen menetelmien testaus ja verifiointi Case: Panostusnosturi Case: Lastauskoneet Case: Tuuletusilmapuhallin Case: Sihtisylinteri Case: Moottorinohjaus RR; TTY PMO; VTT/ELE PMO; TTY Metso; VTT/TUO ABB; VTT/ELE A, B, C, D, E A, B, C, D, E, F B, C, D, E, F B, C, D, E B, C, E, F.. Case: Paperi ja kartonkiteollisuus ABB; LTY B8, B9, B10, C7, E13-E16 Case: Paalauslinja M-Real VTT/TUO A, B, C, D, E, F Case:Voitelunvalvonta UPM; VTT/TUO A, B, C, D, E, 12/2003 Prognos 6

16 Yritykset Rautaruukki Steel Pyhäsalmi Mine Oy Sandvik Tamrock Metso Paper M-Real Joutseno Botnia Mill Service ABB Oy Pienjännitetuotteet ABB Oy Sähkökoneet Vacon Oy UPM Kymmene Oyj 12/2003 Prognos 7

17 Prognos jr1 Liite 3 1 (2) Case: Panostusnosturi Kohde: Panostusnosturi kokonaisuudessaan. Panosnosturi koostuu päänostokoneistosta, apunostokoneistosta sekä vaununsiirto- ja sillansiirtokoneistoista sekä nosturin teräsrakenteista. Vastuullinen yritys ja vastuuhlö: Rautaruukki Oyj, Pertti Leinonen Osallistuvat yritykset: Rautaruukki Oyj, Pyhäsalmi Mine Oy Vastuullinen tutkimustaho: TTY Muut tutkimustahot: OY, VTT/TUO, VTT/ELE, VTT/TTE Case kohdistuu signaalin analysointiin koneen toimintatilan diagnostisoimiseksi sekä langattomaan tiedonsiirtoon anturilta. Keskeisenä sisältönä ovat signaalinkäsittelymenetelmät sekä sumean logiikan ja neuroverkkojen käyttö koneiston toimintatilojen tunnistamiseksi. Tavoitteena on kehittää panosnosturin päänostokoneistolle on-line käynninvalvontajärjestelmä ja langaton kunnonvalvontatiedon siirtojärjestelmä nosturista maahan ja edelleen tehtaan tietoverkkoon asiatuntijoiden käytettäväksi. Valvottavia kohteita ovat mm. sähkömoottorit, vaihteet, laakeroinnit, teräsrakenteet, köydet ja köysipyörät. Kohteiden tärkeys määritetään suorittamalla nostolaitteistolle riskianalyysi. Laakerointien käynninseurannassa keskitytään niiden voitelutilanteen valvontaan ja ohjaamiseen siten, että laakerin toimintatilanne pidetään mahdollisimman hyvänä. Menetelmiä kehitetään myös mittaussarjoilla laboratorioympäristössä. Kehitettävä järjestelmä sisältää mittausmenetelmät ja mittaustiedon analysointimenetelmät, jotka parhaiten kuvaavat nostokoneiston toimintatilanteita. Edelleen järjestelmä sisältää menetelmän koneen toimintatilanteen määrittämistä varten, joita ovat normaalikäynti, häiriötilanteet ja vikatilanteet. Keskeisenä diagnoosin suorittavana menetelmänä käytetään jotakin neurolaskentamenetelmää. Lopputulos koneen toimintatilanteesta ilmaistaan visuaalisesi, graafisen käyttöliittymän avulla. Diagnoosin lopputuloksia käytetään prognoosin ja päätöksen tekemiseen. Langattoman tiedonsiirtojärjestelmän pohjana ovat mittaus- ja analysointimenetelmien määrittely sekä signaalinkäsittely ja muokkaus selkeiksi koneen toimintatilaa ja kuntoa kuvaaviksi tunnusluvuiksi. Nämä tunnusluvut lähetetään langattomasti nosturista tehtaan käynninvalvonnan tietojärjestelmään. Lopputavoitteena on saada menetelmä nosturin toimintatilojen tunnistamiseksi sekä prognoosi päätösten tekemiseksi kunnossapidon ohjaukseen.

18 Prognos jr1 Liite 3 2 (2) Case: Tuuletusilmapuhallin Kohde: Kaivoksen päätuuletusilmapuhallin, roottorin halk. 2,36 m, Moottori 450 kw + invertteri, Puhallusteho 140 m3/s. Vastuullinen yritys ja vastuuhlö: Pyhäsalmi Mine Oy, Seppo Tolonen Osallistuvat yritykset: Pyhäsalmi Mine Oy + joku muu yritys Vastuullinen tutkimustaho: TTY Muut tutkimustahot: OY, VTT/TUO, VTT/ELE, VTT/TTE Tuuletusilmapuhaltimesta saadaan on-line tietona puhaltimen käyntiarvoja ja laakerien lämpötilat. Lisäksi laakereista saadaan iskusysäysarvot kannettavilla mittalaitteilla. Käytettävissä on myös kunnossapidon historiatietoja. Puhaltimen seisahtaminen keskeyttää tuotannon miltei välittömästi. Puhaltimen kriittisyyden vuoksi kohteeseen tultaisiin investoimaan tarvittava järjestelmä käyntivarmuuden lisäämiseksi ja häiriö sekä vikatilanteiden ennustamiseksi. Tietojen pohjalta tavoite on ennustaa puhaltimen vikaantumistapahtumat sekä ennustaa ja ajoittaa huoltotoimenpiteet ennustamalla puhaltimen pääkomponenttien vaihtoajankohdat ja eliniät. Tiedot päivitetään käytössä olevaan kunnossapitojärjestelmään, jonka avulla suunnitellaan ja ajoitetaan huolto- ja kunnossapitotoimenpiteet sekä tarvittavat materiaalit, varaosat ja työresurssit. Kohteeseen tarvitaan sopivat mittausmenetelmät, piirteenirrotusmenetelmät mittaussignaalista sekä diagnostiikka-menetelmät puhaltimen toimintatilanteen määrittämistä varten. Käynninvalvonnan kohdentaminen tehdään puhaltimen kriittisten kohteiden tunnistamisen perusteella. Toimintatilanteita ovat normaalitilanne, häiriötilanne ja vikatilanne. Toimintatilanteen diagnostisoimiseksi puhaltimessa on tällä hetkellä asennettuna neurolaskentaan perustuva käynninvalvontajärjestelmä. Tätä järjestelmää voidaan edelleen kehittää esim. lisäämällä ja kehittämällä diagnostiikassa käytettäviä piirteitä. Lopputavoitteena on saada menetelmä tai ohjelmisto, jolla voidaan analysoida mittaustiedot sekä historiatiedot ja määrittää puhaltimen toimintatilanne sekä näiden perusteella suorittaa luotettavat prognoosit päätösten tekemiseksi kunnossapidon ohjaukseen.

19 prognos JR1 Liite4 Teollisuuden käynnissäpidon prognostiikka VTT Elektroniikka Vuorovaikutteiset järjestelmät Jarmo Keski-Säntti 977Ã(/(.7521,,..$ Vuorovaikutteiset järjestelmät, AIS Vuorovaikutteiset järjestelmät on VTT Elektroniikan tutkimusalue, johon kuuluvat ryhmät - Mekatroniset järjestelmät - Tietämysjärjestelmät - Älykkäät järjestelmät - Älykkäät ohjelmistoratkaisut

20 977Ã(/(.7521,,..$ Vuorovaikutteisten järjestelmien osa-alueet teollisuuden käynnissäpidon prognostiikassa Käyttäjäperustaisen toimintatiedon ja tilannetiedon hallinta historiatietojen hyväksikäytön tehostamisessa Sähkökäyttö- ja prosessimittaustietojen integrointi ja prognosointi Tapauspohjaisen päättelyn (CBR) käyttö tilanne-, mittausja historiatiedon yhdistämisessä päätöksenteon tueksi Ã(/(.7521,,..$

21 SPRING Sähkökäyttö- ja prosessimittausdatan integrointi ja prognosointi 977Ã(/(.7521,,..$ LAN System Field LON-OPC-S HOST Hub Engineering Station, OPC Client Office Work Station (NT) (NT) (NT) ABB INSUM2 PROCESS LAN (e.g. Motor Control Unit) Hub Process Control Station, OPC-S, (NT) Operator Station Backup (NT) LON DRIVE AND MOTOR MEASUREMENTS FIELBUS Hub Fieldbus Linking Devices Current (Amps, %), Voltages, Frequency, Temperature, Thermal capacity, etc... PT PT PT TT PROCESS MEASUREMENTS Speed, Density, Concentration, Level, Pressure, Conductivity,, Weight, etc... LV LS PT H Motors Correlations?

22 977Ã(/(.7521,,..$ Smooth Crawling dp = f(t,i) Current Critical operation range Normal operation range Process Pressure Ã(/(.7521,,..$ Measured Data History Process Pressure Critical current level Warning current level Current Time

23 977Ã(/(.7521,,..$ Integration and Prognoses Process measurements - speed, density, level, pressure, weight, concentration, conductivity,... - signal processing - data transfer Analysis of information and aims - data mining - data fusion - prognoses - risk analyses - cost analyses - prognosis Decitions Actions - support tools for decition making Changes on the machine side of the axle - process value has changed or - failure in the machine Actions History data - management - experience - actions Drive & Motor measurements - current, voltages, frequency, temperature, thermal capacity,... Changes on the both sides of the axle Changes on the motor side of the axle - failure in the motor or - the machine is malfunctioning - deviation in supply voltage or - failure in the motor - direct action - If a certain limit exceeded or gone under => stop motor immediately - control within a short time period or - control within a long time period => Try to make service actions in a planned down time History data - management - experience - actions Ã(/(.7521,,..$ Results and Benefits Knowledge of which process phenomena can be detected from the data of the motor controlling units. It can be taken advantage of separetely measured process and motor controller values. Classified action list can be monitored for the maintenance staff. Failures or damaging of the devices, machines, motors or parts of them can be pre-empted. => No more unplanned down times Maintenance staff can optimize the spare part supply

24 977Ã(/(.7521,,..$ INSUM2 Information Display (example) Ã(/(.7521,,..$

25 Case: Lastauskone PMO 977Ã(/(.7521,,..$ CASE: Lastauskone Kohde: LastauskoneTORO 0011 (Käytössä 2kpl) Kantokyky 21 tonnia. Moottori 354 kw Vastuullinen yritys ja vastuuhlö: Pyhäsalmi Mine Oy, Seppo Tolonen Osallistuvat yritykset: Pyhäsalmi Mine Oy, Sandvik Tamrock Corp. Turun tehtaat Vastuullinen tutkimustaho: VTT / ELE Muut tutkimustahot: OY, TTY, VTT/TUO, VTT/TTE

26 977Ã(/(.7521,,..$ Tavoitteet Ennustaa lastauskoneiden vikaantumistapahtumat koneiden peruskorjausajankohdat koneiden (2 kpl) pääkomponenttien korjausajankohdat ja eliniät Ã(/(.7521,,..$ TILANNE Pääkomponenttien käyttötunnit arvioitu Kustannustehokkuuden seuranta Historiatiedot korjauksista, käyttötunneista ja toimenpiteistä sanallisessa muodossa koneen käyttöönotosta lähtien Osakomponenttijako on tehty sekä käyttötuntiennusteet Toteutumien ja vikaantumisten seuranta, paloturvallisuus yhtenä olennaisena tekijänä Korjauksien ja huoltojen seuranta ja arviointi on olemassa

27 977Ã(/(.7521,,..$ TOTEUTUS Tutkitaan ja kehitetään menetelmiä/ohjelmisto, jolla on-line mittaustiedot ja historiatiedot voidaan yhdistää. Tässä voidaan käyttää esim. Seuraavia tekniikoita: Käyttäjäperustaisen toimintatiedon (tacit knowledge) ja tilannetiedon hallinta Visuaalinen monitorointi ja diagnostiikka RapidBase mittaustiedon hallintajärjestelmä Tapauspohjaisen päättelyn (CBR) käyttö

28 prognos JR1 Liite 5 Teollisuuden käynnissäpidon prognostiikka VTT Tietotekniikka Tietojärjestelmät Raimo Launonen Ohjelmistot ja tietotekniset ratkaisut --- tutkimus / caset tiedonhallintaratkaisut online tiedonhallinta-alustat (RapidBase, vuosien kokemus, jo teollisessa käytössä valvomoratkaisuissa aktiivinen toiminta tietokannan yhteydessä laukaisintekniikat analyysialgoritmien integrointi Rapidbasen yhteyteen muodostaen sovellusten ajoalustan virtuaalisen laitosmallin käyttö tiedonhallintaan ja visualisointiin - elinkaaren aikainen tiedonhallinta ( visualisointi, käyttöliittymät, verkot tiedon visualisointi, 3-ulotteinen visualisointi (data/koneet/laitos), käytettävyys ja uudet käyttöliittymät, verkottunut yhteistyö, etäyhteydet tiedon analysointi ja louhinta (data mining) menetelmät, sovellukset menetelmät monitorointityyppiseen (online) poikkeamien tunnistukseen normaaliin käyttäytymiseen nähden tietojärjestelmäarkkitehtuurit, ohjelmistot laajat tietotekniset ratkaisut, verkostot (käyttäjät, yritysten sisäiset/-väliset /tieto/langattomat..) 1 1

29 Prognos JR1 Liite 6 Prognos Komponenttitason prognostiikka VTT TUO, Koneiden käyttövarmuus, Aino Helle 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Koneiden käyttövarmuus kehittää ja soveltaa erityisesti À kitkan ja kulumisen hallintaan, À voitelutekniikkaan, À kunnonvalvontaan ja diagnostiikkaan liittyviä teknologioita koneiden käytettävyyden optimoimiseksi Koneiden toiminnan ja vikaantumisen taustalla olevat ilmiöt ja niiden ymmärtäminen => kunnonvalvonta- ja diagnostiikkamenetelmien kehittäminen ja soveltaminen 1

30 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 MACHINE DIAGNOSTICS VECHICLES TRANSMISSIONS liikkudia PUMPS MACHINE TOOLS pimms käkidiag cepdia fmsmaint minicon neuralmaine COMPONENTS Bearings, Gears, Seals, Cutting tools FLUID DIAGNOSTICS VIBRATION DIAGNOSTICS CLEAN OIL tehotela, litkut, oilcolour CONTAMIN. OIL neusulohi, costgrit, kohos GAS LEAKAGE MEMS sensor ACCELERATION mindman SOUND ACOUSTIC EMISSION MEMS sensor 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Mittaus- ja historiatietoihin ja ilmiöpohjaisiin malleihin perustuva komponenttitason kohteen prognostiikka B. Vikaantumisen tunnistamiseen ja monitorointiin soveltuvien menetelmien valinta ja kehittäminen anturit, signaalinkäsittely, piirteiden erotus, eri järjestelmistä saatavilla oleva tieto (ml. prosessimittaukset) jo käytössä olevien menetelmien ja diagnostiikan kartoitus, kriittiset vikaantumisilmiöt => soveltuvien menetelmien valinta ja kehitys tarkasteltavana olevan ilmiön perusteella C. Historiatiedon keruu tutkittavista kohteista vikaantumisen yhteys käyttöolosuhteisiin, esim. kuormitukset, syy-seuraussuhteet, vaurioselvitykset vikaantumisen etenemisen ja mittaus- ja käyttöhistoriatiedon yhteys D. Kulumis- ja vikaantumisilmiöiden mallintaminen Kulumisen ja vikaantumisen eteneminen sitä ilmentävien vasteiden kehittyminen E. Prognostiikkatyökalujen kehittäminen monitoroitavan kohteen jäljellä olevan eliniän ennustamiseksi erilaisiin käyttö- ja vikatilanteisiin pureutuvia diagnostiikka- ja prognostiikkamoduleja kohteissa vaikuttavien ilmiöiden analysoimiseksi ja ennustamiseksi => vikaantumisen ennustaminen, jäljellä oleva käyttöikä, huoltotarve B. Mittaustieto Mittaustieto -anturit - - B1 C. Historiatieto - - C1 D. Mallit -kuluminen - D1 - A. Tavoitteet -käytettävyys -riskitaso - Ennusteet E. Tiedon ja F. Päätöksenteko Kunto tavoitteiden analyysi - - -data - Elinikä - - E1 - Kustannukset/ tuotot Failure X Disturbance? Riskit Käyttö- ja kunnossapitotoimenpiteet 2

31 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Kohde: Painelajittimessa oleva kapearakoinen lankasihtisylinteri Vastuullinen yritys: Metso Paper Valkeakoski Oy, Jukka Virtanen Tutkimustahot: VTT TUO Case: Sihtisylinteri Paperimassan valmistuksessa käytetään painelajittimia erottelemaan massavirrasta lopputuotteeseen sopimattomat kuidut ja epäpuhtaudet joko kokonaan ulos prosessista tai uudelleen käsiteltäväksi. Erottelussa käytetään kapearakoisia sihtisylintereitä: haponkestävät langat kovakromilla pinnoitettuja elinikä vaihtelee suuresti riippuen käyttökohteesta, esim. kiertokuitusovelluksissa, joissa raaka-aineen mukana on runsaasti kovia epäpuhtauksia kuten hiekkaa, lasia ja niittejä, sihtisylintereiden elinikä on vain muutamia kuukausia. pinnoitteen puhjettua perusmateriaali kuluu nopeasti ja sihti joudutaan uusimaan 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Case: Sihtisylinteri Tavoite: menetelmä, jonka avulla pinnoitteen kulumista voidaan seurata tai pinnoitteen puhkikuluminen voidaan havaita ennakolta riittävän aikaisin painesihdin käynnin aikana, jotta kulumisen eteneminen liian pitkälle voidaan estää => uudelleen pinnoitus mahdollista => sihtisylintereistä aiheutuva kustannus pystytään pudottamaan kolmannekseen kirjallisuusselvitys pinnoitteiden eroosiokuluminen pinnoitteiden kulumisen mittausmenetelmät sen pohjalta laaditaan suunnitelma menetelmän kehittämiseksi kehitystyössä hyödynnetään VTT:n eroosiokoelaitetta 3

32 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Case: Voitelutilanteen hallinta Kohde: rasvavoidellut laakerit Vastuullinen yritys: UPM Kymmene Kaukas, Jouko Horttanainen Tutkimustahot: VTT TUO, TTY Rasvavoidelluissa laakeroinneissa useat tekijät vaikuttavat toisiinsa voitelutapahtumassa: rasvan laatu annostelun määrä ja annosteluväli laakeripesän rakenne kierrosluku kuormitus lämpötila tiivistys rasvan poisto Automaattivoitelulaitteistossa rasva saattaa viipyä pitkän putkistossa, jossa olosuhteet vaikuttavat epäedullisesti rasvaan: paineenvaihtelut värähtelyt joskus korkeat lämpötilat 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Case: Voitelutilanteen hallinta Tavoite: saada korjattua virheelliset rakenteet ja toiminnot oppia tunnistamaan virheet kyetä ennakoimaan kehittymässä olevat vauriot Kirjallisuusselvityksen ja usean erityyppisen case tapauksen tutkimisella selvitetään syitä voiteluvirheisiin ja laakerointien ennenaikaisiin vaurioihin. Valitaan ja kehitetään soveltuvat menetelmät voitelutilanteen hallintaan ja kehittymässä olevien vaurioiden havaitsemiseen ja ennakointiin kytkentä panostusnosturicaseen 4

33 Prognos JR1 Liite 7 Tuotteet ja tuotanto Järjestelmien käyttövarmuus 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 JÄRJESTELMIEN KÄYTTÖVARMUUS Kehitämme yhteistyössä asiakkaidemme kanssa tuotantojärjestelmien ja investointihyödykkeiden käyttövarmuuden ja teknistaloudellisten riskien hallintaa 1

34 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 KESKEISIÄ TUTKIMUS- JA OSAAMISALUEITAMME Järjestelmän käyttövarman ja turvallisen toiminnan kokonaisvaltainen hallinta konejärjestelmien riskit luotettavuusjohtaminen elinjakson hallinta käyttövarmuustiedon ja -tietämyksen hallinta 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Laitevalmistajien ennusteet toimitettujen laitteiden kunnossapitotarpeista T ietojen yhdistäminen Kertyväkäyttökokemusdata - kunnossapi tohi stor i a jatehdyt toimet Kehittyvä kunnossapidon suunnittelumenetelmä Järjestelmän tavoi tteet ja reunaehdot Laitekohtainen mittaustieto, prosessi data K unnossapi toohjelma Järjestelmän rakenne Käyttöennuste Kunnossapi toohjelman päivittäminen Uudet ennusteet, mm. - vi kaantuvat kohteet - kunnossapi tokustannukset - ennakoivan kunnossapidon tarve - korjaavan kunnossapidon tarve Kunnossapi totoi met 2

35 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Järjestelmä- ja komponenttitarkastelun rajapinta Järjestelmä seisokkien lkm aika Komponentit signaali lämpötila komponentti 1 aika komponentti 2 aika 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Case: Paalauslinja vastuuhenkilö: Susanna Kunttu Paalauslinja sisältää 3 paalinmuodostinta paalien kuljetuksen paalipuristimen paalien viikkauksen ja sidonnan paalien yhdistämisen 3

36 977Ã78277((7Ã-$Ã7827$172 Case: Paalauslinja Tavoitteena parantaa linjan toimintavarmuutta ja kapasiteettia Kunnossapito-ohjelman päivittäminen Kunnonvalvonnan kehittäminen Top-down -lähestymistapa, jossa tarkastelu lähtee liikkeelle järjestelmätasolta Osallistuvat yritykset: M-Real, Botnia Mill Service 4

37 Toteutusaikataulu Yhteistyöneuvottelut Teknologiakartoitus Caset: -nykytilan kartoitukset -työsuunnitelmat -aloitus Sopimukset Lisäyritykset (VTT) Raportointi T T S T T S T T S,T Johtoryhmä x x x x x Case-johtoryhmät xxx xxx xxx xxx xxx T=TEKES-raportointi (2x/vuosi) S=vuosiseminaari (1/vuosi) X=Johtoryhmän ja casejohtoryhmien kokoukset Projektin kesto 3 vuotta: Tutkimusosuuden yksityiskohtaisempi suunnittelu ja aikataulu tehdään teknologiakartoituksen ja casien nykytilanteen kartoitusten pohjalta. Työsuunnitelmat ja niihin mahdollisesti projektin aikana tehtävät täsmennykset käsitellään ja hyväksytään johtoryhmän kokouksissa. Teollisuuden käynnissäpidon prognostiikka - Prognos prognos jr1 Liite 8a

38 Tavoitetutkimushankesuunnitelma Liite 8b Vahvistettu Teollisuuden käynnissäpidon prognostiikka - Prognos Tutkimustahot ja käytetyt lyhenteet: VTT Tuotteet ja tuotanto, Käyttövarmuus ja riskienhallinta (VTT/TUO43; VTT/TUO42) VTT Tietotekniikka, Tietojärjestelmät (VTT/TTE12; VTT/TTE13) VTT Elektroniikka, Vuorovaikutteiset järjestelmät (VTT/ELE) Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto, Sähkötekniikan osasto (LTY) Oulun Yliopisto, Konetekniikan osasto (OY) Tampereen Teknillinen Yliopisto, Konedynamiikan laboratorio (TTY) Prognos_suunnitelma_ doc

39 Teollisuuden käynnissäpidon prognostiikka hankesuunnitelma Sisällysluettelo JOHDANTO...4 TAVOITE...4 TAUSTA...5 TUTKIMUKSEN TOTEUTUS...5 TUTKIMUKSEN OSA-ALUEET...7 A. Käynnissäpidon tavoitteiden määrittely...7 A1. Tavoitteet-työkalu...7 A2. Tavoitteiden määrittely päätöksenteon sekä tiedonkeruun pohjaksi...7 A3. Käynninvalvontajärjestelmien tavoitteiden asettelu ja spesifiointi...7 B. Mittaustieto...7 B1. Vikaantumisen tunnistamiseen ja monitorointiin soveltuvien menetelmien valinta ja kehittäminen...8 B2. Mittausmenetelmät ja mittaussignaalin analysointimenetelmät...8 B3. Langaton tiedonsiirto anturilta ja signaalinkäsittelymenetelmät vikojen varhaiseen tunnistamiseen...8 B4. Mittauspaikan visualisointi...9 B5. Mittalaitteiden ja antureiden etähallinta...9 B6. Mittausdatan visualisointi...9 B7. Mittausten kytkentä muuhun tietoon...9 B8. Teknologiakartoitus anturitason tiedonsiirron menetelmistä...9 B9. Geneerisen etädiagnostiikkakonseptin anturitason tietojärjestelmärakenteen tutkimus B10. Tiedonkeruu paperikoneen laatusäätöjärjestelmistä C. Historiatieto...10 C1. Historiatiedon keruu tutkittavista kohteista C2.Käyttäjäperustaisen toimintatiedon ja tilannetiedon hallinta historiatietojen hyväksikäytön tehostamisessa C3.Tietokantojen määrittely- ja toteutustyö tapaustutkimusten osana C4. Historiatiedon kytkentä virtuaaliseen tuotemalliin C5. Historiatiedon visualisointi C6. Sovellusten rakentaminen RapidBase alustan päälle tapaustutkimusten osana C7. Etädiagnostiikkainformaation siirto ja varastointi...12 D. Mallit...12 D1. Kulumis- ja vikaantumisilmiöiden mallintaminen D2. Käynnissäpidon mallien tietojärjestelmäratkaisut D3. Mallien kytkeminen - virtuaalitehdas D4. Kolmiulotteiset mallit E. Tiedon ja tavoitteiden analyysi ja sen pohjalta tehtävät ennusteet...13 E1. Prognostiikkatyökalujen kehittäminen monitoroitavan kohteen jäljellä olevan eliniän ennustamiseksi E2. Toimintatilanteiden määritys E3. Mittaustietojen yhdistely E4. Järjestelmän kriittisten kohteiden tunnistaminen elinkaaren eri vaiheissa E5. Eri lähteistä saatavien tietojen yhdistäminen käyttökelpoiseen muotoon E6. Ennusteiden muodostaminen järjestelmän tulevasta tilasta, kunnossapidon tarpeesta ja kunnossapidon kustannuksista järjestelmän elinkaaren eri vaiheissa E7. Vaihtoehtoisten skenaarioiden muodostaminen ja arvioiminen erilaisilla kunnossapitostrategioilla E8. Sähkökäyttö- ja prosessimittaustietojen integrointi ja prognosointi E9.Tiedon ja tavoitteiden analyysi toiminne tapaustutkimusten osana (31)

40 Teollisuuden käynnissäpidon prognostiikka hankesuunnitelma E10. Kriittisten kohteiden tunnistaminen työkalu E11. Kriittisten kohteiden visualisointi E12. Ennusteiden käyttöliittymä E13. Analyysi sähkökoneiden ja taajuudenmuuttajien etädiagnostiikan anturitason tiedonsiirtotarpeista E14. Geneeristen etädiagnostiikkakonseptien määritys ja pilotointi E15. Geneerisen mittalaitteen/vastaanottimen kehitys ja pilotointi E16. Paperikoneen laatusäätöjen diagnostiikan kehittäminen F. Päätöksenteko...18 F1. Päätöksentekomallin laatiminen kunnossapitotoimien suunnitelmalliseen ja pitkäjänteiseen kohdentamiseen ja ajoittamiseen F2. Tapauspohjaisen päättelyn (CBR) käyttö tilanne-, mittaus- ja historiatiedon yhdistämisessä päätöksenteon tueksi F3. Päätöksentekomallin työkalu F4. Yhteistyö ja verkkopalaverit F5. Tietomassojen verkko TUTKIMUSTAHOJEN ROOLIT...19 SOVELLUSALUEET JA CASEKUVAUKSET...20 Case: Panostusnosturi Case: Lastauskone Case: Tuuletusilmapuhallin Case: Sihtisylinterin kulumisen mittaaminen ja ennakointi Case: Prosessiteollisuuden moottorinohjausjärjestelmät Case: Paperi- ja kartonkiteollisuus Case: Kemihierretehtaan paalauslinja Case: Voitelutilanteen valvonta ja ennakointi RAPORTOINTI...26 AIKATAULU...26 KUSTANNUKSET JA RAHOITUS...26 PROJEKTIORGANISAATIO...29 TUTKIMUSTULOSTEN HYÖDYNTÄMINEN...30 Kirjallisuutta (31)