Käyttövarmuusmallit. Helena Kortelainen puh SISÄLTÖ

Transkriptio

1 Käyttövarmuusmallit Helena Kortelainen puh SISÄLTÖ Muutamia keskeisiä käsitteitä Käyttövarmuusmallit - esimerkkejä Käyttövarmuusmallien hyödyntäminen - esimerkkejä Yhteenveto 1

2 LAITOKSEN KÄYTTÖVARMUUS (1) Käyttövarmuudella tarkoitetaan kohteen kykyä suorittaa vaadittua toimintoa, kun ulkoiset edellytykset toiminnon suorittamiseen ovat olemassa Ulkoiset tekijät, häiriöt, poikkeamat Rakenne, varastot, Tuotannon käyttövarmuus Raaka-aineet Koneiden ja laitteiden toimintavarmuus ja kunnossapidettävyys Käyttö- ja kunnossapitoorganisaation resurssit, tiedot ja taidot KÄYTETTÄVYYS (A) ON KÄYTTÖVARMUUDEN MITTARI Toteutunut käyttöaika viat (katastrofaalinen vika/ laatupoikkeama, suorituskykypoikkeama) ehkäisevä kunnossapito? prosessihäiriöt? tuotannolliset seisokit? Suunniteltu käyttöaika kalenteriaika maksimaalinen suunniteltu käyttöaika (TES, suunnitellut sesokit, )? A = toteutunut _ käyttöaika suunniteltu _ käyttöaika määrittelyt ja sopimukset tärkeitä! 2

3 LAITOKSEN KÄYTTÖVARMUUS (2) osaston X seisokki Koneet, laitteet, järjestelmän rakenne, varastot, Tuotanto käynnissä? vika laitteessa Y häiriö aineen Z annostelussa järjestelmän Q vika LAITOKSEN KÄYTTÖVARMUUSMALLI osaston X seisokki Laitoksen käytettävyys = f(järjestemän rakenne, välisäiliö/varastokapasiteetti, koneiden ja laitteiden toimintavarmuus ja kunnossapidettävyys, laitoksen kunnossapitovarmuus, ) Tuotanto käynnissä? vika laitteessa Y häiriö aineen Z annostelussa järjestelmän Q vika 3

4 KÄYTTÖVARMUUSMALLIT Toiminnallinen kuvaus Toiminnot yhdistävät laitteet, operaattorin toimenpiteet, työorganisaation ja laitoksen muut osat toisiinsa Luotettavuuslohkokaaviot (RBD/ABD) Järjestelmän toimintatodennäköisyys (R) tai käytettävyys (A) lasketaan sen osien toimintatodennäköisyyksien (R) tai vastaavasti käytettävyyksien (A) avulla Vikapuut Huipputapahtuman todennäköisyys sen aiheuttavien perustapahtumien todennäköisyyksien avulla Tapahtumapuut Tilamallit JÄRJESTELMÄN OSIEN LUOTETTAVUUSTEKNISET KYTKENNÄT sarjarakenne A 1 A 2 A 3 A= A 1 A 2... A n A 1 A 2 A 3 rinnakkaisrakenne A= 1 ( 1 A1)( 1 A2)...( 1 A n ) 4

5 PUUN KÄSITTELY HAKESIILO KEITTO PURKUSÄILIÖ OKSANEROTUS SYRJÄYTYSPESU HAPPI DELIGNIFIOINTI SAKEAMASSA- TORNI HAKEKASAT VALKOLIPEÄ VARASTOSÄILIÖ LAJITTELU SAOSTUS MUSTALIPEÄN KÄSITTELY MUSTALIPEÄ- SÄILIÖ MEESA VARASTOSÄILIÖ KAUSTISOINTI LISÄKALKKI- SIILO VALKAISU SYÖTTÖLIPEÄ- SYÖTTÖLIPEÄ- SÄILIÖ 1 SÄILIÖ 2 MEESAN POLTTO KALKKISIILO VIHERLIPEÄ VARASTOSÄILIÖ SAKEAMASSA- TORNI HAIHDUTUS POLTTOLIPEÄ- SÄILIÖ SOODAKATTILA VIHERLIPEÄ TASAUSSÄILIÖ VIHERLIPEÄN KÄSITTELY KUIVAUS HAKETUS RAAKA-AINEEN KÄSITTELY (SELLUTEHDAS) OSTOHAKKEEN VASTAANOTTO SEULONTA HAKKEEN SIIRTO HAKEKASAT HAKESIILO 5

6 SELLUTEHTAAN KÄYTTÖVARMUUSMALLI ASIANTUNTIJA-ARVIOITA LAITOKSEN KÄYTETTÄVYYDEN LASKENTAAN VIKAMUODOT vikataajuus ( / vuosi) korj.aika (h) kriittisyys käytettävyys Kaikki vikamuodot,yht tai Kriitt. vikamuodot,yht esilämmittimen releiden laukeaminen ohjauskorttien vikaantuminen paineilmajärjestelmän vuotaminen likainen poksivesi (pumput rikkoutuvat) jauhimen akselipaketin vaihto jauhimen akselipaketin laakerien vaihto jauhimen kuularuuvien jumiutuminen jauhimen askelmoottorien jumiutuminen jauhimen hydrauliikan tiivistevuodot hydrauliikan magneettiventtiilien jumiutuminen jauhimien öljypumppujen vikaantuminen jauhimien letkujen vaihto jauhimen letkujen rikkoutuminen sähkömoottorien laakeririkko

7 KOMPONENTIN KRIITTISYYS TUOTANNON SUHTEEN Tuotantojärjestelmä seisokkien lkm seisokki aika ei seisokkia Kunnonvalvonnan piirissä olevat komponentit signaali lämpötila komponentti 1 aika komponentti 2 aika KÄYTTÖVARMUUSMALLIEN HYÖDYNTÄMINEN Käyttövarmuusmalli kokoaa yhteen laitoksen (järjestelmän, koneen, laitteen) käytettävyyteen vaikuttavat tekijät Kvalitatiiviset, kuvailevat mallit vs. kvantitatiiviset mallit Staattinen laskenta vs. simulointi Laite- ja laitossuunnittelu Kunnossapidon ja investointien suunnittelu 7

8 LAITE- SUUNNITTELU ANTURIVIKA AIHEUTTAA SEISOKIN JA portti TAI portti ANTURIVIKA SÄHKÖINEN HÄIRIÖ PISTOKEVIKA MAGNEETTIVIKA MEKAANINEN VAURIO SÄHKÖVIKA likainen hapettunut ukkonen maadoitusvika mekaaninen vaurio MAGENEETTI- KENTTÄ HÄVIÄÄ MAGMEETTI IRTOAA PAIKKA MUUTTUU kytkentävika päälleastuminen vesi Kytkentävirhe törmäys ruuvit löysällä öljy vieras magneetti ruuvit löysällä vieras päälleastuminen törmäys magneetti Lannes VTT Symposium 196. LAITESUUNNITTELU Tuotteen tai sen osan luotettavuuden arviointi ja parantaminen T&K prosessin aikana Uudet tekniset ratkaisut Vika- ja vaikutusanalyysi (VVA, FMECA) yleisesti käytetty työkalu Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) - spesifikaation laadinta Asennus-, käyttö- ja kunnossapito-ohjeiden laadinta 8

9 LAITOSSUUNNITTELU Laitevalinnat vaihtoehtojen arviointi kokonaisuuden kannalta käyttövarmuusvaatimusten asettaminen toimintavarmoja laitteita vai erinomainen kunnossapitovarmuus? turvallisuuskysmykset Laitoksen rakenteen suunnittelu Välisäiliö- tai välivarastointikapasiteetin suunnittelu SÄILIÖKAPASITEETIN VAIKUTUS LAITOKSEN KÄYTTÖVARMUUTEEN Sellun tuotannon käyttövarmuus, % Sellutehdas, ei säiliökapasiteettia 76 Sellutehdas, nykyinen säiliökapasiteetti 93 Sellutehdas, rajoittamaton säiliökapasiteetti 95 9

10 KUNNOSSAPIDON JA INVESTOINTIEN SUUNNITTELU Käytettävyyden kannalta kriittisten kohteiden tunnistaminen Vaihtoehtoisten parannustoimenpiteiden vaikutusten arviointi kokonaisuuden kannalta investointivaihtoehtojen kannattavuuden arviointi laitevaihtoehdot investoinnit kunnossapitoon ONGELMALLISTEN KOHTEIDEN TUNNISTAMINEN HAIHDUTUKSEN TOIMINTOJEN KÄYTETTÄVYYDET 100 % 99 % % % % % 98 % 97 % 96 % % 95 % SÄILIÖALUEEN TOIMINNOT ESIHAIHDUTUS HAIHDUTUS JA MUSTALIPEÄN VÄKEVÖITYS STRIPPAUS JA METANOLIN NESTEYTYS TÄRPÄTIN EROTUS Laippavuodot 10

11 INVESTOINTIEN VAIKUTUKSEN ARVIOINTI Kartonkikone: vanhentunut sähköjärjestelmä korvataan uudella Paperikone: siirtyminen naruttomaan päänvientiin (suunnittelemattomat narutyöt TOP10-listan ongelma nro 1) Sellutehtaan puunkäsittely: pyörivät koneet varustetaan kunnonvalvonnalla, jolloin vältytään yllättäviltä laakerivaurioilta Järjestelmän käytettävyys, % +0,3 % - yksikköä (vastaa 1 vrk ajoaikaa vuodessa) + 0,7 % - yksikköä (vastaa 2,5 vrk ajoaikaa vuodessa) + 1,4 % - yksikköä (vastaa 5 vrk ajoaikaa vuodessa) YHTEENVETO Käyttövarmuusmallit ovat tärkeä ja toistaiseksi liian vähän hyödynnetty työkalu monimutkaisten ja laajojen järjestelmien käyttövarmuuden analysoinnissa Menetemiä ja niitä tukevia ohjelmistoja kaupallisesti saatavilla Kvantitatiivisten menetelmien onglemana käyttövarmuusdatan puute Käyttövarmuusmalli kokoaa yhteen tarkasteltavan järjestelmän käyttövarmuuteen vaikuttavat tekijät Käyttövarmuusmalli tarjoaa hyvä lähtökohdan muutosten ja vaihtoehtojen arviointiin niin käyvällä laitoksella kuin laite- ja laitossuunnitelussakin 11

12 Kiitos! 12