Tehdasprojekti (Kon-15.4197) Kunnossapito ja huolto Juha Huuki Tuotantotekniikka 06.11.2015
Kunnossapitoa Termodynamiikan toinen laki sanoo: kaikki järjestelmät hakeutuvat ajan myötä energiaminiinsä ->ajan kysymys milloin laitteet lakkaavat toimimasta. Joko laitteet annetaan rikkoutua, hankitaan uudet tai tehdään kunnossapitoa kustannustehokkaasti 2
Kunnossapitokäsitteestä Kunnossapitokäsite on varsin laaja, monitahoinen ja -tasoinen. Kunnossapidon tavoitteena on huolehtia koneiden, laitteiden ja rakennusten kunnosta, jotta tuotanto voi tapahtua olosuhteissa, jotka ovat edullisimmat nettotuottojen, turvallisuuden, ympäristön ja laadun kannalta (tuotteiden tuottaminen). TUOTANTOTOIMINNAN KUNNOSSAPIDOSSA Asetus 400/2008 ja asetus 403/2008 määrittävät koneiden turvallisen toiminnan Lain mukaan on pakko järjestää toimiva laitteiden kunnossapito ja kunnonvalvonta. Suoritetaan kunnonvalvontaa, huoltoja, varsin erilaisten koneiden ja laitteiden korjaamista ja modifiointia. On pystyttävä korjaamaan syntynyt vika mahdollisimman nopeasti ja edullisesti. YLEISESSÄ KUNNOSSAPIDOSSA Varmistetaan seurannalla ja ennakoinnilla erilaisten toimintojen perusedellytysten saatavuus (sähkö, vesi, ilma, lämmitys jne.). Varmistetaan huoltamalla ja korjaamalla laitteiden toimintakyvyn säilyminen (koneet, nosturit, kulkuvälineet, telat, pumput, puhelimet jne). 3
Kunnossapidon määritelm(i)ä Yleisesti kunnossapito ymmärretään toimintojen joukkona, joilla pyritään pitämään käyttöomaisuus halutussa toiminnallisessa kunnossa tai palauttamaan omaisuus kyseiseen tilaan. (Pintelon & Parodi-Herz, 2008) Käyttöomaisuutena pidetään esimerkiksi erilaisia prosessilaitteistoja, koneita, laitteita, rakennuksia, teitä, tieverkostoja, laivaväyliä sekä vesi ja viemäriverkostoja. SFS-EN 13306 (2001) standardi määrittelee kunnossapidon seuraavasti: Kunnossapito koostuu kaikista kohteen elinajan teknisistä, hallinnollisista ja liikkeenjohdollisista toimenpiteistä, joiden tarkoituksena on ylläpitää tai palauttaa kohteen toimintakyky sellaiseksi, että kohde pystyy suorittamaan vaaditun toiminnon. John Moubray (1992) määrittelee kunnossapidon tavoitteeksi tuotantovälineiden toiminnan varmistamisen koko niiden elinkaaren ajalla. Tavoite tulisi saavuttaa niin, että omistajat, käyttäjät ja yhteiskunta ovat tyytyväisiä. Kunnossapidossa tulisi käyttää mahdollisimman kustannustehokkaita menetelmiä, joilla hallitaan vikaantumisia ja niiden seurauksia. Kunnossapitoon osallistuvien ihmisten aktiivinen tuki toteutetulle kunnossapidolle on erityisen tärkeää. Kunnossapidon tavoitteena on huolehtia koneiden, laitteiden ja rakennusten kunnosta, jotta tuotanto voi tapahtua olosuhteissa, jotka ovat edullisimmat nettotuottojen, turvallisuuden, ympäristön ja laadun kannalta (tuotteiden tuottaminen). 4
Miksi kunnossapitoa ja huoltoa? Tuotantolaitosten prosessien, koneiden ja laitteiden moitteeton kunto ja häiriötön toiminta lisää laitoksen tuottavuutta, varmistaa lopputuotteiden laadun sekä asiakastyytyväisyyden. Maintenance / kunnossapito / huolto on laitteen vikaantumisen estämistä ja vikaatumisen sattuessa haitallisten vaikutusten minimointia (nopea korjaus, pienet tuotannonmenetykset) 5
Kunnossapito lukuina Thomasin (2005) mukaan koko maailman bruttokansantuotteesta (BKT) noin yhdeksän prosenttia tulee kunnossapidosta. Suomessa kunnossapidon osuus on ollut korkeampi. Teollisuusyrityksien kunnossapitokustannukset vaihtelevat 2-14 % välillä yrityksen liikevaihdosta Lähde: Kunnossapitoyhdistys 6
Suomessa teollisuus panostaa kunnossapitoon 3,5 mrd /v 7 Lähde: Kunnossapitoyhdistys
Kunnossapidon ensisijainen tehtävä on pitää laitteet jatkuvasti käyttökunnossa Korjaustoiminta kuuluu kunnossapitoon, mutta ei ole päätarkoitus Nykykäsityksen mukaan kunnossapito ei ole kustannus, vaan tärkeä kustannustekijä, jolla varmistetaan tuotantolaitoksen kilpailukyky 8
Tuotannolliset yritykset arvioivat kunnossapidon taloudellista merkitystä lähinnä kustannusten tai siitä johtuvien tuotannonmenetysten kautta Kunnossapito ei ole toimiala, vaan se on läsnä kaikenlaisessa teollisuudessa 9
Kunnossapitolajit Kunnossapito jaetaan: 10
Kunnossapitolajit Ehkäisevä kunnossapito (Preventive Maintenance) Säännöllisin välein, pyritään vähentää laitteen rikkoontumisen mahdollisuutta tai toimintakyvyn heikkenemistä. Jaksotettu kunnossapito (Scheduled Maintenance) Ehkäisevää kunnossapitoa, jossa tehtävien jaksottaminen perustuu kalenteriaikaan, käyttöaikaan, käyttömääriin, taloudellisesti edulliseen ajankohtaan, tuotettuun määrään, työjaksojen määrään jne. Kuntoon perustuva kunnossapito (Condition Based Maintenance) Ehkäisevää kunnossapitoa, jossa seurataan kohteen suorituskykyä tai suorituskyvyn parametrejä. Seuranta voi olla aikaan jaksotettu, tuotannon tilaamaa tai jatkuvaa Ennakoiva kunnossapito (Predictive Maintenance) Kuntoon perustuva kunnossapito, perustuu niiden tekijöiden tarkkailuun ja analysointiin, jotka kuvaavat kohteen suorituskyvyn heikkenemistä Korjaava kunnossapito (Corrective Maintenance) Korjaava kunnossapito: se suoritetaan vikaantuneelle kohteelle joko välittömästi tai erikseen suunniteltuna ajankohtana. Tarkoituksena on palauttaa kohteen toimintakunto. Korjaava kunnossapito voi olla suunniteltua tai suunnittelematonta Välitön kunnossapito (Immediate Corrective Maintenance) Korjaava kunnossapito. Häiriökorjauksessa kohde palautettaan välittömästi häiriön jälkeen toimintakuntoon esimerkiksi komponenttia vaihtamalla tai jollakin muulla toimenpiteellä, jotta tuotantomenetykset minimoituisivat. Kunnostaminen Kuuluu korjaavaan kunnossapitoon, mutta se on suunniteltu toimenpide. Se voi kohdistua esimerkiksi vikaantuneeseen tai vaurioituneeseen komponenttiin työpajassa tai matalan käyttöasteen koneen korjaukseen tuotannossa. Käyttäjän kunnossapito Lähde: Kunnossapitoyhdistys 11
Kunnossapitolajit 12 Lähde: Komonen 2005
Kunnossapidon jakautuminen 13
Osa-alueiden kehitystrendi Kunnossapidon osa-alueiden kehitystrendi teollisuuden % käytetyistä työtunneista Lähde: Kunnossapitoyhdistys 14
Kunnossapidon kehitys Teknisestä näkökulmasta katsottuna kunnossapito on muuttunut vikojen korjauksesta ennakoivaan kunnossapitoon, ja toisaalta liikkeenjohdon näkökulmasta kunnossapito on muuttunut välttämättömästä kustannuksesta strategisesti tärkeäksi kokonaisuudeksi. Lähde: Hatinen 15
16 Lähde: Petri Salo
Kunnossapidon vaikutus yrityksen toimintaan Kunnossapito mielletään tärkeäksi tuotannontekijäksi, varmistetaan tuotantolaitoksen kilpailukyky Kunnossapito on yksi suurimmista yrityksen kustannuksista, pääoma ja raaka-ainekustannusten jälkeen. Kunnossapito on yrityksen suurin kontrolloimaton kustannuserä 17 Lähde: Promaint
Vaikutus kannattavuuteen Kunnossapidon vaikutus yrityksen tuloksen muodostumiseen on välillinen -> tunteminen välttämätöntä, jotta pystyy selvittämään kunnossapitopanostusten synnyttämät tuotot Tuottavuuden parantaminen -> lisää yrityksen kannattavuutta 18 Lähde: Promaint
Kunnossapidon kustannusten tasapainottaminen Tuotannon lisäarvon saavuttaminen vaati kunnossapidon systemaattista kehittämistä, josta aiheutuu kustannuksia. Investoinnit kunnossapidon laitteisiin, järjestelmiin ja koulutukseen, samoilla tuotantopanoksilla kasvanut tuotanto. 19 Lähde: Promaint
TPM (Total Productive Maintenance) =kokonaisvaltainen tuottava kunnossapito Filosofian lähtökohtana on luoda koneille optimaaliset toimintaolosuhteet ja ylläpitää ne Keskeiset päämäärät: TPM tähtää laitteiston kokonaistehokkuuden (OEE) maksimointiin häviöitä karsimalla TPM kehittää kunnossapitosysteemin, joka kattaa koko koneen eliniän TPM sitoo mukaan kaikki ihmiset ja osastot. Kannustaa käytön ja kunnossapidon yhteistyöhön tasavertaisina kumppaneina. TPM siirtää lisää vastuuta niille, jotka konetta käyttävät ja joiden tehtäviin koneet liittyvät TPM korostaa jatkuvien laiteparannusten merkitystä Nykyisin suunta käyttöomaisuuden hallinnassa(asset management) Tietoa jaetaan mahdollisimman monelle 20
Tuotannon kokonaistehokkuus (OEE, K*N*L) OEE = Overall Equipment Effectiveness 21
OEE lukuina Elintarviketeollisuudessa OEE oli 67,8 %, kemian teollisuudessa 82,7 % ja kone,metallituote ja sähköteknisessä teollisuudessa 78,5 %. Käytettävyys oli elintarviketeollisuudessa 85,0 %, kemianteollisuudessa 95,1 % sekä kone, metallituote ja sähköteknisessä teollisuudessa 87,9 % Jos tuotannonkokonaistehokkuutta OEE:tä eli koneiden tehollista käyttöaikaa voidaan nostaa x % tarkoittaa se y % lisää tuotantoa ilman investointeja. 22
Optimaalinen prosessiluotettavuus Koneiden ja laitteiden oikeanmääräisellä kunnossapidolla voidaan säästää kuluissa 23Lähde: Promaint 2009
24 LähdeJorma Järviö Service Management Solutions SMS Oy
Kunnossapidon organisointi ja hierarkia Määritetään miten laitetta pidetään kunnossa? Keskitetty kunnossapito, keskitetyssä järjestelmässä kunnossapito toimii omana erillisenä keskitettynä organisaationaan. Hajautettu kunnossapito, kunnossapito toimii alayksiköissä tuotannon alaisuudessa Kunnossapito omana tulosyksikkönään Kunnossapidon osto palveluna Kaikkien edellisten erimuotoisia yhdistelmiä. 25
Kunnossapidon ulkoistaminen Kunnossapidon ulkoistaminen joko kokonaan tai osittain + Kunnossapitoresursseista maksetaan vain silloin, kun niitä käytetään. + Kapasiteettijoustot ovat periaatteessa helppoja. + Mahdollisuus kustannuskontrolliin kilpailuttamisen kautta. + Laajempi kokonaisosaaminen. Aikaviiveet kriittisissä tapauksissa. Osa keskeistä tietämystä siirtyy yrityksen ulkopuolelle. Yhteistyöongelmia saattaa esiintyä. Tuotantolaitostuntemuksen heikkeneminen. 26
Ulkoistamisen tasot Lähde: Hatinen 2009 27
Teollisuuden kunnossapitokustannukset Oman työn osuus on pienentynyt ja palveluiden lisääntynyt. Työpanos ostetaan ulkoa. 28
Esimerkkejä kunnossapitoa tarjoavista yrityksistä ABB, Lassila&Tikanoja, YIT teollisuus, Konecranes, Caverion Machinery Service Finland Oy Machinery Service Finlandin teollisuuden kunnossapitopalvelut kattavat laitteiden koko käyttöiän asennuksesta aina jatkuvaan käyttövarmuuteen, ennakoivaan huoltoon ja yllättävien vikojen ympärivuorokautiseen korjaamiseen. Kuuluu Machinery konserniin. Mahro Oy Mahro Oy on teollisuuden kunnossapitopalveluja tarjoava yritys, joka pääasiallisesti tuottaa prosessiteollisuudelle suunnattuja huolto- ja ylläpitopalvelut. Metso Mill Service Kauttua Oy Yhtiön toimialana on kunnossapitopalvelujen myynti, laiteasennukset sekä asennusvalvonta teollisuudelle. Lisäksi muiden erikoiskoneiden korjausta ja huoltoa. 29
Kunnossapidossa esiintyviä termejä Mitataan kunnossapidon tehokkuutta Käyttövarmuus on kohteen kyky olla tilassa, jossa se kykenee suorittamaan vaaditun toiminnon tietyissä olosuhteissa ja tietyllä ajanhetkellä tai tietyn ajanjakson aikana, olettaen että vaadittavat ulkoiset resurssit ovat saatavilla. Tärkeä kunnossapidon onnistumisen mittari Toimintavarmuus R on kohteen kyky suorittaa vaadittu toiminto määrätyissä olosuhteissa vaaditun ajanjakson. Mittari: Vikaväli, MTBF= Mean Time Between Failures, keskimääräinen aika vikojen välillä. Kunnossapitovarmuus S kuvaa kunnossapito-organisaation kykyä suorittaa vaadittu tehtävä tehokkaasti määrätyissä olosuhteissa vaaditulla ajanhetkellä tai ajanjaksona. Mittari: Logistinen viive Kunnossapidettävyys M on kohteen kyky olla pidettävissä tilassa tai palautettavissa tilaan, jossa se pystyy suorittamaan vaaditun toiminnon määritellyissä käyttöolosuhteissa, jos kunnossapito suoritetaan määritellyissä olosuhteissa käyttäen vaadittuja menetelmiä ja resursseja. Mittari: Korjausaika, MTTR Virhekäytön esto on laitteiden ja järjestelmien tekninen ominaisuus, jolla estetään niiden virheellinen käyttö tai vaaran aiheuttaminen ympäristölle 30
Kunnossapidettävyys (Mittari:Korjausaika, MTTR) Kunossapidettävyyteen vaikuttavat tekijät: Luoksepäästävyys Kohteeseen suunniteltu ominaisuus, joka kuvaa helppoutta lähestyä ja päästä kohteeseen kunnossapitotehtävien suorittamiseksi. Esim kuljetusväylät ja nostomahdollisuudet Vaihdettavuus Suunniteltu ominaisuus, esim osien helppo vaihdettavuus. Testattavuus Suunniteltu ominaisuus, joka sallii kohteen tilan, kunnon tai toiminnan valvonnan ja tarkistamisen kohtuullisessa ajassa. Huollettavuus Suunniteltu ominaisuus, joka kuvaa huoltotoimenpiteiden suorittamisen helppoutta. Esim. pysäytystarve, huoltokohteiden sijainti, rakenteiden tai suojalaitteiden poistotarve, puhtaana pidettävyyden helppous, osavalikoiman suuruus, osien ja materiaalien yleinen saatavuus, huoltotoimenpiteiden turvallisuus ja niiden ajallinen kesto. Vian paikannettavuus Ominaisuus, joka mahdollistaa vian etsimisen ja paikannuksen laitteessa niin, että se voidaan korjata suunnitellusti. 31
Vikaantuminen Jokaisella vialla on oma syntymä ja kehitysmekanismi VIAN ALKU => KEHITTYMINEN => VIKAANTUMINEN Vikatila on kehitysketjun viimeinen lenkki Kunnossapidossa on tärkeämpää estää vikaantuminen kuin korjata vikoja tehokkaasti 32
Vikaantumisen eri vaiheet P1 vikaantuminen/kuluminen alkaa P2 tapahtuu repäisy, esim vahingossa tapahtunut ylikuormitus (Repäisy saattaa jäädä huomaamatta) P3 oirehtiva vika kiihtyy ( vaikeuttaa laitteen toimintaa ) 33
Kohteiden vikaantumiseen vaikuttaa: Kohde on väärin mitoitettu Kohdetta käytetään väärin Kohteeseen kohdistuu liian suuri kuorma Variaatio kohteessa ja sen toimintaympäristössä Kuluminen Erilaiset aikasidonnaiset tekijät Osa toimiva, mutta kokonaisuus ei Virheet spesifikaatiossa, suunnittelussa, valmistuksessa käytössä, kunnossapidossa jne. 34 Lähde: Komonen
Vikaantumisen pääsyyt : Japanilaiset TPM:n kehittäjät ovat perusteellisesti tutkineet vikaantumista. Heidän mukaansa vikaantumisella on viisi pääsyytä (Nakajima 89): 1.Laitetta ei käytetä oikealla tavalla. Oikeaa käyttötapaa ei joko tunneta tai lähestymistapa ei ole oikea. Työtä saatetaan jakaa minä käytän sinä korjaat periaatteella. Laitteiden käyttäjät kyllä havaitsevat vikojen oireita, mutta eivät ryhdy toimenpiteisiin, koska laitteen käyttäjän toimenkuvaan ei kuulu korjaaminen ja raportoinitkin saattaa olla työlästä ja osaaminen huonoa. 2.Käyttäjien ja kunnossapitäjien ammattitaito on liian kapea (keskittyy korjaamiseen). Tarkastuksissa ei huomata oirehtivia vikoja, vian oireet tulkitaan väärin sekä laitetta käytetään ja kunnossapidetään väärin. Useinmiten väärinkäyttö on tahatonta ja siten vaikeaa huomata. 35
3.Laitteen ikääntymisen aiheuttamaa toimintakyvyn heikkenemistä ei havaita tai korjata tai se hyväksytään. Toimintakyvyn muutokset sekä vähittäisvikaantuminen ovat vaikutuksiltaan pieniä ja muutokset selviävät vain vertailemalla. 4.Laitteen käyttöolosuhteet eivät ole optimaaliset. Lika esimerkiksi saattaa aiheuttaa lämpenemistä tai rajoittaa liikeratoja tai ylimääräiset varastot tukkivat pääsyn tarkastuspisteiden luokse. 5.Laitteen suunnittelussa ei ole riittävästi huomioitu todellista käyttöä tai käyttöolosuhteita. Tarkastuspisteet saattavat sijaita vaikeasti avattavien luukkujen takana. 36
Vian havaitseminen aistein Suurin osa alkavista vikaantumisista voidaan havaita pelkästään ihmisen aistein. Käyttäjät huomaavat muutokset koneen toiminnassa ensimmäisinä ja voivat nopealla reagoinnilla estää suurten vahinkojen syntymisen (Markkanen, 2007) 37
Viallinen hydraulisylinteri Lähde: Kunnossapitoyhdistys 38
Vikaantuminen ja aika Perinteinen käsitys vikaantumisesta ns. ammekäyrä Kyseenalaistui 1960-luvulla( Nolan ja Heap), sillä perinteisellä mallilla vikaantumista ei saatu hallintaan, vaikka jopa 85 % lentokoneen osista vaihdettiin säännöllisesti 39
Aikaan pohjautuva vikaantuminen Teollisuudessa esiintyvistä vioista noin 80 % on vikojen D, E ja F mukaisia Ennakoivan kunnossapidon keinoin voidaan löytää vain n 10 % vioista(john Moubray) Joka kerta kun kone avataan, suljetaan tai korjataan->kone altistuu vikaantumismekanismeille A tai F. Tapahtuu jopa 72 % tapauksista. 40
41
Ruotsalainen SKF on tutkinut laakerien vikaantumista. Syyt ovat: Asennusvirheet 16% Puutteellinen voitelu 36% Epäpuhtaudet 14% Muu syy (epätasapaino, irronnut osa, normaali väsyminen) 34% Normaalia väsymistä lukuunottamatta mikään syistä ei ole ajasta tai käytöstä riippuva. 42
Huolto Huollon ja ehkäisevän kunnossapidon tehtävät ovat osittain päällekkäisiä Huoltamalla pidetään yllä koneen käyttöominaisuuksia tai palautetaan heikentynyt toimintakyky ennen vian syntymistä tai estetään vaurion syntyminen Huolto tehdään määrävälein Ennakoidut huoltoseisokit vievät vähemmän aikaa kuin ennakoimattomat huoltoseisokit esim viiveaikojen kautta 43
Kunnonvalvonta Kunnonvalvonnalla määritetään kohteen toimintakunnon nykytila ja arvioidaan sen kehittyminen mahdollisen vikaantumis-, huolto- ja korjausajankohdan määrittämiseksi. Kunnonvalvonnan periaatteet: - Tarkkaile kriittisiä osia - Korjaa vioittuneet ja huonokuntoiset komponentit - Jos laite toimii, älä koske siihen Kunnonvalvonnan toimenpiteitä ovat aistein sekä mittalaittein tapahtuvat tarkastukset ja valvonta sekä mittaustulosten analysointi. Valvonta, vianmääritys(diagnostiikka) ja ennusteen laatiminen Kunnonvalvonta tuottaa lähtötietoja ehkäisevän kunnossapidon, korjauksen ja muiden huoltopalveluiden suunnitteluun ja toteutukseen. 44
Esimerkki prosessiteollisuuden kunnossapidosta 45
Esimerkki prosessiteollisuuden kunnossapidosta Perustuu vikatilastoihin ja todennäköisyyslaskentaan Mitoitetaan komponentteja laskennallisin perustein Vaatii pitkän aikavälin tuloksia eri koneista. 46
Tilastollinen kunnonvalvonta Perustuu vikatilastoihin ja todennäköisyyslaskentaan Mitoitetaan komponentteja laskennallisin perustein 47
Esimerkki sähkömoottorin vianhkukaaviosta 48 http://www.vem.fi/uutiset/uutiset/moottoreiden-korjaavan-kunnossapidontulevaisuus
Tietotekniikka kunnossapidon apuna Tietokoneavusteinen kunnonvalvonta on osa modernia kunnossapitoa nykypäivänä Tietotekniikkaa ja tietojärjestelmiä käytetään kunnossapidossa mm tiedon tallentamisessa, sen käsittelyssä ja koneiden etävalvontaan. Mahdollistaa koneiden reaaliaikaisen seuraamisen Tallennettu tieto laitteista, tapahtumista ja toimenpiteistä sekä tunnusluvut auttavat päätösten teossa Internet Intranet Extranet. Internet-teknologia on lyömässä itsensä laajasti läpi, Web-selain tulee lähitulevaisuudessa olemaan kaikkien kunnossapito-ohjelmien ja eri ympäristöjen käyttöliittymänä. Kunnossapitojärjestelmien käyttäjille tulee tarjolle yhteinen käyttöliittymä kaikkiin toimintoihin myös eri järjestelmissä 49
50 EHM=engine health management
Älykäs kenttälaite Nykyisin järjestelmissä painottuu helppokäyttöisyys, avoimuus ja liityntä perinteisiin tehtaan PC-verkkoihin ja tiedonhallintajärjestelmiin Kommunikointi hajautetun I/O-yksikön ja prosessiaseman välillä tapahtuu kenttäväylän kautta. Langattomuus lisääntyy 51
On-line tiedonkeruu ja analysointi Kiinteästi asennettava kunnonvalvontajärjestelmä 52
Esimerkki valvomosta Käytettävyys Advanced diagnostics Huoltoajastimet FRACAS =(A Failure Reporting, Analysis and Corrective Action System) FINN-POWER Oy - Kauhava, Finland. All rights reserved. Date: 22032010 Jari Holma Page 53
Kunnossapidon tuotannollinen merkitys konepajassa Kova kilpailutilanne pakottaa tuottavuuden kasvuun Toimitusvarmuus, tuotteiden laatu ja varastoinnin optimointi ovat merkittävimmät kunnossapitoa ohjaavat tekijät Välivarastot ovat tyypillisesti pieniä tai niitä ei ole. Tämä asettaa koneiden luotettavuudelle suuria vaatimuksia Koneet voidaan jakaa niiden kriittisyyden perusteella jakaa kolmeen luokkaan: - avainkoneet - muut tärkeät koneet - toisarvoiset koneet 54
Konepaja kunnossapidon erityispiirteitä Valtaosa valmistavan teollisuuden konepajalaitteista on haastavia kunnossapidon osalta Laitteita menee yllättäen ja hallitsemattomasti rikki Mittaavan kunnossapidon tuntien suhde koko kunnossapidon työtunteihin on matala jopa alle prosentin luokkaa. Laitteiden operointi on paljolti yksittäisten käyttäjien vastuulla, ja vikaantumisen tunnistaminen ja ennakoitavuus ei ole systemaattista. Parantavaa kunnossapitoa tehdään vähemmän kuin yleisesti teollisuudessa. Teollinen internet (HS 31.08.13) Lisää älyä konepajatuotteisiin 55
Konepajakunnossapidon erityispiirteitä Konepajojen keskimääräinen vikojen korjausaika on selvästi pidempi kuin muussa teollisuudessa. Esim varaosien saatavuus Konepajateollisuuden huolena on viime aikoina ollut Suomen laitekannan ikääntyminen Eri-ikäisiä tuotantokoneita on runsaasti ja automatisointiaste vaihtelee 56
Automaattinen tiedonkerääminen Kehittyneemmät järjestelmät seuraa koneiden käyttötuntimääriä ja toimintakertoja on-line. http://dashboard-demo.org.aalto.fi:3030/index Henri Tokola 57
Automaattinen kunnonvalvontajärjestelmä Yleistyneet konepajoissa automaatioasteen yleisen kasvun myötä Moderneissa NC-koneissa on vikadiagnostiikkajärjestelmä Suuri osa rajakytkimien vikaantumisista voidaan monitoroida itsediagnostiikalla Valvottavia kohteita esim rajakatkaisijat, anturit, sulakkeet, piirit ja muistikortit. Öljytasot, akseliservot ja moottorien lämpötilat Työstökoneiden huoltohistorian kerääminen on avainasemassa käytettävyyden ylläpidon ja parantamisen optimoinnissa Esim. Y-akselilla 10 mittauspistettä. Servon ottaman virran perusteella nähdään, jos akseli ahdistaa tietystä kohtaa. 58
Työstökoneiden käyttäjien kunnonvalvonta Päivittäisten ja viikoittaisten tarkastusten yhteydessä tarkistetaan vähintäänkin seuraavat kohdat: - nestevuodot - kulumat koneen osissa - rikkoutuneet suojukset - irtonaiset tai löysät osat - välykset, klappi - osien kuumeneminen - voitelu (johdepinnat ja muut vastaavat kohteet) - öljymäärien seuranta minä ajan konetta, sinä korjaat sen ajattelutavasta irti http://www.arroweng.fi/fi/portfolio-item/valmettechnologies-oy/ Lähde Promaint 6/13 59
Mittauksiin perustuva kunnonvalvonta Koneen kunnon mittaukset. Geometriset ja dynaamiset mittaukset Työstökokeet Valmiiden kappaleiden laadun seuraaminen Koneen ominaisuuksien mittaaminen kuten: -värähtely -ääni -lämpötila -öljyanalyysit 60
Laitetason kunnossapito 61
Työstökoneiden käyttäjien kunnonvalvonta Aistivarainen kunnonvalvonta Päivittäisten ja viikoittaisten tarkastusten yhteydessä tarkistetaan vähintäänkin seuraavat kohdat: - nestevuodot - kulumat koneen osissa - rikkoutuneet suojukset - irtonaiset tai löysät osat - nykivät liikkeet - rahina, vinkuna.. -tärinä - välykset, klappi - osien kuumeneminen - voitelu (johdepinnat ja muut vastaavat kohteet) - öljymäärien seuranta Lähde Promaint 6/13 62
Operaattorin merkityksen korostaminen Kohottaa käytettävyyttä Metso Rautpohja ja Rexam 63
Työstökoneiden määräaikaistarkastukset Työstökoneiden määräaikaishuoltokohteisiin kuuluvat yleensä: - hydraulijärjestelmien ja vaihteistojen öljynvaihdot - kärkien, istukan, kuulamutterien ja tukilaakerien voitelu - suodattimien vaihto (ohjauskaappi, hydraulijärjestelmä, pneumatiikkajärjestelmä) - kiilahihnojen tarkastus/vaihto - sähkömoottorien puhdistus, tasavirtamoottorien hiilien vaihto - johdepyyhkijöiden ja rajakatkaisijoiden tarkistus - tiivisteiden tarkastus - kara- ja työkalukartioiden tarkastus - työkalunvaihtajan liikkeet - ohjausjärjestelmän tarkastus (jännitetasot, liittimet, releet/kontaktorit) - käyttökatkaisijoiden tarkastus - sähköjohdot ja hydrauliletkut 64
RCM(Reliability Centered Maintenance)=luotettavuuskeskeinen kunnossapito Menetelmä vakiintunut lento-,kone-ja ydinvoimateollisuudessa RCM on systemaattinen menetelmä kunnossapidon suunnittelun avuksi RCM on menetelmä, jolla haetaan teknis-taloudellisesti optimaalisia ratkaisuja ennakoivassa kunnossapidossa ja jonka avulla saadaan riskit hallintaan. Laitteet luokitellaan tärkeysjärjestykseen, jolloin tärkeitä laitteita hoidetaan tarkemmin kuin vähemmän tärkeitä. Laitteille laaditaan kriittisyysluokitus, jossa on kolme luokkaa: - Kriittisimmät - Melko kriittiset - Vähemmän kriittiset laitteet RCM:n avulla pystytään kohdentamaan resurssit oikein ennakoivassa kunnossapidossa 65
RCM-ennakkohuolto 66 Lähde: Promaint
Millaista kunnossapitoa seuraavat tuotantoprosessit edellyttävät? 67
SGe Service concept 1. Huolto-ohjelma Huollon tehtävä (1): Vikaantumisen estäminen ESIM: Levynkiinnittimet 1. Functions 2. Functional failures 3. Failure modes 4. Failure effects 5. Failure concequenc. 6. Proactive tasks 7. Default actions Pitää levystä kiinni Avautuu ja sulkeutuu Tunnistaa levyn ja sulkeutuu rajakytkimen ohjaamana Liikkuu lattajohteella, kun lukitus auki Pysyy paikallaan lattajohteella, kun lukitus kiinni Ei pidä levystä kiinnii Ei avaudu / sulkeudu Ei tunnista levyä tai tunnistusetäisyys väärä Liikkuu huonosti tai ei ollenkaan lattajohteella Luistaa lattajohteella Nastat kuluneet puristusvoima ei riitä (paineilma/jousi?), lika, voitelun puute Lika, voitelun puute, paineilmaletku vuotaa/tukossa Rajakytkin rikki tai väärin säädetty, kara ei liiku, lika, voitelun puute, kaapelirikko Voitelun puute, paineilmaletku vuotaa/tukossa Check function and adjustment of limit switch. Check movement and lubricate limit switch spindle. Check condition of clamp pins. Replace if necessary. Lubricate clamps upper jaw axis and test opening of the clamps. Clean and lubricate clamp rail Check pneumatic tubes for leaks Check (visually) condition of electric cables Replace cables and pneumatic FINN-POWER tubes Oyafter - period of XX (FTM) Kauhava, Finland. All rights reserved. Page Date: 69 22032010 Jari Holma
Esimerkki levytyökeskuksen huolto-ohjelmasta 1.Mitkä ovat laitteen toiminnot ja minkä suorituskykytason käyttäjä siltä edellyttää nykyisissä toimintaolosuhteissa? (functions) 2.Millä tavoin laite vikaantuu ja on siten kykenemätön täyttämään vaaditut toiminnot? (functional failures) 3.Mitkä ovat syyt kuhunkin toiminnalliseen vikaan? (failure modes) 4.Mitä tapahtuu kunkin vian ilmettyä? (failure effects) 5.Millä tavoin kukin vika vaikuttaa, mikä on niiden merkitys? (failure consequences) 6.Mitä voidaan tehdä kunkin vian ennustamiseksi tai ennaltaehkäisemiseksi? (proactive tasks and task intervals) 7.Mitä pitäisi tehdä, jos soveltuvaa ennakoivaa toimenpidettä ei ole määriteltävissä? (default actions) Lähde: 70 FINN-POWER Oy - Kauhava, Finland. All rights reserved. Date: 22032010 Jari Holma
SGe Service concept 2. Huoltotarpeen ja ajankohdan määrittely - Huoltoajastin 1. Huolto-ohjelman syöttö Ennakkohuoltomodulien nimet Niiden suoritusajat on sidottu huoltoajastimeen 2. Suunnitellun työajan syöttö. Kuinka monta tuntia / vuosi. Esim. 2000h (yksi vuoro, 4000h (kaksi vuoroa) 3. Seuranta Esim. kaksi janaa, joissa alempi näyttää kalenterin ja ylempi käyttötunnit. Ylempää voidaan skaalata suunnitellun / skaalautuu toteutuneen käyttöajan mukaan 4. Laskee tulevan huoltotarpeen toteutuneen ajoajan mukaan ja ilmoittaa huoltotarpeesta esim. 1kk ennen huoltoajankohtaa PM-RH1 PM-RH2 PM-RH1 PM-RH3 PM-RH1 PM-RH2 PM-RH1 PM-RH4 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000 Maintenance timer PM-M12 PM-M24 12 24 Months Jossain vaiheessa käyttömäärään perustuva huoltoajankohdan määrittely on konvertoitava kalenteriajaksi, koska huolto-organisaatio kuitenkin toimii kalenterin mukaan. Huoltopäiväkirja FINN-POWER Oy - Kauhava, Finland. All rights reserved. Page Date: 71 22032010 Jari Holma
Kuntoon perustuva ennakkohuolto Vika poistetaan ennen käyttöhäiriön ilmaantumista 72 Lähde: Mikko J. L ehtola Metso
Laakereiden kuuntelu ja värähtelymittaukset ovat olennainen osa tarkastustoimintaa. 73
Esimerkki öljyanalyysistä Kulumisen vakavuus riippuu kulumishiukkasten irtoamissyvyydestä Lähde Promaint 2/2013 74
Kunnossapidon tulevaisuuden haasteita Ikääntyvä laitekanta täytyy pitää toimintakuntoisena. Uusia kunnossapitoa tarvitsevia kohteita, kuten tehtaita syntyy vähän. Kunnossapidon globalisoituminen esim yritysostojen kautta 75
Lisää haasteita Tuotantoprosessien häiriöttömyys Ehkäisevän kunnossapidon tehokkuus Henkilöstön motivaatio ja sitoutuminen Käytön ja kunnossapidon yhteistyö Tärkein kunnossapidon muutosvoima nykyisin ja tulevaisuudessa on tarve kehittää tuotannon toimitusvarmuutta. 76
Kunnossapidon tulevaisuuden trendejä Langattomien päätelaitteiden lisääntyminen -> tiedon määrä lisääntyy -> reagointinopeus poikkeamiin nopeutuu. Esineiden internet(iot) Muuttaa toimintatapoja Ohjelmistojen kehittyminen ->kunnossapito muuttuu ohjelmointityöksi. Laitteet muuttuvat älykkäimmiksi. Ulkoistuksesta palataan sisäistykseen Ei hallitsemattomia alasajoja Energiatehokkuuden merkityksen kasvu 3D-tulostus kunnossapitotoiminnassa 77
78 Lähde: Petri Salo SSG
Kysymyksiä? 79