Lezing ANVR, Utrecht, 8 maart 2012
Meer met minder: Hogere beschikbaarheid tegen lagere kosten Geert-Jan van Houtum Hoogleraar Maintenance & Reliability
Technische systemen
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 1
Moore’s Law
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 2
Lange-termijn trends • Onderhoud complexe systemen wordt te ingewikkeld voor gebruikers zelf • Gebruikers eisen hogere beschikbaarheid (minder stilstand) • Gebruikers kijken naar TCO
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 3
Lange-termijn trends • Onderhoud complexe systemen wordt te ingewikkeld voor gebruikers zelf • Gebruikers eisen hogere beschikbaarheid (minder stilstand) • Gebruikers kijken naar TCO
• Onderhoud wordt uitbesteed naar een derde partij of OEM (pooling resources, pooling data, remote monitoring) • Extremer: Men verkoopt de functie plus beschikbaarheid • Feedback naar design (betere systemen, hogere duurzaamheid)
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 4
INHOUD • • • • • •
Inleiding Meer met minder Voorbeeld 1: Slimme spare parts planning Voorbeeld 2: Redundantie inbouwen Voorbeeld 3: Condition based maintenance Conclusie
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 5
Meer met minder
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 6
Meer met minder Systeembeschikbaarheid 100%
TCO
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 7
Minder met minder Stilstand
TCO
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 8
Stilstand vs. TCO
Stilstand = ST x (DM + RT) Stilstand
ST: Aantal storingen per jaar DM: Tijd voor diagnose en aanvoer middelen RT: Reparatietijd
TCO
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 9
Onderzoeksthema’s Stilstand ST DM RT Thema 1 Thema 2 Thema 3
Thema’s: 1. Service Supply Chain Voorbeeld 1 2. Onderhoudsconcepten Voorbeeld 3: CBM 3. Design for Availability Voorbeeld 2 /School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 10
Voorbeeld 1: Slimme spare parts planning (cf. Kranenburg & Van Houtum [EJOR, 2009])
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 11
Probleem • Gegeven: • • • •
OEM van high-tech systemen 19 lokale voorraadpunten 1451 SKU’s (dure t/m goedkope) Men gebruikt laterale shipments op operationeel niveau • Kosten: Voorraad- en transportkosten
• Vraag: Hoeveel leg je op voorraad? (tactisch beslissingsprobleem) /School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 12
Ontwikkeld: Voorraadmodel met laterale shipments Lokale voorraden
Klanten
• Model voor meerdere lokale voorraadpunten • Integrale voorraadbeheersing • Multi-item setting!
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 13
Vergelijking • Scenario 1: • Houdt geen rekening met laterale shipments op tactisch planningsniveau (planning per voorraadpunt) • Gebruik wel laterale shipments op operationeel niveau
• Scenario 2: • Houdt al wel rekening met laterale shipments op tactisch planningsniveau (integrale planning)
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 14
Vergelijking (2) • Scenario 1: • Houdt geen rekening met laterale shipments op tactisch planningsniveau (planning per voorraadpunt) • Gebruik wel laterale shipments op operationeel niveau
• Scenario 2: • Houdt al wel rekening met laterale shipments op tactisch planningsniveau (integrale planning)
=> Scenario 2 is 32% efficienter dan scenario 1
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 15
Voorbeeld 2: Redundantie inbouwen (Cf. master thesis Vlasblom [2009])
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 16
Deliverable Een calculatiemodel voor de bepaling van de systeembeschikbaarheid en TCO van een gegeven systeemontwerp in de early-sales phase van een project Focus: Baggageafhandelingssystemen
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 17
Model ontwikkeling Configuratie van een systeem Transport zone
Check in zone
Check in area
Section: Belt floorveyor
Section: Weighing belt
section level (building blocks) zone level area level system level /School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 18
Model ontwikkeling (2) Invloed op beschikbaarheid via betrouwbaarheid Hogere betrouwbaarheid - Hogere beschikbaarheid - Hogere investering
Equipment System redundancy
Inspections and Preventive Maintenance
Modifications and Retrofits
Constant
Meer inspecties - Hogere beschikbaarheid - Hogere onderhoudskosten
Meer redundantie - Hogere beschikbaarheid - Hogere investering /School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 19
Model ontwikkeling (3) Invloed op beschikbaarheid via stilstand
Equipment System redundancy
Inspections and Preventive Maintenance
Modifications and Retrofits
Constant
Constant
Constant
Hogere spare parts voorraad - Hogere beschikbaarheid - Hogere investering in spare parts /School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 20
Case 2 ontwerpalternatieven: met en zonder redundantie
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 21
Case (2) Ontwerp met redundantie: • Initiële investering: 21% Maar: • TCO: 5% • Stilstand: 30%
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 22
Voorbeeld 3: Condition based maintenance (Cf. master thesis Cakir [2011])
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 23
Customer support netwerk Centraal niveau: Reg. repl.: Verzamelen van 1-2 weken veel parameters
Locaal voorraadpunt Klanten met contracten
Centraal voorraadpunt Emergency Shipm.: 1-2 dagen
Aanvoer spare parts
Directe verkopen /School of Industrial Engineering
Laterale verzendingen: Een paar uur
Klanten met contracten Reg. repl.: 1-2 weken
Locaal voorraadpunt
3/7/2012
PAGE 24
Data verzameld op centraal niveau (voor 1 bepaalde kritische module) Sample Data MACHINE NUMBER
• Condition data: parameters die directly of indirect gerelateerd zijn aan de gezondheid van Module X • Faaldata: faaltijdstippen
/School of Industrial Engineering
TIME STAMP
VALUE
MACHINE SITE TYPE ID
CUSTOMER CUSTOMER CUSTOMER PARAM CONTINENT COUNTRY NUMBER ID
M1297 M2572 M2488
17‐Dec‐09 22‐Oct‐09 30‐Jul‐09
‐8.856 T0010 ‐8.9597 T0005 ‐3.9977 T0083
1288 Asia 665 Asia 755 Other
South Korea 188 Singapore 2046 Other OT01
M0822
14‐Jul‐09
‐4.0141 T0016
1284 Asia
South Korea 188
960
M1621
08‐May‐09
‐3.8854 T0010
South Korea 1146
957
M1647
23‐Oct‐09
‐3.9167 T0001
1294 Asia North 277 America
USA
196
966
M0003
21‐Jul‐09
‐3.873 T0010
1291 Asia
South Korea 188
990
M0004 M2862 M2631
21‐Feb‐09 27‐Aug‐09 06‐Jan‐09
‐3.8264 T0010 ‐3.7398 T0004 ‐8.551 T0004
1291 Asia 629 Asia 801 Europe
South Korea 188 Taiwan 222 France 192
966 993 972
M1141 M3241 M0051 M1171 M1171
10‐Aug‐09 22‐Apr‐09 05‐Sep‐09 28‐Feb‐09 12‐Aug‐09
‐6.8885 ‐8.551 ‐8.9597 ‐3.9977 ‐6.8885
1290 629 1178 629 629
South Korea Taiwan Taiwan Taiwan Taiwan
966 963 996 987 990
M1614
04‐Dec‐09
‐8.551 T0007
1284 Asia
South Korea 188
990
M1951
16‐Jul‐09
‐8.9597 T0019
1286 Asia
South Korea 188
960
M2785
05‐Jul‐09
‐3.9977 T0010
1291 Asia
South Korea 188
996
T0011 T0010 T0008 T0006 T0006
Asia Asia Asia Asia Asia
1146 222 386 222 222
3/7/2012
3756 990 981
PAGE 25
Data: geordend per machine MACHINE MACHINE CUSTOMER TIMESTAMP NUMBER TYPE ID M0005 M0005 M0005 M0005 M0005 M0005 M0005 M0005 M0005 M0006 M0006 M0006 M0006 M0006 M0006 M0006 M0006 M0006
07‐Jan‐09 13‐Feb‐09 16‐Feb‐09 17‐Feb‐09 19‐Feb‐09 01‐Mar‐09 07‐Mar‐09 10‐Mar‐09 06‐Apr‐09 06‐Apr‐09 22‐Apr‐09 01‐Jun‐09 09‐Jun‐09 22‐Jul‐09 24‐Jul‐09 14‐Aug‐09 14‐Aug‐09 16‐Aug‐09
/School of Industrial Engineering
T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007 T0007
C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058 C1058
P955
P956
P957
P958
P959
P960
P961
‐6.8961 ‐7.3892 ‐7.4847 ‐7.5400 ‐7.5305 ‐7.6871 ‐7.7783 ‐7.7222 ‐8.0890 ‐7.9700 ‐8.1674 ‐8.5568 ‐8.5599 ‐8.7384 ‐8.8330 ‐8.9163 ‐8.9392 ‐8.8599
‐6.8860 ‐7.3831 ‐7.4738 ‐7.5320 ‐7.5201 ‐7.6767 ‐7.7686 ‐7.7109 ‐8.0804 ‐7.9602 ‐8.1635 ‐8.5504 ‐8.5553 ‐8.7350 ‐8.8257 ‐8.9142 ‐8.9371 ‐8.8574
‐6.8910 ‐7.3862 ‐7.4792 ‐7.5360 ‐7.5253 ‐7.6819 ‐7.7734 ‐7.7165 ‐8.0847 ‐7.9651 ‐8.1654 ‐8.5536 ‐8.5576 ‐8.7367 ‐8.8293 ‐8.9153 ‐8.9381 ‐8.8586
‐6.9177 ‐7.4487 ‐7.5021 ‐7.5974 ‐7.5479 ‐7.7032 ‐7.7954 ‐7.7396 ‐8.1049 ‐7.9858 ‐8.2214 ‐8.5730 ‐8.6090 ‐8.7869 ‐8.8461 ‐8.9639 ‐8.9871 ‐8.9078
‐6.8542 ‐7.3123 ‐7.4451 ‐7.4640 ‐7.4915 ‐7.6489 ‐7.7414 ‐7.6819 ‐8.0527 ‐7.9337 ‐8.0994 ‐8.5239 ‐8.4949 ‐8.6755 ‐8.8004 ‐8.8553 ‐8.8776 ‐8.7988
‐6.8860 ‐7.3805 ‐7.4736 ‐7.5307 ‐7.5197 ‐7.6761 ‐7.7684 ‐7.7107 ‐8.0788 ‐7.9597 ‐8.1604 ‐8.5484 ‐8.5519 ‐8.7312 ‐8.8232 ‐8.9096 ‐8.9323 ‐8.8533
‐3.7979 ‐4.3121 ‐4.3567 ‐4.3823 ‐4.3793 ‐4.5276 ‐4.6072 ‐4.6219 ‐4.9698 ‐4.9725 ‐5.1675 ‐5.6113 ‐5.6860 ‐6.2033 ‐6.1697 ‐6.3815 ‐6.3531 ‐6.4169
3/7/2012
PAGE 26
Analyse van faaldata 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146
0
-1
P1 P2 P3
-2
P4 -3
P5 P6
-4
-5
Failure Instant -6
-7
-8
STERKE CORRELATIE TUSSEN FAAL- EN CONDITIE DATA /School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 27
Voorspelling van failures Resultaten: • Ontwikkelde voorspelmethode was in staat om 70% van de failures te voorspellen • Geen valse voorspellingen • Tijdstip van een failure kan een paar weken vooruit voorspeld worden. Volgende stap: Hoe kan dit worden gebruikt voor preventieve vervangingen?
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 28
Conclusie
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 29
Meer met minder kan! • Creëer pooling voor je data en resources • Ontwerp je systemen anders • Er zit veel potentie in remote monitoring & CBM
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 30
Vragen?
/School of Industrial Engineering
3/7/2012
PAGE 31
