森瑟传感器在在线监测维修上的应用

多年来,状态维修或CBM以诊断性维修、机器健康评估、预测维修等不同的名义应用在造船、航空及其他在线流程工业,如钢厂、电厂等,都展现CBM对其生产的运行是必不可少的。本文提出了一个探索中的状态维修的费用模型,它可适用于任何公司,根据故障及修理费用的一些数据进行经济评价及决定CBM是否可行。状态维修的基本概念和定期维修( TSM)不同,被监测的机器或设备的部件并不是离线,以便在一个预定的时间进行预防维修。常规的PM战略是避免无计划和无安排的停机,从过去的故障或事故的数据统计来计算出一个合适的大修或维修间隔时间。预防维修的实施主要决定于被监测机器部件的实际状态。

监测可以在线或离线,而在线监测是完成于机器的运行过程中。能观察到的可能关键参量是温度、压力、振动和速度。在线可以是连续的或周期的。离线监测是完成于因其它管理原因而停机时。裂纹、对中及腐蚀或其他一些特征值都可在离线时检查出来。

表1示出能用以在不同工厂监测不同部件的参量分类。

为了使工业部门和公司能够自己评估那些已经很好配置的状态监测设备,特此推荐一个费用模型。在有计划的预防维修情况下,这个模型能够决定在费用方面最佳的大修周期。下面将叙述状态维修模型的发展。

1、费用节约

CBM节约的费用可分为以下几种:

(1)减少意外事故

(2)免除按时间计划的大修

(3)延长使用寿命

(4)减少停机时间

(5)减少维修人工

(6)减少备件库存

与CBM有关的费用有设备投资及安装费用、培训费用、以及在诊断维修中经过培训的专业人员费用(需从实际维修或修理班组中分离出来)。

2、费用模型的开发

2. 1减少意外事故

在考虑到有关设备或组件的故障概率分布情况下,可以计算出减少的事故次数,共有两种情况应予考虑

2.2减少维修人工

由于正常操作下导致的故障停机次数因采用CBM而减少,故可期望此活动中的维修队伍的规模也会有所减小,在CBM下,维修将成为可预测、更有计划和更有组织的活动。

期望的人工节约可设定为CBM对TSM的工时节约部分。如C6是在TSM下维修人工的费用,则在CBM下维修人工费用的节约可按下式计算:

图片

但是在CBM下,还需要一些另外的技术人员以便完成诊断和预测的功能。这些未曾包括在维修人工范畴内的费用,将计入到CBM的费用栏下。

2. 3减少备件库存

当不可能预测何时故障将会发生时,就需准备充足的备件,以应付计划外的停机,和有利减少停机时间。然而,在CBM下,很多即发故障可以事先预测出来。在这种情况下,备件可在需要时订货,而不必预置库存。这种备件库存的费用节约,可设定为与减少的意外事故成正比。如果C7为在TSM下所需的维修备件费用,则从CBM可得到的费用节约将如下式所示:

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3、状态维修的净费用节约

状态监测的费用,主要包括为使该体制获得成功而必须用于检测与分析的设备费用,以及用于诊断与预测的技术人员的费用。这些项目的年度费用已列入前述分析中的CO。

但是费用节约是以单位时间计算的,它相当于平均故障率的时间单位。引入CBM体制后所能获得的年度费用节约S可表达为:    

 式中T为在一年中设备运行时间的单位数。


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