Conditie-gestuurd onderhoud en voorraadbeheer in het kader van diensten na verkoop

Kapitaalgoederen, zoals productieapparatuur, vereisen onderhoud om te blijven functioneren. Onderhoud kan worden uitgevoerd wanneer een onderdeel defect raakt en moet worden vervangen (correctief onderhoud), of het onderhoud kan preventief worden uitgevoerd. Preventief onderhoud kan op periodieke basis worden gepland (periodiek onderhoud), of het kan geïnitieerd worden door een bepaalde geobserveerde staat (conditie-gestuurd onderhoud, CGO).

CGO maakt gebruik van de feitelijke staat van het onderdeel om te beslissen wanneer het onderdeel moet worden onderhouden en/of vervangen, waardoor de levensduur van de machine wordt gemaximaliseerd, terwijl het aantal onderhoudsinterventies wordt geminimaliseerd. In dit proefschrift combineren we CGO op één (geobserveerd) onderdeel, met correctief en periodiek onderhoud op de andere onderdelen van dezelfde machine. We implementeren twee grenzen op het degradatieniveau om te beslissen wanneer het geobserveerde onderdeel moet worden onderhouden: wanneer het degradatieniveau van het geobserveerde onderdeel de opportuniteit grens overschrijdt, zal het geobserveerde onderdeel gezamenlijk onderhouden worden met andere onderdelen van de machine, bijvoorbeeld tijdens een (geplande) onderhoudsinterventie, of wanneer correctief onderhoud vereist is bij het falen van een ander onderdeel. Indien geen opportuniteit zich tijdig aanbiedt, overschrijdt het degradatieniveau de interventie grens. In dat geval wordt er een extra onderhoudsinterventie gepland voor het geobserveerde onderdeel om de potentiële storing van dit onderdeel te voorkomen. Beide grenswaarden zijn geoptimaliseerd om de totale verwachte onderhoudskosten van het geobserveerde onderdeel te minimaliseren of om de stilstand van de machine veroorzaakt door het geobserveerde onderdeel te minimaliseren. Door middel van een uitgebreid numeriek experiment tonen wij de potentiële voordelen aan van dit hybride onderhoudsbeleid met twee degradatiegrenzen in vergelijking met het gebruik van een traditioneel periodiek onderhoudsbeleid. Ook identificeren wij de belangrijkste drijfveren van ons hybride onderhoudsbeleid. We vergelijken onze resultaten ook met hetzelfde onderhoudsbeleid waarbij maar één van beide grenswaarden geïmplementeerd is.

We concluderen dat ons hybride CGO-beleid de onderhoudskosten aanzienlijk kan verlagen. Daarom bepalen we ook hoeveel van deze besparing overblijft, wanneer het monitoren van de mogelijke storingen van een onderdeel onvolledig is. We implementeren hetzelfde hybride CGO-beleid met een opportuniteit en interventie grens op het degradatieniveau om te beslissen wanneer het geobserveerde onderdeel moet worden onderhouden. In tegenstelling tot het initiële model, wordt nu slechts een percentage van de storingen geanticipeerd door de geobserveerde degradatiedata. We optimaliseren beide grenswaarden, rekening houdend met de onvolledige observatie. Een numeriek experiment toont de impact van een dergelijke onvolledige observatie aan.

Reserveonderdelen vormen een essentiële vereiste om onderhoud te kunnen uitvoeren. Voor veel bedrijven is het onduidelijk welke impact de verschillende types onderhoudsbeleid heeft op de resulterende voorraadvereisten voor de reserveonderdelen die worden gebruikt voor de onderhoudsinterventies. We bestuderen de impact van het onderhoudsbeleid op de voorraadvereisten en de bijbehorende kosten. Een preventief beleid verhoogt de totale vraag naar reserveonderdelen in vergelijking met correctief onderhoud, omdat bij preventief onderhoud niet de gehele levensduur van de onderdelen benut wordt. Dit leidt tot hogere voorraadvereisten. Echter bevat een preventief onderhoudsbeleid ook voorafgaand inzicht in de vraag naar reserveonderdelen, aangezien de preventieve interventies van tevoren worden gepland. Met behulp van een simulatiestudie laten we zien dat door het gebruik van deze voorafgaande vraaginformatie bij het beheer van de voorraad reserveonderdelen, de toename van de voorraadvereisten van een preventief onderhoudsbeleid grotendeels kan worden gecompenseerd; voor CGO constateren wij dat voorraden zelfs lager kunnen zijn in vergelijking met correctief onderhoud. Onze analyse werpt licht op het gedrag van de voorraad gerelateerde kosten in het kader van verschillend onderhoudsbeleid.

Alle modellen voorgesteld in dit proefschrift zijn gevalideerd en gebruikt bij een producent in de perslucht- en generatorindustrie.