Economical analysis of condition based maintenance on railway systems

Abstract

Bakım-onarım sanayide kaçınılmaz bir gerçektir. Bakım-onarım işlemlerinin sistem güvenliğiyle olan direk bağlantısı ve bakım onarım masraflarının işletme maliyetlerinde önemli bir yer tutması gerek araştırmacıların gerekse endüstrinin bakım onarım işlemlerine olan ilgisini arttırmaktadır. Örneğin, ABD savunma bakanlığı bakım faaliyetleri için yılda 40 milyar dolar harcamaktadır. Ayrıca, bakım maliyetleri orta ölçekli şirketlerin işletme karlarından daha fazla olabilmektedir.İlk başlarda araştırmacıların temel konusu periyodik bakım olup, optimum bakım periyodunun bulunması ve belirlenmesi amaçlanmıştır. Günümüzde ise Koşul-Bazlı Bakım (KBB) sistemleri araştırmacı ve endüstrinin ilgi odağı olmultur. KBB makinanın sağlık durumunu sensörler aracılığıyla topladığı bilgileri analiz ederek sürekli gözlemlemekte ve bu bilgilere göre bakım onarım işlerini en etkin şekilde planlanmasını sağlamaktadır. Ayrıca edinilen bu bilgilere göre ileriye yönelik tahminlerde bulunularak kararlar alınması sağlanmaktadır. Koşul-bazlı bakım yöntemlerine uygulamada çok sık rastlayabiliriz. Örnek olarak nükleer santrali, savunma sanayisi, ulaşım yapılanması ve araba sanayisini verebiliriz.Koşul bazlı bakım sistemlerinin değeri ve faydaları tartışılmaz bir gerçek olmasına rağmen, bütün sistemler için uygulanması ekonomik açıdan karlı olmayabilir. KBB uygulaması için AR-GE, kurulum ve personel eğitimini içeren ciddi bir yatırım yapılması gerekmektedir. Bu nedenle ekonomik analiz modeli ile bir sisteme KBB uygulamasının fayda analizi endüstrinin ihtiyaç duyduğu bir eksikliktir. Şirketler için bir sistemin kurulumundan once o sistemin yatırım getirisinin hesaplanması önemlidir. Bu tezde sunulan ekonomik model arıza kritikliklerini de göz önünde bulundurarak herbir arıza türü için takip edilmesi gereken en etkin bakım stratejisini (tamir, periyodik bakım veya koşul-bazlı bakım) belirlemeyi amaçlamaktadır. Ayrıca sunulan ekonomik model KBB uygulanması karar verilen arıza türü için yapılacak yatırımın ne zaman kar getireceğini de rapor edilmektedir.

Maintenance is an inevitable reality in industry. Not only its close relationship with safety but also its direct and indirect costs make it attractive for companies and researchers. For example, Department of Defense (DoD) Maintenance activities in USA consume over $40 billion annually. Maintenance costs at medium-sized power utility companies exceed operating profit.Initially, the focus for maintenance research was on the periodic maintenance, mainly targeting the identification optimum maintenance period. A new concept of maintenance, in which health of the machine is observed real time and maintenance decisions base on the current and forecasted machine health (Condition Based Maintenance (CBM)), is now under examination with many applied industrial examplesEven though the benefits and value of CBM are irrefutable, is it true to implement CBM in every system? An analysis tool that will evaluate the possible value of CBM considering its investment, setup and management costs is now a great need for industry. It is important for companies to know return on investment (ROI) or internal rate of return (IRR) of CBM system.It is possible to implement different maintenance strategies for different failure modes in a system since their importance may be different. This thesis presents an economical analysis model that evaluates the value of CBM for a given system with different failure modes and identifies the optimum maintenance policy for different failure modes in a system. If CBM is identified as the optimum policy for any failure mode, the model reports ROI and IRR.