Akademia Morska w Szczecinie Wydział Mechaniczny ROZPRAWA DOKTORSKA mgr inż. Marcin Kołodziejski Analiza metody obsługiwania zarządzanego niezawodnością pędników azymutalnych platformy pływającej Promotor: dr hab. inż. Zbigniew Matuszak, prof. AM w Szczecinie Promotor pomocniczy: dr inż. Grzegorz Nicewicz SZCZECIN 2015
SPIS TREŚCI WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ STOSOWANYCH W PRACY.....4 1. WPROWADZENIE........5 1.1. Wybrane metody utrzymania ruchu.............5 1.2. Cele i zakres pracy......... 18 2. CHARAKTERYSTYKA OBIEKTU BADAŃ....... 22 2.1. Charakterystyka platformy pływającej.......22 2.2. Opis pędników azymutalnych platformy pływającej.......... 26 2.3. System zasilania pędników azymutalnych............30 3. OBSERWACJE USZKODZEŃ PĘDNIKÓW AZYMUTALNYCH PLATFORMY PŁYWAJĄCEJ........36 3.1. Wyniki rejestracji uszkodzeń pędników azymutalnych platformy w okresie obowiązywania systemu obsługi planowo-zapobiegawczej. 38 3.1.1. Zestawienie danych o uszkodzeniach pędników azymutalnych platformy w okresie obowiązywania systemu obsługi planowo-zapobiegawczej.....38 3.1.2. Zestawienie danych o uszkodzeniach krytycznych pędników azymutalnych platformy w okresie obowiązywania systemu obsługi planowo-zapobiegawczej....40 3.1.3. Zestawienie wyników obserwacji uszkodzeń pędników azymutalnych platformy w okresie obowiązywania systemu obsługi planowo-zapobiegawczej.....42 3.2. Wyniki rejestracji uszkodzeń pędników azymutalnych platformy po wprowadzeniu RCM......44 3.2.1. Zestawienie danych o uszkodzeniach pędników azymutalnych platformy po wprowadzeniu RCM... 44 3.2.2. Zestawienie danych o uszkodzeniach krytycznych pędników azymutalnych platformy po wprowadzeniu RCM......46 3.2.3. Zestawienie wyników obserwacji uszkodzeń pędników azymutalnych platformy po wprowadzeniu RCM..........47 4. BADANIE EMPIRYCZNYCH ROZKŁADÓW DŁUGOŚCI ODCINKÓW CZASU POMIĘDZY KOLEJNYMI CHWILAMI USZKODZEŃ PĘDNIKÓW AZYMUTALNYCH...50
4.1 Sprawdzenie zgodności rozkładów empirycznych z rozkładami teoretycznymi dla uszkodzeń pędników w okresie obowiązywania systemu obsługi planowo-zapobiegawczej...55 4.1.1. Sprawdzenie zgodności rozkładów empirycznych długości odcinków czasu pomiędzy kolejnymi chwilami uszkodzeń........55 4.1.2. Sprawdzenie zgodności rozkładów empirycznych długości odcinków czasu pomiędzy kolejnymi chwilami uszkodzeń krytycznych... 60 4.2. Sprawdzenie zgodności rozkładów empirycznych długości odcinków czasu pomiędzy kolejnymi chwilami uszkodzeń pędników w okresie obowiązywania RCM....66 4.2.1. Sprawdzenie zgodności rozkładów empirycznych długości odcinków czasu pomiędzy kolejnymi chwilami uszkodzeń...66 4.2.2. Sprawdzenie zgodności rozkładów empirycznych długości odcinków czasu pomiędzy kolejnymi chwilami uszkodzeń krytycznych...70 5. ANALIZA REZULTATÓW WPROWADZENIA RCM W MIEJSCE OBSŁUGI PLANOWO-ZAPOBIEGAWCZEJ.....77 5.1. Porównanie efektywności RCM i systemu obsługi planowo-zapobiegawczej..77 5.2. Wyniki testów Kruskala-Wallisa i Mediany dla pędników 1 6.......82 5.2.1. Wyniki Testów Kruskala-Wallisa i Mediany dla pędników 1 6 dla uszkodzeń zarejestrowanych w okresie obowiązywania systemu obsługi planowo-zapobiegawczej.. 83 5.2.2. Wyniki testów Kruskala-Wallisa i Mediany dla pędników 1 6 dla uszkodzeń zarejestrowanych w okresie obowiązywania systemu RCM.. 84 5.3. Ocena wpływu wprowadzenie obsługiwania opracowanego na podstawie metody RCM na rozkłady uszkodzeń pędników azymutalnych.... 87 5.4. Analiza przyczyn uszkodzeń krytycznych pędników azymutalnych dla obu okresów obserwacji i określenie uszkodzeń dominujących..92 6. PODSUMOWANIE....96 LITERATURA.......101 SPIS RYSUNKÓW I TABEL...108
STRESZCZENIE W rozprawie doktorskiej przedstawiono analizę wpływu zastąpienia systemu obsługi planowo-zapobiegawczej pędników azymutalnych platformy pływającej obsługiwaniem zarządzanym niezawodnością (RCM) na wybrane wskaźniki niezawodnościowe na podstawie wyników badań empirycznych. Analiza dostępnej literatury dotyczącej problemu badawczego wykazała, ze brak jest prac i publikacji traktujących o rezultatach wprowadzenia RCM w miejsce tradycyjnych systemów eksploatacji. Stwierdzono również pomijanie aspektu niezawodnościowego w analizach rezultatów wprowadzenia RCM. W rozprawie zaproponowano przeprowadzenie analizy wpływu wprowadzenia RCM na rozkłady uszkodzeń. Do przeprowadzonych analiz wykorzystano dane empiryczne dotyczące uszkodzeń pędników azymutalnych zebrane w dwóch pięcioletnich okresach obserwacji. Dla każdego pędnika zarejestrowano chwile, w których zostały przeprowadzone czynności obsługowe, a następnie obliczono długości odcinków czasu pomiędzy kolejnymi uszkodzeniami. Wykazano, że dane opisujące uszkodzenia poszczególnych pędników należą do tej samej populacji i poddano dalszej analizie jako jeden zbiór danych. W celu przeprowadzenia analizy rozkładów długości odcinków czasu pomiędzy kolejnymi uszkodzeniami pędników, które zostały zarejestrowane w okresie obowiązywania obsługi planowo-zapobiegawczej i w okresie po wprowadzeniu RCM, sprawdzono zgodność rozkładów empirycznych z rozkładami teoretycznymi za pomocą statystycznych testów zgodności, kolejno weryfikując hipotezy o zgodności rozkładów empirycznych z rozkładami teoretycznymi. Weryfikację wysuniętych hipotez prowadzono z wykorzystaniem pakietu Statistica 8.0. W rozprawie wykazano, że wprowadzenie RCM spowodowało zmianę empirycznych rozkładów długości odcinków czasu pomiędzy uszkodzeniami z nieparametrycznych na wykładnicze. Wykazano również, że dzięki wdrożeniu RCM nastąpiło zmniejszenie liczby uszkodzeń pędników, znaczne zwiększenie mediany czasu pomiędzy kolejnymi uszkodzeniami jak również zmiana charakteru uszkodzeń po wprowadzeniu RCM możliwe stało się wyznaczenie uszkodzeń dominujących. Wykazano również małą skuteczność RCM w zapobieganiu uszkodzeniom modelowanym rozkładem wykładniczym tym samym wskazując na konieczność minimalizowania wpływu tych uszkodzeń na funkcję spełnianą przez obiekt.
Summary PhD thesis presents analysis of RCM maintenance system implementation for the semi submersible rig azimuth thrusters RCM replaced planned maintenance system. Results of RCM implementation on certain reliability indicators were analyzed. Analysis was based on empirical research. Review of publications and literature related to the research work revealed that there have been no research treating the problems associated with replacing planned maintenance systems with RCM and that reliability issues were omitted in the RCM implementation analysis. It was proposed in the dissertation to carry out the analysis of RCM implementation effect on the failure distribution. Empiric azimuth thrusters failure data collected during two five years periods were used for the analysis. Times of failures of each thruster were recorded and subsequently times between failures were calculated. It was proved in the thesis that data describing failures of the individual azimuth thrusters belong to the same population and failures of all azimuth thrusters were analyzed as the same statistical sample. To analyze time between failures distribution registered when maintenance was carried out according to planned maintenance regime and after RCM implementation, distribution fitness tests were carried out. Statistical hypothesis tests were performed with Statistica 8.0 software package. It was proved in the dissertation that RCM implementation caused the alteration of the empiric failures distribution from non-parametric to exponential distribution. It was also proved that RCM implementation caused reduction in the total number of azimuth thruster failures and the increase of median of time between failures. Characteristic of the failures altered as well. Following RCM implementation it became possible to determine dominant failures. Low effectiveness of RCM in preventing failures modeled by exponential failure distribution was proved indicating necessity to minimize such failures effects on function performed by the object.