http://lnu.diva-portal.org/
This is an author produced version of a paper presented at
Conference WCEAM, CM 2007, 11-14 June 2007, The Cairn
Hotel, Harrogate, UK
. This paper has been peer-reviewed but may
not include the final publisher proof-corrections or pagination.
Citation for the published paper:
Al-Najjar, Basim
”Establishing and running a condition-based maintenance policy:
applied example of vibration-based maintenance"
Proceedings of WCEAM / CM2007
ISBN:
978-1-901892-22-2
E
ESSTTAABBLLIISSHHIINNGGAANNDDRRUUNNNNIINNGGAACCOONNDDIITTIIOONN--BBAASSEEDDMMAAIINNTTEENNAANNCCEE P
POOLLIICCYY;;AAPPPPLLIIEEDDEEXXAAMMPPLLEEFFOORRVVIIBBRRAATTIIOONN--BBAASSEEDDMMAAIINNTTEENNAANNCCEE
Basim Al-Najjar
School of Technology and Design,Växjö University Lückligs plats 1, 351 95 Växjö, Sweden
Basim.Al-Najjar@vxu.se
A
A
B
B
S
S
T
T
R
R
A
A
C
C
T
T
M Maaiinntteennaannccee isis nonott oonnllyy ffoorr sosollvviinngg tetecchhnniiccaall prproobblleemmss asas mamannyy mamayy coconnssiiddeerr.. ItIt asas a a m maatttteerr ofof ffaacctt isis ffoorr sosollvviinngg prproodduuccttiioonn rerellaatteedd prproobblleemmss,, ssuucchh asas tteecchhnniiccaall,, e ennvviirroonnmmeennttaall,, etetcc.. cocosstt--eeffffeeccttiivveellyy.. ThThiiss isis whwhyy ththee tteecchhnniiccaall paparrtt ooff mamaiinntteennaannccee,, e.e.gg.. f fooccuussiinngg oonn dedevveellooppiinngg coconnddiittiioonn momonniittoorriinngg (C(CMM)) tetecchhnnoollooggyy isis nonott alalwwaayyss susuffffiicciieenntt a alloonnee ttoo acachhiieevvee aa cocosstt--eeffffeeccttiivvee mmaaiinntteennaannccee popolliiccyy.. WiWitthhoouutt ththee mamaiinntteennaannccee m maannaaggeemmeenntt ppaarrtt rreessppoonnssiibbllee ooff iiddeennttiiffyyiinngg pprroobblleemm aarreeaass,, ddaattaa aaccqquuiissiittiioonn,, mmaannaaggeemmeenntt a anndd aannaallyyssiiss,, ddeecciissiioonn--mmaakkiinngg pprroocceedduurreess,, ppllaannnniinngg aanndd ppeerrffoorrmmiinngg mmaaiinntteennaannccee ttaasskkss aatt h hiigghh ququaalliittyy anandd cocosstt--eeffffeeccttiivveellyy,, tthhee ououttppuutt ooff ususiinngg ananyy CMCM sysysstteemm cacannnnoott bebe g guuaarraanntteeeedd toto bebe bebenneeffiicciiaall.. InIn ththiiss papappeerr,, CoConnddiittiioonn momonniittoorriinngg aanndd coconnddiittiioonn--bbaasseedd m maaiinntteennaannccee iiss ininttrroodduucceedd anandd ddiissccuusssseedd wwiitthh reressppeecctt toto tthhee didiffffeerreenncceess bebettwweeeenn tthheemm.. A Allssoo,, ththee prproocceedduurreess rereqquuiirreedd foforr esesttaabblliisshhiinngg aanndd rurunnnniinngg a a coconnddiittiioonn//vviibbrraattiioonn--bbaasseedd m maaiinntteennaannccee iiss iinnttrroodduucceedd,, mmoottiivvaatteedd aanndd ddiissccuusssseedd..K
K
E
E
Y
Y
W
W
O
O
R
R
D
D
S
S
:
:
EsEsttaabblliisshhiinngg coconnddiittiioonn--bbaasseedd mamaiinntteennaannccee,, CoConnddiittiioonn MoMonniittoorriinngg,, V Viibbrraattiioonn--bbaasseedd mmaaiinntteennaanncceeINTRODUCTION
Condition-based maintenance (CBM) is according to the British standard BS 3811:1993 carried out according to the need indicated by condition monitoring (CM) system. In other words, maintenance action should not be planned and performed until there are clear and obvious evidences of damage initiation, damage development or what is called a potential/imminent failure. Therefore, CBM is the management toolbox required for planning data acquisition and analysis, and utilisation of the information has been collected from relevant CM techniques to plan, time schedule and perform maintenance actions effectively. Using a CM system, the machine condition is assessed by the current and historical measurements of one or more of relevant CM parameters, such as temperature, vibration, Shock Pulse Measurement (SPM), pressure and acoustic emission
In general, vast majority of the mechanical failures and UPBFR (unplanned–but-before-failure replacements) are preceded by some detectable indications of changes in the condition of components/equipment. UPBFR are usually performed at unplanned but before failure stoppages to prevent the occurrence of failures. Note this situation arises because of a sudden increment in the measured variable(s), e.g. the vibration level, due to undetected damage at an early stage or insufficient knowledge and experience of the maintenance staff using the CM system.
From everyday experience, temperature and SPM have many limitations, which restrict their use in mechanical fault diagnosis and in the prediction of the time to the next maintenance action. Vibration is always preferred in CM applications for rotating and reciprocating machines, Al-Najjar (1997) and the references cited there. Sound analysis is not widely used because the signal of vibration is more easily interpreted than the signal of sound. The implementation of vibration monitoring programs provides possibilities for acquiring early indications about changes in the state of a component/equipment. These indications could be of great importance in even detecting deviations in the product quality early and before they show on quality control charts, Al-Najjar (2001).
Vibration spectral analysis provides a basis for identification of damage causes, damage initiation, damage developing mechanisms and failure modes for most types of faults in rotating and reciprocating machines. By an efficient vibration-based maintenance (VBM) policy, which means utilising the information provided by vibration monitoring system and software program for planning and performing maintenance actions, the machine can run until just before failure as defined by the monitored parameter reaching a pre-determined unacceptable value, Al-Najjar (1997). But, limitation and deficiencies in data coverage and quality reduce the effectiveness and accuracy of the vibration-based maintenance see for example Al-Najjar (1997, 1998, 2000 and 2007) and the references cited there.
CM AND CBM
CCoonnddiittiioonn momonniittoorriinngg (C(CMM)) tetecchhnnoollooggyy aass iitt wweellll kknnoowwnn iiss aa sosouurrccee ofof ininffoorrmmaattiioonn ththaatt c
caann bebe uuttiilliisseedd ffoorr mamappppiinngg ththee coconnddiittiioonn ofof aa ccoommppoonneenntt//eeqquuiippmmeenntt.. CBM is not just a tool for gathering measurements from CM systems, or a tool for diagnosis and prognosis the condition of a component/equipment that is exposed to a deterioration process. It is a strategy that includes several policies, such as vibration-based or SPM-based maintenance policy, Al-Najjar (1997), which describes how the following activities should be performed;
1. Data acquisition of a certain CM parameter or set of parameters 2. Analysis and interpretation
3. Data management 4. Fault detection
5. Diagnosis and prognosis 6. Decision-making
7. Planning and performing maintenance actions required on the condition of the component/equipment under consideration.
C CBBMM popolliicciieess ccaann bebe rereaalliisseedd byby ututiilliissiinngg ddiiffffeerreenntt CMCM paparraammeetteerrss oror sesettss ofof p paarraammeetteerrss,, bbeeccaauussee inin sosommee cacasseess aass itit wewellll--kknnoowwnn,, ononee CMCM paparraammeetteerr ccaannnnoott bebe e ennoouugghh foforr rerefflleeccttiinngg chchaannggiinngg inin ththee ststaattee ofof a a cocommppoonneenntt prprooppeerrllyy.. CBCBMM popolliiccyy cacann p prraaccttiiccaallllyy ddeessiiggnneedd bbyy ccoonnssiiddeerriinngg ffoorr eexxaammppllee;; 1 1.. SeSelleeccttiioonn ooff aa CCMM ppaarraammeetteerr,, oorr aa sseett ooff ppaarraammeetteerrss 2 2.. IdIdeennttiiffyyiinngg wwhheerree ttoo mmeeaassuurree 3 3.. IdIdeennttiiffyyiinngg tthhee ffrreeqquueennccyy ooff mmeeaassuurreemmeennttss 4 4.. ToTooollss rereqquuiirreedd foforr aannaallyyssiiss,, inintteerrpprreettaattiioonn,, ddiiaaggnnoossiiss anandd prprooggnnoossiiss ofof ththee s siiggnnaallss//mmeeaassuurreemmeenntt 5 5.. PrPriinncciipplleess ffoorr sseettttiinngg wwaarrnniinngg aanndd aaccttiioonn//rreeppllaacceemmeenntt lleevveellss
6
6.. KnKnoowwlleeddggee aanndd eexxppeerriieennccee rreeqquuiirreedd bbyy mmaaiinntteennaannccee ppeerrssoonnnneell
In this paper, we use CBM to indicate the utilisation of condition-based data for performing all the activities mentioned above and not just predicting the time to action or diagnosing what has occurred as are usually called Predictive or Diagnostic maintenance. CBM usually applies the deterministic approach for analysing, interpreting data, diagnosis or prognosis and decision-making. In many cases, even the prediction of the time to action or the level of the CM parameter value during the close future is done by using extrapolation technique, see for example Al-Najjar (1997, 2000) and references cited there. Applying only the deterministic approach can be counted as one of the shortages in CBM applications, because the real life is hardly to be expressed by only a deterministic approach. Probabilistic modelling of the residual time or the assessment of the probability of failure of a component by converting CM measurements to the time axis without considering analysis, diagnosis and prognosis, e.g. of the vibration measurements and following up damage development, cannot highlight the whole picture of the condition of the component/equipment.
As a simple role; the more relevant and accurate data concerning the deterioration process under consideration demands the less need for probabilistic modelling. Keeping in mind, the latter cannot be eliminated as long as the deterioration process is a stochastic process. Therefore, for enhancing the certainty of data and decision-making process, we believe that the probabilistic modelling, such as probability of failure, residual time, etc. is complementary to the deterministic approach when the CM parameter value is increased significantly. In other words, it is not to replace the deterministic approach by a probabilistic modelling through feeding CM data in statistical model.
T Thhee ddiissttaannccee bebettwweeeenn iiddeennttiiffyyiinngg anandd seselleeccttiinngg rerelleevvaanntt CMCM ppaarraammeetteerrss,, i.i.ee.. ththoossee i innffoorrmmaattiioonn ppaarraammeetteerrss tthhaatt cacann bebe uusseedd toto dedessccrriibbee tthhee ccoommppoonneenntt//eeqquuiippmmeenntt coconnddiittiioonn u unnttiill a acocosstt--eeffffeeccttiivvee dedecciissiioonn isis mamaddee ususiinngg CBCBMM,, rraatthheerr lloonngg aanndd ccoommpplliiccaatteedd,, seseee foforr e exxaammppllee AAll--NNaajjjjaarr ((11999966 aanndd 11999977)) aanndd MMoooorree aanndd SSttaarrrr ((22000066)).. I Inn oorrddeerr ttoo aacchhiieevvee aa ccoosstt--eeffffeeccttiivvee mmaaiinntteennaannccee ddeecciissiioonn,, tthhee ddaattaa uusseedd aarree nneecceessssaarryy t too bbee rerelleevvaanntt,, ofof hhiigghh ququaalliittyy anandd rereaassoonnaabbllee cocovveerraaggee.. ThTheessee ddaattaa cacannnnoott bbee gagatthheerreedd w wiitthhoouutt sseelleeccttiinngg tthhee mmoosstt iinnffoorrmmaattiivvee CCMM ppaarraammeetteerrss iinntteeggrraatteedd wwiitthh rreelleevvaanntt ddaattaa ffrroomm p prroodduuccttiioonn prproocceessss foforr hihigghhlliigghhttiinngg mmaaiinntteennaannccee tteecchhnniiccaall iimmppaacctt.. BuButt,, iitt wiwillll nonott bebe p poossssiibbllee wiwitthhoouutt tetecchhnniiccaall ananaallyyssiiss foforr iiddeennttiiffyyiinngg mmaacchhiinnee prproobblleemm arareeaass anandd c coommppoonneennttss,, bebeccaauussee wewe rreessttoorree mamacchhiinnee afaftteerr ffaaiilluurree byby rereppllaacciinngg oorr rereppaaiirriinngg c coommppoonneennttss.. InIn otothheerr woworrddss,, ssiiggnniiffiiccaanntt ccoommppoonneennttss,, dadammaaggee iinniittiiaattiioonn pprroocceessss,, dadammaaggee d deevveellooppiinngg mmeecchhaanniissmmss aanndd tthheeiirr ffaaiilluurree mmooddeess sshhoouulldd bbee iiddeennttiiffiieedd cclleeaarrllyy.. TThheeyy hheellpp ttoo i iddeennttiiffyy ththee CCMM paparraammeetteerrss ththaatt cacann bebe uusseedd ffoorr momonniittoorriinngg dedetteerriioorraattiioonn phpheennoommeennoonn a anndd fifinnaallllyy seselleeccttiinngg tthhee mmoosstt ininffoorrmmaattiivvee.. AlAlll tthheessee sstteeppss aarree imimppoorrttaanntt foforr esesttaabblliisshhiinngg a anndd rruunn aa ccoosstt--eeffffeeccttiivvee CCBBMM ppoolliiccyy..
The problem addressed in this paper is; how should we establish and run cost-effective condition –based maintenance?
P
P
R
R
O
O
C
C
E
E
D
D
U
U
R
R
E
E
S
S
T
T
O
O
E
E
S
S
T
T
A
A
B
B
L
L
I
I
S
S
H
H
C
C
B
B
M
M
D Deevveellooppiinngg pprroocceedduurreess foforr esesttaabblliisshhiinngg anandd rruunnnniinngg CBCBMM popolliiccyy isis veverryy imimppoorrttaanntt b beeccaauussee ththeerree isis nnoo babassiicc onon ththaatt araree ppuubblliisshheedd yyeett acacccoorrddiinngg toto ththee ssuurrvveeyy dodonnee byby ththee a auutthhoorr.. InIn ororddeerr toto acachhiieevvee anan efefffiicciieenntt CBCBMM itit shshoouulldd bebe esesttaabblliisshheedd prprooppeerrllyy anandd a accccoorrddiinngg ttoo rreeaassoonnaabbllee rereffeerreenncceess.. InIn tthhiiss sseeccttiioonn wewe wwiillll ttrryy toto esesttaabblliisshh tthhee rreeffeerreenncceessr reeqquuiirreedd toto eessttaabblliisshh aanndd rurunn cocosstt--eeffffeeccttiivvee coconnddiittiioonn--bbaasseedd mamaiinntteennaannccee ppoolliiccyy.. ThThee c coonncceepptt hahass bebeeenn uusseedd ffoorr ddeevveellooppiinngg tthhiiss mmooddeell isis sisimmppllyy dedessccrriibbeedd inin FiFigg..11.. ThTheerree nono w waayy toto acachhiieevvee cocosstt--eeffffeeccttiivvee imimpprroovveemmeennttss wwiitthhoouutt rerelliiaabbllee iiddeennttiiffiiccaattiioonn,, loloccaalliissaattiioonn a anndd aannaallyyssiiss ooff pprroobblleemm aarreeaass aanndd rroooott--ccaauusseess iinncclluuddiinngg tthhee llaatteerraall iinntteerraaccttiioonn.. TThhee llaatttteerr c caannnnoott bebe apappprrooaacchheedd wwiitthhoouutt bebetttteerr mmaappppiinngg ofof ththee prproodduuccttiioonn anandd mamaiinntteennaannccee s siittuuaattiioonn whwhiicchh iiss imimppoossssiibbllee toto bebe ddoonnee efefffeeccttiivveellyy wiwitthhoouutt hhiigghh qquuaalliittyy anandd bebetttteerr c coovveerraaggee mmeeaassuurreemmeennttss ooff rreelleevvaanntt CCMM ppaarraammeetteerrss.. F Fiigg..11.. CCoonncceepptt uusseedd ttoo ddeevveelloopp tthhee pprroocceedduurreess ffoorr eessttaabblliisshhiinngg CCBBMM 1 1.. IdIdeennttiiffiiccaattiioonn ooff tthhee pprroobblleemm aarreeaass,, ii..ee.. mmaacchhiinneess,, ssuubb--ssyysstteemmss aanndd ccoommppoonneennttss,, iinn tthhee p prroodduuccttiioonn prproocceessss ususiinngg ccoommppaannyy’’ss dadattaabbaasseess anandd exexppeerriieenncceess.. FrFroomm eveveerryyddaayy e exxppeerriieennccee,, iitt isis nenecceessssaarryy toto idideennttiiffyy aanndd loloccaalliissee prproobblleemm arareeaass iinn aa prproodduuccttiioonn p prroocceessss,, lilinnee oror ssttaattiioonn bebeffoorree ststaarrtt tthhiinnkkiinngg ababoouutt efefffeeccttiivvee iimmpprroovveemmeennttss anandd p prreeppaarriinngg rreelliiaabbllee totooollss rreeqquuiirreedd ffoorr rreeaalliissiinngg tthheessee iimmpprroovveemmeennttss.. WWhhaatt iiss nenecceessssaarryy f foorr iiddeennttiiffyyiinngg anandd llooccaalliissiinngg pprroobblleemm aarreeaass isis tteecchhnniiccaall aannaallyyssiiss ooff ththee eeqquuiippmmeenntt inin q quueessttiioonn,, wwhhiicchh iinncclluuddeess aammoonngg ootthheerrss;; o o AnAnaallyyssiiss ooff ffaaiilluurreess,, UUPPBBFFRR,, ppllaannnneedd aanndd ccoonnddiittiioonn--bbaasseedd rreeppllaacceemmeennttss o o PrProodduuccttiioonn ddaattaa aanndd ssttaattiissttiiccaall ttoooollss ttoo ddeetteerrmmiinnee;; ¾ ¾ TyTyppeess ooff ssttooppppaaggeess aanndd tthheeiirr llooccaalliissaattiioonnss ¾ ¾ OcOcccuurrrreennccee ttiimmeess,, ffrreeqquueennccyy,, ccoonnsseeqquueenncceess aanndd dduurraattiioonnss ooff tthhee ssttooppppaaggeess ¾ ¾ PrProodduuccttiioonn aammoouunntt aanndd iittss ttiimmee sscchheedduullee ¾ ¾ AdAdddiittiioonnaall rreelleevvaanntt prproodduuccttiioonn ddaattaa,, ssuucchh asas prproodduuccttiioonn anandd ququaalliittyy rraattee,, e ettcc.. o o AdAdddiittiioonnaall pprroodduuccttiioonn ddiissttuurrbbaannccee ffaaccttoorrss 2 2.. TeTecchhnniiccaall jujussttiiffiiccaattiioonn ooff ththee ppoossssiibbiilliittyy ofof ssoollvviinngg sosommee oror vavasstt mamajjoorriittyy ooff ththeessee p prroobblleemmss ththrroouugghh ususiinngg CBCBMM popolliiccyy,, ee..gg.. apapppllyyiinngg VBVBMM ppoolliiccyy.. BBaasseedd onon ththee a avvaaiillaabbllee exexppeerriieennccee aanndd knknoowwlleeddggee itit isis,, inin ththee mmoosstt cacasseess,, popossssiibbllee toto tetecchhnniiccaallllyy r reeccooggnniissee whwheetthheerr ththee susuggggeesstteedd CMCM paparraammeetteerr((ss)) oror sysysstteemm((ss)) isis//aarree rerelleevvaanntt foforr d deetteeccttiinngg ththee chchaannggeess inin tthhee coconnddiittiioonn coconncceerrnniinngg ththee cocommppoonneenntt((ss))//eeqquuiippmmeenntt c coonnssiiddeerreedd iinn 11 aabboovvee.. FoForr eexxaammppllee,, vvaass mamajjoorriittyy ooff rroolllliinngg eleleemmeenntt bbeeaarriinngg ddaammaaggee a anndd ppootteennttiiaall ffaaiilluurreess ccaann bbee ddeetteecctteedd bbyy uussiinngg vviibbrraattiioonn ssppeeccttrruumm aannaallyyssiiss.. TThhee ssaammee t thhiinngg ccaann bbee ssaaiidd aabboouutt sshhaafftt,, ggeeaarrbbooxx aanndd ppuummppss pprroobblleemmss,, sseeee ffoorr eexxaammppllee CCoollllaaccootttt ( (11997777 aanndd 11997799)).. TThhiiss tteecchhnniiccaall jjuussttiiffiiccaattiioonn ccaann bbee ddoonnee bbaasseedd oonn;; o o HiHigghh prpreecciissiioonn oror inintteennssiivvee ininvveesstteedd ccaappiittaall mmaacchhiinneess dedemmaanndd momorree ststaabbllee c coonnddiittiioonn anandd lleessss dedeffeeccttiivvee ititeemmss dduuee toto ththee hihigghh lloosssseess ofof eaeacchh ffaaiilluurree oror p prroodduucciinngg aa ddeeffeeccttiivvee iitteemm.. o o PrPreevviioouuss exexppeerriieennccee anandd apappplliiccaattiioonnss’’ reressuullttss ofof tthhee ssaammee oror sisimmiillaarr prproobblleemmss f frroomm ootthheerr mmaacchhiinneess oorr ccoommppaanniieess.. High quality data and of reasonable coverage collected from relevant CM t Reliable mapping of component/eq uipment condition at need Identification, localisation and analysis of problem areas and root-causes Result analysis & cost-effective improvement s Decision-making, task planning & performing
3 3.. IdIdeennttiiffiiccaattiioonn ooff tthhee ssiiggnniiffiiccaanntt ccoommppoonneennttss iinn tthhee pprroobblleemm aarreeaass iiddeennttiiffiieedd iinn 11 aabboovvee b byy uussiinngg:: o o TeTecchhnniiccaall aannaallyyssiiss ooff tthhee mmaacchhiinneess iinn qquueessttiioonn.. PPrreevviioouuss tteecchhnniiccaall aannaallyyssiiss ooff tthhaatt m maacchhiinneess inin adadddiittiioonn toto tthhee dadattaabbaasseess hahavvee bebeeenn ususeedd foforr ththaatt ppuurrppoosseess ccaann bebe u uttiilliisseedd toto eaeassee iiddeennttiiffiiccaattiioonn ofof tthhee sisiggnniiffiiccaanntt cocommppoonneennttss.. SiSiggnniiffiiccaanntt c coommppoonneennttss aarree tthhoossee wwhhoossee ffaaiilluurreess aarree eeiitthheerr ccoossttllyy oorr ddaannggeerroouuss.. o o CoCommppaanniieess dadattaabbaasseess aanndd ppeerrssoonnnneell eexxppeerriieennccee ofof ththee cocommppaannyy’’ss pprroobblleemm aarreeaass,, t tyyppee ofof fafaiilluurreess anandd ddiissttuurrbbaanncceess aarree hehellppffuull foforr momorree acacccuurraattee idideennttiiffiiccaattiioonn ofof s siiggnniiffiiccaanntt ccoommppoonneennttss,, mmoodduulleess aanndd eeqquuiippmmeenntt aanndd ffaaiilluurree rroooott--ccaauusseess,, oorr o o ApApppllyyiinngg fafaiilluurree momoddee,, efefffeecctt anandd crcriittiiccaalliittyy ananaallyyssiiss (F(FMMEECCAA)) inin adadddiittiioonn toto f faauulltt trtreeee ananaallyyssiiss (F(FTTAA)).. TThhee ffiirrsstt isis nenecceessssaarryy foforr idideennttiiffyyiinngg sisiggnniiffiiccaanntt c coommppoonneennttss whwhiillee ththee seseccoonndd iiss a a cocommpplleemmeennttaarryy totoooll neneeeddeedd ffoorr ananaallyyssiinngg f faaiilluurreess,, idideennttiiffiiccaattiioonn ofof tthhee fafaiilluurree cacauusseess aanndd ununddeerrssttaannddiinngg ththee dedetteerriioorraattiioonn p prroocceessss wwhhiicchh iiss nneecceessssaarryy ffoorr sstteepp 44 bbeellooww.. 4 4.. IdIdeennttiiffiiccaattiioonn ooff ddaammaaggee iinniittiiaattiioonn aanndd ddeevveellooppmmeenntt bbyy uussiinngg bbaacckkwwaarrdd aannaallyyssiiss;; o o FaFaiilluurree mmooddeess o o DaDammaaggee ddeevveellooppiinngg mmeecchhaanniissmmss o o DaDammaaggee iinniittiiaattiioonn W Whheenn tthhee dedetteerriioorraattiioonn prproocceessss isis dedessccrriibbeedd aaccccoorrddiinngg toto ststeepp 3 3 ababoovvee,, itit wwiillll bebe p poossssiibbllee ttoo iiddeennttiiffyy ccaauusseess ooff ddaammaaggee iinniittiiaattiioonn,, iittss ddeevveellooppiinngg mmeecchhaanniissmmss aanndd ffaaiilluurree m mooddeess.. AAllssoo,, ththee prproobbaabbllee ddeetteerriioorraattiioonn rraattee cacann bebe rereccooggnniisseedd,, whwhiicchh isis crcruucciiaall foforr p pllaannnniinngg mmaaiinntteennaannccee aaccttiioonn aaccccuurraatteellyy ttoo aavvooiidd ffaaiilluurreess.. AAllll tthheessee sshhoouulldd bbee ddoonnee ffoorr o onnllyy tthhee ssiiggnniiffiiccaanntt ccoommppoonneennttss.. 5 5.. IdIdeennttiiffyyiinngg aallll rreelleevvaanntt anandd susuiittaabbllee CCMM ppaarraammeetteerrss anandd sysysstteemmss ffoorr eeaacchh sisiggnniiffiiccaanntt c coommppoonneenntt uussiinngg;; o o ThThee aavvaaiillaabbllee eexxppeerriieennccee aatt ccoommppaannyy ccoonncceerrnniinngg tthhee ccoommppoonneenntt//eeqquuiippmmeenntt uunnddeerr c coonnssiiddeerraattiioonn.. InIn ootthheerr wwoorrddss,, ththee cocommppaannyy’’ss exexppeerriieennccee inin momonniittoorriinngg tetecchhnniiccaall p prroobblleemmss aarree iimmppoorrttaanntt ffoorr iiddeennttiiffyyiinngg rreelleevvaanntt CCMM ppaarraammeetteerrss,, bbeeccaauussee aappppllyyiinngg s siimmiillaarr oorr eqequuiivvaalleenntt CCMM ssyysstteemmss reredduucceess tthhee ccoosstt iinnccuurrrreedd bbyy iimmpplleemmeennttiinngg aanndd r ruunnnniinngg nneeww ssyysstteemm o o InIntteerrnnaattiioonnaall ssttaannddaarrdd,, iiff tthheerree iiss ssuucchh,, tthhaatt ccaann bbee uusseedd ffoorr aallllooccaattiinngg CCMM ssyysstteemmss f foorr ddiiffffeerreenntt tteecchhnniiccaall pprroobblleemmss aanndd nneeeeddss o o InIn ccoollllaabboorraattiioonn wiwitthh exexppeerrttss;; ththee exexppeerrtt ccaann bebe ususeeffuull foforr hheellppiinngg ththee cocommppaannyy b baasseedd oonn tthheeiirr eexxppeerriieennccee iinn ssiimmiillaarr oorr eeqquuiivvaalleenntt mmaacchhiinneess aanndd ccoommppoonneennttss.. 6 6.. SeSelleeccttiinngg ththee momosstt ininffoorrmmaattiivvee CMCM paparraammeetteerrss anandd ssyysstteemmss.. WhWheenn aa lilisstt ooff alalll r reelleevvaanntt CMCM paparraammeetteerrss anandd sysysstteemmss araree susuggggeesstteedd toto bebe apappplliiccaabbllee toto ththee cacassee c coommppoonneenntt//eeqquuiippmmeenntt iitt wwoouulldd bbee bbeenneeffiicciiaall ttoo uussee aa ppaarrttiiccuullaarr ccrriitteerriioonn ffoorr sseelleeccttiinngg a a mmoosstt ssuuiittaabbllee CCMM ppaarraammeetteerr aanndd ssyysstteemm.. IInn tthhiiss ppaappeerr,, wwee ssuuggggeesstt uussiinngg tthhee mmoouunntt o off tthhee rerelleevvaanntt iinnffoorrmmaattiioonn ccaann bebe ddeelliivveerreedd bbyy eevveerryy CCMM ppaarraammeetteerr anandd ssyysstteemm aass aa c crriitteerriioonn foforr seselleeccttiioonn gigivveenn tthhaatt ththiiss ininffoorrmmaattiioonn isis alalll uusseedd foforr ddeetteeccttiinngg ththee d deevviiaattiioonn iinn tthhee ccoommppoonneenntt ccoonnddiittiioonn aanndd tatakkee tthhee rereqquuiirreedd aaccttiioonn wwhheenn iitt iiss nneeeeddeedd.. T Thhee sseelleeccttiioonn ofof ththee momosstt iinnffoorrmmaattiivvee CMCM paparraammeetteerr//ssyysstteemm cacann bbee dodonnee ththrroouugghh u ussiinngg;; o o SpSpeecciiaall mmooddeellss,, ee..gg.. mmooddeell ffoorr sseelleeccttiinngg tthhee mmoosstt iinnffoorrmmaattiivvee CCMM ppaarraammeetteerrss,, AAll- -N Naajjjjaarr ((11999977))
o o ExExppeerriieennccee ffrroomm pprreevviioouuss apappplliiccaattiioonnss.. BBaasseedd onon pprreevviioouuss eexxppeerriieennccee foforr sisimmiillaarr c coommppoonneenntt//eeqquuiippmmeenntt cacann bbee ututiilliisseedd foforr sseelleeccttiinngg ththee momosstt iinnffoorrmmaattiivvee CMCM p paarraammeetteerr//ssyysstteemm o o MaMannuuffaaccttuurreerr’’ss rereccoommmmeennddaattiioonn ththaatt isis uussuuaallllyy bbaasseedd onon wiwiddee apappplliiccaattiioonn e exxppeerriieennccee aanndd tthheeoorreettiiccaall ccoonnssiiddeerraattiioonnss o o ExExppeerrtt hehellpp ththaatt isis ususuuaallllyy babasseedd onon wiwiddeerr prpraaccttiiccaall exexppeerriieennccee frfroomm sisimmiillaarr oror e eqquuiivvaalleenntt ccoommppoonneennttss//eeqquuiippmmeenntt iinn ddiiffffeerreenntt wwoorrkkiinngg eennvviirroonnmmeennttss 7 7.. BeBetttteerr uunnddeerrssttaannddiinngg ooff tthhee ddeetteerriioorraattiioonn pprroocceesssseess aass aacchhiieevveedd iinn 33 aabboovvee iinn aaddddiittiioonn t too tthhee exexppeerriieennccee gagaiinneedd whwheenn seselleeccttiinngg tthhee momosstt ininffoorrmmaattiivvee CMCM ppaarraammeetteerrss anandd s syysstteemmss enenaabbllee usus toto ddeetteerrmmiinnee ththee memeaassuurriinngg popolliiccyy ofof tthhee CMCM ppaarraammeetteerrss.. IInn ththiiss p paappeerr,, ththee memeaassuurriinngg ppoolliiccyy isis dedetteerrmmiinneedd wwhheenn ththee fofolllloowwiinngg ttaasskkss araree plplaannnneedd p prrooppeerrllyy;; o o WhWheerree toto mmeeaassuurree?? SSeelleeccttiinngg ththee memeaassuurriinngg popoiinnttss oonn tthhee eqequuiippmmeenntt toto bebe asas c clloossee aass ppoossssiibbllee ttoo tthhee ppllaaccee wwhheerree tthhee ddeetteerriioorraattiioonn iiss hhaappppeenniinngg o o HoHoww oofftteenn?? TThhee mmoorree mmeeaassuurreemmeennttss tthhee hhiigghheerr ccoosstt bbuutt tthhee mmoorree iinnffoorrmmaattiioonn aanndd v viiccee veverrssaa.. ThTheerreeffoorree,, ththee bebenneeffiitt ooff ththee ininffoorrmmaattiioonn gagatthheerreedd sshhoouulldd jujussttiiffyy ththee c coosstt iinnccuurrrreedd o o HoHoww mamannyy mmeeaassuurreemmeennttss atat eaeacchh memeaassuurriinngg opopppoorrttuunniittyy anandd avaveerraaggiinngg?? D Deetteerriioorraattiioonn pprroocceessss iiss a a ssttoocchhaassttiicc pprroocceessss aanndd ssoo ththaatt tthhee CCMM memeaassuurreemmeenntt iiss.. I Itt iiss nneecceessssaarryy toto acacccuurraatteellyy ddeecciiddee ththee nnuummbbeerr ooff ththee memeaassuurreemmeennttss rreeqquuiirreedd foforr a acchhiieevviinngg aa mmeeaassuurreemmeenntt rreepprreesseennttiinngg tthhee ccoonnddiittiioonn ooff tthhee ccoommppoonneenntt//eeqquuiippmmeenntt.. A Avveerraaggiinngg tthhee vvaalluueess ooff tthhee mmeeaassuurreemmeennttss dduurriinngg eeaacchh mmeeaassuurriinngg ooppppoorrttuunniittyy iiss aa w waayy ttoo rreedduuccee,, ee..gg.. tthhee rraannddoommnneessss iinn tthhee vviibbrraattiioonn ssiiggnnaallss o o SeSelleeccttiinngg nnuummbbeerr ooff tthhee rreessoolluuttiioonn lliinneess,, ee..gg.. iinn vviibbrraattiioonn mmoonniittoorriinngg;; tthhee nnuummbbeerr o off reressoolluuttiioonn lliinneess mamayy hahavvee inin mamannyy cacasseess bibigg ininfflluueennccee onon tthhee acacccuurraaccyy ofof i inntteerrpprreettaattiioonn esesppeecciiaallllyy wwhheenn sseevveerraall fafauulltt frfreeqquueenncciieess aarree vveerryy aaddjjaacceenntt toto eaeacchh o otthheerr.. FrFroomm inindduussttrriiaall exexppeerriieennccee,, inin ororddeerr toto avavooiidd amambbiigguuiittiieess itit iiss bbeenneeffiicciiaall,, e e..gg.. ttoo papayy momorree ffoorr hihigghheerr nunummbbeerr ooff reressoolluuttiioonn lilinneess aatt vivibbrraattiioonn spspeeccttrruumm a annaallyyssiiss.. TThhiiss isis bebeccaauussee ththee hhiigghheerr nnuummbbeerr ofof reressoolluuttiioonn lilinneess tthhee lloonnggeerr titimmee n neeeeddeedd ffoorr ppiicckkiinngg uupp vviibbrraattiioonn mmeeaassuurreemmeennttss.. o o NoNoiissee lleevveell aanndd nnooiissee--ttoo--ssiiggnnaall rraattiioonn;; tthhee nnooiissee lleevveell sshhoouulldd bbee aass llooww aass ppoossssiibbllee c coommppaarreedd toto ththee vviibbrraattiioonn ssiiggnnaall foforr seseccuurriinngg hihigghh acacccuurraaccyy iinn ththee inintteerrpprreettaattiioonn o off tthhee vviibbrraattiioonn ssppeeccttrruumm.. o o MeMeaassuurriinngg memetthhoodd ((ppeerriiooddiicc oror coconnttiinnuuoouuss)).. InIn mamannyy cacasseess tthhee peperriiooddiicc m meeaassuurreemmeennttss,, ii..ee.. ononccee a a momonntthh oorr aa weweeekk isis susuffffiicciieenntt ffoorr fofolllloowwiinngg rerelleevvaanntt c chhaannggeess inin tthhee coconnddiittiioonn ofof ththee cocommppoonneenntt//eeqquuiippmmeenntt eessppeecciiaallllyy whwheenn ththee c coommppoonneenntt//eeqquuiippmmeenntt isis raratthheerr neneww oror whwheenn ththee dedetteerriioorraattiioonn prproocceessss hahass nono r raappiidd aanndd ccaattaassttrroopphhiicc cchhaannggeess,, ssuucchh aass tthhee ccaassee wwhheenn mmoonniittoorriinngg nnoorrmmaall bbeeaarriinngg w weeaarr oror weweaarr dduuee toto shshoorrttaaggee ofof lluubbrriiccaanntt.. ThThee momorree ffrreeqquueenntt memeaassuurreemmeennttss ththee m moorree ininffoorrmmaattiioonn anandd tthhee bebetttteerr sisittuuaattiioonn ofof cacappttuurriinngg cchhaannggiinngg iinn ththee coconnddiittiioonn o off tthhee cocommppoonneenntt,, SShheerrwwiinn anandd AlAl--NNaajjjjaarr ((11999999)).. CoConnttiinnuuoouuss mmoonniittoorriinngg isis nonott c coonnttiinnuuoouuss inin ththee ababssoolluuttee sesennssee,, bebeccaauussee itit isis iimmppoossssiibbllee aaccccoorrddiinngg toto ththee a avvaaiillaabbllee tetecchhnnoollooggyy ususeedd ffoorr pipicckkiinngg upup,, e.e.gg.. vivibbrraattiioonn memeaassuurreemmeennttss.. FoForr e exxaammppllee,, memeaassuurriinngg vviibbrraattiioonn,, itit alalwwaayyss ddeemmaannddss aa ppeerriioodd ooff titimmee,, e.e.gg.. sseeccoonnddss,, f foorr pipicckkiinngg upup tthhee vivibbrraattiioonn sisiggnnaall anandd ttoo rreeppeeaatt itit sesevveerraall titimmee acacccoorrddiinngg ttoo ththee a avveerraaggiinngg nnuummbbeerr hhaass tthhee ssyysstteemm bbeeeenn sseett uupp ffoorr..
o o MeMeaassuurriinngg sysysstteemm anandd sosoffttwwaarree pprrooggrraamm;; ththee memeaassuurriinngg sysysstteemm coconnssiissttss ofof t teecchhnniicciiaann foforr ddaattaa ggaatthheerriinngg aanndd//oorr ananaallyyssiiss,, memeaassuurriinngg iinnssttrruummeenntt //aannaallyysseerr,, t trraannssdduucceerrss anandd inin mmaannyy cacasseess ssooffttwwaarree foforr ddeeeeppeerr ananaallyyssiiss ofof ththee pipicckkeedd upup s siiggnnaall.. ThThee sosoffttwwaarree asasssiissttss sisiggnnaall ananaallyyssiiss,, inintteerrpprreettaattiioonn,, didiaaggnnoossiiss anandd p prrooggnnoossiiss.. SSoommeettiimmeess iitt ccaann bbee uusseedd ffoorr pprreeddiiccttiinngg tthhee ttiimmee ttoo aaccttiioonn.. o o HoHoww toto dodo mmeeaassuurreemmeennttss aanndd seselleecctt rreelleevvaanntt trtraannssdduucceerrss anandd coconnnneeccttiioonnss?? ThThee q quuaalliittyy ooff ththee ddaattaa ccoolllleecctteedd bbyy uussiinngg CCMM sysysstteemmss ccaann bbee ddeecciiddeedd didirreeccttllyy bbyy ththee t tyyppee ofof tthhee ttrraannssdduucceerr foforr pipicckkiinngg upup tthhee sisiggnnaallss.. FoForr exexaammppllee,, loloww spspeeeedd m maacchhiinneess ccaann hhaarrddllyy bbee mmoonniittoorreedd bbyy aacccceelleerroommeetteerr bbuutt ttrraannssdduucceerr ffoorr mmeeaassuurriinngg v viibbrraattiioonn oorr ddiissppllaacceemmeenntt iiss mmoorree aapppprroopprriiaattee.. o o WaWayy ooff momouunnttiinngg ththee trtraannssdduucceerr oonn ththee memeaassuurriinngg popoiinntt;; ththee qquuaalliittyy ofof dadattaa p piicckkeedd uupp ffrroomm tthhee ttrraannssdduucceerr ccaann oonnccee mmoorree bbee iinnfflluueenncceedd bbyy tthhee wwaayy ooff ppiicckkiinngg u upp tthhee ssiiggnnaall.. FFoorr eexxaammppllee,, ssttaabbllee aanndd rriiggiidd mmoouunnttiinngg ooff tthhee ttrraannssdduucceerr ccaann sseeccuurree c coonnttiinnuuoouuss,, ssttaabbllee aanndd sstteeaaddyy ttrraannssmmiissssiioonn ooff hhiigghh qquuaalliittyy ddaattaa,, aanndd vviiccee vveerrssaa.. 8 8.. DaDattaa gagatthheerriinngg rroouuttee;; iitt isis iimmppoorrttaanntt ttoo bebe bubuiilldd iinn aa wawayy ththaatt mmaakkiinngg ddaattaa gagatthheerriinngg c coossttss asas loloww asas ppoossssiibbllee ththrroouugghh reredduucciinngg mamann--hhoouurr rereqquuiirreedd ffoorr dadattaa gagatthheerriinngg w wiitthhoouutt ininccrreeaassiinngg ththee ririsskk ooff ffaaiilluurree.. BuBuiillddiinngg ththee dadattaa ggaatthheerriinngg rroouuttee ccaann bebe dodonnee w wiitthh rreessppeecctt ttoo;; o o MeMeaassuurriinngg ppoolliiccyy,, sseeee 77 aabboovvee o o MaMacchhiinneess llaayyoouutt;; bbaasseedd oonn tthhee mmaacchhiinneess llaayyoouutt,, tthhee rroouutt sshhoouulldd bbee bbuuiilldd aass sshhoorrtt,, s siimmppllee aanndd cclleeaarr aass ppoossssiibbllee 9 9.. DeDetteerrmmiinniinngg wwaarrnniinngg aanndd aaccttiioonn lleevveellss;; tthhee wwaarrnniinngg aanndd aaccttiioonn//rreeppllaacceemmeenntt lleevveellss aarree i immppoorrttaanntt ttoo bebe sesett prprooppeerrllyy.. AlAlaarrmm lelevveellss aarree coconnssiiddeerreedd ththrreeee;; a alelevveell whwheenn eveveerryy t thhiinngg isis gogoiinngg wewellll bebeffoorree ddaammaaggee isis ininiittiiaatteedd,, wawarrnniinngg lelevveell,, i.i.ee.. whwheenn dadammaaggee isis u unnddeerr ddeevveellooppmmeenntt aanndd rreeppllaacceemmeenntt lleevveell tthhaatt tthhee mmaacchhiinnee sshhoouulldd nnoott eexxcceeeedd aanndd ffoorr p peerrffoorrmmiinngg mamaiinntteennaannccee acacttiioonn.. ToTo dedessccrriibbee ththee imimppoorrttaannccee ooff hahavviinngg tthheessee alaleerrtt l leevveellss,, foforr exexaammppllee ifif wewe coconnssiiddeerr aann idideeaall cacassee wwhheenn ththeessee lelevveellss araree sseett toto 101000%% a accccuurraattee onon alalll rerelleevvaanntt vviibbrraattiioonn frfreeqquueenncciieess inin a avivibbrraattiioonn ssppeeccttrruumm.. TThheessee alalaarrmmss l leevveellss ccaann seserrvvee aass a a smsmaallll inintteelllliiggeenntt exexppeerrtt ssyysstteemm.. ByBy ititss aassssiissttaanntt,, iitt wowouulldd bebe p poossssiibbllee,, e.e.gg.. ttoo idideennttiiffyy ththee cacauussee bebehhiinndd hhiigghh vivibbrraattiioonn,, dedeggrreeee ofof sesevveerriittyy anandd c coonnsseeqquueennttllyy kknnooww wwhhaatt ttoo ddoo.. UUssiinngg vviibbrraattiioonn sisiggnnaall ananaallyyssiiss,, tthhee aallaarrmm sseettttiinngg ccaann b bee dodonnee uussiinngg oovveerraallll vivibbrraattiioonn lelevveell,, ii..ee.. ththee totottaall eneneerrggyy inin ththee vviibbrraattiioonn ssiiggnnaall,, w whhiicchh isis ccoonnvveenniieenntt foforr shshaafftt prproobblleemmss,, susucchh asas imimbbaallaannccee,, bebennddiinngg anandd m miissaalliiggnnmmeenntt.. ThThee alalaarrmm sesettttiinngg cacann alalssoo bbee ddoonnee ffoorr alalll sisiggnniiffiiccaanntt fafauulltt vivibbrraattiioonn f frreeqquueenncciieess iinn aa vivibbrraattiioonn spspeeccttrruumm.. FuFurrtthheerr,, aallaarrmm sesettttiinngg ccaann bbee dodonnee dydynnaammiicc,, i.i.ee.. t too aallllooww itit chchaannggeess wiwitthh reressppeecctt toto ththee chchaannggeess inin ththee ssppeeeedd anandd loloaadd,, oror ststaattiicc i irrrreessppeeccttiivvee ooff mamacchhiinnee ssppeeeedd aanndd llooaadd,, AAll--NNaajjjjaarr ((11999988)).. FFoorr pprrooppeerr sseettttiinngg ooff tthheessee a allaarrmm lleevveellss wwee nneeeedd ttoo ccoonnssiiddeerr tthhee ffoolllloowwiinngg;; o o ThThee avavaaiillaabbllee knknoowwlleeddggee aanndd eexxppeerriieennccee coconncceerrnniinngg alalaarrmm sesettttiinngg onon idideennttiiccaall,, e eqquuiivvaalleenntt oorr ssiimmiillaarr ccoommppoonneennttss//eeqquuiippmmeenntt.. o o KnKnoowwlleeddggee anandd exexppeerriieennccee ccoonncceerrnniinngg tthhee dedetteerriioorraattiioonn prproocceessss ununddeerr c coonnssiiddeerraattiioonn o o PaPasstt ddaattaa aanndd ssttaattiissttiiccaall ttoooollss rreelleevvaanntt ffoorr aallaarrmm sseettttiinngg o o NaNattiioonnaall aanndd iinntteerrnnaattiioonnaall eexxppeerriieennccee aanndd ssttaannddaarrdd,, AAll--NNaajjjjaarr ((11999988)) 1 100.. DDaattaa aannaallyyssiiss;; ththee ananaallyyssiiss ooff ththee CMCM mmeeaassuurreemmeennttss,, ssuucchh asas vivibbrraattiioonn,, acacoouussttiicc e emmiissssiioonn anandd shshoocckk pupullssee mmeeaassuurreemmeennttss (S(SPPMM)),, shshoouulldd bebe ananaallyysseedd anandd inintteerrpprreetteedd
c caarreeffuullllyy,, whwhiicchh cacannnnoott bebe dodonnee efefffeeccttiivveellyy wwiitthhoouutt rerelliiaabbllee ununddeerrssttaannddiinngg ooff ththee d deetteerriioorraattiioonn prproocceessss inin ququeessttiioonn,, iittss dedevveellooppmmeenntt aanndd ththee rerellaattiioonn bebettwweeeenn ththee p phhyyssiiccaall cchhaannggeess iinn tthhee ccoommppoonneenntt ccoonnddiittiioonn aanndd tthhee cchhaannggeess iinn tthhee ssiiggnnaall.. TThhuuss,, tthhee f foolllloowwiinngg aarree ccoonnssiiddeerreedd vveerryy eesssseennttiiaall ffoorr ddaattaa aannaallyyssiiss;; o o AnAnaallyyssiiss ooff tthhee vviibbrraattiioonn lleevveellss ooff tthhee ffaauulltt ffrreeqquueenncciieess uussiinngg ppaasstt aanndd ccuurrrreenntt ddaattaa a anndd didiffffeerreenntt totooollss,, susucchh asas,, ddiivviissiioonn ofof ththee vavalluueess ofof ththee vviibbrraattiioonn lleevveellss ttoo fifinndd t thhee rraattee ooff cchhaannggeess,, ssuubbttrraaccttiioonn ooff tthheemm ttoo aasssseessss tthhee aabbssoolluuttee aammoouunntt ooff cchhaannggee iiff i itt isis sisiggnniiffiiccaanntt oror nnoott.. MaMannyy otothheerr wawayy ofof cocommppaarriissoonn ccaann bebe dodonnee onon ththeessee s sppeeccttrruummss.. TThhee mmaajjoorr oobbjjeeccttiivvee ooff tthhaatt iiss ttoo hhiigghhlliigghhtt tthhee nnaattuurree aanndd aammoouunntt ooff tthhee c chhaannggee iinn tthhee ccoonnddiittiioonn ooff ththee ccoommppoonneenntt iinn a a wwaayy isis uunnddeerrssttaannddaabbllee ttoo ththee uusseerr,, b beeccaauussee aannaallyyssiiss ccaann bbee ddoonnee iinn ddiiffffeerreenntt wwaayyss wwiitthh rreessppeecctt ttoo ddiiffffeerreenntt oobbjjeeccttiivveess a anndd ppeerrssppeeccttiivveess.. o o DDiiaaggnnoossiiss;; iitt mmeeaannss dedetteeccttiinngg iiff tthheerree iiss ananyy cchhaannggee inin tthhee cocommppoonneenntt ccoonnddiittiioonn,, d deessccrriibbiinngg ththee rerellaattiioonn bbeettwweeeenn cchhaannggeess inin ththee cocommppoonneenntt coconnddiittiioonn aanndd tthhee s syymmppttoomm oobbsseerrvveedd iinn tthhee CCMM ssyysstteemm.. FFoorr eexxaammppllee,, iinntteerrpprreettaattiioonn ooff tthhee vviibbrraattiioonn s sppeeccttrruumm toto ddeessccrriibbee aanndd aannttiicciippaattee ththee dadammaaggee dedetteecctteedd aanndd iittss lleevveell ofof sesevveerriittyy a anndd ddeevveellooppmmeenntt.. o o PrProoggnnoossiiss;; bbaasseedd oonn tthhee ddiiaaggnnoossiiss dodonnee aabboovvee,, iiff ththee ddaammaaggee cocouulldd bbee ccoonnffiirrmmeedd a anndd ititss dedevveellooppmmeenntt memecchhaanniissmmss wewerree popossssiibbllee toto idideennttiiffyy,, itit wiwillll bebe popossssiibbllee toto t taakkee ononee momorree ststeepp toto aannttiicciippaattee (p(prrooggnnoossiiss)) whwhaatt wwoouulldd bebe hahappppeenn iiff ththee d deetteerriioorraattiioonn hahass bbeeeenn dedetteecctteedd wiwillll prproocceeeedd.. WeWe shshoouulldd kekeeepp iinn mmiinn ththaatt ththeessee t twwoo tatasskkss (d(diiaaggnnoossiiss anandd prprooggnnoossiiss)) araree ususuuaallllyy dodonnee ususiinngg enenggiinneeeerriinngg// d deetteerrmmiinniissttiicc aapppprrooaacchh.. TThhiiss isis whwhyy ananaallyysstt wiwitthh tetecchhnniiccaall bbaacckkggrroouunndd anandd e exxppeerriieennccee iinn tthhee pprroobblleemm aarreeaa iiss ccrruucciiaall.. 1 111.. RReessuulltt pprreesseennttaattiioonn,, wwhhiicchh ccaann bbee ddoonnee bbyy uussiinngg;; o o TaTabblleess whwhoossee coconntteennttss hahavvee didiffffeerreenntt ccoolloouurrss foforr didissttiinngguuiisshhiinngg sisiggnniiffiiccaanntt c chhaannggeess inin tthhee vvaalluueess ofof CMCM paparraammeetteerrss ofof inintteerreesstt eaeassiieerr.. IInn tthheessee tatabblleess ththee r reessuullttss ooff tthhee aabboovvee aannaallyyssiiss aanndd ccoommppaarriissoonnss ccaann bbee pprreesseenntteedd.. o o FiFigguurreess aanndd ttrreennddss;; ggrraapphhiiccaall ffiigguurreess eeaassee tthhee ttrraacckkiinngg ooff cchhaannggeess iinn tthhee vvaalluueess ooff C CMM ppaarraammeetteerrss o o ViVirrttuuaall rereaalliittyy,, whwhiicchh isis ilillluussttrraattiivvee foforr dedessccrriibbiinngg ththee dedetteerriioorraattiioonn prproocceessss anandd e ennhhaannccee tthhee ppeerrssoonnnneell uunnddeerrssttaannddiinngg.. 1 122.. DDeetteerrmmiinnaattiioonn (o(onn tthhee bbaassiiss ooff ththee CMCM paparraammeetteerrss’’ lleevveellss)) ooff whwheenn ththee mamaiinntteennaannccee a accttiioonnss sshhoouulldd bbee oorrddeerreedd.. MMaannaaggeemmeenntt ooff tthhee CCMM ddaattaa iiss vveerryy iimmppoorrttaanntt ttoo aacchhiieevvee aa c coosstt--eeffffeeccttiivvee CBCBMM.. ThTheerreeffoorree,, ththee lleevveell foforr rereppllaacceemmeenntt ththaatt hahass bbeeeenn sesett ffoorr ththee c coommppoonneenntt coconnddiittiioonn isis nneecceessssaarryy toto bbee ususeedd ttoo trtriiggggeerr tthhee woworrkk--oorrddeerr neneeeddeedd foforr p peerrffoorrmmiinngg ththee mamaiinntteennaannccee tatasskk rereqquuiirreedd.. AtAt ththaatt popoiinntt ofof ttiimmee ththee pprroocceedduurree foforr d dooiinngg whwhaatt?? ByBy wwhhoomm?? HoHoww?? WhWheerree?? MaMann--hhoouurr?? eettcc.. araree nenecceessssaarryy ttoo bebe clcleeaarrllyy s sttaatteedd.. 1 133.. WWhheenn ththee dadammaaggee aanndd iittss ddeevveellooppmmeenntt iiss iiddeennttiiffiieedd anandd loloccaalliizzeedd inin 1010 ababoovvee;; whwhaatt a arree neneeeddeedd,, seseee bebellooww,, ffoorr peperrffoorrmmiinngg ththee mamaiinntteennaannccee tatasskk ccaann ththeenn bebe dedetteerrmmiinneedd a anndd pprreeppaarreedd:: o o SpSpaarree ppaarrttss rreeqquuiirreedd o o ToTooollss aanndd ccoonnssuummaabbllee mmaatteerriiaall ffoorr ppeerrffoorrmmiinngg tthhee mmaaiinntteennaannccee ttaasskk o o ThThee eexxppeerrttiissee ((tteecchhnniicciiaannss)) rreeqquuiirreedd o o WoWorrkk ppllaann ddeessccrriibbiinngg wwhheenn//wwhhoo ttoo ssttaarrtt aanndd wwhheenn//wwhhoo ttoo ffiinniisshh,, sseeee 1122 aabboovvee
1 144.. DDeetteerrmmiinniinngg tthhee oorrggaanniizzaattiioonn ooff CCBBMM//VVBBMM tthhrroouugghh ccoonnssiiddeerriinngg o o AnAnttiicciippaatteedd nnuummbbeerr ooff pprroobblleemmss tthhaatt ccaann bbee ddeetteecctteedd o o MaMann--hhoouurr rreeqquuiirreedd ffoorr ggaatthheerriinngg ddaattaa o o MaMann--hhoouurr ffoorr ddeetteeccttiioonn,, aannaallyyssiiss,, ddiiaaggnnoossiiss,, ppooggnnoossiiss aanndd rreeppoorrttiinngg o o MaMann--hhoouurr ffoorr rreeppaaiirr o o MaMann--hhoouurr foforr ththee ovoveerrhheeaadd (s(suuppppoorrttiinngg)) fufunnccttiioonn,, susucchh asas adadmmiinniissttrraattiioonn anandd a addmmiinniissttrraattiioonn mmaacchhiinneerryy,, ee..gg.. PCPC,, prpriinntteerrss,, cocoppyy mamacchhiinnee,, scscaannnneerr,, etetcc.. anandd o offffiicceess aanndd tthheeiirr ooppeerraattiinngg eexxppeennsseess o o MaMann--hhoouurr ffoorr ppllaannnniinngg mmaaiinntteennaannccee aaccttiioonnss o o MiMisscceellllaanneeoouuss 1 155.. MMoonniittoorr aanndd asassseessss ththee tetecchhnniiccaall imimppaacctt ooff CBCBMM tthhaatt isis bbaasseedd onon mmoonniittoorriinngg anandd f foolllloowwiinngg uupp ththee peperrffoorrmmaannccee ofof ththee mmaaiinntteennaannccee popolliiccyy.. ThThiiss isis ttoo dedetteecctt ananyy d deevviiaattiioonn inin ththee popolliiccyy ppeerrffoorrmmaannccee ffoorr avavooiiddiinngg coconnsseeqquueenncceess asas sosooonn asas popossssiibbllee a anndd bebeffoorree ititss imimppaacctt bebeccoommeess iinnttoolleerraabbllee fifinnaanncciiaallllyy.. ToTo dodo ththaatt itit isis nenecceessssaarryy toto c coonnssiiddeerr tthhee ffoolllloowwiinngg;; o o PrProodduuccttiioonn dadattaa;; pprroodduuccttiioonn aammoouunntt,, prproodduucctt qquuaalliittyy,, prproodduuccttiioonn rraattee,, prproodduuccttiioonn c coosstt ppeerr iitteemm,, ttoonn,, eettcc.. o o PrProocceessss ooppeerraattiinngg rreelliiaabbiilliittyy;; pprroodduuccttiioonn pprroocceessss rreelliiaabbiilliittyy iinn ffuullffiilllliinngg pprroodduuccttiioonn s scchheedduulleess aanndd tthhee iimmppaacctt ooff ddiissttuurrbbaanncceess oonn tthhaatt o o MaMaiinntteennaannccee rerelliiaabbiilliittyy;; mmaaiinntteennaannccee aabbiilliittyy toto ststaabbiilliissee ththee ccoonnttiinnuuiittyy ofof p prroodduuccttiioonn tthhrroouugghh rreedduucciinngg aallll ttyyppeess ooff ddiissttuurrbbaanncceess aanndd ssttooppppaaggeess tthhaatt iinnfflluueennccee p prroodduuccttiioonn aammoouunntt,, pprroodduuccttiioonn rraattee,, pprroodduucctt qquuaalliittyy aanndd pprroodduuccttiioonn ccoosstt 1 166.. IInn 1515 ababoovvee,, tthhee dadattaa rreeqquuiirreedd foforr efefffeeccttiivvee mamappppiinngg ofof mamaiinntteennaannccee prproocceesssseess araree p prroovviiddeedd.. TThhee iimmppaacctt ofof mmaaiinntteennaannccee peperrffoorrmmaannccee iinnfflluueenncceess didirreeccttllyy tthhee prproodduuccttiioonn c chhaarraacctteerriissttiiccss,, susucchh asas amamoouunntt,, rarattee,, ququaalliittyy anandd ccoosstt.. ThTheerreeffoorree,, momonniittoorriinngg m maaiinntteennaannccee ppeerrffoorrmmaannccee ddeemmaannddss aallwwaayyss ssppeecciiaall iinnddiiccaattoorrss ffoorr;; o o ReReppoorrttiinngg ththee tetecchhnniiccaall ininffoorrmmaattiioonn,, ssuucchh asas ththoossee chchaarraacctteerriissiinngg a a prproodduuccttiioonn p prroocceessss o o FoFolllloowwiinngg upup mmaaiinntteennaannccee peperrffoorrmmaannccee memeaassuurree foforr fafasstt mamappppiinngg,, ananaallyyssiiss anandd c coosstt--eeffffeeccttiivvee ddeecciissiioonn--mmaakkiinngg o o IdIdeennttiiffyyiinngg ththee tetecchhnniiccaall rorollee ofof mamaiinntteennaannccee oonn ththee pprroodduuccttiioonn pprroocceessss anandd ititss e eccoonnoommiicc iimmppaacctt oonn tthhee ssttrraatteeggiicc lleevveell..
CONCLUSIONS
I Inn ororddeerr toto aacchhiieevvee aa cocosstt--eeffffeeccttiivvee CBCBMM popolliiccyy,, itit isis nenecceessssaarryy ttoo uuttiilliissee ththee rerelleevvaanntt i innffoorrmmaattiioonn pprroovviiddeedd bbyy ccoonnddiittiioonn mmoonniittoorriinngg ((CCMM)) tteecchhnnoollooggyy pprrooppeerrllyy aanndd eeffffeeccttiivveellyy.. W Wiitthhoouutt mamaiinntteennaannccee mamannaaggeemmeenntt ttoooollss foforr idideennttiiffyyiinngg prproobblleemm arareeaass,, dadattaa acacqquuiissiittiioonn,, m maannaaggeemmeenntt anandd ananaallyyssiiss,, dedecciissiioonn--mmaakkiinngg prproocceedduurreess,, plplaannnniinngg aanndd peperrffoorrmmiinngg m maaiinntteennaannccee tatasskkss atat hihigghh ququaalliittyy anandd cocosstt--eeffffeeccttiivveellyy,, ththee ououttppuutt ofof ususiinngg ananyy CMCM s syysstteemm ccaannnnoott bbee gguuaarraanntteeeedd ttoo bbee bbeenneeffiicciiaall.. AAllssoo,, tthhee ccoonnffuussiioonn bbeettwweeeenn CCBBMM aanndd CCMM t teecchhnnoollooggyy shshoouulldd bbee eleliimmiinnaatteedd whwheenn a a cocosstt--eeffffeeccttiivvee mmaaiinntteennaannccee wawanntteedd toto bebe e essttaabblliisshheedd aanndd rruunn efefffeeccttiivveellyy.. FFuurrtthheerr,, apapppllyyiinngg ththee prproocceedduurreess foforr esesttaabblliisshhiinngg CBCBMM w wiillll wwiitthh hhiigghh pprroobbaabbiilliittyy eennssuurree aa rreelliiaabbllee iinntteeggrraattiioonn bbeettwweeeenn mmaaiinntteennaannccee mmaannaaggeemmeenntt t toooollss aanndd CCMM tteecchhnnoollooggyy..References
British Standard, Glossary of Terms used in terotechnology, BS 3811:1993.
Al-Najjar, B. Improved Effectiveness of Vibration Monitoring of Rolling Element Bearings in Paper Mills. Journal of Engineering Tribology, IMechE 1998, Proc Instn Mech Engrs Vol 212 part J, 111-120.
Al-Najjar, B. A Concept for Detecting Quality Deviation Earlier than when using Traditional Diagram in Automotive: A Case study. Journal of Quality and Reliability Management, 917-940, Vol. 18, Issue 8, 2001.
Al-Najjar, B. Improved Effectiveness of Vibration Monitoring of Rolling Element Bearings in Paper Mills. Journal of Engineering Tribology, IMechE 1998, Proc Instn Mech Engrs Vol 212 part J, 111-120.
Al-Najjar, B. Accuracy, effectiveness and improvement of Vibration-based Maintenance in Paper Mills; Case Studies. Journal of Sound and Vibration (2000), 229(2), 389-410.
Collacott, R.A. Mechanical Fault Diagnosis and condition monitoring. Chapman and Hall, London, 1977.
Collacott, R. A. Vibration Monitoring and Diagnosis. George Godwin, Limited, London, 1979.
Jardine, A.K.S.; Lin, D.; Banjevic, D. (2006). A review on machinery diagnostics and prognostics implementing condition-based maintenance. Mechanical Systems and Signal Processing, 2006 Vol 20 No. 7 pp 1483-1510, Elsevier
Moore, W.J.; Starr, A.G. (2006). An intelligent maintenance system for continuous cost-based prioritisation of maintenance activities. Computers in Industry, Vol 57 No. 6 pp 595-606
Sherwin, D. and Al-Najjar, B. Practical Models for Condition Monitoring Inspection Intervals. Journal of Quality in Maintenance Engineering, Vol. 5 Number 3, 203-221, 1999.
Al-Najjar, B. Total Time on Test, TTT-plots for Condition Monitoring of Rolling Element Bearings in Paper Mills. International Journal of Condition Monitoring
and Diagnostic Engineering Management, (COMADEM), page 27-32, Vol 6 No. 2, 2003.
Starr, A.G. (1997). A structured approach to the selection of condition based
maintenance. 5th international conf. on FACTORY 2000, 2-4 April 1997, Cof. Publication No. 435, IEE 1997.
Wang, L. Chu, J., Moa, W. and Fu, Y. (2006). Advanced maintenance strategy for power plants- introducing intelligent maintenance system. Proceedings of the 6th World Congress on Intelligent control and automation, June 21-23, 2006, Dallian, China. Ciarapica, F.E. and Giacchetta, G. (2006). Managing the condition- based maintenance of
a combined-cycle power plant: An approach using soft computing techniques. Journal of Loss Prevention in the process industries 19 (200) 316-325.
