Temadag Estimering av restlevetid Trondheim, 14.10.2009 Verktøy for estimering av sviktsannsynlighet og restlevetid Thomas Welte SINTEF Energiforskning SINTEF Energiforskning AS 1
Innhold Demo av programmet Eksempler på beregning av restlevetid og sviktsannsynlighet SINTEF Energiforskning AS 2
EXCEL-verktøy Beregning av sviktsannsynlighet og restlevetid Verktøy Estimering sviktsannsynlighet Velg en ekspertvurdering Angi tilstand Sviktsannsynlighet og forventet restlevetid Lagre resultater i en SV2-fil SINTEF Energiforskning AS 3
Eksempel 1 Åpne dataverktøy Estimering sviktsannsynlighet Start Trinn 1 ved å velge Levetidskurver SINTEF Energiforskning AS 4
Eksempel 1 Trinn 1: Definisjon av enhet/komponet og skade Enhet Normal driftstilstand Tilstandskriterier Skade SINTEF Energiforskning AS 5
Eksempel 1 Trinn 1: normal driftstilstand og tilstandskriterier SINTEF Energiforskning AS 6
Eksempel 1 fortsett til Trinn 2 ved å velge Varighet og spredning til Trinn 2 SINTEF Energiforskning AS 7
f(t) F(t) Tilstand Eksempel 1 Trinn 2: Oppholdstider Levetidskurve 0.06 1.00 0.05 0.80 0.04 0.60 0.03 f(t) F(t) 0.40 0.02 0.01 0.20 0.00 0 10 20 30 40 tid 0.00 0 5 10 15 20 25 30 35 tid [år] SINTEF Energiforskning AS 8
Eksempel 1 Levetidskurve SINTEF Energiforskning AS 9
Eksempel 1 Sannsynlighetsfordeling for oppholdstid i tilstand 1 SINTEF Energiforskning AS 10
Eksempel 1 Påkjenninger som kan påvirke oppholdstidene Andre driftstilstander og påkjenninger som påvirker oppholdstidene i tilstand 1 4 SINTEF Energiforskning AS 11
Eksempel 1 Driftstilstander og påkjenninger som kan påvirke oppholdstidene: Oppholdstidene må eventuelt korrigeres hvis faktorer som er beskrevet her er relevant. SINTEF Energiforskning AS 12
Eksempel 1 fortsett til Trinn 3 ved å velge Bruk for estimering av sviktsannsynlighet til Trinn 3 (samtidig velger du denne ekspertvurderingen) SINTEF Energiforskning AS 13
Eksempel 1 Trinn 3: Angi tilstand Vi antar at vi kjenner tilstanden til enheten etter at vi har gjennomført en inspeksjon Angi tilstand og trykk OK SINTEF Energiforskning AS 14
Eksempel 1 Trinn 3: Sviktsannsynlighet og restlevetid Informasjon om oppholdstidene Informasjon om enhet, skade og ekspertvurdering Restlevetid Sviktsannsynlighet SINTEF Energiforskning AS 15
Eksempel 1 Trinn 4: Lagre resultat Lagre resultat i en SV2-fil SINTEF Energiforskning AS 16
Eksempel 1 Trinn 4: Lagre resultat Angi navn og sted hvor du ønsker å lagre filen Angi tilleggsinformasjon Velg OK og sviktsannsynlighet blir lagret i en SV2-fil SINTEF Energiforskning AS 17
Eksempel 2 Hvis informasjon om tilstand er foreldet Siste tilstandskontroll ligger et stykke tilbake i tid Trinn 1 og Trinn 2 som i Eksempel 1 til Trinn 3 (samtidig velger du denne ekspertvurderingen) SINTEF Energiforskning AS 18
Eksempel 2 Trinn 3: Angi alder og antall år siden siste tilstandskontroll Tilstandskontroll ligger noen år tilbake i tid Angi antall år siden siste tilstandskontroll og tilstand observert ved denne kontrollen SINTEF Energiforskning AS 19
Eksempel 2 Sviktsannsynlighet og restlevetid Restlevetid Sviktsannsynlighet SINTEF Energiforskning AS 20
Eksempel 2 Hvis informasjon om aktuell tilstand mangler Tilstand til enheten er ukjent. Tilstandskontroll ble aldri gjennomført. Trinn 1 og Trinn 2 som i Eksempel 1 til Trinn 3 (samtidig velger du denne ekspertvurderingen) SINTEF Energiforskning AS 21
Eksempel 2 Trinn 3: Angi alder istedenfor tilstand Tilstand er ukjent Angi alder og trykk OK SINTEF Energiforskning AS 22
Eksempel 2 Sviktsannsynlighet og restlevetid Restlevetid Sviktsannsynlighet SINTEF Energiforskning AS 23
Eks. 1 Eks. 2 Eks. 3 Sammenligning av resultatene: Eksempel 1 (basert på tilstandsinformasjon, 3+) Eksempel 2 (basert på gammel tilstandsinformasjon, 2+) Eksempel 2 (basert på alder, 40 år) MRL = 8, SD = 4,8 MRL = 8, SD = 6,1 MRL = 8, SD = 7,1 Fordelingen i eksempel 2 og 3 er bredere enn i eksempel 1. SD er større i eksempel 2 og 3 Hvorfor? SINTEF Energiforskning AS 24
Eks. 1 Eks. 2 Eks. 3 Fordi: Tilstand i eksempel 2 er basert på foreldet informasjon. Tilstand i eksempel 3 er ukjent. Beregning er basert kun på alder. Det er mulig at en 40 år gammel komponent allerede er i tilstand 4 (like før svikt) eller fortsatt er i tilstand 1. Dvs. det er stor usikkerhet om når enheten vil svikte. Denne usikkerheten medfører også usikkerhet i våre beslutninger. Resultatet av en økonomisk vurdering blir kanskje at vi burde skifte ut komponenten fordi vi ikke vet hvor god eller dårlig den er. Når vi vet at komponenten er i begynnelsen av tilstand 3 (3+), da kan vi muligens utsette tiltaket i 1-2 år. Når vi kjenner tilstanden burde vi utnytte denne informasjonen. SINTEF Energiforskning AS 25
Sviktsannsynlighet, f(t) Kumulativ sannsynlighet, F(t) Sviktsannsynlighet, f(t) Kumulativ sannsynlighet, F(t) Sviktsannsynlighet, f(t) Kumulativ sannsynlighet, F(t) Tilstandsinfo Alder Eksempel 1 (basert på tilstandsinformasjon, 3+) Eksempel 3 (basert på alder, 5 år) Eksempel 4 (basert på alder, 50 år) 0.12 1.2 0 0.0 5 0.50 0.14 1.2 0 0.10 1.0 0 0.0 4 0.0 4 0.4 5 0.4 0 0.12 1.0 0 0.0 8 0.8 0 0.0 3 0.3 5 0.10 0.8 0 0.0 3 0.3 0 0.0 8 0.0 6 0.6 0 0.2 5 0.6 0 0.0 2 0.2 0 0.0 6 0.0 4 0.4 0 0.0 2 0.15 0.0 4 0.4 0 0.0 2 0.2 0 0.0 1 0.0 1 0.10 0.0 5 0.0 2 0.2 0 0.0 0 1 6 11 16 21 0.0 0 0.0 0 1 6 11 16 21 0.0 0 0.0 0 1 6 11 16 21 26 0.0 0 år år år 1. Når vi vet at en 5 år gammel enhet allerede er i tilstand 3+, så burde vi ikke stole på denne kurven. 2. Når vi vet at en 50 år gammel enhet! Glem ikke å sjekke om forutsetningene for vurderingen (beskrivelse av skade, påkjenninger, varigheter...) gjelder. er i tilstand 3, så har vi lite tro på at den svikter med størst sannsynlighet innen et år. SINTEF Energiforskning AS 26
Alternativ Hvis en ikke har kunnskap om oppholdstider og tilstander. Gjennomfør en egen, enkel vurdering Gjennomfør en enkel vurdering SINTEF Energiforskning AS 27
Alternativ Vurder restlevetid for din komponent: Start beregning Angi forventet restlevetid Angi 10%-kvantil for restlevetiden Lagre resultat SINTEF Energiforskning AS 28
Aggregert sviktsannsynlighet Flere skadetyper på en eller flere komponenter Funksjoner for aggregert sviktsannsynlighet SINTEF Energiforskning AS 29
Aggregert sviktsannsynlighet Flere skadetyper på en eller flere komponenter Forutsetning: Skadetypene/enhetene er uavhengige Enhet/skadetype X påvirker ikke enhet/skadetype Y Hver enhet/skadetype kan føre til en funksjonssvikt/feil S1 S2 S3 Utvalgte enheter / skadetyper SINTEF Energiforskning AS 30
Aggregert sviktsannsynlighet Angi tilstand SINTEF Energiforskning AS 31
Aggregert sviktsannsynlighet Sviktsannsynlighet Aggregert Detaljer Enkelbidragene SINTEF Energiforskning AS 32
Aggregert sviktsannsynlighet Detaljer Restlevetid Skadetyper Sviktsannsynlighet: f(t), F(t), R(t), z(t) SINTEF Energiforskning AS 33