C A M P I O N E. Process Industry Field Lab. ondi&on- Based Maintenance for the Process Industry Open Network Environment

Transcriptie

1 C A M P I O N E Process Industry Field Lab ondi&on- Based Maintenance for the Process Industry Open Network Environment Prof. Dr. Henk Akkermans (DI- WCM, UvT), Ir. Paul van Kempen (KEC)

2 Achtergrond De chemische industrie is een belangrijke pijler van de Nederlandse economie. De chemiesector levert een significante bijdrage aan de Nederlandse werkgelegenheid: banen, een aandeel van 20% in de Nederlandse export ( 14 miljard) en bovengemiddelde groeicijfers. Het concurren&evermogen van de chemiesector wordt voor een belangrijke mate bepaald door de effec[viteit en efficiency van het onderhoud aan de produc[emiddelen. Via hoogwaardig onderhoud kan de beschikbaarheid en performance van de produc[emiddelen worden geop[maliseerd. Bovendien is via onderhoud de duurzaamheid en veiligheid van de chemie plants te verbeteren en handhaven. Wegens belangrijke maatschappelijke ontwikkelingen als globalisering, vergrijzing, verouderende assets, verduurzaming en vereiste con[nue verbetering ten aanzien van efficiency en veiligheid is het belangrijk om op het gebied van onderhoud te blijven innoveren. Pro- ac[eve vormen van onderhoud zoals condi&on based en predic&ve maintenance hebben dan ook volop de aandacht van de industrie. Als je kunt voorspellen wanneer een bepaald onderdeel stuk zal gaan, kun je efficiënter gebruikmaken van onderdelen, het aantal onderhoudsmomenten verminderen en een hogere beschikbaarheid van een systeem realiseren. Bovendien verhoogt een helder beeld van de onderhoudsstatus van systemen de veiligheid doordat de kans op onverwacht falen aanzienlijk verkleind wordt. Moderne technologie, sensoren en ICT zorgen ervoor dat er veel kan worden benut om onderhoud voorspelbaar, goedkoper, veiliger en effec[ever te maken. Innova[es kunnen niet alleen onderhoud maar ook de performance van produc[emiddelen voorspelbaar maken. Dit biedt vervolgens de mogelijkheid om onderhoud en performance daadwerkelijk te op&maliseren en voorkomt dat chemie concerns worden geconfronteerd met verrassingen ten aanzien van produc[everlies, veiligheidsproblemen, etc. Via innova[e zou men een Zero Suprises chemie plant kunnen realiseren

3 ACHTERGROND Voor de procesindustrie,waar normaliter ooral gepland en correc4ef onderhoud laats vindt, is Condi&on- Based aintenance (CBM) een heuse paradigm hid. Met CBM vindt onderhoud niet te aak plaats (zoals bij gepland onderhoud) n ook niet te laat (zoals met correc[ef), aar just in [me. Vanwege een aantal edenen (o.a. veiligheidsrisico's, erouderde infra, conserva[sme, rganisatorische belemmeringen, nanciering) komt CBM echter in de rocesindustrie moeizaam van de grond. inder dan 3% van de wordt getagd en slechts een frac[e daarvan ordt ac[ef gebruikt voor CBM.

4 Ambi8e Het Zero Surprises Fieldlab heed als radicaal doel het onderhoud voor chemiebedrijven 100% voorspelbaar te maken, waardoor de produc[viteit, beschikbaarheid en veiligheid van produc[emiddelen significant kunnen worden verbeterd, tegen lagere kosten. De output van onze fabrieken zal worden verhoogd (en dus de prijs per product verlaagd). Via ontwikkeling, integra[e en implementa[e van een breed palet aan state- of- the- art condi[on based maintenance gerelateerde technieken en methodieken kan de sector een enorme stap zegen vanuit de huidige prak[jk met correc[ef en preven[ef onderhoud naar onderhoud van de toekomst in de vorm van predic[ve maintenance. Condi[on based maintenance van produc[efaciliteiten in het buitenland kan uitgroeien tot een mooi export product.

5 Uitdaging De mogelijkheden van hogere vormen van onderhoud als condi[on based maintenance (CBM) en predic[ve maintenance zijn nog lang niet ten volle benut. CBM is veelomvagend en kan veel voor bedrijven opleveren door innova[es te combineren. Hierbij gaat het om ontwikkelingen op verschillende vlakken als: Sensoren Big Data Vertalen naar onderhoud Besluitvorming Koppeling enterprise omgeving Control tower Digi[zed maintenance (ook met glasses, handhelds, etc.) Kennis management Simula[es Daarnaast vraagt een CBM implementa[e veel aandacht voor Management & Organisa[e (transi[e naar driven) Cultuur Opleidingen, Human factors Beschikbaarheid gekwalificeerd personeel (algemeen probleem in techniek/maintenance, bovendien zijn nieuwe skills nodig bv. ten aanzien van het analyseren en interpreteren van )

6 Wat is er nodig? Promo&e: informeren en enthousiasmeren van publiek voor de chemiesector en alle innova[es die daarbij die een rol spelen of gaan spelen. Hiermee kunnen jongeren en ouders worden geïnteresseerd voor het vak. Toegang tot een chemieplant is las4g wegens veiligheidsprocedures. Training en opleidingen: trainen en opleiden van aankomende of al werkende professionals ten aanzien van hoogwaardige onderhoudsvormen en bijbehorende technologie, gericht op prak[sche behoeden van bedrijven. Er zijn zeer weinig geschikte prak4jkomgevingen die zich lenen voor serieuze opleidingen en trainingen. Het ontbreekt aan omgevingen waarin innova4es bijeenkomen en waar zonder risico s toch grote opera4es zoals shutdowns kunnen worden geoefend. ProeMuin: succesvolle implementa[e van hoogwaardige vormen van onderhoud vraagt om een combina[e van innova[es en technologieën. Er zijn geen geschikte prak4jkomgevingen die zich lenen voor het demonsteren en experimenteren met nieuwe technologie en innova4es, waarmee het uiteindelijke func4oneren in een chemie plant kan worden nagebootst. Veel innova4es komen van MKB bedrijven, maar deze hebben geen toegang tot een representa4eve ontwikkelomgeving. Research: onderzoek uitvoeren op alle relevante domein die een rol spelen bij het implementeren van hoogwaardige vormen van onderhoud die uiteindelijk leiden tot een doorbraak in de vorm van de Zero Surprises fabriek. Er zijn momenteel geen faciliteiten voor onderzoekers die zich lenen voor langdurig en veilig onderzoek in een representa4eve prak4jkomgeving.

7 Oplossing en kansen Een Zero Surpises Process Industry Field Lab voorziet in de behoede aan Promo[e, Opleiding en Trainingen, een Proeduin en een relevante Researchomgeving. Met een Field Lab op Gate2 ontstaat een fysieke en deels virtuele hotspot, die kennis, kunde, technologieën en innova[es bijeenbrengt, met een spinoff naar de gehele Nederlandse chemiesector. Via remote technologies kunnen vanuit een field lab control tower bestaande installa[es op afstand worden gemonitoord. Het Field Lab is gericht op een breed palet aan thema s dat verband houdt met hoogwaardig onderhoud variërend van ICT en sensoren tot aan neurospychologisch onderzoek (human factors). Field lab heed vante cesindustrie alla[es Het Field lab heed teve relevante, virtuele procesindustrie installa de mogelijkheid om re echte installa[es van d partnerbedrijven te monitoren.

8 Oplossing en kansen De impact van het Fieldlab is enorm (onderstaande effecten zijn ingeschat voor aan het einde van het 4- jarig project) Concurren(eposi(e chemische sector Uitrol van de Fieldlab technologieën breed in de chemie sector leidt tot enorme effecten. Beter uitnugen van assets binnen de chemie leidt tot meer omzet en winstgevendheid. 1% verbetering op een nego- omzet van 57 miljard (bron: VNCI) leidt al tot een terugkerend jaarlijks effect van 570 miljoen (inzet is een paar procent). De kosten van het onderhoud in de procesindustrie worden geschat op zo n 8 miljard per jaar. Via zero- surprises wordt onderhoud volledig voorspelbaar en valt daarmee verregaand te op[maliseren. Jaarlijks effect wordt geschat op zo n 800 miljoen per jaar. Spin- off naar andere sectoren: de maintenance sector in NL wordt geschat op miljard op jaarbasis Kansen voor dienstverleners Gespecialiseerde bedrijven kunnen op basis van de Fieldlab technologieën interessante innova[eve producten en diensten gaan aanbieden op het gebied van monitoring, advies, beheer en onderhoud. Geschage omzet: 25 miljoen per jaar. Exportkansen De in het Fieldlab ontwikkelde technologieën en concepten bieden enorme export kansen. Zo kunnen via control towers assets over de hele wereld worden gemonitored en via Nederlandse regie worden onderhouden. In samenwerking met locale contractors kunnen klanten op afstand zelfs helemaal worden ontzorgd op onderhoudsgebied. De hieraan gerelateerde hoogwaardige werkgelegenheid blijd in Nederland, mede omdat de regie hier blijd. Geschage omzet: 100 miljoen per jaar. Dienstverleners kunnen op basis van de Fieldlab technologieën hun kennis, producten en diensten exporteren. Geschage omzet: 25 miljoen per jaar.

9 Fieldlab opzet FIELDLAB Centrale fysieke en virtuele experimenteer-, demo- en trainingsfaciliteit Monitoring Operations Planning Engineering Financial Shared Maintenance Management Server Remote monitoring, analyse en maintenance management services vanuit control tower, verbonden met centrale testopstelling en decentrale assets van deelnemers Decentrale pilots en ontwikkelingen

10 Centrale faciliteit 3 2 VIRTUELE PLANT Virtuele omgeving met assets Monitoring Asset & maintenance management Training Business case ahv opera[onele scenario s 4 FYSIEKE TESTTELLING Representa[eve testopstelling State- of- the- art sensoren Tags Systeem voor asset & maintenance management en beheer 1 Monitoring Operations Planning Engineering Financial MAINTENANCE STAFF OP LOCATIE OF IN HET VELD Monitoring via tablets en smartphones Asset & maintenance management via tablets en smartphones Toegang voor maintenance managers en staff van deelnemers Data collec[e via tablets en smartphones van maintenance staff Virtual maintenance training on the spot Shared Maintenance Management Server CENTRALE CONTROL ROOM Remote monitoring, processing en analyse Voorspellingen mbt restlevensduur Adviezen mbt onderhoud, beïnvloeding restlevensduur en business case Aansturing, monitoring en support maintenance staff Real [me processing van maintenance Data management, analyse en beveiliging Verbinding met assets bij deelnemers in het land

11 OLAZ II Vestas V47, 660kW SN B1.1 Inspection results E. de Plaa! Gearbox WG Dataketen Asset met veel Prognose s behoede Specs assets Omgevin g Sensor SAP MAINT Dashboards Data analyse Rest levens- duur ac[es ERP Model- len Sta[s[ek Alerts (foutgedr even) Afwijk- ingen nominaal gedrag Beslis- modellen MAINT ac[es MAINT Manage- ment Prognose s behoede Specs assets Asset met weinig

12 OLAZ II Vestas V47, 660kW SN B1.1 Inspection results E. de Plaa! Gearbox WG Aanvullende partner Asset met veel Prognose s behoede Specs assets Omgevin g Sensor SAP MAINT Dashboards Data analyse Rest levens- duur ac[es ERP Model- len Sta[s[ek Alerts (foutgedr even) Afwijk- ingen nominaal gedrag Beslis- modellen MAINT ac[es MAINT Manage- ment Prognose s behoede Specs assets Asset met weinig

13 Aanvullende partner Prognose s behoefte Specs assets Big Data benadering ( correlaties, visualisaties, etc.) Bedrijfseconomische overwegingen (Life cycle costs, EVA) Data analyse Model- len Statistiek Rest levens- duur Alerts (foutgedr even) Afwijk- ingen nominaal gedrag Beslis- modellen acties MAINT acties ERP MAINT Manage- ment Fysische verschijnselen benadering (degradatie modellen, FMECA, etc.) Prognose s behoefte Specs assets

14 Plan van Aanpak Kennis Kennis Kennis Kunde Kassa Fundamenteel onderzoek Industrieel onderzoek Experimentele ontwikkeling Opera[onele toepassing University (onderzoeksthema s) Field Lab (centrale faciliteit) Living Lab (decentrale faciliteiten) Chemische Plants C A M P I O N E University is de gezamenlijke tanktank met inbreng van alle R&D afdelingen van de deelnemende bedrijven en kennisinstellingen Labs bieden faciliteiten voor industrieel onderzoek en experimentele ontwikkeling. Daarnaast faciliteren deze labs ook training-, opleidingen promo[eac[viteiten Toepassing van resultaten leidt tot de beoogde economische effecten

15 Planning PIJLERS University Asset Scan Generiek Datamodel Generiek Organisatiemodel Sensoren Simulatie,Virtual & Augmented Reality Data mining technieken Humans Factors & Digitized maintenance Data security Beslismodellen Business Case Nieuwe thema's Later ook innova[e research op basis v Fieldlab resultaten Opschaling Fieldlab Oppakken van veelbelovende the bij kunnen dragen streven van Zero s richten Field Lab b. op basis van e technologie en raining en n proeduin zoek op hema s die op ijn gedefinieerd. Fieldlab Opleidingen Trainingen Demo's Workshops Congressen Promotie Control Tower Business development Living Lab Sitech Sabic Cargill Dow Fujifilm KLM KLM

16 Roadmap Condi[on Based Maintenance Human Factors Self Healing Materials New Topic Chemie/Procesindustrie M P I O N E ro Surprises ss Industry Field Lab OP Zuid 2015 Mari[em Infra Energy Condi[on Based Maintenance Human Factors Self healing & Smart Materials Future Topic New sector

17 Budget Totaal budget: 11,5 MEURO voor 4 jaar Co- financiering via in kind inbreng van faculteiten door procesindustrie Begroting Field Lab Faciliteiten in kind ,00 Faciliteiten op Gate ,00 MKB bedrijven ,00 Grootbedrijven ,00 Kennisinstellingen ,00 PR&Communicatie ,00 Project/Lab management ,00 Totaal ,00 Plan van aanpak Zuid 2015

18 Partners verheden en intermediairs DI- WCM Midpoint Brabant Gemeente Tilburg Onderwijs- en kennisinstellingen Universiteit van Tilburg TU Eindhoven NLR Avans Hogeschool ROC Tilburg TNO Industrie C A M P I O N E Process Industry Field Lab MKB KEC IMS Interna[onal Oliveira Asset Health Dynamics Prezent BlueTea En u? Asset Owner Data specialist Technisch Spec Grote bedrijven FUJIFILM Ericsson Stork Emersson Cargill Tata Steel Shell