Reliability-based maintenance optimization of walking draglines
Yürüyen çekme kepçeli yerkazarların güvenilirlik tabanlı bakım-onarım optimizasyonu
- Tez No: 415521
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NURAY DEMİREL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 209
Özet
Çekme kepçeli yerkazarlar, açık kömür ocaklarında örtü kazı dekapajı için sıklıkla kullanılan yerkazarlardır. Makine duraksamaları yüksek miktarda üretim kaybına neden olacağından, çekme kepçeli yerkazarların yüksek kullanılabilirlik oranıyla çalıştırılmaları gerekmektedir. Bu bakımdan, etkili bakım onarım politikaları, çekme kepçe parçalarının uzun ömürlü olarak kullanılması ve operasyonların sürdürülebilirliği için gereklidir. Bu çalışmada, Tunçbilek açık kömür işletmesinde kullanılan Page ve Marion marka iki farklı yerkazar için güvenilirlik tabanlı bakım onarım optimizasyonunun yapılması amaçlamaktadır. Çalışma metodolojisi dört ana aşamadan oluşmaktadır. Bunlar: i) Makine parçalarının güvenilirlik modelleriyle yaşam özelliklerinin belirlenmesi, ii) Önleyici parça değişimleri için bir karar platformunun oluşturulması, iii) Makine parçaları için risk tabanlı bakım onarım önemi modelinin kurulması ve iv) Çekme kepçeli yerkazarların düzenli denetim aralıkları için bir optimizasyon algoritması geliştirilmesidir. Bileşen ve sistem karakterizasyonu, tümdengelimli güvenilirlik modelleri oluşturularak elde edilmiştir. Önleyici parça değişim modelleri, önleyici ve düzeltici bakım masraflarını hesaba katılarak ve parçaların önleyici değişim uygulanabilirliğini incelenerek oluşturulmuştur. Risk modeli, arıza neticesinde oluşan doğrudan ve dolaylı maliyetler hesaba katılarak geliştirilmiş ve sistem elemanları için bakım-onarım öncelik sıralaması tahmin edilmiştir. Denetim aralığına dair optimizasyon algoritması, bileşenlerin rasgele yaşam ve onarım davranışları, arızalar sırasında her bir parçanın birbirine fonksiyonel etkisi, vardiya değişimleri ve düzenli denetimlerden kaynaklı zorunlu duraksamalar ve bakım onarım aktivitelerinin neden olduğu doğrudan ve dolaylı tüm maliyetler hesaba katılarak gerçekleştirilmiştir. Güvenilirlik modellerinin sonuçları, kepçe ve çekiş ünitelerinin en sık arızalanan üniteler olduğunu göstermiştir. Diğer yandan, bum ünitesinin diğer ünitelerle karşılaştırıldığında en uzun süre işlevselliğini devam ettirdiği tespit edilmiştir. Ek olarak, makina dairesi bileşenleri genellikle en uzun süreli onarım sürelerine ve en yüksek üretim kaybına neden olmaktadır. Bireysel bileşenler, onlar arasındaki yapısal ve fonksiyonel bağımlılıklar düşünüldüğünde, Marion ve Page çekme kepçelerinin sırasıyla 34,04 ve 35,62 saat boyunca herhangi bir bozulma yaşamadan operasyonlarına devam etmeleri beklenmektedir. Ayrıca, denetim aralıkları için oluşturulan optimizasyon algoritması, Page ve Marion için 184 ve 232 saatlik denetim aralıklarının ekonomik olarak optimal olacağını göstermektedir. Bu aralıklar kullanılarak, çekme kepçelerin bakım-onarım masraflarında Page için %6,2, Marion için %5,9 oranında bir düşüş olması beklenilebilir. Bunlara ek olarak, risk-tabanlı güvenilirlik paylaştırma modelleri, arıza aralıkları ve arıza sonuçlarına göre, motor, jeneratör, dönme ve yürüme mekanizmalarındaki güvenilirlik artışının sistem güvenilirliğine en yüksek katkıyı sağlayacağını göstermektedir. Bu parçalara yönelik bakımın, daha planlı ve kontrollü yapılması gerektiği anlaşılmıştır. Bu araştırma, çekme kepçeli yerkazarların bakım onarımına yeni bir bakış açısı sağlamaktadır. Çalışmanın literatüre ve endüstriye kazandıracağı en önemli yenilik, güvenilirlik dağılımı yolu ile çekme kepçeli yer kazarların bileşenlerinin bakım onarım öncelik sıralamasının tahmin edilmesi için risk faktörlerinin belirlenerek yeni bir bakım-denetim optimizasyonu modelinin geliştirilmesidir.
Özet (Çeviri)
Dragline is an earthmover extensively utilized in open cast coal mines for overburden stripping activities. Since the machinery breakdowns may induce high amount of production losses, draglines are required to be operated with high availability. In this sense, effective maintenance policies are essential to improve longevity of dragline component and sustainability of operations. In this research study, it is aimed to develop a reliability-based maintenance optimization models for two walking draglines, Page and Marion, currently operated in Tunçbilek coal mine. The study methodology consists of four main phases as: i) characterizing the machinery components via reliability models, ii) implementing a decision platform for preventive replacement of components, iii) generating risk-based maintenance importance models for the machinery components, and iv) developing an optimization algorithm for inspection intervals of the draglines. Component and system characterization was achieved generating deductive reliability models. Preventive component replacement models were created considering preventive and corrective cost factors and investigating applicability of preventive replacements for components. Risk model was developed regarding indirect and direct maintenance costs and maintenance criticality scores were estimated for system elements. Optimization algorithm on inspection intervals was implemented including random lifetime and repair behaviors of components, functional effect of each other during failures, scheduled halts in shifts and regular inspections, and direct and indirect costs of maintenance activities. The results of reliability models revealed that dragging and bucket units were expected to fail most frequently. On the other hand, boom unit was detected to sustain its functionality for the longest time compared to the other units. Moreover, machinery house components generally lead to the longest repairing time and the highest production loss. Considering individual components and their associated structural and functional dependencies, Marion and Page draglines are expected to keep operation going for 34.04 and 35.62 hours without any breakdown, respectively. In addition, optimization algorithm for inspection intervals showed that interval lengths of 184 and 232 hours are economically optimal for Page and Marion, respectively. Maintenance costs of the draglines using these intervals are expected to decrease with 5.9% for Page and 6.2% for Marion. Moreover, risk-based reliability allocation models showed that reliability improvement in motor, generator, rotation, and walking had the greatest impact on overall system reliability considering failure frequencies and their consequences. It was revealed from the risk model that maintenance for these components should be carried out in more controlled and planned manner. This research study provides a new perspective on dragline maintenance. The main novelty and expected industrial contribution of this study is to provide a new inspection optimization model and implementation of risk factors to identify draglines' component maintenance criticality considering reliability allocation which has not been considered previously in literature.
Benzer Tezler
- Hiperbolik soğutma kulesi yapılarının serbest titreşim, deprem ve rüzgâr yükleri altındaki tepkilerinin incelenmesi
Investigation of response of hyperbolic cooling tower structures under modal analysis, earthquake and wind loads
AZAT POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT ÖZTÜRK
- Takviyeli bir uçak gövde plakasının ve yapısal test adetlerinin güvenilirlik-tabanlı optimizasyonu
Reliability based optimization of a stiffened aircraft fuselage panel and the number of structural tests
RABİA ÇİĞDEM USTA
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Havacılık MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM ACAR
- Elektrik iletim sistemi güç transformatörleri için güvenilirlik merkezli donanım yönetimi sürecinin kurulması ve değerlendirilmesi
Reliability centered asset management for power transformers in Turkish national power transmission system
HAVVA AYSUN KÖKSAL
Doktora
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDOĞAN ÖZDEMİR
- Son gelişmelere göre bilgisayar destekli enerji iletim hatları tasarımı
Transmission lines design according to recent advances with computer
SABAHATTİN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. NESRİN TARKAN
- Güvenilirlik merkezli bakım (RCM) yöntemi ile asansör bakımı planlaması
Elevator maintenance planning by reliability centred maintenance (RCM)
YUSUF ARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RAHMİ ÜNAL