Geri Dön

Proposing a reliability availability maintainability (ram) analysis in shipboard machinery systems

Gemi makine sistemlerinde güvenilirlik kullanılabilirlik ve bakım kolaylığı analizi önerisi

PDF İndir

  1. Tez No: 609246
  2. Yazar: SAMET BİÇEN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. METİN ÇELİK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Deniz Bilimleri, Denizcilik, Gemi Mühendisliği, Marine Science, Marine, Marine Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 99

Özet

Güvenilirlik, Kullanılabilirlik ve Bakım Kolaylığı (RAM) analizinin amacı, sistemin gelecekteki kullanılabilirliğini önceden tahmin etmek, gerekirse sistemde yararlı olabilecek değişiklikleri tanımlamak ve bu değişikliklerin uygulanıp uygulanmayacağına ilişkin kararları desteklemektir. RAM analizi şirketler tarafından uzun yıllardır kullanılmaktadır. Şirketler tasarım ve üretim süreçlerinde RAM analizi yapmaktadır. Bu sayede şirketler, bir ürünü tarasladıktan sonraki kullanım süreçlerinde olası arızaları ve etkilerini gözleyebilmekte ve ürünle alakalı geliştirmeleri yapabilmektedirler. Güvenlik ve emniyet konularındaki çalışmalar, özellikle II. Dünya Savaşı'ndan sonra artmıştır. 20. yüzyılın ortalarından sonra, savaş teknolojilerinden kişisel kullanım teknolojilerine kadar birçok sektörde uygulamalar artış göstermiştir. Bu uygulamalar genellikle elektronik cihazlarda ve roket teknolojilerinde yapılmıştır. Güvenilirlik seviyesinin tam olarak belirlendiği ve sistem bileşenlerinde tespit edilen değerlerin deneylerle kanıtlandığı ilk çalışma, Almanya'daki füzelerin üretiminde uygulanan RAM analizi olarak sayılabilir. Özellikle savunma sanayisi, RAM analizinin uygulanmasında ve yaygınlaştırılmasında öncü bir rol oynamıştır. Füze ve uzay teknolojileri ile üretilen ürünler tamir edilebilirlik açısından zayıf olduğu için, üretim ve tasarım aşamasında yapılan RAM analizi ile ürünü kullandıktan sonra oluşabilecek tüm arızaların önlenmesi amaçlanmaktadır. Artan teknoloji sayesinde ürünler kullanıma sunulmadan önce birçok testten geçirilebilmekte ve ürünün tasarım hataları ve aktif yaşam süresi boyunca meyadana gelmesi muhtemel arızalar tespit edilip müdahale edilebilmektedir. Böylelikle, ürün piyasaya sunulduğunda olası arızalar, sadece kullanımdan dolayı meydana gelebilecek kullanıcı hataları ve malzeme yorgunluğuna bağlı arızalara indirgenmiş olmaktadır. Gemiler, icra ettikleri ticaretin bir parçası olarak liman ve demir bölgelerini sıklıkla kullanır. Gemilerin yakıt, yağ, yedek parça gibi ihtiyaçlarının yanı sıra tahliye veya yükleme yapmak için geldikleri limanlarda ve demir bölgelerinde çeşitli masrafları mevcuttur. Manevralar sırasında çıkabilecek arızalar, eğer geminin hareket kaabiliyetini etkileyecek arızalarsa, sabit masrafları arttığı gibi geminin ceza ödemesi, arıza yapan makinede veya sistemde onarılması güç deformasyonlar ve geminin ticareti aksadığı için karşılacağı ayrıca külfetlere neden olacaktır. Günümüz teknolojisinin geldiği noktada, ticari faaliyetlerde de bir hız yarışı içerisine girilmiştir. Teslim alına yükün/ürünün zamanında ve hatasız bir şekilde teslim edilmesi hem üreticinin çalıştığı alandaki itibarı hem de faaliyetlerine artış sağlayarak devam edebilmesi açısından önemini kat ve kat artırmıştır. Ticari faaliyetlerin bir parçası olarak gemiler, varış noktası olan limanlara zamanınva varamadığı her saat için ceza ödemektedir. Yaşanan zaman kayıpları sadece tek seferlik bir ceza olarak kalmayıp geminin veya işletmeci firmanın ilerleyen süreçlerinde de ticari faaliyetlerinde azalma ve hatta tamamen durma noktasına gelmesine neden olabilmektedir. Araştırmasını yaptığımız RAM analizi, geminin önemli operasyonları sırasında makine sistemlerinde arıza meydana gelme olasılığını hesaplamaktadır. RAM analizi, geçmiş yıllara ait verileri kullanarak gelecekteki arızaların hangi periyotlarda meydana geleceğini öngörmektedir. Riskli bir operasyondan önce analizin sunduğu tavsiyeler uygulanırsa arıza olasılığı en aza indirilmiş ve operasyonlar daha sağlıklı yapılmış olacaktır. Riski yüksek bir gemi operasyonu öncesinde gemi makine sistemlerinin arıza vermeden çalışmaya devam etmesi için bir takım önlemler alınmalıdır. Ancak alınacak her önlem gemi işletim masraflarını artırmaktadır. Dolayısıyla riskli bir operasyon öncesinde gemi makine sistemlerinin ve ilgili bileşenlerinin güvenilirliklerini bilmek ve yapılacak bakımlar için harcanması gereken en uygun süreleri tespit edebilmek için standart uygulamaların yeniden gözden geçirilmesi ve ilave tedbirlerin alınması şarttır. Muhtemel arızalar, geçmiş veriler değerlendirilerek ve geleceğe dair yorumlamalar yapılarak tespit edilebilir. Bu arızaların şiddeti, muhtemel zamanı, onarım için gerekli insan ve kaynak gücü, arıza meydana geldiğinde sisteme verebileceği zaafiyet ve arızalar meydana gelmeden önce bakımının ne zaman yapılacağı gibi gemi operasyonları için kritik öneme sahip veriler, RAM analizi ile tespit edilebilir. Güvenilirlik ölçütü, bir geminin çalışan sistemlerinin mevcudiyetini ne kadar süre koruyacağını tespit etmeye yarayan, hangi zaman aralığında ve hangi gemi şartlarında bu mevcudiyetin bozulacağının tespitinde önemli bir ölçüttür. İşletmeci tarafından yine işletmeci insiyatifinde kararlaştırılan güvenilirlik alt sınırına ulaşan bir sistem veya sistem bileşeni için riskli operasyon öncesinde önleyici bakım planlaması yapılması, geminin sistemlerinin sağlıklı çalışması için faydalı olacaktır. Kullanılabilirlik ölçütü, geminin bir veya birkaç sistem ve sistem bileşeninin istenilen zamanda istenilen görevi eksiksiz yerine getirebilme olasılığının ölçütüdür. Arıza periyodu kısa, arızasız çalışma periyodu uzun olan bir sistem bileşeni için güvenilirlik hesaplamları her zaman yüksek değerlerde çıkmaktadır. Yaptığımız çalışmada da sonuçlar, sistem bileşenlerinin kullanılabilirlik seviyelerini yüksek değerlerde çıkmıştır. Kullanılabilirlik için en anlamlı sonuçlar kısa arızasız çalışma periyodu olup onarımın uzun zaman aldığı sistemler ve sistem bileşenleridir. Bakım kolaylığı ölçütü, bir sistem veya sistem bileşeninin arıza meydana gelmeden önce koruyucu bakımların yapılabilmesi veya arıza meydana geldikten sonra onarımın yapılabilmesi için kabul edilebilir tamir süresinin ölçütüdür. Bir arızaya yapılacak müdahalenin gerektireceği en az süreninin tayin edilmesi, bakım operasyonunun yapılması gereken zamanın tayininde direkt etkilidir. Gemilerinin sık liman uğraklı çalışması ve çalışma temposunun yüksek olması sebebiyle RAM analiz uygulaması için bir konteyner firmasının filosundan bir gemi seçilmiştir. Geminin planlı bakım sisteminde yer alan bütün veriler şirket gözetiminde incelenmiştir. Veri aralığının geniş olması, RAM analizinden elde edilecek çıktıların anlamlı veriler olmasını sağlayacağından filonun en eski gemisi seçilmiştir. Planlı bakım yazılımından çekilen veriler titizlikle incelenmiş ve seçilecek sistem bileşeni gemi için kritik öneme sahip olacak şekilde belirlenmiştir. Makineler için en kritik sistem olması ve bu sistem üzerinde meydana gelebilecek bir arızanın doğuracağı sonuçların, özellikle manevralarda, ciddiyetinin yüksek olacağı düşünülerek yakıt sistemi seçilmiştir. Yakıt sistemi içerisinde de en anlamlı veri dağılımı olduğu saptanan ve ana makine için kritik öneme sahip olan yakıt enjektörleri belirlenmiştir. İncelenen verilerde geminin ana makinesinin yakıt enjektörleri ele alınmıştır. Geçmiş yıllara ait verileri toplanmış ve veriler arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Elde edilen veriler neticesinde 1,2,3,4,5,6 ve 7 numaralı enjektörlerin güvenilirliği, kullanılabilirliği ve bakım kolaylığı oranları hesaplanmıştır. Sonuç olarak, yakıt enjektörlerinin güvenilirliğinin çalışma saatlerinin artmasıyla azaldığı görülmüştür. Yeni tamir edilmiş bir yakıt enjektörünün güvenilirliği %100 iken, planlanan bakım sisteminde 4000 çalışma saati uygulandığında güvenilirlik oranının %31-34 aralığına kadar düştüğü görülmektedir. Analizde, tüm yakıt enjektörleri için bulunabilirlik oranlarının %99'un üzerinde olduğu tespit edilmiştir. Bu, yakıt enjektörlerinin arızasız çalışma süresinin arızayı gidermek için gereken süreden daha uzun olmasından kaynaklanmaktadır. Bakım işlemi, bakım süresi 3.5 saat veya daha fazla olduğu sürece sağlıklı olacaktır. Bu sürenin belirlenmesi, gemi için zaman kısıtlamaları yaratabilecek durumlarda önemlidir. Güvenilirlik analizi, seçilen sistem bileşenleri için güvenilirliğin zamanla azaldığını göstermiştir. İki bakım planı arasındaki süreyi kısaltarak bu sorunun çözülebileceği vurgulanmakla birlikte, gemilerin yüksek kullanılabilirliği nedeniyle sadece önemli cihazların önleyici ve geçici bakımlarının yapılabileceği değerlendirilmiştir. Uygulanacak bakımlar için gerekecek süreler bakım kolaylığı oranına göre değişkenlik göstermekle birlikte bakım için harcanacak zamanın tespitinde önemli referans değerler sağlamıştır.

Özet (Çeviri)

The purpose of the Reliability Availability and Maintainability (RAM) analysis is to predict the future availability of a system, identify any changes that would be beneficial to the system if needed. It also supports decisions on whether to implement these changes. RAM analysis has been used by companies for many years. Companies conduct RAM analysis in their design and production processes. Studies on safety and security have increased, especially after World War II. After the mid-20th century, applications in many sectors ranging from war technologies to personal use technologies have increased.These applications were usually done at electronic devices and rocket technologies. In this regard, the first study in which the reliability level is determined exactly and the determined values are proved in the system components with the experiments can be counted as the RAM analysis applied in the production of missiles in Germany. The defense industry in particular has played a leading role in the implementation and dissemination of RAM analysis.Since the products produced with missile and space technologies are weak in terms of repairability, it is aimed to prevent all possible malfunctions that may occur after using the product with RAM analysis made during the production and design stage. Ships often use ports and anchorage zones as part of their trade. In addition to the needs of ships such as fuel, oil, spare parts, there are various expenses in ports and iron regions where they come to make evacuation or loading. Malfunctions that may occur during maneuvers, if they affect the ship's ability to move, will increase the fixed costs as well as the payment of the penalty of the ship, the machine or system failing to repair the deformations and the ship will cause additional burdens due to disruption of trade. The RAM analysis, which we investigate, calculates the probability of failure of the machinery systems during the important operations of the ship. The RAM analysis predicts the period in which future failures will occur using data from previous years. If the recommendations provided by the analysis are applied before a risky operation, the probability of failure will be minimized and the operations will be made healthier. Before a high-risk ship operation, various measures must be taken to ensure that the ship's machinery systems continue to operate without fail. However, each measure increases the operating costs of the ship. Therefore, before a risky operation, it is necessary to review the standard practices and take additional measures to know the reliability of ship machinery systems and related components and to determine the most appropriate times to be spent for maintenance. The fuel injectors of a ship's main engine are discussed in the data analyzed. The data of previous years were collected and the relationships between the data were examined. As a result of the data obtained, the reliability, availability, and maintainability rates of the injectors number 1,2,3,4,5,6 and 7 were calculated. As a result, the reliability of fuel injection valves decreased with increasing working hours. While the reliability of a newly repaired fuel injector is 100%, it is seen that the reliability rate is reduced to 31-34% when 4000 operating hours are applied in the planned maintenance system. In the analysis, the availability rates for all fuel injectors were found to be above 99%. This is due to the length of the failure-free operation of the fuel injectors and a short time is needed to fix the failure. The maintenance operation will be healthy as long as the period of care is 3.5 hours or more. The determination of this time is important in situations that may create time constraints for the ship. Reliability analysis showed that reliability decreases over time. While it is emphasized that this problem can be solved by reducing the time between the two maintenance plans, it has been evaluated that only the preventive and interim maintenance of the important devices can be satisfied because of the high availability of ships.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    856926

    Otomotiv yedek parça tedarik zincirinde orijinallik denetlemesi ve yeniden kullanım/geri dönüşüm süreçleri için blok zincir tabanlı takip sistemi

    Blockchain-based tracking system for originality verification and recycling processes in the automotive spare parts supply chain

    TUĞBA BEKMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ENVER ÖZDEMİR

  2. Tez No

    507225

    An optimal generation dispatch for a reliable and environment friendly microgrid using multi-objective optimization

    Güvenilir ve çevre dostu bir mikro şebeke için çok amaçlı optimizasyon tabanlı optimum üretim dağıtımı

    IKRAMUL HASAN SOHEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ

  3. Tez No

    643189

    A rule-based human reliability assessment to enhance shipauxiliary machinery maintenance operations

    Gemi yardımcı makineleri bakım onarım operasyonlarınıniyileştirilmesi için kural tabanlı insan güvenilirliği ölçümü

    ÇAĞATAY KANDEMİR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN ÇELİK

  4. Tez No

    75561

    Statik elektrik alanlarının sınır elemanları yöntemiyle hesabı

    Başlık çevirisi yok

    H.DEMİR AYAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZCAN KALENDERLİ

  5. Tez No

    574564

    Tepki veren cephelerin standart ürünlerle tasarımı: Yeniden tasarım modeli

    Designing adaptive facades with standard products: Redesign model

    BAHAR BAŞARIR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET CEM ALTUN

Geri Dön