Zoek Alle vacatures

De invloed van het ontwerp op de onderhoudskosten

invloed van ontwerp



Klik hier voor meer informatie over auteur Ger Geraeds



De invloed van het ontwerp op de onderhoudskosten

Veelal worden bij bedrijven projecten gerealiseerd en na oplevering of zelfs na enkele jaren bedrijfsvoering aan de onderhoudsmensen gevraagd een onderhoudsplan op te stellen.
Tijdens het maken van die plannen komen problemen naar voren die leiden tot hogere onderhoudskosten welke voorkomen hadden kunnen worden tijdens het ontwerpproces.
Vaak leidt dat weer tot aanpassingen aan de installaties om onderhoudskosten te kunnen verlagen.

Ook de productieafdelingen worden vaak pas na oplevering van een project geconfronteerd met onverwachte belemmeringen waarop ze niet gerekend hadden, zoals: Onverwachte storingen, lagere aantallen, meer noodzakelijke stops, inzet van meer personeel, langere ombouwtijden etc. Ook die leiden weer tot onvoorziene kosten en lagere opbrengsten.

Om een beeld te krijgen van de uiteindelijk gemaakte kosten van een productieproces over de hele levensduur, heeft men het begrip “Total cost off ownership” ingevoerd.
Met “Total cost off ownership” worden alle kosten bedoeld die gemaakt worden binnen de hele levenscyclus van een machine of productieproces. Vanaf het moment dat men start met de specificatie tot het moment dat de machine verschroot is.

Binnen het ontwerpproces moeten er besluiten genomen worden die elk in belangrijke mate “Total cost off ownership” kosten bepalen. Deze kosten zijn van belang omdat zij uiteindelijk de productprijs en daardoor ook het rendement van een product bepalen.


Vragen binnen de specificatiefase

Binnen de specificatiefase zullen al een aantal vragen beantwoord moeten worden zoals:

1. Wat moet de machine of procesinstallatie kunnen?
  a. Welke producten of halffabricaten moeten er gemaakt worden?
  b. Welke hoeveelheden in de tijd?
  c. Welke afwijkingen/toleranties van het product zijn acceptabel?
  d. Welke spreiding op afwijkingen of snelheid zijn acceptabel?
  e. Welke bezetting moet er gerealiseerd worden (productiviteit).
  f. Welke bedrijfszekerheid wordt er vereist.
  g. Hoe lang dient de installatie mee te gaan.

Technische als productietechnische vragen die voor menige producent al moeilijk genoeg zijn om te beantwoorden.

2. Welke automatiseringsgraad is nodig, wenselijk en rendabel?
  a. Hoeveel productiepersoneel (kosten) is acceptabel?
  b. Hoeveel onderhoudspersoneel (kosten) is acceptabel?
  c. Is het huidige personeel in staat dit werk te doen of is ander personeel noodzakelijk?
  d. Hoe kritisch is het personeel in relatie tot de gewenste beschikbaarheid van de  
  machine. Als voorbeeld: is er maar 1 bedienaar, dan heeft ziekte of verlof een grote
  invloed op de beschikbaarheid.

Deze 2e vraag bepaald in grote mate welk en wat voor soort personeel noodzakelijk is om de machine/proces te gebruiken/bedrijven en onderhouden.

De automatiseringsgraad bepaald hoeveel bedieningspersoneel noodzakelijk is, maar ook het opleidingsniveau van de medewerkers (onderhoud- en bedieningspersoneel).
Daarnaast bepaald dit ook voor een groot deel hoe de machine of de procesinstallatie er technisch uit gaat zien.

Aan de hand van een voorbeeld wil ik de invloeden van besluiten binnen het ontwerpproces op zowel de onderhoudskosten als ook op de productiekosten kenbaar maken.
Daarmee wil ik zichtbaar maken dat zowel onderhoud als producent een belangrijke rol kan spelen binnen het ontwerpproces om te kunnen komen tot een optimale “cost off ownership” en daardoor een optimale kostprijs van een eindproduct.
Het parallel lopen van zowel het ontwikkelen van de techniek, onderhoud als productie heeft als voordeel dat de eigenaar na de basis engineering (voor de daadwerkelijke bouw v.d. installatie) een goed beeld heeft van de exploitatiekosten en op gegrondere financiële redenen een go/no go besluit kan nemen voor de bouw van de installatie.

Als voorbeeld wordt een machine genomen waarbij de invloeden van diverse handling systemen wordt bekeken. De basis - processtappen van deze machine zijn nu bekend en kunnen opgetekend worden. Zie figuur 1.


 figuur 1

 

Binnen het productieproces als weergegeven in fig 1 gaan we de volgende processtappen verder uitwerken.
- Halffabricaat op machine plaatsen
- In machine verwerken
- Van machine op pallet plaatsen


De invloed van de automatiseringsgraad is op de diverse punten van het voorbeeld

M.b.t. de eerste vraagstellingen wat de machine moet kunnen? heeft productie of ontwikkeling alle antwoorden gegeven en bepaald wat de verwerking zal zijn.
We willen daarom eens bekijken wat de invloeden van de automatiseringsgraad is op diverse punten. Hiervoor kunnen een aantal alternatieven uitgewerkt worden.

Voor het afhalen en plaatsen van het product als ook halffabricaat zijn meerdere opties mogelijk:
1. Plaatsing van twee robotten.
2. Plaatsing 1 robot op een transportrail die daardoor beide kanten kan bereiken.
3. Manueel uitvoeren door 2 mensen (1 voor en 1 achter).
4. Manueel uitvoeren door 1 persoon (voor beide posities).
5. Ontwikkeling specifiek overzetter voor beide posities.

 
Bij de keuze van optie 1 gaat het rendement van de productiecel achteruit, omdat het eindresultaat de wortel is uit de som v.d. kwadraten van alle afzonderlijke rendementen.
Bij optie 2 gaat het rendement ook achteruit maar kan slechter uitvallen.
Bij optie 3 is het eindresultaat afhankelijk v.d. kwaliteit v.d. medewerker, maar ook van het ziekteverzuim en verlofdagen (manafhankelijk).
Bij optie 4 is dit nog meer medewerker afhankelijk maar zal ook invloed hebben op de productieaantallen.
Optie 5 kan interessant zijn maar heeft in elk geval ook invloed op het rendement.

Wat betreft het onderhoud zal bij optie 1 rekening gehouden moeten worden met het extra onderhoud aan de robotten. Daarnaast is er extra kennis nodig en spare parts.
Wat betreft optie 2 zijn er minder robot spare parts nodig, maar wel weer extra t.b.v. het railsysteem. Wat betreft kennis v.d. onderhoudsmonteur komt er naast de kennis v.d. machine ook kennis van robot en railsysteem bij (dus extra kennis).
Voor optie 3 en 4 is geen extra kennis en spare parts nodig.
Voor optie 5 is mogelijk minder kennis noodzakelijk dan voor de robots, en ook het aantal spare parts kan minder zijn als de specifieke ontwikkeling leidt tot een eenvoudigere constructie.

Het mag duidelijk zijn dat er een eenduidige samenhang bestaat tussen specificatie, ontwerp, onderhoud en organisatie.


De invloed van de basis – processtappen op diverse punten van het voorbeeld

Ook binnen de basis - processtappen gelden weer dezelfde vraagstellingen en overwegingen.
De gebruikte componenten bepalen de snelheid, nauwkeurigheid als ook aanschafkosten en onderhoudskosten.

Robots zijn leverbaar met pneumatische, hydraulische, gelijkstroom, borstelloze servomotoren of wisselstroommotoren. Elke vorm heeft zijn specifieke sterkten als ook zwakten. Hierbij zijn de wisselstroommotoren het onderhoudsvriendelijkst (weinig onderhoud) maar ook iets minder nauwkeurig. De meeste andere vormen zijn sneller of sterker, maar vergen weer meer onderhoud. Meer onderhoud wil hierbij zeggen dat onderdelen vaker vervangen, gekalibreerd of gereviseerd moeten worden.
De kosten waarmee dan rekening gehouden moet worden zijn kosten van onderdelen, werkuren en stilstandsturen (geen productie).
Componenten die meer slijtage vertonen tijdens gebruik, leveren ook een grotere kans op breakdowns op. Zij zullen daardoor eerder als spare-part geselecteerd worden om ongewenste stilstandtijden zo klein mogelijk te kunnen houden (extra magazijn en component kosten).

Voor wat betreft de gebruikte mechanische componenten als overbrengingen en lageringen gelden vergelijkbare overwegingen. Tandriem overbrengingen zijn nauwkeuriger dan tandwiel overbrengingen, maar vergen weer meer onderhoud (regelmatig vervangen van tandriemen en tandwielen).
Continu gesmeerde lagers gaan weer langer mee dan levensduursmering.

Van de meeste componenten zijn statistische gegevens bekend voor wat betreft slijtagegedrag en faalkans. Bij een samenstel zoals bv “de robot” in ons voorbeeld, wordt tijdens het ontwerp bepaald welke componenten er gebruikt worden.
Daarmee wordt automatisch ook het noodzakelijke onderhoud en dus ook de onderhoudskosten bepaald.


Algemene ontwerpregels:

Ontwerpregels die van wezenlijk belang zijn ter beperking van het latere onderhoud zijn:
- Houd het zo eenvoudig mogelijk (zo min mogelijk componenten).
- Gebruik zoveel mogelijk duurzame componenten.
  (bewezen duurzaamheid, niet de laatste nieuwtjes).
- Gebruik componenten met een zo laag mogelijke slijtage gevoeligheid.
  (kosten / baten analyse).
- Gebruik zoveel mogelijk dezelfde componenten (kosten / baten analyse).

De totale kosten die gemaakt worden tijdens de levensduur van een productie-unit bestaat uit:
Aanschafkosten, installatiekosten, vierkante meter kosten, onderhoud- en ontmantelingkosten.
Daarnaast uit productiekosten zoals operatorkosten, energiekosten en materiaalkosten.
Alle bovengenoemde kosten zal een eigenaar moeten betalen om binnen het gestelde rendement de afgesproken hoeveelheid producten te kunnen maken.

Voor een optimaal resultaat is het van belang dat de producent, constructeurs, inkoop en onderhoud in goede samenwerking het optimale resultaat proberen te bereiken in de ontwerpfase. In deze fase de invloeden van in te kopen componenten op de “Total cost off ownership” bepalen en op gegronde redenen keuzes maken.


Algemene gang bij projecten binnen bedrijven:

Bij veel bedrijven spelen ontwerpafdelingen samen met ontwikkelafdelingen de grootste rol bij het bepalen en uitwerken van nieuw equipement. Onderhoudsafdelingen worden zijdelings of nauwelijks betrokken tijdens de specificatiefase en basic engineering.
Pas bij oplevering van een project gaan producenten en onderhoudsafdelingen een rol spelen.
Achteraf worden problemen gesignaleerd en worden alsnog wijzigingen doorgevoerd, personeel opgeleid, spare-parts besteld, onderhoudsplannen opgesteld en documentatie in orde gemaakt.

Daarbij worden kosten gemaakt die niet in het project waren meegenomen en vaak ten onrechte op de onderhoudsafdelingen terecht komen als onvoorziene kosten.
Met de wetenschap dat binnen een normale lifecycle van een machine de onderhoudskosten vaak ongeveer gelijk zijn aan de onderhoudskosten, wordt maar al te vaak bij de keuzen alleen gekeken naar de aanschafkosten.
Pas later stelt men vast dat goedkoop duurkoop was.

Onderhoud en productieafdelingen worden vaak niet betrokken bij het ontwerpproces omdat zij geen tijd hebben en voornamelijk bezig zijn met de alledaagse zaken en brandjes blussen.

 
Conclusie

Tijdens het verloop van een project worden keuzes gemaakt die van grote invloed zijn op de uiteindelijk productkosten. Het laten meewegen van besluiten op basis van te verwachten onderhoudskosten (op basis van onderhoudsplannen en spare-parts) speelt daarbij een belangrijke rol.

Onderhoud en productie afdelingen hebben vaak de capaciteit niet om vroegtijdig mee te participeren in projecten.

REEF kan daarbij een belangrijke rol spelen om gedurende de duur van een project projectspecialisten in de vorm van maintenance engineers te leveren die de belangen van de onderhoudsafdeling kunnen behartigen.

Hun kennis en ervaring kan bij de keuze van componenten of systemen een belangrijke rol spelen om de uiteindelijke “cost off ownership” te verlagen.

Daarnaast kan de maintenance engineer er voor zorgen dat alle onderhoudsgerelateerde zaken klaar zijn en er een soepelere overdracht kan plaatsvinden van de projectorganisatie naar de onderhoudsorganisatie.

Onvoorziene kosten voor het opstellen van onderhoudsplannen, documentatie, opleidingsplannen, spare-part lijsten en andere zaken kunnen al binnen het project meegenomen worden.

Een uiteindelijk go/no go besluit t.b.v. de uitvoering van een project kan op basis van betere financiële analyse plaatsvinden.


Klik hier voor meer informatie over auteur Ger Geraeds

Terug
Om deze website goed te laten functioneren maken we gebruik van cookies.
Bekijk ons cookiebeleid.