Maintenance Optimization by Use of a Markov Model A Steam Trap Case Study Using Empirical Plant Data

Abstract

En tidligere utviklet Markov degraderingsmodell ble videre utviklet og benyttet for å modellere feilutvikling og kostandsoptimalisering gjennom en case-studie av kondensatpotter, utført ved å bruke reelle, empiriske data fra et Equinor metanolproduksjonsanlegg. De viktigste kilder til datainnsamlingen var bedriftens elektroniske vedlikeholdsstyringssystem SAP, historiske inspeksjonsrapporter, prosessdata fra bedriftens prosesskonstrollsystem og kvalitativ informasjon fra internt og eksternt vedlikeholdspersonell. Data fra feil- og vedlikeholdshistorikk ble samlet inn og videre benyttet for å modellere degradering. Noen antakelser angående feilutviklingstid måtte gjøres på grunn av ufullstendige datasett i henhold til Markovmodellens design, for å oppnå en god modell. Modellen ble så benyttet til å beregne optimale inspeksjonsintervall og til simulering av alternative vedlikeholdsstrategier. Det ble også forsøkt simulert en case med kontinuerlig tilstandsovervåkning. Markovmodellen viste god evne til å modellere ulike vedlikeholdsstrategier i tillegg til optimalt vedlikeholdsintervall, spesielt grunnet inspeksjonsmatrisen. Resultatene av analysen indikerer et potensiale for forbedring av vedlikeholdsstrategi for det studerte caset. Det viste seg at kostnader for det valgte utstyret i all hovedsak var knyttet til vedlikeholdet og mindre til energitap. Online tilstandsmonitorering viste størst potensiale for besparelser, men da før kostnader knyttet til innkjøp, drift og vedlikehold av systemet for online tilstandsovervåkning var inkludert. Forbedring av vedlikeholdsstrategien må også vurderes opp mot andre aspekt som overordnet målsetting og strategi for vedlikehold i bedriften. Modelleringen og studiecaset kan trenge noe validering og potensialt forbedringer før endelig konklusjon.

An already established Markov degradation model was further developed and utilised in order to model failure development and cost optimization, thorough a steam trap case study carried out by using empirical plant data from an Equinor methanol production plant. Data collection included maintenance data from the company’s computerized maintenance management system SAP and also inspection reports, process data from process control and acquisition system and qualitative information about maintenance routines and practise collected from maintenance personnel. Data from steam trap failures were collected and used for degradation modelling. Some assumptions regarding failure development was made, due to incomplete data sets according to the Markov degradation model. The model was then utilized to calculate optimal inspection intervals and to simulate alternative maintenance strategies. There were also tried to simulate a continuous monitoring case. The Markov model showed ability to model alternative maintenance strategies in addition to inspection interval optimization, enabled by the many input parameters the model requires, and especially the inspection matrix. The results indicated potential for optimization of maintenance performance and strategy. Costs were mainly related to maintenance and less to energy loss. The online condition monitoring system case had the highest savings, but not all cost related to the online monitoring system was included. Improvement and optimization of maintenance strategy should be considered against other aspects like the company’s overall maintenance strategy. The model and the study case could need some additional validation before conclusion.