Op weg naar voorspelbare assets en installaties
Stork ondersteunt Neptune Energy Netherlands bij predictief onderhoud
Neptune Energy Netherlands is onderdeel van de Neptune Energy Group, een onafhankelijk internationaal olie- en gasexploratie- en productiebedrijf met een regionale focus op de Noordzee, Noord-Afrika en Azië-Pacific. Stork is al jaren een vaste partner bij het uitvoeren van diverse engineering- en onderhoudswerkzaamheden. Neptune Energy is de grootste gasproducent op het Nederlandse deel van de Noordzee.
Bij Neptune Energy kent veiligheid de hoogste prioriteit. Neptune wenst de integriteit van haar assets en installaties daarom nog beter te waarborgen door op elk moment de juiste onderhoudsacties toe te passen. Hiervoor is vroegtijdig inzicht in de gezondheid van de apparatuur nodig zodat onderhoud tijdig kan worden ingepland en er voldoende tijd rest voor de noodzakelijke voorbereidingen . Neptune Energy wil hiervoor het gedrag van haar assets kunnen voorspellen zodat voor de langere termijn de integriteit van de installaties is geborgd en ongeplande stilstanden worden voorkomen. Door beschikbare data vanuit Operations en vanuit Maintenance optimaal te benutten, wil men het potentieel falen van apparaten ruim vooraf zien aankomen.
Stork AMT is als partner gevraagd te helpen met het realiseren van deze ambitie.
De overall aanpak
Als solide basis om de nodige stappen te zetten, ontwikkelden we eerst een heldere doelstelling, een roadmap en de daarbij horende business case. Als gereedschap is hiervoor het Industry 4.0 assessment ingezet, waarmee we kijken naar vier belangrijke gebieden: Smart Data, Smart Work, Smart People en Smart Business.
Figuur 1: Framework voor het Industrie 4.0 assessment
Deze vier gebieden zijn weer onderverdeeld in 14 aspecten (zie figuur 1) waarvan het huidige niveau en het gewenste niveau werden bepaald om zichtbaar te maken waar de “gap” ligt voor verdere ontwikkeling. Hiervoor zijn interviews afgenomen, documenten gereviewed en data uit bestaande software systemen bekeken, waarbij onze questionnaire als leidraad is gehouden.
Enkele voorbeelden van onderwerpen die aan bod zijn gekomen zijn: de kwaliteit van beschikbare data, het landschap voor Informatietechnologie (IT) en Operationele Technologie (OT), de opslag van data, de digitaliseringsstrategieën en de bestaande werkprocessen.
Om de volwassenheid in digitalisering en de “gap” ten opzichte van de ambitie op de verschillende gebieden zichtbaar te maken zijn 8 niveaus gedefinieerd (zie figuur 2).
Figuur 2: Volwassenheidsniveaus in digitalisering
Neptune Energy was al op een aantal gebieden met voorspellend onderhoud aan de slag. Zo zijn elementen uit het Digital Twin concept uitgevoerd, door bijvoorbeeld de mate van corrosie te visualiseren middels geavanceerde camera’s gelinkt aan aanvullende informatie over de omgeving.
De Gap-analyse was een uitstekende basis voor het ontwikkelen van de roadmap waarin praktische, realistische stappen met prioriteiten konden worden geformuleerd.
Eén van de prioriteiten was om te bepalen welke digitale oplossing voor monitoring en voorspelling het beste zou passen voor Neptune Energy. Dit moest middels een business case aantoonbaar gemaakt worden, rekening houdende met de types assets en equipment en de daaraan mogelijk gelinkte faalwijzen. Hiervoor is een “bottom up” benadering gekozen op basis van vijf vooraf geselecteerde types apparatuur: een gasturbine, een generator, een tandwielkast, een compressor en een Glycol regenerator.
Het stappenplan
In de aanpak zijn de volgende stappen doorlopen:
1. Bepaling van de scope: wat is de scope van het apparaat, of nog: welke onderdelen vallen binnen de scope? En welke data is standaard beschikbaar?
2. Vaststelling van de te verwachten dominante faalwijzen
3. Vaststelling van het PF-interval van deze faalwijzen (PF-interval = tijd vanaf de eerste indicatie van falen tot daadwerkelijk functioneel falen; zie figuur 3)
4. Beschrijving van Basic Health prediction, gebruik makend van bestaande data)
5. Beschrijving van Basic Health prediction, met toevoeging van smart sensors
6. Beschrijving van Advanced health prediction met predictive analytics
7. Samenstellen van voorbeelden van smart technologie vanuit fabrikanten
8. Technische Business case op basis van toegevoegde waarde en investering
Figuur 3: Health prediction bij verschillende faalwijzen
Door het toepassen van deze stappen op de geselecteerde apparatuur is een goed beeld ontstaan van wat er noodzakelijk is om de gezondheid beter te voorspellen en welke sensoren, monitoring en software applicaties hiervoor nodig zijn. Om het proces te versnellen, werd gebruik gemaakt van de Stork Asset Strategy Library. Deze database bevat voor 200 types apparaten die zeer courant zijn in de industrie de gekende faalwijzen, alsook de strategieën voor basis-, standaard- en geavanceerd onderhoud.
Figuur 4: Selectie van types apparaten uit de Stork Asset Strategy Library
De gekozen strategieën zijn in een business case doorgerekend. Hiermee werd aangetoond dat een combinatie van een centraal diagnostisch en monitoring systeem een positieve bijdrage heeft in het voorkomen van verstoringen en dus ongeplande stilstanden. De businesscase laat een terugverdientijd van 2 jaar zien. Tevens zijn diverse systemen die op de markt beschikbaar zijn met elkaar vergeleken. Hiermee kan Neptune Energy op een onderbouwde manier een keuze maken.
Een volgende stap die Stork AMT maakt, is het uitvoeren van een impactanalyse om na te gaan wat de implementatie van een en ander tot gevolg zal hebben voor de organisatie. Het gaat hierbij om de impact op dezelfde 4 gebieden die in het Industry 4.0 Assessment zijn onderzocht.
Wat levert deze aanpak nu concreet en tastbaar op?
Er is nu een focus gelegd op de meest belangrijke activiteiten die passen binnen de geformuleerde doelstelling. Daarnaast zijn er nieuwe mogelijkheden gecreëerd om met moderne slimme technieken nog beter inzicht te krijgen in de gezondheid van apparatuur en assets waardoor er nog veiliger kan worden geproduceerd, de integriteit nog beter kan worden geborgd en ongeplande stilstanden nog beter voorkomen kunnen worden. Deze benadering zorgt ervoor dat voor alle apparatuur de juiste strategie toegepast wordt zodat voorspellend onderhoud wordt ingezet daar waar het echt nodig is.
Onze ervaring is dat bij bredere uitrol de voordelen veelbelovend zijn. De vereiste inspanning is evenwel mede afhankelijk van de initiële maturiteit van de organisatie op haar reis naar voorspellend onderhoud. Hieronder een aantal typische verbeteringen die kunnen gerealiseerd worden.
Figuur 5: Voordelen van digitalisering op de bedrijfsprestaties (Plant Engineer’s Handbook)
Het is momenteel nog te vroeg om resultaten bij Neptune Energy te laten zien. De organisatie is evenwel overtuigd van de positieve effecten, en is reeds gestart met het selecteren van nog meer types apparaten om deze te analyseren op aangewezen voorspellende strategieën en technieken. We verwachten in een volgend artikel concrete resultaten te kunnen delen over de effectieve voordelen voor Neptune Energy, zowel onder de vorm van bedrijfseconomische opbrengsten als een betere risicobeheersing.