CONDITION MONITORING BIJ DE KONINKLIJKE MARINE

Koploper houdt contact met het bedrijfsleven

Bij de Directie Materiële Instandhouding (DMI) van de Koninklijke Marine in Den Helder - voorheen Marinebedrijf - wordt al jaar en dag gewerkt met het (online) monitoren van diverse systemen op hun schepen. Daarbij houdt de organisatie nauw contact met bedrijfsleven én industrie om gebruik te kunnen maken van de laatste ontwikkelingen. Tevens doen medewerkers zelf onderzoek om aan de diverse vaartuigen op het juiste tijdstip het juiste onderhoud te kunnen verrichten. Onder meer dynamics based maintenance en augmented reality staan hierbij op het netvlies.

 

ONDERHOUD IN EIGEN BEHEER

De verschillende fregatten die de Koninklijke marine rijk is, maar ook alle andere kleinere vaartuigen, worden deels onderhouden in de haven van Den Helder. 'Deels' omdat bepaalde soorten preventief en correctief onderhoud ook mogelijk moeten zijn tijdens het varen of in een andere haven. 

Het meest ingrijpende geplande onderhoud vindt ongeveer halverwege de levensduur van het schip plaats (na 12 - 13 jaar). Hierbij wordt een levensverlengend onderhoud uitgevoerd waarbij voor alle systemen wordt bekeken hoe het staat met zowel de technische als de economische levensduur. Het gaat daarbij niet alleen om het voorstuwingssysteem (aandrijving van een schip), het platformsysteem (ondersteunende systemen zoals hoge- en lagedrukpersluchtsysteem, reversed osmosesysteem, ventilatiesystemen maar ook installaties voor het kombuis, de bakkerij en de wasserij) en het energiesysteem (generatoren voor opwekken van de benodigde elektriciteit aan boord) maar ook om wapentechnische systemen zoals luchtverdedigingssystemen, sensoren, radar en communicatieapparatuur).

Verder wordt er iedere 3 à 4 jaar een zogenaamd 'benoemd onderhoud' uitgevoerd. Hiervoor wordt in de maanden ervoor structureel alles in kaart gebracht wat later aan de wal aan bod moet komen. En met 'alles' bedoelt de afdeling onderhoud ook 'alles': variërend van vloerbedekking en ventilatie tot voortstuwing en radarsystemen. Dit heet 'beproeving voor onderhoud' en resulteert in een lijst met onderhoudstaken en een overzicht van alles wat hiervoor nodig is. Door deze aanpak staan niet alleen alle benodigde medewerkers en bedrijven klaar wanneer het schip aanlegt, maar zijn tevens alle benodigde onderdelen en eventuele kennis direct beschikbaar.

 

Directie Materiële Instandhouding (DMI)

Het benoemd onderhoud wordt voor het grootste deel uitgevoerd door de DMI in Den Helder. Binnen deze organisatie werken militairen en burgermedewerkers die beschikken over essentiële gespecialiseerde kennis en praktijkervaring. De industrie wordt betrokken wanneer het om onderhoud gaat waar geen specialistische of juist extreem specialistische kennis voor nodig is; bv. Imtech, Damen en Thales Naval).

 

Preventief onderhoud

Eén van de specialisten op preventief onderhoud is Luitenant ter zee 1 (TD) Harry Lijzenga. Hij begon in 1995 bij de Koninklijke Marine en doorliep daar een klassieke loopbaan die begon bij het Koninklijk Instituut voor de Marine en gevolgd werd door een aantal jaren varen als officier technische dienst afgewisseld met verschillende functies op de wal. 
“Ik ben altijd al geïnteresseerd geweest in de technische aspecten van schepen en heb binnen de Marine dan ook een technische opleiding mogen volgen bij de KMTO waarmee ik me verder kon verdiepen in het onderhoudswezen", aldus Lijzenga.

 

CONDITIEBEWAKING

Harry Lijzenga ontwikkelde een bijzondere interesse voor het thema 'conditiebewaking', een element bij de Materieellogistieke Organisatie van CZSK waarmee de Marine al relatief vroeg aan de slag ging en ten opzichte van de industrie vooropliep. 
“Voor systemen die op een schip worden toegepast ligt bij condition monitoring de nadruk op trillingsanalyse en vloeistofconditiebewaking. Door trillingsniveaus en de kwaliteit van onze smeer- en hydraulische olie en brandstof te monitoren, kunnen we veel problemen in een vroeg stadium zien aankomen en op voorhand actie ondernemen om ze vervolgens te voorkomen. Hiermee reduceren we niet alleen het aantal uren van onverwachte stilstand, maar kunnen tevens op basis van deze waarden gericht onderhoud op het juiste moment uitvoeren. Niet te laat, maar ook niet te vroeg wat net zo goed gepaard gaat met onnodige kosten."

 

Trillingsmetingen

Eén van de eerste soorten van condition monitoring was het uitvoeren van trillingsmetingen. “Het is ooit meer dan 30 jaar geleden begonnen met metingen aan verschillende roterende installaties van platforminstallaties en vervolgens verder geprofessionaliseerd door o.a. het uitvoeren van metingen aan een beschadigde schroefas. Dit om de prangende vraag van de commandant op te lossen: 'kan en mag dit schip doorvaren naar de eigen haven om daar te worden gerepareerd, of zijn er ter plekke maatregelen nodig?'. Nut en noodzaak van trillingsmetingen zijn hiermee direct aan de oppervlakte gebracht waarna dit type proactief onderhoud verder werd geprofessionaliseerd binnen de marine." In de begintijd werden de metingen vooral offline op het schip uitgevoerd, bijvoorbeeld aan de diverse lagers. De trillingsgegevens werden naar de wal gestuurd voor analyse door de medewerkers van bureau conditiebewaking. Op basis hiervan werd een advies uitgebracht waarmee de TD aan boord eventueel aan de slag kon. 
“Het hoofd TD daar bleef eindverantwoordelijk voor alle acties maar het was goed om te zien dat de adviezen zeer serieus werden genomen en opgevolgd. Sinds de eerste trillingsmetingen aan verschillende platforminstallaties en de schroefassen is de focus alleen maar verder uitgebreid met metingen aan o.a. dieselmotoren, tandwielkasten en gasturbine."

 

Vloeistofanalyse

Ook bij vloeistofanalyse was de Koninklijke Marine één van de eerste partijen in Nederland die serieus gebruik maakte van de mogelijkheden om op basis van de conditie van oliën en brandstof de onderhoudsbehoefte te bepalen. De analyse vindt plaats in het eigen scheikundig laboratorium in Den Helder en omvat onder meer het bepalen van de viscositeit en de aanwezigheid van water-, ijzer- en andere vaste deeltjes. Hiermee is niet alleen de conditie van de vloeistof zelf vast te stellen, maar creëert het laboratorium ook een beeld van de conditie van andere onderdelen in een systeem. Zo is een overmatige hoeveelheid van bijvoorbeeld ijzer- of koperdeeltjes een indicatie van overmatige slijtage van een bepaald onderdeel. Door specifieke analyse van de vorm het slijtagedeeltje is het bovendien mogelijk te achterhalen om wat voor type slijtage het gaat. De analyseresultaten vormen dan aanleiding om hierop actie te ondernemen waardoor niet alleen stilstand wordt voorkomen, maar ook verdere vervuiling van de olie en hiermee degradatie wordt tegengegaan.

 

CONTACT MET DE INDUSTRIE

Gedurende alle jaren dat Lijzenga zich in de onderhoudswereld van de Koninklijke Marine begeeft, is er een nauw contact met de industrie en het bedrijfsleven.

“Sowieso wil je graag weten wat er buiten de eigen muren gebeurt met betrekking tot nieuwe ontwikkelingen en de manier waarop andere partijen omgaan met problemen waar uiteindelijk iedereen tegenaan loopt. Op deze manier blijf je ook 'bij' én heb je een goede back-up bij problemen. Vergeet niet dat de meeste militairen voorheen hun baan na 2 of 3 jaar moesten verruilen voor een nieuwe functie binnen de Marine waardoor het soms lastig is de juiste kennis in je 'bedrijf' te houden. Gelukkig wordt er veel samengewerkt met burgermedewerkers die deze roulatie niet kennen en heb je tegenwoordig als militair ook de mogelijkheid om een langere periode binnen een bepaalde afdeling te werken, in dezelfde functie of verschillende. Het feit dat er veel collega's rouleren heeft overigens ook voordelen: je krijgt immers steeds weer nieuwe mensen binnen met nieuwe ideeën en inzichten waardoor je tunnelvisie en 'vastroesten' relatief eenvoudig voorkomt."

 

Industriële samenwerkingen

Samenwerking met de industrie is niet alleen verstandig in het kader van het bijhouden van kennis, maar ook wanneer specifieke problemen moeten worden opgelost. Een typisch voorbeeld was een schip dat hydrografische opnames van de zeebodem maakt en problemen had met zijn dieselgeneratoren. Omdat het probleem aan boord niet zomaar was te achterhalen, is in samenwerking met SKF apparatuur geplaatst waarmee trillingen online waren te monitoren. Uiteindelijk bleek het om een combinatie van factoren te gaan (dieselmotor, generator en het frame waarop deze gemonteerd waren) en was een modificatie noodzakelijk. Wat ook inzichtelijk kon worden gemaakt met online monitoring, was een hoog trillingsniveau als gevolg van een niet goed werkende stuiver. Waar het schip voorheen naar binnen moest om het euvel te verhelpen, was het nu mogelijk om op afstand, vanaf de wal, de analyse uit te voeren. Na vervanging van de verstuiver kon het schip zijn vaarperiode afmaken.

 

Meerwaarde voor de scheepvaart

“Deze online metingen en de acties die op basis hiervan zijn te nemen, leveren een grote meerwaarde op voor de scheepvaart in het algemeen en de Koninklijke Marine in het bijzonder", weet Harry Lijzenga.
“Een schip ongepland naar de haven brengen voor onderhoud betekent eenvoudig hoge kosten. Je weet sowieso niet van te voren of er in de haven direct kan worden vastgesteld wat er aan de hand is en vervolgens niet of men hier in staat is om het probleem op te lossen en hoe snel. Je zit dan bijvoorbeeld met levertijd van onderdelen die kunnen oplopen. Gelukkig is het in deze tijd niet meer zó ernstig want juist online monitoring - waarbij de gegevens rechtstreeks worden verstuurd naar de vaste wal voor analyse - geeft de mogelijkheid om op afstand vast te stellen wat er aan de hand is en welke acties moeten worden ondernomen. Ook lag er nog tien jaar geleden een sterke focus op een bemanning die 'alles' aan boord zelf wilde doen, maar inmiddels wordt het steeds meer geaccepteerd dat we vanaf de wal ondersteuning bieden."

 

TOEKOMST

Het succes van condition monitoring binnen de Koninklijke Marine zal een belangrijke basis vormen voor de nieuw te bouwen schepen waarvoor inmiddels vanuit de overheid toestemming is gegeven. Alle kennis die de afgelopen jaren en zelfs decennia is opgedaan, kan in de nieuwe schepen worden toegepast. Bijvoorbeeld door direct mogelijkheden aan te brengen om de eerder beschreven metingen uit te voeren, te verzamelen en te analyseren.

 

Dynamics-based maintenance

“In het verleden hebben we deze historische gegevens en kennis al eens gebruikt om - in nauw overleg met Rolls Royce als producent en leverancier van gasturbines - de onderhoudsperiode van deze elementen op te rekken wanneer de trillingsmetingen via het bureau conditiebewaking, hiervoor toestemming gaven. Je voert dan onderhoud uit op basis van de echte conditie van de asset en niet alleen op basis van draaiuren. Dit noemen we 'dynamics-based maintenance'." 
Dynamics based maintenance is een typisch onderwerp waaraan Tiedo Tinga werkt, één van de medewerkers aan de Nederlandse Defensie Academie en tevens professor op de Universiteit Twente.

“In zijn eigen vakgroep kijkt hij onder andere naar het juiste tijdstip van onderhoud op basis van de daadwerkelijke belasting van een asset. Soms is het aantal draaiuren namelijk helemaal niet bepalend voor de onderhoudsbehoefte maar juist het aantal starts en stops, omgevingstemperatuur of andere grootheden. Ook hier kunnen we binnen de Koninklijke Marine ons voordeel doen."

 

Wat te doen met alle data?

Niet alleen de marine zelf, ook het bedrijfsleven is geïnteresseerd in de data die op de schepen worden gegenereerd. Hiermee is immers vast te stellen hoe specifieke systemen en assets zich op zee onder de betreffende omstandigheden gedragen en houden. Gegevens die dus belangrijk zijn om eventuele verbeteringen door te voeren en systemen verder te kunnen ontwikkelen. 
“Voor de toekomst is één van de speerpunten om goed te kijken wat we met alle data doen. Je moet immers niet alleen meten om het meten, maar uiteindelijk wel weten welke data je kunt gebruiken en welke niet. Daarmee wil ik niet zeggen dat sommige metingen nutteloos zijn. Ik ben ervan overtuigd dat je van iedere meting kunt leren; zeker wanneer je gedurende langere tijd meet en hiermee een bepaalde historie opbouwt waaruit je eventueel trends kunt halen. Ik denk echter niet dat je voortdurend maar zoveel mogelijk gegevens moet verzamelen.

Inmiddels hebben we zoveel ervaring opgedaan dat de tijd rijp is om een analyse te maken en een uitspraak te doen over het aantal metingen per tijdseenheid dat nodig is om je conditie betrouwbaar te kunnen monitoren en welke metingen (grootheden) überhaupt relevant zijn. Naast trillingsmetingen, vloeistofmonsters zijn er bovendien ook andere meetmethoden zoals infraroodmeringen, flowmetingen en geluidsmetingen die een indicatie vormen voor de conditie van een systeem."
“Een tweede aandachtspunt voor de toekomst is en blijft het bijhouden van nieuwe techniek en technologie in het kader van condition monitoring. Zo zijn we bezig met testen met infraroodmetingen en ook augmented reality heeft onze aandacht.

 

Burgers welkom

Wie geïnteresseerd is als burger om zich verder te verdiepen in deze materie bij een interessante organisatie, kan een kijkje nemen op werkenbijdefensie.nl. Van harte welkom!"