Samenvatting

Damen Shipyards Group (hierna genoemd Damen) is een internationale scheepswerfgroep. De schepen die gebouwd worden bestaan uit veel componenten. Een deel van die componenten heeft onderhoud nodig. Dat onderhoud is beschreven in een set onderhoudstaken en wordt veelal gedefinieerd door de leverancier van de betreffende component. Voor elke onderhoudstaak geldt een onderhoudsstrategie waarmee het onderhoud gepland wordt. De beste onderhoudsstrategie voor de onderhoudstaken van een component worden overgenomen van de leverancier van de component of handmatig bepaald met methoden die arbeidsintensief zijn en steeds opnieuw uitgevoerd moeten worden per schip. Het doel van de opdracht was om een geautomatiseerd model op te stellen die aan de hand van de wensen van de klant een goede onderhoudsstrategie kan bepalen voor de onderhoudstaken van de componenten. De klant geeft aan of hij een zo laag mogelijke faalkans wil bij een bepaald budget of zo min mogelijk onderhoudskosten bij een maximale toegestane faalkans.

Dit leidde tot de volgende hoofdvraag: Wat is een passend model dat een goede onderhoudsstrategie bepaalt voor de componenten van een schip dat geproduceerd wordt bij Damen Shipyards Group?

Bij het opstellen van het model is ervan uitgegaan dat elke component één onderhoudstaak heeft en daardoor ook één onderhoudsstrategie. Componenten geven variabele door aan andere componenten. Bijvoorbeeld de brandstofpomp die brandstof doorgeeft aan de hoofdmotor. Bij deze opdracht wordt ervan uitgegaan dat elke component geeft één variabele door aan een volgend component. Een component kan wel meerdere variabele ontvangen. Daarnaast is deze opdracht gericht op een kleiner deel van een schip. Het model optimaliseert per KPI (Key Performance Indicator) de onderhoudsstrategie voor elke component van een systeem van een schip. Dit doet het model aan de hand van de formule voor de betrouwbaarheid en de formule voor de onderhoudskosten van een systeem. De belangrijkste parameter voor deze formules is de MTBF (Mean Time Between Failure) van elke component, wat afhangt van de onderhoudsstrategie. Deze formules worden bepaald door het systeem te vereenvoudigen tot één samengevoegd component aan de hand van drie basissystemen; seriesysteem, parallelsysteem en half serie-/parallelsysteem. Vervolgens stelt het model een zoekboom op waarin alle mogelijke oplossingen staan. Een oplossing is voor iedere component een onderhoudsstrategie. Bijvoorbeeld voor alle componenten de onderhoudsstrategie run-to-failure. Met de opgestelde formules kan een optimalisatiemethode de faalkans en de onderhoudskosten van een oplossing berekenen en aan de hand daarvan de optimale of een goede oplossing bepalen. Er zijn twee optimalisatiemogelijkheden. De klant kan ervoor kiezen de faalkans te optimaliseren bij een bepaald budget of de onderhoudskosten te optimaliseren bij een maximale toegestane faalkans. Voor de eerste optimalisatiemogelijkheid zijn er twee methoden geïmplementeerd, namelijk Brute-force en het Greedy algoritme. Voor de tweede optimalisatiemogelijkheid zijn er drie methoden geïmplementeerd, namelijk Brute-force, het Greedy algoritme en de Breadth-first heuristiek. De optimalisatiemethode Brute-force geeft altijd de optimale oplossing. Echter deze methode heeft een te lange rekentijd en is daarom niet geschikt voor beide optimalisatiemogelijkheden. Het Greedy algoritme geeft niet het globale optimum, maar geeft wel een goede oplossing. Daarnaast heeft het Greedy algoritme een kortere rekentijd. De Breadth-firstheuristiek voor de tweede optimalisatiemogelijkheid geeft ook geen optimale oplossing, maar geeft wel een goede oplossing. Echter heeft de Breadth-first heuristiek een langere rekentijd dan het Greedy-algoritme. Daarom is voor beide optimalisatiemogelijkheden het Greedy algoritme het meest geschikt. Het Greedy algoritme geeft een goede oplossing en heeft geen lange rekentijd.