Affidabilità e disponibilità di componenti isolati

Affidabilità e disponibilità di
componenti isolati
Lucidiper
pergli
gliallievi
allievidel
delcorso
corsodidiGestione
Gestionedella
della
Lucidi
ProduzioneIndustriale
Industrialedel
delII°
II°anno
anno
Produzione
Affidabilità e disponibilità di
componenti isolati
••
••
••
••
Leprincipali
principaligrandezze
grandezzeaffidabilistiche
affidabilisticheeeililloro
lorocalcolo
calcolo
Le
tassodidiguasto
guastoeeililsuo
suoandamento
andamentonel
neltempo
tempo
IlIltasso
Gliindicatori
indicatorididiaffidabilità
affidabilitàeemanutenibilità
manutenibilità
Gli
Ladisponibilità:
disponibilità:significato
significatoeemisura
misura
La
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 2
Affidabilità
Per“affidabilità”
“affidabilità”sisiintende
intendequella
quellaparte
partedella
dellastatistica
statisticache
chestudia
studia
•• Per
leggididiguasto
guastodidicomponenti,
componenti,macchine,
macchine,sistemi
sistemialalfine
finedidi
leleleggi
stimareooottimizzare:
ottimizzare:
stimare
––
––
––
duratadidivita
vita
laladurata
disponibilitàoperativa
operativa
laladisponibilità
costodel
delciclo
ciclodidivita
vita
ililcosto
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 3
Esempio di istogramma di
frequenza dei guasti
70
60
50
Numero
di guasti
(Ng)
65
45
40
35
28
30
20
23
15
7
6
10
Ore
0
0
Lez 8 e 9
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 4
Probabilità di guasto (f)
Probabilitàche
cheililcomponente
componenteoosistema
sistemasisiguasti
guastiad
adun
unistante
istante
•• Probabilità
prefissato (ora,
(ora,giorno,
giorno,...)
...)aapartire
partiredall’istante
dall’istantedidiinizio
inizioservizio
servizio
prefissato
(‘asgood
goodas
asnew’)
new’)
(‘as
Età (h)
0-100
100-200
200-300
300-400
400-500
500-600
600-700
700-800
800-900
Totale
Lez 8 e 9
Ng
0
6
15
35
28
65
45
23
7
224
Gestione della Produzione 2° anno
f
0,000
0,027
0,067
0,156
0,125
0,290
0,201
0,103
0,031
1,000
pg. 5
Probabilità cumulata di guasto (F)
Probabilitàche
cheililcomponente
componenteoosistema
sistemasisiguasti
guastientro
entroun
un
•• Probabilità
istanteprefissato
prefissatocioè
cioènon
nonsopravviva
sopravvivaininfunzionamento
funzionamentocorretto
corretto
istante
finoaaquell’istante
quell’istante
fino
Lez 8 e 9
Età (h)
0-100
100-200
200-300
300-400
Ng
0
6
15
35
f
0,000
0,027
0,067
0,156
F
0,000
0,027
0,094
0,250
400-500
500-600
600-700
700-800
800-900
Totale
28
65
45
23
7
224
0,125
0,290
0,201
0,103
0,031
1,000
0,375
0,665
0,866
0,969
1,000
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 6
Affidabilità (Reliability)
Probabilitàche
cheililcomponente
componenteoosistema
sistemafunzioni
funzionicorrettamente
correttamente
•• Probabilità
senzaguastarsi:
guastarsi:
senza
––
––
per un
unperiodo
periododiditempo
tempoassegnato
assegnato
per
predeterminatecondizioni
condizioniambientali.
ambientali.
ininpredeterminate
E’ililcomplemento
complementoaa11della
dellaprobabilità
probabilitàcumulata
cumulatadidiguasto:
guasto:
•• E’
RR==11--FF
Età (h)
0-100
100-200
200-300
300-400
400-500
500-600
600-700
700-800
800-900
Totale
Lez 8 e 9
Ng
0
6
15
35
28
65
45
23
7
224
f
0,000
0,027
0,067
0,156
0,125
0,290
0,201
0,103
0,031
1,000
F
0,000
0,027
0,094
0,250
0,375
0,665
0,866
0,969
1,000
Gestione della Produzione 2° anno
R
1,000
0,973
0,906
0,750
0,625
0,335
0,134
0,031
0,000
pg. 7
Tasso di guasto (failure rate λ)
Probabilitàche
cheililcomponente
componenteoosistema,
sistema,che
cheabbia
abbiafunzionato
funzionato
•• Probabilità
finoad
adun
unistante
istanteprefissato,
prefissato,sisiguasti
guastinel
nelperiodo
periododiditempo
tempo
fino
(ora,giorno)
giorno)immediatamente
immediatamentesuccessivo.
successivo.
(ora,
tassodidiguasto
guastoèèuna
unamisura
misuradel
delrischio
rischioimmediato
immediatodidiguasto
guasto
•• IlIltasso
uncomponente
componenteoosistema
sistemache
cheha
hagià
già‘vissuto’
‘vissuto’per
perun
un
didiun
determinatotempo.
tempo.
determinato
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 8
Calcolo del tasso di guasto (λ)
tassodi
diguasto
guastosisicalcola
calcolacome
comerapporto
rapportotra
trailil
•• IlIltasso
numerodi
diguasti
guastiin
inun
unintervallo
intervallodi
ditempo
tempoeeililnumero
numero
numero
degliindividui
individuiancora
ancorafunzionanti
funzionantiall’inizio
all’iniziodel
delperiodo
periodo
degli
considerato:
considerato:
F (t2) - F (t1)
Ng (t1,t2)
λ (t1--t2) = −−−−−−−− = −−−−−−−−−−−−
Nt * R
R(t1)
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 9
Grandezze affidabilistiche principali
e loro calcolo
Età (h)
0-100
100-200
200-300
300-400
400-500
500-600
600-700
700-800
800-900
Totale
Lez 8 e 9
Ng
0
6
15
35
28
65
45
23
7
224
f
0,000
0,027
0,067
0,156
0,125
0,290
0,201
0,103
0,031
1,000
F
0,000
0,027
0,094
0,250
0,375
0,665
0,866
0,969
1,000
R
1,000
0,973
0,906
0,750
0,625
0,335
0,134
0,031
0,000
Gestione della Produzione 2° anno
λ
0,000
0,027
0,069
0,172
0,167
0,464
0,600
0,767
1,000
pg. 10
Andamento del tasso di guasto nel
tempo
Tasso di
guasto
Fase1
Mortal.
infantile
Fase 2
Vita utile
Fase 3
Wareout
Età del
componente
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 11
Indicatori di affidabilità
Tempomedio
mediodidifunzionamento
funzionamentotra
tradue
dueguasti
guastisuccessivi:
successivi:
•• Tempo
MTBF(Mean
(MeanTime
TimeBetween
BetweenFailure)
Failure)
MTBF
Tempomedio
mediodidifunzionamento
funzionamentotra
tradue
dueinterventi
interventisuccessivi
successivididi
•• Tempo
manutenzione:MTBM
MTBM(Mean
(MeanTime
TimeBetween
BetweenMaintenance)
Maintenance)
manutenzione:
Tempomedio
mediotecnico
tecnicodidiintervento
interventodidimanutenzione:
manutenzione:MTTR
MTTR
•• Tempo
(MeanTime
TimeTo
ToRepair)
Repair)
(Mean
Tempomedio
mediototale
totaledidifuori
fuoriservizio,
servizio,somma
sommadel
delMTTR
MTTReedei
dei
•• Tempo
tempididipreparazione
preparazioneeedidiattesa
attesa(logistici):
(logistici):MDT
MDT(Mean
(MeanDown
Down
tempi
Time)
Time)
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 12
Disponibilità (Availability)
Rapportotra
traililtempo
tempoper
percui
cuiililcomponente
componenteoosistema
sistemapuò
può
•• Rapporto
funzionareeeililtempo
tempototale
totaleper
percui
cuièèrichiesto
richiestoililservizio:
servizio:
funzionare
UpTime//(UpTime
(UpTime++DownTime)
DownTime)
AA==UpTime
Quandoèèprevalente
prevalenteililcosto
costodel
delguasto
guasto“in
“insé”
sé”(sostituzione
(sostituzionedidi
•• Quando
componenti,danni,
danni,....)
....)èèpiù
piùsignificativa
significatival'AFFIDABILITÀ
l'AFFIDABILITÀ
componenti,
Quandoèèprevalente
prevalenteililcosto
costo“connesso”
“connesso”col
col guasto
guasto(mancata
(mancata
•• Quando
produzione,mancato
mancatoservizio,
servizio,...)
...)èèpiù
piùsignificativa
significativalala
produzione,
DISPONIBILITÀ
DISPONIBILITÀ
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 13
La disponibilità intrinseca
(Inherent Availability)
Ai==MTBF
MTBF//(MTBF
(MTBF++MTTRg
MTTRg))
Ai
dove:
•• dove:
––
––
MTBFèèililtempo
tempomedio
mediotra
trai iguasti
guasti
MTBF
MTTRgèèililtempo
tempomedio
mediodidimanutenzione
manutenzionecorrettiva
correttiva
MTTRg
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 14
La disponibilità raggiunta
(Achieved Availability)
AA==MTBM
MTBM//((MTBM
MTBM++MTTR
MTTR))
AA
dove:
•• dove:
MTBMèèililtempo
tempomedio
mediotra
tragli
gliinterventi
interventididimanutenzione
manutenzione
–– MTBM
(correttiva+preventiva)
(correttiva+preventiva)
MTTRèèililtempo
tempotecnico
tecnicomedio
mediodidiintervento
interventodidi
–– MTTR
manutenzione(correttiva+preventiva)
(correttiva+preventiva)==MTTRg
MTTRg++MTTRp
MTTRp
manutenzione
MTTRp==tempo
tempotecnico
tecnicodidiintervento
interventoper
permanutenzione
manutenzione
–– MTTRp
preventiva
preventiva
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 15
La disponibilità operativa
(Operational Availability)
Ao==MTBM
MTBM((MTBM
MTBM++MDT
MDT))
Ao
dove:
•• dove:
MTBMèèililtempo
tempomedio
mediotra
tragli
gliinterventi
interventididimanutenzione
manutenzione
–– MTBM
(correttiva+preventiva)
(correttiva+preventiva)
MDTèèililtempo
tempomedio
mediodidiindisponibilità
indisponibilità
–– MDT
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 16
Affidabilità e manutenibilità
Affidabilità(MTBF):
(MTBF):Attitudine
Attitudinedel
delsistema
sistemaaafunzionare
funzionaresenza
senza
•• Affidabilità
guasti
guasti
Manutenibilità(MTTR):
(MTTR):Attitudine
Attitudinedel
delsistema
sistemaad
adessere
essere
•• Manutenibilità
riportatoeemantenuto
mantenutoinincondizioni
condizionididicorretto
correttofunzionamento
funzionamento
riportato
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 17
Esempio numerico
MTBF = 900 h
MTTRg = 20 h
MTBM = 750 h
MTTRp = 10 h
Ng = 30
Np = 70
Tempo di preparazione = 7 h Tempo logistico = 5 h
20 x 30 + 10 x 70
MTTR (medio) = ------------------------ = 13 h
100
MDT = 13 + 7 + 5 = 25 h
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 18
Esempio numerico
900
Ai = --------------- = 0,978
900 + 20
750
Aa = ---------------- = 0,982
750 + 13
750
Ao = ---------------- = 0,968
750 + 25
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 19
Affidabilità e disponibilità di sistemi
Lucidiper
pergli
gliallievi
allievidel
delcorso
corsodidiGestione
Gestionedella
della
Lucidi
ProduzioneIndustriale
Industrialedel
delII°
II°anno
anno
Produzione
Affidabilità e disponibilità di sistemi
••
••
••
••
Classificazionedei
deisistemi
sistemi
Classificazione
Sistemididitipo
tiposerie
serie
Sistemi
Sistemiparallelo
paralleloeeridondanti
ridondanti
Sistemi
Sistemiriparabili
riparabili
Sistemi
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 21
I sistemi affidabilistici
Ingenerale
generalesisidice
diceSISTEMA
SISTEMA(affidabilistico)
(affidabilistico)un
unoggetto
oggetto
•• In
compostoda
daaltri
altrioggetti.
oggetti.
composto
••
••
••
Ladefinizione
definizionedipende
dipendedal
dalgrado
gradodidiaggregazione:
aggregazione:
La
Es.1:Un
Untornio
tornioèècomponente
componentedidiuna
unalinea
linea
Es.1:
Es.2:
2:Lo
Lostesso
stessotornio
torniopuò
puòessere
esserevisto
vistocome
comeun
unsistema
sistema
Es.
(bancale,slitta,
slitta,mandrino
mandrinoecc.)
ecc.)
(bancale,
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 22
Classificazione dei sistemi
Inbase
basealla
allaRIDONDANZA,
RIDONDANZA,cioè
cioèalla
allapresenza
presenzadidiuno
unooopiù
più
•• In
componentiiningrado
gradodidisopperire
sopperirealalfunzionamento
funzionamentodel
del
componenti
componenteprincipale
principaleinincaso
casodidiguasto
guasto
componente
Inbase
basealla
allaRIPARABILITÀ,
RIPARABILITÀ,cioè
cioèalla
allapossibilità
possibilitàche
chelele
•• In
caratteristichedidiun
unsistema
sistemapossano
possanoessere
essereripristinate
ripristinate(del
(del
caratteristiche
tuttoooininparte)
parte)
tutto
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 23
I sistemi di tipo serie
Se un elemento qualsiasi non funziona, l’intero
sistema non funziona
1
2
n
Rserie(t) = R1(t) x R2(t) x ... Rn(t) e, in generale:
Rserie(t) = Π i Ri(t)
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 24
Esempio di sistema serie
0,7
0,8
0,9
Rserie(t) = 0,7 x 0,8 x 0,9 = 0,504
L’affidabilità di un sistema serie è sempre minore
della minima affidabilità dei suoi componenti:
0,504 < 0,7 = min (0,7; 0,8; 0,9)
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 25
I sistemi di tipo parallelo
1
Basta che un solo
elemento funzioni
perché il sistema funzioni
2
n
Rpar.(t) = 1- [1 - R1(t) ] x [1 - R2(t) ] x ........ [ 1- Rn(t) ]
e, in generale:
Rpar.(t) = 1- Π i [1-Ri(t)]
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 26
Esempio di sistema parallelo
Rpar.(t) = 1- (1 - 0,7) x (1 - 0,8)
x (1-0,9) = 0,994
0,7
0,8
0,9
L’affidabilità di un sistema parallelo è sempre maggiore
della massima affidabilità dei suoi componenti:
0,994> 0,9 = max (0,7; 0,8; 0,9)
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 27
Sistemi riparabili
Occorreconsiderare
considerareininquesto
questocaso
casoanche
ancheililtempo
tempotecnico
tecnicodidi
•• Occorre
interventoeelelealtre
altrecomponenti
componentidel
delDownTime
DownTime
intervento
Leprestazioni
prestazionididiun
unsistema
sistemariparabile
riparabilesono
sonoesprimibili
esprimibilianche
ancheinin
•• Le
terminidididisponibilità.
disponibilità.
termini
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 28
Esempio numerico di sistemi
riparabili
••
••
••
••
••
••
••
••
pompeuguali
ugualiininparallelo
parallelo
22pompe
potenzialità(1
(1pompa)
pompa)==50
50mc/h
mc/h
potenzialità
costo(1
(1pompa)
pompa)==30
30M£
M£
costo
disponibilità(1
(1pompa)
pompa)==0,9
0,9
disponibilità
servizioparzializzabile
parzializzabile==100
100oo50
50mc/h
mc/h
servizio
costodel
deldisservizio
disservizio==450
450£/mc
£/mc
costo
funzionamentocontinuo
continuo
funzionamento
Convieneaggiungere
aggiungereuna
unaterza
terzapompa
pompa??
Conviene
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 29
Esempio sistemi riparabili (segue)
(A): Analisi della situazione iniziale
Stato del sistema
P1
P2
up
up
down
down
up
down
up
down
Totale
Lez 8 e 9
Probabilità
di stato
Portata
Persa
0,92=0,81
0,9x0,1=0,09
0,1x0,9=0,09
0,12=0,01
0
50
50
100
1,00
Gestione della Produzione 2° anno
Portata Persa
Attesa
0
4,5
4,5
1
10
pg. 30
Esempio sistemi riparabili (segue)
(B): Aggiunta della nuova pompa
Stato del sist.
Probabilità
P1P2 P3
di stato
up up up
0,93=0,729
up up d
0,92x0,1=0,081
up d up
0,9x0,1x0,9=0,081
d up up
0,1x0,9x0,9=0,081
up d d
0,9x0,12=0,009
d up d
0,1x0,9x0,1=0,009
d d up
0,12x0,9=0,009
d d d
0,13=0,001
Totale
1,00
Lez 8 e 9
Portata
Persa
0
0
0
0
50
50
50
100
Gestione della Produzione 2° anno
Portata Persa
Attesa
0
0
0
0
0,45
0,45
0,45
0,1
1,45
pg. 31
Esempio sistemi riparabili (segue)
(C): Valutazione economica
• costo di disservizio risparmiato:
(10-1,45) x 450 x 24 x 365 = 34.1 M£/anno
[mc/h]x[£/mc]x[h/gg]x[gg/anno]
• costo della nuova pompa: 30 M£
Conclusione:
poiché l’installazione della nuova pompa si ripaga in
meno di 1 anno, conviene installarla.
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 32
La funzione manutenzione: obiettivi e
politiche
Lucidiper
pergli
gliallievi
allievidel
delcorso
corsodidiGestione
Gestionedella
della
Lucidi
ProduzioneIndustriale
Industrialedel
delII°
II°anno
anno
Produzione
Sommario degli argomenti
••
••
••
••
Lafunzione
funzionemanutenzione:
manutenzione:contenuti
contenutied
edevoluzione
evoluzione
La
Impattoeconomico
economico
Impatto
Classificazionedelle
dellepolitiche
politichedidimanutenzione
manutenzione
Classificazione
Sceltadella
dellapolitica
politicadidimanutenzione:
manutenzione:aree
areedidifattibilità
fattibilitàee
Scelta
opportunità
opportunità
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 34
Definizione di manutenzione
DeliberaOCSE
OCSE1963
1963:E’
:E’quella
quellafunzione
funzioneaziendale
aziendaleche
cheha
hacome
come
•• Delibera
scopoililmantenimento
mantenimentoininefficienza
efficienzadelle
dellemacchine
macchineeedelle
delle
scopo
attrezzature
attrezzature
UNI9910
9910(1992):
(1992):E’
E’lalacombinazione
combinazionediditutte
tutteleleazioni
azionitecniche
tecniche
•• UNI
edamministrative,
amministrative,incluse
incluseleleazioni
azionididisupervisione,
supervisione,volte
volteaa
ed
mantenereooriportare
riportareun’entità
un’entitàininuno
unostato
statoinincui
cuipossa
possa
mantenere
svolgerelalafunzione
funzionerichiesta
richiesta
svolgere
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 35
Evoluzione della manutenzione
••
••
Approcciobasato
basatosu
suuna
unaglobalità
globalitàdidiazioni
azioni
Approccio
Applicabileaabeni
beniper
peri iquali
qualiesista
esistauna
unaaspettativa
aspettativadidifunzione,
funzione,
Applicabile
nonsolo
soloalle
allemacchine
macchine
non
Ripristinodelle
dellefunzionalità
funzionalitàaaseguito
seguitodididegrado
degradooocrescita
crescitadel
del
•• Ripristino
livellodidiprestazione
prestazione
livello
DA:RIPARAZIONE
RIPARAZIONEA:
A:PREVENZIONE
PREVENZIONEEEMIGLIORAMENTO
MIGLIORAMENTO
DA:
Lamanutenzione
manutenzionesisioffre
offrecome
comeopportunità
opportunitàtecnica
tecnicadidi
•• La
miglioramentodelle
delleprestazioni
prestazionididiun
unmezzo
mezzoproduttivo
produttivo
miglioramento
Inrelazione
relazioneaaquesta
questaevoluzione
evoluzionesisihanno
hannoforme
formeorganizzative
organizzativeee
•• In
modalitàoperative
operativemolto
moltodifferenti
differentitra
traloro
loro
modalità
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 36
Tematiche della manutenzione
••
••
••
••
••
••
Sceltaeevalutazione
valutazionedelle
dellepolitiche
politiche
Scelta
Definizionedella
dellastruttura
strutturaorganizzativa
organizzativa
Definizione
Progettodel
delsistema
sistemainformativo
informativo
Progetto
Gestionedei
deiricambi
ricambi
Gestione
Procedureoperative
operative
Procedure
Valutazionedell’efficienza
dell’efficienzaglobale
globale
Valutazione
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 37
Incidenza dei costi di manutenzione
sul fatturato
30
Costo globale
Spesa propria
24
25
%
20
17
15
14
13
12
9
8
10
13
6
5
5
4
9
3
9
3
2
G
Gestione della Produzione 2° anno
et
tr .
El
c.
M
ec
.
tr f
Pe
om
m
a
ia
M
ed
h.
tr c
m
.
Pe
Lez 8 e 9
Ce
Si
de
r.
0
pg. 38
Costi globali di manutenzione
Costi indotti
per scorte di
PF e SL
Costi per non
conformità di
processo
Lez 8 e 9
Costi vivi di
manut. (MdO,
materiali, ...)
Immobilizzo ricambi
Gestione della Produzione 2° anno
Costi mancato
utilizzo impianti
pg. 39
Politiche di manutenzione
••
••
guasto
AAguasto
Preventiva
Preventiva
••
••
Migliorativa
Migliorativa
Produttiva
Produttiva
––
––
––
Ciclica
Ciclica
Secondocondizione
condizione
Secondo
Predittiva
Predittiva
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 40
Manutenzione a guasto (correttiva,
accidentale, incidentale)
••
••
••
••
E’lalaforma
formapiù
piùantica
anticadidimanutenzione
manutenzione
E’
L’azionemanutentiva
manutentivaèèinnescata
innescataesclusivamente
esclusivamentedall’evento
dall’eventodidi
L’azione
guasto
guasto
Sonoesaltate
esaltatelelecapacità
capacitàtecniche
tecnicheindividuali
individuali
Sono
Scarsi:controllo
controllodei
deicosti,
costi,livello
livellodidiservizio
servizioeecapacità
capacità
Scarsi:
organizzativa
organizzativa
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 41
Manutenzione preventiva ciclica
(a tempo)
••
••
••
••
Conoscenzastatistica
statisticadel
delfenomeno
fenomenodidiguasto
guasto
Conoscenza
momentodell’intervento
dell’interventoèèdefinito
definitoininfunzione
funzionedella
dellavita
vita
IlIlmomento
residuaattesa
attesa
residua
E’lalaforma
formaprevalente
prevalentenegli
neglianni
anni ‘70
‘70
E’
Segnauna
unacrescita
crescitaculturale
culturaleeeorganizzativa
organizzativa(proattività)
(proattività)
Segna
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 42
Manutenzione preventiva ciclica a
data costante
O
OX X O
X O
T
T
T
XO
t
T
O : sostituzioni preventive
X : sostituzioni a guasto
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 43
Manutenzione preventiva ciclica a
età costante
O
T
O
X O
T
T
O : interventi preventivi
X : interventi a guasto
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 44
t
Condizioni di applicabilità della
manutenzione preventiva ciclica
Tassodidiguasto
guastocrescente
crescente(guasti
(guastiper
perusura)
usura)
•• Tasso
Costoglobale
globaledell’intervento
dell’interventopreventivo
preventivominore
minoredel
delcosto
costo
•• Costo
globaledell’intervento
dell’interventoaaguasto
guasto
globale
Cp<<Cg
Cg
Cp
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 45
Manutenzione preventiva secondo
condizione
Sibasa
basasulla
sullamisura
misuradidisegnali
segnalideboli
deboliemessi
emessieesulla
sulla
•• Si
conseguenteinterpretazione
interpretazionedello
dellostato
statodididegrado
degrado
conseguente
Siassume
assumecome
comediscriminante,
discriminante,per
perdecidere
deciderel’intervento,
l’intervento,ilil
•• Si
superamentodidiuno
unooopiù
piùvalori
valorididisoglia
sogliadella
dellavariabile
variabile
superamento
controllata
controllata
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 46
MSC: segnale premonitore e
monitoraggio
valore del parametro
guasto funzionale
F
PL
valore limite tollerabile
guasto potenziale
P
area di
monitoraggio
TP
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
TL
tempo
residuo
limite
TF
t
pg. 47
Manutenzione preventiva predittiva
••
••
••
E’analoga
analogaalla
allaMSC
MSC
E’
Sibasa
basasulla
sullamisura
misurastrumentale
strumentaledei
deisegnali
segnalideboli
deboli
Si
Presupponel’esistenza
l’esistenzadidiun
unlegame
legamepseudo-deterministico
pseudo-deterministicotra
tra
Presuppone
valoredel
delsegnale
segnaleemesso
emessoeelalavita
vitaresidua
residuadel
delcomponente
componente
ililvalore
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 48
Manutenzione predittiva
valore del parametro
trend di lungo
prev. di lungo
prev. di breve
X
X
accelerazione
del degrado
trend di
breve
Lez 8 e 9
X
prev. di lungo,
corretta con quella
di breve
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 49
t
Costi di manutenzione
Costi di manutenzione preventiva vs.
a guasto
Lez 8 e 9
Costo totale di manutenzione
Costo della manutenzione
a guasto
Costo della
manutenz.
preventiva
frequenza di manutenzione preventiva
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 50
Condizioni di applicabilità della
manutenzione secondo condizione
1.
1.
2.
2.
3.
3.
••
••
••
Ci<<Cp
Cp
Ci
Cp<<Cg
Cg
Cp
Ci<<Cg
Cg--Cp
Cp
Ci
Ci== costo
costodella
dellasingola
singolaispezione
ispezione
Ci
Cg==costo
costoglobale
globaledel
delguasto
guasto
Cg
Cp==costo
costoglobale
globaledell’intervento
dell’interventopreventivo
preventivo
Cp
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 51
t
I costi e le politiche manutentive
Cg < Cp
λ(t)
a guasto
Lez 8 e 9
Cp < Cg;
Cp < Cg;
Ci > (Cg - Cp) Ci < ( Cg-Cp)
preventiva
ciclica
prev. ciclica
o MSC
a
guasto
a guasto
MSC
a
guasto
a guasto
MSC
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 52
Manutenzione migliorativa
Insiemedelle
delleazioni
azionididimiglioramento
miglioramentooopiccola
piccolamodifica
modificache
chenon
non
•• Insieme
incrementanoililvalore
valorepatrimoniale
patrimoniale
incrementano
Superamentodella
dellaconcezione
concezionedella
dellamanutenzione
manutenzioneintesa
intesasolo
solo
•• Superamento
comeripristino
ripristinoe/o
e/oprevenzione
prevenzionedel
delguasto
guasto
come
Incrementodella
dellaproattività
proattivitàeetensione
tensioneverso
versoililmiglioramento
miglioramento
•• Incremento
continuo
continuo
Sviluppodidiuna
unafunzione
funzionedidi‘ingegneria’
‘ingegneria’didimanutenzione
manutenzione
•• Sviluppo
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 53
gravità dei guasti
Indirizzi di scelta della politica
manutentiva
modi
prev
pre
a gu
Lez 8 e 9
ven
tiva
enti
cicl
va o
fica d
n co
i prog
ndit
etto
ion
ica
asto
frequenza dei guasti
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 54
Tecnica FMECA (Failure Mode
Effects and Criticality Analisys)
Obiettivi:
•• Obiettivi:
––
––
individuarelelearee
areecritiche
critichedel
delsistema
sistema(macchina
(macchinaoolinea);
linea);
individuare
individuarei icomponenti
componenticritici
criticiililcui
cuiguasto
guastopuò
puòavere
avereconseguenze
conseguenze
individuare
gravi (danneggiamenti,
(danneggiamenti,sicurezza,
sicurezza,funzionalità);
funzionalità);
gravi
fornireindicazioni
indicazioniper
persviluppare
sviluppareprogrammi
programmididimanutenzione
manutenzione
–– fornire
preventiva.
preventiva.
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 55
I passi principali della FMECA
Scomposizionedel
delsistema
sistemanelle
nellesue
sueparti
partifunzionali
funzionaliee
•• Scomposizione
preparazionedidiuna
unagriglia
grigliadidivalutazione
valutazionedella
dellacriticità
criticità
preparazione
Identificazioneed
edanalisi
analisidei
deimodi
moditipici
tipicididiguasto
guastodidiogni
ognisingola
singola
•• Identificazione
parte
parte
Valutazionedella
dellagravità
gravitàdegli
deglieffetti
effettidel
delguasto
guastoeedella
della
•• Valutazione
frequenza
frequenza
Ricercadelle
dellecause
causeeedei
deisintomi
sintomipremonitori
premonitori(segnale
(segnaledebole)
debole)
•• Ricerca
deiguasti
guasti
dei
Formulazionedidiun
unpiano
pianodidiintervento
interventopreventivo
preventivooomigliorativo
migliorativo
•• Formulazione
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 56
Scelta delle politiche manutentive
segnale
debole ?
componenti critici
no
componenti non
critici
sì
manutenzione
migliorativa
sì
monitorab.tà
ispezionab.tà
?
manutenzione su
condizione
Lez 8 e 9
sì
no
prev. vita
?
no
raccomandaz. ?
sì
manutenzione
ciclica
Gestione della Produzione 2° anno
no
manutenzione a
guasto
pg. 57
Manutenzione produttiva
Insiemedidiazioni
azionivolte
voltealla
allaprevenzione,
prevenzione,alalmiglioramento
miglioramento
•• Insieme
continuoed
edalaltrasferimento
trasferimentodidifunzioni
funzionielementari
elementarididi
continuo
manutenzionealalconduttore
conduttoredella
dellamacchina,
macchina,avvalendosi
avvalendosidel
del
manutenzione
rilevamentosistematico
sistematicodididati
datieedella
delladiagnostica
diagnosticaprecoce.
precoce.
rilevamento
E’ililpunto
puntopiù
piùavanzato
avanzatodello
dellosviluppo
sviluppodella
dellamanutenzione
manutenzione
•• E’
Soluzioniorganizzative
organizzativeinnovative:
innovative:
•• Soluzioni
––
––
––
prevenzionemediante
mediantemonitoraggio
monitoraggio dei
deisegnali
segnalideboli
deboli
prevenzione
miglioramentocontinuo
continuo
miglioramento
manutenzioneautonoma
autonoma(l’operatore
(l’operatoreha
hacura
curadella
dellapropria
propria
manutenzione
macchina;ililmanutentore
manutentoreèèilil‘dottore’)
‘dottore’)
macchina;
gruppiinterfunzionali
interfunzionalididimiglioramento
miglioramento
–– gruppi
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 58
TPM - Total Productive Maintenance
Miraalla
allariduzione
riduzionedelle
delle“6
“6grandi
grandiperdite”
perdite”
•• Mira
––
––
––
––
––
––
guastieemanutenzione
manutenzionepreventiva
preventiva
guasti
setupeeregolazioni
regolazioni
setup
fermateminori
minori(ripristini,
(ripristini,pulizia,
pulizia,...)
...)
fermate
riduzionedidivelocità
velocità
riduzione
perditeper
perriduzione
riduzionedidiresa
resa
perdite
perditeper
pernon
nonconformità
conformità
perdite
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 59
TPM: i 5 pilastri
••
••
••
••
••
Miglioramentofocalizzato
focalizzatodegli
degliimpianti
impianti
Miglioramento
Manutenzioneautonoma
autonoma
Manutenzione
Manutenzioneprogrammata
programmata
Manutenzione
Manutenzioneper
perlalaqualità
qualità
Manutenzione
Training
Training
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 60
Costi-benefici del TPM
9000
8000
Milioni di Lire 1996
8000
6300
7000
6000
4600
4850
5000
COSTI
BENEFICI
3500
4000
3000
2380
2000
1000 220
0
1993
Lez 8 e 9
700
200
1994
1995
'96 LUG
Gestione della Produzione 2° anno
'96 DIC
pg. 61
Valutazione e
scelta delle politiche di manutenzione
Lucidiper
pergli
gliallievi
allievidel
delcorso
corsodidiGestione
Gestionedella
della
Lucidi
ProduzioneIndustriale
Industrialedel
delII°
II°anno
anno
Produzione
Valutazione e scelta delle politiche
di manutenzione
••
••
••
••
Analisidel
delfunzionamento
funzionamentodelle
dellepolitiche
politiche
Analisi
Condizionididiapplicabilità
applicabilità
Condizioni
Valutazioneeconomica
economicadelle
dellepolitiche
politiche
Valutazione
Sceltadella
dellapolitica
politicaottimale
ottimale
Scelta
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 63
Politiche di manutenzione
••
••
guasto
AAguasto
Preventiva
Preventiva
Ciclica
–– Ciclica
––
––
••
••
••
••
datacostante
costante
aadata
etàcostante
costante
aaetà
Secondocondizione
condizione
Secondo
Predittiva
Predittiva
Migliorativa
Migliorativa
Produttiva
Produttiva
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 64
Scelta della politica di
manutenzione: un esempio
70 Numero
60 di guasti
(Ng)
50
65
45
40
35
28
30
20
23
15
7
6
10
Ore
0
0
Lez 8 e 9
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 65
Scelta della politica di manutenzione: un
esempio (segue)
Età (h) Ng
0-100 0
100-200
200-300
300-400
400-500
500-600
600-700
700-800
800-900
Totale 224
Lez 8 e 9
f
0,000
6
15
35
28
65
45
23
7
1,000
0,000
0,027
0,067
0,156
0,125
0,290
0,201
0,103
0,031
F
1,000
0,027
0,094
0,250
0,375
0,665
0,866
0,969
1,000
R
0,000
0,973
0,906
0,750
0,625
0,335
0,134
0,031
0,000
λ
0,027
0,069
0,172
0,167
0,464
0,600
0,767
1,000
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 66
Scelta della politica di
manutenzione: un esempio (segue)
Dati
•• Dati
––
––
––
––
––
––
Costodidi11guasto:
guasto:
Costo
Costodidi11int.
int.prevent.:
prevent.:
Costo
Costodidi11ispezione:
ispezione:
Costo
MTBF:
MTBF:
Visibilitàdidi11ispezione:
ispezione:
Visibilità
Ipotesididiperfetta
perfettavisibilità
visibilità
Ipotesi
Lez 8 e 9
3.500.000 ££
3.500.000
2.200.000 ££
2.200.000
240.000 ££
240.000
526
526
hh
100 hh
100
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 67
Scelta della politica di
manutenzione: un esempio (segue)
OBIETTIVO:determinare
determinarelalapolitica
politicamanutentiva
manutentivadidiminimo
minimo
•• OBIETTIVO:
costoper
perunità
unitàdiditempo
tempodidifunzionamento
funzionamentotra:
tra:
costo
––
––
––
Politicaaaguasto
guasto
Politica
Politicapreventiva
preventivaciclica
ciclica
Politica
Politicaispettiva
ispettiva
Politica
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 68
Scelta della politica di
manutenzione: un esempio (segue)
Costodella
dellapolitica
politica aaguasto
guasto
•• Costo
Cguasto==costo
costodidi11guasto
guasto/ /MTBF
MTBF ==3.500.000
3.500.000/ /526
526==6.654
6.654£/h
£/h
–– Cguasto
Costodella
dellapolitica
politica preventiva
preventivaciclica:
ciclica:
•• Costo
Cprev==((Cg
CgxxF(T)
F(T)++Cp
CpxxR(T)
R(T)))/ /MTBM(T)
MTBM(T)
–– Cprev
MTBM(T) = ∑ f(t) ⋅ t + T ⋅ R(T)
t≤ T
esempio:MTBM
MTBM(T=500)
(T=500)== 150x0,027
150x0,027++250x0,067
250x0,067++350x0,156
350x0,156++
–– esempio:
450x0,125++500x0,625
500x0,625==444
444hh
450x0,125
Cprev=(3.500.000x0,375
(3.500.000x0,375++2.200.000x0,625)/444
2.200.000x0,625)/444==6050
6050£/h
£/h
–– Cprev=
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 69
Scelta della politica di
manutenzione: un esempio (segue)
Costodella
dellapolitica
politica ispettiva:
ispettiva:
•• Costo
Cisp==Ci
Cixxnini++Cg
CgxxPg
Pg++Cp
Cpxx(1-Pg)
(1-Pg)//MTBM
MTBM
•• Cisp
numeromedio
mediodidiispezioni
ispezionifino
finoalalprimo
primosegnale
segnaledidiguasto
guasto
•• nini==numero
incipiente,che
cheavverrà
avverrànelle
nellesuccessive
successive100
100ore
ore(circa
(circa55
incipiente,
ispezioni)
ispezioni)
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 70
Scelta della politica di
manutenzione: un esempio (segue)
Politica ispettiva
ispettiva(segue):
(segue):
•• Politica
••
••
••
Poichépossiamo
possiamoassumere:
assumere:
Poiché
Pg==00
Pg
MTBM==MTBF
MTBF
MTBM
Cisp==(Ci
(Cixxnini++Cp)
Cp)//MTBF
MTBF==(240.000
(240.000 xx55++ 2.200.000)
2.200.000)//526
526
•• Cisp
6.464£/h
£/h
==6.464
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 71
Scelta della politica di
manutenzione: un esempio (segue)
CONCLUSIONI:
•• CONCLUSIONI:
Politica
•• Politica
guasto
••
--AAguasto
Preventivaciclica
ciclica
••
--Preventiva
Ispettiva
••
--Ispettiva
Costoorario
orario
Costo
6.654 £/h
£/h
6.654
6.050 £/h
£/h
6.050
6.464 £/h
£/h
6.464
Convieneadottare
adottareuna
unapolitica
politicapreventiva
preventivaciclica
ciclica
•• Conviene
Lez 8 e 9
Gestione della Produzione 2° anno
pg. 72