Introduzione alla manutenzione - Riccardo Patriarca PDF

 Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04....

 Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 1 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Indice 1. DEFINIZIONI BASILARI......................................................................................................................... 3 2. TERMINOLOGIA PER MANUTENZIONE................................................................................................ 7 3. TERMINOLOGIA PER ENTITÀ............................................................................................................... 9 4. TERMINOLOGIA PER GUASTI ED AVARIE.......................................................................................... 12 BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................................... 17 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 2 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione 1. Definizioni basilari Affidabilità Secondo la norma UNI 13306:2010 p.4.2, per Affidabilità si intende l’attitudine di una entità a essere in grado di svolgere una funzione richiesta in condizioni ambientali e operative date per un dato intervallo di tempo. Il termine “entità” è usato per definire una qualsiasi parte, componente, dispositivo, sottosistema, unità funzionale, apparecchiatura o sistema che possa essere descritto e considerato individualmente (UNI 13306:2010 p.3.1). La “funzione richiesta” può essere una funzione singola, o una combinazione di funzioni che è necessaria per provvedere uno specifico servizio. Si può osservare che ogni entità a qualsiasi livello (componente, sottosistema, sistema) è progettata per svolgere una o più funzioni (richieste). Tali funzioni possono essere attive o passive (il contenimento di un fluido in una tubatura è un esempio di una funzione passiva) e ogni impianto ha solitamente una vasta gamma di funzioni richieste. Per la valutazione dell’affidabilità, è quindi necessario specificare quale (o quali) funzione(i) richiesta(e) si stanno considerando. L’interesse per “un dato intervallo di tempo” implica che la valutazione dell’affidabilità si distingue da un semplice verifica di qualità del prodotto, ma invece implica che il prodotto mantenga la capacità di svolgere la sua funzione richiesta in un certo intervallo temporale. Il tutto secondo “condizioni ambientali e operative” che devono essere specificate perché determinanti per il calcolo stesso (ad esempio, una stessa conduttura metallica può avere valori di affidabilità minori nel caso di un impianto collocato nelle vicinanze di un territorio marino, perché soggetta agli effetti degradanti del cloruro di sodio in acqua). Nota: Il termine "affidabilità" è inoltre utilizzato come misura delle prestazioni di affidabilità e può essere anche definito come una probabilità. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 3 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Disponibilità In aggiunta all’affidabilità, è d’interesse definire un concetto ad essa strettamente collegato: la disponibilità (availability), cioè l’attitudine di una entità (sotto aspetti combinati di affidabilità, manutenibilità) a essere in grado di svolgere una funzione richiesta in un dato istante di tempo, o per un dato periodo di tempo (BS 4778-3.1:1991) Il concetto di disponibilità può essere specificato come disponibilità media e disponibilità al tempo t A(t). Nel secondo caso si fa riferimento alla probabilità (Pr) che l’entità sia funzionante in modo opportuno dopo un certo periodo di tempo in cui essa ha funzionato. A(t)=Pr (entità funzionante al tempo t) Il termine “funzionante” implica che l’entità sia già attiva, o pronta a divenirlo nel caso venga richiesto. La disponibilità media invece descrive la proporzione di tempo che l’entità è funzionante. Ossia può essere calcolata come il tempo medio in cui l’entità è attiva, rapportato al tempo totale di operazione. Nel caso di impianti di produzione la disponibilità media è spesso chiamata “regolarità di produzione” (production regularity). Nota 1: Questa attitudine dipende dagli aspetti combinati di affidabilità, manutenibilità e supportabilità logistica della manutenzione. Nota 2: Le risorse esterne necessarie, diverse da quelle di manutenzione, non incidono sulla disponibilità del particolare. Manutenibilità Nel concetto di Disponibilità compare anche il concetto di manutenibilità, di cui è utile fornire una definizione più precisa. La manutenibilità è l’attitudine di una entità, in certe condizioni di uso, ad essere mantenuta o ripristinata in uno stato in cui essa possa eseguire la funzione richiesta, quando la manutenzione Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 4 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione è effettuata in date condizioni, e vengono adottate le procedure e le risorse prescritte (UNI 13306:2010 p.4.4). Si può subito comprendere come, congiuntamente all’affidabilità, la manutenibilità sia un fattore imprescindibile per il calcolo della disponibilità. Per la valutazione della manutenibilità, risulta necessario comprendere quali siano le funzioni richieste e a quali stati del sistema esse siano legate, così come analizzare quali procedure e risorse debbano essere considerate (in relazione ai costi propri). Migliorare la manutenibilità consente di incrementare la disponibilità anche quando non si può intervenire sull’affidabilità. La manutenibilità dipende da numerosi fattori come:  tempi di diagnosi dei guasti (capacità professionali dei manutentori, tecnologie a disposizione)  tempi logistici (layout di impianto, distanza dalle officine, tempi di approvvigionamento dei materiali, accessibilità dei luoghi degli interventi)  tempi di riparazione (fattori progettuali, metodi di lavoro, qualità delle attrezzature) Nota: Il termine manutenibilità è inoltre utilizzato per indicare la misura del risultato della manutenibilità. Tabella 1. Relazione tra affidabilità, manutenibilità e disponibilità RELIABILITY MAINTAINABILITY AVAILABILITY Costante Decresce Decresce Costante Cresce Cresce Cresce Costante Cresce Decresce Costante Decresce Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 5 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Manutenzione A questo punto si può procedere con la definizione di manutenzione. Per manutenzione s’intende la “funzione aziendale alla quale sono demandati il controllo costante degli impianti e l’insieme dei lavori di riparazione e revisione necessari ad assicurare il funzionamento regolare e il buono stato di conservazione degli impianti produttivi, dei servizi e delle attrezzature di stabilimento” (Congresso OCSE, 1963), oppure anche: la “Combinazione di tutte le azioni tecniche, amministrative e gestionali, previste durante il ciclo di vita di un’entità, destinate a mantenerla o riportarla in uno stato in cui possa eseguire la funzione richiesta” (UNI 13306:2010) La manutenzione si è trasformata, in termini di mission, da attività prevalentemente operativa di riparazione a complesso sistema gestionale orientato alla prevenzione del guasto ed al miglioramento continuo. Ormai il compito della manutenzione è di: “cooperare lungo tutto il ciclo di vita di un’entità, dal concept alla dismissione, con l’obiettivo del miglioramento continuo della disponibilità operativa dell’entità e del contenimento dei costi di manutenzione”, attraverso il raggiungimento dei seguenti obiettivi:  miglioramento continuo dell’affidabilità  miglioramento continuo della manutenibilità  miglioramento continuo dell’efficienza globale  conservazione del patrimonio impiantistico  ottimizzazione dei costi di manutenzione  miglioramento della stabilità dei processi  sviluppo della pianificazione lavori  miglioramento della sicurezza e della tutela ambientale  miglioramento continuo delle capacità professionali dei manutentori Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 6 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione 2. Terminologia per manutenzione Manutenzione – maintenance Combinazione di tutte le azioni tecniche, amministrative e gestionali, durante il ciclo di vita di un’entità, volte a mantenerla o riportarla in uno stato in cui possa eseguire la funzione richiesta. Nota: Vedere inoltre le definizioni di miglioria e di modifica. Gestione della manutenzione – maintenance management Tutte le attività di gestione che fissano gli obiettivi, le strategie e le responsabilità della manutenzione e che le attuano utilizzando strumenti quali la pianificazione, il controllo e la supervisione della manutenzione e il miglioramento di metodi organizzativi, compresi gli aspetti economici. Obiettivi della manutenzione -maintenance objectives Obiettivi fissati e accettati per le attività di manutenzione. Nota: Tali obiettivi possono comprendere, per esempio, la disponibilità, la riduzione dei costi, la qualità del prodotto, la salvaguardia dell’ambiente, la sicurezza. Strategia di manutenzione – maintenance strategy Metodo gestionale utilizzato allo scopo di raggiungere gli obiettivi della manutenzione. Piano di manutenzione – maintenance plan Serie strutturata di impegni che comprendono le attività, le procedure, le risorse e il tempo necessario per eseguire la manutenzione. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 7 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Funzione richiesta – required function Funzione o combinazione di funzioni di un’entità considerate necessarie per fornire un dato servizio. Fidatezza – dependability Insieme delle proprietà che descrivono la disponibilità ed i fattori che la condizionano: affidabilità, manutenibilità e supporto logistico della manutenzione. Nota: La“fidatezza” è utilizzata solo per descrizioni generali in termini non quantitativi. Supporto logistico della manutenzione – maintenance supportability Capacità di un’organizzazione di manutenzione di disporre del corretto supporto logistico di manutenzione nel posto idoneo dove si eseguono le attività di manutenzione richieste in un preciso momento o durante un dato intervallo di tempo. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 8 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione 3. Terminologia per entità Entità, elemento, bene – item Ogni parte, componente, dispositivo, sottosistema, unità funzionale, apparecchiatura o sistema che possa essere considerato individualmente. Nota: Un numero di entità, per esempio una popolazione di elementi o un esemplare, possono essere considerati essi stessi come un 'entità. Cespite – asset Un’entità formalmente registrata contabilmente. Entità riparabile – repairable item Entità che, dopo un guasto e in determinate condizioni, può essere ripristinata in uno stato in cui sia in grado di eseguire la funzione richiesta. Nota: Le condizioni date possono essere di natura economica, ecologica, tecnica e/o altre. Entità riparata – repaired item Entità riparabile, di fatto riparata dopo un guasto. Entità di consumo, bene di consumo – consumable item Entità o materiale non specifico dell’entità in questione e destinato ad essere utilizzato una sola volta. Parte di ricambio – spare part Entità destinata a sostituirne una corrispondente al fine di ripristinare la funzione originaria richiesta dell’entità. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 9 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Nota 1: L’entità originaria può essere successivamente riparata. Nota 2: Un’entità che sia dedicata e/o scambiabile con un’entità specifica è spesso definita come parte di ricambio specifica. Livello di intervento – indenture level Livello di suddivisione di un’entità dal punto di vista di un’azione di manutenzione. Nota 1: Esempi di livelli di intervento potrebbero essere un sistema, un sottosistema, un componente. Nota 2: Il livello d’intervento dipende dalla complessità della costruzione di un’entità, dall’acces-sibilità a sottosistemi, dal livello di professionalità del personale di manutenzione, dalle attrezzature di prova, dalle considerazioni sulla sicurezza, ecc. Conformità – conformity Corrispondenza da parte di un prodotto, un processo o un servizio alle specifiche. Durabilità, longevità – durability Attitudine di un’entità ad eseguire una funzione richiesta in determinate condizioni d’uso e di manutenzione, fino a quando non si è raggiunto uno stato limite. Nota: Uno stato limite di un’entità può essere caratterizzato dal termine della sua vita utile, dall’inade-guatezza per motivi economici o tecnici o da altri fattori pertinenti. Ridondanza – redundancy Presenza in un’entità di più di un mezzo in un dato istante per l’esecuzione di una funzione richiesta. Ridondanza attiva – active redundancy Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 10 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Ridondanza in cui tutti i mezzi per l’esecuzione di una funzione richiesta sono destinati a funzionare simultaneamente. Ridondanza passiva – standby redundancy Ridondanza in cui una parte dei mezzi per l’esecuzione di una funzione richiesta è destinata ad entrare in funzione, mentre la/e parte/i rimanente/i rimane/rimangono inattiva/e sino al momento nel quale diventa necessario il suo/loro intervento. Vita utile – useful life In certe condizioni, intervallo di tempo che inizia in un dato istante e che termina quando il tasso di guasto è inaccettabile, oppure quando si ritiene che l’entità non sia riparabile a seguito di un’avaria o di altri fattori pertinenti. Tasso di guasto – rate of occurrence of failure Numero di guasti di un’entità in un dato intervallo di tempo diviso per l’intervallo stesso. Nota: In alcuni casi, l’unità di tempo può essere sostituita da unità di misura di utilizzo. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 11 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione 4. Terminologia per guasti ed avarie Guasto – failure Cessione dell'attitudine di un'entità ad eseguire la funzione richiesta. Nota 1: Dopo un guasto, l’entità è in avaria, totale o parziale. Nota 2: Il "guasto" è un evento, mentre l’"avaria" si riferisce a uno stato. Causa di guasto – failure cause Circostanza che porta a un guasto. Nota: Le cause possono essere il risultato di una o più delle condizioni seguenti: Guasto attribuibile alla progettazione, alla fabbricazione, all’installazione, all’uso improprio, ad una errata manovra, alla manutenzione. Guasto per usura – wear-out-failure Guasto la cui probabilità di presentarsi aumenta con il tempo di utilizzo dell’entità o con il numero di operazioni effettuate con le sollecitazioni subite. Nota: L’usura è un fenomeno fisico che determina una perdita o una deformazione del materiale. Guasto per invecchiamento – ageing failure Guasto la cui probabilità di accadere aumenta con il passare del tempo. Questo tempo è indipendente dal tempo di funzionamento dell’entità. Nota: L’invecchiamento è un fenomeno fisico che comporta la modifica delle caratteristiche fisiche e/o chimiche del materiale. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 12 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Degrado – degradation Processo irreversibile di una o più caratteristiche dell’entità dovuto al passare del tempo, al tempo di utilizzo o a una causa esterna. Nota 1: Il degrado può portare a un guasto. Nota 2: Il degrado è spesso definito come usura. Guasto da causa comune – common cause failure Guasti verificatisi su diverse entità, dovuti alla stessa causa diretta e dove tali guasti non sono conseguenza l’uno dell’altro. Guasto primario – primary failure Guasto di un’entità che non è stato causato, direttamente o indirettamente, da un guasto o un’avaria di un’altra entità. Guasto secondario – secondary failure Guasto di un’entità causato direttamente o indirettamente da un guasto o da un’avaria di un’altra entità. Guasto improvviso – sudden failure Guasto che non potrebbe essere prevenuto da un'ispezione preventiva o da un monitoraggio. Meccanica del guasto, meccanismo di guasto – failure mechanism Processi fisici, chimici o di altra natura che conducono o che hanno condotto a un guasto. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 13 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Avaria – fault Stato di un’entità caratterizzato dalla sua inabilità ad eseguire una funzione richiesta, esclusa l'inabilità intervenuta durante la manutenzione preventiva o altre azioni pianificate, oppure dovuta alla mancanza di risorse esterne. Avaria nascosta, mascheramento di avaria – fault masking Condizione in cui esiste un’avaria in una sottoentità di un’entità che non può essere rilevata in ragione di un'avaria presente nel bene stesso, oppure a causa di un’altra avaria presente nella stessa sottoentità o in, un’altra sottoentità. Avaria latente – latent fault Avaria che esiste ma che non è stata ancora riconosciuta. Avaria parziale – partial fault Avaria caratterizzata dal fatto che un’entità può eseguire solo alcune, ma non tutte, le funzioni richieste. Nota: In alcuni casi, è possibile utilizzare l’entità con prestazioni ridotte. Modo di avaria – fault mode Modalità con la quale si instaura l’incapacità di un’entità ad eseguire una funzione richiesta. Nota: L’uso del termine "modo di guasto" in questo senso è sconsigliato. Stato attuale – actual state Caratteristiche di un’entità in un dato istante. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 14 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Stato di disponibilità – up state Stato di un’entità caratterizzato dal fatto che essa possa eseguire una funzione richiesta, partendo dal presupposto che la fornitura di risorse esterne, eventualmente necessaria, sia assicurata. Stato di degrado – degraded state Stato di un’entità in cui l’entità continua ad eseguire una funzione entro limiti accettabili, ma minori dei valori specificati, oppure continua ad effettuare solo una parte delle funzioni richieste. Stato di indisponibilità – down state Stato di un’entità caratterizzato da un’avaria o da una possibile incapacità ad eseguire una funzione richiesta durante la manutenzione preventiva. Nota 1: Questo stato è associato alla disponibilità. Nota 2: Uno stato d’indisponibilità è indicato a volte come uno stato d’incapacità per cause interne. Stato d’incapacità, fuori servizio – disabled state Stato di un’entità caratterizzato dalla sua incapacità ad eseguire una funzione richiesta, qualunque ne sia la ragione. Stato d’incapacità per cause esterne – external disabled state Stato di incapacità di un’entità che, pur disponibile, manca di risorse esterne o che è resa indisponibile a causa di attività programmate diverse da quelle della manutenzione. Stato di funzionamento – operating state Stato in cui un’entità esegue una funzione richiesta. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 15 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Stato di riposo – idle state Stato di un’entità disponibile e in stato di non funzionamento durante un periodo non richiesto. Nota: Lo stato di riposo non dovrebbe essere confuso con il funzionamento al minimo, che esprime la condizione di un’entità in rotazione o in movimento senza carico né produzione utile. Stato di attesa – standby state Stato di un'entità disponibile e non funzionante durante il periodo richiesto. Stato di pericolo – hazardous state Stato di un’entità che è giudicato come fonte probabile di lesioni alle persone, di rilevanti danni materiali o di altre conseguenze inaccettabili. Arresto programmato – shut-down Stato di incapacità programmato in anticipo per la manutenzione o per altri scopi. Nota: L’arresto può inoltre essere chiamato "incapacità programmata". Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 16 di 17  Riccardo Patriarca- Introduzione alla manutenzione Bibliografia  Manzini R, Regattieri R., Pham H., Ferrari E., “Maintenance for Industrial Systems”. 2009. Springer. ISBN: 978-1-84882-575-8 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 17 di 17  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 1 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione Indice 1. CLASSIFICAZIONE.............................................................................................................................. 3 2. MANUTENZIONE CORRETTIVA............................................................................................................ 4 3. MANUTENZIONE PREVENTIVA CICLICA............................................................................................. 5 4. MANUTENZIONE SU CONDIZIONE E PREDITTIVA................................................................................ 8 5. MANUTENZIONE MIGLIORATIVA...................................................................................................... 12 BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................................... 14 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 2 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione 1. Classificazione Per politica di manutenzione s’intende la tipologia di manutenzione applicata alle diverse fasi del ciclo di vita di asset come beni fisici, attrezzature e componenti. Figura 1. Classificazione tassonomica delle politiche di manutenzione Esistono due macro-tipi di manutenzione: correttiva e programmata (Figura 1). Rispettivamente, la prima avviene dopo (ex post), la seconda prima (ex ante), del fermo all’apparecchiatura. La tassonomia viene quindi descritta in dettaglio nelle prossime sezioni. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 3 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione 2. Manutenzione correttiva La manutenzione correttiva (o a guasto) rappresenta il modo di intervenire storico e tradizionale: si ha l’intervento del manutentore solo quando il guasto è ormai avvenuto. Un approccio del genere può essere sufficiente per componenti non critici, facili da rimpiazzare e a basso costo. Può accadere, infatti, che la riduzione dei tempi di fermata e l’aumento della disponibilità non sia tale da compensare il maggior onere derivante da strategie di intervento più sofisticate. Quando l’intervento di riparazione non viene eseguito immediatamente dopo la rilevazione di un’avaria (per es. quando il guasto di un componente non pregiudica completamente il funzionamento del sistema) si parla di manutenzione correttiva differita. Considerata l’elevata criticità dello stato di fermo e la sua imprevedibilità, nel caso di una politica di manutenzione correttiva, si deve fare in modo che:  il personale di manutenzione deve essere in grado di dare una risposta adeguata ed efficace tanto nell’individuazione del guasto quanto nel contenuto dell’intervento tecnico di riparazione e nel tempo di esecuzione (capacità di diagnosi);  Venga assicurata la disponibilità a magazzino dei ricambi più critici (ad es. quelli che hanno tempi di approvvigionamento lunghi e non compatibili con il tempo di fermo impianto) e delle attrezzature necessarie per l’effettuazione degli interventi. Materiali e attrezzature dovrebbero, per quanto possibile, essere facilmente raggiungibili per non tardare gli interventi di riparazione; Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 4 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione 3. Manutenzione preventiva ciclica La manutenzione preventiva ciclica è una forma di manutenzione basata sulla sostituzione programmata di un determinato componente non ancora giunto a rottura (i.e. al fermo), con uno nuovo, in modo tale da prevenire il cedimento accidentale. Con questo approccio si preferisce sacrificare una parte della vita utile del componente, a beneficio dell’affidabilità del sistema. Questa strategia può essere gestita secondo due modalità d’attuazione:  a data costante  a età costante Manutenzione ciclica a data costante Nella manutenzione ciclica a data costante si adotta un intervallo costante fisso di tempo (ad es. un semestre) tra un intervento di sostituzione preventiva ed il successivo, in modo indipendente da ciò che succede durante tale intervallo di tempo. In pratica, tra due interventi programmati non si cambia strategia anche se nel frattempo si sono effettuati degli interventi a guasto. Figura 2. Manutenzione ciclica a data costante Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 5 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione Manutenzione ciclica a età costante Nella manutenzione ciclica ad età costante un componente viene sostituito nel momento in cui sia stata raggiunta, dall’ultimo intervento preventivo o correttivo occorso, una certa età di servizio (ore di utilizzo, km percorsi,..). Se all’interno dell’intervallo preventivo programmato accade un guasto, il successivo istante di intervento preventivo viene calcolato a partire da questo momento. Figura 3. Manutenzione ciclica a età costante Gli interventi di manutenzione preventiva ciclica (indipendentemente dalla formula di calendarizzazione a data o ad età costante) possono essere di diversa natura, in particolare si può trattare di: Interventi di lubrificazione, pulizia, regolazione, cambio olio, ecc.. su sottosistemi di un’entità operante correttamente oppure Interventi di sostituzione di componenti soggetti ad Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 6 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione usura per sopraggiunto invecchiamento/età per cui si è progettata una sostituzione ciclica anticipata. Dal punto di vista organizzativo si deve fare in modo che venga predisposto un sistema informativo a supporto della programmazione e gestione delle attività di manutenzione, così da poter tenere sotto controllo l’esecuzione delle attività. Nel caso specifico della manutenzione ciclica ad età costante deve essere tenuto sotto controllo anche l’avanzamento di utilizzo dell’entità a partire dall’ultimo intervento effettuato. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 7 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione 4. Manutenzione su condizione e predittiva Quella su condizione, è un particolare tipo di manutenzione preventiva che si basa sulla sostituzione di un componente, al raggiungimento di una soglia di allarme sensoriale o misurabile con qualche strumentazione di un parametro correlato al degrado dello stesso componente. Talvolta sono utilizzate tecniche non distruttive per testare i sistemi allo scopo di identificare, con un consistente anticipo, l’insorgere dei guasti e stabilire la vita residua del componente stesso sulla base di un parametro correlato al funzionamento del sistema stesso. Figura 4. Manutenzione su condizione In questo caso, il concetto alla base è quello di non compiere alcun tipo di manutenzione finché le condizioni operative dell’entità restano stazionarie e non raggiungono un livello d’allerta. Raggiunto il quale ci si deve preoccupare di effettuare un controllo del deterioramento più frequente per poter anticipare l’eventuale accelerazione del degrado prima che sia troppo tardi. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 8 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione Figura 5. Evoluzione di una condizione operativa che potrebbe supportare la manutenzione su condizione. Quella predittiva è un’evoluzione di quella su condizione. Si cerca, attraverso tecniche di intelligenza artificiale (e.g. deep learning, machine learning) e inferenziali statistiche di predire l’evoluzione dell’apparecchiatura verso la failure. In pratica si sviluppa un modello (esplicito oppure implicito) del sistema in oggetto per valutarne le condizioni e predire eventuali failure. Lo scopo di eseguire la manutenzione prima del guasto dell'apparecchiatura – come nel caso di manutenzione preventiva – è quello di ridurre il tempo tra i guasti oltre che quello di ridurre i costi. È difficile definire quale sia il momento migliore per effettuare la manutenzione preventiva anche quando sono disponibili dati quantitativi di manutenzione come la funzione di densità di probabilità (PDF) e la funzione di tasso di guasto. Inoltre, non è possibile ristabilire l'affidabilità in apparecchiature in cui guasti si verificano in modo casuale (come accade per esempio nei dispositivi elettrici ed elettronici Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 9 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione Per entrambi i metodi le condizioni di applicabilità sono:  il fatto che la macchina sia ispezionabile possibilmente durante il normale funzionamento  che siano note le condizioni della macchina o del suo componente in seguito a ispezione, eccezion fatta per la condizione di fuori servizio che è immediatamente riconosciuta  che la macchina evolva dalla condizione di perfetta funzionalità a quella di fuori servizio attraverso più stadi intermedi, caratterizzati da una progressiva diminuzione delle prestazioni Per la sua implementazione c’è bisogno d’un’adeguata organizzazione dei compiti di ispezione e monitoraggio che tenga conto: della complessità di esecuzione del compito della qualificazione e delle competenze richieste per l’impiego di eventuale strumentazione e l’interpretazione delle misure rilevate Senza togliere che in funzione della specializzazione richiesta dalla tecnica di misura, il personale deve: possedere adeguate conoscenze tecniche per impostare la campagna di rilievo; saper usare operativamente gli strumenti diagnostici per essere capace di fornire una valutazione sull’attendibilità a sul significato dei dati rilevati nel processo/contesto in cui sono stati ottenuti; acquisire la giusta sensibilità in modo da non fare segnalazioni inutili. È evidente la possibile variabilità di giudizio che dipende dall’esperienza acquisita sul campo e nel lavoro di ispezione. L’attività necessita di progettazione dedicata, volta alla definizione delle entità che devono (e che possono, in funzione delle loro caratteristiche di testabilità) essere sottoposte ad ispezioni e monitoraggi. Il progetto deve stabilire anche i parametri che dovranno essere tracciati come sintomi premonitori del degrado e fissarne i limiti (livelli di allerta e di allarme). Senza contare che è necessario investire in attrezzature adeguate e in una sistematica attività di taratura delle stesse per mantenere le caratteristiche di qualità delle misure strumentali. Tutto ciò deve essere supportato da un adeguato sistema informativo per la raccolta e l’elaborazione dei dati, oltre alla potenziale necessità di utilizzare strumenti di intelligenza artificiale e machine learning. C’è per esempio bisogno di implementare tutta una fase di costruzione di funzioni combinate a partire dai segnali rilevati, per predire i comportamenti della macchina. Questa fase, che prende il nome di Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 10 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione feature engineering, come del resto quelle successive di analisi, richiedono analisti con competenze specifiche. Le condizioni che danno avvio alla manutenzione vengono ricercate attraverso varie tipologie di monitoraggio:  monitoraggio visivo: alla ricerca di eventuali cricche di fatica, difetti di saldatura, disallineamenti ecc.;  monitoraggio dei parametri fisici: verificare che pressione, flusso, temperatura, velocità, assumano valori prossimi a quelli di progetto;  monitoraggio delle vibrazioni e del rumore;  monitoraggio dei detriti da usura. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 11 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione 5. Manutenzione migliorativa Infine, con manutenzione migliorativa (o proattiva) s’intende una politica di manutenzione che prevede un intervento di revisione, finalizzato a migliorare il valore o la prestazione di un sistema o di una parte di esso. L'azione manutentiva quindi non è subordinata a malfunzionamenti ma deriva da esigenze di miglioramento espresse sia dall'utilizzatore sia dal manutentore. L’azione manutentiva concorre invece ad aumentare il valore del sistema e/o a migliorarne le prestazioni, e per questo è da considerare la più squisitamente manutentiva delle politiche. Il manutentore persegue un processo di miglioramento continuo inteso a pensare dove sia possibile migliorare la prestazione. Questa politica si usa quando i mezzi usati per produrre sono realizzati a livello prototipale e bassissima serializzazione e conseguentemente il progetto di questi sistemi, in genere relativamente complessi, non può ricevere le informazioni tipiche dei sistemi fortemente serializzati (come l'automobile). la Manutenzione migliorativa è uno degli elementi centrali della Total Productive Maintenance. La manutenzione migliorativa si propone quindi di individuare e correggere valori anomali delle cause prime di guasto che potrebbero portare a condizioni di instabilità operativa. Inoltre, tale pratica manutentiva costituisce la prima linea di difesa contro il degrado del materiale (guasto incipiente) ed il conseguente indebolimento delle prestazioni (guasto imminente), che inevitabilmente conducono al guasto. Essa richiede: monitoraggio dei parametri chiave indicativi della salute del sistema (cioè le condizioni operative delle cause prime di guasto), p.es. il livello di contaminazione del fluido lubrificante definizione dei valori di soglia, cioè dei valori massimi accettabili per ogni parametro, p.es. la massima temperatura di funzionamento riconoscimento e interpretazione di eventuali valori anomali di questi parametri chiave, che indicano una certa instabilità delle condizioni operative (ma non un guasto imminente) Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 12 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione precisazione dei mezzi e dei metodi da applicare per correggere le cause prime di guasto e ripristinare la stabilità del sistema, p.es. migliorare il sistema di filtraggio e le procedure di ricambio dell’olio Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 13 di 14  Riccardo Patriarca - Politiche di manutenzione Bibliografia  Manzini R, Regattieri R., Pharm H., Ferrari E., “Maintenance for Industrial Systems”. 2009. Springer. ISBN: 978-1-84882-575-8  Calixto E., “Gas and Oil Reliability Engineering – Modeling and Analysis”, 2nd Edition. 2016. Elsevier. ISBN: 978-0-12-805427-7 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 14 di 14 Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 1 di 10  Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione Indice 1. VANTAGGI E SVANTAGGI DELLA MANUTENZIONE CORRETTIVA...................................................... 3 2. VANTAGGI E SVANTAGGI DELLA MANUTENZIONE PREVENTIVA CICLICA....................................... 5 3. VANTAGGI E SVANTAGGI DELLA MANUTENZIONE SU CONDIZIONE E PREDITTIVA.......................... 7 BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................................... 10 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 2 di 10  Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione 1. Vantaggi e svantaggi della manutenzione correttiva Per comprendere al meglio la migliora politica da adottare per gestire i rischi relativamente all’infrastruttura tecnica, e quindi per gestirne la manutenzione, è utile fare chiarezza su vantaggi e svantaggi di ogni politica. Aspetti organizzativi Nel caso della manutenzione correttiva, in considerazione dell’elevata criticità che può comportare lo stato di fermo impianto, oltre che la sua imprevedibilità, il personale di manutenzione deve essere in grado di fornire una risposta adeguata ed efficace tanto all’individuazione del guasto quanto al contenuto dell’intervento tecnico di riparazione e al tempo di esecuzione. Ne consegue che necessariamente si deve fare in modo di assicurare la disponibilità a magazzino dei ricambi più critici e delle attrezzature necessarie per l’effettuazione degli interventi. Materiali e attrezzature dovrebbero, per quanto possibile, essere facilmente raggiungibili per non tardare gli interventi di riparazione e gravare quindi sui tempi di ripristino e i costi collegati. Vantaggi I vantaggi sono collegati ai costi diretti delle attività di programmazione della manutenzione, nonché alla gestione dell’inventario. Alla luce da considerazioni di valutazioni economiche complessive, i vantaggi della manutenzione correttiva sono per gran parte degli asset industriali considerati di poco valore a fronte dell’impatto dei potenziali svantaggi. Svantaggi Dal momento che non esiste una vera e propria programmazione, i fermi macchina si presentano in maniera casuale, anzi spesso avviene che si presentino nel momento meno Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 3 di 10  Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione opportuno, dando luogo a conseguenze poco gestite (e poco gestibili) dal punto di vista della sicurezza e dell’ambiente. C’è inoltre da aggiungere che un guasto grave su un componente, specie se non è stato minimamente preventivato, può avere anche conseguenze deleterie su altri elementi del sistema, compromettendo la funzionalità anche di questi e, nei casi più gravi, provocare un effetto cascata. C’è dunque un aggravio di costi generalmente non limitato mai al solo costo del componente e della sostituzione, ma spesso anche parecchio ingente. Infatti, le riparazioni non programmate comportano spesso tempi molto lunghi su tutte le fasi e i processi collegati col ripristino, per esempio per ottenere le parti di ricambio (perché di solito i ricambisti devono affrontare una richiesta non schedulata), per assegnare il tecnico adatto (perché spesso si trova assegnato a un’altra attività), etc. L’ammontare di questi ritardi ostacola la produzione anche quando coinvolta solo parzialmente dal guasto, portando ad aumentare anche di molto i costi indotti. D’altro canto, può succedere che le organizzazioni che ancora si affidano alla manutenzione correttiva, per proteggersi almeno in parte dall’accidentalità dell’evento di guasto, sovradimensionino il magazzino ricambi con tutte le conseguenze dei costi d’immagazzinamento diretti e indiretti. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 4 di 10  Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione 2. Vantaggi e svantaggi della manutenzione preventiva ciclica Aspetti organizzativi Per programmare l’intervento di manutenzione, devono necessariamente essere definiti in anticipo gli intervalli tra un intervento di manutenzione e il successivo sulla base della conoscenza del comportamento a guasto dell’entità, cioè della sua legge di affidabilità. Dunque, la conoscenza di quest’ultima diventa condizione imprescindibile per l’attuazione di tale politica manutentiva, per farlo tuttavia si fa necessario raccogliere dati statistici o consultare il costruttore, quando quest’ultimo mette a disposizione dati di laboratorio. Inoltre, perché la manutenzione preventiva ciclica abbia successo, l’attività deve essere coordinata con i piani di produzione, al fine di predisporre tutte le risorse necessarie per l’intervento, prima ancora di impegnare la macchina con la manutenzione. Per gli stessi motivi l’attività manutentiva deve essere coordinata con la gestione dei ricambi, così da provvedere nel modo più efficace ed efficiente all’approvvigionamento dei materiali richiesti. A tale scopo può essere utile (e nei sistemi moderni complessi è necessario) predisporre un sistema informativo a supporto delle attività di programmazione e gestione della manutenzione, per esempio per controllare l’esecuzione delle attività. Quando poi la politica scelta è di manutenzione ciclica ad età costante deve essere istituito un meccanismo di controllo a proposito dell’avanzamento di utilizzo dell’entità a partire dall’ultimo intervento effettuato. Vantaggi Questa tipologia di politica manutentiva, proprio in quanto programmata, si contrappone alla manutenzione correttiva proprio allo scopo di limitare i costi delle perdite di funzionalità a Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 5 di 10  Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione seguito dei guasti accidentali in entità critiche; con lo stesso indirizzo, punta anche a programmare opportunamente l’utilizzo degli operatori di manutenzione. La necessità di sovradimensionare il magazzino ricambi viene ridotta in virtù della programmazione, ne consegue una maggiore ottimizzazione delle scorte e un adeguato coordinamento tra i piani di approvvigionamento. Il fermo impianto di norma non è più collegato a cause impreviste, al contrario diventa un’attività programmata, prevista entro un pano interventi e ottimizzata, ridotta al tempo strettamente necessario alla sostituzione e al set-up, con un impiego di risorse opportune al momento dell’intervento. Svantaggi La programmazione degli interventi su base ciclica però interviene indipendentemente dalle condizioni effettive della parte in manutenzione. Componenti che hanno ancora una vita residua relativamente lunga vengono sostituiti a prescindere. Si tratta cioè di manutenzioni potenzialmente non necessarie che gravano sui costi propri di manutenzione perché vengono sostituiti più pezzi di quanto effettivamente necessario. Inoltre, a seguito degli interventi manutentivi può aumentare la probabilità che si verifichino alcuni guasti perlopiù correlati con la sostituzione di parti difettose o con interventi eseguiti non a regola d’arte. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 6 di 10  Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione 3. Vantaggi e svantaggi della manutenzione su condizione e predittiva Aspetti organizzativi Se da un lato si vuole evitare di intervenire a guasto avvenuto come nella manutenzione correttiva, d’altro canto si vuole anche fare in modo che i componenti vengano sostituiti in prossimità della propria fine vita, cioè minimizzando per quanto possibile la vita residua dei pezzi sostituiti. Ciò è possibile implementando delle politiche manutentive, come quella su condizione e predittiva. Tuttavia, questi approcci, per poter essere applicati, hanno bisogno di una serie di condizioni ambientali e organizzative:  Le apparecchiature devono poter essere ispezionate in ogni momento, possibilmente anche durante il normale funzionamento;  A seguito dell’ispezione devono considerarsi note le condizioni delle apparecchiature, dei loro componenti, a eccezione della condizione di fuori servizio che deve essere immediatamente riconosciuta;  Le macchine da approcciare con queste politiche manutentive devono essere tali da evolvere dalla condizione di perfetta funzionalità a quella di fuori servizio attraverso più stadi intermedi, caratterizzati da una progressiva diminuzione delle prestazioni;  È necessaria un’adeguata organizzazione dei compiti di ispezione e monitoraggio che tenga conto: o della complessità di esecuzione del compito; o della qualificazione e delle competenze richieste per l’impiego di eventuale strumentazione e l’interpretazione delle misure rilevate;  In funzione della specializzazione richiesta dalla tecnica di misura, il personale deve: o possedere adeguate conoscenze tecniche per impostare la campagna di rilievo; o saper usare operativamente gli strumenti diagnostici per riuscire a fornire valutazioni sull’attendibilità a sul significato dei dati rilevati nel processo/contesto; Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 7 di 10  Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione o acquisire la giusta sensibilità in modo da non fare segnalazioni inutili. È evidente la possibile variabilità di giudizio che dipende dall’esperienza acquisita sul campo e nel lavoro di ispezione;  L’attività necessita di progettazione dedicata, la quale deve essere volta alla definizione delle entità che devono (e che possono, in funzione delle loro caratteristiche di testabilità) essere sottoposte ad ispezioni e monitoraggi. Il progetto deve stabilire anche i parametri che dovranno essere tracciati come sintomi premonitori del degrado e fissarne i limiti (livelli di allerta e di allarme);  È necessario investire in attrezzature adeguate e in una sistematica attività di taratura delle strumentazioni per mantenere le caratteristiche di qualità delle misure strumentali;  Tutto ciò deve essere supportato da un adeguato sistema informativo per la raccolta e l’elaborazione dei dati. Oltre alla potenziale necessità di utilizzare strumenti di intelligenza artificiale e machine learning; Vantaggi L’approccio manutentivo basato su condizione e quello predittivo permettono di aumentare il controllo sulla sicurezza dei macchinari e sulla loro disponibilità, consentendone un consistente miglioramento rispetto ad altre politiche. È possibile effettuare una stima del momento più opportuno per l’intervento, consentendo quindi di ricercare l’ottimizzazione del bilancio tra costi d’intervento e benefici derivanti dal recupero di efficienza. Le attività manutentive non vengono programmate inutilmente, venendo così a limitare lo spreco di vita residua potenziale delle entità da sostituire. Come effetto aggiuntivo, si potrebbe ridurre la numerosità dei fenomeni collegati alla mortalità infantile delle parti di ricambio perché item che potenzialmente si potrebbero guastare in età infantile non vengono messi in circolazione, aumentando di conseguenza la qualità del processo manutentivo. Se da un lato l’applicazione di questi approcci è sicuramente onerosa in termini di conoscenze da acquisire e strumentazione necessaria, c’è anche da dire che una volta acquisite Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 8 di 10  Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione queste possono essere accumulate e, successivamente trasferite, anche in contesti differenti. Ad esempio, i segnali di degrado possono costituire una conoscenza capitalizzabile nel progetto di nuove entità/impianti, e ciò avviene con tutto quanto riguarda l’intelligenza artificiale e le tecniche di machine learning. Svantaggi D’altro canto, tali tecniche comportano alti costi di investimento per la loro messa in pratica, per via delle necessarie attrezzature (molto costose anche in termini di configurazione) e soprattutto per il necessari training degli operatori. Inoltre, è generalmente obbligatorio un periodo di apprendimento – eventualmente anche «digitale» – per sviluppare una conoscenza affidabile dei trend dei segnali misurati e saper valutare correttamente le condizioni di salute delle entità ed individuare le soglie di allarme. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 9 di 10 Riccardo Patriarca - Vantaggi e svantaggi dei piani di manutenzione Bibliografia  Manzini R, Regattieri R., Pharm H., Ferrari E., “Maintenance for Industrial Systems”. 2009. Springer. ISBN: 978-1-84882-575-8  Calixto E., “Gas and Oil Reliability Engineering – Modeling and Analysis”, 2nd Edition. 2016. Elsevier. ISBN: 978-0-12-805427-7  Mobley K., “Maintenance Engineering Handbook,”, 8 th Edition. 2014. McGraw Hill. ISBN: 978-0-07-182661-7 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 10 di 10 Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 1 di 10  Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione Indice 1. VALUTAZIONE ECONOMICA DELLE ALTERNATIVE............................................................................. 3 2. LA NORMA UNI 10366:2007............................................................................................................... 5 3. DISPONIBILITÀ.................................................................................................................................... 8 BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................................... 10 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 2 di 10  Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione 1. Valutazione economica delle alternative In ogni realtà industriale convivono, in genere, varie politiche di manutenzione. È possibile quindi applicare un mix di politiche manutentive che, nel suo insieme, costituisce la politica aziendale. La scelta va effettuata considerando:  La criticità del bene da manutenere (cioè se il bene è fondamentale per l’esecuzione dei processi, il suo costo, la facilità a reperire o meno le parti di ricambio, etc.)  Eventuali raccomandazioni fornite dai produttori  I vincoli derivanti dal rispetto dei principi di sicurezza delle persone e dell’ambiente (per esempio, principi generali di sicurezza, vincoli normativi, norme, etc.) ma soprattutto:  La valutazione economica delle alternative fornite dalle varie opzioni – eventualmente anche combinate – delle politiche di manutenzione Per la valutazione economica delle alternative risulta molto utile l’utilizzo di due metodologie: l’Analisi Costi-Efficacia (Cost-Effectiveness Analysis, CEA) e l’Analisi Costi-Benefici (Cost-Benefit Analysis, CBA). Entrambi i metodi presumono la valutazione del Costo Globale di Manutenzione il quale esprime sinteticamente: i. il costo che l’azienda deve sostenere per effettuare una certa politica manutentiva, cioè il cosiddetto costo proprio di manutenzione a guasto. Esso è una voce che si compone di: a) Costo della manodopera b) Costo di materiali e ricambi – tanto per il loro acquisto, quanto per il loro immobilizzo c) Costo delle attrezzature Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 3 di 10  Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione d) Costi generali di struttura A questi costi si aggiungono: nel caso di manutenzione periodica, i costi di preparazione e programmazione lavori; nel caso di manutenzione su condizione e manutenzione predittiva, i costi di preparazione e programmazione, i costi dovuti ai controlli e alle ispezioni, oltre a quelli relativi agli strumenti per il monitoraggio del bene. ii. i costi indotti dal guasto, tra i quali vanno annoverati: a) Il costo di indisponibilità del bene e la conseguente mancata produzione b) Il costo di immobilizzo delle scorte di prodotto finito, per fronteggiare la variabilità della produzione dovuta al basso grado di affidabilità degli impianti c) Il costo conseguente alla mancata erogazione del servizio Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 4 di 10  Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione 2. La norma UNI 10366:2007 La norma UNI 10366:2007, dal titolo Manutenzione - Criteri di progettazione della manutenzione, specifica i criteri e i metodi generali di progettazione della manutenzione al fine di indirizzare nella scelta delle politiche di manutenzione, in funzione delle caratteristiche e del comportamento dei beni in coerenza con gli obiettivi aziendali. La Figura 1 sintetizza visivamente l’algoritmo usato per individuare la politica manutentiva più opportuna desunto dalla norma. Figura 1. Algoritmo di scelta della politica aziendale di manutenzione. A titolo di esempio le figure 2, 3, 4 e 5 riportano l’applicazione dell’algoritmo per individuare le più opportune politiche manutentive da attuare in caso si debbano manutenere componenti differenti di un automobile, rispettivamente: pistoni, cinghia di distribuzione, pneumatici, pasticche del dispositivo frenante. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 5 di 10  Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione Figura 2. Scelta di una politica manutentiva per il componente pistone. Figura 3. Scelta di una politica manutentiva per il componente cinghia di distribuzione. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 6 di 10  Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione Figura 4. Scelta di una politica manutentiva per il componente pneumatico Figura 5. Scelta di una politica manutentiva per il componente pasticca freni. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 7 di 10  Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione 3. Disponibilità Sappiamo che la disponibilità (availability), è l’attitudine di una entità (sotto aspetti combinati di affidabilità, manutenibilità) a essere in grado di svolgere una funzione richiesta in un dato istante di tempo, o per un dato periodo di tempo, partendo dal presupposto che siano fornite le risorse esterne necessarie alla manutenzione. Tale attitudine dipende dagli aspetti combinati di affidabilità, manutenibilità e supporto logistico della manutenzione. Questo concetto può essere declinato in differenti forme: Disponibilità intrinseca Rappresenta la disponibilità, per così dire, «naturale» manifestata da un’entità che venga lasciata guastare. È una funzione del tempo medio tra i guasti (mean time between failures, MTBF). Il MTBF è la somma di due tempi: MTTF (mean time to failure, cioè il valore atteso della funzione di distribuzione statistica dei guasti) e MTTR (mean time to repair, cioè il valore atteso dell'intervallo di tempo durante il quale l'entità è in uno stato di indisponibilità a causa di un guasto). Nella formulazione per brevità si indica g: m. a guasto e p: m. programmata. Per entità riparabili la disponibilità intrinseca vale: Per entità non riparabili la disponibilità intrinseca vale Disponibilità raggiunta Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 8 di 10  Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione Tiene conto degli interventi di manutenzione sia correttivi che preventivi. Tanto per le entità riparabili quanto per le entità non riparabili vale: In cui il MTBM(g+p) indica il tempo medio tra due manutenzioni (MTBM) calcolato tra due interventi di manutenzione prescindendo che si tratti di interventi a guasto o per manutenzioni programmate. Invece il MTTR(g+p) indica il tempo medio di riparazione (MTTR) che è la combinazione tra le due situazioni di gestione a guasto e preventiva. Disponibilità operativa Dà un’indicazione di disponibilità in condizioni reali, tenendo conto sia degli interventi manutentivi eseguiti che di tutte le perdite effettivamente osservate nel tempo richiesto. Tanto per le entità riparabili quanto per le entità non riparabili vale: In cui ) indica il tempo medio di indisponibilità che è la combinazione delle due situazioni di gestione a guasto e preventiva. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 9 di 10  Riccardo Patriarca - Scelta della politica di manutenzione Bibliografia  Manzini R, Regattieri R., Pham H., Ferrari E., “Maintenance for Industrial Systems”. 2009. Springer. ISBN: 978-1-84882-575-8  Calixto E., “Gas and Oil Reliability Engineering – Modeling and Analysis”, 2nd Edition. 2016. Elsevier. ISBN: 978-0-12-805427-7  UNI 10366:2007 – “Manutenzione - Criteri di progettazione della manutenzione” Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 10 di 10 Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 1 di 10  Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità Indice 1. CONSIDERAZIONI ANALITICHE BASILARI........................................................................................... 3 2. FORMULAZIONE ANALITICA DEL TASSO DI GUASTO......................................................................... 6 3. CONSIDERAZIONI AGGIUNTIVE......................................................................................................... 7 BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................................... 10 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 2 di 10  Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità 1. Considerazioni analitiche basilari Tramite approcci probabilistici, la teoria dell’affidabilità studia i problemi di previsione, stima e ottimizzazione relativi alla vita dei componenti e alla loro propensione al guasto. Data la natura aleatoria dei fattori relativi a tali problemi, è necessario rappresentare il fenomeno tramite opportune grandezze probabilistiche. Considerando più specificatamente la definizione proposta “L’attitudine di una entità a essere in grado di svolgere una funzione richiesta in condizioni ambientali e operative date per un dato intervallo di tempo”), l’affidabilità di un’entità si può determinare se:  Sia stato univocamente definito lo stato del componente e il criterio (C) per giudicare se l’entità sia in uno stato funzionante o non funzionante;  Siano state stabilite le condizioni di impiego (A) nel periodo di tempo considerato;  Sia stato definito l’intervallo di tempo, tempo di missione, (t) durante il quale si vuole che l’entità si trovi in stato operativo. L’affidabilità, indicata con R è quindi rappresentata dalla funzione generica R = R (C, A, t), e fissate le prime due condizioni, è scrivibile in maniera semplificata come R = R(t), sottolineando l’imprescindibile legame dell’affidabilità con il tempo di missione. Bisogna notare che il tempo di missione non è necessariamente misurato in tempo solare, ma può essere definito tramite misure indirette come: il numero di attivazioni del componente, il numero di chilometri percorsi, il numero di rotazioni effettuate, ecc. In via generale, si può assumere che il tempo sia una variabile continua e che quindi il tempo di funzionamento T sia distribuito come una variabile continua con una densità di probabilità f(t) e una distribuzione di probabilità F(t): Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 3 di 10  Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità F(t) definisce quindi la probabilità che l’item si guasti nell’intervallo (0, t]. La funzione densità di probabilità f(t) è definita come: Tale espressione per un ∆t ragionevolmente piccolo implica: Un esempio di F(t) e f(t) è illustrato in Figura 1. Figura 1. Andamento di f(t) e F(t) in funzione del tempo t. A partire da F(t), l’affidabilità al tempo t è definita come: Oppure in maniera equivalente: Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 4 di 10  Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità In questo modo appare chiaro come R(t) sia la probabilità che l’item non si guasti nell’intervallo (0,t], o in altre parole, la probabilità che l’item sopravviva all’intervallo di tempo (0,t] e che esso sia ancora funzionante al tempo t. Si può osservare che la funzione di affidabilità è talvolta chiamata anche funzione di sopravvivenza. La Figura 2 rappresenta un tipico andamento affidabilistico relativo agli stessi f(t) e F(t) rappresentati in Figura 1. Figura 2. Andamento di R(t) in funzione del tempo t. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 5 di 10  Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità 2. Formulazione analitica del tasso di guasto Una volta definita l’affidabilità, bisogna procedere andando a capire quanto sia probabile che in un certo intervallo di tempo si possa verificare un certo guasto. Per questo scopo si ricorre al concetto di tasso di guasto. In primis, si definisce la probabilità che un item si guasti nell’intervallo (t, t+∆t), noto che l’item sia funzionante al tempo t: Dividendo questa probabilità per la lunghezza dell’intervallo temporale ∆t a facendo tendere ∆t→0, si ottiene la funzione tasso di guasto z(t) dell’item: Ossia il tasso di guasto può essere definito come il limite del rapporto tra la probabilità condizionata che un guasto cada in un intervallo (t, t+∆t) e la lunghezza di questo intervallo ∆t, ragionevolmente piccolo e prossimo allo zero. Ne consegue che per un ∆t ragionevolmente piccolo: Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 6 di 10  Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità 3. Considerazioni aggiuntive È interessante notare la similarità tra la funzione densità di probabilità f(t) e la funzione tasso di guasto z(t): Seppur simili, le due espressioni implicano considerazioni e ragionamenti differenti, legati al fatto che si riferiscono rispettivamente alla densità di guasto e al tasso di guasto. Partendo da un item nuovo al tempo t = 0, la prima relazione è utilizzabile per valutare la possibilità che un componente si guasti nell’intervallo (t, t+∆t): in questo caso basterà moltiplicare la densità di probabilità al tempo t per la lunghezza dell’intervallo ∆t. Viceversa, la seconda relazione diviene utile nel caso in cui sia necessario considerare un item che sia sopravvissuto fino al tempo t, ed identificarne la probabilità di guasto nel successivo intervallo (t, t+∆t]. Questa probabilità condizionata sarà uguale approssimativamente al tasso di guasto al tempo t moltiplicato per la lunghezza dell’intervallo ∆t. Se si considera un numero di item identici, tutti in funzione al tempo t=0, allora z(t) ∆t rappresenta la quota parte degli item ancora funzionanti al tempo t, e che falliscano in (t, t+∆t]. Visto che: Ricordando che generalmente: si può scrivere il tasso di guasto z(t) come: Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 7 di 10  Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità Ma visto che R(0) = 1, allora Ne consegue: Si nota quindi come la funzione di affidabilità possa essere definita agevolmente a partire dalla funzione tasso di guasto z(t). Stante le precedenti relazioni, si può anche scrivere la densità di probabilità f(t) in funzione del tasso di guasto z(t): La Errore. L'origine riferimento non è stata trovata. riassume le relazioni intercorrenti tra le funzioni F(t), f(t), R(t) e z(t). Tabella 1. Relazione tra densità di probabilità di guasto, distribuzione di probabilità dell’inaffidabilità, affidabilità e tasso di guasto. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 8 di 10  Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità F(t) f(t) R(t) z(t) F(t)= 1 f(t)= 1 R(t)= 1 z(t)= 1 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 9 di 10  Riccardo Patriarca - La formulazione analitica dell’affidabilità Bibliografia  Manzini R, Regattieri R., Pham H., Ferrari E., “Maintenance for Industrial Systems”. 2009. Springer. ISBN: 978-1-84882-575-8 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 10 di 10  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 1 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici Indice 1. MEAN TIME TO FAILURE...................................................................................................................... 3 2. MEAN TIME TO REPAIR........................................................................................................................ 5 3. MEAN TIME BETWEEN FAILURES.......................................................................................................... 6 4. MEAN RESIDUAL LIFE.......................................................................................................................... 7 5. COMPONENTI RIPARABILI E NON RIPARABILI.................................................................................... 8 BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................................... 12 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 2 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici 1. Mean Time to Failure A partire dall’affidabilità e dalle relative funzioni affidabilistiche, è possibile definire dei parametri di interesse per la valutazione e la gestione di dettaglio delle prestazioni affidabilistiche dei componenti del sistema. Per item non riparabili, si può definire il Mean Time To Failure (MTTF), il tempo medio perché un certo item si guasti (ossia il valore del tempo che in media un certo item resta funzionante prima di guastarsi). Per una distribuzione continua, quindi corrisponde al valore atteso della distribuzione e può essere definito come: Visto che Integrando per parti si ottiene: Se MTTF < (e conseguentemente per , , si può mostrare che. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 3 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici In questo caso, si giunge ad un’espressone che rende più agevole il calcolo del MTTF: La Figura 1 schematizza il significato di TTF (Time To Failure), che può permettere il calcolo in maniera discreta del MTTF, qualora sia disponibile un certo campione di TTF relativo a un certo numero di periodi N osservati tra i guasti: Figura 1.Schematizzazione del MTTF per componenti non riparabili Una misura alternativa del tempo di guasto, e strettamente collegata al MTTF, è la vita mediana di un componente (median life). La median life è definita come quel valore del tempo che divide la distribuzione di probabilità in due parti uguali. Usando quindi il valore della vita mediana, si fa in modo che un item si guasti prima del tempo t_m con una probabilità del 50%, e dopo t_m con una probabilità del 50%. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 4 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici 2. Mean Time to Repair Per item riparabili, si può definire il Mean Time To Repair (MTTR) è definito come il valore atteso della densità di probabilità della durata degli interventi di riparazione. Come tale, MTTR rappresenta il tempo medio richiesto per riparare un componente guasto, nell’ipotesi che sia possibile compiere l’intervento di manutenzione. Generalmente MTTR è parte integrante dei contratti di manutenzione, dove si richiede che il MTTR sia più basso possibile in modo da garantire la resilienza del sistema al guasto. Il MTTR è necessario per definire anche il tempo medio tra guasti nel caso di item riparabili. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 5 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici 3. Mean Time Between Failures La valutazione del MTTF può essere estesa nel caso di item riparabili, ossia per i quali è possibile ripristinare lo stato di funzionamento iniziale. Se il tempo di riparazione - o di sostituzione - dell’item è molto breve comparato al MTTF, allora MTTF può ragionevolmente rappresentare anche il Mean Time Between Failures (MTBF). Se il tempo di riparazione non può essere trascurato, il MTBF deve includere sia il MTTF che il MTTR: Come per il TTF, la Figura 2 descrive il TBF (Time Between Failures), che può permettere il calcolo del MTBF anche in maniera discreta, qualora possibile a partire da un campione di TTR (Time To Repair) e TBF, e dal valore degli N periodi osservati tra i guasti. Figura 2. Schematizzazione del MTBF per componenti riparabili. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 6 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici 4. Mean Residual Life Considerato un item con un tempo di guasto T posto in attività al tempo e funzionante al tempo t, la probabilità che l’item, avente un’età , sopravviva un tempo addizionale di valore x è: è la funzione di sopravvivenza condizionata (conditional survivor function) dell’item al tempo t. La vita media residua (Mean Residual Life, MRL(t)) dell’item con età è: A , l’item è nuovo e. Da questo punto, può essere d’interesse studiare una funzione g(t) che esprime MRL(t) come una percentuale del valore iniziale di MTTF. Ad esempio, un valore di pari a 0.3 implica che la vita media residua di un componente al tempo t è il 30% della vita media residua al tempo t=0. Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 7 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici 5. Componenti riparabili e non riparabili Si definiscono “non riparabili” quei componenti che alla rottura non possono essere riparati ed al più sono sostituiti con altri. Sono invece “riparabili” quei componenti che possono essere riparati e come tali sono soggetti a più cicli di funzionamento – rottura – aggiustamento. I modelli matematici che descrivono il comportamento a rottura dei componenti riparabili differiscono notevolmente da quelli utilizzati per i componenti non riparabili. Tuttavia, quando si vuole studiare il comportamento di un componente riparabile al primo guasto, questo può essere assimilato ad uno non riparabile. Un sistema composto di più componenti non riparabili è necessariamente non riparabile. Un sistema fatto di almeno un componente riparabile può essere trattato come riparabile a meno che non si voglia studiarne il comportamento a guasto. Supponiamo di disporre del seguente diagramma di eventi di guasto di un componente meccanico soggetto ad usura: esso riporta il numero di guasti Nf occorsi al tempo T (tempo solare o di lavoro) per una popolazione di componenti dello stesso tipo. Figura 3 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 8 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 9 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici Si può, in una formulazione alternativa, procedere a definire l’affidabilità come funzione dello stato del componente (𝐶) delle condizioni ambientali e delle sollecitazioni (𝐴) del tempo (𝑡). - Consideriamo 𝑁 numero di componenti messi in funzione all’istante 𝑡=0; - 𝑁𝑔(𝑡) numero di componenti guasti al tempo 𝑡; - 𝑁𝑠(𝑡) numero di componenti sani allo stesso istante - N = Ns (t) + Ng (t) - Affidabilità - Inaffidabilità - Tasso di guasto Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore (L. 22.04.1941/n. 633). 10 di 12  Riccardo Patriarca- Parametri temporali affidabilistici Attenzione! Questo materiale didattico è p