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M1_UD1_1 – POLITICHE E PIANI DI MANUTENZIONE ASPETTI GENERALI (AFFIDABILITA-MANUTENIBILITA-DISPONIBILITA) Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche.

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1 M1_UD1_1 – POLITICHE E PIANI DI MANUTENZIONE ASPETTI GENERALI (AFFIDABILITA-MANUTENIBILITA-DISPONIBILITA) Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 1 di 51 Totožný súbor ako M1_UD2_1 Politiche e piani di manutenzione.ppt

2 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 2 di 51 OBIETTIVI DELLU.D. Richiamare i concetti teorici di base necessari per la valutazione dei parametri principali di funzionamento dei macchinari, necessari per attuare le strategie manutentive più idonee in linea con le modalità di esercizio dellimpianto.

3 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 3 di 51 CONTENUTI DELLU.D. Affidabilità (definizioni, componenti fondamentali, funzioni, parametri, ecc.); Guasto (classificazione, modelli, cause, ecc.); Curva vasca da bagno; Manutenzione e Manutenibilità; Disponibilità; Affidabilità nei sistemi serie-parallelo; Costo totale del ciclo di vita del sistema.

4 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 4 di 51 LA GESTIONE DELLA MANUTENZIONE LEFFICIENZA LEFFICIENZA E INFLUENZATA DAL MODO IN CUI LATTREZZATURA E: USURA ED INVECCHIAMENTO DIMINUISCONO LEFFICIENZA DELLE ATTREZZATURE ( MACCHINE, APPARECCHIATURE, COMPONENTI, ECC.) CHE PER QUESTO DEVONO ESSERE RIPRISTINATE PER MEZZO DI AZIONI MANUTENTIVE - PROGETTATA - REALIZZATA - UTILIZZATA - MANUTENUTA LEFFICIENZA LEFFICIENZA E FUNZIONE DI MOLTE VARIABILI: BONTA DI PROGETTAZIONE LA QUALITA DEI MATERIALI MISURAZIONE DELLE PRESTAZIONI LAFFIDABILITA LA MANUTENIBILITA LA PRODUTTIVITA LA SICUREZZA

5 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 5 di 51 LATTITUDINE DEL SISTEMA STESSO LATTITUDINE DEL SISTEMA STESSO (Impianto, Macchina, Componente) AD ADEMPIERE ALLA FUNZIONE RICHIESTA QUALITATIVAMENTE QUALITATIVAMENTE E UNA CARATTERISTICA DI UN SISTEMA OVVERO NELLE CONDIZIONI PREVISTE NELLE CONDIZIONI PREVISTE (Temperatura, Pressione, Vibrazioni, ecc.) PER UN PERIODO DI TEMPO STABILITO PER UN PERIODO DI TEMPO STABILITO (Ciclo di vita) AFFIDABILITA [Reliability - R(t)] In pratica è la capacità del sistema a rimanere funzionante (Segue)

6 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 6 di 51 QUANTITATIVAMENTE LA FUNZIONE RICHIESTA SPECIFICA IL COMPITO DELLELEMENTO LE CONDIZIONI DATE IDENTIFICANO LAMBIENTE OPERATIVO E SICCOME INFLUENZANO FORTEMENTE LAFFIDABILITA DEVONO ESSERE SPECIFICATE CON CURA ESEMPIO : Un sistema X che funzioni per ore senza guasti con PROBABILITA del: 93% è 93% è 70% è 70% è 50% è 50% è MOLTO AFFIDABILE ABBASTANZA AFFIDABILE POCO AFFIDABILE SI MISURA CON LA PROBABILITA che ha il sistema di adempiere alla funzione richiesta e nelle condizioni fissate PER UN TEMPO STABILITO AFFIDABILITA

7 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 7 di 51 TUTTE CONTRIBUISCONO ALLAFFIDABILITA COMPLESSIVA DI UN SISTEMA LE COMPONENTI FONDAMENTALI DELLAFFIDABILITA AFFIDABILITA PREVISTA AFFIDABILITA ACCERTATA Calcolata sulla base della struttura affidabilistica dellelemento e del tasso di guasto dei suoi componenti Ottenuta dalle prove di affidabilità AFFIDABILITA INTRINSECA (Progettazione) AFFIDABILITA ESTRINSECA (Costruzione) AFFIDABILITA OPERATIVA (Esercizio) AFFIDABILITA FUNZIONALE (Usura) (Segue)

8 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 8 di 51 LE COMPONENTI FONDAMENTALI DELLAFFIDABILITA (Segue) DIPENDE DALLA FASE DI PROGETTAZIONE DEL SISTEMA I guasti e le disfunzioni, attribuibili a difetti di progettazione, possono successivamente essere ridimensionati mediante una manutenzione PROATTIVA La bassa affidabilità intrinseca può dipendere a volte dalla difficoltà del progettista a SPERIMENTARE o ad avere INFORMAZIONI DI RITORNO dei dati di guasto LAFFIDABILITA INTRINSECA DIPENDE DALLA FASE DI COSTRUZIONE E MONTAGGIO DEL SISTEMA I guasti e le disfunzioni, attribuibili a difetti di costruzione e/o montaggio, possono derivare da MATERIALI DIFETTOSI e da LACUNE nel MONTAGGIO. E possibile rimediare con una accurata scelta qualitativa dei materiali e dei componenti da montare, con un puntuale ed accurato assemblaggio, rispettando i giochi, allineamenti, ecc. LAFFIDABILITA ESTRINSECA

9 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 9 di 51 LE COMPONENTI FONDAMENTALI DELLAFFIDABILITA DIPENDE DALLA MODO DUSO DEL SISTEMA E DAL MODO CON CUI VIENE MANUTENZIONATO I guasti ACCIDENTALI a volte dipendono da come sono gestite le macchine (partenze, fermate, ecc.) e anche dalle modalità dellintervento MANUTENTIVO LAFFIDABILITA OPERATIVA DIPENDE DALLUSURA E DALLINVECCHIAMENTO DEL SISTEMA Una corretta manutenzione MIGLIORATIVA molte volte rende più affidabile un sistema installato da molti anni LAFFIDABILITA FUNZIONALE

10 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 10 di 51 GUASTO (failure) E LA CESSAZIONE DELLATTITUDINE DELLELEMENTO AD ESEGUIRE LA FUNZIONE RICHIESTA; IN ALTRI TERMINI E LEVENTO CESSAZIONE DEL SERVIZIO OFFERTO SI INDICA CON AVARIA LO STATO IN CUI VIENE A TROVARSI LELEMENTO IN SEGUITO AL VERIFICARSI DI UN GUASTO (Segue)

11 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 11 di MODO Fenomeno di come si manifesta il guasto E leffetto che rende evidente il guasto osservato (per es.: rottura di una paletta, grippaggio di una boccola, componenti elettronici aperti o in corto circuito). 2. CAUSA Motivo del perchè avviene il guasto La causa del guasto può essere intrinseca (debolezza o usura del componente) oppure estrinseca (cattivo progetto, errore di produzione, …). Cause estrinseche portano solitamente a guasti sistematici. I difetti sono presenti al tempo t=0 mentre i guasti si manifestano nel tempo. 3. EFFETTO Risultato che rende evidente il guasto La conseguenza del guasto è diversa se si ripercuote sullelemento stesso o a livelli più alti nel sistema 4. MECCANISMO Processo che provoca il guasto Processo fisico, chimico, fisico-chimico che determina loccorrenza del guasto; spesso il meccanismo è innescato dal superamento di una soglia per qualche parametro significativo (energia di attivazione del guasto) GUASTO (Segue) I GUASTI SONO CLASSIFICATI SECONDO:

12 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 12 di 51 IL VALORE DELLO STRESS APPLICATO SUPERA QUELLO DELLA ROBUSTEZZA PUNTUALE DEVONO VERIFICARSI LE CONDIZIONI PER LINNESCO DELLA REAZIONE IL GUASTO AVVIENE PER UNA DEBOLEZZA DEL COMPONENTE, ANOMALA RISPETTO ALLE SUE SPECIFICHE. In questo caso si può parlare anche di difetto (fault) GUASTO

13 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 13 di 51 MODELLI DI GUASTO I MODELLI DI GUASTO FONDAMENTALI PER GLI IMPIANTI INDUSTRIALI SONO DUE: GUASTI ACCUMULATI GUASTI ACCUMULATI GUASTI ISTANTANEI GUASTI ISTANTANEI (Segue)

14 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 14 di 51 SE LA CURVA A VASCA DA BAGNO E CRESCENTE SI E NELLA SITUAZIONE DEI GUASTI ACCUMULATI (MODELLO DI GUASTO AD USURA) In questo caso occorre esaminare le cause dellusura, rivedere le politiche di manutenzione programmata e preventiva in uso e riesaminare le modalità con cui si effettua il pronto intervento GUASTI ACCUMULATI MODELLI DI GUASTO (Segue)

15 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 15 di 51 SE LA CURVA A VASCA DA BAGNO E COSTANTE CI SI TROVA NELLA SITUAZIONE DEI GUASTI ISTANTANEI (MODELLO DI GUASTO: GUASTI CASUALI VERI E PROPRI) Se lanalisi affidabilistica si riferisce ad un ORGANO o ad un COMPONENTE ben individuato ciò significa che i guasti che si verificano sono tutti dovuti a cause improvvise, non prevedibili e non evitabili (a meno che di non modificare la tecnologia) in questo caso la manutenzione preventiva sostitutiva potrebbe essere inutile o comunque potrebbe essere ridotta Nel caso di sistema, impianto o macchine, formato DA PIU COMPONENTI, anche se ciascuno di questi ha una probabilità di guasto comunque variabile nel tempo, se al momento del guasto si effettuano le sostituzioni o le riparazioni, e inoltre vengono effettuati gli interventi di manutenzione preventiva, si genera un MIX sempre più esteso di componenti aventi età (quindi propensione al guasto) sempre più differenti tra loro GUASTI ISTANTANEI MODELLI DI GUASTO

16 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 16 di 51 FORNISCE LA PROBABILITA CHE UN SISTEMA FUNZIONI SENZA GUASTI ACCIDENTALI FINO AD UN CERTO TEMPO R(t)FUNZIONE AFFIDABILITA ( o Funzione di Sopravvivenza) Avendo N dispositivi identici, funzionanti nelle stesse condizioni, la curva R(t) rappresenta la frazione di dispositivi funzionanti Nv(t) allistante t (probabilità di sopravvivenza al tempo t) rispetto al numero di dispositivi guasti Ng(t) allistante t N = Nv(t) + Ng(t) F(t)INAFFIDABILITA - PROBABILITA PER IL SINGOLO COMPONENTE DI ESSERE GUASTO AL TEMPO t E il completamento a 1 della funzione di affidabilità R(t) F(t) = Ng(t) / N f(t)DENSITA DI PROBABILITA DI GUASTO AL TEMPO t Osservando le variazioni della funzione F(t) ad intervalli discreti di ampiezza Δ t, si può definire la funzione f(t) chiamata densità di probabilità di guasto ed è quindi la probabilità di guasto per unità di tempo allistante t. Tale funzione non è dimensionalmente una probabilità ma moltiplicandola per un intervallo di tempo Δ t si ottiene la corrispondente variazione della funzione F(t), ovvero risulta la derivata di F(t) allistante t (t)TASSO DI GUASTO AL TEMPO t E la probabilità di guasto dei dispositivi rimasti in buono stato al tempo t. (t) = f(t) / R(t) Linverso 1 / (t) rappresenta lMTBF nel caso (t) rimanga costante nel tempo FUNZIONI DI AFFIDABILITA (Segue)

17 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 17 di 51 DIAGRAMMA SULLE ASCISSE SI INDICA IL TEMPO DI FUNZIONAMENTO SENZA GUASTI (espresso in giorni/ore) SULLE ORDINATE LAFFIDABILITA R(t) - La R(t) va da 0 (affidabilità nulla) a 100 (affidabilità massima) Andamento della funzione affidabilità R(t) In genere la R(t) diminuisce, tanto quanto aumenta t Andamento del tasso di guasto (t) Curva che sembra risultare dalla sovrapposizione di due curve: -una (a) di eliminazione dei difetti di giovinezza dopo la messa in servizio -laltra (b) di comparsa del fenomeno di usura e di degrado FUNZIONI DI AFFIDABILITA R( t ) F( t ) f( t ) ( t ) 1,00 0,5 0 Tempo ( t ) R( t )

18 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 18 di 51 GRAFICO DI AFFIDABILITA R(t) FUNZIONE NON CRESCENTE COME SI LEGGE Più la curva è RIPIDA, meno affidabile è il sistema Più la curva è PIATTA (ossia poca inclinazione) più il sistema è affidabile LA FORMA DELLA CURVA DI AFFIDABILITA CONSENTE DI COMPRENDERE IL MECCANISMO DI GUASTO DEL SISTEMA Dal grafico, dove le ascisse riportano il tempo di funzionamento espresso in migliaia di ore, si ricava (sulle ordinate) che la probabilita di funzionare senza guasti per ore è il 40%; mentre la probabilità di funzionare senza guasti per ore è del 11% (Segue) R( t ) + t (ore x 1000) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1, R( t ) = e = e MTBF t - t -

19 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 19 di 51 FUNZIONE TEORICA Nel grafico notiamo dei punti (crocette) attorno alla FUNZIONE CONTINUA che è la FUNZIONE TEORICA I punti sono valori (discontinui) ottenuti da unanalisi empirica di dati ricavati da osservazioni statistiche delle durate di buon funzionamento In mancanza di informazioni sullaffidabilità di una macchina da parte del costruttore è necessario utilizzare informazioni statistiche ricavate, ad esempio, dal diario macchina GRAFICO DI AFFIDABILITA R(t) R( t ) + 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,

20 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 20 di 51 FUNZIONI DI AFFIDABILITA NELLUSO PRATICO A CARATTERIZZARE una macchina o una sua parte dal punto di vista della probabilità di funzionamento dopo la riparazione Per COMPARARE tra macchine uguali installate nella stessa centrale, o più centrali, ma installate in tempi diversi, manutenute con politiche differenti, etc. A CONFRONTARE il comportamento del guasto prima e dopo gli interventi manutentivi di miglioria o modifica(Segue)

21 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 21 di 51 Aiutano a valutare le conseguenze di politiche di manutenzione programmata sulle frequenze dei guasti accidentali Un aumento nella frequenza di interventi a frequenza fissa ha portato i benefici sperati in termini di riduzione dei guasti accidentali? Consentono di valutare ladeguatezza del PRONTO INTERVENTO, a parità di altre condizioni operative e/o manutentive La curva a vasca da bagno tende a rimanere costante o è crescente? Consentono di valutare laffidabilità di un sistema COMPOSTO partendo dalla affidabilità dei sistemi elementari che lo compongono Quale sarà laffidabilità del sistema risultante se inseriamo un circuito di raffreddamento in stand-by? Forniscono le informazioni indispensabili per la scelta di politiche di manutenzione preventiva La scelta della frequenza di intervallo di manutenzione programmata in modo da rendere massima la disponibilità del sistema FUNZIONI DI AFFIDABILITA NELLUSO PRATICO (Segue)

22 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 22 di 51 In questo modo le funzioni di affidabilità non si riferiscono allintero ciclo di vita di una macchina, ma alla vita che la macchina riesce a sviluppare tra un guasto e il successivo (ovvero tra un intervento di manutenzione per guasto accidentale e il successivo) LE FUNZIONI DI AFFIDABILITA NELLUSO PRATICO NON SI RIFERISCONO QUASI MAI ALLINTERO CICLO DI VITA DI UNA MACCHINA Le funzioni di affidabilità che è possibile ricavare dai dati statistici disponibili (diario di macchina) consentono soltanto di rilevare le durate di buon funzionamento tra un guasto accidentale e quello immediatamente successivo Le durate di buon funzionamento così rilevate su un arco di tempo sufficientemente ampio rappresentano la base statistica per un calcolo delle funzioni di affidabilità sopra descritte

23 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 23 di 51 PARAMETRI DI AFFIDABILITA UNITA DI MISURA DELLE GRANDEZZE AFFIDABILISTICHE UTILIZZABILI PER IL MONITORAGGIO DEGLI IMPIANTI O LORO PARTI La funzione AFFIDABILITA La funzione DENSITA DI PROBABILITA MTBF (MEAN TIME BETWEEN FAILURES) MTTR (MEAN TIME TO REPAIR) TASSO DI GUASTO MEDIO E ADIMENSIONALE ESSENDO UNA PROBABILITA HA DIMENSIONI: (f) = tempo -1 E IL NUMERO DI GUASTI ACCIDENTALI NELLUNITA DI TEMPO CONSIDERATA. HA DIMENSIONI: ( ) = tempo -1 E SI MISURA IN FIT (= FAILURE IN TIME) E IL TEMPO MEDIO CHE INTERCORRE TRA UN GUASTO ACCIDENTALE E QUELLO SUCCESSIVO. HA LE DIMENSIONE DI UN TEMPO E LA DURATA MEDIA DI RIPARAZIONE CONSIDERANDO IL TEMPO NECESSARIO A RILEVARE IL GUASTO E QUELLO PER RIPRISTINARNE IL BUON FUNZIONAMENTO (Segue)

24 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 24 di 51 IL PARAMETRO MTTR INVECE E UN INDICE DI MANUTENIBILITA ESEMPIO UNA MACCHINA PRESENTA UN MTBF PARI A 100 GIORNI, CIO SIGNIFICA CHE MEDIAMENTE LA DURATA DI BUON FUNZIONAMENTO DOPO IL GUASTO (FINO AL PROSSIMO GUASTO) E DI 100 GIORNI, SIGNIFICA ANCHE CHE IL TASSO MEDIO DI GUASTO E DI 1/100, OSSIA 0,01 GUASTI AL GIORNO LMTBF E IL TASSO DI GUASTO MEDIO SONO LUNO IL RECIPROCO DELLALTRO IL PARAMETRO MTBF, OVVERO IL SUO RECIPROCO, E LARGAMENTE ENTRATO NELLUSO PER CARATTERIZZARE DAL PUNTO DI VISTA AFFIDABILISTICO UN SISTEMA PARAMETRI DI AFFIDABILITA

25 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 25 di 51 AFFIDABILITA CRITERI DI PROGETTAZIONE SOVRADIMENSIONAMENTO DEI COMPONENTI Scegliere componenti di capacità o resistenza alle sollecitazioni superiori a quelle necessarie MIGLIORARE LE CONDIZIONI AMBIENTALI DI LAVORO DEI COMPONENTI Ad esempio incrementando il raffreddamento dei componenti sensibili alla temperatura, adottando migliori protezioni per la polvere, ridurre le vibrazioni RIDONDANZE Provvedimento da usare con cautela in quanto migliora laffidabilità del sistema ma tende a fare aumentare il numero di interventi di manutenzione e quindi i costi MINIMIZZARE IL NUMERO DEI COMPONENTI Quello che non cè non si guasta UTILIZZARE COMPONENTI AD AFFIDABILITA CONOSCIUTA Sono da utilizzare quanto più possibile componenti e/o materiali ad affidabilità conosciuta e controllata

26 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 26 di 51 CURVA A VASCA DA BAGNO (BATH -TUBE CURVE) INDICA LANDAMENTO DEL TASSO DI GUASTO COSE ? SULLE ASCISSE, SI RIPORTA IL PARAMETRO ORDINATORE (di solito il tempo, espresso in ore o giorni) A differenza della curva di affidabilità R(t), in corrispondenza del tempo zero non raggiunge necessariamente 100% (Segue) La LEGGE DI GUASTO viene evidenziata in prima approssimazione dallandamento costante o crescente della CURVA A VASCA DA BAGNO guasti precoci guasti aleatori guasti dusura rodaggiovita utile invecchiamento h( t ) t SULLE ORDINATE SI RIPORTA LA PROBABILITA DI GUASTO ISTANTANEO h (t), DETTA ANCHE PROBABILITA DI GUASTO AD ETA SPECIFICA

27 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 27 di 51 LANDAMENTO TIPICO DELLA CURVA A VASCA DA BAGNO DESCRIVE LA VITA DI UN IMPIANTO CON I TRE PERIODI CARATTERISITCI RODAGGIO GUASTI PRECOCI VITA UTILE GUASTI ACCIDENTALI INVECCHIAMENTO GUASTI DOVUTI ALLUSURA Analisi della curva a vasca da bagno con riferimento al ciclo di vita di un impianto o macchina CURVA A VASCA DA BAGNO (Segue) guasti precoci guasti aleatori guasti dusura rodaggiovita utile invecchiamento h( t ) t

28 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 28 di 51 RODAGGIO GUASTI PRECOCI O GUASTI INFANTILI IN QUESTO PERIODO LA FUNZIONE E DECRESCENTE I difetti iniziali di fabbricazione o di qualita dei materiali o dei componenti (AFFIDABILITA INTRINSECA), man mano che la macchina viene fatta funzionare, si manifestano e vengono riparati DURANTE IL PERIODO DI RODAGGIO, CON IL TRASCORRERE DEL TEMPO SI NOTA UN MIGLIORAMENTO DELLA AFFIDABILITA ISTANTANEA CURVA A VASCA DA BAGNO (Segue) guasti precoci guasti aleatori guasti dusura rodaggio vita utile invecchiamento h( t ) t

29 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 29 di 51 VITA UTILE GUASTI ACCIDENTALI VERI E PROPRI IN QUESTO PERIODO LA FUNZIONE E TIPICAMENTE COSTANTE (in realtà la probabilità di guasto tende ad aumentare) Periodo dei guasti costanti in cui la macchina dà il meglio delle sue prestazioni; lusura non è ancora intervenuta, e quindi i guasti che si verificano sono sostanzialmente di tipo accidentale CURVA A VASCA DA BAGNO (Segue) guasti precoci guasti aleatori guasti dusura rodaggio vita utile invecchiamento h( t ) t

30 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 30 di 51 Sono quelli che si manifestano a causa di un evento di tipo istantaneo, che si verifica in modo indipendente rispetto agli eventuali guasti che lo precedono e lo seguono Esempio tipico di GUASTO ISTANTANEO è la foratura di un pneumatico a causa di un chiodo PER QUESTI MOTIVI LA PROBABILITA DI UN GUASTO ISTANTANEO RIMANE PRATICAMENTE INVARIATA PER TUTTO IL PERIODO DELLA VITA UTILE CURVA A VASCA DA BAGNO (Segue) GUASTI ACCIDENTALI VERI E PROPRI

31 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 31 di 51 INVECCHIAMENTO PERIODO DEI GUASTI PER USURA Lazione della manutenzione preventiva e programmata, oltre al pronto intervento per i guasti accidentali, consente di prolungare la parte più piatta della curva GUASTI DOVUTI AL PROGRESSIVO INDEBOLIMENTO DEI MATERIALI PER INVECCHIAMENTO E USO. PERTANTO, OGNI GIORNO CHE PASSA E SEMPRE PIU PROBABILE CHE SI VERIFICHI UN GUASTO CURVA A VASCA DA BAGNO (Segue) IN QUESTO PERIODO LA FUNZIONE E CRESCENTE h( t ) guasti precoci guasti aleatori guasti dusura rodaggiovita utile invecchiamento t

32 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 32 di 51 ESEMPIO LA ROTTURA DI UN COMPONENTE MECCANICO CONSEGUENTE AD USURA E IN REALTA CAUSATO DALLA SOMMA DI TANTI PICCOLI EVENTI ISTANTANEI CIASCUNO DEI QUALI NON E IN GRADO DI PROVOCARE IL GUASTO MENTRE LACCUMULO DI QUESTI MICRO EVENTI QUANDO SUPERA IL LIVELLO DI SOGLIA LIMITE FA SCATTARE LEVENTO GUASTO CURVA A VASCA DA BAGNO PERIODO DEI GUASTI PER USURA LA CURVA A VASCA DA BAGNO SERVE A COMPRENDERE IL MODELLO DI GUASTO DEL COMPONENTE O DEL SISTEMA A CUI SI RIFERISCE ED E LA DESCRIZIONE SINTETICA DEL MODO CON CUI IL GUASTO SI GENERA

33 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 33 di 51 MANUTENZIONE E MANUTENIBILITA MANUTENZIONE Combinazione di tutte le azioni tecniche ed amministrative, incluse le azione di supervisione, volte a mantenere o a riportare un elemento in uno stato in cui possa eseguire la funzione richiesta. La manutenzione può essere: a) correttiva b) preventiva MANUTENIBILITA E lattitudine di un elemento in assegnate condizioni. E la probabilità che unazione di manutenzione attiva, su un dato elemento, in condizioni assegnate, possa essere eseguita durante un dato intervallo di tempo, mediante luso di procedure e mezzi prescritti. (MAINTENANCE AND MAINTAINABILITY)

34 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 34 di 51 MANUTENZIONE PREVENTIVA (mantenimento della funzionalità dellelemento) -Prova di tutte le funzioni importanti, anche per rilevare guasti nascosti -Attività per compensare derive e per ridurre guasti dovuti ad usura -Revisioni per incrementare la vita utile, con sostituzione di materiali e parti usurate prima della rottura CORRETTIVA (ristabilimento della funzionalità dellelemento) -Rilevazione del guasto -Localizzazione del guasto -Eliminazione del guasto -Prova funzionale MANUTENZIONEMANUTENZIONE

35 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 35 di 51 MANUTENIBILITA (MTTR) IL RAGGIUNGIMENTO DI UNA ELEVATA MANUTENIBILITA RICHIEDE APPROPRIATE ATTIVITA CHE DEVONO INCOMINCIARE NELLE PRIME FASI DEL PROGETTO ED ESSERE COORDINATE NELLO SVILUPPO DEL CONCETTO DI MANUTENZIONE. LA MANUTENIBILITA DEVE ESSERE COSTRUITA NELLELEMENTO DURANTE LA FASE DI PROGETTO E DEVE TENERE CONTO: DELLENTITA DEI COSTI DI MANUTENZIONE E DELLA LORO VARIAZIONE IN FUNZIONE DELLE DIVERSE SCELTE DI PROGETTO DELLINFLUENZA DIRETTA CHE LA MANUTENIBILITA HA SULLA DISPONIBILITA DELLIMPATTO TECNICO-ORGANIZZATIVO LEGATO ALLE ESIGENZE DI COMPETENZA E DI FORMAZIONE DEL PERSONALE ADDETTO ALLA MANUTENZIONE LA MANUTENIBILITA RAPPRESENTA UN PARAMETRO FONDAMENTALE NELLOTTIMIZZAZIONE DEL COSTO SUL CICLO DI VITA DEI PRODOTTI (LCC, Life-Cycle-Cost). (Segue)

36 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 36 di 51 MANUTENIBILITA (MTTR) CRITERI DI PROGETTAZIONE ALTRI CRITERI PRINCIPALI DI MANUTENIBILITA DA APPLICARE IN PROGETTAZIONE COINVOLGONO I SEGUENTI ASPETTI: DIAGNIOSTICABILITA Caratteristica che esprime lattitudine dellimpianto a rilevare il suo stato (FUNZIONAMENTO - DEGRADO - GUASTO) ACCESSIBILITA Ubicazione e condizione di installazione dei componenti, ubicazione e dimensionamento degli accessi ERGONOMICITA Ottimizzazione dellinterfacciamento uomo/macchina MODULARITA Consente di ridurre i tempi di intervento, di impiegare personale di non elevata specializzazione e di ridurre le scorte da tenere a magazzino INTERCAMBIABILITA Capacità di un elemento (PARTE/COMPONENTE) di essere sostituito con uno uguale STANDARDIZZAZIONE Si ottiene prendendo come riferimento di progettazione norme o standards riconosciuti universalmente

37 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 37 di 51 DISPONIBILITA (Availability) QUALITATIVAMENTE E definita come LATTITUDINE DI UNA MACCHINA, sotto gli aspetti combinati di AFFIDABILITA, MANUTENIBILITA e organizzazione della manutenzione, DI ESSERE IN GRADO DI SVOLGERE UNA FUNZIONE RICHIESTA in determinate condizione AD UN DATO ISTANTE O INTERVALLO DI TEMPO QUANTITATIVAMENTE E espressa dalla probabilità che lelemento svolga la funzione richiesta sotto date condizione ad un dato istante di tempo. LINDISPONIBILITA Q(t) Non è altro che il complemento a 1 della Disponibilità A(t) Q(t) = 1 - A(t) (Segue)

38 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 38 di 51 VOLENDO ESPRIMERE UN GRAFICO DI FUNZIONAMENTO DI UNA MACCHINA DISPONIBILITA DOVE: Tf = TEMPO DI FUNZIONAMENTO dal primo avviamento al guasto (MTTF Mean Time To Failure) Si usa anche nei componenti NON riparabili per definirne la vita utile TEMPO DI FUNZIONAMENTO o TEMPO MEDIO tra i guasti (MTBF Mean Time Between Failure) TEMPO DI INATTIVITA o TEMPO MEDIO di durata della riparazione (MTTR Mean Time To Repair) Tf 1 n = Ti = Per migliorare la DISPONIBILITA di una macchina/sistema si deve agire sia sullAFFIDABILITA sia sui tempi di RIPARAZIONE MTBF MTBF + MTTR A (disponibilità) = A TfTf 1 TiTi 1 Tf 2 Tf 3 Tf n Ti 2 Ti 3 Ti n T

39 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 39 di 51 DEFINIZIONI FONDAMENTALI (Mean Time To Failure) è il valore atteso per il primo periodo operativo del componente. Indica il tempo medio di buon funzionamento del componente o sistema prima del guasto. Nel caso di frequenza di guasto costante, coincide con il tempo medio fra due guasti MTBF. MTTF (Mean Time Between Failure) è il tempo medio che intercorre tra un guasto ed il successivo. MTBF (Mean Repair Time) è il valore atteso (media) del tempo di riparazione. Viene usato per indicare la somma dei tempi di localizzazione del guasto, correzione e prova funzionale nel caso di manutenzione correttiva di unità riparabili. MRT MLD (Mean Logistic Delay) è il valore medio del ritardo logistico. Viene usato per indicare il tempo che intercorre tra il guasto e linizio della riparazione dovuto a ragioni logistiche a cui si sommano i tempi di attesa per gli imprevisti a valle dellispezione. MTTR (Mean Time To Repair) è il valore del tempo al ripristino. Indica la somma di MRT + MLD DISPONIBILITA INTRINSECA La disponibilità viene definita intrinseca quando si fa lipotesi di non avere ritardi logistici o errori umani durante la riparazione. In questo caso: MTTR = MRT (MLD = 0 sotto le ipotesi fatte) MDT (Mean Down Time) è il valore complessivo di fermo della macchina dopo unavaria indipendentemente dallMTTR (Attesa intervento, Diagnosi, Riparazione, Messa in marcia)

40 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 40 di 51 SISTEMA COMPOSTO COSTITUITO DA PIU COMPONENTI ELEMENTARI E TALE CHE IL GUASTO DI UNO O PIU ELEMENTI SI PUO RIFLETTERE SULLA PRESTAZIONE DELLINTERO SISTEMA LAFFIDABILITA di un sistema composto è funzione dellaffidabilità dei singoli componenti secondo determinate relazioni logiche Le fondamentali relazioni logiche che legano i componenti di un sistema composto sono: SERIE PARALLELO RISERVA (STAND-BY)

41 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 41 di 51 SONO QUEI SISTEMI PER I QUALI IL GUASTO DI UNO QUALSIASI DEGLI ELEMENTI COSTITUTIVI (BLOCCHI) DETERMINA IL GUASTO DELLINTERO SISTEMA Ciò significa che nel caso di sistemi in serie occorre partire da una elevata affidabilità dei componenti per avere una discreta affidabilità del sistema Se i guasti sono indipendenti gli uni dagli altri, la probabilità di funzionamento del sistema composto (cioè laffidabilità del sistema) è data dal prodotto delle probabilità di funzionamento dei singoli componenti poiché le probabilità sono numeri compresi tra 0 e 1 il prodotto di questi numeri fornirà un valore più piccolo dei singoli componenti QUINDI SISTEMI IN SERIE (Segue) ABC

42 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 42 di 51 ESEMPIO UN SISTEMA COMPOSTO DA 5 BLOCCHI TUTTI UGUALI DAL PUNTO DI VISTA AFFIDABILISTICO, CON P=0,8 (Affidabilità a ore) HA AFFIDABILITA R(40.000) = 0,8. 0,8. 0,8. 0,8. 0,8 MOLTO PIU BASSA DELLAFFIDABILITA DEI BLOCCHI ELEMENTARI R = P(X1). P(X2) … P(Xn) SISTEMI IN SERIE

43 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 43 di 51 SISTEMI IN PARALLELO SE I BLOCCHI SONO TRA LORO INDIPENDENTI, NEL CASO DI DUE COMPONENTI IN PARALLELO, SI HA R = P(X1) + P(X2) - [ P(X1) x P(X2) ] Questo perché P(X1) significa la probabilità di funzionamento di X1 (da solo o con X2) P(X2) significa probabilità di buon funzionamento di X2 (da solo o con X1) Le due probabilità si sommano, ma occorre poi togliere la parte comune data dalla probabilità di buona funzionamento di entrambi i componenti elementari. SONO QUEI SISTEMI PER I QUALI IL GUASTO DI UN ELEMENTO NON DETERMINA NECESSARIAMENTE IL GUASTO DELLINTERO SISTEMA NEL CASO DI TRE COMPONENTI IN PARALLELO LE COSE DI COMPLICANO R = P(X1) + P(X2) + P(X3) - [ P(X1) x P(X2) + P(X1) x P(X3) + P(X2) x x P(X3)] + P(X1) x P(X2) x P(X3) aumentando il numero di blocchi che compongono il sistema in parallelo le formule di calcolo diventano più complesse (Segue) B A

44 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 44 di 51 E PIU COMODO CALCOLARE LA PROBABILITA CONTRARIA CIOE LA PROBABILITA CHE IL SISTEMA NON SIA FUNZIONANTE (di più facile elaborazione) E POI CONSIDERARNE IL COMPLEMENTO A 1 Se il sistema è composto da n blocchi indipendenti in parallelo, dovremo calcolare dapprima la probabilità che il sistema non funzioni, data dal prodotto delle probabilità che non funzioni il primo blocco, il secondo, … lennesimo e indicando con P(X1) la probabilità di non funzionamento del blocco X1 si ha: da cui si ottiene la probabilità che il sistema funzioni 1 - R = P(X1) x P(X2) x … P(Xn) R = 1 - P(X1) x P(X2) x … P(Xn) SISTEMI IN PARALLELO

45 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 45 di 51 SISTEMI IN RISERVA (Stand-by) COSTITUISCONO UN CASO SIMILE DI SISTEMA IN PARALLELO Rispetto ai sistemi in parallelo sono meno costosi e deteriorabili perché i singoli blocchi non sono tutti contemporaneamente in esercizio, ma sono in riserva uno dallaltro e, in caso di guasto del precedente entrano in esercizio progressivamente B A

46 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 46 di 51 TUTTI I CONCETTI ESPOSTI SONO INTERDIPENDENTI LA LORO RELAZIONE SI EVIDENZIA NELLA VALUTAZIONE DEL COSTO TOTALE DEL CICLO DI VITA (Life Cycle Cost - LCC) CICLO DI VITA Come CICLO DI VITA si intende tutto il periodo che intercorre dal momento in cui si concepisce una unità/sistema al momento che lo si dismette COSTO TOTALE DEL CICLO DI VITA DEL SISTEMA (Segue) (Life Cycle Cost - LCC)

47 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 47 di 51 Una elevata affidabilità comporta un costo iniziale superiore (per la progettazione, produzione, installazione, ecc.) ma ad una ELEVATA AFFIDABILITA sono associati MINORI COSTI DI MANUTENZIONE Il costo complessivo nellarco di vita del sistema va valutato conteggiando tutte le componenti di costo, non solo il costo iniziale Il parametro tecnico costo del ciclo di vita può essere usato per: VALUTAZIONE COMPARATIVA DI DIFFERENTI ALTERNATIVE CONTROLLO DEL PROGETTO DURANTE LESERCIZIO IL MANTENIMENTO DEL VALORE NEL TEMPO DI IMPIANTI/MACCHINARI COSTO TOTALE DEL CICLO DI VITA DEL SISTEMA (Life Cycle Cost - LCC)

48 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 48 di 51 LA RIPARTIZIONE DEI COSTI RIGUARDANTI UN SISTEMA/MACCHINARIO VIENE RAGGRUPPATO FONDAMENTALMENTE IN TRE CATEGORIE: … E VARIANO: DA UN SISTEMA/MACCHINARIO ALLALTRO CHE HANNO LO STESSO COMPITO DA UN COSTRUTTORE ALLALTRO In tutti i casi, i costi di uso e manutenzione rimangono quelli più elevati (fino a circa il 75% dei costi totali attesi nellarco di vita utile di un sistema) RIPARTIZIONE DEI COSTI (Segue) COSTO DI ESERCIZIO DEL SISTEMA COSTO GESTIONE RICAMBI A MAGAZZINO COSTO DI MANUTENZIONE COSTO ATTREZZATURA DI SUPPORTO E TEST COSTO INTEGRAZIONE E VERIFICHE DI SISTEMA COSTO DELLA DOCUMENTAZIONE TECNICA COSTO IMPIANTI FISSI

49 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 49 di 51 Una rappresentazione più immaginifica delle voci che concorrono ai costi totali sul ciclo di vita è quella illustrata nellICEBERG DEI COSTI RIPARTIZIONE DEI COSTI (Segue) COSTI DI GESTIONE ED ESERCIZIOCOSTI DI GESTIONE ED ESERCIZIO COSTO DI ESERCIZIO DEL SISTEMA COSTO GESTIONE RICAMBI A MAGAZZINO COSTO RISORSE PER GESTIONE DATI COSTO DI MANUTENZIONE COSTO ATTREZZATURA DI SUPPORTO E TEST COSTO INTEGRAZIONE E VERIFICHE DI SISTEMA COSTO DI ADDESTRAMENTO COSTO DELLA DOCUMENTAZIONE TECNICA COSTO SMANTELLAMENTO RICICLO COSTO IMPIANTI FISSI COSTO DI ACQUISTO VISIBILITA COSTO TOTALE

50 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 50 di 51 Valori di MTBF più elevati e di MTTR più bassi consentono di contenere i costi di esercizio ma in genere fanno lievitare il costo di acquisto Caratteristiche intrinseche di un sistema che influenzano lLCC sono AFFIDABILITA e MANUTENIBILITA Dai grafici si vede che più che tendere ad un basso costo di acquisto, un progetto deve mirare a contenere ed ottimizzare il LCC RIPARTIZIONE DEI COSTI 0100 MTBF MTTR Costi dacquisto 0100 MTTR MTBF Costi di esercizio COSTI INFUNZIONEDIMTBFEMTTR COSTI INFUNZIONEDIMTBFEMTTR

51 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 51 di 51 ANDAMENTO DEL COSTO TOTALE DEL CICLO DI VITA Costo Costo minimo Costi crescenti Costi totali sul ciclo di vita Costi di acquisto Costo allimpiego Costi di manutenzione e di supporto logistico al prodotto, costi di garanzia, costi consequenziali Affidabilità crescente MTBF Costi di esercizio

52 Addestramento Specialistico M1_UD2_1 – Politiche e piani di manutenzione_rev2 Pag. 52 di 51 M1_UD1_1 – POLITICHE E PIANI DI MANUTENZIONE - ASPETTI GENERALI - SINTESI AFFIDABILITA è la capacità di un sistema (Impianto, Macchina, Componente) a rimanere funzionante, e si misura con la PROBABILITA che ha il sistema di adempiere alla funzione che gli e richiesta nelle condizioni di Temperatura, Pressione, Vibrazioni, ecc. previste per un periodo di tempo stabilito (Ciclo di vita). MTBF (MEAN TIME BETWEEN FAILURES) e il tempo che intercorre tra un guasto accidentale e quello successivo; e un indice di AFFIDABILITA. MTTR (MEAN TIME TO REPAIR) e la durata media di riparazione (dalla rilevazione del guasto alla sua eliminazione); e un indice di MANUTENIBILITA DISPONIBILITA e lattitudine di un sistema (Impianto, Macchina, Componente), sotto gli aspetti combinati di AFFIDABILITA, MANUTENIBILITA e ORGANIZZAZIONE DELLA MANUTENZIONE, di essere in grado di svolgere la funzione richiesta in determinate condizione ad un dato istante e si misura con la PROBABILITA che lelemento svolga la funzione richiesta sotto quelle condizioni ad un dato istante di tempo. Per migliorare la DISPONIBILITA di un sistema si deve agire sia sullAFFIDABILITA (MTBF) che sui tempi di RIPARAZIONE (MTTR). Una elevata affidabilità comporta un costo iniziale superiore (per la progettazione, produzione, installazione, ecc.) ma ad una ELEVATA AFFIDABILITA sono associati MINORI COSTI DI MANUTENZIONE. Un progetto deve mirare a contenere ed ottimizzare il costo dellintero ciclo di vita del sistema (acquisto, uso, manutenzione e demolizione) più che tendere ad un basso costo di acquisto.


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