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Manutenzione predittiva: misura delle performances e stima analitica dei guasti evitati

Le misure su cui si basa la predittiva sono misure dirette dello
stato di usura/rischio dell’entità monitorata.
In condizioni ottimali di professionalità e parco strumenti, l’attendibilità
dell’avvenuto raggiungimento della condizione critica o della previsione
del raggiungimento della medesima può agevolmente superare il 90%.
E' possibile anche calcolare su base statistica il numero di
guasti evitati grazie alla predittiva.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
Intervento al convegno mcm Days 2012 Bologna

Pubblicato
da Alessia De Giosa




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Estratto del testo


Relatore: Ing. Francesco M. Cominoli, IdM Senior Consultant '' Kleis (VR) MCM '' Day Bologna, 19/06/12 ' Nessuno obietta di fronte alla necessità della riparazione. ' Se una modifica/miglioria è ben supportata da un''analisi costi/benefici razionale e convincente, questa viene approvata di buon grado. VICEVERSA I costi della prevenzione sono concreti e visibili mentre i benefici sono percepiti come immateriali: dei non- guasti, sul cui effettivo verificarsi ci sono sempre dei dubbi. E'' il punto debole della prevenzione: costi reali e benefici virtuali. Quella obbligatoria (di Legge) si esegue. L''altra, specie se Ciclica, si taglia il più possibile. La Predittiva ha però i numeri per rompere questo circolo vizioso. ' La prima forma di prevenzione organizzata è stata la manutenzione Ciclica, basata su interventi fisici ad intervalli di tempo prefissati. Ha comunque una sua grande dignità, in quanto l''azione scaturisce da una MISURA ( tempo e/o numero di cicli ) e non dal guasto conclamato. ' Tali misure sono tuttavia poco correlabili all''effettivo fabbisogno di intervento, in quanto trattasi di misure molto indirette dello stato di usura dell''oggetto di manutenzione. ' Lo stato di utilizzo/sollecitazione non è quasi mai ripetitivo. La probabilità che al tempo ''t' selezionato il guasto non ci abbia già preceduto o che lo stato di usura richieda effettivamente l''intervento, è molto bassa, come si evince dall''esempio che segue. CONDIZIONE PROBABILITA' NOTE Numero di giri costante Ragionevole Condizionata dal numero di
fermate/avviamenti
Carichi di lavoro costanti Molto bassa Cambiano comunque operatori,
materie prime,programmi etc.
Ingrassaggio costante in
quantità, qualità e frequenza
Praticamente
impossibile
Qualche "speranza" in più se
l'ingrassaggio è automatizzato
Cuscinetti identici all'atto
della sostituzione
Statisticamente escluso marca e classe possono essere
identiche ma possono variare
tolleranze, stab. di provenienza etc.
Condizioni di montaggio
identiche
Statisticamente escluso
per i cuscinetti sostituiti
manualmente
Solo in caso di assemblaggio
iniziale automatico si hanno
condizioni ripetitive
Ambiente di lavoro costante Teoricamente possibile Molto spesso una macchina
cambia reparto
' In comune con la Ciclica c''è solo il principio di agire fisicamente in seguito a MISURE. ' Le misure su cui si basa la Predittiva sono però misure molto più dirette dello stato di usura/rischio dell''entità monitorata. ' In condizioni ottimali di professionalità e parco strumenti, l''attendibilità dell''avvenuto raggiungimento della CONDIZIONE critica o della PREVISIONE del raggiungimento della medesima può agevolmente superare il 90% ' Vedremo che a questo punto è possibile anche calcolare su base statistica il numero di guasti evitati grazie alla Predittiva. ' Per ricavare i dati necessari al calcolo su basi statistiche dei guasti evitati è indispensabile che il sistema manutenzione sia gestito tramite un SW adeguato ed adeguatamente implementato ' In particolare è necessario che le Richieste di Lavoro (di seguito RdL) indotte da un warning o da un allarme a propria vota scaturiti da una rilevazione strumentale siano tracciate, ovvero identificabili e seguibili separatamente nel relativo iter. ' In sede di consuntivazione del lavoro deve esserci un campo obbligato per definire se l''allarme era giustificato o se non lo era (diagnosi errata) ' In sede di consuntivazione del lavoro deve esserci un campo obbligato per definire se l''intervento preventivo è stato effettuato in condizioni di rischio di guasto troppo alte. ' Il modulo di programmazione deve permettere di selezionare le RdL da Predittiva cui non è stato dato seguito entro un tempo prefissato. ' Ogni segnalazione di anomalia da elaborazione di segnale debole ha le dimensioni fisiche di un guasto (in divenire), che può essere evitato oppure manifestarsi. ' Come per la Correttiva, non esiste una previsione di dover intervenire fino alla ''scoperta' di tale necessità. Cambia invece radicalmente il grado di urgenza. ' Il numero di segnalazioni/RdL nell''unità di tempo può in prima approssimazione essere ritenuto direttamente proporzionale alla frequenza di guasti potenziale ( senza prevenzione). Lo conferma indirettamente la prossima slide. Costo di manutenzione in fase di obsolescenza Costo della prevenzione da diagnosi precoce λ ' tempo Avviamento Vita utile Diagnosi precoce di inizio obsolescenza Obsolescenza conclamata ' Settore merceologico: fibre sintetiche tessili ' Reparto: lavorazione finale a ''fiocco' (tipo manifatturiero). ' Item monitorati: cuscinetti a rotolamento, con protocollo SpM. Numerosità circa 2000 punti, controllo quindicinale e mensile. ' Servizio ispettivo: interno. ' Tipo di sollecitazione: gravoso per infiltrazione di cascami e sovrasollecitazioni impulsive. ' Dimensioni del campione: 3 anni A consuntivo di 1211 Rdl indotte da diagnosi precoce a cui è stato dato seguito in 3 anni, si è riscontrato che: ' 893 hanno riguardato riparazioni quali allineamenti, reingrassaggi, interventi su giunti di trasmissione, su allentamenti di serraggi, su fenomeni di cavitazione di pompe etc. Tutti questi fabbisogni oggettivi sono stati evidenziati nel corso del monitoraggio formalmente nato per i cuscinetti. ' 139 hanno riguardato sostituzioni di cuscinetti a rischio. ' 22 hanno riguardato pulizie di cuscinetti ''sofferenti' perché invasi dal cascame
' 147 erano falsi allarmi ' Sempre nel periodo in esame si sono verificati 27 guasti conclamati, tutti avvenuti per mancata programmazione in tempo utile della corrispondente Rdl ' Il ''giro' sui cuscinetti genera attenzione anche per il resto, attenzione che produce una ricaduta positiva di fatto molto più importante di quella prodotta dal ''movente' iniziale. ' Gli interventi sui cuscinetti veri e propri sono stati in tutto solo 161, a riprova che la durata dei medesimi è tale da non giustificare sostituzioni preventive cicliche, almeno nel contesto in questione. ' Gli interventi inutili (su falso allarme), sono stati 147, ovvero il 12% del totale. Di questi solo 4 sui cuscinetti. La diagnosi strumentale è risultata attendibile al 97,5 % . ' Le Rdl comunque indotte dall''esistenza di un monitoraggio regolarmente eseguito sono giustificate nell''88% dei casi ' Esiste un tempo critico oltre il quale alla mancata esecuzione
corrisponde una la probabilità di guasto conclamato misurabile . Se il SIM è ben implemetato, IdM dispone:
' Del data base della Correttiva ' Del data base della Predittiva con le relative segnalazioni. Nel caso specifico si dispone di SIM adeguatamente popolato. Incrociando i due data base per l'' intervallo temporale di tre anni, è stato possibile stimare con accettabile attendibilità il Tempo Critico Tc. Nel caso in esame è stato definito come il tempo oltre il quale la probabilità che un allarme trascurato degeneri in guasto supera il 95%. Tc misura sia la reattività che la credibilità del sistema. Credibilità in quanto la tempestività di esecuzione richiede la fermata dell''item coinvolto, la cui programmazione più o meno rapida dipende quasi interamente dalla convinzione dell''Esercizio. Distribuzione di frequenza per intervallo temporale 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Classi di intervallo temporale tra RdL e guasto (giorni): 1-9; 10-19; 20-29; 30-39; 40-49 F re q u e n z a ' Si considerano gli intervalli di tempo, espressi in giorni tra l''emissione della Rdl ed il guasto nel frattempo occorso in attesa di esecuzione. ' Si calcolano media e deviazione standard s ' Il Tempo Tc è dato da: media+2s. Dai dati relativi al caso in esame (27 elementi) si ricava Tc = 38,4 gg E'' adesso interessante vedere la distribuzione dei tempi di esecuzione di tutte le Rdl per classe di tempestività ed incrociare i dati. ' La probabilità che il lavoro richiesto sia eseguito entro il tempo critico (classe 30-39) vale (871+159+58+42)/1211= 0,933 ' Il complemento a 1 corrisponde alla probabilità che la RdL sia eseguita oltre il tempo critico, e vale 0,067 ' I due indicatori in questione misurano l''efficienza del servizio di diagnostica precoce e il grado di rischio ritenuto accettabile dall''intero Sistema MAN+PROD ' Gli indicatori derivabili dalla slide n° 11 integrano ulteriormente quelli sopra proposti. Nei tre anni considerati il monitoraggio formalmente indetto per i cuscinetti nel Reparto in questione ha evitato 1054 guasti, pari a 29 interventi/mese di Correttiva a fronte di 4 interventi /mese inutili e 0,75 interventi/mese di Correttiva ''sfuggiti' al sistema di prevenzione. Esistono ampie possibilità di ricavare indicatori relativamente semplici per misurare il livello di servizio reso dal sistema di diagnostica precoce in essere. E'' indispensabile allo scopo una buona gestione informatizzata del sistema, che presidi fin dall''inizio la tracciatura delle RdL scaturite dal sistema di cui sopra.

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Manutenzione Predittiva: misura delle performances e stima analitica dei guasti evitati Il ''punto debole' della prevenzione I motivi ''storici' della diffidenza sull''effettiva efficacia della prevenzione. CONDIZIONI DI ATTENDIBILITA' DELLA CORRELAZIONE "USURA/TEMPO" PER UN CUSCINETTO VOLVENTE. Esse devono verificarsi contemporaneamente (probabilità composta). Concessa anche la singola probabilità =0,8 la probabilità che il tempo selezionato sia quello ''giusto' varrebbe 0,8 alla sesta potenza = 0,26 (26 %) Perché la Predittiva è assolutamente diversa Il SIM/CMMS è condizione necessaria Le dimensioni della RdL di Predittiva La prevenzione indotta dalla predittiva evita i guasti, mentre crescono i costi. Da un certo punto in poi l''obsolescenza satura le possibilità della predittiva. La sovrapposizione delle 2 curve permette di avere una indicazione precoce di obsolescenza, prima che questa risulti conclamata Test eseguito su un caso reale Segue ''test eseguito su un caso reale' Considerazioni sulla distribuzione per tipo di intervento Considerazioni sul ''Tempo Critico' Distribuzione di frequenza degli intervalli di tempo, espressi in giorni, tra l''emissione della Rdl ed il guasto nel frattempo occorso in attesa di esecuzione. L''ipotesi di distribuzione gaussiana è ragionevole. Cenni sulle modalità di calcolo del ''Tempo Critico' Distribuzione di frequenza per classi di tempestività di intervento (giorni) Considerazioni sull''esecuzione dei lavori entro il tempo critico nello scenario in oggetto Conclusioni


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