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L'analisi FMECA applicata alla gestione dei ricambi

Emanuela Corradini
Emanuela Corradini

Lanalisi FMECA, acronimo dell'inglese Failure Mode, Effects and Criticality Analysis (Analisi dei Modi, degli Effetti e della Criticit dei Guasti), pu嘆 essere utilizzata come metodo per identificare le parti di ricambio critiche di una macchina o di un impianto. Scopri come! Website: http://www.sygest.com/

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CAP. 1 Lanalisi FMECA come metodo per identificare le parti di ricambio critiche di una macchina o di un impianto FMECA 竪 lacronimo dell'inglese Failure Mode, Effects and Criticality Analysis (Analisi dei Modi, degli Effetti e della Criticit dei Guasti) e rappresenta unestensione della FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), in aggiunta alla quale include un'analisi di criticit usata per valutare, mediante opportuni diagrammi, la gravit delle conseguenze di un guasto correlate con la probabilit del suo verificarsi. L'analisi FMECA, che viene utilizzata in diversi settori, mette in evidenza le modalit di guasto che hanno una probabilit di accadere relativamente alta, unita a un'alta gravit di conseguenze, sottolineando i punti deboli di un progetto, sui quali occorre intervenire con adeguate modifiche. Questa metodologia fu sviluppata nel 1949 e utilizzata durante il progetto del programma spaziale Apollo, allo scopo di prevedere il comportamento al guasto dei sistemi e adottare le necessarie contromisure.
Successivamente, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti realizz嘆 il protocollo MIL-STD-1629A (Military Standard) il quale, nato in ambiente navale (US Navy), conteneva gli scopi, le procedure e lo sviluppo della metodologia FMECA. Il MIL-STD 1629A fu in seguito aggiornato fino al 1984. Nellambito delle realt aziendali che realizzano impianti di processo (pensiamo soprattutto alle tecnologie alimentari) dove si ha a che fare con decine di migliaia di componenti (pompe, valvole, rubinetti, filtri, scambiatori) 竪 importante riuscire a definire gli elementi pi湛 critici per la manutenzione.
CAP. 2 FMECA negli impianti di ingegneria Quello degli impianti di ingegneria 竪 sicuramente uno dei settori in cui la FMECA viene maggiormente utilizzata e presenta applicazioni software che aiutano nel calcolo dellABC dei componenti critici. Usando questa metodologia, Sygest ha sviluppato alcuni anni fa unapplicazione web destinata a unazienda multinazionale specializzata nel settore food-tech. Lapplicazione di Sygest 竪 in grado di proporre, gi al momento della consegna dellimpianto, le parti di ricambio consigliate e i piani di manutenzione associati, con il chiaro obiettivo di ridurre al minimo i fermi dellimpianto e razionalizzare le attivit di manutenzione. Le logiche che stanno alla base di questa metodologia sono le seguenti: - Definizione della macrostruttura (ad albero) dellimpianto, in cui al livello pi湛 alto ci sono le principali aree funzionali, da cui si diramano le parti del processo (fermentatori, omogeneizzatori, ecc...); a seguire abbiamo le unit di processo sino ad arrivare ai moduli e i loro controlli. Solo alla fine di tutto, ovvero allinterno di questi gruppi, ci sono i componenti fisici che devono essere monitorati. - Definizione a livello macro della criticit di ogni singola parte del processo con valori di criticit (valori da 1 a 10) che sono legati ad alcuni fattori (continuit di produzione, qualit, sicurezza, manutenzione). - Definizione della criticit intrinseca per ogni tipologia di componente, supponendo anche in questo caso un range di valore da 0 a 10. - Trattandosi di una struttura ad albero, i figli ereditano dal padre le criticit. Per esempio, se una parte del processo ha valore 10 rispetto alla continuit di produzione, anche i figli sottostanti avranno la stessa criticit (tranne in casi specifici predefiniti). - Moltiplicando i valori di criticit intrinseca del componente per i valori dellunit di processo a cui appartiene viene stilata una prima classifica. possibile rendere quindi lanalisi pi湛 raffinata, inserendo valori che possono dipendere dal tipo di fluido (pi湛 o meno denso) che attraversa limpianto; pi湛 il fluido 竪 denso, maggiore sar il valore del parametro che incider sulle parti attraversate dal fluido. Questa metodologia consente quindi di ottenere in tempi rapidi un risultato significativo, ossia la classifica ABC dei ricambi.
In base ai risultati ottenuti applicando la metodologia esposta si stabilisce, per esempio, che i valori superiori a 90 rappresentano i ricambi critici (classe A); quelli da 70 a 90 costituiscono i ricambi intermedi (classe B), mentre quelli da 50 a 70 sono i ricambi con bassa criticit (classe C). Infine, tutti quei componenti che hanno ottenuto valori inferiori a 50 possono essere considerati residuali per quanto riguarda il controllo e le attivit manutentive. intuibile come sia necessario uno sforzo iniziale per conoscere la criticit intrinseca delle famiglie dei componenti (non del singolo componente). Tale fatica viene poi ripagata ogni qual volta viene creato un nuovo impianto in cui, anche utilizzando nuovi componenti, 竪 sufficiente sapere la loro famiglia di appartenenza, senza dover ripetere su ognuno di essi nuove analisi. Per ogni nuovo impianto occorre quindi definire i valori di criticit delle principali parti funzionali del processo, rispetto ai parametri individuati come riferimento: questa operazione deve essere eseguita assieme al cliente, che potr cos狸 comunicare le proprie priorit.
CAP. 3 Metodi correnti per definire le parti di ricambio critiche nel settore machinery Nel settore machinery, ossia nel settore di produzione di macchine automatiche complesse destinate a vari usi (food, pharma, packaging, ecc...), la definizione delle parti di ricambio critiche o da sostituire periodicamente viene affidata frequentemente allufficio tecnico. Questultimo, in prima istanza, identifica il tipo di ricambio (Emergenza, Usura) sul singolo codice. Esiste poi un affinamento del metodo che si ottiene associando la tipologia di ricambio alla distinta specifica, dato che uno stesso componente pu嘆 avere comportamenti differenti in base al gruppo o macchina su cui viene installato. Il passo successivo 竪 quello di indicare la periodicit di sostituzione (solitamente 竪 funzione del numero di ore di produzione eseguite), spesso coincidente con il MTBF (tempo minimo fra due successivi guasti del componente). Per quanto ci riguarda, lufficio tecnico non deve essere lente preposto a questa attivit: prima di tutto perch辿 risulta spesso lontano dal campo di applicazione operativa, quindi non in possesso delle competenze necessarie per attribuire un valore corretto. Le aziende che lavorano su commessa hanno una produzione frenetica di nuovi disegni e nuove parti, dovuta allalta percentuale di richieste di customizzazione. Diventa quindi difficile e dispendioso definire il tipo di ricambio per ogni nuovo pezzo progettato e per ogni nuovo codice (anche pi湛 di cento al giorno): il rischio 竪 commettere errori di superficialit dovuti ai tempi ristretti.
In alternativa allufficio tecnico, il compito potrebbe essere assegnato allufficio after sales, certamente pi湛 adeguato per competenza. In questo caso per嘆, il dato pu嘆 essere inserito solo a posteriori con il rischio di dimenticare linformazione su alcune parti. In un periodo storico in cui il service sta diventando sempre pi湛 il vero business per le aziende del settore machinery, non avere una corretta valutazione delle criticit delle parti di ricambio pu嘆 portare a gravi inefficienze e a non fornire soluzioni in tempi brevi. Ricordiamo sempre che il servizio che il cliente finale pretende, in ambito after sales, 竪 evitare fermi macchina improvvisi dovuti a interventi manutentivi non pianificati. Proprio per questo motivo, il concetto di Progettare pensando al servizio (design to serve) diventer nei prossimi anni un must per le aziende che vorranno operare sul mercato incrementando fatturati e, soprattutto, utili.
CAP. 4 FMECA applicato alle macchine automatiche Ad oggi lanalisi FMECA non viene praticamente mai utilizzata nello studio della criticit delle parti di ricambio per le macchine automatiche. Sygest 竪 invece convinta che questo sia il modo migliore per risolvere i problemi evidenziati nei precedenti capitoli del presente white paper. Vediamo come pu嘆 essere utilizzata lanalisi FMECA rielaborando i flussi gi esposti nei capitoli precedenti: - Definizione della macrostruttura (ad albero): attivit gi svolta dallufficio tecnico nella fase di progettazione della macchina; le macrostrutture che costituiscono le parti principali dellimpianto nella singola macchina sono i gruppi di primo livello che, a scendere, contengono sottogruppi e assiemi fino al componente finale, che pu嘆 essere una parte di commercio o di progettazione. - Definizione delle criticit a livello macro: criticit assegnate ai gruppi di primo livello della macchina, che anche in questo caso vengono legati alla continuit di produzione, alla qualit, alla sicurezza, alla manutenzione. - Definizione della criticit intrinseca per ogni tipologia di componente: in questo caso la situazione 竪 pi湛 complessa per chi realizza impianti di piping in quanto il componente finale 竪 quasi sempre una parte commerciale, con una propria categoria commerciale, gi utilizzata dallufficio acquisti. Chi produce macchine automatiche, invece, progetta i ricambi internamente, il che pu嘆 portare a una non corretta classificazione di questi ultimi. Normalmente la voce Categoria merceologica non viene utilizzata nella fase di progettazione, si usa pi湛 frequentemente la voce Pezzi a disegno. Nel caso in cui sia presente un PDM, si potr utilizzare la classificazione interna per famiglie di disegni, definita in base alle caratteristiche dei pezzi stessi (soluzione sempre pi湛 usata negli uffici tecnici). - Come nel caso degli impianti, essendo una struttura ad albero i figli ereditano la criticit dal padre. Quindi, se un gruppo della macchina ha valore 10 rispetto alla continuit di produzione, anche i figli sottostanti avranno la stessa criticit (tranne in casi specifici predefiniti). - Nel caso delle macchine automatiche 竪 possibile rendere pi湛 raffinata lanalisi considerando la velocit di produzione della macchina, il formato del prodotto da gestire e vari altri parametri, associando valori pi湛 elevati in funzione di una maggiore velocit di produzione. Questa metodologia, come per gli impianti di piping, consente di ottenere rapidamente la classifica ABC dei ricambi: in base al valore ottenuto dalla moltiplicazione dei parametri definiti si
stabilisce che, per esempio in una scala da 1 a 100, i valori sopra 90 rappresentano i ricambi critici (classe A); quelli da 70 a 90 costituiscono i ricambi intermedi (classe B), mentre quelli da 50 a 70 sono i ricambi a bassa criticit (classe C). Infine, tutti i componenti che hanno ottenuto valori inferiori possono essere considerati residuali per quanto riguarda il controllo e le attivit manutentive. Il numero di valori da settare 竪 molto contenuto: i gruppi della macchina (per ogni macchina prodotta si ha un minimo di 20 fino a un massimo di 100 gruppi), la produzione della macchina e, una tantum, i parametri intrinseci delle famiglie/categorie merceologiche. Si ha la certezza di non dimenticare nulla perch辿 ogni volta che si crea un nuovo codice e si associa una famiglia (nel caso del pezzo a disegno) o la categoria merceologica (nel caso del pezzo di commercio), questo componente eredita immediatamente i valori della propria categoria. Il compito di settare questi valori viene affidato a chi si occupa di field service che, per ogni macchina prodotta, pu嘆 immediatamente costruire una lista delle parti critiche o da sostituire periodicamente; lufficio tecnico non viene pi湛 coinvolto. In conclusione possiamo dire che la metodologia FMECA pu嘆 essere applicabile con risultati rilevanti anche nel settore delle macchine automatiche, ottenendo: - tempi brevi di implementazione; - certezza di non dimenticare la classificazione tipo ricambio su nuovi codici;
- ridotto impegno di manutenzione, dopo aver inserito i valori di settaggio; - immediatezza e affidabilit del dato, inteso come estrazione della classificazione delle parti critiche della macchina. Alla luce di quanto detto, Sygest ritiene che lutilizzo della metodologia FMECA, associata alla propria soluzione di gestione ricambi SYS Suite速, consente di fornire un miglior servizio al cliente finale. Per ulteriori informazioni scrivici a: e.corradini@sygest.it Segui Sygest Srl sui suoi canali ufficiali: (Clicca sui bottoni in basso)

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L'analisi FMECA applicata alla gestione dei ricambi

  • 1. CAP. 1 Lanalisi FMECA come metodo per identificare le parti di ricambio critiche di una macchina o di un impianto FMECA 竪 lacronimo dell'inglese Failure Mode, Effects and Criticality Analysis (Analisi dei Modi, degli Effetti e della Criticit dei Guasti) e rappresenta unestensione della FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), in aggiunta alla quale include un'analisi di criticit usata per valutare, mediante opportuni diagrammi, la gravit delle conseguenze di un guasto correlate con la probabilit del suo verificarsi. L'analisi FMECA, che viene utilizzata in diversi settori, mette in evidenza le modalit di guasto che hanno una probabilit di accadere relativamente alta, unita a un'alta gravit di conseguenze, sottolineando i punti deboli di un progetto, sui quali occorre intervenire con adeguate modifiche. Questa metodologia fu sviluppata nel 1949 e utilizzata durante il progetto del programma spaziale Apollo, allo scopo di prevedere il comportamento al guasto dei sistemi e adottare le necessarie contromisure.
  • 2. Successivamente, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti realizz嘆 il protocollo MIL-STD-1629A (Military Standard) il quale, nato in ambiente navale (US Navy), conteneva gli scopi, le procedure e lo sviluppo della metodologia FMECA. Il MIL-STD 1629A fu in seguito aggiornato fino al 1984. Nellambito delle realt aziendali che realizzano impianti di processo (pensiamo soprattutto alle tecnologie alimentari) dove si ha a che fare con decine di migliaia di componenti (pompe, valvole, rubinetti, filtri, scambiatori) 竪 importante riuscire a definire gli elementi pi湛 critici per la manutenzione.
  • 3. CAP. 2 FMECA negli impianti di ingegneria Quello degli impianti di ingegneria 竪 sicuramente uno dei settori in cui la FMECA viene maggiormente utilizzata e presenta applicazioni software che aiutano nel calcolo dellABC dei componenti critici. Usando questa metodologia, Sygest ha sviluppato alcuni anni fa unapplicazione web destinata a unazienda multinazionale specializzata nel settore food-tech. Lapplicazione di Sygest 竪 in grado di proporre, gi al momento della consegna dellimpianto, le parti di ricambio consigliate e i piani di manutenzione associati, con il chiaro obiettivo di ridurre al minimo i fermi dellimpianto e razionalizzare le attivit di manutenzione. Le logiche che stanno alla base di questa metodologia sono le seguenti: - Definizione della macrostruttura (ad albero) dellimpianto, in cui al livello pi湛 alto ci sono le principali aree funzionali, da cui si diramano le parti del processo (fermentatori, omogeneizzatori, ecc...); a seguire abbiamo le unit di processo sino ad arrivare ai moduli e i loro controlli. Solo alla fine di tutto, ovvero allinterno di questi gruppi, ci sono i componenti fisici che devono essere monitorati. - Definizione a livello macro della criticit di ogni singola parte del processo con valori di criticit (valori da 1 a 10) che sono legati ad alcuni fattori (continuit di produzione, qualit, sicurezza, manutenzione). - Definizione della criticit intrinseca per ogni tipologia di componente, supponendo anche in questo caso un range di valore da 0 a 10. - Trattandosi di una struttura ad albero, i figli ereditano dal padre le criticit. Per esempio, se una parte del processo ha valore 10 rispetto alla continuit di produzione, anche i figli sottostanti avranno la stessa criticit (tranne in casi specifici predefiniti). - Moltiplicando i valori di criticit intrinseca del componente per i valori dellunit di processo a cui appartiene viene stilata una prima classifica. possibile rendere quindi lanalisi pi湛 raffinata, inserendo valori che possono dipendere dal tipo di fluido (pi湛 o meno denso) che attraversa limpianto; pi湛 il fluido 竪 denso, maggiore sar il valore del parametro che incider sulle parti attraversate dal fluido. Questa metodologia consente quindi di ottenere in tempi rapidi un risultato significativo, ossia la classifica ABC dei ricambi.
  • 4. In base ai risultati ottenuti applicando la metodologia esposta si stabilisce, per esempio, che i valori superiori a 90 rappresentano i ricambi critici (classe A); quelli da 70 a 90 costituiscono i ricambi intermedi (classe B), mentre quelli da 50 a 70 sono i ricambi con bassa criticit (classe C). Infine, tutti quei componenti che hanno ottenuto valori inferiori a 50 possono essere considerati residuali per quanto riguarda il controllo e le attivit manutentive. intuibile come sia necessario uno sforzo iniziale per conoscere la criticit intrinseca delle famiglie dei componenti (non del singolo componente). Tale fatica viene poi ripagata ogni qual volta viene creato un nuovo impianto in cui, anche utilizzando nuovi componenti, 竪 sufficiente sapere la loro famiglia di appartenenza, senza dover ripetere su ognuno di essi nuove analisi. Per ogni nuovo impianto occorre quindi definire i valori di criticit delle principali parti funzionali del processo, rispetto ai parametri individuati come riferimento: questa operazione deve essere eseguita assieme al cliente, che potr cos狸 comunicare le proprie priorit.
  • 5. CAP. 3 Metodi correnti per definire le parti di ricambio critiche nel settore machinery Nel settore machinery, ossia nel settore di produzione di macchine automatiche complesse destinate a vari usi (food, pharma, packaging, ecc...), la definizione delle parti di ricambio critiche o da sostituire periodicamente viene affidata frequentemente allufficio tecnico. Questultimo, in prima istanza, identifica il tipo di ricambio (Emergenza, Usura) sul singolo codice. Esiste poi un affinamento del metodo che si ottiene associando la tipologia di ricambio alla distinta specifica, dato che uno stesso componente pu嘆 avere comportamenti differenti in base al gruppo o macchina su cui viene installato. Il passo successivo 竪 quello di indicare la periodicit di sostituzione (solitamente 竪 funzione del numero di ore di produzione eseguite), spesso coincidente con il MTBF (tempo minimo fra due successivi guasti del componente). Per quanto ci riguarda, lufficio tecnico non deve essere lente preposto a questa attivit: prima di tutto perch辿 risulta spesso lontano dal campo di applicazione operativa, quindi non in possesso delle competenze necessarie per attribuire un valore corretto. Le aziende che lavorano su commessa hanno una produzione frenetica di nuovi disegni e nuove parti, dovuta allalta percentuale di richieste di customizzazione. Diventa quindi difficile e dispendioso definire il tipo di ricambio per ogni nuovo pezzo progettato e per ogni nuovo codice (anche pi湛 di cento al giorno): il rischio 竪 commettere errori di superficialit dovuti ai tempi ristretti.
  • 6. In alternativa allufficio tecnico, il compito potrebbe essere assegnato allufficio after sales, certamente pi湛 adeguato per competenza. In questo caso per嘆, il dato pu嘆 essere inserito solo a posteriori con il rischio di dimenticare linformazione su alcune parti. In un periodo storico in cui il service sta diventando sempre pi湛 il vero business per le aziende del settore machinery, non avere una corretta valutazione delle criticit delle parti di ricambio pu嘆 portare a gravi inefficienze e a non fornire soluzioni in tempi brevi. Ricordiamo sempre che il servizio che il cliente finale pretende, in ambito after sales, 竪 evitare fermi macchina improvvisi dovuti a interventi manutentivi non pianificati. Proprio per questo motivo, il concetto di Progettare pensando al servizio (design to serve) diventer nei prossimi anni un must per le aziende che vorranno operare sul mercato incrementando fatturati e, soprattutto, utili.
  • 7. CAP. 4 FMECA applicato alle macchine automatiche Ad oggi lanalisi FMECA non viene praticamente mai utilizzata nello studio della criticit delle parti di ricambio per le macchine automatiche. Sygest 竪 invece convinta che questo sia il modo migliore per risolvere i problemi evidenziati nei precedenti capitoli del presente white paper. Vediamo come pu嘆 essere utilizzata lanalisi FMECA rielaborando i flussi gi esposti nei capitoli precedenti: - Definizione della macrostruttura (ad albero): attivit gi svolta dallufficio tecnico nella fase di progettazione della macchina; le macrostrutture che costituiscono le parti principali dellimpianto nella singola macchina sono i gruppi di primo livello che, a scendere, contengono sottogruppi e assiemi fino al componente finale, che pu嘆 essere una parte di commercio o di progettazione. - Definizione delle criticit a livello macro: criticit assegnate ai gruppi di primo livello della macchina, che anche in questo caso vengono legati alla continuit di produzione, alla qualit, alla sicurezza, alla manutenzione. - Definizione della criticit intrinseca per ogni tipologia di componente: in questo caso la situazione 竪 pi湛 complessa per chi realizza impianti di piping in quanto il componente finale 竪 quasi sempre una parte commerciale, con una propria categoria commerciale, gi utilizzata dallufficio acquisti. Chi produce macchine automatiche, invece, progetta i ricambi internamente, il che pu嘆 portare a una non corretta classificazione di questi ultimi. Normalmente la voce Categoria merceologica non viene utilizzata nella fase di progettazione, si usa pi湛 frequentemente la voce Pezzi a disegno. Nel caso in cui sia presente un PDM, si potr utilizzare la classificazione interna per famiglie di disegni, definita in base alle caratteristiche dei pezzi stessi (soluzione sempre pi湛 usata negli uffici tecnici). - Come nel caso degli impianti, essendo una struttura ad albero i figli ereditano la criticit dal padre. Quindi, se un gruppo della macchina ha valore 10 rispetto alla continuit di produzione, anche i figli sottostanti avranno la stessa criticit (tranne in casi specifici predefiniti). - Nel caso delle macchine automatiche 竪 possibile rendere pi湛 raffinata lanalisi considerando la velocit di produzione della macchina, il formato del prodotto da gestire e vari altri parametri, associando valori pi湛 elevati in funzione di una maggiore velocit di produzione. Questa metodologia, come per gli impianti di piping, consente di ottenere rapidamente la classifica ABC dei ricambi: in base al valore ottenuto dalla moltiplicazione dei parametri definiti si
  • 8. stabilisce che, per esempio in una scala da 1 a 100, i valori sopra 90 rappresentano i ricambi critici (classe A); quelli da 70 a 90 costituiscono i ricambi intermedi (classe B), mentre quelli da 50 a 70 sono i ricambi a bassa criticit (classe C). Infine, tutti i componenti che hanno ottenuto valori inferiori possono essere considerati residuali per quanto riguarda il controllo e le attivit manutentive. Il numero di valori da settare 竪 molto contenuto: i gruppi della macchina (per ogni macchina prodotta si ha un minimo di 20 fino a un massimo di 100 gruppi), la produzione della macchina e, una tantum, i parametri intrinseci delle famiglie/categorie merceologiche. Si ha la certezza di non dimenticare nulla perch辿 ogni volta che si crea un nuovo codice e si associa una famiglia (nel caso del pezzo a disegno) o la categoria merceologica (nel caso del pezzo di commercio), questo componente eredita immediatamente i valori della propria categoria. Il compito di settare questi valori viene affidato a chi si occupa di field service che, per ogni macchina prodotta, pu嘆 immediatamente costruire una lista delle parti critiche o da sostituire periodicamente; lufficio tecnico non viene pi湛 coinvolto. In conclusione possiamo dire che la metodologia FMECA pu嘆 essere applicabile con risultati rilevanti anche nel settore delle macchine automatiche, ottenendo: - tempi brevi di implementazione; - certezza di non dimenticare la classificazione tipo ricambio su nuovi codici;
  • 9. - ridotto impegno di manutenzione, dopo aver inserito i valori di settaggio; - immediatezza e affidabilit del dato, inteso come estrazione della classificazione delle parti critiche della macchina. Alla luce di quanto detto, Sygest ritiene che lutilizzo della metodologia FMECA, associata alla propria soluzione di gestione ricambi SYS Suite速, consente di fornire un miglior servizio al cliente finale. Per ulteriori informazioni scrivici a: e.corradini@sygest.it Segui Sygest Srl sui suoi canali ufficiali: (Clicca sui bottoni in basso)