FOCUS

Ingegneria di manutenzione e ispezione

L’ingegneria di manutenzione rappresenta la base teorica e tecnica per la progettazione della manutenzione di un impianto industriale, con l’obiettivo di migliorare il funzionamento dell’attrezzatura, aumentando al tempo stesso la sicurezza dei lavoratori e la sostenibilità dell’attività produttiva.

Nella quasi totalità dei settori industriali dell’industria di processo, un impianto produttivo è costituito da apparecchiature e sistemi, ingegnerizzati in tempi diversi da differenti società di ingegneria, prodotti da diverse realtà manifatturiere ed installati e avviati lungo tutta la sua vita operativa.

Il “sistema” impianto si presenta piuttosto variegato nelle sue parti, caratterizzate da una eterogeneità di standard progettuali, norme di riferimento, criteri di operabilità e manutenzione.

Con l’aumentare della complessità degli impianti produttivi industriali, la loro efficienza economica risulta fortemente influenzata da:

disponibilità produttiva;
relativi costi operativi (oltre agli evidenti costi di manutenzione è opportuno prestare attenzione a quelli indesiderati e generalmente sottostimati, associati agli eventi accidentali e alle loro conseguenze).

Secondo le norme UNI 13306:2018 e UNI 10147:2003, la manutenzione indica la combinazione di tutte le azioni tecniche ed amministrative, incluse le attività di supervisione, finalizzate a mantenere o riportare un’entità in uno stato in cui possa eseguire la funzione richiesta.

Nello specifico, l’obiettivo primario della manutenzione è prevenire o mitigare le conseguenze di un guasto di un impianto.

A livello più generale, l’obiettivo della manutenzione industriale è creare un ambiente di lavoro produttivo che possa assicurare continuità di marcia e il raggiungimento di elevati standard prestazionali in termini di affidabilità e sicurezza per i lavoratori.

Nella realtà operativa, tuttavia, tale obiettivo spesso non viene centrato per una combinazione di eventi che generano un vero e proprio ciclo vizioso di inefficienza.

Manutenzione impianti industriali e la gestione dell’inefficienza

Il mancato rispetto delle scadenze di un piano di manutenzione può portare nella grandissima maggioranza dei casi a eventi di rottura o indisponibilità non previsti che vengono gestiti con interventi di emergenza, a loro volta non programmati.

Mentre è semplice poter percepire l’inefficienza in termini di costo operativo del processo di manutenzione, diventa meno intuitivo comprendere che questo ciclo vizioso di inefficienza:

genera un notevole stress sulla forza lavoro costretta ad affrontare la propria attività in continua emergenza

costringe i dipartimenti responsabili della produzione a gestire le mancate produzioni cambiando continuamente priorità agli interventi di manutenzione

L’efficienza del processo di manutenzione cala drasticamente in corrispondenza di inattese fermate di impianto.

7 volte maggiore

è il tempo di riparazione, in media, rispetto a un intervento programmato.

L’evento incidentale, nella sua irreversibile criticità, è soltanto la fine di un percorso difficilmente prevedibile costituito da:

riduzione della capacità produttiva

aumento dei costi di produzione

peggioramento delle caratteristiche del prodotto e della qualità del servizio offerto

minaccia alla sicurezza dei lavoratori

impatto sulla Voice Of Customers (VOC) in termini di aspettative, preferenze ed esperienza con i prodotti e i servizi offerti

Ingegneria di Manutenzione: connettere competenze, esperienze e pratiche ingegneristiche

Poter analizzare i meccanismi di guasto e poter correttamente programmare attività ispettive e manutentive significa essere riusciti a fornire sufficienti risposte a un elevato numero di domande.

Qual è la dipendenza temporale della (in)disponibilità del mio sistema/impianto?
Quanti e che tipo di guasti sono prevedibili nel mio sistema produttivo?
Quali sono i meccanismi di guasto e le conseguenze che hanno un impatto diretto sull’area HSE?
Quanti parti di ricambio mi sono necessarie e qual è il loro tempo di fornitura e disponibilità?

Come posso programmare le mie attività di manutenzione e di ispezione?
Quali sono i costi legati ai processi di manutenzione e di ispezione?
Come posso riconoscere un guasto e che tipo di azioni posso intraprendere?
Qual è il meccanismo di danneggiamento che affligge la mia apparecchiatura/sistema?
Come posso definire e misurare la performance del mio sistema manutentivo?

Poter rispondere a queste domande richiede l’applicazione di pratiche ingegneristiche, esperienza di gestione operativa, strumenti di analisi di rischio, strumenti di analisi di big data, strumenti informatici e capacità di sviluppo software e sistemistico. Più semplicemente, queste aree afferiscono a quella meglio conosciuta come Ingegneria di Manutenzione.

Anche se esistono diverse strategie di manutenzione (manutenzione straordinaria, predittiva, preventiva etc.), è importante mettere a punto un approccio sempre più focalizzato sull’impianto. Infatti, razionalizzare le indagini sull’integrità delle apparecchiature basandosi sul reale livello di rischio permette di ridurre il pericolo di guasti generando enormi benefici economici.

Data Warehouse: non solo Business Intelligence

Analogamente a quello che succede nella Business Intelligence, dove enormi quantità di dati da sistemi eterogenei vengono lavorati, processati e analizzati per supportare le decisioni aziendali, nell’Ingegneria di Manutenzione si cerca di convogliare dati provenienti da fonti eterogenee e diverse in modo da creare un sistema capace di:

analizzare trend;
generare notifiche;
creare report;
fornire indicazioni e feedback sull’efficacia delle decisioni prese o delle politiche adottate.

Questo approccio viene realizzato tramite la creazione di un Data Warehouse a supporto del processo di Ingegneria di Manutenzione e Integrità degli Asset Industriali, nel quale vengono raggruppate logicamente le seguenti attività:

Attività RAMIS (Reliability, Availability, Maintenance, Integrity & Safety)

Attività di Manutenzione e Ispezione

Attività di Reportistica e revisione

In questo modo, l’azienda può raccogliere e standardizzare i dati relativi alla manutenzione, creando le condizioni per un database di manutenzione ottimizzato. Questo tipo di approccio rende più efficienti le attività di gestione e pianificazione della manutenzione, con un ritorno in termini di performance commerciale e di spesa operativa (OpEx).

Noi di Igeam, ad esempio, supportiamo le organizzazioni più complesse sviluppando un software di Data Build-up Warehouse, che facilita:

l’estrazione, la trasformazione e il caricamento dei dati processati nel Data Warehouse,
il master data build-up.

Data Build-up Warehouse

Il Data Build-up Warehouse consente di raccogliere i dati all’interno di un unico archivio a cui possono accedere le diverse Service Line dell’azienda, garantendo in questo modo un elevato livello di standardizzazione.

I dati vengono caricati e salvati temporaneamente, permettendo di pulire e modificare l’informazione ricevuta, assicurando la qualità dei dati e salvaguardando la loro coerenza prima che vengano utilizzati dal DBUW .

Questo processo consente di creare il Master Data, che può essere oggetto di modifica o di integrazione a seconda degli obiettivi finali assegnati al DBUW.

Master Data e Data Warehouse

Questi dati sono usati dal Data Build-up Warehouse per diversi scopi relativi all’ottimizzazione e alla standardizzazione della manutenzione. I Master Data, quindi, all’interno del software Data Warehouse, vengono differenziati in diverse sezioni, ciascuna delle quali identifica un sotto-processo del software:

Assessment

I dati raccolti e standardizzati, relativi agli impianti, possono essere utilizzati dall’azienda per realizzare qualsiasi tipo di valutazione grazie alla disponibilità di informazioni complete e uniformi.

Oggetti tecnici

Vengono identificati in modo dettagliato i parametri dell’asset e l’informazione tecnica, fornendo la posizione fisica degli elementi rilevanti e dei materiali raccolti e documenti utili per la corretta gestione degli asset.

Manutenzione e ispezione

Piani di manutenzione, item di manutenzione, liste delle attività integrate da informazioni sui materiali, sui servizi di supporto e così oltre, con specifiche di lavoro estese e, quando necessario, con una valutazione dei rischi dei luoghi di lavoro.

Materiali

Catalogo principale, elenco delle parti di ricambio, caratteristiche, fornitori, piani di richiesta materiali e così oltre.

Informazioni EHS

Livelli di rumore, vibrazioni, elettromagnetici, esposizione agli agenti chimici e biologici e così via.

Asset integrity

SCE, SIL, ORIP, AMAP, F&EI, Business Performance, HAC, CRA, AP

Banche dati

RelDB, SDB, MDB, RegDB

Conformità normativa

L’elemento chiave è l’organizzazione delle normative in atto e delle relative best practice al fine di facilitare la verifica della conformità.

Indagine sul sito

L’indagine sul sito viene eseguita una volta che sono stati definiti con chiarezza gli obiettivi. Il software facilita l’organizzazione di tutta la documentazione realizzata durante i rilievi.

Pianificare la manutenzione: l’importanza del sistema di manutenzione

Uno degli elementi che assicura alle aziende una gestione efficiente della manutenzione degli impianti è rappresentato dalla realizzazione di un sistema di manutenzione personalizzato.

Infatti in questo modo è possibile identificare le corrette attività da adottare e in quali condizioni devono essere eseguite. Pianificare la manutenzione in modo corretto permette di ottenere un equilibrio adeguato tra investimenti e risultati.

Come Igeam riteniamo che un sistema di manutenzione efficace debba, in primo luogo, rispettare le procedure aziendali. Entrando più nello specifico, si può dire che esso rifletta un processo gerarchico, alla cui struttura contribuiscono molti elementi.

Fasi per la creazione di un sistema di manutenzione

Definire il piano di manutenzione, programmando le informazioni che saranno utilizzate per definire le date delle operazioni di manutenzione da eseguire su oggetti tecnici assegnati.

Identificare gli elementi di manutenzione che permettono di descrivere quali compiti di manutenzione preventiva dovranno avere luogo regolarmente su un definito oggetto tecnico o su un gruppo di oggetti tecnici.

Definire una lista di compiti che comprende l’elenco delle attività da eseguire, i materiali necessari e le stime relative al tempo di lavoro richiesto per portare a termine l’operazione.

Definire la lista degli oggetti tecnici il cui output è rappresentato dalla lista delle attrezzature o dalle posizioni gestite dall’elemento di manutenzione da applicare.

Una efficace implementazione del sistema di manutenzione non può non passare attraverso l’approccio del Reliability Centered Maintenance (RCM), che porta ad un miglioramento sensibile nella gestione dei costi e ad una maggiore comprensione dei livelli di rischio degli asset.

Infatti, l’RCM è a tutti gli effetti una tecnica funzionale allo sviluppo di un piano di manutenzione caratterizzato da compiti a costi contenuti che contribuiscono a preservare importanti funzioni.

Dopo aver messo a punto un approccio RCM personalizzato, come Igeam consigliamo ai nostri clienti di ricorrere all’analisi di Risk Based Inspection (RBI), che invece si focalizza sulla prevenzione dei guasti strutturali e funzionali.

Utilizzate entrambe, le metodologie RCM & RBI generano soluzioni che sono davvero in grado di migliorare o quantomeno mantenere l’affidabilità o la disponibilità di un determinato impianto.

In conclusione, l’obiettivo della manutenzione di prevenire o mitigare le conseguenze correlate al guasto di un impianto può essere raggiunto adottando una strategia fondata su un duplice livello manutentivo:

una manutenzione pianificata (Planned Maintenance)

una manutenzione secondo condizione (Condition Based Maintenance)

In questo modo, gli asset continuano a svolgere le funzioni previste secondo l’efficienza attesa nel loro contesto operativo funzionale. La successiva implementazione di un sistema di ingegneria della manutenzione favorisce l’incremento dell’efficacia nella gestione dei costi, creando le condizioni per una maggiore comprensione del livello di rischio affrontato dall’azienda.