L’interesse principale della manutenzione è quello di garantire un alto livello di disponibilità operativa e contenere i costi di manutenzione di macchine ed impianti durante il loro ciclo di vita.
Per conseguire gli obiettivi prefissati, la manutenzione deve essere progettata in modo da identificare quali siano le politiche manutentive più efficaci da mettere in atto. Identificare una politica manutentiva significa scegliere con che modalità andare a realizzare le attività di manutenzione sull’impianto o sul macchinario in oggetto, basandosi su scelte razionali che derivano dalla conoscenza approfondita dell’impianto o macchinario, dall’analisi dei guasti e da valutazioni di carattere economico.
Nello specifico si tratta di sviluppare dei ragionamenti su quando è più opportuno operare con interventi di riparazione solo in seguito ad un guasto, quando invece è preferibile prevenire i guasti effettuando interventi preventivi o quali possono essere le attività di manutenzione che possono determinare un miglioramento della situazione esistente.
In base alle normative UNI EN 13306 e UNI 10147 si identificano tre politiche di manutenzione principali: • Manutenzione correttiva o a guasto;
• Manutenzione preventiva • Manutenzione migliorativa
La manutenzione preventiva a sua volta può essere suddivisa in tre sotto politiche: • Manutenzione preventiva ciclica;
• Manutenzione su condizione; • Manutenzione predittiva.
Figura 1.2 Le politiche manutentive secondo le UNI EN 13306 e UNI 10147
1.1.3.1 Manutenzione correttiva
La manutenzione correttiva è definita come “l’azione correttiva effettuata a causa di guasti o carenze rilevati durante la manutenzione preventiva, per ripristinare un componente/macchinario al suo stato operativo” (Dhillon, 2002). Generalmente, la manutenzione correttiva è un’azione non programmata, basata sul verificarsi di eventi specifici in un determinato momento. Rappresenta ancora una parte sostanziale dello sforzo di manutenzione generale.
Comprende le seguenti categorie di azioni: • Manutenzione guasti;
• Manutenzione di emergenza; • Manutenzione correttiva; • Riparazioni;
• Interventi di ricostruzione.
Uno svantaggio di questo tipo di politica di manutenzione è dovuto a interruzioni impreviste della produzione.
Al fine di ridurre l’impatto sulle prestazioni del sistema con questo tipo di scelta nella politica manutentiva, potrebbero essere implementati sistemi ridondanti. Inoltre, volendo ridurre i tempi di
fermo per componenti con un alto tasso di guasti e lunghi tempi di consegna, i pezzi di ricambio devono essere gestiti consapevolmente.
Per ovviare agli svantaggi legati a questa politica, è necessario intercettare i fenomeni di degrado prima che possano portare a guasti totali e quindi essere in grado di correggere i difetti con il minor sforzo possibile.
Nonostante l’inefficienza insita in questa politica, la manutenzione correttiva è talvolta inevitabilmente necessaria poiché non è possibile prevedere tutti i tipi di guasto. In particolare, come già accennato, quei fenomeni di guasto dovuti ad eventi casuali (o alla Poisson) non possono per loro natura essere previsti e devono quindi essere gestiti con manutenzione correttiva.
1.1.3.2 Manutenzione preventiva
Il termine manutenzione preventiva si riferisce all’esecuzione di attività di manutenzione prima del verificarsi di un guasto, consentendo così una riduzione dei tempi di fermo non programmati e danni prematuri alle apparecchiature.
Si possono individuare tre differenti categorie di “prevenzione”:
• Predittiva: La manutenzione predittiva può essere definita come “la manutenzione basata sulle condizioni, effettuata a seguito di una previsione derivata da analisi ripetute o caratteristiche note e valutazione dei parametri significativi del degrado del componente” (European Committee for Standardization (CEN, 2018). Di solito comprende il rilevamento e la misurazione di uno o più parametri e l’estrapolazione, secondo i modelli appropriati, del tempo rimanente prima del guasto (UNI 10147). Pertanto, le attività di manutenzione predittiva hanno lo scopo di identificare le condizioni tecniche di un componente al fine di prevederne la vita utile residua. In analogia alla manutenzione basata sulle condizioni, i segnali vengono misurati strumentalmente.
• Su condizione: È una politica per la quale viene effettuata la valutazione della necessità di intervento attraverso il monitoraggio delle condizioni effettive di un bene. Si concentra sulla misurazione di un parametro che indica un deterioramento o un degrado delle prestazioni funzionali dell’apparecchiatura (ad es. vibrazioni, temperatura di esercizio, amperaggio, contaminanti di olio lubrificante, livello di rumore, ecc.). In generale, l’azione è soggetta all’eccesso di limiti predefiniti. Questi limiti sono valori misurabili che riflettono le condizioni critiche di un componente o di un sistema. L’obiettivo della manutenzione basata sulle condizioni è quindi quello di determinare lo stato di deterioramento di uno o più componenti mediante la
misurazione di un parametro per avviare successivamente la manutenzione. A questo proposito, è importante notare che le operazioni di manutenzione vengono eseguite dopo aver superato il valore limite, una “soglia di avviso”, definita in modo che l’azione di manutenzione venga implementata prima che si verifichi il guasto.
• Programmata: È un tipo specifico di manutenzione preventiva che comprende le attività di manutenzione eseguite periodicamente in base a intervalli o cicli di utilizzo predeterminati e finalizzati a ridurre la probabilità di guasto o degrado del funzionamento del sistema. Questa politica di manutenzione mira a sostituire il componente danneggiato prima che si rompa o prima che possano verificarsi conseguenze impreviste sulle prestazioni operative. La manutenzione preventiva programmata comprende inoltre:
o Controlli previsti dalla legge o dalle norme di sicurezza; o Pulizia;
o Ispezioni generali.
La frequenza della manutenzione si basa solitamente su valori empirici definiti dall’esperienza di progettisti e operatori. L’azione di manutenzione può essere eseguita considerando un periodo di tempo costante o considerando l’utilizzo del componente. Il vantaggio principale della manutenzione preventiva programmata è che consente l’uso dei tempi di fermo della produzione per eseguire varie attività di manutenzione preventiva (a condizione che sia disponibile personale qualificato).
Non sempre la manutenzione predittiva ha dei benefici, poiché necessariamente c’è bisogno di un sistema di monitoraggio che richiede personale specializzato, il quale ha un costo di formazione che ha bisogno di un investimento importante. Inoltre, i modelli per calcolare la vita residua del componente non sempre sono di semplice implementazione e a volte, oltre che a dei sensori molto sviluppati, richiedono anche dei modelli di calcolo di elevata difficoltà ed una notevole e costosa infrastruttura informatica. Un programma di manutenzione basato su ispezioni periodiche e riparazioni o sostituzioni è uno dei modi per controllare e intervenire sull’affidabilità di un sistema. Una politica di questo tipo, oggigiorno, è ancora largamente considerata un costo evitabile se paragonato all’effettiva utilità della sua applicazione. Per poterla implementare con successo è necessario programmare e svolgere efficacemente le ispezioni e gestire le informazioni con criterio.