Cos'è la manutenzione predittiva?
La manutenzione predittiva, detta anche manutenzione basata sulle condizioni, comporta il monitoraggio delle prestazioni e delle condizioni delle attrezzature durante le regolari attività per ridurre le probabilità di un guasto. I produttori hanno iniziato a usare la manutenzione predittiva negli anni Novanta.
L'obiettivo principale della manutenzione predittiva è quello di prevedere i guasti delle attrezzature in base a determinati parametri e fattori. Una volta previsto, i produttori prendono le misure necessarie per prevenire il guasto con una manutenzione correttiva o programmata.
La manutenzione predittiva non può esistere senza il monitoraggio delle condizioni. Le macchine effettuano un monitoraggio continuo in condizioni di lavoro reali per garantire l'ottimizzazione delle risorse. Come ogni strategia di manutenzione, la manutenzione predittiva mira a:
- Ridurre l'incidenza dei guasti e aumentare al massimo il tempo di attività migliorando l'affidabilità delle risorse
- Ottimizzare i costi operativi riducendo il lavoro di manutenzione
- Migliorare i budget per la manutenzione riducendo i relativi costi e aumentando al massimo il tempo di produzione
Tecnologie di manutenzione predittiva
Non esiste una tecnologia unica che comprenda tutta la manutenzione predittiva. Tuttavia, ci sono numerosi dispositivi e tecniche di monitoraggio delle condizioni che i produttori utilizzano per prevedere efficacemente i guasti e segnalare quando è necessaria la manutenzione.
Termografia a infrarossi
La termografia a infrarossi è una tecnologia di test non invasiva ampiamente utilizzata nella manutenzione predittiva. Con le termocamere a infrarossi, il personale addetto alla manutenzione può individuare temperature superiori al normale nelle apparecchiature. I componenti che sono usurati o che hanno circuiti malfunzionanti tendono a riscaldarsi; questo viene visualizzato come punto di calore su un'immagine termica. Le ispezioni ad infrarossi possono trovare questi punti caldi in anticipo e riparare le attrezzature, riducendo le possibilità di problemi più grandi. L'infrarosso è una tecnologia versatile che può essere utilizzata in un'ampia varietà di macchinari e progetti infrastrutturali.
Monitoraggio acustico
Con il monitoraggio acustico, il personale addetto alla manutenzione può rilevare i suoni dell'emissione di gas, liquidi o perdite di vuoto nelle apparecchiature a livello sonico e ultrasonico. La tecnologia a ultrasuoni ha molte più applicazioni di quella sonica e può essere più costosa; tuttavia, è una tecnologia molto più affidabile per i macchinari. Naturalmente, queste tecnologie integrano il miglior strumento dei tecnici: le loro orecchie. Le tecnologie soniche e ultrasoniche possono integrare l'ascolto regolare per individuare meglio il motivo per cui un cambio suona male o dove potrebbe essere una possibile perdita.
Analisi delle vibrazioni
L'analisi delle vibrazioni è usata per le apparecchiature rotanti ad alta velocità. Un tecnico utilizza dispositivi palmari o sensori in tempo reale nell'apparecchiatura per monitorarne il funzionamento. Quando una macchina funziona al massimo, emette un ritmo vibratorio specifico. Quando i componenti cominciano a consumarsi, la vibrazione cambia e compare un nuovo pattern. Con il monitoraggio costante, un tecnico addestrato può abbinare le letture del pattern di vibrazione con le possibilità di guasto note e risolvere prima un problema.
L'analisi delle vibrazioni può rilevare disallineamenti, alberi fuori forma, elementi sbilanciati, componenti meccanici allentati e problemi al motore. I tecnici devono essere ben addestrati per questo lavoro, poiché prevedere l'analisi delle vibrazioni è complicato. Il principale ostacolo all'analisi delle vibrazioni è il suo costo proibitivo.
Analisi dell'olio
L'analisi dell'olio è uno strumento efficace nella manutenzione predittiva. Controllando le condizioni dell'olio, i tecnici possono stabilire la presenza di contaminanti. L'analisi dell'olio determina il conteggio della viscosità, dell'acqua e delle particelle e stabilisce il numero di acidi o di basi. Il vantaggio principale dell'analisi dell'olio è che i risultati dei test iniziali servono come riferimento per qualsiasi nuovo macchinario e per la manutenzione.
Altre tecnologie di manutenzione predittiva
La manutenzione predittiva impiega diverse altre tecniche come l'analisi delle condizioni del motore, l'analisi delle correnti parassite e altre ancora. L'analisi delle condizioni del motore delinea le condizioni di funzionamento dei motori. L'analisi delle correnti parassite individua i cambiamenti nello spessore delle pareti dei tubi. Altre tecnologie che aiutano la manutenzione predittiva sono le ispezioni al boroscopio, i sistemi computerizzati di gestione della manutenzione, l'integrazione dei dati e il monitoraggio delle condizioni. Scegliere quella giusta per la propria organizzazione è fondamentale per il successo.
Come funziona la manutenzione predittiva?
Ecco i punti per iniziare un programma di manutenzione predittiva:
- Analizzare la storia delle proprie apparecchiature e la necessità di un programma di manutenzione predittiva.
- Rivedere tutte le registrazioni relative a tempi di inattività, guasti alle apparecchiature, perdite di produzione e di energia, multe regolamentari e livelli di sicurezza sul posto di lavoro.
- Generare consapevolezza per le principali parti interessate sulla necessità di una manutenzione predittiva e ottenere l'approvazione dei team operativi e di manutenzione.
- Valutare l'inventario delle apparecchiature e valutarne le condizioni
- Scegliere le apparecchiature da includere nell'implementazione iniziale del programma
- Creare registri dettagliati dei singoli sistemi e dei loro componenti
- Valutare eventuali protocolli di manutenzione preventiva o predittiva preesistenti
- Stabilire la frequenza e la definizione del programma di manutenzione predittiva
- Definire i ruoli del personale in tutte le fasi e valutare le esigenze delle risorse
- Organizzare il programma e integrarlo con i sistemi di pianificazione
- Creare un sistema computerizzato di gestione della manutenzione (CMMS)
Gli elementi principali di un programma di manutenzione predittiva sono la diagnostica basata sulle condizioni che utilizza formule predittive e l'Internet of Things:
Sensori di monitoraggio delle condizioni
I sensori che monitorano i macchinari e forniscono dati in tempo reale sono una parte essenziale della manutenzione predittiva. I tecnici possono valutare i dati dei sensori per accertare l'efficienza di una macchina e la sua usura in tempo reale. Questi sensori fanno ciò che gli esseri umani non sono stati in grado di fare: tracciare le esigenze di manutenzione dall'interno dell'apparecchiatura senza interrompere le attività. Molti parametri definiscono la funzione del sensore e variano in base alla macchina. I parametri di solito usano l'analisi delle vibrazioni, l'analisi del rumore e della temperatura, l'analisi della pressione e del livello dell'olio, e anche le correnti elettriche e la corrosione per definire le funzioni.
Internet of Things (IoT)
Questi sensori raccolgono molti dati che, combinati con l'Internet of Things, possono essere raccolti e condivisi. La manutenzione predittiva dipende in gran parte da vari sensori che collegano le risorse a un sistema centralizzato di archiviazione delle informazioni. Gli hub funzionano con connettività di rete locale wireless o utilizzano la tecnologia cloud.
Da questo spazio centralizzato, le risorse possono comunicare, lavorare in tandem, analizzare i dati e raccomandare qualsiasi linea d'azione. Questa capacità di scambiare informazioni è ciò che rende efficiente la manutenzione predittiva.
Formule predittive
Con le formule predittive, la manutenzione predittiva fa un passo avanti e diventa più di una cura basata sulle condizioni. Gli algoritmi predittivi analizzano i dati raccolti e identificano le tendenze che segnalano quando una risorsa richiederà riparazioni, manutenzione o sostituzione. Questi algoritmi si basano su regole predeterminate che confrontano costantemente il comportamento attuale di una risorsa con il suo comportamento previsto. Qualsiasi deviazione è un indicatore di possibile deterioramento. A questo punto possono intervenire i tecnici e prevenire guasti gravi.
Vantaggi della manutenzione predittiva
Sono diversi i vantaggi della manutenzione predittiva:
Costi di manutenzione ridotti
La manutenzione predittiva può abbassare i costi delle operazioni di manutenzione. Questo è particolarmente importante quando le organizzazioni devono investire nei costi di manodopera, manutenzione, parti di ricambio, strumenti e attrezzature necessarie in caso di guasti gravi.
Meno guasti alle macchine
Esiste molta ricerca sulla riduzione dei guasti delle macchine. Il monitoraggio regolare delle macchine e dei sistemi può ridurre le possibilità di guasti inaspettati e su larga scala. Dopo due anni di implementazione di un programma di manutenzione predittiva, la frequenza e la natura dei guasti alle macchine spesso diminuiscono.
Tempi di inattività ridotti
Con la manutenzione predittiva, la riparazione delle attrezzature richiede meno tempo. Monitorare e analizzare regolarmente le condizioni delle macchine aiuta il personale di manutenzione a localizzare i componenti difettosi su tutte le macchine e a risolvere i problemi rapidamente. Questo riduce i tempi di inattività e, in molti casi, li previene completamente.
Riduzione delle scorte
Spesso le aziende hanno a che fare con grandi investimenti in stock di vari pezzi, che possono bloccare il capitale. Se i pezzi non vengono usati abbastanza presto, la loro qualità si deteriora e possono andare sprecati. Invece di mantenere un grande stock di parti in previsione, ordinare le parti solo quando sono necessarie può ridurre i costi dello stock.
Aumento della durata di vita dei macchinari
Rilevare i problemi dei macchinari (prima che si trasformino in guasti catastrofici) può aumentare la durata di vita dei macchinari. Avere un programma di manutenzione predittiva basato sulle condizioni assicura che le apparecchiature non raggiungano mai lo stadio di danno grave. La vita più lunga delle attrezzature assicura un migliore ritorno sull'investimento per l'organizzazione.
Stime del tempo medio tra i guasti
Un ulteriore vantaggio della manutenzione predittiva è quello di poter stimare il tempo medio tra i guasti (MTBF). Si riferisce al lasso di tempo più conveniente in cui sostituire i macchinari. Alcune aziende tendono a utilizzare un'apparecchiatura con tutti i difetti e le molteplici riparazioni, con l'idea errata che una nuova attrezzatura sia un investimento costoso. Essere in grado di sostituire il macchinario alla fine della sua vita evita alti costi di manutenzione per i macchinari usurati.
Aumento della produzione
I programmi di manutenzione predittiva basati sulle condizioni devono essere sostenuti da sistemi di processo robusti, il che aumenta l'efficienza del programma. Un programma predittivo completo che include il monitoraggio dei parametri può migliorare l'efficienza operativa e, a sua volta, aumentare i numeri di produzione.
Maggiore sicurezza dell'operatore
Con la manutenzione predittiva, si possono mettere in atto dei segnali d'allarme per prevenire gli infortuni causati da macchinari difettosi. Molti fornitori di assicurazioni riconoscono e offrono vantaggi ai produttori che usano un programma di manutenzione predittiva basato sulle condizioni. L'implementazione di questo programma può ridurre i costi assicurativi senza compromettere la copertura.
Verifica delle riparazioni
Mentre si risolve un problema, una riparazione può compromettere altre parti di una macchina. Utilizzando l'analisi delle vibrazioni, un team di manutenzione può rilevare qualsiasi comportamento anomalo dopo una riparazione. Con la manutenzione predittiva, le aziende possono analizzare i dati per pianificare e organizzare i fermi di manutenzione programmati, sfruttando al meglio i tempi di fermo macchina.
I profitti aumentano
La gestione della manutenzione predittiva migliora le operazioni di produzione e gli impianti di lavorazione. Un sistema di gestione basato sulle condizioni vale più del costo del programma. Con le tecniche di manutenzione predittiva, le aziende possono abbassare i costi operativi annuali e ridurre i rischi.
Sfide della manutenzione predittiva
Un programma di manutenzione predittiva migliora la longevità delle attrezzature e riduce (o previene completamente) i tempi morti che possono causare errori o ritardi nella rete aziendale. Una volta implementati correttamente, i sistemi di manutenzione predittiva aiutano le macchine ad anticipare una vasta gamma di possibili guasti.
Nelle prime fasi dell'implementazione, può essere difficile collegare l'automazione del programma con i macchinari esistenti e i sistemi ERP (Enterprise Resource Planning). Tuttavia, con i rapidi sviluppi tecnologici, la maggior parte di queste sfide non sono più un problema. La comunicazione uniforme tra macchinari, sensori, dispositivi collegati e dipendenti è possibile, rendendo il sistema più efficiente. Le interfacce visive hanno ridotto la distanza tra uomo e macchina. Queste interfacce prendono la forma di visualizzazione dei dati dashboard o avvisi del flusso di lavoro e possono essere elementi di azione, allarmi di attivazione o una vasta gamma di rapporti.
Con la nuova tecnologia, i responsabili della manutenzione possono garantire che i sensori IoT raccolgano dati affidabili in tempo reale. I dati di qualità fanno la differenza per l'efficacia di un programma di manutenzione predittiva.
Il futuro della manutenzione predittiva
Possono presentarsi alcuni ostacoli all'implementazione del programma di manutenzione predittiva; tuttavia, rimane una parte integrante della manutenzione. Tutti i produttori che affrontano con successo i problemi di integrazione e automatizzano i processi possono guadagnare un importante vantaggio monetario e competitivo. Tutti i produttori che desiderano rimanere rilevanti e funzionali in futuro devono adottare pratiche di manutenzione predittiva.