Applicazione di un sistema informativo

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1 Associazione Italiana di Manutenzione IV Convegno Nazionale Sistemi Informativi di Manutenzione Dalla parte dell utilizzatore Firenze, Villa Montalto, 18 Maggio 2005 Applicazione di un sistema informativo Nella prospettiva di una manutenzione gestita con contratti in global service Andrea Giusti Nuovo Pignone, Firenze Sommario Descrizione del contratto 4 Il contratto di global services (LTSA Long Term Services Agreement) 4 Requisiti del CMMMS 6 Caratteristiche e requisiti che il CMMMS deve possedere per permetterne la gestione. 6 Lo sviluppo del CMMMS 9 Lo sviluppo si è svolto su due attività parallele: l implementazione delle informazioni tecniche e l interfaccia con l ERP del cliente. 9 Parametri RAMS 15 I dati d affidabilità relativi alle macchine ed alla componentistica sono rilevati dall ufficio RAMS in termini di MTBF e MTTR. 15 Biografia dell Autore 16 Firenze, 18 Maggio 2005

2 Riassunto Il Global Services per come oggi viene strutturato pone il contraente di fronte ad una moltitudine di problematiche, sicuramente maggiori di quelle che lo stesso Cliente avrebbe facendosi in casa la manutenzione: la lontananza del sito dall headquarter, la gestione ed il controllo dei subcontractors, il dare evidenza al Cliente delle attività svolte, la misura delle prestazioni della manutenzione, l interfaccia con sistemi gestionali già esistenti ed infine il controllo dei costi. Per questi ed altri motivi la gestione sia tecnica che amministrativa di un Global Services si è resa realizzabile solo grazie all implementazione di un architettura ad hoc di un sistema informativo. PAGINA 2

3 AIMAN - IV CONVEGNO NAZIONALE SISTEMI INFORMATIVI DI MANUTENZIONE Dalla parte dell utilizzatore. Introduzione A partire dai primi anni del 2000 la divisione Global Services del Nuovo Pignone ha visto un costante aumento del numero dei contratti di manutenzione sulle macchine fornite. Oggi, infatti, la possibilità di offrire il servizio di global services insieme alle nuove unità vendute si è dimostrata una soluzione vincente sul mercato internazionale, rispondendo a quella che è l evoluzione del mondo della manutenzione industriale. Questa crescita può essere sostenuta solo con un organizzazione solida ed efficiente e con l applicazione di tecnologie avanzate nel settore della manutenzione. In questo contesto s inserisce la necessità di sviluppare e mantenere aggiornato un sistema informativo di manutenzione che ha il suo centro a Firenze ma che deve avere le sue ramificazioni presso gli impianti del cliente. La gestione tecnica ed amministrativa di un contratto Global Services comporta sempre di dovere integrare ed adeguare il sistema informativo di manutenzione del Nuovo Pignone con i processi ed i sistemi IT del cliente già esistenti e che quasi sempre non sono modificabili. Inoltre le problematiche che deve affrontare il contraente sono maggiori di quelle che il cliente avrebbe nel farsi in casa la manutenzione, come la gestione delle ditte in subappalto, il mantenimento di più magazzini, la lontananza dalla sede centrale di Firenze e l emissione di documentazione verso il committente. In questa breve relazione vogliamo descrivere le caratteristiche del sistema informativo di manutenzione, che è stato sviluppato per gestire un contratto di global services stipulato con un cliente i cui impianti si trovano in Estremo Oriente. Il sistema si basa su un CMMMS (Computerized Maintenance & Material Management System) commerciale che è stato personalizzato in maniera spinta soprattutto per interfacciarsi con il sistema informativo del cliente (ERP - Enterprise Resources Planning system). Firenze, 18 Maggio 2005 PAGINA 3

4 Descrizione del contratto Il contratto di global services (LTSA Long Term Services Agreement) Il contratto di global services (LTSA Long Term Services Agreement) è un documento che è, da un punto di vista sia tecnico che legale, abbastanza complesso e perciò spiegheremo brevemente solo gli aspetti principali, iniziando dalla descrizione dei limiti di fornitura del servizio. Il servizio copre 17 turbogruppi forniti in anni diversi da Nuovo Pignone e che si trovano in tre differenti aree di un impianto di liquefazione di gas naturale. I turbogruppi sono riuniti in 7 moduli che sono di due tipologie: modulo per la generazione elettrica e modulo per la compressione di gas. I moduli di generazione elettrica sono costituiti da più turbogruppi con turbine a gas Nuovo Pignone tipo MS5001 e alternatore. I moduli di compressione gas sono costituiti ciascuno da due turbogruppi: uno comprime miscele di gas per il ciclo frigorifero (Mixer Refrigerant) e l altro comprime propano. I turbogruppi del Mixer Refrigerant hanno come motrici turbine a gas tipo MS6001 o MS7001 e realizzano tre fasi di compressione con un compressore assiale ed un compressore centrifugo bifase; in fondo alla linea d asse è installato un helper costituito da turbine a vapore o motori elettrici di grossa potenza. Il turbogruppo per la compressione del propano si differenzia dal fatto di avere un solo compressore centrifugo bifase. Riportiamo nella figura 1 uno schematico della linea d asse di un treno per Mixer Refrigerant. Figura 1 Schema della linea d asse di un turbogruppo per Mixer Refrigerant. Complessivamente le macchine installate sono 59 tra turbine a gas, compressori, motori elettrici di grossa potenza e turbine a vapore. PAGINA 4

5 AIMAN - IV CONVEGNO NAZIONALE SISTEMI INFORMATIVI DI MANUTENZIONE Dalla parte dell utilizzatore. Figura 2 Modulo di compressione. Il contratto prevede degli obblighi sull erogazione del servizio, principalmente sulla manutenzione dei macchinari. Le manutenzioni garantite sono: Manutenzioni programmate Manutenzioni routinarie Manutenzioni a guasto (unscheduled) Manutenzioni su chiamata Al termine d ogni attività di manutenzione Nuovo Pignone deve presentare al cliente il report dell intervento; nel caso che l intervento sia stato effettuato a seguito di un guasto, deve anche fare la RCA (Root Cause Analysis). Gli interventi devono essere effettuati traguardando la disponibilità dei macchinari che è stata garantita su ciascuno dei turbogruppi con formule di rivalutazione del canone di tipo bonus-malus. Il contratto prevede anche la gestione del magazzino locale del cliente, ma solo della sezione dove sono stoccate le parti di ricambio per l impianto in global services. Oltre al magazzino cliente deve essere gestita un altra piccola parte con alcuni materiali ed attrezzature di proprietà Nuovo Pignone. Per gestire il contratto è stata creata localmente una piccola organizzazione composta da personale Nuovo Pignone espatriato e da collaboratori locali. Un altro punto critico del contratto è la gestione delle parti capital delle macchine, tipicamente pale ed ugelli turbina. Questi componenti, dopo il loro impiego nelle macchine per un ciclo di manutenzione, possono subire una o più riparazioni da effettuarsi nell officina specializzata di Firenze, per poi essere di nuovo installate in macchina per un altro ciclo. Firenze, 18 Maggio 2005 PAGINA 5

6 Requisiti del CMMMS Caratteristiche e requisiti che il CMMMS deve possedere per permetterne la gestione. L asset Le risorse Gli acquisti Basandosi sul contratto sono state definite le caratteristiche ed i requisiti che il CMMMS deve possedere, come minimo, per permetterne la gestione. Il sistema informativo di manutenzione per il contratto in definitiva deve gestire: 1) L asset 2) Le risorse 3) Gli acquisti 4) L inventory 5) Gli ordini di lavoro 6) La programmazione 7) La reportistica 8) I parametri RAMS Diamo una breve descrizione delle caratteristiche salienti per ciascun campo di gestione del CMMMS: Utilizza il modello dell asset per determinare le relazioni gerarchiche esistenti tra le apparecchiature, le relative posizioni fisiche ed i sistemi associati. Permette l'identificazione delle apparecchiature, la registrazione dei costi associati, dei dati storici e dei guasti. Associa a magazzini, officine e costruttori una collocazione per seguire con facilità e con continuità lo spostamento delle apparecchiature Contiene informazioni su risorse umane, qualifiche sia del personale NP che dei subappaltatori Crea dei record per qualifica includendo le paghe orarie sia ordinarie sia straordinarie. Associa i record delle risorse umane ai record delle qualifiche per organizzare la manodopera. Crea Richieste d Offerta (RdO) per la selezione di fornitori di materiali e servizi. Crea Richieste d Acquisto (RdA) o Ordini d Acquisto (OdA) di materiali e servizi. PAGINA 6

7 AIMAN - IV CONVEGNO NAZIONALE SISTEMI INFORMATIVI DI MANUTENZIONE Dalla parte dell utilizzatore. L inventory Gli Ordini di Lavoro (OdL) La programmazione Crea RdA ex-novo o basate sulle richieste provenienti dai magazzini e OdL (Ordini di Lavoro). Crea automaticamente OdA a partire da RdA. Rende possibile operazioni dirette per ordinare e imputare materiali e servizi su OdL o Centro di Costo. Consente la definizione d attributi per la successiva ricerca degli articoli, delle apparecchiature e delle collocazioni. Visualizza tutti gli asset sui quali è utilizzato uno specifico articolo. Gestisce gli articoli presenti a magazzino in un sistema multi-magazzino. Approvvigiona i magazzini quando le giacenze scendono sotto livelli predefiniti di scorta di sicurezza. Riordina automaticamente gli articoli per i quali la durata di vita prevista è superata. Crea magazzini temporanei per i materiali in transito. Impiega la metodologia Just-In-Time per generare gli OdA, utilizzando sia le date di prenotazione provenienti da OdL sia i tempi d approvvigionamento. Imputa i materiali a OdL o Centri di Costo. Accede alle informazioni relative ai costi più aggiornati e alla giacenza degli articoli. Visualizza dettagliate informazioni relative ai piani di lavoro, programmi, costi, risorse umane, materiali, apparecchiature e documenti allegati. Registra le richieste d'intervento di routine. Registra le operazioni di manutenzione e chiude gli ordini di lavoro direttamente all'atto della richiesta d intervento. Definisce e mette in sequenza diversi lavori relativi ad asset multipli correlati da collocazione e/o tipologia di apparecchiatura. Crea WBS (Working Breakdown Structure) per relativi OdL. Evidenzia la necessità di messa in sicurezza dei macchinari prima di poter procedere agli interventi. Piani di Lavoro Gestisce quantità e costi per operazione o piano di lavoro. Divide i piani di lavoro in sequenze d operazioni, evidenziando la stima d impiego di pezzi di ricambio, di manodopera e d attrezzature. Firenze, 18 Maggio 2005 PAGINA 7

8 La reportistica Ispezioni Definisce i piani ed i programmi d ispezione. Registra i dati delle Ispezioni al fine di permettere la successiva verifica di conformità con i requisiti delle normative. Analizza i dati d ispezione per consentire la manutenzione predittiva. Manutenzione Preventiva Permette la generazione manuale o automatica di OdL relativi alla manutenzione preventiva. Mette in sequenza piani di lavoro multipli su un'unica scheda madre di manutenzione. Calendari I parametri RAMS Crea record di pianificazione per permettere la visione dei periodi d arresto delle apparecchiature e della disponibilità di risorse umane. Visualizza i calendari tramite data d'inizio/fine delle operazioni evidenziando turni, giorni festivi e ferie del personale. Associa i calendari ai record delle risorse umane e delle qualifiche per pianificare il lavoro in funzione della disponibilità delle apparecchiature e del personale. Prepara rapporti personalizzati alla chiusura degli OdL. Prepara rapporti alla fine dell anno sulla disponibilità effettiva dei macchinari. Calcola l MTBF delle singole apparecchiature. Calcola l MTTR delle singole apparecchiature. PAGINA 8

9 AIMAN - IV CONVEGNO NAZIONALE SISTEMI INFORMATIVI DI MANUTENZIONE Dalla parte dell utilizzatore. Lo sviluppo del CMMMS Lo sviluppo si è svolto su due attività parallele: l implementazione delle informazioni tecniche e l interfaccia con l ERP del cliente. Definita la specifica del CMMMS è stato selezionato un programma commerciale che soddisfaceva a tutte le esigenze in precedenza elencate. Dopo l acquisto del programma è iniziato il suo sviluppo che si è svolto su due attività parallele: l implementazione delle informazioni tecniche e lo sviluppo vero e proprio con la configurazione dell interfaccia con l ERP del cliente, la creazione dei flussi delle informazioni, dei ruoli del personale, ecc. Lo sviluppo del database Le informazioni tecniche sono state implementate in un database costituito da una serie di tabelle relazionate che in seguito sono state importate nel sistema informativo. Riportiamo in figura 3 lo schema delle tabelle principali. Le tabelle si possono divedere nelle seguenti quattro aree in base al tipo dell informazione contenuta: L anagrafica d impianto: dati sull equipment e sulle parti di ricambio. La manutenzione programmata: dati sui piani di manutenzione preventiva e l associazione ad equipment ed OdL. Le risorse per le manutenzioni programmate: elenchi attività, attrezzature, personale e materiali necessari. Le risorse del sistema di manutenzione: dati sul personale (esterno ed interno), sulle attrezzature e sull inventory. Figura 3 Le tabelle relazionate. Firenze, 18 Maggio 2005 PAGINA 9

10 Nei prossimi paragrafi descriviamo in maniera più approfondita le informazioni di tipo tecnico contenute nel database. L anagrafica d impianto L anagrafica del CMMMS nella tabella equipment rispecchia la configurazione dell impianto, perciò è stata creata una struttura ad albero le cui radici sono le tre aree in cui è raggruppato il macchinario sotto contratto. Sono stati creati sei livelli gerarchici, dove l ultimo è costituito dai cosiddetti ISM (Item Subject to Maintenance). Approssimativamente sono stati individuati ISM, che sono costituiti in genere da strumentazione, motori elettrici, pompe, valvole, ecc. I livelli gerarchici in cui sono suddivisi gli impianti sono: 1) Aree 2) Moduli 3) Unità (turbogruppi) 4) Macchine 5) Sistemi 6) ISM Riportiamo in Figura 4 un tipico della struttura ad albero per l impianto. E fondamentale la corretta associazione dei tag alle apparecchiature per una loro univoca identificazione. La tabella, essendo tutte macchine di fornitura Nuovo Pignone, è stata ottenuta elaborando le distinte materiali presenti nel sistema informativo dell ingegneria. Figura 4 Esempio di struttura ad albero ed associazione dei tag. PAGINA 10

11 AIMAN - IV CONVEGNO NAZIONALE SISTEMI INFORMATIVI DI MANUTENZIONE Dalla parte dell utilizzatore. Parallelamente alla tabella dell equipment è stata creata la tabella delle parti di ricambio; in questa tabella a ciascun ISM sono state associate le parti di ricambio, dove presenti, con le informazioni necessarie alla loro corretta individuazione. Per l impianto sono state catalogate circa parti di ricambio. Alcune parti di ricambio sono allocate nel magazzino del cliente (inventory), mentre quelle necessarie per le programmate in maggioranza saranno ordinate just-in time. - La programmazione L organizzazione dei piani di manutenzione rispecchia le esigenze del contratto che prevede interventi programmati su tutte le macchine ed i loro sistemi ausiliari. Per gestire la complessità e la numerosità degli interventi è stata impostata una struttura gerarchica ad albero anche per i piani di manutenzione. La manutenzione programmata, su questo tipo d impianto, è guidata dalle manutenzioni sulle turbine a gas che ricordiamo è cadenzata dal numero delle ore di fuoco. Questo vuol dire che al raggiungimento delle ore di fuoco, per esempio, per effettuare un ispezione delle parti calde (HGPI Hot Gas Path Inspection), saranno fatte le manutenzioni programmate di tutti gli altri componenti dell impianto, dai compressori centrifughi alla strumentazione. Nella tabella Planned Maintenance è stata creata la struttura gerarchica degli interventi di manutenzione preventiva e l associazione agli ISM interessati. Figura 5 Esempio di struttura ad albero delle manutenzioni programmate. Nella stesura è stato tenuto conto del fatto che ogni piano genera un ordine di lavoro (OdL) ed è sconsigliabile avere troppi ordini di lavoro aperti contemporaneamente perché dovranno essere tutti seguiti, chiusi e consuntivati. Per esempio per una revisione generale di un turbogruppo, che interessa praticamente tutti gli ISM sotto la struttura, sono generati solo una ventina d ordini di lavoro (OdL). Gli ordini di lavoro inoltre devono seguire l organizzazione del personale a disposizione: attività eseguite da ditte diverse devono avere ordini di lavoro diversi; anche all interno della stessa ditta è preferibile avere ordini distinti per discipline o squadre distinte. Nella tabella sono presenti le informazioni sulla programmazione temporale degli interventi tramite l associazione alle date di calendario, ad intervalli di funzionamento o, come nel caso dei turbogruppi, al contatore delle ore di fuoco della turbina. Prossimamente sarà possibile acquisire le ore di fuoco direttamente dal quadro controllo turbina o dal DCS del cliente. Firenze, 18 Maggio 2005 PAGINA 11

12 Le risorse per la programmazione Le attività di manutenzione programmate devono essere accompagnate dalle informazioni riguardanti tutte le risorse necessarie alla loro attuazione. Tali informazioni sono contenute in quattro tabelle associate ai record della tabella manutenzioni: Attività descrizione e sequenza delle operazioni da effettuare. Materiali i materiali necessari, come le parti di ricambio, oli, grassi, ecc. Attrezzature le attrezzature da impiegare Risorse il personale impegnato. In pratica ogni record della tabella manutenzioni genera un ordine di lavoro. Ogni OdL deve dare una chiara indicazione delle attività che devono essere svolte, generare un impegno delle attrezzature e del personale ed una richiesta di materiali che, se presenti in magazzino sono prelevati, altrimenti devono essere ordinati. Le risorse della manutenzione Le risorse disponibili per l attuazione della manutenzione sono elencate nelle tabelle attrezzature, risorse ed invento y. r La prima descrive tutto l hardware disponibile per la manutenzione come i mezzi di sollevamento, le attrezzature speciali di macchina, gli utensili comuni e le apparecchiature di misura. Nella tabella risorse ci sono le informazioni sul personale e sulla qualifica. Il personale a disposizione è quello Nuovo Pignone espatriato, quello delle ditte locali e gli esperti per le manutenzioni programmate sulle macchine che vengono mandati su chiamata da Firenze. La tabella inventory contiene l elenco delle parti di ricambio e dei materiali con l indicazione della quantità effettiva in giacenza. In particolare tra gli attributi di questa tabella si è dovuto mantenere il doppio part number: quello cliente e quello Nuovo Pignone. In definitiva il codice d acquisto di ciascun articolo può essere riconosciuto sia dal sistema informativo cliente che da quello Nuovo Pignone. Una descrizione a parte, per la loro particolarità, va dedicata ai cosiddetti rotable materials. A questa categoria appartengono, per esempio, le parti calde turbina che, dopo il loro impiego in macchina per un certo numero d ore, possono essere riparate ed installate nuovamente fino al successivo ciclo di manutenzione. Questi componenti devono essere gestiti come una serie (es. le pale turbina del primo stadio) la quale è composta da un certo numero di elementi matricolati non separabili: per una turbina a gas si tratta di gestire circa matricole e per tutto l impianto circa matricole. È stata utilizzata la funzione del CMMMS che associa all equipment ed agli articoli dell inventory un numero di matricola, ed è stato implementato un contatore per controllare il numero di volte che il pezzo è stato riparato. Parallelamente è stato progettato ed allestito l hardware del programma e quindi è iniziata la configurazione del CMMMS per dialogare con il sistema informativo del cliente (ERP). Descriviamo di seguito in maniera più dettagliata queste attività di sviluppo. PAGINA 12

13 AIMAN - IV CONVEGNO NAZIONALE SISTEMI INFORMATIVI DI MANUTENZIONE Dalla parte dell utilizzatore. Integrazione CMMMS con il sistema informativo Cliente ERP Per condividere con il cliente i flussi informativi legati alla gestione del magazzino quali ordini, l inventario, gli arrivi, ecc, è stato necessario creare un interfaccia tra il CMMMS ed il sistema informativo del Cliente. Per questo scopo è stato acquistato un modulo aggiuntivo che è stato personalizzato per condividere i dati del magazzino e gestirne gli ordini. Le linee guida per implementare l interfaccia sono state: Per le parti del magazzino, relative al solo macchinario sotto contratto, sia l ERP che CMMMS mantengono una copia speculare del database. La gestione del magazzino e soprattutto i processi d acquisto sono basati sul sistema del cliente. Lo scambio dei dati tra CMMMS ed ERP è eseguito in batch upload/download con file ASCII. Descriviamo brevemente il flusso delle informazioni di gestione del magazzino. Il CMMMS a seguito di una manutenzione programmata o del raggiungimento del minimo stock a magazzino genera automaticamente una richiesta d acquisto (RdA). La richiesta d acquisto è controllata ed approvata dal material manager locale NP e trasferita al sistema informativo del cliente. L RdA, una volta che è stata controllata ed approvata dal cliente, diventa ordine ed inviato a Firenze. Ricevuto l ordine, il materiale è prelevato dal magazzino NP e spedito al committente. All arrivo i materiali sono controllati e presi in carico dal magazzino, quindi sono aggiornati i database del CMMMS ed anche quello del sistema del cliente. Notificato l arrivo dei materiali, Nuovo Pignone emette la fattura ed il cliente confronta l ordine con i materiali arrivati e dà l inizio al pagamento. Figura 6 Schema semplificato gestione ordini per magazzino. Firenze, 18 Maggio 2005 PAGINA 13

14 L hardware del CMMMS e l integrazione con il sistema informativo Nuovo Pignone. Il programma è stato installato su un server locale posto nell impianto del cliente, e questo è inserito in una rete locale LAN (Local Area Networks), al quale hanno accesso alcuni utenti del cliente ed il personale Nuovo Pignone espatriato. Nella sede Nuovo Pignone di Firenze è stato installato un server che mantiene una copia speculare del database di quello che si trova presso il cliente, questo server è inserito nella LAN NP. I due database sono sincronizzati tramite rete WAN (Wide Area Networks) periodicamente. Non si può parlare di una vera e propria integrazione software tra sistema informativo Nuovo Pignone ed il CMMMS in quanto la gestione degli acquisti è effettuata con l ERP del cliente, ma comunque il management di Firenze ha la possibilità di tenere sotto controllo le attività di manutenzione, le richieste d acquisto e tutti i costi del contratto. Il CMMMS prevede circa una dozzina d utenti con diverse responsabilità, permessi d accesso e possibilità di influire sui flussi di lavoro. In particolare a Firenze hanno accesso i managers del contratto, il material manager ed alcuni tecnici dell ufficio d ingegneria di manutenzione. Localmente hanno accesso da parte del cliente il responsabile del contratto services ed il material manager, mentre da parte Nuovo Pignone il coordinatore degli espatriati, il responsabile del magazzino ed alcuni tecnici. In figura 7 è illustrato uno schema semplificato dell hardware e delle utenze del CMMMS. Figura 7 Schema semplificato hardware ed utenze del CMMMS. PAGINA 14

15 AIMAN - IV CONVEGNO NAZIONALE SISTEMI INFORMATIVI DI MANUTENZIONE Dalla parte dell utilizzatore. Parametri RAMS I dati d affidabilità relativi alle macchine ed alla componentistica sono rilevati dall ufficio RAMS in termini di MTBF e MTTR. Alla fine d ogni anno contabile è possibile calcolare la disponibilità di ciascun turbogruppo prendendo come riferimento le date di fermo e d avvio macchina. La disponibilità reale del turbogruppo è confrontata con i valori garantiti, e quindi sono calcolate le penali od i premi con le formule del tipo bonus-malus. I dati d affidabilità relativi alle macchine ed alla componentistica quali motori, pompe, strumenti, ecc. sono rilevati dall ufficio RAMS (Reliability Availability Maintainability & Safety) in termini di MTBF e MTTR, i quali sono calcolati direttamente dal programma. Lo scopo è quello d inserire dati aggiornati nei modelli affidabilistici, già esistenti, degli impianti per prevedere con maggior accuratezza la loro affidabilità e disponibilità. Firenze, 18 Maggio 2005 PAGINA 15

16 Biografia dell Autore Andrea Giusti Nuovo Pignone Oil & Gas GE Power Systems Global Services Division Via Felice Matteucci, Firenze Tel Fax Andrea.Giusti.Ser@np.ge.com Attualmente opera presso lo stabilimento Nuovo Pignone di Firenze in qualità di Maintenance Technology Manager. PAGINA 16