Lo stato dell'arte e le strategie di gestione degli asset aziendali

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1 Osservatorio Tecnologie e Servizi per la Manutenzione (TeSeM) Lo stato dell'arte e le strategie di gestione degli asset aziendali prof. Marco Garetti Dipartimento di Ingegneria Gestionale, Politecnico di Milano Verona, 26 Marzo 2013

2 2 Agenda: - L area gestione della manutenzione - Manutenzione e sicurezza - Risultati delle ricerche dell Osservatorio TeSeM - Nella manutenzione ci vuole ingegneria! - Strategia di manutenzione: di che si tratta? - Gestione del ciclo di vita degli asset - Efficienza e efficacia - Tecnologie e strumenti di supporto per la manutenzione - La manutenzione è cultura!

3 Competenze e iniziative nell area gestione della manutenzione al Polimi DIG Collaborazioni con enti e imprese Politecnico di Milano Dipartimento di Ingegneria Gestionale Master universitario executive (1000 ore di formazione, frequenza 3 giorni/mese)

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5 Cos è la manutenzione? E il lavoro sporco! E qualcosa che ha a che fare solo con prodotti di cattiva qualità! E qualcosa che ha a che fare solo con impianti mal progettati! E solo un costo! E qualcosa da lasciare ai tecnici! Non è importante da un punto di vista gestionale! La perfezione non esiste! Niente è per sempre! Ogni cosa deve essere manutenuta! Una buona manutenzione significa sicurezza, qualità, economia di costi, rispetto ambientale, competitività... La manutenzione può essere un asset strategico! Manutenzione è cultura e sostenibilità!

6 Con cosa ha a che fare la manutenzione? Product design Manufacturing technology Cost evaluation Organization Information & Communication Technology Mathematics Phisics Mechanical engineering Manutenzione Production planning Spares planning Management (operational, tactical, strategic level) Electronic engineering System engineering.. and more.. Enterprise strategy

7 Obiettivi della manutenzione 7 Obiettivi di costo Riduzione dei costi di manodopera Riduzione dei costi dei ricambi Riduzione del capitale immobilizzato Aumento del ciclo di vita degli asset Obiettivi di Produttività Aumento dell Affidabilità del processo Aumento della Disponibilità del processo Aumento della Resa del processo Integrazione fra Manutenzione, Produzione, Direzione e Fornitori Obiettivi di Qualità e Sicurezza Miglioramento della qualità dell output Obiettivo zero difetti nel processo Obiettivo zero guasti alle attrezzature Aumento della Sicurezza Miglioramento della sostenibilità Riduzione delle emissioni.

8 Una buona manutenzione è sicurezza! 2005, disastro ATR42, caduta in mare presso Palermo, causa arresto motori, 19 morti 1988, esplosione e incendio della piattaforma offshore Shell Piper Alpha, 167 morti 1984, disastro impianto Union Carbide di Bhopal, India, 2000 morti

9 Risultati della ricerca dell Osservatorio TeSeM 9

10 Osservatorio TeSeM: Survey sulla maturità manutentiva Settore delle reti 32 % Distribuzione delle aziende per settori e dimensioni 12 % 56 % Grande Impresa 37 % Piccola media impresa Settore di processo Settore manifatturiero Campione: 108 rispondenti 63 % Articolazione del Maturity Index Indice generale di maturità Indice di maturità manageriale Indice di maturità organizzativa Indice di maturità tecnologica

11 Definizione del livello di maturità: Maturity Level dei processi di manutenzione Si garantisce il miglioramento continuo del processo con l identificazione delle cause dei difetti e dei problemi nel processo, sono definite le azioni necessarie per prevenirne l accadimento nel futuro. Prestazioni del processo misurate con l identificazione delle cause di variazioni anomale; buon bilanciamento tra analisi quantitative e qualitative; gestione del processo assicurata da responsabilità organizzative e sistemi tecnici pienamente funzionali.. Il processo è pianificato; analisi semi quantitative effettuate periodicamente per sviluppare le buone pratiche di gestione; gestione del processo non completa per quanto riguarda responsabilità organizzative e/o sistemi tecnici. Il processo è parzialmente pianificato; analisi delle prestazioni dipendente dalla competenza personale del gestore; la gestione del processo è parziale per mancanze nell organizzazione e/o nei sistemi tecnici. Il processo è poco controllato, o non controllato del tutto. I processi di manutenzione Strategia e organizzazione Progettazione Pianificazione Esecuzione Consuntivazione e Controllo Risorse e Strumenti di supporto

12 Risultati della Survey La maturità dei processi di manutenzione La maggior parte delle aziende di processo è in classe ML4 (gestione dei processi garantita da responsabilità organizzative e sistemi tecnici pienamente funzionali ). La maggior parte delle aziende del settore reti è in classe ML3 (alcune in ML4). La maggior parte delle aziende del settore manifatturiero è in classe ML3, ve ne sono però parecchie in classe ML2 ( parziale pianificazione nei processi e dipendenza dalla competenza personale del gestore ). 60% % campione 50% 40% 30% 20% 10% Maturità per settore: Manifatturiero Processo Reti (utilities) 0% ML1 ML2 ML3 ML4 ML5 45% 40% % campione 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 42 % Maturità: tutto il campione 0% ML 1 ML 2 ML 3 ML 4 ML 5

13 Risultati della Survey: Importanza di IdM + CMMS per essere Best in class Scelte tipiche fatte dalle aziende per il miglioramento della manutenzione CMMS Ingegneria di Manutenzione (IdM) Outsourcing tecnico Outsourcing operativo (vs GSM) Diffusione delle soluzioni tecnicoorganizzative che abbinano CMMS e Ingegneria di manutenzione IdM No Sì CMMS Sì No 32 % 13 % 24 % 31 % 56% 44% La maggior parte delle aziende che si collocano ai livelli alti di Maintenance Maturity rientrano nel 56% del campione in cui è in uso un CMMS, specie se abbinato a metodi di Ingegneria di Manutenzione. Il CMMS è lo strumento fondamentale nel modello di business, ma si deve abbinare ad un adeguato sviluppo dell Ingegneria di Manutenzione per garantire prestazioni best in class.

14 Risultati della Survey: Uso del CMMS e aspetti collegati Il carico/scarico dei ricambi è registrato? Quale supporto si utilizza per la gestione dei ricambi?

15 Risultati della Survey: Aziende dotate di CMMS > funzionalità utilizzate 100% Non svolta Altro CMMS/ERP 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

16 Ingegneria di manutenzione 16

17 Ingegneria di manutenzione: Disponibilità operativa I 5 pilastri della Disponibilità Operativa Disponibilità operativa Fonte: A. Arata

18 Ingegneria di manutenzione: Necessità di una visione sistemica Necessità di una visione sistemica per valutare l affidabilità e la disponibilità operativa Il guasto è sempre locale, ma gli effetti sono sistemici! Risorse economiche 18 Fonte: A. Arata 2012

19 Ingegneria di manutenzione: FMECA Failure Mode and Effect Criticality Analysis Liv. 3 Circuito principale e ausiliario FMECA: Failure Mode and Effect Criticality Analysis Liv. 4 Pompe Tubazioni Serbatoio Pistone Valvole Liv. 3 Impianto di raffreddamento Liv. 4 Pompe Tubazioni Serbatoio Scambiatore Valvole Liv. 3 Impianto di filtrazione Liv. 4 Pompe Tubazioni Filtri Valvole

20 Ingegneria di manutenzione: RBD Reliability Block Diagram RBD: Reliability Block Diagram

21 Ingegneria di manutenzione: TPM Total Productive Maintenance I metodi del TPM: - Riduzione dei tempi di set-up - Miglioramento continuo (PDCA) - Analisi di Pareto - Analisi OEE - Metodo dei 5 perché - Automanutenzione - Analisi del processo - Analisi causa-effetto (diagramma Ishikawa) - Ordine e pulizia - QUAL can support Approvazione Materiale GEST executes is input for can support Controllo Qualità DB Saggi Arrivo Materiale da Fornitore Gestione Entrata Materiale Materiale 'entrato' executes Magazzino provides input for Bolla di accompagnamento Magazzino BEM executes Immagazzinamento can support is input for MAG scollegato Trasmissione Sensori cambio gamma sporco rotto scollegata Elettrovalvola sist. oleo rotta sporchi Sensori action Motore In corto Avvolgimenti rotti interrotti Tubi sist. oleo usurate intasati Spazzole usurate Guarnizioni sist. oleo Bloccati pizzicate Cuscinetti rotti check Sistema di bloccaggio utensili rotti Tubi sist. oleo intasati usurate Guarnizioni sist. oleo pizzicate plan do guasta Alimentaz scollegata... Materiale RESPINTO PROCEDERE UTILIZZABILE APPROVATO Immagazzinato Gestione Reclami a Fornitore Aggiornamento has output of Magazzino Logico can support GEST Stato Magazzino Logico has output of Aggiornamento Magazzino Fisico Stato can support Magazzino MAG Fisico Down Time per guasto dei diversi sottosistemi di un Annual Down Time usage Cumulative an Codice sottosistema

22 Strategia di manutenzione 22

23 Strategia di manutenzione: Perché? 23 Una strategia di manutenzione è necessaria perché le performance di manutenzione influenzano direttamente le performance di business (qualità prodotto, costi del servizio, soddisfazione del cliente) e i più stretti margini operativi di oggi impongono che la manutenzione sia in grado di garantire, attraverso un adeguata «vision», le prestazioni attese dagli impianti I costi di manutenzione sono spesso una realtà minore a paragone dei costi derivanti dal non avere un adeguata manutenzione. La strategia di manutenzione deve essere definita in stretta coerenza con la strategia aziendale e di produzione, così da creare quel quadro di riferimento delle «giuste scelte di base» per ciascuna specifica realtà tecnologica, organizzativa, gestionale e di business La strategia di manutenzione deve essere concepita come un processo di miglioramento continuo atto a sempre meglio coniugare le scelte adottate con il contesto in cui l azienda opera. Gli uomini di manutenzione devono ragionare come manager e valutare quel che il business richiede nel suo complesso, evitando la focalizzazione sulla sola riduzione dei costi di manutenzione!

24 Obiettivo: Minimo costo totale di manutenzione Obiettivo: costi propri+indotti = minimo! Costi di Manutenzione ordinaria Costi Propri Costi Indotti Costi Diretti Costi Indiretti 1) Costi propri [visible], costi delle risorse utilizzate per l attività di manutenzione: a) Costi propri diretti: costi direttamente associati all attività di manutenzione: i) ore di lavoro, ii) prestazioni di terzi, iii) ricambi. b) Costi propri indiretti: costi generali organizzativi e di funzionamento dell attività manutentiva: i) struttura manutenzione, ii) servizi tecnici e ausiliari, iii) immobilizzo materiali. 2) Costi indotti [hidden], valorizzazione economica delle perdite generate dall inefficienza manutentiva: i) mancata erogazione del servizio, ii) produzione di non qualità, iii) inefficienza di processo, iv) mancata sicurezza

25 Strategia di manutenzione: La situazione 25 Spesso non esiste una strategia di manutenzione consapevole o, se esiste, è inadeguata! Spesso la strategia di manutenzione e le misure di prestazione impiegate per essa sono inconsistenti con la complessiva strategia del business aziendale Spesso si verifica un analogo tipo di inconsistenza fra la strategia di manutenzione e la gestione operativa degli asset Strategia di business Strategia di manutenzione Gestione degli asset

26 Strategia di manutenzione inadeguata: Un caso eclatante 26 Indagine effettuata su un impianto per la generazione di energia elettrica Technical location (TL), at present: ( ) Work orders: (period ) TLs with work orders: (out of 9.921) L analisi fatta: Al fine di verificare la strategia di manutenzione, si sono classificati gli asset dell impianto (Technical Location, TL) in base al loro Grado di Criticità (GC), calcolata come il prodotto, in opportuna scala, della probabilità di guasto per la severità degli effetti del guasto: GC = Pg x Sg Riadattato da: A. Crespo, 2011

27 Strategia di manutenzione inadeguata: Un caso eclatante 27 Classificazione per grado di criticità dei asset dell impianto Gli asset sono divisi divisi in 3 classi per Grado di Criticità: Rossa, Gialla e Verde, corrispondenti rispettivamente ad Alta, media e Bassa criticità Cliccare per vedere la lista asset Frecuencia Alta VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA Frecuencia Media VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA Frecuencia Baja VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA Consecuencias Asset a basso grado di criticità La figura evidenzia come la categoria ad alta criticità (caselle ROSSE) sia costituita da un numero molto piccolo di asset, mentre la maggior parte di essi è nella categoria VERDE. Riadattato da: A. Crespo, 2011

28 Strategia di manutenzione inadeguata: Conclusioni 28 Risultati dell indagine sulla strategia di manutenzione dell impianto - Il valore economico complessivo dei work order di manutenzione per tutti gli asset della zona Verde è risultato pari a circa 2 Meuro/anno - Appare evidente la possibilità di una ridefinizione delle politiche e dei target di manutenzione per spostare a risparmio o ad investimento parte dei costi della zona VERDE - L analisi sembra mettere in luce che certe volte la manutenzione pone in atto pratiche di intervento basate sulle consuetudini o sulle indicazioni dei fornitori degli asset senza una revisione critica delle stesse e che il management aziendale non è conscio dell importanza di porre attenzione alla definizione, allo sviluppo e alla messa in pratica di un adeguata strategia di manutenzione Riadattato da: A. Crespo, 2011

29 Strategia di manutenzione: La sua concezione 29 Concept del processo di definizione della strategia di manutenzione: Definizione della strategia -Caratteristiche degli asset -Strategia del business Vision Obiettivi: - di business - di manutenzione Presente Analisi gap e pianificazione Futuro Business model della manutenzione Scelte di base e definizione del quadro di riferimento della strategia di manutenzione - La strategia caratterizza il successo della manutenzione nell organizzazione - La corretta strategia determina l efficacia delle successive fasi di attuazione Come sempre, la definizione della strategia parte da una «vision», cui deve seguire un piano d azione che definisca cosa voglio ottenere e come posso arrivare ad averlo

30 Strategia di manutenzione: La sua attuazione 30 Dalla concezione all attuazione della strategia di manutenzione: Attuazione della strategia Business model di manutenzione Definizione di KPI Valori attuali dei KPI Politiche di manutenzione Processi operativi di manutenzione - La corretta attuazione della strategia permette di minimizzare il costo totale di manutenzione - La corretta attuazione della strategia determina l efficienza di gestione della manutenzione Valori obiettivo dei KPI

31 Strategia di manutenzione: Ruolo degli indicatori di prestazione 31 Classificazione delle decisioni di manutenzione Indicatori di prestazione della manutenzione 1. Decisioni strategiche di manutenzione 2. Decisioni tattiche di manutenzione 3. Decisioni operative di manutenzione 1. Total Cost of Ownership (TCO) 2. MTBF, MTTR, tasso di guasto, coefficienti di Weibull, 3. Costi indotti (hidden costs), OEE

32 Strategia di manutenzione: Gli strumenti 32 1) Metodi basati sulla valutazione della criticità degli asset Frecuencia Alta VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA Frecuencia Media VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA Frecuencia Baja VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA VER LISTA Consecuencias ) Metodi basati su Balanced ScoreCard di manutenzione (uso di più indicatori principali) 3) Valutazione del ciclo di vita degli asset (per scelte di investimento) Mission & Strategy Strategic Objectives Improve maintenance cost effectiveness Improve equipment availability Improvement of maintenance process & documentation Ensure suitable training levels to fulfill the mission Measures (KPI s) -Maintenance cost (%) per unit produced -MTBF -MTTR -ISO 9001 compliance -Training level per each maintenance level Targets Current: 10% Target: 7% - 20% MTBF - 10% MTTR Maintenance certification before Definition of the precise maintenance training level per maintenance level Action Plans -Ensure proper data acquisition -Criticality analysis -PM compliance -RCM Program -Improve maintenance materials management -Develop all remaining procedures and technical specifications -Definition of the training level per maintenance level -Training level assessment Perspective Financial Customer Internal Processes Learning & Growing

33 Strategia di manutenzione: Gli strumenti 33 Valutazione del ciclo di vita degli asset (asset lifecycle management) - Il metodo consiste sostanzialmente nel valutare il TCO (Total Cost of Ownership) dell equipment (Gartner, 1987), cioè la somma di tutti i costi sostenuti durante la vita operativa dell asset (includendo acquisizione, installazione, operatività, manutenzione, dismissione) i = subsystem index, j = index of component type, k = index of year of life

34 Strategia di manutenzione: Valutazione del Total Cost of Ownership (TCO) 34 Valutazione del costo totale di possesso durante il ciclo di vita degli asset Oggi si stanno facendo sostanziali passi avanti nello sviluppo di strumenti software che permettono di simulare l evoluzione degli stati dell equipment durante la vita prevista, consentendo così un agevole applicazione del calcolo del TCO.

35 Efficienza e efficacia in manutenzione 35

36 Obiettivi di miglioramento in manutenzione Costi/Ricavi Ricavi miglioramento performance aumento volumi miglioramento qualità Profitti Costi costi di manutenzione immobilizzi materiali tecnici Miglioramento della manutenzione

37 OEE (Overall Equipment Effectiveness) OEE misura l efficacia produttiva di un impianto. E dato dalla combinazione di disponibilità, rendimento e qualità: OEE = % disponibilità x % output realizzato x % tasso di qualità Tempo teorico di produzione Tempo programmato di produzione Tempo di fermata programmato Fattore Programmato (Pp) Tempo lordo di operazione Perdite tecniche Guasto impianto Set up - Regolazioni Fattore di Disponibilità (A) Tempo netto di operazione Perdita di velocità Fermate minori Riduzione di velocità Fattore di Rendimento (P) Tempo di Produzione utile Perdita di qualità Difetti di processo Perdite all'avvio Fattore di qualità (Q) Le 6 grandi perdite

38 I metodi e gli strumenti di analisi e supporto Fermate pianificate Guasto impianto Set up - Regolazioni Fattore di Disponibilità (A) x I metodi e gli strumenti Organizzazione della manutenzione e dei processi Raccolta e gestione sistematica dei dati (CMMS) Metodi di analisi dei guasti e dell affidabilità (FMECA, RBD, IdM) Metodi sistematici per il miglioramento continuo (TPM) Riduzione del tempo di set-sup Programmazione degli interventi di manutenzione (CMMS) Gestione del ciclo di vita degli asset (total cost of ownership) Fermate minori Riduzione di velocità Fattore di Rendimento (P) x Creazione di procedure di avvio e set-up macchine (IdM & CMMS) Creazione di standard di manutenzione (IdM & CMMS) Raccolta dati su piccole fermate (CMMS) Stesura Piani di Miglioramento Interventi di miglioramento su resa e capacità (TPM) Difetti di processo Perdite all'avvio Le 6 grandi perdite Fattore di qualità (Q) Analisi difetti e ricerca cause (IdM&CMMS) Standard operativi per avvio e set-up Regolazione e ripristino condizioni operative originali

39 Efficacia ed efficienza in manutenzione Efficienza (fare con meno) Pratiche inadatte, molto ben eseguite Pratiche inadatte e mal eseguite Buone pratiche e ben eseguite Buone pratiche, ma mal eseguite Efficacia (fare meglio)

40 Le tecnologie di supporto per la manutenzione 40

41 Tecnologie di supporto: I sistemi informativi Controllare e raccogliere informazioni Sistemi di Registrazione Registro dati dell esecuzione (DB) Analisi Statistica Controllo dei costi Risultati (Dati) Gestire la manutenzione (progetti, ordini, ) Sistemi di Esecuzione Ordini di Lavoro (OdL) Gestione della Manutenzione Riparazione, Operazione (MRO) Programmazione e Follow-up PM MC PM Analisi Ingegneria di manutenzione Master Plan Analizzare, progettare e migliorare la manutenzione Maintenance Engineering Systems Analisi Guasti Pianificazione, Progettazione Interventi di miglioramento

42 Tecnologie di supporto: Microelettronica e mobilità Microelettronica sugli Impianti Mobilità: smartphone e PDA Integrazione logistica Maintenance Engineering Systems Pianificazione interventi, Gestione ricambi, Gestione persone.... CMMS & R-MES WEB ERP & CMMS Raccolta dati dal campo Analsi dati, diagnosi, predizione Gestione della manutenzione e integrazione a livello aziendale

43 La manutenzione è cultura 43

44 I molteplici ruoli della manutenzione La formazione, le scienze sociali e la cultura hanno un ruolo fondamentale nel promuovere la consapevolezza delll importanza della manutenzione per la competitività, la qualità della vita e la sostenibilità (nel senso più ampio di rispetto per l ambiente, per la società e per l economicità). A. Arata La maturità delle persone verso la manutenzione è un fattore essenziale per la realizzazione di un mondo più civile e sicuro. La natura con il suo meraviglioso ciclo di rigenerazione deve essere di esempio per superare la primordialità di ciclo degli artefatti umani

45 The M4SM IMS MTP initiative IMS MTP Manufacturing Technology Platform Maintenance for Sustainable Manufacturing Acronym: M4SM Website:

46 Quando un cambio di paradigma? Passato Massimo guadagno con il minimo di capitale investito cioè trarre profitto e sviluppo dalla pura efficienza nell uso del denaro Futuro Massimo valore aggiunto dal minimo uso di risorse cioè ottimizzare l uso delle risorse Fonte: European Commission, Feb. 2009

47 Riferimenti bibliografici L. Furlanetto, M. Garetti, M. Macchi, vol. 1 "Principi generali di gestione della manutenzione", FrancoAngeli, Milano, 2006 L. Furlanetto, M. Garetti, M. Macchi, vol.2 "Ingegneria della manutenzione", FrancoAngeli, Milano, 2007 L. Furlanetto, M. Garetti, M. Macchi,vol.3, "Pianificazione, organizzazione e gestione tecnicoeconomica della manutenzione", FrancoAngeli, Milano, 2011 M. Macchi, G. Turconi, Progettare e gestire il sistema di manutenzione, FrancoAngeli, Milano, 2011