Indice Prefazione Presentazione XI XII PARTE PRIMA 1 1 Complessità dei sistemi 2 2 Elementi di statistica e di teoria della probabilità 13 3 Elementi di teoria della affidabilità, manutenibilità e disponibilità 20 3.1 Cause comuni di guasto 28 4 Affidabilità dei sistemi complessi 29 5 Politiche e strategie di manutenzione 34 5.1 Reliability Centered Maintenance - RCM 38 5.2 Manutenzione produttiva o Total Productive Maintenance - TPM 40 5.3 Strategie manutentive 41 5.3.1 La manutenzione a guasto o correttiva 42 5.3.2 La manutenzione preventiva 42 5.3.3 La manutenzione predittiva 43 5.3.4 La manutenzione migliorativa 45 5.4 La scelta della strategia di manutenzione più opportuna 47 PARTE SECONDA 53 6 Life Cycle Cost Analysis - LCCA 54 6.1 Struttura e riflessioni sugli elementi di costo 58 6.2 La documentazione della LCCA e la terminologia da utilizzare 59 6.3 Le regole della LCCA 62 6.4 Le misure supplementari di una analisi LCC: NS, SIR, AIRR, Payback 65 6.4.1 Net Savings - NS 65
VI Indice 6.4.2 Savings-to-Investment Ratio - SIR 66 6.4.3 Adjusted Internal Rate of Return - AIRR 66 6.4.4 Payback 67 7 Simulazione ingegneristica 70 7.1 Il metodo Monte Carlo 72 7.2 Distribuzioni di probabilità discrete equivalenti a distribuzioni continue 77 7.3 Concetti fondamentali di un algoritmo Monte Carlo 78 7.3.1 I numeri random 78 7.3.2 Il campionamento di numeri random a partire da una qualunque distribuzione di probabilità 79 7.3.3 Integrazione Monte Carlo 80 7.4 Una definizione di affidabilità strutturale 83 7.5 Incremento della efficienza della simulazione 85 7.6 Un semplice esempio di applicazione del metodo Monte Carlo 87 8 FMEA e FMECA 93 8.1 MAGEC 98 8.2 Glossario della FMEA 99 8.3 Diagramma di flusso della FMEA 101 8.4 Analisi delle criticità - Criticality Analysis 102 8.5 Risk Priority Number - RPN 104 8.6 Esempi di modulistica utilizzata nell analisi FMEA/FMECA 107 8.7 Applicazione della metodologia FMECA 109 9 Modellizzazione a blocchi di affidabilità 112 9.1 Metodologia Reliability Block Diagram 115 9.2 Analisi di sistemi complessi attraverso la modellizzazione RBD 117 9.3 Progettazione orientata alla affidabilità e manutenibilità DFR e DFM 117 9.3.1 Alcune considerazioni sull utilizzo di questo metodo 120 9.4 L integrazione dei modelli RBD con i dati di costo 122 9.5 Una applicazione della metodologia RBD 124 9.6 Prodotti dedicati presenti in commercio 126 9.7 La funzione di annidamento (block nesting) 132 10 Hazard and Operability Analysis HAZOP 135 10.1 Gli step della metodologia 137 10.2 Glossario della metodologia HAZOP 142 10.3 Alcune regole pratiche 143 11 Fault Tree ed Event Tree analysis 146 11.1 La metodologia FTA 148 11.2 Regole fondamentali da considerare nella costruzione di un FT 150 11.3 Applicazione della FTA nella progettazione e nel successivo esercizio di un sistema 151
Indice VII 11.4 FTA: analisi qualitative e analisi quantitative 152 11.5 L analisi FT nel processo decisionale 152 11.6 Applicazione della metodologia FTA allo studio di un semplice sistema 154 11.7 Un esempio di FTA utilizzando un tool di calcolo dedicato 156 11.8 Event tree analysis - ETA 159 11.9 Albero delle decisioni 160 11.10 Regole di calcolo 160 12 Catene e processi di Markov 162 12.1 Una semplice applicazione di un processo di Markov 164 12.2 Un ulteriore esempio di calcolo 165 12.3 Criteri di modellizzazione di un sistema attraverso le catene di Markov 167 12.4 Vantaggi e svantaggi connessi all uso dell analisi markoviana 170 12.5 Analisi di Markov, standard internazionali 171 12.6 Applicabilità dell analisi markoviana 172 13 Reti neurali 177 13.1 Il neurone biologico 183 13.2 Il modello del neurone artificiale 185 13.3 Le architetture neurali 188 13.4 I campi di applicazione 191 13.5 Software per reti neurali 194 13.6 Hardware per reti neurali 195 13.7 Creare un controllo neurale 195 14 La logica fuzzy 202 14.1 Gli insiemi fuzzy 204 14.2 Aritmetica fuzzy 205 14.3 Probabilità di eventi fuzzy 207 14.4 La logica fuzzy applicata all analisi di affidabilità 207 14.5 Un sistema di controllo diagnostico basato sulla logica fuzzy 208 15 Algoritmi genetici 212 15.1 Principi di base degli algoritmi genetici 215 15.2 Principali settori di applicazione degli algoritmi genetici 217 15.3 Operatori principali 217 15.4 Applicazione degli algoritmi genetici alle analisi affidabilistiche 220 15.5 Un esempio di codice 220 16 Sistemi esperti 223 16.1 Caratteristiche generali dei sistemi esperti 223 16.2 Componenti di un sistema esperto 225 16.3 Progettazione di un sistema esperto 226
VIII Indice PARTE TERZA 229 17 Gestione dei piani di manutenzione 230 17.1 La pianificazione dei fabbisogni 232 17.2 Piani di manutenzione 233 17.2.1 Manodopera per mestiere e professionalità 233 17.2.2 Attrezzature di supporto e di ispezione 234 17.3 Giustificazione degli interventi di manutenzione da pianificare 234 17.4 Il budget di manutenzione 236 17.5 Pianificazione e project management 237 17.6 La pianificazione degli approvvigionamenti di materiali tecnici 239 17.7 I conflitti potenziali di una pianificazione 241 17.8 Le tecniche reticolari 241 17.8.1 Project Evaluation and Review Technique - PERT 242 17.8.2 Critical Path Method - CPM 244 17.9 Teoria dei rinnovi 244 18 Criteri e strumenti per la schedulazione 247 18.1 Alcuni problemi di scheduling 249 18.2 Classificazione della schedulazione 250 18.3 Caratterizzazione della schedulazione 251 18.4 Metodi di risoluzione 256 18.5 Principi pratici di schedulazione della manutenzione 257 18.6 Schedulazione della manutenzione: alcune considerazioni 260 18.7 Il ruolo di schedulatore della manutenzione 261 18.8 Un parallelo fra i concetti di schedulazione della produzione e di schedulazione della manutenzione 262 18.9 Software in commercio 263 18.10 Un esempio di applicazione 264 19 Acquisizione dati e monitoraggio delle prestazioni 267 19.1 Alcune definizioni 269 19.2 L importanza dei dati 271 19.3 Alcune proprietà dei dati 272 19.4 La raccolta dei dati affidabilistici 273 19.5 Sistemi integrati per l acquisizione dati 274 19.6 Failure Reporting Analysis and Corrective Actions - FRACAS 274 19.6.1 FRACAS: diagramma di flusso 275 19.7 Prospettive nell acquisizione dati e nel monitoraggio delle prestazioni 279 19.8 Alcune banche dati di riferimento 280 19.9 Supervisory Control And Data Acquisition - SCADA 281 20 Indici di manutenzione 284 20.1 Alcuni esempi di indici 286 20.2 Overall Equipment Effectiveness - OEE 288
Indice IX 20.3 Overall Craft Effectiveness - OCE 290 20.4 Alcune regole pratiche legate alla valutazione degli indici 291 20.5 Considerazioni sull uso degli indicatori in regime di outsourcing 292 APPENDICE Diagnostica dei sistemi 295 A.1 Il condition monitoring 296 A.1.1 Il monitoraggio visivo 297 A.1.2 Il monitoraggio della performance 297 A.1.3 Il monitoraggio delle vibrazioni e del rumore 298 A.1.4 Il monitoraggio del particolato da usura (wear debris) 298 A.1.5 Il monitoraggio del calore 299 A.2 L analisi delle vibrazioni e dell olio lubrificante 300 A.2.1 L analisi delle vibrazioni 300 A.2.2 L analisi dell olio lubrificante 308 A.3 I sistemi informatici a supporto del CM 339 A.3.1 Gli sviluppi futuri nel condition monitoring 341 CASI DI STUDIO 343 Ottimizzazione della lista delle parti di ricambio di una turbina a gas mediante la metodologia ACM (Availability Centered Maintenance) 344 Introduzione 344 Acronimi 345 Comparazione tra RCM e ACM 345 Ottimizzazione della lista ricambi 346 Analisi dei P&I e delle specifiche 347 Analisi delle condizioni operative della turbina a gas 347 Raccolta dati ed analisi di affidabilità 347 Definizione del programma di maintainability 349 Costruzione dell RBD 351 Simulazione Monte Carlo e Availability Importance Ranking 351 Definizione della lista ottimale ricambi 351 L indice di Availability Importance 351 Risultati 352 Ingest Facility - La gestione informatizzata del global service di un patrimonio immobiliare 354 1. Contratto 355 1.1 Norme contrattuali 355 2. Organizzazione del servizio 356 2.1 I servizi 356 2.2 Struttura organizzativa 356 2.3 Strumenti tecnologici di gestione dei servizi 357 2.4 Piano di qualità e procedure gestionali 359 2.5 Sistema di reporting delle attività 359
X Indice 3. Attività operative 361 3.1 Gestione dell utente (attività a chiamata o a evento) 361 3.2 Gestione delle manutenzioni 361 3.3 Gestione delle manutenzioni straordinarie e dei progetti 363 3.4 Gestione attività specialistiche 364 3.5 Gestione degli spazi 365 Il progetto DOMUS per il Bridge Management System della rete ferroviaria italiana 366 Aspetti metodologici specifici del progetto DOMUS 369 Indice analitico 374