Manutenzione preventiva, reattiva e predittiva nell’industria automatizzata

Cosa significano i termini manutenzione reattiva, preventiva (o programmata) e predittiva? Qual è il modo migliore di preservare le apparecchiature impiegate nei processi industriali, bilanciando i rischi di fermo e la spesa per la conservazione delle utenze in perfetto stato funzionale?

In questo articolo parliamo dei tre modelli di manutenzione più adottati nell’industria, vediamo in cosa consistono e ne analizziamo i pro e i contri.

L’importanza della manutenzione nelle linee produttive.

Per chi opera nel campo dell’automazione industriale, la questione della manutenzione delle apparecchiature assume un ruolo fondamentale, sia per chi sta dalla parte della fabbrica (i manutentori delle linee e chi gestisce i budget), che per chi fornisce i sistemi d’automazione stessi.

Con l’avvento dell’industria 4.0, sempre più i sistemi di controllo e monitoraggio dei processi produttivi si stanno integrando; questo ha fatto sì che anche chi programma i plc e i supervisori deve oggi integrare nei suoi progetti alcune soluzioni per agevolare il processo di manutenzione.

La manutenzione correttamente pianificata ed eseguita permette alle fabbriche di risparmiare denaro, dato che in molti casi la rottura di un apparecchio su una linea produttiva può comportare il fermo impianto anche per delle ore, e ci sono realtà dove ogni ora di fermo macchina costa alle aziende migliaia di euro.

Ecco che mantenere le apparecchiature in ottimo stato, magari senza attendere che si rompano diventa fondamentale.

Ma cosa significa fare manutenzione? Sostanzialmente ci sono tre modi di operare, e li vediamo nel prossimo paragrafo.

I tipi di manutenzione nell’industria.

Fondamentalmente ci sono due modi di attuare la manutenzione nelle fabbriche: quella reattiva e quella preventiva, chiamata anche programmata. Qualsiasi sia il tipo di manutenzione scelto, fondamentale risulta avere le attrezzature per svolgere il lavoro e le parti di ricambio pronte in magazzino, altrimenti i fermi linea possono davvero diventare importanti e comportare alti costi.

La manutenzione reattiva.

Nella manutenzione reattiva, non si fa altro che aspettare che l’apparecchiatura smetta di funzionare per sostituirla, o ripararla “al volo” se possibile. Questo tipo di manutenzione sembra a prima vista sconveniente, tuttavia bisogna sempre valutare il contesto in cui questa si attua.

Se parliamo di apparecchiature che sono facilmente disponibili per i tecnici e che nel giro di qualche minuto possono essere sostituite o riparate, questo tipo di manutenzione è più conveniente delle altre. In effetti quando si sostituisce una parte preventivamente, può accadere che lo si faccia troppo presto, di conseguenza quell’apparecchiatura potrebbe avere un ciclo vitale inferiore a quello potenziale.

La manutenzione reattiva su apparecchiature difficili da riparare o da sostituire in poco tempo risulta invece sconveniente, soprattutto se questi apparecchi sono fondamentali per il processo che in questo caso subirebbe un fermo macchina importante.

La manutenzione programmata (preventiva).

Diametralmente opposto al sistema di manutenzione reattiva troviamo il metodo preventivo, dove si programma la sostituzione oppure la manutenzione fisica delle apparecchiature, basandosi su dati statistici riguardo al loro ciclo di vita.

Per esempio, si può decidere di sostituire un certo motore ogni duemila ore di lavoro o un attuatore pneumatico dopo diecimila attivazioni on off (questi numeri sono di fantasia). Il concetto è comunque di stimare l’usura degli oggetti nel tempo in base all’ambiente in cui lavorano e agire prima che si guastino.

La manutenzione preventiva utilizza il tracciamento degli azionamenti e delle ore di lavoro e i sistemi SCADA solitamente concorrono alla memorizzazione dei dati per avvisare quando la manutenzione deve essere effettuata, a seconda delle apparecchiature.

Se da un lato la manutenzione preventiva permette di non fermare le macchine, o meglio di sapere quando si dovranno fermare e di non aspettare che si fermino a causa dei guasti, dall’altro questa potrebbe comportare l’accorciamento del ciclo di vita delle apparecchiature. Come facciamo infatti a sapere se per esempio quel motore o quella valvola avrebbe potuto lavorare per ancora dei giorni, delle settimane, o dei mesi?

La manutenzione predittiva e basata sulle condizioni, una nuova frontiera.

Se esiste una procedura per gestire la manutenzione che cerca di “mettere pace” tra le due appena analizzate, questa è sicuramente la manutenzione predittiva, oggi anche associata all’analisi delle condizioni reali. Cosa significa?

Supponiamo di riuscire a fare una manutenzione che non sia programmata ma che avvenga subito prima che il guasto possa verificarsi, non sarebbe un ottima prospettiva? La manutenzione predittiva nasce proprio con questa ambizione.

Riuscire a manutenere o sostituire l’apparecchiatura subito prima che essa “ci abbandoni” è il sogno di tutti i responsabili della manutenzione, i quali devono anche fare i conti con i costi di lavorazione (ore di manodopera dei tecnici) e degli apparecchi. Come si può allora attuare questo tipo di manutenzione?

Oggi per mezzo di tecnologie sofisticate si cerca di analizzare il funzionamento delle apparecchiature in tempo reale, ovvero “guardare” come lavorano e capire se danno dei cenni di “cedimento” che a occhio nudo non si vedono. Per esempio sulle valvole utilizzate nell’industria Oil & Gas sono già operative alcune procedure come quelle appena descritte.

La manutenzione predittiva sfrutta tecnologie per analizzare il funzionamento delle utenze in tempo reale, tracciare e storicizzare dati, e analizzarli seguendo dei modelli predittivi anche molto sofisticati; come abbiamo visto con lo scopo di prevedere il momento appena prima del fault.

Questo tipo di operazioni viene sviluppato più velocemente oggi che l’industria 4.0 ha portato grande integrazione tra le varie aree della fabbrica.

Nella prossima immagine vediamo riassunte le prerogative dei tipi di manutenzione che abbiamo visto oggi. Troviamo che ogni metodologia ha un costo preventivo e di riparazione, nonché un numero diverso di guasti, e si nota che il metodo predittivo offre una sorta di equilibro.

MANUTENZIONE PREVENTIVA, REATTIVA E PREDITTIVA NELL'AUTOMAZIONE INDUSTRIALE