Time-Based Maintenance

La manutenzione delle strutture e delle attrezzature è più efficace quando pianificata ed eseguita in modo regolare e proattivo, variando da semplici pratiche di routine a strategie avanzate che sfruttano sensori e analisi dei dati per ottimizzare gli interventi.

La manutenzione basata sul tempo o brevemente chiamata TBM è una parte utile dei programmi di manutenzione più sofisticati, ma è anche un ottimo punto di partenza se si è appena agli inizi del percorso di manutenzione.

In questo articolo, forniremo una panoramica rapida ma completa dei passaggi, dei vantaggi e delle sfide coinvolte nell’implementazione di un programma TBM efficace.

Cos’è la Time-Based Maintenance?

Come prima cosa voglio specificare che Time Based Maintenance significa “manutenzione basata sul tempo”, quindi quest’ultimo è il fattore cruciale di questo metodo.

Possiamo dire che la definizione di TBM è:

“una strategia proattiva che prevede interventi pianificati a intervalli regolari, indipendentemente dallo stato effettivo degli asset”.

Dalla stessa definizione si può capire come tale approccio ha l’obiettivo di garantire il funzionamento continuo delle apparecchiature, rallentandone il deterioramento e riducendo la probabilità di guasti che potrebbero comportare costi elevati e interruzioni operative.

Inoltre questa manutenzione è particolarmente efficace per asset con modelli di usura prevedibili, consentendo di preservare l’efficienza operativa e prolungare la vita utile delle apparecchiature attraverso interventi regolari, in linea con le specifiche del produttore.

Uno studio condotto da Nowlan e Heap per United Airlines nel 1968 ha evidenziato che “solo una minima parte dei guasti segue schemi prevedibili legati all’usura”, suggerendo la necessità di integrare la manutenzione basata sul tempo con strategie di manutenzione diversificate.

—> Per chi vuole approfondire può consultare il PDF ufficiale “Reliability+Centered+Maintenance”.

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Ricerche successive, come quella di Broberg nel 1973 nel settore aeronautico e quelle del Naval Sea Systems Command (1982) nel settore navale, hanno confermato che “la maggior parte dei guasti è di natura casuale, rafforzando l’importanza di approcci ibridi”.

—> Ecco il PDF sulla ricerca sui sistemi di manutenzione del settore navale ufficialmente chiamato “U.S. Navy Analysis of Submarine Maintenance Data and the Development of Age and Reliability Profiles”.

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Infine, un’analisi condotta sui sottomarini della Marina degli Stati Uniti nel 2001 (SUBMEPP) ha sottolineato che la “manutenzione TBM risulta efficace solo per componenti specifici, raccomandando un uso mirato di questa strategia”, integrato con approcci avanzati basati sul monitoraggio delle condizioni.

—> Anche in questo caso, è disponibile per approfondimenti il PDF completo della ricerca “JOINT FLEET MAINTENANCE MANUAL (JFMM)”.

Pro e Contro della Time-Based Maintenance

https://www.linkedin.com/pulse/how-use-time-based-maintenance-right-way-erik-hupj%C3%A9-a0zbf

La Time Based Maintenance è un approccio semplice da implementare, ma presenta sia vantaggi che svantaggi che devono essere valutati attentamente. Vediamoli ora attentamente sia i PRO e i CONTRO:

Vantaggi della Time-Based Maintenance:

• Semplicità di pianificazione: la manutenzione basata sul tempo è facilmente programmabile, con attività di manutenzione fissate a intervalli di tempo regolari, come giornalieri, settimanali o annuali.
• Coerenza nelle operazioni: le operazioni di manutenzione vengano svolte regolarmente, riducendo il rischio di trascurare attività importanti.
• Prevenzione di guasti gravi: utile in contesti dove il degrado dei componenti segue un andamento prevedibile, contribuendo a prevenire guasti catastrofici.
• Facilità di implementazione: non richiede tecnologie complesse ed è facilmente comprensibile ed eseguibile dal personale.

Svantaggi della Time-Based Maintenance:

• Manutenzione eccessiva: le attività di manutenzione vengono effettuate anche quando l’equipaggiamento è in buone condizioni, con il rischio di interventi prematuri che sprecano risorse.
• Alti costi: di conseguenza essendo gli interventi programmati, a prescindere dalle condizioni effettive dell’impianto, si possono generare costi elevati senza migliorare concretamente l’affidabilità.
• Non considera le condizioni reali: purtroppo la time-based maintenance non tiene conto delle variabili che influenzano il degrado dell’attrezzatura, come temperatura, carico di lavoro e condizioni ambientali.
• Efficienza ridotta: in casi specifici questo approccio non ottimizza il ciclo di vita degli impianti, portando a sprechi di tempo e risorse, soprattutto quando tecnologie più avanzate come la manutenzione basata sulle condizioni (CBM) potrebbero essere più efficaci.

Sebbene possa rivelarsi utile in determinati contesti, è fondamentale adottare la manutenzione basata sul tempo con cautela e valutarne attentamente l’applicabilità. In molti casi, è preferibile optare per approcci più moderni, come la manutenzione basata sulle condizioni che permettono di ottimizzare i costi e migliorare l’affidabilità degli impianti nel lungo periodo.

Inoltre, il programma di manutenzione di un impianto dipende dall’andamento del tasso di guasto dell’equipaggiamento, il quale può essere suddiviso in tre fasi principali: burn-in, vita utile e usura.

1. Fase di burn-in: in questa fase iniziale, il tasso di guasto è elevato a causa di difetti di fabbricazione, problemi di montaggio o componenti deboli che si manifestano all’inizio del ciclo di vita dell’impianto. Man mano che i difetti vengono “eliminati” attraverso il processo di rodaggio dell’equipaggiamento, i guasti imprevisti tendono a diminuire.
2. Fase di vita utile: in questa 2° fase l’equipaggiamento entra nella fase di vita utile, caratterizzata da un tasso di guasto stabile e basso. Durante questa fase, l’impianto funziona in modo ottimale, senza guasti significativi, e la manutenzione pianificata a intervalli fissi (tipica della TBM) è più efficace, poiché i guasti sono rari e prevedibili.
3. Fase di usura: nell’ultima fase del ciclo di vita, il tasso di guasto inizia ad aumentare nuovamente, a causa della naturale usura dei componenti, della fatica dei materiali e dell’invecchiamento dell’impianto.

La curva a forma di “vasca da bagno” visibile nell’immagine sottostante, illustra come il tasso di guasto diminuisca inizialmente, rimanga stabile durante la fase di vita utile e poi aumenti nella fase di usura. 

È proprio su questa base che si fonda la Time-Based Maintenance, la quale sfrutta le fasi della curva per pianificare interventi di manutenzione a intervalli regolari, con particolare enfasi sulla fase di vita utile dell’impianto, per prevenire guasti gravi e ottimizzare la disponibilità e l’affidabilità degli impianti nel lungo periodo.

Quando utilizzare la Time-Based Maintenance

La Time-Based Maintenance è indicata in specifici contesti operativi, soprattutto quando la natura del sistema o dell’equipaggiamento ne giustifica l’adozione. I principali scenari in cui risulta appropriata includono:

• Industria manifatturiera: in contesti caratterizzati da linee di produzione standardizzate e attrezzature che operano a cicli regolari, la manutenzione programmata contribuisce a minimizzare i fermi non pianificati.
• Settore energetico: per le apparecchiature di produzione e distribuzione di energia (come turbine, generatori o trasformatori), gli interventi di manutenzione preventiva basati sul tempo aiutano a garantire l’affidabilità del sistema.
• Aviazione e trasporti: in questi ambiti, la manutenzione periodica è spesso regolata da normative stringenti per garantire la sicurezza dei mezzi e delle persone.
• Impianti industriali critici: per mantenere l’efficienza degli asset nonostante l’usura.

La manutenzione basata sul tempo è comunemente adottata per specifici tipi di asset, in particolare quelli caratterizzati da comportamenti e cicli di degrado prevedibili:

• Macchinari con cicli di vita noti: attrezzature il cui degrado segue un andamento ben definito, come pompe, ventilatori o compressori con componenti soggetti a usura regolare.
• Sistemi semplici: asset che non richiedono monitoraggio avanzato, come strumenti meccanici tradizionali o apparecchiature senza componenti elettronici sofisticati.
• Componenti soggetti a usura lineare: elementi come cuscinetti, filtri, guarnizioni o lubrificanti, che hanno una durata media determinata e necessitano di sostituzione o manutenzione regolare.
• Apparecchiature non critiche: sistemi la cui indisponibilità temporanea non compromette la produttività complessiva, permettendo di programmare manutenzioni preventive senza urgenza.

Prima di adottare la manutenzione basata sul tempo, è fondamentale valutare attentamente una serie di fattori per assicurarsi che sia la soluzione più adatta:

• Costi degli interventi: la TBM può comportare costi elevati se le manutenzioni vengono eseguite inutilmente su macchinari ancora in buone condizioni. È essenziale calcolare se il beneficio in termini di affidabilità supera l’onere economico.
• Criticità degli asset: per attrezzature essenziali o strategiche, potrebbe essere più efficace adottare approcci basati sulle CBM o predittivi, che consentono di intervenire solo quando necessario.
• Accesso a tecnologie avanzate: in assenza di strumenti per il monitoraggio in tempo reale, la TBM rappresenta un’alternativa pratica e facilmente implementabile. Tuttavia, l’introduzione di sistemi di Condition Monitoring potrebbe offrire vantaggi significativi.
• Regolarità delle operazioni: è particolarmente efficace in ambienti dove il funzionamento delle attrezzature è regolare e prevedibile, rendendo più semplice la programmazione degli interventi.
• Rischio di manutenzione eccessiva o insufficiente: una pianificazione troppo frequente potrebbe portare a sprechi di risorse, mentre intervalli troppo lunghi potrebbero aumentare il rischio di guasti imprevisti.

La regolarità delle operazioni è un ulteriore fattore determinante. La TBM si rivela particolarmente efficace in ambienti caratterizzati da un funzionamento prevedibile delle attrezzature, dove risulta più semplice programmare interventi regolari.

Tuttavia, è importante trovare un equilibrio nella pianificazione: una manutenzione troppo frequente potrebbe comportare sprechi di risorse, mentre intervalli eccessivamente lunghi aumenterebbero il rischio di guasti imprevisti.

La valutazione attenta di questi aspetti è fondamentale per determinare se la manutenzione basata sul tempo rappresenti la scelta ottimale.

Confronto tra TBM e altre tipologie di manutenzione

Oltre alla Time Based Maintenance esistono approcci alternativi come la manutenzione preventiva e la manutenzione predittiva che differiscono per metodologia, applicabilità e benefici. Comprendere le differenze tra queste strategie è fondamentale per determinare quale sia la più adatta alle esigenze di un’azienda.

TBM vs Manutenzione Preventiva

La manutenzione preventiva è un termine ampio che include la TBM ma comprende anche approcci basati su specifici criteri di utilizzo o performance.

Differenze principali:

• Metodo di applicazione: la TBM si basa esclusivamente su intervalli di tempo prefissati, mentre la manutenzione preventiva può includere interventi programmati in base a fattori come il numero di cicli di lavoro, ore di utilizzo o chilometri percorsi.
• Efficienza: la manutenzione preventiva è generalmente più mirata, riducendo il rischio di interventi inutili rispetto alla TBM, che può condurre a manutenzione eccessiva o prematura.
• Tecnologia richiesta: la TBM non richiede monitoraggio approfondito delle condizioni operative, rendendola più semplice da implementare, mentre la manutenzione preventiva può richiedere un minimo di dati operativi per ottimizzare la programmazione degli interventi.

In sintesi possiamo dire che:

“la manutenzione preventiva rappresenta un’evoluzione della manutenzione basata sul tempo, offrendo maggiore flessibilità, ma con costi leggermente più elevati per la raccolta e l’analisi dei dati”.

TBM vs. Manutenzione Predittiva

La manutenzione predittiva è un approccio avanzato che si basa sul monitoraggio continuo dello stato delle apparecchiature per prevedere quando sarà necessario un intervento.

Differenze principali:

• Approccio basato sui dati: la TBM segue intervalli di tempo prestabiliti, mentre la manutenzione predittiva utilizza tecnologie come sensori, analisi dei dati e intelligenza artificiale per monitorare lo stato delle macchine in tempo reale.
• Costi e complessità: la TBM è meno costosa e tecnologicamente semplice da implementare, mentre la manutenzione predittiva richiede investimenti significativi in infrastrutture e competenze tecniche.
• Efficienza e affidabilità: la manutenzione predittiva riduce al minimo gli interventi inutili, consentendo alle aziende di sfruttare al massimo il ciclo di vita degli asset. L’altra, d’altro canto, può portare a manutenzioni non necessarie o rischiare guasti improvvisi in caso di intervalli troppo ampi.

In definitiva:

“la manutenzione predittiva offre vantaggi significativi in termini di efficienza e affidabilità, ma è più adatta ad aziende che dispongono di budget elevati e necessitano di un controllo rigoroso delle proprie attrezzature”.

Esempi reali di manutenzione basata sul tempo

Di seguito vengono presentati alcuni esempi di Time Based Maintenance concreti di come viene applicata in contesti industriali e aziendali..

1. Impianti di produzione e manifattura
   • In una linea di produzione, come quelle impiegate nella fabbricazione di automobili, le macchine sono soggette a un’usura costante. “La TBM può essere utilizzata per eseguire interventi periodici sui sistemi di lubrificazione, la pulizia dei filtri e la sostituzione di componenti soggetti a usura, come cinghie e viti di fissaggio”. Ad esempio, ogni 1000 ore di funzionamento, l’impianto potrebbe richiedere un cambio dell’olio o la sostituzione di parti meccaniche.
   • Un altro esempio di utilizzo sempre nel settore automobilistico è la revisione dei robot industriali e dei sistemi di movimentazione a intervalli regolari, determinati in base alle ore o ai giorni di utilizzo. 
2. Impianti chimici
   • Negli impianti chimici, dove la sicurezza e l’affidabilità sono cruciali, “la manutenzione basata sul tempo viene utilizzata per eseguire controlli regolari su serbatoi, tubazioni e valvole, con particolare attenzione a prevenire perdite di sostanze pericolose”. Gli intervalli di manutenzione possono essere determinati in base a parametri specifici, come la pressione operativa o la temperatura. Ad esempio, ogni sei mesi possono essere eseguite prove di tenuta e ispezioni per verificarne l’integrità.
3. Settore energetico (centrali elettriche)
   • In una centrale elettrica, la manutenzione delle turbine e dei generatori è fondamentale per garantire l’efficienza dell’impianto. “La TBM include programmi di sostituzione periodica dei filtri dell’aria, la lubrificazione dei cuscinetti e le ispezioni sui sistemi di controllo”. Un piano di manutenzione potrebbe prevedere ispezioni mensili e sostituzioni annuali di componenti, a seconda delle caratteristiche dell’impianto e della criticità dei suoi sistemi.

Implementazione della TBM nelle piccole e medie imprese

Anche le piccole e medie imprese (PMI), pur operando con risorse limitate, possono trarre vantaggio dall’adozione della manutenzione basata sul tempo. Ecco alcuni esempi di applicazione:

1. Piccole officine di riparazione e produzione
   • In una piccola officina meccanica, la manutenzione delle macchine utensili (fresa, tornio, seghe) può essere pianificata in base al tempo di utilizzo. Ogni settimana, ad esempio, si può programmare una pulizia e un controllo delle parti più soggette a usura, come le guide lineari o le punte.
2. Ristorazione (forni, frigoriferi, impianti di climatizzazione)
   • In un ristorante, l’uso frequente di forni, frigoriferi e sistemi di ventilazione richiede un controllo regolare per garantire la sicurezza alimentare e l’efficienza energetica. La TBM potrebbe includere attività come la pulizia settimanale dei filtri dell’aria, la verifica dei termostati mensilmente e la sostituzione delle lampade UV ogni sei mesi.
3. Piccole aziende di trasporto (veicoli commerciali)
   • Le piccole flotte aziendali possono adottare la TBM per gestire la manutenzione preventiva dei veicoli. Ad esempio, ogni 5000 km si può programmare il cambio dell’olio, il controllo dei freni e la sostituzione dei filtri.

L’importanza di un software per la gestione delle manutenzioni

Per ottimizzare la Time Based Maintenance, è essenziale adottare un software di gestione delle manutenzioni. In questo ambito, Infocad FM, software avanzato di Enterprise Asset, Facility & Energy Management, si configura come una soluzione ideale, in grado di supportare le aziende nella pianificazione, esecuzione e monitoraggio delle attività di manutenzione preventiva.

Con Infocad, le aziende possono:

• Pianificare e programmare automaticamente gli interventi di manutenzione, in base a intervalli temporali o a condizioni specifiche.
• Monitorare in tempo reale lo stato degli impianti e dei macchinari, con report dettagliati sul progresso delle manutenzioni.
• Ottimizzare l’uso delle risorse, riducendo i tempi di fermo e assicurando che gli interventi vengano eseguiti con tempestività e priorità.
• Avere una visione centralizzata delle attività di manutenzione in tutta l’infrastruttura aziendale, migliorando così l’efficienza operativa.

Grazie alla sua capacità di incrementare l’efficienza operativa e di ridurre i costi legati a guasti imprevisti, Infocad permette alle imprese di gestire in modo ottimale le risorse e di garantire una manutenzione tempestiva ed efficace.

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