Costo del ciclo di vita di una nave militare

Università degli Studi di Napoli Federico II

Scuola Politecnica e delle Scienze di Base

Dipartimento di Ingegneria Industriale

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Navale

Classe di laurea LM 34

Elaborato di laurea in

L’ANALISI DEL COSTO DEL CICLO DI VITA DI UNA NAVE MILITARE

ANNO ACCADEMICO 2024/2025 1

Indice

Sommario ..................................................................................................... 4

Capitolo 1 Introduzione ................................................................................ 5

1.1 Dalla logistica al Life Cycle Cost Management .............................................. 5

1.2 Il ciclo di vita ...................................................................................................... 6

1.3 Il costo del ciclo di vita ....................................................................................... 8

Capitolo 2 L’analisi del costo del ciclo di vita ........................................... 10

2.1 Obiettivi, linee guida e vincoli ......................................................................... 10

2.2 Le categorie di costo ......................................................................................... 12

2.3 Classificazioni dei costi .................................................................................... 15

2.4 Tipi di LCC analysis ........................................................................................ 16

2.5 Punti di vista ..................................................................................................... 17

2.6 La Cost Breakdown Structure ........................................................................ 18

2.7 Il modello di calcolo ......................................................................................... 20

2.8 Sviluppo dei profili di costo ............................................................................. 22

Capitolo 3 Il caso di un pattugliatore di nuova acquisizione ..................... 25

3.1 Caratteristiche della nave................................................................................ 25

3.2 Obiettivi dell’analisi e Cost Breakdown Structure ....................................... 27

3.3 Modello di calcolo e dati di input ................................................................... 32

3.4 Requisiti operativi e politica di manutenzione .............................................. 35

3.5 Attualizzazione dei costi e coefficiente di svalutazione ................................. 38

Capitolo 4 La stima dei costi ...................................................................... 39

4.1 Definition, design & development .................................................................. 39

4.2 Production/ Entry into service ........................................................................ 44

4.3 In service support ............................................................................................. 52

4.4 Disposal ............................................................................................................. 83

4.5 Report dei costi ................................................................................................. 86

4.6 Conclusioni ....................................................................................................... 96

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Bibliografia e sitografia ............................................................................. 97

Appendice A Lista degli acronimi ............................................................. 98

Appendice B Indice delle figure ............................................................. 100

Appendice C Confronto PBS FREMM & PATTUGLIATORE .............. 102

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Sommario

Lo scopo di questa tesi è illustrare il processo attraverso cui si sviluppa l’analisi del costo del ciclo

di vita di un sistema e mostrarne l’applicazione al caso di un pattugliatore di nuova acquisizione;

l'analisi viene condotta nella fase di progettazione dell’unità e viene realizzata con l’ausilio del

software CATLOC.

Dopo il capitolo 1, che introduce al Life Cycle Cost (LCC), nel capitolo 2 si definiscono gli

elementi essenziali per procedere con la sua analisi; viene descritta la composizione di una generica

Cost Breakdown Structure (CBS) e si fornisce una panoramica sui modelli e sulle tecniche che si

usano per stimare i costi. Successivamente, il capitolo 3 si concentra sulla descrizione delle

principali caratteristiche tecniche della nave militare considerata e sul procedimento che ha portato

a calcolarne il costo del ciclo di vita. Quest’ultimo è stato valutato con il supporto di Orizzonte

Sistemi Navali S.p.A., che ha fornito i dati utili a misurare la complessità del pattugliatore e dei

sottosistemi che lo compongono (peso, potenza, ecc.), nonché i dati logistici necessari a valutare la

frequenza delle attività di manutenzione da svolgere a bordo. Infine, nel capitolo 4, vengono

presentati i risultati, le conclusioni e i possibili sviluppi futuri di questo lavoro di tesi. 4

Capitolo 1

Introduzione

1.1 Dalla logistica al Life Cycle Cost Management

James V. Jones, nel suo “Integrated Logistics Support Handbook”, sostiene che se si chiedesse a

cento persone di dare una definizione di logistica, con ogni probabilità si otterrebbero cento risposte

diverse; questo perché la sua definizione dipende dal contesto in cui ciascuno la applica:

nell’industria automobilistica, ad esempio, la logistica viene vista come l’intero processo che va

dall’approvvigionamento delle materie prime fino alla produzione del veicolo pronto per essere

acquistato; in un’operazione militare, è l’insieme delle attività necessarie a garantire che le forze

armate dispongano, al momento giusto e nel luogo giusto, di tutto ciò che serve loro per operare in

modo efficace, anche in contesti che si prevedono ostili: lo scopo è quello di evitare che la

mancanza di rifornimenti o supporto tecnico comprometta la riuscita della missione.

Nel glossario del CSCMP, Council of Supply Chain Management Professionals, viene riportato che

la logistica ha come obiettivo quello di: “pianificare, implementare e controllare il flusso e lo

stoccaggio di beni e delle informazioni ad essi correlate”, contribuendo così in modo fondamentale

alla continuità operativa di un sistema o di un’organizzazione, pianificandone

l’approvvigionamento, gestendone la manutenzione.

L’interesse nell'applicazione della logistica all'acquisizione (nel caso del cliente) o alla produzione

(nel caso del venditore) di nuovi sistemi, incluse le navi, è in continua crescita. Questa tendenza, da

un lato risponde all'esigenza di produrre sistemi che siano facili da mantenere, ripristinare e gestire

nel tempo, ovvero che siano supportabili, e che siano in grado di funzionare correttamente per un

periodo definito senza guasti, ovvero che siano affidabili; dall'altro, deriva dalla necessità di

ottimizzare il costo complessivo dei sistemi stessi, ovvero il costo del loro ciclo di vita (Life cycle

cost, LCC). Sebbene, infatti, gli elementi e le attività della logistica siano apparsi, in passato, come

secondari rispetto alla progettazione del sistema, così da indurre a prenderli in considerazione solo

dopo il suo sviluppo, è stato constatato che l’entità del costo totale di un sistema dipende in gran

parte dalle decisioni prese durante la fase iniziale di vita dello stesso; è proprio per questo che è

fondamentale avere già da allora una visione completa dei suoi aspetti logistici e di quello che sarà

il costo del suo ciclo di vita, in una visione di progetto chiamata Supporto Logistico Integrato

(Integrated Logistic Support, ILS).

Il processo messo in atto per determinare quali e quante risorse (persone, mezzi, servizi, materiali,

ecc.) sono necessarie per l’esecuzione delle attività (relative ad un progetto/un sistema), fare una

stima dei costi associati ed allocarli alla singola unità elementare di costo prende il nome di LCC

Management. Tale attività prevede:

• individuazione dei cost drivers associati ai requisiti di prestazione voluti

• valutazioni di convenienza (affordability assessment) 5

• valutazioni del compromesso tra performance, costi e tempi

Tale processo non viene sviluppato solo nella fase di acquisizione, ma più volte durante la vita del

sistema, così da divenire uno strumento di supporto alle decisioni; il fine ultimo è quello di

consentire agli organi preposti di intervenire attivamente sulle cause dei costi e non limitarsi a

controllare la loro evoluzione con il passare degli anni, sempre nell’ottica di conseguire un rapporto

costo-efficacia ottimale in ragione del budget disponibile e/o dei requisiti operativi che il sistema è

chiamato a soddisfare.

In effetti, un buon controllo dei costi è fondamentale per qualsiasi organizzazione,

indipendentemente dalla sua dimensione. Questo è ancora più vero nel contesto attuale,

caratterizzato da forte competizione, elevata sensibilità ai costi e da continui mutamenti tecnologici

che ne determinano un costante aumento ed una conseguente riduzione del denaro a disposizione.

1.2 Il ciclo di vita

Il generico ciclo di vita di un sistema inizia con l'identificazione di un'esigenza. Determinata

quest’ultima, è necessario individuare le caratteristiche di base che il sistema deve possedere: in

questa fase si producono studi di fattibilità, si sviluppa la pianificazione iniziale, le analisi di

mercato, gli studi di prodotto; si delineano i requisiti operativi e si definiscono il supporto e la

manutenzione che dovranno essere garantiti al sistema.

Il processo di progettazione si articola successivamente a partire dai requisiti definiti e si sviluppa

attraverso tre fasi principali:

• Progettazione concettuale

• Progettazione preliminare

• Progettazione di dettaglio e sviluppo

Il risultato prodotto al termine di queste è la configurazione del sistema pronta per la produzione,

accompagnata dalla relativa documentazione tecnica.

Durante la fase di produzione e costruzione, sono fondamentali aspetti come la gestione e il

controllo dei materiali, la verifica della conformità ai requisiti progettuali, l’individuazione delle

parti di ricambio.

La fase di utilizzo riguarda l’impiego operativo del sistema durante l’intero arco della sua vita utile

e il supporto logistico necessario per garantire che il sistema sia disponibile e funzioni ai livelli di

prestazione nominali.

Pone fine al ciclo di vita la gestione della dismissione del sistema.

In ambito militare, la maggior parte delle nazioni utilizza nomenclature proprie per descrivere le

fasi del ciclo di vita di un sistema. Il Phased Armaments Programming System (PAPS) fornisce uno

standard comune, approvato e accettato dalle nazioni della NATO, riportato in Figura 1.1.

Nella figura, sulla destra sono indicate le fasi, mentre sulla sinistra sono elencate le milestones,

documenti la cui produzione sancisce di fatto il passaggio da una fase all’altra. Sulla descrizione più

6

dettagliata delle prime si tornerà nel paragrafo 2.2; si fornisce qui, invece, una breve descrizione

delle seconde.

Il Mission Need Document (MND), è una dichiarazione che individua una carenza operativa –

quantitativa o qualitativa – che non può essere soddisfatta in modo adeguato con le forze e/o gli

equipaggiamenti esistenti o già pianificati. L’Outline NATO Staff Target (ONST) è un documento

che definisce in termini molto generali le prestazioni attese dal nuovo sistema. Fornisce

informazioni sufficienti per condurre uno o più studi di prefattibilità. Il NATO Staff Target (NST)

descrive in modo più dettagliato la funzione e le prestazioni desiderate dal nuovo sistema; il

documento NST serve come base per la richiesta di proposte (Request for Proposals, RFP)

all’industria, finalizzate allo studio di fattibilità di possibili soluzioni. Il NATO Staff Requirement

(NSR) rappresenta la specifica tecnica di riferimento su cui si basa la definizione del progetto. Il

NADDO, NATO Design and Development Objective, è una dichiarazione sintetica che si pronuncia

sulle proposte progettuali, nonché sulla loro rispondenza ai requisiti. Il NATO Production Objective

(NAPO) descrive i processi di produzione, le risorse umane e le infrastrutture necessarie per la

realizzazione del sistema. Il NISEG, NATO In-Service Goals, esprime le intenzioni generali di

utilizzo operativo del sistema. Infine, il NADI, National Disengagement Intention, formalizza la

decisione di ritirare il sistema dall’impiego operativo. Include le date previste per la dismissione e

altre informazioni rilevanti come lo stato del sistema e la disponibilità di parti di ricambio.

Figura 1.1 Milestones e fasi del ciclo di vita di un sistema secondo il PAPS 7

1.3 Il costo del ciclo di vita

Il termine Life Cycle Cost (LCC) o Costo del Ciclo di Vita (CCV) di un sistema viene utilizzato per

indicare una grandezza che tenga conto di tutti i costi che devono essere sostenuti per

l’acquisizione, per il mantenimento in funzionamento e per la dismissione di tale sistema. In ambito

militare, il Governo degli USA ha introdotto le seguenti definizioni:

“Il LCC di un sistema è il costo totale a cui è soggetto il Governo per l’acquisizione e il possesso di

quel sistema durante il suo intero ciclo di vita. Questo include il costo di sviluppo, acquisizione,

funzionamento, supporto e, dove applicabili, di dismissione”;

“Per LCC si intende la somma dei costi diretti, indiretti, ricorrenti, non ricorrenti e degli altri ad essi

connessi, sostenuti o che si è previsto di sostenere, durante la progettazione, lo sviluppo, la

produzione, il funzionamento, la manutenzione e il supporto di un sistema di grandi dimensioni

durante la lunghezza della sua vita utile prevista”.

Determinare il LCC di un sistema non è cosa affatto semplice a causa di una serie di difficoltà che si

incontrano durante il suo calcolo.

Innanzitutto, il totale dei costi non è quasi mai interamente visibile: in particolar modo, sono spesso

facilmente individuabili i costi di acquisizione del prodotto mentre sono nascosti, sottostimati o

poco documentati quelli di utilizzo e manutenzione, che si rivelano poi, per la loro ripetitività

nell’arco del ciclo di vita, ben più significativi di quelli precedentemente enunciati. È stato infatti

dimostrato che questi, per molti sistemi complessi (es. una nave), rappresentano fino al 75% del

costo totale del ciclo di vita.

Tale fenomeno è detto “effetto iceberg” (Figura 1.2).

Figura 1.2 “Effetto iceberg” 8

Inoltre, spesso scelte di tipo soggettivo possono alterare in maniera significativa la stima del LCC di

un sistema; bisogna considerare che non è possibile utilizzare delle procedure standard per il calcolo

dei costi poiché il loro andamento varia di caso in caso; in ultima analisi, bisogna tener presenti la

variazione nel tempo dei costi e dell’inflazione. 9

Capitolo 2

L’Analisi del costo del ciclo di vita

2.1 Obiettivi, linee guida e vincoli

L’analisi del LCC (Life Cycle Cost Analysis o Life Cycle Costing) consiste nella raccolta, analisi e

presentazione strutturata di dati di costo completi o parziali, rivolta a definire e a minimizzare il

LCC; essa è uno strumento chiave per coloro che devono prendere decisioni, per gli ingegneri, i

manager, il personale della logistica e, in generale, per tutti coloro i quali sono coinvolti nelle

attività di progettazione o acquisto, nella scrittura delle specifiche, nella ricerca e sviluppo, nella

produzione e nel supporto post-vendita.

L’analisi del LCC deve essere considerata come un processo iterativo, supportato da un approccio

metodologico strutturato, che preveda i seguenti passaggi:

• Definizione dell’obiettivo e degli scopi dell’analisi dei costi

• Sviluppo della struttura analitica dei costi (Cost Breakdown Structure)

• Raccolta dei dati e applicazione del modello di calcolo più adeguato

• Presentazione dei dati in modo organizzato e standardizzato, in modo da consentirne il

riutilizzo in successive analisi di costo

Il processo di Life Cycle Costing assume caratteristiche e significati differenti in funzione di:

• fase del programma in cui viene condotta

• obiettivi dell’analisi

In funzione della fase, e quindi della maturità e del consolidamento dei dati a disposizione, si passa

a stime sempre più accurate.

Gli obiettivi dell’analisi possono essere sintetizzati come di seguito:

1. il trade-off tra due alternative progettuali differenti, ovvero il confronto tra le stesse e la

scelta della più vantaggiosa

2. il trade-off tra diverse tecniche di supporto e manutenzione

3. la valutazione delle spese e degli investimenti futuri

4. la gestione del budget disponibile

5. l’identificazione di opportunità di riduzione dei costi

6. la selezione dell’offerta più conveniente

In base allo scopo, l’analisi del LCC va implementata con differenti input e modelli di calcolo.

Per gli scopi sopra presentati come numero 1 e 2, il dettaglio dei dati di input non è un elemento

fondamentale poiché il modello deve mettere in evidenza tutti i “pro” e i “contro” delle varie 10

alternative ed ha quindi poca importanza il valore assoluto del ciclo di vita derivante da ognuna di

queste.

I dati di input sono invece, come è facilmente intuibile, critici se l’analisi è svolta agli scopi numero

3, 4 e 5 dove è fondamentale sapere di quanti soldi si deve disporre per la realizzazione del

progetto.

Se lo scopo dell’analisi è invece il numero 6 fondamentale è sia il modello di calcolo scelto che la

veridicità dei dati di input utilizzati poiché i contratti andranno poi stilati sulla base dei risultati da

questi ottenuti.

In Figura 2.1 viene riportata la procedura da seguire per sviluppare un’analisi del LCC che abbia

come obiettivo il trad