Teoria di Impianti meccanici

La manutenzione preventiva si divide in: ciclica, secondo condizione e predittiva.

ciclica —> manutenzione preventiva periodica in base a cicli di utilizzo

o predeterminati, svolta secondo piani temporali fissati in funzione dei cicli di

lavoro. Pro: costo globale intervento preventivo minore del costo globale a

guasto, si applica quando cresce il tasso di guasto. Contro: alti costi

su condizione —> si svolge quando si raggiunge una determinata soglia. Si

o basa sull’interpretazione e sulla misura di segnali deboli emessi dalla

macchina, se il costo della singola ispezione è minore dell’intervento

preventivo, se il costo globale dell’intervento preventivo è minore di quello a

guasto, se il costo della singola ispezione è inferiore alla differenza tra il

costo dell’intervento a guasto e il costo dell’intervento preventivo.

predittiva —> è simile alla manutenzione su condizione ma sfrutta modelli

o matematici di analisi dei parametri della macchina per prevedere il suo

andamento e determinare in anticipo i momenti in cui raggiungerà valori

critici.

Definire i concetti di affidabilità e manutenibilità e presentare, dandone una spiegazione

esaustiva, i principali due indicatori che misurano tali caratteristiche di un item.

Affidabilità = probabilità che un componente possa svolgere una funzione per un

certo intervallo temporale, in determinate condizioni ambientali, senza guastarsi.

Manutenibilità = probabilità che un dispositivo sia mantenuto o riparato entro un

dato periodo temporale attraverso procedure e risorse stabilite. Indica l’attitudine

del sistema ad essere riportato e mantenuto in condizioni di corretto funzionamento.

Come indicatori di affidabilità si utilizza l’MTBF, in caso di guasti riparabili, e il

MTTF, in caso di guasti non riparabili. L’MTBM, invece, indica il tempo medio di

funzionamento tra due interventi di manutenzione.

Sia fornisca una descrizione dettagliata dei concetti di Funzione di probabilità di guasto

- f(t) e di Tasso di guasto - h(t), anche attraverso le relative formule matematiche.

Tasso di guasto = funzione h(t) = h(t)*dt rappresenta la probailità che un elemento

si guasti in un tempo compreso tra t e t+dt nell’ipotesi che all’istante t questo sia

ancora funzionante. Misura la velocità del verificarsi di un guasto fino al tempo t.

Funzione di probabilità di guasto = f(t) = rappresenta la frazione di una

popolazione che si rompe nell’intervallo t-t+dt riferendosi a una popolazione sana a

t=0.

h(t) rappresenta la frazione di una popolazione che si guasta nello stesso intervallo

però questa è sana al tempo t (popolazione meno numerosa o al massimo uguale a

quella a t=0).

Si spieghi lo scopo di un’analisi FMECA e si definiscano i passi metodologici per la sua

realizzazione, fornendo una spiegazione di ciascuno.

L’obiettivo di un’analisi FMECA è quello di sviluppare tecniche per

l’ingegnerizzazione della manutenzione in ambito tecnico (modelli affidabilistici),

logistico (gestione ricambi) e di servizio (politiche di servizio). L’analisi è volta a

studiare i modi di degrado. In particolare, è necessario individuare le aree critiche

del bene considerato, individuare i componenti critici, fornire indicazioni per

sviluppare i programmi di manutenzione. I passi per la sua realizzazione:

Scomposizione impiantistica: l’impianto viene scomposto prima in

o macrocategorie e man mano la scomposizione procede verso i singoli

componenti;

Creazione database interventi: storico interventi già svolti, che viene

o aggiornato man mano con interventi nuovi. Si compone di una scheda di

intervento, che comprende la compilazione dei dati per il personale di

manutenzione e la tipologia di intervento;

Analisi dei dati raccolti: i dati vengono analizzati e steso un report;

o Individuazione dei componenti critici: modi-cause-effetti di guasto;

o Stesura piano manutentivi. (piano di azione)

o

Si fornisca la definizione di MTBF (Mean Time Between Failure), indicando come questo

indicatore può essere utilizzato per analizzare la criticità dei componenti.

L’MTBF è il tempo medio tra i guasti (integrale tra 0 e infinito di R(t)dt = 1/lambda).

Misura l’affidabilità intrinseca, ovvero l’attitudine del sistema a funzionare senza

guasti.

Produzione per parti

Facendo riferimento ai diversi modelli di configurazione di impianto, si descrivano

specificandone i punti di forza e debolezza i sistemi di produzione organizzati per celle di

fabbricazione.

I sistemi di produzione organizzati per celle di fabbricazione fa parte della

produzione per parti. Il termine cella fa riferimento a un gruppo di macchine non

tecnologicamente omogenee, ma in grado di lavorare famiglie di pezzi

morfologicamente e tecnologicamente simili. Tale produzione permette di evitare

cicli alternativi.

Pregi: WIP e LT intermedio tra JS e LT;

o Riduzione dei set-up;

o Costi bassi;

o Miglior utilizzo dello spazio;

o Maggior saturazione;

o Orientamento al cliente.

o

Difetti: Alti costi di implementazione;

o Difficoltà nell’avere celle autonome;

o Sbilanciamento dei carichi di lavoro tra le celle;

o Problemi a gestire turbolenze di mix.

o

La classificazione in famiglie di prodotti può avvenire: a vista, tramite PFA o tramite

classificazione con codice (codice OPTIZ).

Facendo riferimento ai diversi modelli di configurazione di impianto si descrivano

specificandone punti di forza e di debolezza, i sistemi di produzione organizzati per reparti

(job-shop).

Il sistema di fabbricazione JS fa parte della produzione per parti, è tipica della

produzione di tipo intermittente, in piccoli volumi e alta varietà, dove ogni prodotto

ha un proprio ciclo tecnologico (ma flussi molto intrecciati). È un sistema realizzato

per reparti nel quale sono presenti differenti macchine, dove tali reparti solo costruiti

per affinità tecnologica.

Pregi: Estrema flessibilità (macchine non specializzate);

o Possibilità di realizzare cicli alternativi;

o Investimenti ridotti;

o Scarso rischio di obsolescenza;

o Scarso impatto dei guasti sulle prestazioni del sistema;

o Rapido avvio di nuove produzioni;

o Pmix potenzialmente infinita.

o

Difetti: Wip e LT elevati;

o Bassa saturazione;

o Difficoltà nel prevedere colli di bottilgia (dinamici);

o Tempi di set-up tra un prodotto e l’altro;

o Qualità poco costante;

o Difficoltà nel gestire la produzione;

o Alti costi di manodopera.

o

Facendo riferimento ai diversi modelli di configurazione di impianto si descrivano

specificandone punti di forza e di debolezza, i sistemi di produzione organizzati per linee

di trasferimento.

La linea transfer fa parte della produzione per parti. Le risorse vengono disposte

sequenzialmente e sono destinate alla produzione di un singolo prodotto 0, al più,

di una gamma limitata di prodotti. Le stazioni sono disposte in linea (transfer

lineare) o a transfer rotante. Pro: le macchine sono estremamente specializzate,

efficienti e con parametri gestionali (Wip, Lt e Tsu) praticamente nulli. Hanno alta

resa (elevato ritmo produttivo) e tasso di saturazione (circa 80%), pezzi uniformi,

poca manodopera specializzata.

Contro:

Rigidezza;

o Alti investimenti;

o Rischio di obsolescenza;

o Vulnerabilità ai guasti;

o Lunghi tempi di avviamento.

o

Si descrivano brevemente le principali configurazioni impiantistiche inerenti la

produzione per parti. Si faccia in particolare riferimento a quali sono le condizioni di

applicazione più opportune, in termini di volumi produttivi e ampiezza della gamma, per i

diversi sistemi e logiche di fabbricazione e montaggio.

Per la fabbricazione vedi domande precedenti.

Montaggio:

Montaggio a posto fisso: L’assieme di montaggio non suibisce spostamenti

durante il ciclo di montaggio. A convergere su esso sono l’attrezzatura, la

manodopera e i componenti. È impiegato per montaggio di oggetti di grande

dimensione e peso. È molto flessibile, si possono avviare rapidamente nuove

produzioni, richiede investimenti ridotti. Flusso intrecciato, Wip elevato, elevati

ingombri, difficoltà di addestramento della manodopera (specializzata) con

conseguente costo elevato.

Montaggio a isola

Montaggio in linea: Le stazioni di montaggio sono disposte in linea, con uno o più

operatori che lavorano su esse a seconda delle dimensioni del pezzo. Il prodotto

attraversa le varie stazioni mediante un convogliatore. Le mansioni dell’operatore

sono ripetitive ed è una tipologia di produzione adatta a processi con elevati ritmi

produttivi. Il trasferimento può essere:

Sincrono o vincolato intermittente —> il convogliatore si ferma per un tempo

o pari al tempo ciclo in ogni stazione. Problemi: mancato completamento delle

operazioni assegnato a una stazione. Per ovviare a ciò, si può dilatare il

tempo ciclo o aumentare il numero delle stazioni a parità di tempo ciclo.

Vincolato continuo —> il sistema di trasporto non si arresta mai, ma si

o muove a velocità costante molto bassa. L’operatore sale sulla piattaforma e

svolge le proprie mansioni in moto. Problemi: velocità elevate portano ad

avere una eccessiva lunghezza della linea; velocità troppo basse

costringono gli operatori a lavorare a distanze ridotte.

Trasferimento asincrono —> tra una stazione e l’altra sono presenti dei

o buffer intermedi, così l’operatore occasionalmente può non terminare le

proprie mansioni entro il tempo ciclo senza causare problemi o arresti della

linea, in quanto il buffer a monte accoglie i pezzi della stazione precedente

permettendo alla linea di continuare a lavorare.

Classificazione sistemi produttivi

Con riferimento al diagramma di Wortmann:

Si fornisca una definizione esaustiva di CODP Il CODP (Customer order

o decoupling point) è il punto di disaccoppiamento tra ordine del cliente e

produzione. Esso identifica la posizione delle scorte lungo il processo

produttivo.

Si spighi cosa si intende con produzione MTS, e perché essa si adatta

o meglio a prodotti caratterizzati da basso valore unitario, domanda ampia in

termini di volumi e numero di clienti, e molteplici ordini di piccola taglia

L’ordine del cliente si rivolge direttamente a uno stock finale di prodotti finiti.

Il fornitore deve anticipare la domanda, quindi iniziare prima la produzione

(su previsione). Il tempo di risposta consentito dal mercato è istantaneo.

Riguarda prodotti a limitata complicanza, con alti volumi produttivi.

ATO.

o L’ordine del cliente risale fino al piano di montaggio. Si hanno due modali