Corso di Sistemi di Trazione
Lezione 36: Information and Communication
Technologies per la mobilità, la manutenzione
dinamica delle flotte
A. Alessandrini – F. Cignini – C. Holguin – D. Stam AA 2014-2015
Argomenti
• La problematica della manutenzione dei veicolo
• Statistiche sull’attenzione degli utenti alla
problematica manutentiva
• Manutenzione ordinaria e straordinaria e
previsionale
• La FMECA per analizzare le possibili rotture e le
loro conseguenze
• Usare la FMECA per prevedere le rotture in base
all’uso fatto del veicolo
• Possibili applicazioni future per migliorare la
gestione della flotta
Obiettivi
• Conoscere le statistiche sullo stato di salute del parco veicolare
circolante in Italia da un’indagine della Confartigianato
Autoriparazione
• Comprendere la problematica della manutenzione in termini di
attenzione del singolo all’efficienza del proprio veicolo e dei suoi
effetti sui costi di gestione delle flotte
• Capire il significato di manutenzione ordinaria e straordinaria e
come influire sulle rotture improvvise riducendo la manutenzione
straordinaria senza esacerbare i costi della manutenzione
ordinaria
• Conoscere la FMECA e le sue potenziali applicazioni, assieme
alle ICT, nel realizzare un sistema di manutenzione previsionale
• Definire vantaggi e problemi di una simile tecnologia
Lo stato di salute del parco veicolare
circolante in Italia
• 100 piazze campagna per la sicurezza stradale e la
tutela dell’ambiente – Marzo 2009
• Indagine confartigianato autoriparazione
• Elaborazione Centro Studi Promotor su dati
Confartigianato Autoriparazione
• le rilevazioni sono state effettuate presso oltre 110
punti di controllo
L’età media del parco circolante
0 - 2 anni
11 anni e più
2009
2008
2007
2006
30,5%
24,2%
27,1%
25,3%
2009
2008
2007
2006
4,7%
5,5%
5,8%
6,1%
4.7%
30.5%
3 - 4 anni
13.9%
19.3%
2009
2008
2007
2006
13,9%
14,3%
16,0%
18,0%
31.6%
7 - 10 anni
5 - 6 anni
2009
2008
2007
2006
2009
2008
2007
2006
31,6%
37,0%
31,5%
33,7%
19,3%
19,0%
19,6%
16,9%
Regolarità degli interventi di
manutenzione
Auto con manutenzioni
regolari
86.2%
13.8%
Auto con manutenzioni
non regolari
Regolarità della revisione
Auto con revisione
regolare
97.5%
2.5% Auto con revisione non
regolare
Verifica dell’impianto frenante sul totale delle
auto che si sono presentate nei punti di
controllo
Nessun elemento usurato da
sostituire o prova frenometro
positiva
86.3%
13.7%
Almeno un elemento usurato
da sostituire o almeno una
prova frenometro negativa
Verifica dell’impianto frenante per
classi di età dell’auto
Nessun elemento
usurato da sostituire o
prova frenometro
positiva
91.8
88.7
8.2
11.3
3-4
anni
5-6
anni
82.5
80.4
100
Almeno un elemento
usurato da sostituire o
una prova frenometro
negativa
0-2
anni
17.5
7 - 10
anni
19.6
11 anni
e+
Verifica dell’impianto di illuminazione
sul totale delle auto che si sono
presentate nei punti di controllo
Tutti gli elementi integri o
funzionanti
78.3%
21.7%
Almeno un elemento
non integro o non
funzionante
Verifica degli ammortizzatori sul totale
delle auto che si sono presentate nei
punti di controllo
Prova efficienza positiva o
non trafilamento olio
77.4%
22.6%
Almeno una prova
efficienza negativa o
trafilamento olio
Risultati della verifica degli
ammortizzatori per classi di età
dell’auto
Prova efficienza positiva o
non trafilamento olio
72.7
86.0
79.7
72.9
70.8
Almeno una prova
efficienza negativa o
trafilamento olio
27.3
14.0
0-2
anni
3-4
anni
20.3
5-6
anni
27.1
7 - 10
anni
29.2
11 anni
e+
Verifica delle spazzole tergicristallo sul
totale delle auto che si sono presentate
nei punti di controllo
Nessuna spazzola
tergicristallo da sostituire
93.5%
6.5%
Almeno una spazzola
tergicristallo da
sostituire
Risultati della verifica delle spazzole
tergicristallo per classi di età dell’auto
Nessuna spazzola
tergicristallo da sostituire
92.6
93.7
7.4
6.3
0-2
anni
3-4
anni
98.2
94.4
89.6
Almeno una spazzola
tergicristallo da sostituire
10.4
1.8
5.6
5-6
anni
7 - 10
anni
11 anni
e+
Verifica dei pneumatici sul totale delle auto
che si sono presentate nei punti di
controllo
Nessun pneumatico da
sostituire o senza
rigonfiamenti
Almeno un pneumatico
da sostituire o con
rigonfiamenti
85.1%
14.9%
Risultati della verifica dei pneumatici
per classi di età dell’auto
Nessun pneumatico da
sostituire o senza
rigonfiamenti
Almeno un pneumatico da
sostituire o con
rigonfiamenti
76.5
83.7
92.6
16.3
23.5
16.3
7 - 10
anni
11 anni
e+
8.1
7.4
0-2
anni
83.7
91.9
3-4
anni
5-6
anni
La manutenzione ordinaria o
preventiva, straordinaria e previsionale
• La manutenzione ordinaria o preventiva
– Definisce un calendario di interventi
– stabilisce tempi (o percorrenze) per la sostituzione delle parti di
consumo
– Stabilisce la verifica periodica dello stato di salute di organi essenziali
• La manutenzione straordinaria
– Interviene a seguito di una rottura per ripristinare il funzionamento del
sistema
• La manutenzione previsionale
– Interviene, al pari della preventiva, prima che si manifesti il danno
– Prevedendo quando il danno avverrà
– E non in base a calendari prestabiliti
FMECA:
Failure Modes, Effects, and Criticality Analysis
• La Failure modes, effects, and criticality analysis (FMECA) è un
metodo per identificare ed analizzare:
– tutti i possibili guasti di un sistema e delle sue componenti;
– gli effetti che questi guasti possono avere sull’intero sistema e sulle
altre parti;
– come evitare o ridurre la probabilità dei guasti,o mitigare gli effetti del
guasto sul sitema.
• Failure Mode = comportamento scorretto di un componente o
sotto sistema per ragioni umane o esterne
• Effect = comportamento scorretto di un componente o sotto
sistema per un guasto
• Criticality = l’impatto combinato de:
– la probabilità di un guasto;
– la gravità dei suoi effetti sul sistema o sottosistema.
Cos’è e come si usa la FMECA
• La FMECA è:
– una delle tecniche sistematiche per l’analisi dei guasti e
dei rischi connessi ai guasti, sviluppata originariamente
dai militari, e applicata in diverse industrie;
– è la tecnica più usata per le analisi di affidabilità nelle
fasi iniziali di progettazione e costruzione;
– è comunemente utilizzata nelle fasi iniziali della
progettazione del prodotto per assicurare che tutti i
possibili guasti siano stati considerati e le corrette azioni
per eliminarli sono state messe in campo
Obiettivi della FMECA
• Selezionare il design con la massima affidabilità ed il maggior
potenziale di sicurezza sin dalla fase di progettazione
• Individuare ed elencare tutti i possibili guasti definendo al
contempo la gravità degli effetti di ogni guasto nelle fasi iniziali
della progettazione
• Sviluppare criteri e requisiti per i test da effettuare
• Fornire la necessaria documentazione per futuri progetti e
considerazioni per eventuali modifiche di progetto
• Fornire la base per la gestione della manutenzione
• Fornire la base per le analisi di affidabilità e disponibilità
Domande fondamentali a cui la FMECA
risponde
• Perche i guasti si verificano (Failure mode)?
• Quali sono le conseguenze dei guasti (Failure
effect)?
• È il guasto in direzione safe o danger (Failure
Criticality)?
• Come eliminare il guasto o ridurre la frequenza
della sua occorrenza?
Analisi strutturale del sistema
•
Il sistema (veicolo nel nostro caso) è diviso in diversi livelli
funzionali e componenti
Il diagramma a blocchi funzionali (FBD) è usato per
illustrare le funzioni dei sottosistemi e le loro relazioni
Un metodo per far divenire la
manutenzione previsionale
• Applicando la FMECA al sistema veicolo:
– suddividendolo in sottosistemi e componenti;
– creando le catene causali tra ogni input del conducente
e/o causa esterna e l’usura e le sollecitazioni sulle
componenti meccaniche.
• Individuando fra i dati misurabili:
– gli indicatori del comportamento del conducente;
– gli indicatori spia di malfunzionamenti incombenti.
• Correlando statisticamente fra loro gli indicatori
• Utilizzando le correlazioni definite per prevenire le
rotture ed ottimizzare gli interventi manutentivi
Possibili benefici della manutenzione
previsionale
• Riduzione delle occorrenze delle rotture improvvise
– con conseguente riduzione dei ritardi connessi
– con conseguenti fermi macchina connessi
– con aumento della sicurezza stradale (almeno per
quegli incidenti in cui almeno una delle concause è stata
un guasto del veicolo)
• Diminuzione dei tempi di fermo macchina
• Minimizzazione dei costi di manutenzione
• Massimizzazione della vita utile dei componenti
Problematiche connesse con la realizzazione
di un sistema di manutenzione dinamica
• Il numero e la varietà dei sottosistemi all’interno del singolo veicolo rende
complesso il lavoro
• Da veicolo a veicolo le caratteristiche dei sottosistemi possono cambiare
significativamente
• È indispensabile avere una grande mole di dati per ogni sottosistema per
ottenere correlazioni robuste tra gli indicatori individuati e usura degli
organi
• Sarebbe indispensabile la collaborazione di chi progetta e realizza veicoli
e sottosistemi
• La manutenzione degli autoveicoli è un business per le case costruttrici
con conseguenti problemi di:
– riservatezza delle informazioni
– strategie commerciali
Conclusioni
•
•
•
•
•
La manutenzione dei veicoli è, almeno per i veicoli privati, affidata ai
proprietari
Per tutti i sottosistemi cruciali per la sicurezza del veicolo analizzati (freni,
ammortizzatori, pneumatici, illuminazione e tergicristallo) ampie percentuali
(dal 7 al 23% a seconda del sottosistema) del parco circolante presentano
problemi
Per alcuni sottosistemi (freni ed illuminazione) l’invecchiamento del veicolo
aumenta l’incidenza dei problemi per gli altri no
La manutenzione ordinaria o preventiva, quella effettuata secondo un
calendario, tende a diminuire la sua incidenza rispetto al manutenzione
straordinaria, quella a seguito di guasti, con l’invecchiamento del veicolo
Onde ridurre i costi ed i tempi di fermo macchina si può realizzare un sistema
di manutenzione previsionale basato su l’analisi FMECA e sulle tecnologie
ICT
Grazie per l’attenzione