Il fermo di una linea di produzione automobilistica non è semplicemente un'interruzione temporanea del flusso di lavoro; rappresenta un complesso intreccio di costi diretti e indiretti che possono gravare significativamente sulla redditività di un'azienda. La gestione efficace di questi costi è diventata una priorità strategica, richiedendo un approccio proattivo e basato sui dati piuttosto che una reazione a posteriori agli eventi.
Le Molteplici Facce del Fermo Macchina
Quando un impianto di produzione si arresta, le conseguenze si propagano ben oltre il semplice tempo in cui la macchina è ferma. È possibile che sia necessario acquistare dei ricambi, che devono essere ordinati e fatti arrivare. Ancora, è possibile - come nel caso di componenti elettronici di vecchie macchine - che il componente guasto non sia più in commercio e in questo caso il costruttore avrà bisogno di tempo per procurarne uno compatibile in sostituzione.
Il tempo di fermo macchina dipende da molti fattori: tipo di problema, disponibilità dei ricambi, capacità dei tecnici. Nei casi più difficili, possono essere giorni o settimane. Quanto ti costa quindi il fermo macchina per la perdita di produttività? Non solo: quando finalmente l’impianto riprende a produrre, il livello di produzione normale viene raggiunto gradualmente. In genere non per l’impianto in sé, ma per quello che è successo intorno all’impianto: ordini che si accumulano, clienti insoddisfatti che chiamano, programma di produzione saturo e in affanno, e tensione tra i reparti di produzione. Se a questo aggiungiamo le ore perse da operatori, capireparto, manager e commerciali per la gestione dei clienti, è stato calcolato che il valore della mancata produzione di una sola settimana sia in media da sette a dieci volte il costo della riparazione in sé.
Il costo interno del fermo macchina può essere così formulato:
(Costo interno del fermo macchina) = (Valore della produzione perduta) + (ore spese dal personale interno per la riparazione e la gestione)
Dove:
(Valore della produzione perduta) = (OEE x produttività x valore di vendita)
Se la manutenzione degli impianti non viene eseguita in modo regolare, questo è il risultato: interventi costosi, frustrazione e arrabbiature. Senza contare l’insoddisfazione dei clienti, che come sappiamo può costare molto di più!
L'Approccio Preventivo: La Manutenzione Preventiva Programmata (PMP)
Il secondo modo di gestire la manutenzione è molto più interessante: parliamo di programmi di manutenzione preventiva (PMP). La manutenzione preventiva consiste nell’organizzare visite ispettive all’impianto, programmate in periodi di minore produttività o quando la linea non deve lavorare. Trattandosi di verifiche di impianti in funzione, queste visite sono generalmente rapide ed efficaci. Il tecnico service può analizzare l’impianto dal punto di vista meccanico, elettrico, elettronico e della sicurezza, e verificare se ci sono anomalie o componenti che meritano una sostituzione: questa fase si chiama Assessment (cioè la valutazione dello stato dell’impianto).
Terminata la valutazione ed eseguiti gli interventi più immediati, si redige un piano di lavoro che in genere include l’offerta di ricambi originali, che si consiglia di tenere in casa (un esempio classico sono le viti a ricircolo di sfere, che è preferibile tenere in casa in modo da poterle sostituire, se necessario, senza dover attendere il tempo del ricambio). In base al tipo e al numero di impianti, il piano di lavoro prevederà delle verifiche mensili che effettua il personale interno alla vostra azienda, e delle visite ad intervalli regolari (generalmente, tra uno e due anni). Durante queste visite oltre alle verifiche e regolazioni della macchina, si vanno ad installare alcuni dei ricambi a magazzino e si prepara una nuova lista di ricambi consigliati, in modo da restare sempre pienamente operativi.
Quali sono i vantaggi di questo metodo di manutenzione? Chiaro: si lavora in modo preventivo evitando le fasi di fermo completo della macchina. Eventuali guasti sono identificati in anticipo, già nella fase di diminuzione delle prestazioni!
La Sottovalutazione del Costo Fermo Macchina
Il costo di fermo macchina è sicuramente un aspetto controverso ed in gran parte sottovalutato nel suo impatto in termini di costi sul processo produttivo e non solo. Sicuramente è un tema che riguarda primariamente i responsabili impianti ed i direttori di stabilimento, ma l'impresa è sempre più un organismo interconnesso (anche con l'esterno) e dunque non ha un impatto unicamente sul loro lavoro.
Le ragioni della disattenzione verso il costo fermo macchina sono le più disparate: c’è chi lo dà per scontato considerandolo come un male necessario e di cui va preso atto, mentre altri reputano complicato valutarlo e quindi lo inseriscono in un calderone generale senza una corretta analisi e quantificazione. Altri ancora pensano: "siamo andati avanti senza calcolarlo e senza preoccuparcene fino adesso, quando succede…succede". Si tratta certamente di tre visioni quanto meno miopi. Il non governo - oggi più che in passato (la pandemia insegna) - della business continuity è un aspetto che le aziende non possono permettersi di ignorare o sottovalutare. Anzi, il controllo e la supervisione degli impianti, a garanzia della business continuity, sono diventati una necessità imprescindibile per le aziende. L'anticipare e/o l'evitare il fermo macchina (ed il relativo costo fermo macchina) non riguarda più e, soprattutto, non riguarda solo il processo produttivo ed i relativi costi ma - in un approccio cliente centrico - ha pesanti ripercussioni in ottica di customer satisfaction.
Misurare il Costo Fermo Macchina: L'Importanza dell'OEE
Il calcolo del costo fermo macchina non è poi così difficile. Il costo fermo macchina richiede la determinazione di alcuni elementi. Vediamo - in termini sintetici - quali:
- Disponibilità: ovvero la percentuale dell'effettivo tempo di attività rispetto a quello disponibile.
- Rendimento: ovvero la percentuale di parti prodotte rispetto alla potenzialità teorica quando l'impianto è attivo. Corrisponde alla velocità effettiva rispetto alla velocità nominale.
- Qualità: ovvero la percentuale di parti conformi rispetto al totale delle parti prodotte.
Questi tre fattori vanno a comporre un indice che è l'efficacia complessiva del macchinario, l'OEE (Overall Equipment Effectiveness).
Oggi come oggi, l'interoperabilità fra macchine ed applicazioni e la disponibilità di dati dal campo rende i sistemi di supervisione impianti capaci di estrapolare le informazioni necessarie al calcolo dei tre elementi sopra indicati e quindi al calcolo dell'indice finale. L'esploso di ogni singolo fattore (disponibilità, rendimento e qualità) permette di evidenziare quali sono gli aspetti che hanno inciso negativamente su ciascuno di essi e consentono quindi di operare gli opportuni aggiustamenti, ottimizzazioni e correzioni.
Aspetti Chiave nel Costo Fermo Macchina
Per evitare il costo fermo macchina devo sapere quali aspetti lo determinano. Rispetto alla disponibilità, ciò che conta tenere sotto controllo e ottimizzare sono i fermi pianificati. Relativamente al rendimento, ciò che va minimizzato (con obiettivo azzeramento) sono i fermi non pianificati (ad es. guasti) e la perdita di velocità (ad es. ciclo non a target). Infine, per la qualità vanno ridotti al minimo scarti e rilavorazioni.
L'analisi delle inefficienze, attraverso la comprensione profonda delle ragioni dei fermi macchina, delle rilavorazioni o degli scarti, è lo strumento essenziale per il miglioramento dell'efficienza produttiva e per evitare i costi fermo macchina. Conoscere il solo valore di efficienza (o inefficienza, in base a come lo si guarda) generale del macchinario non consente, di per sé, di attuare alcun miglioramento. Avere questa informazione può rappresentare un campanello d'allarme ma, la stessa, non fornisce il dettaglio informativo necessario per agire proattivamente e per tempo per evitare il costo.
Garantire la Business Continuity: RTO e RPO
Per quanto tempo il business può fare a meno di avere sotto controllo la situazione? L'RTO (Recovery Time Objective) è l'indicatore che fornisce questa dimensione assolutamente strategica. Indica infatti la massima durata dell'interruzione di servizio che il business è disposto ad accettare (anche se sarebbe meglio dire tollerare). Tanto più sono critici i processi gestiti, tanto più l'RTO dovrà tendere a zero ovvero all'alta disponibilità. In caso di malaugurata interruzione, un altro parametro diventa determinante: l'RPO (Recovery Point Objective), e cioè la valutazione di quanta parte del lavoro è accettabile perdere (anche qui sarebbe meglio dire tollerabile). È del tutto evidente che in taluni ambiti l'obiettivo di affidabilità deve essere superiore a qualunque guasto, fault-tolerance. Per questo serve affidarsi a tecnologie e metodologie capaci di mantenere macchine ed impianti always on capaci quindi di non fermarsi garantendo il servizio anche in presenza di guasti.
Esempio di calcolo OEE
Dati e Statistiche: L'Impatto Economico del Downtime
Le statistiche parlano chiaro: i costi dei fermi macchina possono variare da migliaia a milioni all’ora, a seconda del settore. L'83% dei decision maker nel settore industriale concorda sul fatto che i fermi macchina non pianificati costano almeno 10.000 dollari all’ora, mentre il 76% stima un costo orario fino a 500.000 dollari. Tuttavia, un terzo (33%) non ha intrapreso nessun progetto di ammodernamento dei motori o degli azionamenti negli ultimi due anni, il che fa pensare che si potrebbero evitare molti di questi arresti improvvisi.
Un nuovo rapporto globale di ABB, realizzato in collaborazione con Sapio Research e basato su un sondaggio condotto su 3.600 decision maker di molteplici ambiti industriali, rileva che poco più della metà degli intervistati (55%) ha un piano strategico e proattivo per ammodernare gli impianti e gestire i componenti obsoleti come motori e azionamenti vecchi. Nonostante la crescente consapevolezza, i dati evidenziano che il 44% dei leader subisce interruzioni legate alle apparecchiature con cadenza almeno mensile, mentre il 14% dichiara arresti ogni settimana, il che implica importanti rischi finanziari e operativi. La maggior parte stima che queste interruzioni improvvise costino da 10.000 a 500.000 dollari all’ora. Per il 7%, la cifra sale ancora di più.
Il rapporto mette a fuoco le principali lacune tra pianificazione ed esecuzione. Mentre il 55% degli operatori del settore industriale dichiara di avere una strategia di ammodernamento proattiva, solo uno su cinque di coloro che sono alle prese con interruzioni settimanali implementa effettivamente tale piano. Allo stesso modo, tra il 30% che si ritrova con problemi mensili, solo un terzo (34%) gestisce attivamente i processi del ciclo di vita degli impianti e degli asset.
“I tempi di fermo non programmati costano all’industria fino a mezzo milione di dollari all’ora, eppure negli ultimi due anni un’azienda su tre non ha ammodernato i propri sistemi azionati a motore. Ciò rappresenta più di un’opportunità mancata: è una crisi silenziosa”, commenta Oswald Deuchar, Responsabile Globale di Programmi di Ammodernamento presso ABB Motion Services. “La nostra ricerca dimostra che coloro che passano da strategie reattive di fronte a incombenze a strategie lungimiranti sulla base dei cicli di vita registrano meno fallimenti e una maggiore resilienza. Una sfida fondamentale, tuttavia, rimane quella di giustificare l’investimento iniziale. In alcuni casi, l’aggiornamento di apparecchiature obsolete e inefficienti genera un ritorno sull’investimento in meno di due anni, ma spesso è difficile ottenere il consenso dei dirigenti.”
Vi sono lacune nella comunicazione. Nonostante l’elevato costo orario dei fermo macchina non pianificati, più di un terzo degli intervistati trova un po’ difficile o molto difficile illustrare ai dirigenti il ritorno sull’investimento (ROI) dei progetti di ammodernamento. Nel prendere decisioni di investimento, il 17% delle aziende, “raramente o mai” considera l’impatto della perdita di produttività. I costi rimangono il principale ostacolo all’ammodernamento per il 28% degli operatori industriali. Tra il 66% che ha intrapreso un progetto di ammodernamento e retrofitting negli ultimi due anni, poco più di un quarto lo ha fatto esplicitamente per ridurre i rischi di inattività non programmata, evidenziando che il legame tra la gestione continua del ciclo di vita e l’affidabilità operativa non è ancora pienamente compreso o implementato, anche da molti tra coloro che propongono l’ammodernamento.
“Il futuro dell’industria non si costruisce semplicemente sostituendo ciò che è vecchio, ma ripensando l’intero modo in cui le tecnologie generano valore, partendo dalle prestazioni necessarie per l’impianto. Oggi, con quasi la metà degli operatori che affronta fermi macchina ogni mese, diventa essenziale una gestione degli asset più intelligente ed efficiente” dichiara Andrea Falcone, Local Motion Service Manager “L’approccio di ABB combina intelligenza digitale, retrofit modulari e approccio circolare per trasformare le apparecchiature di ieri in quelle di domani. In questo modo consentiamo ai clienti di passare dalle soluzioni immediate alla lungimiranza a lungo termine.
La Manutenzione Predittiva: Anticipare il Futuro
Fortunatamente, gli strumenti tecnologici di cui si dispone oggi permettono di arginare in modo considerevole il problema dei fermi macchina. In particolare, modernizzando il paradigma della manutenzione, ancora oggi in cima alle cause di down time. Questa modalità, chiamata manutenzione predittiva, si basa sui dati raccolti da sonde, sensori e altri strumenti di rilevamento e alla loro elaborazione. Questa avviene sulla base dei dati storici aziendali raccolti fino a quel momento (e per questa ragione migliora con il passare del tempo). Inoltre, un numero sempre maggiore di fornitori di servizi, mette a disposizione un proprio set di dati storici, opportunamente anonimizzati, ai quali i sistemi delle aziende possono fare riferimento per avere una previsione ancora più affidabile.
La tecnologia a supporto della continuità operativa, tuttavia, è in continua evoluzione. Oggi, infatti, grazie a un opportuno supporto tecnologico, è possibile anche nel contesto della manifattura raggiungere una disponibilità dei sistemi paragonabile alla definizione di High Availability (pari al 99,99% di uptime) o addirittura alla Fault Tolerance (pari al 99,999% di uptime). La manutenzione predittiva, alimentata da tecnologie avanzate come l’IoT Industriale, l’analisi dei dati e l’intelligenza artificiale, offre una soluzione proattiva, che permette di monitorare in tempo reale lo stato degli impianti e dei macchinari, prevedendo i guasti prima che si verifichino.
Casi di Studio: L'Importanza dell'Affidabilità nei Settori Critici
Negli anni abbiamo collaborato con produttori di altoforni e macchine accessorie per garantire il corretto funzionamento del sistema, ma soprattutto per aumentare la sicurezza dei lavoratori e dell’ambiente di lavoro. La sfida più grande è quella di utilizzare materiali resistenti alle alte temperature e una struttura del cilindro che eviti problemi durante le lavorazioni e le operazioni di apertura e chiusura della porta di carico dell’altoforno (azionata da un cilindro pneumatico), che in base alle dimensioni può raggiungere anche i 4 quintali di peso.
L’affidabilità dei componenti non è mai stata così importante come nel caso in questione, infatti il settore siderurgico, nonché della metallurgia, ha un costo orario di fermo macchine medio che supera i 500.000$: capisci quanto è fondamentale che tutto vada come programmato e non ci siano intoppi? Inoltre, se si danneggia o rompe il cilindro per l’apertura e la chiusura della porta di carico, nel caso specifico di cui stiamo parlando (di un altoforno di medie dimensioni), ci vogliono circa 4 giorni per raffreddare il forno, 1 giorno di manutenzione per la sostituzione del pezzo ed altri 3 giorni per riavviare il forno. Questo fa capire quanto sia importante preventivare una manutenzione in modo corretto ed avere componenti (anche pneumatici) molto affidabili.
Avere bene in mente i costi provocati da un fermo, fa comprendere fino in fondo l’importanza della manutenzione e della sicurezza dovuta all’affidabilità di macchine e singoli componenti. Abbiamo precedentemente elencato i problemi che un cilindro pneumatico potrebbe affrontare in questo ambiente di lavoro, ora vediamo come deve essere costruito per riuscire a lavorare a lungo, senza creare un danno all’azienda.
Per risolvere il problema di residui e scorie roventi che possono compromettere la qualità superficiale dello stelo, Cy.Pag. ha adottato una guaina, cappuccio di protezione, con un filtro dell’aria strategicamente posizionato, così da evitare di danneggiare il cilindro. Inoltre viene applicato un raschia stelo con lamelle metalliche, che ha la funzione di rimuovere eventuali impurità e pulire l’asta da polvere o incrostazioni dure: ciò garantisce una vita più lunga al cilindro. Un altro problema sono le temperature estreme che si raggiungono, che possono essere dannose soprattutto sulle guarnizioni: la gomma infatti si “smolla”, cuoce o diventa vetro. Il Viton, usato da Cy.Pag., contiene fluoro che permette di mantenere la funzione elastica della guarnizione.