Corso di Sistemi di Trazione Lezione 36 Information

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% 3 - 4 anni 2009 2008 2007 2006 13, 9% 14, 3% 16, 0% 18, 0% 7 - 10 anni 5 - 6 anni 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 Auto con manutenzioni non regolari

Regolarità della revisione Auto con revisione regolare 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 Almeno un elemento usurato da sostituire o almeno una prova frenometro negativa

Verifica dell’impianto frenante per classi di età dell’auto

Verifica dell’impianto di illuminazione sul totale delle auto che si sono presentate nei punti di controllo Tutti gli elementi integri o funzionanti 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 Almeno una prova efficienza negativa o trafilamento olio

Risultati della verifica degli ammortizzatori per classi di età dell’auto

Verifica delle spazzole tergicristallo sul totale delle auto che si sono presentate nei punti di controllo Nessuna spazzola tergicristallo da sostituire Almeno una spazzola tergicristallo da sostituire

Risultati della verifica delle spazzole tergicristallo per classi di età dell’auto

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

Risultati della verifica dei pneumatici per classi di età dell’auto

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 – conseguente riduzione dei ritardi connessi – 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 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 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