Quali misure riducono i costi di manutenzione e aumentano la disponibilità dell'impianto in un esercizio su tre turni?
Nel funzionamento su tre turni, i fermi non pianificati dei miscelatori per solidi sfusi hanno un impatto particolarmente forte su produttività, capacità di consegna e costi di produzione. Poiché sono disponibili solo poche finestre temporali libere dalla produzione per ispezioni, pulizia, riparazioni o cambi di utensile, la manutenzione non dovrebbe essere prevalentemente reattiva. È opportuna una strategia graduata composta da misure preventive, basate sulle condizioni e — qualora la base di dati e l'economicità lo giustifichino — predittive. La manutenzione preventiva a intervalli di tempo, ore di funzionamento o lotti riduce il rischio di guasto, ma può portare a interventi superflui. La manutenzione basata sulle condizioni valuta invece lo stato effettivo dei componenti critici e avvia le misure di manutenzione solo in presenza di tendenze anomale o di valori limite definiti. La manutenzione predittiva utilizza dati operativi storici e attuali per riconoscere più precocemente il fabbisogno di manutenzione e collocare meglio gli interventi in finestre di fermo pianificate.
Nei miscelatori per solidi sfusi, l'attenzione è rivolta soprattutto a supporti, riduttori, giunti, alberi, tenute, utensili di miscelazione, organi di scarico nonché, eventualmente, aggregati di dosaggio e trasporto. Segnali tipici di un peggioramento delle condizioni dell'impianto sono un aumento dell'assorbimento di potenza, andamenti anomali della coppia, vibrazioni crescenti, temperature dei supporti elevate, perdite, rumori insoliti, adesioni di prodotto o una qualità di miscelazione in calo. Metodi idonei per il monitoraggio delle condizioni sono, ad esempio, le analisi delle vibrazioni su supporti, riduttori e azionamenti, la termografia su motori, giunti e quadri elettrici, nonché il monitoraggio di corrente assorbita, coppia, velocità di rotazione, temperatura e tempo di funzionamento. Nei riduttori lubrificati, un'analisi dell'olio può inoltre fornire indicazioni sull'invecchiamento del lubrificante, sulle contaminazioni o sulle particelle di usura. Il metodo di misura idoneo dipende dai modi di guasto realistici, dalla criticità dell'aggregato e dal beneficio economico. Non ogni componente richiede una sensoristica complessa: per componenti semplici, economici e rapidamente sostituibili, una manutenzione reattiva può essere più economica.
Una strategia di Reliability Centered Maintenance e un'analisi sistematica dei modi di guasto e dei loro effetti aiutano a stabilire le priorità di impianti e componenti critici in base a rilevanza per la sicurezza, conseguenze del guasto, tempo di riapprovvigionamento e costi di fermo. I componenti fortemente sollecitati o determinanti per il processo complessivo dovrebbero essere monitorati preferibilmente in modo preventivo o basato sulle condizioni. I componenti non critici con bassi costi di sostituzione possono invece continuare a essere riparati in modo reattivo. È inoltre importante un'analisi strutturata dei punti deboli. Analisi di Pareto, analisi dei 5 perché, diagrammi di Ishikawa o analisi ad albero dei guasti aiutano a eliminare in modo duraturo cause ricorrenti come parametri di prodotto inadeguati, sovraccarico, disallineamento, lubrificazione carente, procedure di pulizia errate o materiali non idonei. In questo modo non si risolve solo il singolo danno, ma si riduce anche la probabilità che si ripeta.
In particolare nel funzionamento su tre turni, il coinvolgimento del personale di conduzione è determinante. Nell'ambito della manutenzione autonoma, i collaboratori formati possono assumersi per turno compiti semplici e chiaramente standardizzati, come ispezioni visive, pulizia, controllo di eventuali perdite, riconoscimento di rumori e vibrazioni insoliti o verifica dei punti di lubrificazione previsti. I lavori specialistici su componenti elettrici, meccanici o rilevanti per la sicurezza restano naturalmente riservati a personale di manutenzione qualificato. Il vantaggio consiste nel riconoscere precocemente piccole deviazioni, documentarle e trasmetterle alla manutenzione, prima che ne derivi un danno maggiore o un fermo non pianificato.
Altrettanto importante è un passaggio di consegne tra i turni senza lacune. Le deviazioni di processo e di impianto osservate, i limiti operativi temporanei, le segnalazioni di guasto aperte, gli ordini di manutenzione in corso, le misure eseguite, nonché i valori misurati e gli allarmi rilevanti dovrebbero essere documentati in modo standardizzato. Idealmente ciò avviene in forma digitale e direttamente nel sistema di conduzione o di manutenzione. In questo modo le informazioni non vanno perdute al cambio turno, la diagnosi dei guasti non ricomincia da zero e gli interventi di riparazione possono essere preparati in modo più mirato. Ciò può ridurre la durata media di riparazione, il Mean Time To Repair, e stabilizzare la disponibilità dell'impianto su tutti i turni.
Un condition monitoring interconnesso con sensoristica collegata crea la base tecnica per la manutenzione basata sulle condizioni. Per i miscelatori per solidi sfusi sono rilevanti in particolare vibrazioni, temperature dei supporti, corrente del motore, assorbimento di potenza, coppia, velocità di rotazione, tempi di funzionamento, livelli di riempimento, condizioni di pressione ed eventualmente valori di umidità o temperatura del prodotto miscelato. I soli valori limite, tuttavia, spesso non sono sufficienti. Più significative sono le tendenze, ad esempio un fabbisogno di potenza in aumento graduale a parità di ricetta o un incremento continuo della temperatura su un supporto. Tali variazioni possono indicare incrostazioni, caratteristiche del prodotto mutate, usura, lubrificazione insufficiente, disallineamento o danni ai supporti in fase iniziale. Il monitoraggio descrive in questo caso, in primo luogo, la rilevazione e la valutazione dello stato dell'impianto. Solo un'analisi adeguata di questi dati consente di pianificare le misure di manutenzione in modo più mirato nel tempo.
Il collegamento dei dati operativi e di stato con un Computerized Maintenance Management System, in breve CMMS, o con un sistema di Enterprise Asset Management migliora trasparenza e pianificabilità. Gli ordini di manutenzione possono essere generati e prioritizzati sulla base di ore di funzionamento, numero di lotti, valori misurati, allarmi o intervalli fissi. Piani di manutenzione digitali, checklist mobili e uno storico di riparazione tracciabile aiutano a standardizzare i flussi di lavoro e a rendere disponibili le esperienze di tutti i turni. Indicatori come il tempo di fermo non pianificato, il Mean Time Between Failures, il Mean Time To Repair, il grado di adempimento del piano, il tasso di manutenzione e l'Overall Equipment Effectiveness consentono non solo di attuare le misure, ma anche di valutarne il beneficio effettivo.
Un'ulteriore chiave per la disponibilità è la gestione dei ricambi. Nel funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, un supporto mancante, una tenuta, un utensile speciale, un motore, un componente del riduttore o un componente del sistema di controllo possono causare un fermo lungo e costoso. Le scorte minime non dovrebbero quindi essere stabilite solo sulla base dei consumi precedenti. Sono determinanti anche la probabilità di guasto, il tempo di riapprovvigionamento, il rischio del fornitore, la rilevanza per la sicurezza, la durata di riparazione e i costi di un fermo produttivo. Le analisi ABC e XYZ aiutano a strutturare i componenti in base a valore e comportamento di consumo. Una standardizzazione dei componenti su miscelatori e impianti comparabili può ridurre la varietà dei pezzi e migliorare l'intercambiabilità. Per componenti di consumo e pezzi C frequentemente necessari e meno critici possono essere utili concetti kanban, in conto deposito o di vendor managed inventory.
Anche misure costruttive e tecniche influenzano notevolmente l'onere di manutenzione e il tempo di ripristino. Una buona accessibilità di punti di supporto, tenute, utensili di miscelazione e organi di scarico facilita ispezione, pulizia e sostituzione. Sistemi a cambio rapido, gruppi modulari e componenti di usura standardizzati possono ridurre i tempi di smontaggio e quindi la durata media di riparazione. Per apparecchiature ausiliarie particolarmente critiche come pompe, compressori o organi di trasporto, la ridondanza può essere utile se consente di eseguire manutenzione o riparazione senza un'interruzione completa del processo complessivo. I retrofit su tecnica di azionamento, controllo e sensoristica possono migliorare la capacità diagnostica, aumentare la disponibilità dei ricambi e consentire una migliore acquisizione dei dati. Se un investimento sia conveniente dipende tuttavia sempre da costi di fermo, rischio di guasto, importo dell'investimento, requisiti di sicurezza e vita utile residua attesa dell'impianto.
In definitiva, le soluzioni tecniche dispiegano il loro beneficio solo con responsabilità chiare e personale qualificato. Produzione, manutenzione, qualità, sicurezza sul lavoro, acquisti e management dovrebbero stabilire insieme quali guasti vengono prioritizzati, quali componenti sono critici e quali finestre di manutenzione restano realisticamente disponibili. Il cross-training in meccanica, elettrotecnica e automazione può ridurre i tempi di attesa degli specialisti, in particolare nei turni notturni, nel fine settimana e in reperibilità. La valutazione continua di dati sui guasti, storici di manutenzione, consumi di ricambi e deviazioni di processo fa sì che la strategia di manutenzione migliori progressivamente. Valori generici di risparmio o di disponibilità non sono seriamente trasferibili a ogni impianto. Le aziende dovrebbero rilevare la propria situazione di partenza e misurare i miglioramenti sulla base di OEE, MTBF, MTTR, tempo di fermo non pianificato e costi di manutenzione per unità di produzione.
Così amixon® risolve questo compito
Nel funzionamento su tre turni, i fermi non pianificati dei miscelatori per solidi sfusi hanno un impatto diretto su produttività, capacità di consegna e costi di produzione. Sono quindi determinanti una costruzione robusta e facile da manutenere, un'adeguata protezione dall'usura, una buona accessibilità e una strategia lungimirante di manutenzione e ricambi. amixon® supporta i gestori nel rendere i processi di miscelazione continua con l'AMK economici e disponibili a lungo termine.
Una caratteristica costruttiva essenziale dell'AMK amixon® è l'organo miscelante supportato e azionato esclusivamente in alto. Un passaggio d'albero inferiore a contatto con il prodotto può così venire a mancare. Ciò riduce un'area che, in altri concetti di miscelatore, può essere particolarmente sollecitata da pressione del prodotto sfuso, abrasione, adesioni di prodotto e mezzi di pulizia. Il funzionamento a bassa velocità può contribuire a limitare i carichi dinamici su utensili di miscelazione, supporti, alberi e azionamento. La velocità di rotazione e la velocità periferica effettivamente idonee dipendono tuttavia da prodotto, portata, compito di miscelazione, grado di riempimento e qualità di miscelazione desiderata. Determinante è sempre la progettazione del miscelatore adeguata al processo.
Per i solidi sfusi abrasivi, i componenti a contatto con il prodotto e i pezzi di usura possono essere realizzati con materiali adeguati. A seconda della sollecitazione entrano in considerazione, ad esempio, acciai resistenti all'usura come Hardox®, utensili temprati, esecuzioni in metallo duro o rivestimenti ceramici al plasma. Queste misure possono prolungare la durata di esercizio dei componenti sollecitati e ridurre il fabbisogno di sostituzione. La scelta concreta dei materiali dipende, tra l'altro, da dimensione delle particelle, durezza, umidità, densità apparente, corrosività e portata.
Tempi di manutenzione brevi presuppongono che le aree a contatto con il prodotto, gli utensili di miscelazione e i punti di usura siano ben raggiungibili. Ampi sportelli di ispezione Clever-Cut® consentono un accesso ergonomico alla camera di miscelazione. Ciò permette di preparare ed eseguire meglio ispezioni visive, lavori di pulizia e controlli dell'usura. Nel funzionamento su tre turni, questo può aiutare a spostare le misure necessarie in brevi fermi pianificati o nei passaggi di consegne tra turni. Il tempo effettivamente necessario dipende tuttavia dalla taglia, dalla misura di manutenzione concreta, dalle prescrizioni di sicurezza e dai requisiti di pulizia o cambio di prodotto.
Ispezioni regolari e manutenzione preventiva aiutano a riconoscere precocemente l'usura e a evitare guasti non pianificati. A seconda dell'applicazione, una manutenzione basata sulle condizioni può essere integrata dalla rilevazione di tempi di funzionamento, portate, coppia, velocità di rotazione, temperatura o altri dati di processo. Su questa base è possibile pianificare gli interventi di manutenzione in modo più mirato e collocarli in finestre di produzione idonee. Una strategia dei ricambi lungimirante riduce inoltre il rischio di fermi prolungati. amixon® può fornire componenti di usura e ricambi selezionati già con la prima consegna, in modo che i componenti critici siano disponibili presso il gestore. Inoltre amixon® fornisce supporto nell'identificazione dei ricambi adeguati e nell'approvvigionamento a lungo termine degli impianti esistenti. Disponibilità, tempo di consegna ed entità dell'approvvigionamento di ricambi vengono concordati di volta in volta in base al progetto e al componente specifico.
Un impianto di miscelazione viene spesso utilizzato per molti anni. Presupposti per questo sono una costruzione di base robusta, una manutenzione accurata, la disponibilità dei ricambi rilevanti e la possibilità di modernizzare, se necessario, singoli gruppi costruttivi o componenti del sistema di controllo. Gli adeguamenti successivi possono riguardare, ad esempio, azionamenti, sensoristica, sistema di controllo, funzioni di sicurezza, tecnica di dosaggio, pulizia o documentazione di processo. Ciò consente di adeguare gli impianti esistenti a nuove ricette, portate modificate, requisiti di documentazione crescenti o standard di sicurezza attuali. Se una modernizzazione sia economicamente sensata dipende dallo stato tecnico, dai requisiti di processo, dalla vita utile residua attesa e dai costi di un investimento sostitutivo.
Una conduzione di processo stabile può limitare indirettamente l'usura e facilita l'analisi delle cause in caso di deviazioni. Nella miscelazione continua devono essere coordinati in particolare i flussi di dosaggio, le velocità di rotazione, il grado di riempimento, lo scarico ed eventualmente i profili di temperatura. Variazioni di umidità, granulometria, densità apparente o flusso di massa possono influenzare sia la qualità di miscelazione sia la sollecitazione meccanica del miscelatore. I parametri di ricetta e di processo possono essere memorizzati, controllati e documentati nel PLC a seconda del concetto di automazione. Un collegamento specifico per progetto a sistemi ERP, MES o di manutenzione può consentire il collegamento di dati di produzione, sezioni di lotto, informazioni di manutenzione e dati di qualità. Scanner di codici a barre o altri sistemi di identificazione possono essere impiegati in aggiunta per attribuire in modo tracciabile materiale, ricetta e dati di processo. Queste informazioni costituiscono una base per la tracciabilità dei lotti, le analisi OEE, l'analisi delle deviazioni di processo e l'ottimizzazione degli intervalli di manutenzione.
Per applicazioni in settori regolamentati, amixon® può fornire documentazione tecnica a supporto del processo di qualifica del gestore. Tra questa possono rientrare, ad esempio, certificati dei materiali, documentazione di saldatura, verbali di verifica, manuali di istruzioni, documenti di collaudo, nonché documentazione relativa alla tecnica di controllo e automazione impiegata. La progettazione dell'impianto avviene sulla base della User Requirement Specification specifica per progetto. amixon® può fornire supporto per Design Qualification, Installation Qualification e Operational Qualification. La qualifica finale, la validazione di processo e il rilascio dell'impianto spettano fondamentalmente al gestore. I requisiti derivanti da GMP, ATEX, EHEDG, disposizioni FDA, 3-A Sanitary Standards, ASME o altri regolamenti specifici del settore devono sempre essere verificati e attuati in base al progetto specifico.
Prima di un investimento, il compito di miscelazione concreto può essere esaminato nel centro prove amixon® con il prodotto originale. Vi sono disponibili diversi impianti di prova e taglie. Le prove possono essere condotte in condizioni vicine all'applicazione, con le materie prime, le portate, gli intervalli di temperatura e i parametri di processo previsti. Possono essere valutati, tra l'altro, qualità di miscelazione, delicatezza sul prodotto, apporto energetico, comportamento di scarico, pulibilità, abrasione, comportamento del tempo di permanenza e riproducibilità. I risultati documentati aiutano ad adeguare in modo mirato l'esecuzione dell'AMK, la scelta dei materiali, l'automazione e il concetto di manutenzione al rispettivo compito di miscelazione.