L’Albero dei Guasti

L’Albero dei guasti, noto anche come Fault Tree Analysis (FTA), è un framework strutturato utilizzato per identificare la causa radice dei guasti e dei problemi operativi.

Se il tuo scopo era trovare la definizione di questo strumento, potremmo anche ritenere concluso qui questo articolo. Se invece il tuo obiettivo è quello di capire a cosa serve l’albero dei guasti, come si costruisce e soprattutto qual è la sua utilità, mettiti comodo.

Vorrei quindi iniziare questo articolo con una domanda: è meglio ritrovarsi ad aggiustare sempre qualcosa, o aggiustare qualcosa per sempre?

Potrà sembrarti una domanda ambigua, ma in realtà è proprio sul concetto di questa domanda che si basa l’utilizzo dell’albero dei guasti e dell’analisi FMEA.

Anche se per ottenere o mantenere l’efficienza delle attività e l’affidabilità dei macchinari o impianti è necessario effettuare un processo di pianificazione, analisi e verifica delle strategie di manutenzione tipiche della Reliability-Centered Maintenance (RCM), la maggior parte della riduzione dei tempi di inattività si otterrà con l’eliminazione dei difetti, alla radice.

Detto così può sembrare che basti sviluppare una solida organizzazione delle attività di manutenzione correttiva per ridurre i downtime in produzione e ottenere delle prestazioni accettabili.

Una ricerca risalente agli anni ‘90 di Winston Ledet aveva rilevato infatti che in media le aziende con un programma di manutenzione reattiva raggiungevano tempi operativi di circa l’83%.

Questi numeri sembrano effettivamente ottimi, ma se ti dicessi che la stessa ricerca ha riscontrato che i siti produttivi con le prestazioni migliori hanno raggiunto tempi di attività superiori al 98%, concentrandosi su pianificazione, programmazione, manutenzione preventiva e l’analisi dell’albero dei guasti? Ora ho la tua attenzione.

Quello che si evince da questa ricerca è quindi il contributo fondamentale dell’individuazione e l’eliminazione delle cause radice, che consente di risolvere per sempre i guasti, anziché ripararli per sempre.

Quello che emerge è sicuramente l’impatto dell’individuazione della causa radice dei guasti, che in sostanza permette di risolvere i guasti una volta per tutte, invece che continuare a correggerli.

In questo modo , nel momento in cui viene rilevato un guasto, l’approccio sarà quello di assicurarsi che questo non ricapiti, e nel tempo vedremo ridursi il numeri dei guasti e di conseguenza riscontreremo meno perdite di produzione.

E’ vero anche che i guasti o i “difetti” possono essere rilevati in più fasi del ciclo di vita dell’asset: dalla progettazione, all’installazione, durante le fasi operative e anche durante la manutenzione, ma ignorarne le cause porterà inevitabilmente ad un peggioramento delle prestazioni.

A cosa serve l’albero dei guasti

Dopo aver spiegato perché è necessario eliminare le cause di guasto, o per lo meno identificarle, ora vediamo a cosa serve l’Albero dei guasti e perchè è uno degli strumenti fondamentali per mettere in pratica l’analisi delle cause radice.

Per ridurre i tempi di inattività e di conseguenza innalzare i tempi operativi, abbiamo capito che è fondamentale comprendere le cause dei guasti e trovare soluzioni efficaci che portino benefici nel lungo periodo. In questo contesto, l’albero dei guasti e la sua analisi (più conosciuta come Fault Tree Analysis – FTA) vengono considerati tra gli strumenti più efficaci per identificare le possibili cause di un guasto e prendere le misure correttive necessarie.

Ma perchè è utile impostare un’analisi strutturata, se la maggior parte dei problemi possono essere facilmente risolvibili?

La risposta è che senza un processo strutturato non è possibile ottenere il massimo risultato.

La nostra tendenza naturale è quella di ricercare prima una soluzione, piuttosto che la causa scatenante: il cuscinetto vibra e viene sostituito, il muletto perde olio e viene cambiata la guarnizione. Ma per auspicare a determinati livelli di affidabilità e operatività è importante dedicare prima un po’ di tempo alla comprensione reale del problema.

Definizione di Albero dei Guasti

Passiamo alle definizioni tecniche.

Come detto all’inizio L’albero dei guasti, noto anche come Fault Tree Analysis (FTA), è un framework strutturato utilizzato per identificare le cause radici dei guasti e dei problemi operativi. A differenza delle soluzioni di correttive, l’Albero dei Guasti si basa su un’analisi approfondita delle cause sottostanti che conducono a un guasto o a un malfunzionamento. Questo approccio consente di affrontare le radici dei problemi, portando a miglioramenti duraturi nell’affidabilità delle apparecchiature e nella riduzione dei fermi non programmati.

Come si costruisce l’albero dei guasti

L’albero dei guasti è costituito da un diagramma logico che mostra le connessioni tra i guasti, gli eventi e le cause.

L’albero dei guasti è composto da nodi e rami, dove i nodi sono gli eventi o le condizioni che possono verificarsi, mentre i rami rappresentano le relazioni di causa-effetto tra i nodi.

La costruzione dell’Albero dei Guasti richiede una metodologia strutturata e sistematica.

Il concetto principale si basa sull’idea di visualizzare l’intera catena di eventi che possono portare a un guasto, partendo dal guasto stesso e risalendo alle sue cause profonde.

In sintesi si tratta di una rappresentazione grafica che mostra le possibili cause e gli effetti dei guasti, tracciandone l’origine e le possibili ripercussioni che si possono verificare:

1. Si inizia quindi identificando l’evento indesiderato (il guasto) che si vuole analizzare. Questo evento è posto come nodo principale nell’Albero.
2. Successivamente, si individuano le possibili cause che potrebbero portare all’evento indesiderato. Queste cause sono rappresentate come nodi secondari collegati al nodo principale tramite linee logiche, che rappresentano le relazioni causa-effetto.
3. Le cause secondarie vengono ulteriormente suddivise in sotto-cause, creando una struttura ad albero. Ogni nodo rappresenta un possibile scenario che può contribuire all’evento indesiderato. L’Albero dei Guasti è quindi una rappresentazione visiva delle diverse vie attraverso le quali il guasto può verificarsi.

Fault Tree Analysis: come si analizza l’albero dei guasti

Come detto, l’analisi dell’albero dei guasti è una metodologia che consente di individuare e analizzare le possibili cause di un guasto di un impianto, un macchinario, o anche un processo.

Risulta quindi essere la tecnica di analisi utilizzata per identificare i guasti potenziali all’interno di un sistema, impianto o macchinario complesso.

L’analisi dell’Albero dei Guasti coinvolge l’esame dettagliato di ogni percorso rappresentato dall’albero. Si inizia dalla parte superiore dell’albero (l’evento indesiderato) e si discende verso le cause più profonde. Per ogni percorso, si valutano le probabilità di ciascun nodo contributivo. Questa valutazione può essere basata su dati storici, analisi di affidabilità e altre informazioni come ad esempio l’esperienza del personale coinvolto.

Durante l’analisi, vengono identificate le “porte logiche” o i punti critici dell’albero. Questi sono nodi che, se si verificano, portano inevitabilmente all’evento indesiderato. L’analisi mira quindi a comprendere quali combinazioni di cause possono portare al guasto finale.

FMEA e Fault Tree Analysis (FTA)

L’Albero dei Guasti è strettamente correlato alla FMEA, acronimo di Failure Mode and Effects Analysis (che in italiano diventa “Modalità di guasto e analisi degli effetti”) ma si differenzia nell’approccio. Mentre l’FMEA si concentra sulla valutazione preventiva dei rischi e sulla progettazione di azioni per evitare potenziali guasti, l’Albero dei Guasti agisce quando i guasti sono già avvenuti. Tuttavia, entrambe le metodologie si basano sull’analisi approfondita delle cause radice e sulla promozione di pratiche preventive.

Integrando entrambe queste metodologie, è possibile sviluppare un approccio completo alla gestione dei guasti, dall’identificazione preventiva all’analisi post-guasto.

Vantaggi dell’albero dei guasti

L’adozione dell’Albero dei Guasti offre numerosi vantaggi nell’ambito della gestione della manutenzione e dell’affidabilità delle apparecchiature industriali. Uno dei principali vantaggi è l’approccio sistemico all’analisi delle cause dei guasti. Questo permette di individuare le cause nascoste e sottostanti che potrebbero essere trascurate con un’analisi superficiale.

Inoltre, l’utilizzo di una strategia basata sull’Albero dei Guasti è in grado di aiutare nella definizione delle priorità delle azioni correttive. Concentrandosi sulle cause principali e sulle combinazioni critiche, le risorse possono essere indirizzate verso le soluzioni più efficaci e strategicamente rilevanti.

Implementazione pratica della Fault Tree Analysis

L’implementazione dell’Albero dei Guasti per poter funzionare adeguatamente ed essere strutturato in modo attendibile, richiede la collaborazione tra i reparti di manutenzione, ingegneria e produzione per identificare l’evento indesiderato ed ottenere un’analisi dettagliata delle possibili cause di guasto.

L’analisi delle probabilità di ciascun nodo è un passo cruciale. Questa valutazione può essere basata su dati storici, statistiche affidabili o esperienze passate. Una volta completata l’analisi, è possibile focalizzarsi sulle porte logiche critiche, cercando di prevenire le combinazioni di cause che portano all’evento indesiderato.

Relazione tra Albero dei Guasti e Analisi della Causa Radice (RCA)

L’analisi FTA, abbiamo detto essere un metodo utilizzato per analizzare e comprendere le cause che portano a un guasto o a un malfunzionamento, e ciò la rende fondamentalmente una forma di RCA. La Fault Tree Analysis (FTA) è un tipo specifico di RCA che si concentra sulle cause di eventi indesiderati rappresentandole graficamente in un albero. L’Albero dei Guasti è parte integrante della FTA in quanto aiuta a creare la struttura dell’albero rappresentando le possibili cause e le loro interazioni.

L’RCA, d’altra parte, è un processo più ampio che coinvolge l’identificazione delle cause principali di un evento indesiderato. L’Albero dei Guasti è una delle metodologie che possono essere utilizzate all’interno di un processo RCA, come ad esempio l’Analisi dei 5 Perchè (resa popolare negli anni ’70 dal Toyota Production System), il Diagramma di Hishikawa o più comunemente conosciuto come Fishbone Diagram. In pratica, durante un’analisi delle cause radice, si potrebbe sviluppare un albero dei guasti per rappresentare in modo visuale e strutturato le cause e gli effetti che portano all’evento indesiderato.

In sintesi, l’Albero dei Guasti è uno strumento utile e specifico utilizzato all’interno della Fault Tree Analysis (FTA), che a sua volta è una forma di RCA, per analizzare e visualizzare le possibili cause di un guasto o di un evento indesiderato e inaspettato.

Come il CMMS aiuta a monitorare Failure Codes e Failure Modes

Il monitoraggio e la gestione di questi flussi e delle varie cause di guasto, rischiano di perdere di efficienza e utilità nel caso in cui si decidesse di tenerne traccia manualmente. Il CMMS (Computerized Maintenance Management System) essendo il software utilizzato per gestire tutte le attività di manutenzione all’interno di un’organizzazione, se impostato con i dovuti criteri, ha la possibilità di agevolare e rendere ancora più semplice e veloce la segnalazione, la raccolta e l’analisi delle varie forme di guasto. In particolare, il CMMS è in grado di offrire ad esempio un sistema avanzato per monitorare Failure Codes e Failure Modes.

I Failure Codes rappresentano le diverse categorie o tipi di guasti o malfunzionamenti che possono verificarsi in un impianto o macchinario. Ad esempio, un Failure Code potrebbe indicare un problema di surriscaldamento del motore.

I Failure Modes, d’altra parte, sono le modalità o gli scenari specifici in cui un componente o un sistema può fallire. Ad esempio, per un motore, i Failure Modes potrebbero includere surriscaldamento, mancanza di lubrificazione o malfunzionamento elettrico.

Un CMMS adeguatamente strutturato, potrebbe consentire di registrare e monitorare i Failure Codes e i Failure Modes associati alle apparecchiature e ai componenti. Questo è fondamentale per la manutenzione preventiva e predittiva, poiché consente di identificare i guasti più comuni, monitorarli nel tempo e prevedere azioni prima che si verifichino malfunzionamenti gravi.

Inoltre, il CMMS può generare report dettagliati sulle tipologie e cause di guasto, ed essere associate ad ogni Ordine di Lavoro fornendo una panoramica completa delle tendenze di guasto nel tempo. Questa analisi dei dati aiuterebbe gli addetti ai lavori a pianificare la manutenzione in modo ancora più efficiente, concentrando le risorse sulle aree critiche e riducendo i tempi di inattività imprevisti.

Conclusioni

L’Albero dei Guasti rappresenta un approccio avanzato e strutturato per affrontare i problemi operativi e migliorare l’affidabilità delle apparecchiature industriali. Mediante l’analisi delle cause radici dei guasti e l’identificazione delle possibili combinazioni di cause, questa metodologia offre una panoramica completa delle vie attraverso le quali i guasti possono verificarsi.

L’implementazione dell’Albero dei Guasti richiede collaborazione, analisi dettagliate e una cultura di miglioramento continuo. Integrare questo approccio nelle strategie di manutenzione può trasformare radicalmente le operazioni industriali, riducendo i fermi non programmati, ottimizzando le risorse e creando una cultura organizzativa basata sulla prevenzione e sull’affidabilità.

In un mondo aziendale in cui l’efficienza e l’affidabilità sono essenziali, l’Albero dei Guasti emerge come uno strumento potente che può fare la differenza tra il successo e l’insuccesso nell’ambito della gestione delle operazioni e della manutenzione.