Maintenance 4.0 : definition of a methodology to assess companies' readiness through a cost-benefit analysis

In the last years, the exponential increase of volume of data and information available for manufacturing companies represents a great opportunity in the Industry 4.0 (also called Smart Manufacturing) context. The Fourth Industrial Revolution has brought important new technologies, and experts say that has still a great unvoiced potential. Especially for what concern maintenance, great possibilities are lying ahead for a revolutionary way to plan and do maintenance. Lot of articles and documents has been written on the smart technologies and lot of reports about smart factory evolution of production system are published, but still few have dealt with the problem of integrate the evolution process of productive system with change necessary for maintenance, evaluating the beneficial aspects, from an economic and strategic point of view, that the company could gain. Therefore, the goal is twofold: in first place, it is to study the Industry 4.0 process, focusing on the concept of new maintenance that is going to take shape. In fact, a definition of Maintenance 4.0 is going to be done, identifying the main characteristics elements. In second place, the scope is to evaluate the reaction and readiness to reaction of the companies in relation to the maintenance evolution, assessing the factors mainly involved and the size of the effects, investigating the correlation between company’s characteristic and benefits achievable, creating a methodology that could analyse the positivity of change and direct it. Therefore, a methodology based on the interview and questionnaire, for data collection, and Cost-Benefit Analysis for case study and investment analysis has been developed. The methodology has been applied to two case studies: the first company is a defence contractor in charge of, between other tasks, to maintain armoured vehicle. The results show a company still unprepared from intelligent maintenance point of view, but that can achieve important results. The second case is about a world leader brewery, with advanced production plants but missing on personnel preparation. For this company, with strategic efforts in intelligent maintenance, is possible to leverage all the potential of the plant.

Negli ultimi anni, la crescita esponenziale della quantità di dati ed informazioni disponibili per le aziende manifatturiere rappresenta una grande opportunità che si inserisce nel contesto dell’ “Industry 4.0” (o “Smart Manufacturing” che dir si voglia). La cosiddetta quarta rivoluzione industriale ha apportato importanti novità tecnologiche, e, secondo gli esperti, ha ancora un ampio potenziale inespresso. In particolare, nell’ambito della manutenzione, si prospettano grandi possibilità per rivoluzionare la modalità di pianificare e svolgere le attività di gestione ed esecuzione della manutenzione. Per quanto siano stati pubblicati una grande varietà di articoli e report sulle tecnologie “smart” e sulla evoluzione dei sistemi produttivi a fabbriche intelligenti, ancora pochi hanno affrontato il problema di integrare il processo evolutivo del sistema produttivo con i cambiamenti necessari per la manutenzione, valutando e quantificando gli effetti positivi, da un punto di vista economico e strategico, che le aziende otterrebbero. Lo scopo di questo lavoro di tesi è dunque duplice. In primo luogo si vuole studiare il processo della “quarta rivoluzione industriale”, focalizzandosi sul concetto di manutenzione intelligente che viene a formarsi di conseguenza. Primo obiettivo è infatti quello di arrivare ad una definizione di Manutenzione 4.0 identificandone i principali elementi caratterizzanti. In secondo luogo lo scopo della tesi è quello di valutare la readiness delle aziende manifatturiere in relazione ad una evoluzione manutentiva, indagando quali fattori sono coinvolti e definendo una correlazione tra le caratteristiche dell’impresa e i costi e benefici attesi, creando un modello teorico che possa analizzare la positività del cambiamento ed indirizzarlo. A questo proposito è stata sviluppata una metodologia basata sui metodi di interview e questionario, per ottenere i dati necessari, e sul metodo della Cost-Benefit Analysis (CBA) per successivamente identificare la readiness dell’azienda e gli investimenti più opportuni. La metodologia sviluppata è stata applicata in due casi di studio: la prima azienda opera come defense contractor e si occupa della manutenzione dei veicoli corazzati. I risultati ottenuti mostrano una realtà ancora impreparata sull’evoluzione della manutenzione, ma che può raggiungere importanti risultati. Il secondo caso è relativo a un marchio leader nel brewery, con impianti avanguardistici, ma una mancanza di preparazione sul personale. Per questa compagnia, con un investimento strategico di manutenzione intelligente, è possibile sfruttare a pieno tutte le capacità dei suoi impianti.