Risk-based system-oriented framework for managing spare parts in manufacturing

Manufacturing companies are nowadays striving to improve the efficiency of their processes, and reduce the waste of time and resources. Maintenance is one of the fields in which this improvement is sought, with the help of the discipline of Asset Management, which has gained popularity in recent years, and is a systematic approach for the efficient realization of value from the assets. However, even if there have been researches for the application of Asset Management’s principles to the management of maintenance activities, few studies have yet been conducted regarding the specific application of these principles to the specific management of spare parts, which is a major source of costs related to maintenance. For this reason, the goal of this thesis is to is to develop a framework for the strategic management of spare parts of a manufacturing company, based on the principles of Asset Management, namely, the life-cycle and risk orientation, the systemic vision and the asset centric view. In literature the management methods for spare parts relate only partially with these concepts. The framework proposed in thesis follows these principles by assessing the risks related to the management of spare parts with three criticality evaluations. These evaluations concern the impact that the characteristics of the components have on the entire production system and on the company’s internal processes and functions. These evaluations are then used as a supporting tool in the spare parts’ sourcing decisions, in the decision concerning which components is better to keep in stock and which are preferable to re-order only when their need arises, and in the development of the re-order policies of the spares of which was decided to keep an internal stock. These activities are then continuously performed during the lifecycle of the system, guaranteeing their continuous improvement. To demonstrate and validate the framework, it was applied in a case study concerning a recently installed plant of an important food company. The thesis is part of a collaboration project between the Manufacturing Group of the Department of Management Engineering of “Politecnico di Milano” and an important Italian company, whose plant was used in the implementation.

Le aziende manifatturiere sono oggi impegnate a migliorare l'efficienza dei loro processi e a ridurre lo spreco di tempo e risorse. La manutenzione è uno dei campi in cui si ricerca questo miglioramento, con l'aiuto della disciplina dell'Asset Management, che ha guadagnato popolarità negli ultimi anni, ed è un approccio sistematico per la realizzazione efficiente del valore degli asset. Tuttavia, anche se ci sono state ricerche per l'applicazione dei principi dell'Asset Management alla gestione delle attività di manutenzione, pochi studi sono stati ancora condotti riguardo all' applicazione di questi principi alla gestione specifica dei pezzi di ricambio, che è una delle principali fonti di costi legati alla manutenzione. Per questo motivo, l'obiettivo di questa tesi è quello di sviluppare un framework per la gestione strategica dei pezzi di ricambio di un'azienda manifatturiera, basato sui principi dell'Asset Management, ovvero l'orientamento al ciclo di vita e al rischio, la visione sistemica e la visione centrata sugli asset. In letteratura i metodi di gestione dei pezzi di ricambio si riferiscono solo in parte a questi concetti. Il framework proposto nella tesi segue questi principi valutando i rischi legati alla gestione dei pezzi di ricambio con tre valutazioni di criticità. Tali valutazioni riguardano l'impatto che le caratteristiche dei componenti hanno sull'intero sistema produttivo e sui processi e le funzioni interne dell'azienda. Tali valutazioni vengono poi utilizzate come strumento di supporto nelle decisioni di approvvigionamento dei pezzi di ricambio, nella decisione su quali componenti è meglio tenere a magazzino e quali sono preferibili al riordino solo al momento del bisogno, e nello sviluppo delle politiche di riordino dei pezzi di ricambio di cui si è deciso di tenere uno stock interno. Queste attività vengono poi svolte continuamente durante il ciclo di vita del sistema, garantendone il miglioramento continuo. Per dimostrare e convalidare il framework, è stato applicato in un case study relativo ad un impianto di recente installazione di un'importante azienda alimentare italiana. La tesi fa parte di un progetto di collaborazione tra il "Manufacturing Group" del Dipartimento di Ingegneria Gestionale del Politecnico di Milano e un'importante azienda italiana, il cui impianto è stato utilizzato per la realizzazione. Tradotto con www.DeepL.com/Translator