A framework for coupling spare parts and maintenance policies and its application in a manufacturing company

Maintenance is usually considered a side activity in the production process and, in particular, an accurate spare parts management process as ancillary and not fundamental to the business outcomes. However, this has substantial impacts on maintenance activities, their quality, their efficiency, their effectiveness and timing, and on the overall economy of a company. Indeed, highly customized and advanced technical materials, in particular different types of spare parts, have considerable economic value and are critical for the correct functioning of an industrial machine or plant. Then, maintenance and spare parts management have an unquestionable and significant influence upon the service level of industrial machines and plants: setting a structured spare parts management strategy remarkably reduces the impacts of maintenance activities, in terms of Mean Time To Repair and, correspondingly the Mean Down Time, while various and careful maintenance policies may allow longer Mean Time Between Failures, thus reducing the impact of stoppages, given by faults or preventive activities, on the overall production time. Clearly, it is not possible to have all kind of spare parts available in stock, and this manuscript aims to focus on this concept: spare parts need to be evaluated on the basis of engineering criteria, the most common ones being the technical criticality (how the fault impacts on the performance of the industrial asset when the spare part is not available), the supply criticality (as number of suppliers, material availability of the component in suppliers’ warehouse, and potential service agreements between suppliers and customers for the supply lead time), the specificity (whether a component is peculiar to specific assets, to families or it is shared among any machinery), the value (typically measured through the economic price and other indexes like turnover index). This manuscript initially starts from the maintenance management and its structure, then it concentrates on the management of the spare parts engineered by the adoption of a classification method of spare parts based upon the four above cited criteria: technical criticality, specificity, supply criticality and value. The resulting framework – built by means of the spare parts classification – is adopted in order to connect the specific spare part classes to targeted policies to finally improve the management of their stocks. This work is developed and tested through the insights from a real company operating in the automotive sector.

La manutenzione è spesso vista come attività secondaria in un reparto produttivo e, in particolare, un’accurata gestione dei materiali tecnici di ricambio come accessoria e non essenziale per i risultati aziendali. Essa ha però impatti rilevanti sulla qualità, l’efficacia e la tempistica degli interventi di manutenzione e sulla gestione economica globale dell’azienda. Infatti, componenti specifici ed altamente tecnologici hanno valori economici non trascurabili e risultano critici per il corretto funzionamento degli asset produttivi. A cascata, la manutenzione e la gestione dei materiali di ricambio hanno un’enorme influenza sul livello di servizio degli impianti produttivi: impostare una metodica e strategica gestione delle scorte di ricambi riduce notevolmente l’impatto delle attività di manutenzione, in termini di Mean Time To Repair, e di Mean Down Time, mentre diverse ed accurate politiche di manutenzione sono in grado di garantire lunghi Mean Time Between Failures, riducendo l’impatto di fermi macchina, guasti oppure interventi di manutenzione preventivi, sul monte ore di produzione. Ovviamente, non è possibile avere a disposizione a magazzino ricambi per ogni componente ed è questo aspetto che il seguente elaborato vuole affrontare: i ricambi devono essere valutati in base a criteri ingegneristici, dei quali i più comuni sono la criticità tecnica (l’impatto di una loro rottura sul funzionamento a regime e in sicurezza della macchina quando il ricambio non è disponibile), la criticità di approvvigionamento (in termini di numero di possibili fornitori, reale disponibilità nel magazzino del fornitore ed eventuali rapporti di servizio fornitore-cliente che influenzano i tempi di consegna), la specificità (materiali destinati a macchine singole, a famiglie oppure generici di consumo), il valore (comunemente misurato usando il valore economico specifico e gli indici di rotazione). L’elaborato inizialmente indaga gli aspetti più gestionali delle attività manutentive, proseguendo poi con la definizione di un metodo di classificazione a quattro assi – criticità tecnica, specificità, criticità di approvvigionamento e valore economico. Il quadro risultante è utilizzato per collegare specifiche classi di componenti a determinate strategie per migliorare la gestione delle scorte a magazzino. Questo lavoro è stato sviluppato e testato attraverso l’esperienza maturata in una azienda operante nel settore automotive.