Lo scenario di fallimento catastrofico
Un produttore di componenti aerospaziali elabora le parti del carrello di atterraggio in titanio attraverso un serbatoio di fresatura chimica. Il serbatoio può contenere in qualsiasi momento 12 pezzi, ciascuno con un valore lavorato di 18.000 dollari. Valore totale del lavoro-in-processo nel serbatoio: $ 216.000. Il riscaldatore a immersione in titanio, in funzione nel mordenzante HF-HNO₃, è in servizio da 14 mesi-oltre la sua durata di servizio tipica.
Un venerdì pomeriggio, il riscaldatore sviluppa una perdita stenopeica. La condensa del vapore, che trasporta ferro e cromo dalle tubazioni della caldaia, entra nell'agente di attacco. La contaminazione altera la velocità di attacco in modo imprevedibile. Le parti vengono sovra-incise prima che il problema venga rilevato. Le tolleranze dimensionali vengono superate. Tutte le 12 parti vengono demolite. Perdita totale: $ 216.000 in WIP, più $ 12.000 in prodotti chimici per l'attacco chimico, più 4 giorni di perdita di produzione.
Uno scambiatore di calore in PTFE nello stesso servizio ha un rischio di corrosione pari a zero. Lo scenario di distruzione WIP non si verifica. L'analisi costi-benefici confronta l'investimento una tantum in PTFE con il costo ponderato in base alla probabilità degli eventi di perdita WIP nel corso della vita dell'apparecchiatura.
Il metodo di quantificazione del rischio
Il costo del rischio annualizzato di guasto del riscaldatore è: Probabilità di guasto per anno × Costo delle conseguenze per guasto.
Per un riscaldatore in titanio in HF-HNO₃ con un MTBF di 12-18 mesi, la probabilità di guasto annuale è 0,67-1,0. Per l'analisi, utilizzare 0,8 (80% di probabilità di almeno un guasto all'anno). Il costo conseguente comprende: valore di sostituzione WIP, sostituzione dei prodotti chimici del serbatoio, manodopera di pulizia e decontaminazione, tempi di fermo della produzione e potenziali penalità per consegna in ritardo.
Per l'esempio aerospaziale, il costo delle conseguenze per evento di guasto è di circa $ 280.000 (WIP $ 216,000 + chimica $ 12,000 + tempi di inattività $ 40,000 + altri costi $ 12.000). Il costo del rischio annualizzato è 0,8 × $ 280,000=$ 224.000.
Lo scambiatore di calore in PTFE costa 12.000 dollari installato e riduce la probabilità di guasto quasi a zero. Il rapporto costi/benefici è di $ 224.000 / $ 12,000=18.7:1 solo nel primo anno.
Tabella 1: Analisi costi-benefici per l'installazione di serbatoi critici in PTFE (fresatura di prodotti chimici aerospaziali)
| Parametro | Riscaldatore in titanio | Scambiatore di calore in PTFE |
|---|---|---|
| Probabilità di guasto annuale | 0.8 | < 0.05 |
| Costo conseguente per guasto | $280,000 | $ 280.000 (se si verifica un guasto) |
| Costo del rischio annualizzato | $224,000 | $14,000 |
| Attrezzature in PTFE e costi di installazione | – | $12,000 |
| Costo di manutenzione annuale | $ 4.500 (sostituzione + pulizia) | $ 300 (solo ispezione) |
| Costo totale del primo-anno | $228,500 | $26,300 |
| Risparmio nel primo-anno con PTFE | – | $202,200 |
| Risparmio netto a 10 anni | – | $2,022,000(circa) |
Oltre il WIP: la responsabilità a valle
La perdita WIP è il costo più visibile, ma non necessariamente il più grande. Se le parti sovra-incise non vengono rilevate prima che entrino nell'assemblaggio a valle, il danno si propaga. Un componente strutturale sovra-inciso installato in un aeromobile può richiedere lo smontaggio di un assieme completato per essere sostituito. Il costo diretto della parte viene moltiplicato per il costo della manodopera di accesso e sostituzione.
Se le parti difettose raggiungono il cliente finale, le richieste di garanzia, i guasti sul campo e i danni alla reputazione sminuiscono la perdita WIP in-impianto. L'analisi costi-benefici per le applicazioni critiche dovrebbe includere un fattore per queste responsabilità a valle, che vengono evitate quando l'affidabilità del PTFE impedisce il guasto iniziale.
Per i componenti critici per la sicurezza, la conseguenza di una perdita di qualità indotta dal riscaldatore può includere sanzioni normative, contenziosi e perdita di certificazione. Questi rischi sono difficili da quantificare ma sono sufficientemente grandi da rendere obbligatorio l’investimento in PTFE indipendentemente dal confronto diretto dei costi.
La prospettiva assicurativa
Per le operazioni in cui il valore WIP è una voce di bilancio significativa, la riduzione del rischio derivante dall'installazione del PTFE può essere riconosciuta dall'assicuratore della proprietà e dell'interruzione dell'attività della struttura. La riduzione del costo del rischio annualizzato di $ 200,000+ rappresenta un miglioramento materiale nel profilo di rischio assicurato. Le implicazioni sui premi sono state discusse in un'analisi precedente; il valore di protezione WIP rafforza tale tesi.
Riepilogo
L'analisi costi-benefici per l'installazione di scambiatori di calore in PTFE nei serbatoi che trattano-work-in{3}}ad alto valore è assolutamente favorevole. Nell'esempio della macinazione di prodotti chimici aerospaziali, un investimento di 12.000 dollari in PTFE elimina 224.000 dollari di rischio di perdita WIP annualizzato-un rapporto costi-vantaggio per il primo anno-di 18,7:1. In 10 anni, la riduzione dei costi cumulativi del rischio supera i 2.000.000 di dollari per serbatoio.
Per qualsiasi serbatoio in cui il valore WIP a rischio supera circa $ 25.000, l'investimento in PTFE è giustificato solo sulla protezione WIP, indipendentemente da altri vantaggi. Per la produzione ad alto-valore o critica per la sicurezza-, il PTFE diventa l'unica scelta razionale.
Il supporto tecnico per l'analisi dei costi-basata sul rischio-in applicazioni critiche specifiche è disponibile previa presentazione del valore WIP del serbatoio, del tipo di riscaldatore corrente e della cronologia dei guasti, dei costi delle conseguenze del guasto e di qualsiasi esposizione alla responsabilità a valle.
