To the student will be transmitted the skills of an analyst of reliability and maintenance, able to calculate the reliability of components/systems, both non-repairable that repairable, and to define the implementation of the more appropriate maintenance strategy in terms of timing, control parameters and related costs. In the part relating to reliability, where is developed the study of failure and repair processes -both of production lines and its subsystems- but also of general products, will be given tools to evaluate the component/system reliability and techniques to improve the so-computed reliability both by analytical methods and engineering techniques such as the Failure Mode Effects and Criticality Analysis (FMECA) and the Fault Tree Analysis (FTA). The study of the repair process will also provide the capability to evaluate the machine down time and the component/system availability at a given instant of time. In the part relating to maintenance, where it is developed the study of the different maintenance strategies (by fault, preventive, inspective) or what actions are necessary to prevent the failure or to solve it when it is present, will be given tools to evaluate their cost functions that are based on the component/system reliability variables under investigation. Skills for the correct choice of the optimal maintenance strategy in the light of application methods based on the evaluation of standard parameters, safety, technical and economic criteria will be provided. The systemic aspect of the productive maintenance and its evolution in the Total Productive Maintenance (TPM) will be finally presented.

It is advisable to have learned and assimilated knowledge and basic methods of mathematical analysis, statistics and fundamentals of structural mechanics but it is not required to have passed the exams of these courses. Useful is also knowledge of machine applied mechanics and science, technology of materials/technology of metallic materials for engineering and computer science.

Failure process: Time To Failure, reliability and failure probability, density of failure probability, reliability of interval, Mean Time To Failure, failure rate, general integral law between reliability variables. Mathematical reliability models: exponential model, Weibull model, Gaussian model. Non-repairable systems: series, parallel with independent failures, stand-by (cold and hot, ideal and real), general model with 3-operating states. Repair process: Time To Repair, maintainability, density of repair probability, Mean Time To Repair, repair rate. Repairable systems: states of the system and graph of the states, random variables and related distributions, Fundamental System of integral equations of reliability and its solution, Up Time and Down Time, Mean Time To k-th Failure, Mean Time Between (k-1)-th e k-th failures, reliability extended variables, average number of expected failures, instantaneous intensity of failures, availability associated to the up-states of the system, availability and unavailability of renewable components/systems. Engineering methods for complex system analysis: Failure Mode Effects and Criticality Analysis (FMECA), determination of the Risk Priority Number (coefficient of risk priorities, RPN), criticality matrix, Fault Tree Analysis (FTA), reduction to the equivalent fault tree (qualitative analysis) and subsequent evaluation of reliability variables of interest (quantitative analysis). Design Of Experiments (DOE) plan on two factors: concept of interaction, statistical model, analysis of variance (ANOVA) with two factors. Factorial Plan on two levels and two factors: Yates notation for indicating combinations of treatments. Calculation of main effects and interaction: graphical approach and scores table. Fractional factorial plane. The Taguchi method: introduction and general information. Maintenance introduction: origins and definitions, activities and professional figures involved, maintenance organization charts, maintenance role. Maintenance strategies: classification of maintenance types, failure maintenance, preventive maintenance, inspective maintenance, cost functions and optimal time cadence of interventions, methodologies for the selection of the maintenance strategy, productive maintenance and its evolution in the Total Productive Maintenance.

The course includes 40 hours of lecture and 20 hours of practice and case studies that consist in exercises and practical problems analysed and solved in application of the concepts covered in the lectures. Aim of the practices is to improve understanding of theory and to provide students with the order of magnitude of the main parameters; to this end, students are advised to prepare short reports on the analysed case studies.

On the Course website the lectures handouts as well as texts, datasheets and didactic materials for exercises are available. Recommended other learning readings for more details are: - G. Belingardi, Strumenti statistici per la meccanica sperimentale e l’affidabilità, Levrotto & Bella - S. Beretta, Affidabilità delle costruzioni meccaniche, Springer, ISBN: 978-88-470-1078-9 - Berger P.D., Maurer R.E., Experimental design with applications in management, engineering and the sciences, ISBN: 0-534-35822-5 - R. Manzini, A. Regattieri, Manutenzione dei Sistemi di Produzione, Esculapio, Bologna - L. Furlanetto, Manuale di Manutenzione degli Impianti Industriali e Servizi, Franco Angeli, Milano - V. D’Incognito, Progettare il Sistema Manutenzione, Franco Angeli, Milano

Lecture notes; Exercise with solutions ; Video lectures (previous years);

You can take this exam before attending the course

Exam: Written test;

Modalità d’esame: Esame in remoto Numero e tipologia di prove: Prova scritta (obbligatoria). Prova scritta: Somministrazione di un esame scritto mediante la piattaforma EXAM del Politecnico con l’uso del software di proctoring ‘Respondus’. La durata complessiva della prova scritta è di 2 ore. La prova scritta verte su tutto il programma delle lezioni e delle esercitazioni dell’anno accademico in corso. Obiettivo della prova d'esame è la verifica dell'apprendimento delle competenze acquisite durante il corso relativamente a: i) valutazione dell'affidabilità di sistemi riparabili; ii) applicazione delle tecniche di manutenzione; iii) progettazione dei piani sperimentali e successiva analisi dei risultati sperimentali. La prova scritta è articolata su un esercizio e due domande inerenti alla parte teorica. Regole legate alla parte di esercizio: - È consentito consultare appunti e dispense del corso. - Il tempo complessivo destinato alla parte è 90 minuti. - Il massimo punteggio conseguibile al termine della parte è 30/30. - Il punteggio è suddiviso equamente tra tutte le domande. - Il candidato non può ritornare sulle risposte già date oppure tralasciate. - Per rispondere ai quesiti numerici è sufficiente l’utilizzo di una calcolatrice. - Risposte errate nei quesiti numerici non comportano alcuna penalizzazione. - Le risposte a scelta multipla possono richiedere più di una selezione. - Selezioni errate nelle risposte a scelta multipla comportano una penalizzazione pari a metà del punteggio complessivo raggiungibile con la domanda. Regole legate alla parte di domande teoriche: - Non è consentito consultare appunti e dispense del corso. - Il tempo complessivo destinato alla parte è 30 minuti. - Il massimo punteggio conseguibile al termine della parte è 30/30. - L’accesso alla parte di domande teoriche è consentito solo al termine della parte di esercizio. - Il candidato deve scegliere di rispondere ai quesiti relativi a solo 1 delle 2 domande teoriche proposte. - Il punteggio di 30/30 è suddiviso equamente tra tutti i quesiti relativi ad una domanda. - Il candidato non può ritornare sulle risposte già date oppure tralasciate. - Le risposte a scelta multipla possono richiedere più di una selezione. - Selezioni errate nelle risposte a scelta multipla comportano una penalizzazione pari a metà del punteggio complessivo raggiungibile con la domanda. Voto d’esame: La definizione del voto finale dell’esame, con valutazione massima 30 lode, si ottiene a partire dalla relazione seguente: V=2/3 E+1/3 D, dove V è il voto finale d’esame, E è il punteggio ottenuto nella parte di esercizio e D è il punteggio ottenuto nella parte di domande teoriche. In caso di valore non intero per V, il voto finale d’esame viene approssimato all’intero più vicino. La prova scritta è considerata superata se lo studente consegue una votazione minima di 18/30. Nel caso in cui i punteggi conseguiti nelle parti di esercizio e di domande teoriche siano entrambi apri a 30/30, il voto finale d’esame è pari a 30 lode.

In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.