1.1. Metodos de Ingenieria de Confiabilidad

Asociación Colombiana Colombiana de Ingenieros Ingenieros Capítulo Cundinamarca

Fundamentos de Ingeniería de Confiabilidad para la Gestión de Mantenimiento Métodos de Ingeniería de Confiabilidad

Juan Carlos Duarte Holguín Junio 7 al 9 de 2007


OBJETIVOS • Pres Presen enta tarr los conce concept ptos os básico básicoss de de los los prin princip cipale aless pro proce ceso soss de de Gestión de Activos y su aplicación en la industria. • Pres Presen enta tarr un un enf enfoq oque ue senc sencill illo o y prác práctitico co de algu algunos nos méto métodos dos de análisis de confiabilidad • Resa Resaltltar ar la imp impor orta tanc ncia ia de de la reco recole lecc cció ión n y aná análilisi siss de de la la información de confiabilidad y mantenimiento como pilar clave en el mejoramiento del desempeño de plantas. • Most Mostrar rar los funda fundame ment ntos os y alg alguno unoss fac facto tore ress clav claves es de éxit éxito o par para a la implementación de la metodología de Análisis de Causa Raíz (RCA), como proceso fundamental de un Programa de Ingeniería de Confiabilidad.


OBJETIVOS • Pres Presen enta tarr los conce concept ptos os básico básicoss de de los los prin princip cipale aless pro proce ceso soss de de Gestión de Activos y su aplicación en la industria. • Pres Presen enta tarr un un enf enfoq oque ue senc sencill illo o y prác práctitico co de algu algunos nos méto métodos dos de análisis de confiabilidad • Resa Resaltltar ar la imp impor orta tanc ncia ia de de la reco recole lecc cció ión n y aná análilisi siss de de la la información de confiabilidad y mantenimiento como pilar clave en el mejoramiento del desempeño de plantas. • Most Mostrar rar los funda fundame ment ntos os y alg alguno unoss fac facto tore ress clav claves es de éxit éxito o par para a la implementación de la metodología de Análisis de Causa Raíz (RCA), como proceso fundamental de un Programa de Ingeniería de Confiabilidad.


AGENDA Juni Ju nio o 7 - Ju Juev eves es • Métod étodos os de Inge Ingeni nier ería ía de Conf Confia iabi bililida dad d • Int Introdu roducc cció ión n a la la Ing Ingen enie ierí ría a de de Conf Confia iabi bililida dad d

Juni Ju nio o 8 - Vi Vier erne ness • Int Introdu roducc cció ión n a la la Ing Ingen enie ierí ría a de de Conf Confia iabi bililida dad d • Manej anejo o de Inf Informa ormaci ción ón de Conf Confia iabi bililida dad d • Análisis de Causa Raíz

Juni Ju nio o 9 - Sá Sába bado do • Análisis de Causa Raíz

Asociación Colombiana de Ingenieros Capítulo Cundinamarca

AGENDA Junio 7 - Jueves • Métodos de Ingeniería de Confiabilidad • Introducción a la Ingeniería de Confiabilidad

Junio 8 - Viernes • Introducción a la Ingeniería de Confiabilidad • Manejo de Información de Confiabilidad • Análisis de Causa Raíz

Junio 9 - Sábado • Análisis de Causa Raíz


CONTENIDO • • • • • • • • • • •

Introducción Evaluación de Mantenimiento Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM) Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


CONTENIDO

• Introducción • • • • • • • • • •

Evaluación de Mantenimiento Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM) Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


ENFOQUE MODERNO DEL MANTENIMIENTO “Preservar la función de los equipos a partir de la aplicación de estrategias efectivas de mantenimiento, inspección y control de inventarios, que permitan optimizar la confiabilidad operacional de los activos maximizando de esta forma la rentabilidad de los procesos industriales”.


GESTION DE ACTIVOS

Gestión de Activos según PAS 55: “Actividades y prácticas sistemáticas y coordinadas a través de las cuales una organización maneja de manera óptima sus activos y su desempeño, riesgos y costos asociados sobre el ciclo de vida” PAS 55: Especificación para la gestión optimizada de activos de infraestructura física – Institute of Asset Management


GESTION DE ACTIVOS Resultado 

PAS 55 Part 1 – Especificación para la Administración Optimizada de Activos de Infraestructura Física.



PAS 55 Part 2 – Guías para la aplicación de la PAS 55-1.



PAS 55 Part 3 – Guía específica por sectores.

• Alineado con ISO 9001, ISO 14001 y OHSAS 18001 • Especifica los requerimientos de un Sistema de Gestión de Activos de infraestructura física • Basado en la metodología PHVA. PAS – Publicly Available Specification


CONFIABILIDAD OPERACIONAL • Es la capacidad de un sistema (procesos, tecnología y gente), para cumplir sus funciones, dentro de los límites de diseño y bajo un contexto operacional específico. • En el caso que ocurran eventos de fallas, las consecuencias deberán provocar el menor daño posible. “Una instalación confiable debe tener continuidad operacional y control de riesgos”.


CONFIABILIDAD OPERACIONAL Confiabilidad de Activos Metodologías de Análisis (RCM, RCA, RAM, PdM, PM) Evaluaciones Equipos de Mejoramiento

Confiabilidad de Diseño Costo del Ciclo de Vida Adquisiciones Proyectos Comisionamiento

Confiabilidad Humana Liderazgo Desarrollo de Competencias Comunicaciones Gestión del Desempeño Interiorización

Confiabilidad de Procesos Procesos Estratégicos Procesos de Producción Administración de Trabajos


COMO ALCANZAR LA CONFIABILIDAD OPERACIONAL? • La Confiabilidad Operacional se puede conseguir a través de muchas iniciativas. • No existe una única metodología capaz de lograr la totalidad de los objetivos. • Depende de la interacción de los equipos, los procesos, el factor humano y el ambiente organizacional.


COBERTURA CONFIABILIDAD OPERACIONAL Confiabilidad de Activos Mantenimiento Operaciones Compras

Confiabilidad de Diseño

Confiabilidad Humana Recursos Humanos SAR Mantenimiento Operaciones Financiera

Confiabilidad de Procesos Financiera Operaciones Mantenimiento Compras

Proyectos Ingeniería Compras

La Confiabilidad Operacional es una filosofía fundamental del negocio, no un asunto de mantenimiento.


PILARES CONFIABILIDAD OPERACIONAL Carga de Trabajo Predecible

Confiabilidad e Integridad s a l l e l a d F n e ó i d c c o u r d e e m R ú N

Optimización del Volumen de Trabajo o l i v e t d c n a e ó i R c c j o u a d b e a R r T

Eliminación de Defectos

Eficiencia en la Ejecución s a s l a e i d c n n e ó i g c r c e u m d E e R


OBJETIVOS DEL PROGRAMA OBJETIVOS PRINCIPALES 1. Incrementar la productividad de plantas disminuyendo los tiempos de parada relacionados con eventos operacionales y de mantenimiento. 2. Incrementar la disponibilidad de plantas a través de la optimización de los programas de mantenimiento de los activos y la reducción de los tiempos de parada no programados. 3. Optimizar los costos operacionales mediante la implementación de un programa efectivo de mantenimiento, la disminución de la rata de fallas de equipos y el incremento de la productividad del personal.


OBJETIVOS COMPLEMENTARIOS 4. Incrementar los niveles de integridad de las plantas implementando procesos que garanticen que las Instalaciones sean operadas de manera segura. 5. Contribuir con el logro de los objetivos de HSE realizando actividades enfocadas en la disminución del riesgo de eventos que impacten el medio ambiente y/o la salud de las personas. 6. Implementar metodologías que permitan la eliminación de las causas que generan productos no conformes, contribuyendo con el logro de los objetivos de Calidad.


BENEFICIOS • Mayor Retorno de la Inversión Minimización de costos unitarios de producción

• Reconocimiento Internacional Organización altamente efectiva y desempeño superior

• Cumplimiento con las Metas de Producción Alta disponibilidad y eficiencia de plantas

• Reducción de Costos en Pólizas de Seguros Capacidad de demostrar altos niveles de Integridad de Plantas

• Menores Costos Operativos Hacer lo que hay que hacer en el momento correcto


CONTENIDO • Introducción

• Evaluación de Mantenimiento • • • • • • • • •

Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM) Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


EVALUACIÓN DE MANTENIMIENTO El paso inicial de la implementación de un programa de Gestión de Activos o de Confiabilidad Operacional es la identificación del estado actual de la organización de mantenimiento, con el fin de definir los logros alcanzados y sus retos a corto y mediano plazo.


OBJETIVOS • Realizar un diagnóstico del estado actual de la organización de mantenimiento, con el fin de mostrar los logros alcanzados hasta la fecha e identificar sus oportunidades de mejoramiento. • Establecer el Plan Estratégico de Mejoramiento cuya implementación le permita a la compañía contar con una organización de mantenimiento de alto desempeño. • Definir los requerimientos y el alcance para implementación de un Programa de Confiabilidad.

la


ALCANCE Procesos de Mantenimiento y su interacción con: • Producción • Ingeniería • Proyectos • HSE • Bodega / Compras • Proveedores • Contratistas


BENEFICIOS • Identificar oportunidades de mejoramiento a corto plazo en las áreas de optimización de costos de mantenimiento y mejoramiento de los niveles de disponibilidad y productividad de plantas. • Comparar su gestión contra otras empresas similares en diferentes áreas del mantenimiento. • Enfocar de manera adecuada los recursos disponibles de la organización de mantenimiento. • Definir las actividades o procesos específicos que se requieren implementar para alcanzar de manera efectiva los objetivos de desempeño de la organización.


METODOLOGÍAS

Matriz de Excelencia del Mantenimiento


TIPOS DE ORGANIZACIONES Incremento Eficiencia y Disponibilidad 80 – 100 Clase Mundial

Incremento Costos de Mantenimient o

60 – 80 De lo Mejor en su Clase

-

20 – 60 Consciente 10 – 20 Insatisfactorio

0 – 10 Inocente


METODOLOGÍAS SPIDER CHART


METODOLOGÍAS


ORGANIZACIONES DE ALTO DESEMPEÑO Alcanzar un estándar de Mantenimiento “Lo Mejor en su Clase” o “Clase Mundial”, significa:

• Incremento

en los niveles de disponibilidad y eficiencia de plantas.

integridad,

• Optimización de los costos operacionales ajustados a las necesidades y competitivos en el mercado

• Altos estándares de HSEQ (salud, seguridad, medio ambiente y calidad)


ORGANIZACIONES DE ALTO DESEMPEÑO

Excelencia de los Procesos Medulares

Máxima Confiabilidad

Calidad y rentabilidad de los productos

Implementación de las Mejoras Prácticas

Motivación y satisfacción del personal y los clientes

Niveles altos de producción Máxima seguridad y protección ambiental


CONTENIDO • • • • • • • • • • •

Introducción Evaluación de Mantenimiento

Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM) Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


QUE ES RIM? Es un proceso de recolección, aseguramiento de calidad y análisis de información de Confiabilidad y Mantenimiento de los equipos críticos de las plantas. La recolección de información de confiabilidad y mantenimiento de los equipos de las plantas se puede utilizar en: • Cálcul Cálculo o de indi indica cador dores es de de Confi Confiabi abilid lidad ad y Mant Manteni enimi mient ento o • Ejecu Ejecució ción n de est estud udios ios de de conf confiab iabili ilidad dad par para a opti optimiz mizar ar los los procesos de toma de decisiones (RCM, PMO, RBI, RAM, LCC) • Ident Identififica icaci ción ón de de malos malos actor actores es de de plan planta tass (par (para a RCA) RCA) • Segui Seguimi mient ento o de traz trazabi abilid lidad ad de comp compon onent entes es y equi equipos pos crí crítitico coss • Cuantif Cuantifica icación ción de la confiabi confiabilida lidad d de sus equipos equipos y comp compara ararlos rlos con los valores de equipos con características similares.


ANTECEDENTES • Estándar ISO 14224 desarrollado a partir del proyecto OREDA (Offshore Reliability Data). • Énfasis fuerte en seguridad, confiabilidad y mantenibilidad de equipos. • Énfasis en el diseño, operación y mantenimiento de plantas nuevas y existentes. • La información de fallas, mecanismos de falla y mantenimiento de las plantas han tenido mayor importancia. • La información de confiabilidad y mantenimiento es vital para que los análisis de riesgo y desempeño de las plantas o sistemas sean efectivos. • La recolección de información es una inversión. • La estandarización de información facilita el intercambio de información entre plantas, compañías, fabricantes, etc.


REFERENCIAS NORMATIVAS • ISO 14224 - Petroleum and natural gas industries: Collection and exchange of reliability and maintenance data for equipment. 2005

• OREDA: Offshore Reliability Data 4th Edition. 2002


BENEFICIOS    

Objetividad en la toma de decisiones de mantenimiento. Información adecuada para análisis de confiabilidad. Mejora en el contenido de los procedimientos de mantenimiento Benchmarking más efectivo.

Diseño/ Manufactura

Análisis RAM

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

Optimización de Estrategias

Fallas / información de mantenimiento

Ajustes y Modificaciones

Data


PARA QUE SE USA? La confiabilidad, disponibilidad, mantenimiento y seguridad (RAMS) de plantas y facilidades de producción es responsabilidad de las personas, compañías y autoridades. Los análisis RAMS son desarrollados para suministrar las bases de la toma de decisiones en el diseño, construcción y operación de las plantas de producción. Con el fin de permitir permitir que estos análisis puedan ser realizados se requiere una buena fuente de información de confiabilidad.


FLUJO DEL PROCESO


CONTENIDO • Introducción • Evaluación de Mantenimiento • Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM)

• Planeación y Programación (P&S) • • • • • • •

Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM) Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


QUE ES? Proceso que permite asegurar la integridad de la gestión de mantenimiento a través de la adecuada planeación, programación, ejecución y control de los trabajos de mantenimiento soportado en un sistema computarizado (CMMS). El CMMS es empleado para documentar la información de los equipos, historia, trabajos de mantenimiento, horas-hombre, materiales, compra y almacenamiento de materiales, etc.


TIPOS DE PLANEACIÓN Planeación Estratégica: Es el proceso de formular, implementar y evaluar las decisiones interfuncionales que permiten a la organización alcanzar sus objetivos. Planeación de Largo Plazo: Se refiere a la planeación que está ligada a la producción de las plantas y dependiente de la misma. Son realizados por personal técnico administrativo de todas las áreas del negocio y es presentado para decisiones a nivel gerencial. Generalmente se realizan para periodos de cinco a diez años.


TIPOS DE PLANEACIÓN Planeación de Corto Plazo: Conjunto de actividades que a partir de las necesidades diarias del mantenimiento definen el “Qué?”, el “Cómo?”, el “Con qué?” y el “Cúanto cuesta?” cada uno de los trabajos que se requiere ejecutar para cumplir con los objetivos establecidos en las planeaciones de mayor nivel (estratégica, largo plazo y por vigencia) Planeación de Paradas de Planta (Turnarounds): Conjunto de actividades requeridas para planear, programar y controlar la ejecución de aquellos mantenimientos que se realizan con la unidad, planta o sistema fuera de servicio y por lo tanto con impacto directo a la producción.


PLANEACIÓN A CORTO PLAZO ALCANCE Comprende desde la definición de los trabajos de mantenimiento a ejecutar durante el período de programación hasta el análisis e interpretación de las estadísticas de planeación de ese mismo período (semanal, quincenal, mensual). BENEFICIOS • Definir, planear y programar los trabajos de mantenimiento a ejecutar durante los períodos de programación. • Optimizar los recursos de personal, materiales, repuestos y herramientas a utilizar durante el período de programación semanal. • Optimizar la planeación a corto plazo mediante la creación y utilización de Standard Jobs.


ELEMENTOS • CMMS (Sistema Computarizado de Administración de Mantenimiento) • Periodo de Programación • Ordenes de trabajo • Estados de las Ordenes de Trabajo (Flujo de OT) • Criticidad vs. Prioridad • Duración de los trabajos • Asignación de los Recursos • Procedimientos de trabajo • Programación y nivelación de los Recursos • Paquetes de trabajo • Control de la Ejecución • Gestión de indicadores de planeación


MEJORES PRÁCTICAS DE PLANEACIÓN Y PROGRAMACIÓN


BENEFICIOS … de un sistema de Planeación y Programación bien ejecutado…     

Incremento de la disponibilidad Reducción de costos fijos Reducción de inventarios Desempeño mejorado en HSE Mejora en la calidad del mantenimiento y las reparaciones


MEJORES PRÁCTICAS

• Asignar responsabilidad por el rol de Planeador y Programador Seleccionar técnicos de mantenimiento con experiencia en varias disciplinas, entrenada en los conceptos de planeación y programación de mantenimiento. Se han obtenido incrementos en la productividad de entre el 20 y el 40% (más trabajo de valor agregado sobre los equipos).


MEJORES PRÁCTICAS

• Diseñar un proceso de planeación y programación de acuerdo a las necesidades específicas de la planta Planeación – Determinar el “qué”, “cómo” y “con qué” un trabajo va a ser ejecutado (elementos requeridos para desarrollar una tarea por adelantado). Programación – Determinar “cuándo” un trabajo va a ser ejecutado (lo más cercano posible con la fecha para la cual el trabajo es requerido).


FLUJO PLANEACIÓN A CORTO PLAZO


MEJORES PRÁCTICAS

• Priorizar los trabajos de mantenimiento (Criticidad del equipo & Efecto de la falla / tarea)


MEJORES PRÁCTICAS



MEJORES PRÁCTICAS



MEJORES PRÁCTICAS • Planear todos los trabajos que no sean emergencias. • Programar todos los trabajos planeados. • Utilizar al 100% todos los recursos de mano de obra disponibles.

• Programar actividades de mantenimiento para los operadores.

• Medir el tiempo invertido por las cuadrillas de mantenimiento en trabajos de valor agregado sobre los equipos (Códigos de Productividad)

• Medir y gestionar indicadores de gestión de Planeación


CONTENIDO • • • •

Introducción Evaluación de Mantenimiento Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S)

• Análisis de Causa Raíz (RCA) • • • • • •

Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM) Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


QUE ES RCA? • Es un método estructurado de análisis utilizado en la solución efectiva de problemas, con el que se evalúa toda la cadena de hechos hasta identificar las causas raíces y las soluciones efectivas para eliminar o mitigar sus efectos.

• Es una técnica de análisis que permite aprender de los problemas y eliminar las causas, en lugar de corregir los síntomas.


CUANDO SE EMPLEA EL RCA? • Solución de problemas esporádicos o recurrentes de alto impacto en el desempeño de las organizaciones: 



Fallas crónicas (repetitivas), tales como fallas de equipos (generalmente problemas de mantenimiento). Fallas esporádicas (una vez), tales como paradas de emergencia, incendios, explosiones, muertes, lesiones importantes, o fallas graves poco frecuentes en los equipos.

• Identificación de oportunidades de mejoramiento que redunden en el logro las metas y objetivos de la organización.


FALLAS ESPORÁDICAS VS. CRÓNICAS Limitaciones de permiso o Máxima Producción

10,000

}

7,500

D / B n 5,500 e n ó i 4,000 c c u d o r P

Nivel de operación aceptable Producción Promedio

Producción Mínima Limitaciones del día a día (Producción real)

Fallas Crónicas Fallas Esporádicas

Parada no programada

0

Tiempo

+

=

GAP = Pérdida de Producción Potencial


METODOLOGÍAS MÁS CONOCIDAS • Diagrama Causa & Efecto (Acciones y condiciones). • Árbol Lógico de Falla (Proact ®: Modos de falla, hipótesis de falla, causas raíz física / humana y latente). • TapRoot® (Factores Causales) • Espina de Pescado Procedimientos).

(Procesos,

Personas,

Equipos,

• Mapeo de Causas • Maxi RCA Representación grafica de la relación entre causas y efectos, partiendo del efecto primario objeto de la investigación para determinar las causas que originaron dicho efectos.


DIAGRAMA CAUSA Y EFECTO 1. Definir el Problema

2. Elaborar Diagrama Causa-Efecto Acción

Causa

Causado Efecto Primario

por

Evidencia Condición

Causa Evidencia

4. Implementar las mejores soluciones

3. Identificar las soluciones efectivas


BENEFICIOS DEL RCA

• Reducción del numero de fallas, incidentes y desperdicios.

• Reducción de los costos operacionales y las perdidas de producción.

• Incremento en los indicadores de Confiabilidad y Disponibilidad.

• Mejoramiento de la seguridad y la protección ambiental.

• Incremento

en la eficiencia, productividad de los procesos.

rentabilidad

y


CINCO PASOS DEL RCA • Responder a un incidente y conservar la evidencia. • Organizar el grupo RCA. • Analizar la falla y verificar las causas raíz. • Comunicar los resultados. • Implementación de seguimiento.


MODELO DEL PROCESO


CONTENIDO • • • • •

Introducción Evaluación de Mantenimiento Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA)

• Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) • • • • •

Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM) Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


Lo que es probable que esté mal en su Programa de Mantenimiento actual… • Algunas tareas están duplicadas. • Muchas tareas son intrusivas o basadas en tiempo mientras que deberían ser basadas en condición. • Algunas tareas no son efectivas. • Tareas muy frecuentes o muy tarde. • Existen fallas prevenibles que requieren rutinas de PM o eliminación de defectos. • No hay seguimiento a las razones por las cuales se realiza el mantenimiento.


MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD - RCM El RCM es una metodología utilizada para determinar que se debe hacer para asegurar que cualquier activo físico continúe llevando a cabo su función, en el contexto operacional presente.


GENERALIDADES DEL RCM • El propósito del RCM es determinar los requerimientos de mantenimiento (en una relación costo beneficio) de una facilidad o equipo especifico dentro del contexto Operacional • El desarrollo de la metodología del Proceso RCM se inicia en los años 60´s liderado inicialmente por la industria de la aviación. • El Mantenimiento Centrado en Confiabilidad se denomina así porque asegura que un equipo o función continúen obteniendo la capacidad definida por su confiabilidad inherente


El estándar SAE JA-1011 presenta los criterios que pueden ser usados para evaluar procesos de desarrollo de programas de mantenimiento y determinar si son procesos de RCM. Las siete preguntas del RCM: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Cuales son las funciones y estándares deseados de desempeño del equipo en su contexto operativo? (Funciones) En que forma puede fallar para cumplir con sus funciones? (Falla Funcional) Qué causa cada Falla Funcional? (Modos de Falla) Qué pasa cuando cada falla ocurre? (Efectos de la Falla) Cuál es el impacto de la falla? (Consecuencias de la Falla) Que debiera hacerse para predecir o prevenir cada falla? (Tareas Proactivas) Que debiera hacerse si no se puede encontrar una tarea proactiva adecuada? (Acciones por Omisión)


El RCM es un proceso jerárquico Funciones Fallas Funcionales Modos de Falla Tareas de Mantenimiento Modificaciones


MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD

El nacimiento del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) fue reconocer la importancia de conocer la curva de falla de cada modo de falla antes de decidir cual tarea de mantenimiento es aplicable.


Curva de la Bañera Tiempo de Servicio a l l a F e d d a d i l i b a b o r P

Mortalidad Infantil

Aleatorio

Edad

Desgaste


Secuencia de Selección de Tareas - RCM Oculta

Evidente

Riesgo Riesgo

Pérdida Pérdida Operacional Operacional

Sólo Sólo Reparación Reparación

Monitoreo por Condición




Reparación Programada




Baja Programada

Baja Programada

Baja Programada

Baja Programada

Búsqueda de Fallas

Modificación

Modificación o No PM

Modificación o No PM


BENEFICIOS DEL RCM • Reducción esperada de manpower entre un 10% a 20% • Provee una base estadística para la Optimización de inventarios. • Incremento en la Disponibilidad y Confiabilidad de los equipos e instalaciones. • Da la base para efectuar ajustes a la Estrategia de Mantenimiento. • Facilita la implementación del Mantenimiento por Campaña.


CONTENIDO • • • • • •

Introducción Evaluación de Mantenimiento Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM)

• Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) • • • •

Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM) Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) • El PMO es un proceso que utiliza los principios del RCM para racionalizar los programas de mantenimiento existentes, la historia de falla y la documentación técnica y eliminar defectos. • El PMO inicia con:  El

programa de mantenimiento existente para los activos en uso, o

 Un

programa de mantenimiento configurado para equipo similar que opera en otra parte.


Pasos PMO Paso 1

Recopilación de Tareas

Paso 2

Análisis de Modos de Falla (FMA)

Paso 3

Racionalización y Revisión del FMA

Paso 4

Análisis Funcional (Opcional)

Paso 5

Evaluación de Consecuencias

Paso 6

Definición de la Política de Mantenimiento

Paso 7

Agrupación y Revisión

Paso 8

Aprobación e Implementación

Paso 9

Programa Dinámico


PMO inicia con las tareas de mantenimiento existentes…. Tareas de Mantenimiento Historia de Falla & Documentación Modos de Falla Tareas de Mantenimiento Modificaciones


La Optimización del Programa de Mantenimiento se enfoca en la reducción de las pérdidas…

La optimización del Programa de Mantenimiento inicia aquí

Mejora Sostenible Se logra gracias a la reducción de: • Fallas Esperadas • Mantenimiento Planeado • Fallas Inesperadas


El PMO es un método de análisis que… • Determina las acciones de mantenimiento efectivas y las frecuencias adecuadas de mantenimiento de cualquier activo físico. • Se enfoca en tareas de mantenimiento basado en condición en lugar de tareas intrusivas basadas en tiempo. • Considera modificaciones donde el mantenimiento preventivo es inapropiado. • Permite generar auditorias de seguimiento claras y consistentes.


Se busca reemplazar PM que no agregan valor con PM efectivos mientras que se incrementa la efectividad de los recursos de mantenimiento… Antes de la Optimización Mantenimiento Correctivo

PM

Productividad de Recursos Disponibilidad

y … lo más importante… incrementando la Disponibilidad

Después de la Optimización Mnto Cvo

PM Productividad de Recursos

Disponibilidad


CONTENIDO • • • • • • •

Introducción Evaluación de Mantenimiento Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO)

• Inspección Basada en Riesgo (RBI) • Mantenimiento Predictivo (PdM) • Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) • Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


¿ QUE ES RBI ? •

La Inspección Basada en Riesgo (RBI) es un proceso estratégico que permite entender y reducir riesgos asociados con la operación de equipos estáticos en ambientes corrosivos.

•

El RBI Se basa en las Normas API 580 y 581 y utiliza el análisis de riesgo como herramienta para enfocar los mayores recursos en los equipos de mas alto riesgo.

•

RBI no debe ser un proceso aislado, sino que debe ser parte de un programa integral de confiabilidad que involucre equipos, personas y proceso.


POR QUE APLICAR RBI? • Para aplicar una estrategia de hacer lo necesario para proteger la i n t e g r i d a d y aumentar la confiabilidad y disponibilidad de la unidad mediante la planificación y ejecución de las inspecciones realmente necesarias. • Para alejarse de la inspección basada en tiempo, gobernada por conformidad mínima a las reglas y normas de inspección. •

Inspección basada en riesgo da beneficios económicos: menos inspecciones, paradas más breves, mayor intervalo entre paradas, evitar paradas no planificadas.

• Para obtener el plan óptimo de inspección


FLUJO DEL RBI Base de datos de equipos Descripción de lazos de corrosión

I B R

Evaluación de Criticidad Intervalo de confianza Plan de Inspección Monitoreo

Análisis / Revisión Retroalimentación

Ejecución


QUÉ ES UN “LAZO DE CORROSION”? • Parte de una planta sujeta a:

LAZO DE CORROSION 12-E-102

– Las mismas condiciones de proceso (Temp, presión, velocidad, estado, etc) – Los mismos mecanismos de falla (Corrosión, creep, agrietamiento, erosión, etc) – El mismo criterio de selección de materiales (aceros, aleaciones, etc).

Loop 2 Loop 3

12-E-101

Loop 1

12-K-101 1st stage 1 0 1 D 2 1

12-G-101 to burn pit


SUSCEPTIBILIDAD A LA FALLA Determinar Característica de Falla Característica de Falla: Relación a la Edad

Característica de Falla: Sin relac. a la Edad

Módulos de Degradación Adelgazamiento

Determine Susceptibilidad basado en la relación: Rata de corrosión real/

Creep

Determine Susceptibilidad basado en las condiciones operativas

- Cracking - Ataque-H - Mecánica

Determine Susceptibilidad basado en los Módulos Técnicos API Estudio Fitness for Service


MATRIZ DE CRITICIDAD INTOLERABLE D ALTA L H A D I MEDIA M L L I B BAJA N L A BINSIGNIFICANTE N N O R INSIG BAJA RBI NIFICANTE P

E H M L

X E H M

X X E H

Rectificar

CRITICIDAD EXTREMA Análisis CONSECUENCIA DE FALLA RIESGO en Detalle INSIGNIFICANTE ALTA No Inspección Media Solo revisar Plan de Inspección Baja EX MEDIA ALTA TREMA


EVALUACION DE CONFIANZA EVALUACION EVALUACIONDE DE SENSIBILIDAD CONFIANZA El mecanismo es estable en el tiempo y se puedo controlar Si Intermedio No Se han realizado inspecciones multiples y confiables Si Intermedio No Las variables operacionales claves se están monitoreando Si Intermedio No

CLASIFICACION DE SENSIBILIDAD MUY ALTA ALTA MEDIA BAJA MUY BAJA


PLAN DE MONITOREO E INSPECCION ESTIMACION DE CONFIANZA CRITICIDAD

MUY BAJA BAJA

MEDIA

ALTA MUY ALTA

INTOLERABLE EXTREMA ALTA

DISEÑO Y/O CAMBIO DE PROCESO NECESARIO

MEDIA BAJA INSIGNIFICANTE

MONITOREO Y INSPECCION DE OPORTUNIDAD

MEJORAR MONITOREO INSPECCION Y MONITOREO DE PROCESO NO NECESARIO


REFERENCIAS NORMATIVAS • API RP-580. Describe aspectos conceptuales y elementos necesarios para un estudio RBI de alta calidad. • API Publication 581. Describe la metodología específica de RBI desarrollado por el grupo patrocinador de API RBI. Forma una aproximación paso-a-paso del RBI que es aceptable con respecto al API RP 580. • API 510 / API RB-572 – Inspección de Recipientes a Presión • API 570 – Inspección de Tuberías


CONTENIDO • • • • • • • •

Introducción Evaluación de Mantenimiento Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI)

• Mantenimiento Predictivo (PdM) • Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) • Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


Principio Básico del PdM La mayoría de los equipos industriales no fallan repentinamente. En cambio, fallan gradualmente, sobre un periodo de semanas o meses, dando señales de advertencia en el camino. Estas señales de advertencia, tales como cambios en condiciones como temperatura, vibración o sonido, pueden ser detectadas por las tecnologías de PdM. El PdM permite planear, programar y realizar las reparaciones antes de que el equipo falle, evitando fallas mayores y tiempo de parada costoso.


Principio Básico del PdM ptimo

P - Falla Potencial Señal temprana 1

Curva P-F

Señal temprana 2 o p i u q E l e d n ó i c i d n o C

Roto

Señal temprana 3

Ruido Audible Caliente al tocar

PdM detecta los problemas temprano

F - Falla Funcional

Costo de Reparación

Tiempo

Fuente:


Principio Básico del PdM La diferencia en los costos de reparación desde el momento en que un especialista de PdM detecta la falla hasta el momento en que el operador la ve puede llegar a ser enorme. Los costos de mantenimiento proactivo, conducido por el PdM, pueden llegar a ser la mitad de los costos del mantenimiento correctivo. Los trabajos de mantenimiento planeado generalmente duran la mitad de los trabajos no planeados. El trabajo planeado siempre es más eficiente que el trabajo no planeado.


Beneficios del PdM Keith Mobley, en su libro Manual del Ingeniero de Planta, relaciona los siguientes beneficios al PdM: • Reducción de costos de mantenimiento en un 50% • Reducción de fallas inesperadas en un 55% • Reducción del tiempo de reparación en un 60% • Reducción del inventario de repuestos en un 30% • Incremento del 30% en el MTBF de equipos • Incremento del 30% en la disponibilidad


Beneficios del PdM En una planta típica de manufactura, un 10% de reducción en los costos de mantenimiento tiene el mismo impacto que un 40% de incremento en las ventas. Algunos estudios han demostrado que con un programa de PdM bien implementado se pueden reemplazar hasta un 30% de las tareas preventivas. El PdM genera más trabajo planeado, lo cual significa: • Trabajos ejecutados más rápido, de manera más segura y a menor costo. • Cada peso invertido en la planeación ahorra de 3 a 5 pesos durante la ejecución.


Beneficios del PdM Ahorros potenciales generados por el uso del PdM

) $ ( o r e n i d e d a d i l a S

Costos operativos acumulados Ahorro potencial

Costo operativo probable s i PdM minim iza paradas

Tiempo / Uso (hrs)


Beneficios del PdM Costo de instalación y operación del PdM

Instalación del sis tema PdM ) $ ( o r e n i d e d a d i l a S

Costo de amortización de la instalación

Costo rutinario de operación del sistema PdM

Tiempo (hrs)


Beneficios del PdM Flujo de caja de una inversión en PdM Cos to de Instalación del sis tema PdM ) $ (

o r e n i d e d a d i l a S

) $ ( s o r r o h A

Punto de equilibro

Flujo de caja n eto Ahorros potenciales del PdM

Tiempo (hrs)

Fuente: Keith Mobley


SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS DE PdM • El enfoque tradicional consiste en escoger una tecnología reconocida (p.e. Análisis de vibraciones). Sin embargo, una o dos tecnologías por si solas no pueden detectar la mayoría de señales de advertencia de los equipos de las plantas.

• La clave de un programa de CBM exitoso es asegurarse que sea sensitivo a los modos de falla de los equipos. Por esta razón se deben aplicar múltiples tecnologías para asegurar la detección de la mayoría de modos de falla de la planta.

• Los modos de falla y la criticidad de los equipos son los que finalmente determinan cuales tecnologías aplicar.


SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS DE PdM Usando varias tecnologías se pueden revisar y confirmar los hallazgos entre tecnologías. Además, el uso de una tecnología puede encontrar problemas que no pueden ser detectados con otra. La principal razón de aplicar varias tecnologías es que hay muy pocos beneficios al utilizar solo una o dos tecnologías de PdM. Es posible que no se detecten las señales de advertencia que se están presentando, así que los equipos fallarán de cualquier manera. El punto de inicio fundamental de un programa de PdM es:

• Entender los modos de falla de la planta • Aplicar las tecnologías que los detectarán


SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS DE PdM TIPO DE EQUIPO

TECNOLOGIA Análisis de aceite lubricante Análisis de vibraciones Evaluación de la condición mecánica y desempeño de cilindros Equipos Monitoreo periódico de parámetros operacionales Reciprocantes Monitoreo continuo de parámetros operacionales Consumo de filtros y aceite del motor Análisis de agua de enfriamiento Monitoreo de gas combustible Análisis de vibraciones Equipos generales Análisis de aceite lubricante de proceso Monitoreo de rodamientos y lubricación Monitoreo periódico de parámetros operacionales

FRECUENCIA Mensual 6 - 12 semanas 6 - 12 semanas Diario En línea Semanal Mensual Diario 5-10-20 Semanas N.D. 5-10-20 Semanas Diario


SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS DE PdM TIPO DE EQUIPO

TECNOLOGIA

Tendencias generales de vibración Análisis rotodinámico Análisis de aceite lubricante Monitoreo de temperatura de cojinetes Equipos Rotativos Distribución de la temperatura de exhosto Mayores Desempeño del compresor axial Condición de filtros de aire Consumo de aceite lubricante Inspección boroscópica Pruebas de nivel de aislamiento Pruebas de impulsos Termografía infrarroja Equipos eléctricos Análisis de aceite dieléctrico Análisis de corriente de motores (MCSA) Resistencia de devanados Ultrasonido acústico Válvulas

FRECUENCIA

Semanal Bimensual Mensual Semanal Semanal Semanal Semanal Mensual Servicios Mayores Semestral Semestral Semestral Semestral Semestral Cada 2 años N.D.


Flujo Proceso PdM Identificar la función Identificar los equipos Elaborar el RBD

Seleccionar puntos de medición

Definir criterios de alerta / alarma

Seleccionar técnica de monitoreo

Tomar mediciones y evaluar tendencias

Retroalimenta r históricos

Comparar contra criterios

Definir y ejecutar acción de mtno

Identificar parámetros a medir

Establecer criticidad Identificar modos y efectos de falla

ISO 17359

Fuera de criterios? S

S

Medible? N

Use CM, PM o Rediseño

Realizar diagnóstico / pronóstico

N S Decisión confiable? N

Mejorar nivel de confianza


CONTENIDO • • • • • • • • • • •

Introducción Evaluación de Mantenimiento Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM)

Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM) Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


MODELAMIENTO DE CONFIABILIDAD El modelamiento de confiabilidad es una simulación del desempeño de los equipos de una planta que determina el impacto del desempeño de los equipos en la disponibilidad de la planta y en los objetivos del negocio. En el Modelamiento de Confiabilidad la interacción lógica de faltas, y la manera como estas afectan el funcionamiento del sistema, se modelan a través de un diagrama de confiabilidad de bloques o árboles de falla. Estos diagramas se pueden utilizar para modelar fallas y otros eventos, o niveles de capacidad del sistema. Es una herramienta de análisis cuantitativo del desempeño de plantas y del impacto económico de cambios en el diseño o modificaciones, eliminando la subjetividad en la toma de decisiones.


RBD – Diagramas de Confiabilidad de Bloques P-1002A/B/C Bombas Booster 12.000 bopd

P&ID

RBD


SIMULACIÓN MONTE CARLO Parámetros de Simulación P-1002A Distribución Weibull = 300 = 0.7

P-1002B Distribución Weibull = 700 = 1.0

P-1002C Distribución Weibull = 1391 = 2.0


SIMULACIÓN MONTE CARLO Parámetros de Simulación

Mortalidad Infantil

Desgaste Fallas Aleatorias

t


SIMULACIÓN MONTE CARLO Ciclo de Vida = 2000 horas

Fin corrida 1…

Se deben realizar tantas corridas de simulación como sean necesarias hasta alcanzar un valor constante de los parámetros evaluados!


MODELAMIENTO DE CONFIABILIDAD P-1002A W = 4 fallas MTBF = 500 hrs

P-1002B W = 5 fallas MTBF = 400 hrs

P-1002C W = 1 falla MTBF = 2000 hrs

Resultados (Ciclo de Vida = 2000 horas)


MODELAMIENTO DE CONFIABILIDAD Identificación de Malos Actores

Equipo con mayor impacto económico negativo


MODELAMIENTO DE CONFIABILIDAD

Buffer para modelar by-pass en el suministro de gas

Trigger para modelar parada total de la planta


MODELAMIENTO DE CONFIABILIDAD


METODOLOGÍA Recolección y preparación de información Construcción y validación modelos de confiabilidad Ejecución de análisis preliminar y ajustes Ejecución de análisis de sensibilidades Conclusiones, recomendaciones y reporte final


APLICACIONES DEL RAM • Optimización de mantenimiento

estrategias

de

operación

y

• Optimización de Inventarios de Repuestos • Modelamiento de Confiabilidad de Plantas • Optimización del Costo Ciclo de Vida de equipos • Reporte de malos actores e indicadores de desempeño de plantas • Estimación de la probabilidad de ocurrencia de eventos de falla (Fault Tree Analysis)


ENTREGABLES DEL RAM • Pronóstico de indicadores de confiabilidad • Criticidad de Equipos (contribuyentes claves y ocultos a costos y disponibilidad de planta) • Valores de disponibilidad de sistemas y equipos de la planta • Número promedio futuro de paradas planeadas y no planeadas (y duraciones) • Impacto de actividades de mantenimiento programado • Pronósticos de consumo de repuestos y mano de obra • Recomendaciones para mejorar el desempeño de la planta a partir de revisión del diseño y de sus estrategias de operación y mantenimiento


CONTENIDO • • • • • • • • • • •

Introducción Evaluación de Mantenimiento Gestión de Información de Confiabilidad y Mantenimiento (RIM) Planeación y Programación (P&S) Análisis de Causa Raíz (RCA) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Optimización del Mantenimiento Planeado (PMO) Inspección Basada en Riesgo (RBI) Mantenimiento Predictivo (PdM) Modelamiento de Confiabilidad y Disponibilidad (RAM)

Interacción de los Métodos de Ingeniería de Confiabilidad


INTERACCIÓN DE PROCESOS


INTERACCIÓN DE PROCESOS


LAS PIEDRAS ANGULARES DE UN PROGRAMA Sistema de Información de Mantenimiento (CMMS)

Optimización de Estrategias de Mantenimiento (RCM / PMO)

Gestión de Información de Confiabilidad (RIM)

Análisis de Causa Raíz (RCA)


RELACIÓN ENTRE LOS 4 PROCESOS Fuente: Winston Ledet (Dupont) TACTICA

% CAMBIO EN DISPONIBILIDAD DISPONIBILIDAD

Reactivo

83.5%

Planeación

+0.5%

Programación

+0.8%

Preventivo / Predictivo Todas las 3 tácticas + Análisis de

REDUCCIÓN DEL DOWNTIME

-2.4%

0%

CMMS PMO/RCM

+5.1%

88.6%

30.9%

+14 8% RIM

98 3%

RCA 89 7%


Estado Actual (Ejemplo)

Madurez y Capacidad de la Organización


Estado Óptimo



Metodología Procesos s e a c d i t c n á ó r r ) i t P a s d e s n G e r á o t e j s d e e s M o o y j a s b e s ( c o o v r i t P c A

Gente o l l o r r s a a ) s i e c n D n ó i e c y t e a o c t p i f i n m t e i o r e C C m a e ( n d e r t n E

Tecnología s a c y i s g i s ó l i l o á n n c A e e T d s a t e r n a e w i t f m o a r S r e H



Recolección de información

Diagramación y Modelamiento

Documentación

Integración con otros procesos

Configuración de herramientas

Entrenamiento

Despliegue y seguimiento

Aseguramiento de la efectividad del Programa de Gestión de Activos a través de la implementación estructurada e integral de procesos, administrados por personal competente y soportados por herramientas tecnológicas de punta.


Ó O T N E I M I N E T N A M L E D O T N E I M A R O J E M

Modelamiento de Confiabilidad

$ $

$

$ ELIMINACIÓN DE DEFECTOS

RCA - RIM

CONFIABILIDAD E INTEGRIDAD DE ACTIVOS

OPTIMIZACIÓN DEL VOLUMEN DE TRABAJO

P&S

$ $

MÁXIMA EFICIENCIA EN LA EJECUCIÓN

TURNAROUNDS MNTO POR CAMPAÑA RUTA CRÍTICA

PMO RCM RBI PdM TIEMPO


El Ciclo de Mejoramiento Medición

Análisis

Mejoramiento

Control



Análisis

Mejoramiento

Control



Medición • Recolección de Información • Evaluación de Información • Priorización de los hallazgos


El Ciclo de Mejoramiento Medición 

Análisis

Mejoramiento

Control

Análisis • Análisis de Causa Raíz • Análisis Estadístico (p.e. Weibull) • Mantenimiento Centrado en Confiabilidad • Modelamiento de Confiabilidad



Análisis 

Mejoramiento

Control

Mejoramiento • Definición de soluciones efectivas. • Implementación de las mejores soluciones. • Planeación para cambios futuros



Análisis

Mejoramiento 

Control

Control • Seguimiento de indicadores • Estandarización • Respuestas a fallas que ocurren

1.1. Metodos de Ingenieria de Confiabilidad

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