Calculador de MTBF y MTTR Tiempo Medio Entre Fallas (MTBF) y Tiempo Medio Para Reparar (MTTR) son dos KPI importantes en el mantenimiento de planta. MTBF = (Tiempo total de funcionamiento) / (número de fallas) MTTR = (Tiempo total de inactividad) / (número de fallas)
Tiempo Medio Entre Fallas y Tiempo Medio Para Reparar - ¿Qué significan? “Tiempo Medio” significa, estadísticamente, el tiempo pro medio. El “Tiempo Medio Entre Fallas” (MTBF) es literalmente el promedio de tiempo transcurrido entre una
falla y la siguiente. Usualmente la gente lo considera como como el tiempo promedio que algo funciona hasta que falla y necesita ser s er reparado (otra vez). El “Tiempo Medio Para Reparar” (MTTR) es el tiempo promedio que toma reparar algo después de
una falla. Par a algo que no puede ser reparado, el término correcto es “Tiempo Medio Para Falla” (MTTF). Algunos definirían el MTBF –para aparatos capaces de reparación- como la suma de MTTF más MTTR. MTTR. (MTBF = MTTF + MTTR). En otras palabras, el tiempo medio entre fallas es el tiempo de una falla a otra. Esta distinción es importante si el tiempo de reparación (MTTR) (MTTR) es una fracción significativa del MTTF. Aquí hay un ejemplo. Un bombillo en un candelabro no es reparable, por lo que el MTTF es más apropiado. (El bombillo será sustituido). El MTTF podría ser 10,000 horas. Por otro lado, sin cambios de aceite, el motor de un automóvil puede fallar luego de 150 horas de conducción en carretera –ese es el MTTF. Asumiendo 6 horas para quitar y sustituir el motor (MTTR), el MTBF es 150 + 6 = 156 horas. Como los automóviles, la mayoría del equipo de fabricación será reparado, en lugar de sustituido después de una falla, por lo que el MTBF es la medida más apropiada.
¿Qué es una Falla? “Falla” puede tener múltiples significados. Examinemos brevemente las “fallas” de un aparato.
Una Fuente de Poder Ininterrumpida (UPS) puede tener cinco funciones bajo dos condiciones:
Cuando la energía principal está disponible: Permitir que la energía fluya desde la fuente o principal a la máquina que está siendo protegida Acondicionar la energía limitando los picos de o energía o bajones de voltaje Almacenar energía en una bacteria, hasta la o carga total de la batería Cuando la energía principal se interrumpe: Proveer energía continua a la máquina que está siendo protegida Emitir una señal para indicar que la energía principal está apagada
No hay duda de que el UPS ha fallado si impide que la energía principal fluya hacia la máquina que está siendo protegida (función 1). Fallas debidas a las funciones 2, 3 o 5 tal vez no sean obvias, porque la máquina “protegida” todavía está funcionando por la energía principal o por la
batería. Incluso si lo notamos, estas fallan puede que no provoquen medidas correctivas inmediatas porque la máquina “protegida” sigue f uncionando y puede que sea más importante mantenerla
trabajando que reparar o sustituir el UPS.
¿Qué es Disponibilidad? La “disponibilidad” de un aparato es, matemáticamente, MTBF / (MTBF + MTTR) para el tiempo de trabajo programado. El automóvil del ejemplo anterior está disponible durante 150/156 = 96.2% del
tiempo. La reparación es tiempo de inactividad no programado. Con un cambio de aceite de media hora no programado cada 50 horas – cuando un indicador del tablero alerta al conductor – la disponibilidad incrementaría a 50/50.5 = 99%. Si los cambios de aceite se programaran adecuadamente como una actividad de mantenimiento, entonces la disponibilidad sería 100%.
¿Por qué son importantes? La “disponibilidad” es un indicador clave de rendimiento en la fabricación, es parte de la medida de “Eficiencia General de Equipos” (OEE).
Un programa de producción que incluye tiempo de inactividad para mantenimiento preventivo puede predecir con precisión la producción total. Los programas que ignoran el MTBF y el MTTR son simplemente futuros desastres esperando remedio.
Cómo calcular el MTBF actual El MTBF actual o histórico se calcula utilizando observaciones en el mundo real. (Existe una disciplina aparte para que los diseñadores de equipo pronostiquen el MTBF, basándose en los componentes y la carga de trabajo prevista). El cálculo del MTBF actual requiere de un conjunto de observaciones, cada observación es:
Momento del tiempo de funcionamiento: el momento en el cual una máquina empieza a trabajar (inicialmente o después de una reparación) Momento del tiempo de inactividad: el momento en el cual una máquina falló después de trabajar a partir del momento de tiempo de funcionamiento previo
Por lo que cada Tiempo Entre Falla (TBF) es la diferencia entre una observación del Momento del tiempo de funcionamiento y el subsecuente momento del tiempo de inactividad. Se necesitan tres cantidades:
n = Número de observaciones. ui = Este es el iésimo Momento del tiempo de funcionamiento di = Este es el iésimo Momento del tiempo de inactividad que sigue al iésimo Momento del tiempo de funcionamiento
Por lo que el MTBF = Sumatoria (di – ui)/ n , para todos los i = 1 durante n observaciones. Más sencillamente, es el tiempo de trabajo total dividido entre el número de fallas. Oskar Olofsson, 2010
. INDICES DE DISPONIBILIDAD • • • •
Disponibilidad Total Disponibilidad por averías MTBF MTTR
2. INDICES DE GESTIÓN DE O.T. • • • • • • • • • • • •
Nº de O.T. generadas Nº de O.T. generadas por secciones Nº de O.T acabadas Nº de O.T pendientes: Pendientes de repuesto Pendientes en espera de parada de un equip o Pendientes por otras causas Nº de O.T. de emergencia Horas estimadas de trabajo pendiente Indice de cumplimiento de la planificación Desviación media del tiempo planificado Tiempo medio de resolución de una O.T.
3. INDICES DE COSTE • Coste de la Mano de Obra por secciones • • • •
Proporción de coste de la Mano de Obra de Mantenimiento Coste de materiales Coste de subcontratos Coste de medios auxiliares
4. INDICES DE PROPORCIÓN DE TIPO DE MANTENIMIENTO • Indice de Mantenimiento Programado • Indice de Mantenimiento Correctivo • Indice de Emergencias
5. INDICES DE GESTIÓN DE ALMACENES Y COMPRAS • • • • • • •
Consumo de materiales en mantenimiento Rotación de Almacén: Origen de Materiales Rotación de pieza de Alma cén Porcentaje de piezas con movimiento Eficiencia en la cumplimentación de pedidos Tiempo medio en la recepción de pedidos
6. INDICES DE SEGURIDAD y MEDIOAMBIENTE • • • •
Indice Indice Indice Indice
de de de de
frecuencia de accidentes jornadas perdidas
tiempo medio de permanencia de residuos incidentes medioambientales
7. INDICES DE FORMACIÓN • Proporción de horas dedicadas a formación • Proporción de desarrollo del programa
DEFINICIONES MANTENIMIENTO
• Horas programadas (Hp): Son las horas en que la faena está en actividad productiva y/o
en tareas de mantención de sus elementos. Se diferencian de las horas cronológicas (Hcr) pues no consideran las paradas programadas, los posibles feriados, etc. (Horas Inhábiles : Hin). • Horas operacionales (Hop): Corresponden a las horas en que el equipo se encuentra a cargo de su(s) operador(es), en condiciones electromecánicas de cumplir su función de diseño, con una tarea asignada. • Horas Efectivas (Hef): Son las horas que efectivamente el equipo se encuentra realizando sus tareas de diseño. • Horas de Pérdidas Operacionales (Po): Corresponden a las horas perdidas durante la
operación por interferencias e interrupciones ajenas al equipo en cuestión. • Horas de Mantención (Hm): Son las hora s en que un equipo se encuentra fuera de servicio por malas condiciones electromecánicas. • Horas de Reserva (Hre): Corresponden a las horas que un equipo se encuentra disponible
mecánicamente para su utilización, pero no se requiere de él por planificación o por algún otro motivo (como falta de operador, falta de capacidad de un equipo complementario, etc.). Entre estos tiempos se cumplen las siguientes condiciones: Hcr = Hp + Hin Hp = Hop + Hre + Hm Hop = Hef + Po PARAMETROS. Disponibilidad Fisica( %): Df=(Hop+Hre)/Hp Corresponde al porcentaje del total de horas programadas en que el equipo se encuentra en condiciones físicas de cumplir su objetivo de diseño. Disponibilidad Mecánica ( %): Dm=Hop/(Hm+Hop) Corresponde al porcentaje de horas de operación respecto de las horas programadas descontadas las horas de reserva. Indices del Mantenimiento
IM=Hop/Hm Es el tiempo en horas en que el equipo es operado, por cada hora invertida en su mantención. Este índice es proporcional a la calidad del equipo controlado y a la eficiencia de su mantención. Además, es inversamente proporcional a su antigüedad y a las condiciones adversas en su operación. Utilización % Es la fracción del tiempo, expresada en porcentaje en la cual el equipo es operado, por cada hora en que el equipo se encuentra en condiciones de cumplir su objetivo de diseño. Es directamente proporcional a la demanda o necesidad del equipo e inversamente proporcional a su disponibilidad física
U=Hop/(Hop+Hre) Factor Operacional Fo=Hef/Hop Es la fracción de tiempo, expresada en porcentaje en que el equipo realiza efectivamente su función de diseño, por cada hora que es operado. Este indicador es inversamente proporcional al tiempo de pérdida operacional. • Confiabilidad (Hrs)
Confiabilidad = Horas efectivas /N° de Fallas Es la fracción de tiempo, expresada en horas en que el equipo trabaja efectivamente sin tener interrupciones por fallas.
En una operación minera, las etapas de carguío y transporte son las más relevantes desde un punto de vista de costos asociados a la adquisición (inversión) y operación. En el caso de minas a cielo abierto, significan más del 50% del costo total de extracción. Por lo tanto, cualquier iniciativa tendiente a optimizar los costos de carguío y transporte puede derivar en una mejor gestión de la operación minera.
Distribución porcentual del costo en minas chilenas de cobre a cielo abierto
Fuente: Ronald Gúzman V.
La evaluación económica de los equipos de carguío y transporte es el instrumento para definir los planes de acción en lo que respecta a la adquisición de los equipos de carguío, transporte y equipos auxiliares, considerando variables económicas que determinen si se hace mediante la inversión o arriendo de los equipos.
Aspectos por considerar en la evaluación económica Costo de adquisición del equipo o inversión Ya sea mediante una compra directa o arriendo por uso del equipo (no existe inversión, transformándose en un costo de arrendamiento). En cuanto al costo de adquisición, deben incluirse aspectos contables relacionados con la inversión en equipos mineros, en particular la "depreciación", esto es, la disminución en el valor del equipo debido al uso y deterioro de éste.
En relación con los costos asociados a intereses, seguros e impuestos De acuerdo con las condiciones de adquisición de los equipos, será necesario en algunos casos pagar intereses por el préstamo; cubrir seguros en caso de daños en los equipos, y cancelar impuestos, dependiendo si la máquina se adquiere fuera de Chile.
Costo de operación Esto es, el costo asociado al funcionamiento de los equipos. Estos son, principalmente:
Insumos
Combustibles y energía Lubricantes (aceites y grasas) Filtros (de aire, gas-oil y aceite) Material de desgaste (dientes, cuchillas, puntas de riper, etc.)
Reparaciones Neumáticos o tren de rodaje Operador (sueldo) En la siguiente tabla se muestran a modo de referencia los principales costos aproximados asociados a este ítem:
Costos
Valor
Combustible (petróleo) Energía (eléctrica) Operador Lubricantes
0,30 US $/L 0,03 US/Kwh 20 US $/h 1,8 US $/h
Índices asociados a la optimización del carguío y transporte Una de las métricas de mayor relevancia en la gestión y administración de los procesos de carguío y transporte es el costo unitario expresado en dólares (US$) por tonelada de material (cargado o transportado). Todas las minas poseen indicadores de US$/t y es una permanente preocupación controlar que estos costos no sufran mayores cambios, o sean reducidos. Antes de poder determinar el costo unitario (US$/t), es muy importante conocer previamente un conjunto de indicadores de eficiencia de los equipos de carguío y transporte que se describen a continuación:
Tabla resumen de tiempos en una faena minera 1. Tiempo Operativo W = Efectivas + demoras
5. Tiempo no Operable (Dow) TNO = M+F
2. Tiempo en Reserva S = Reservas programadas + Reservas no programadas
6. Tiempo Total TT = (TO+TNO) = (W+S+M+F)
3. Tiempo en mantenimiento M = Mantenimiento Programado + Mantenimiento no Programado
7. Disponibilidad Física (%) DF = (W+S)/(W+S+M+F) 8. Uso de la disp. Fisica (%) UD = W/(W+S)
4. Tiempo ajeno al mantenimiento F = accidentes + otros Fuente: Darko Louit. Centro de Minería PUC.
CAPITULO II COMO DETERMINAR EL RENDIMIENTO DEL EQUIPO DE PERFORACION ROCKDRILL MÁQUINAS PERFORADORAS DISTRIBUCION DE TIEMPOS EN UN TURNO DE TRABAJO Un turno/guardia de perforación (Tg) se divide en tres: • Tiempo productivo (Tprod) • Tiempo
improductivo (Timp) • Tiempo en refrigerio reglamentario (Tfef)
Tg = Tprod + Timp + Tref TIEMPO PRODUCTIVO • Se define al periodo durante el cual la actividad es netamente productiva, está
constituido por los tiempos en operaciones auxiliares y el tiempo en el ciclo de perforación. Durante este tiempo el operador realiza una serie de actividades para crear el hueco de perforación. TIEMPO IMPRODUCTIVO • Está constituido por el tiempo en demoras no operativas (Tdno), el tiempo en demoras operativas (Tdo) y el tiempo en demoras externas (Tde). DEMORAS NO OPERATIVAS (Tdno) • Denominadas también ”Demoras Fijas”, el es tiempo que se pierde de una manera fija y predecible
durante el tiempo programado, y son establecidas por la supervisión o situación para el trabajador. En su mayoría es responsabilidad no imputable al operador, es el elemento ocioso durante el cual no se realiza trabajo útil, ya que durante este tiempo el equipo se encuentra fuera de operación. Las demoras no operativas pueden ser de dos clases: • Ociosidad o Inactividad Obligada – ocurre cuando el operador de la misma máquina permanece inactivo por razones ajenas a su voluntad. • Ociosidad o Inactividad Verdadera – es el elemento que ocurre por voluntad del operador.
CAUSAS QUE LA ORIGINAN: • Cambio de ropa al ingreso o salida de la guardia. • Demora en ingreso al iniciar la guardia. • Trasladar personal al lugar de trabajo (movilización en carro y a pie en algunos casos). • Recibir ordenes. • Distribución de trabajo. • Marcación de tarjeta en algunos casos. • Demora en reinicio del trabajo después del refrigerio.
