CEI-60300-3-11 Edición 2.0 2009-06
CEI 60300-3-11. GESTIÓN DE LA CONFIABILIDAD
SECCIÓN 3-11: Guía de aplicación – Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad
ÍNDICE
1 2 3
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PRÓLOGO INTRODUCCIÓN Campo de aplicación Normas de referencia Términos, definiciones y abreviaturas 3.1 Definiciones 3.2 Abreviaturas Visión de Conjunto 4.1 Generalidades 4.2 Objetivos 4.3 Tipos de mantenimiento Inicio y planificación del RCM 5.1 Objetivos parar realizar/dirigir realizar/dirigir un un análisis análisis RCM RCM 5.2 Justificación y priorización 5.3 Vínculos con el diseño y el soporte de mantenimiento mantenimiento 5.4 Conocimiento y formación 5.5 Contexto operativo 5.6 Directrices e hipótesis 5.7 Requisitos de información Análisis de fallos funcionales 6.1 Principios y objetivos 6.2 Requisitos para la definición de funciones funciones 6.2.1 Descomposición funcional 6.2.2 Desarrollo de las las descripciones de funciones 6.3 Requisitos para la definición de los fallos funcionales 6.4 Requisitos para la definición de los modos de fallo 6.5 Requisitos para la definición del del efecto de los fallos 6.6 Criticidad Clasificación de las consecuencias y selección de las tareas RCM 7.1 Principios y objetivos 7.2 Proceso de decisión RCM 7.3 Consecuencias del fallo 7.4 Selección de la política política de gestión de de fallos 7.5 Intervalo de las tareas 7.5.1 Fuentes de datos 7.5.2 Monitorización de la condición 7.5.3 Reemplazamiento y restauración programados 7.5.4 Búsqueda de fallos Implementación 8.1 Detalles de de las tareas de mantenimiento mantenimiento 8.2 Acciones de gestión 2
ÍNDICE
1 2 3
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PRÓLOGO INTRODUCCIÓN Campo de aplicación Normas de referencia Términos, definiciones y abreviaturas 3.1 Definiciones 3.2 Abreviaturas Visión de Conjunto 4.1 Generalidades 4.2 Objetivos 4.3 Tipos de mantenimiento Inicio y planificación del RCM 5.1 Objetivos parar realizar/dirigir realizar/dirigir un un análisis análisis RCM RCM 5.2 Justificación y priorización 5.3 Vínculos con el diseño y el soporte de mantenimiento mantenimiento 5.4 Conocimiento y formación 5.5 Contexto operativo 5.6 Directrices e hipótesis 5.7 Requisitos de información Análisis de fallos funcionales 6.1 Principios y objetivos 6.2 Requisitos para la definición de funciones funciones 6.2.1 Descomposición funcional 6.2.2 Desarrollo de las las descripciones de funciones 6.3 Requisitos para la definición de los fallos funcionales 6.4 Requisitos para la definición de los modos de fallo 6.5 Requisitos para la definición del del efecto de los fallos 6.6 Criticidad Clasificación de las consecuencias y selección de las tareas RCM 7.1 Principios y objetivos 7.2 Proceso de decisión RCM 7.3 Consecuencias del fallo 7.4 Selección de la política política de gestión de de fallos 7.5 Intervalo de las tareas 7.5.1 Fuentes de datos 7.5.2 Monitorización de la condición 7.5.3 Reemplazamiento y restauración programados 7.5.4 Búsqueda de fallos Implementación 8.1 Detalles de de las tareas de mantenimiento mantenimiento 8.2 Acciones de gestión 2
8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8
Retroalimentación de apoyo apoyo al diseño diseño y mantenimiento Racionalización de las tareas Implementación de las recomendaciones RCM Evaluación del efecto efecto del envejecimiento envejecimiento Mejora continua Retroalimentación en servicio
Anexo A (informativo) Análisis de Criticidad Anexo B (informativo) Intervalos de las tareas tareas de búsqueda de de fallos Anexo C (informativo) Patrones de fallo Anexo D (informativo) Aplicación del del RCM a estructuras
Figura 1 – Visión de conjunto del proceso RCM Figura 2 – Evolución de un programa de mantenimiento RCM Figura 3 – Tipos de tareas de mantenimiento Figura 4 – Relaciones existentes entre el RCM y otras actividades soporte Figura 5- Diagrama de decisión RCM Figura 6 – Intervalo P-F Figura 7 – Proceso de gestión ILS ILS y su relación con el análisis RCM Figura 8 – Riesgo versus consideraciones de coste en la racionalización de las tareas Figura 9 – Ciclo de mejora continua del RCM Figura C.1 – Patrones de de fallos dominantes Tabla A.1 – Ejemplo de matriz de criticidad Tabla C.1 – Categorías y frecuencias de ocurrencia ocurrencia de los patrones patrones de fallo
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INTRODUCCIÓN El Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad (RCM, del inglés Reliability Centered Maintenance) es un método para identificar y seleccionar aquellas políticas de gestión de fallos que contribuyan a alcanzar de manera eficaz y eficiente los niveles requeridos de seguridad, disponibilidad y coste de explotación. Las políticas de gestión de fallos pueden incluir actividades de mantenimiento, cambios operativos, modificaciones de diseño u otras acciones encaminadas a mitigar las consecuencias de los fallos. El RCM se desarrolló inicialmente para la industria de la aviación comercial a finales de los años 60, lo que dio como resultado la publicación del documento ATA-MSG-3 12 .
El RCM es actualmente una metodología probada y aceptada que se utiliza en una
gran variedad de sectores industriales. El RCM proporciona un proceso de decisión para identificar los requisitos, o actividades de gestión, de un mantenimiento preventivo aplicable y eficaz de los equipos de una instalación, teniendo en cuenta las consecuencias operativas, económicas y de seguridad que pudieran derivarse de fallos identificables y de los mecanismos de degradación responsables de aquellos fallos. El resultado final de la aplicación de dicho proceso es el planteamiento de la conveniencia de realizar una tarea de mantenimiento, un cambio de diseño o cualquier otra alternativa que provoque una provoque una mejora. Las etapas básicas de un programa RCM son las l as siguientes: - inicio y planificación; - análisis de fallos funcionales; 4
-
selección de tareas;
- implementación; -
mejora continua.
Todas las tareas tienen en cuenta la seguridad de las personas y del entorno, así como los impactos operativos y económicos. Sin embargo, se debe indicar que los criterios considerados dependerán de la naturaleza del producto y su aplicación. Por ejemplo, un proceso de producción deberá ser económicamente viable y podrá ser objeto de consideraciones medioambientales rigurosas, mientras que un dispositivo de un equipo militar deberá tener un comportamiento operativo satisfactorio pero podría ser menos estricto respecto a criterios medioambientales, económicos y de seguridad. El máximo beneficio de un análisis RCM se puede obtener cuando se realiza en la etapa de diseño, de manera que la retroalimentación del análisis pudiera influir en el diseño. Sin embargo, un RCM resulta también valioso durante la fase de operación y mantenimiento para mejorar las tareas de mantenimiento vigentes, hacer las modificaciones necesarias o adoptar otras alternativas. La aplicación satisfactoria del RCM requiere un buen conocimiento de los equipos y las estructuras, el entorno operativo, el contexto operacional y los sistemas asociados, así como de los fallos potenciales y sus consecuencias. Se puede obtener el mayor beneficio orientando el análisis a aquellos fallos que provoquen los efectos operativos, económicos ambientales y de seguridad más serios.
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Los números entre corchetes hacen referencia a la bibliografía 5
GESTIÓN DE LA CONFIABILIDAD SECCIÓN 3-11: Guía de aplicación – Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad
1. CAMPO DE APLICACIÓN Esta parte de la Norma CEI 60300 proporciona las directrices pertinentes para el desarrollo de políticas de gestión de fallos en instalaciones y estructuras mediante la utilización de las técnicas de análisis del Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad (RCM).
Esta parte constituye una guía de aplicación y una extensión de las normas CEI 60300-3-10, CEI 60300-3-12 y CEI 60300-3-14. Las actividades de mantenimiento recomendadas en estas tres normas, todas ellas relacionadas con el mantenimiento preventivo, pueden implementarse utilizando esta norma.
El método RCM puede aplicarse a dispositivos tales como un vehículo terrestre, un barco, una central eléctrica, un avión y otros sistemas que estén constituidos por equipos y estructuras, por ejemplo un edificio, el fuselaje de un avión o el casco de un buque. Los equipos suelen estar constituidos por un cierto número de sistemas y subsistemas eléctricos, mecánicos, de instrumentación y control que pueden subdividirse, a su vez, progresivamente en agrupaciones más pequeñas, según se requiera.
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Esta norma está restringida a la aplicación de las técnicas de RCM y no incluye aspectos relativos al soporte del mantenimiento abarcados por las normas anteriormente mencionadas o por otras normas de confiabilidad y seguridad.
2. NORMAS DE REFERENCIA Los documentos de consulta que se citan a continuación son indispensables para la aplicación de éste. En el caso de las referencias sin fecha, se aplicará la edición más reciente del documento en cuestión (incluyendo cualquier enmienda). CEI 60050-191:1990, Vocabulario Electrotécnico Internacional (VEI) – Capítulo 191: Confiabilidad y calidad de servicio.
CEI 60300-3-2, Gestión de la Confiabilidad – Parte 3-2: Guía de aplicación – Recogida de datos de Confiabilidad en la explotación.
CEI 60300-3-10, Gestión de la Confiabilidad – Parte 3-10: Guía de aplicación – Mantenibilidad.
CEI 60300-3-12, Gestión de la Confiabilidad – Parte 3-12: Guía de aplicación – Soporte logístico integrado.
CEI 60300-3-14, Gestión de la Confiabilidad – Parte 3-14: Guía de aplicación – Mantenimiento y logística de mantenimiento.
CEI 60812, Técnicas de análisis de la fiabilidad de sistemas – Procedimiento para el análisis de modos de fallo y de sus efectos (AMFE).
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3. TÉRMINOS, DEFINICIONES Y ABREVIATURAS
3.1 Definiciones Para el propósito de este documento, son aplicables los términos y definiciones de la Norma CEI 60050-191 conjuntamente con los siguientes.
3.1.1 Evaluación del efecto del envejecimiento Evaluación sistemática de un elemento para determinar la frecuencia óptima de aplicación de una tarea de mantenimiento mediante el análisis de la información recogida de la experiencia de su explotación NOTA Se evalúa la resistencia del elemento a un proceso de deterioro con respecto a su envejecimiento o uso.
3.1.2 Criticidad Severidad del efecto de una desviación de la función especificada de un elemento con respecto a los criterios de evaluación especificados. NOTA 1 La magnitud considerada de los efectos puede limitarse al propio elemento, al sistema del que forma parte o extenderse más allá de los límites del sistema. NOTA 2 La desviación puede ser una avería, un fallo, una degradación, un exceso de temperatura, un exceso de presión, etc. NOTA 3 En algunas aplicaciones, la evaluación de la criticidad puede incluir otros factores tales como la probabilidad de ocurrencia de la desviación o la probabilidad de detección.
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3.1.3 tolerante al daño capaz de soportar el daño y de continuar funcionando como se requiere, posiblemente con una carga o capacidad reducidas
3.1.4 fallo (de un elemento) pérdida de la capacidad de un elemento para funcionar como se requiere
3.1.5 Efecto de un fallo consecuencia de un modo de fallo en la operación, la función o el estado del elemento
3.1.6 Política de gestión de fallos Actividades de mantenimiento, cambios operativos, modificaciones de diseño u otras acciones que tienen el fin de mitigar las consecuencias de los fallos
3.1.7 Función Propósito perseguido de un elemento según se describe en la correspondiente norma de funcionamiento requerida
3.1.8 Modo de fallo Manera en la que ocurre un fallo NOTA Un modo de fallo puede definirse mediante la pérdida de la función o la transición del estado en que ocurrió.
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3.1.9 Tarea de búsqueda de fallos iinspección programada o prueba específica utilizada para determinar si ha ocurrido un determinado fallo oculto ha ocurrido
3.1.10 Fallo funcional reducción del funcionamiento por debajo del nivel deseado
3.1.11 Modo de fallo oculto Modo de fallo cuyos efectos no llegan a ser apreciados por el operador en circunstancias normales
3.1.12 nivel jerárquico nivel de subdivisión de un elemento desde el punto de vista de una acción de mantenimiento NOTA 1
Ejemplos de niveles jerárquicos podrían ser un subsistema, un circuito impreso, un
componente. NOTA 2
El nivel jerárquico depende de la complejidad de la construcción del elemento, la
accesibilidad a los subelementos, el nivel de experiencia del personal de mantenimiento, el equipamiento disponible para pruebas, las consideraciones de seguridad, etc. [IEV 191-07-05:1990]
3.1.13 inspección identificación y evaluación de la condición real con respecto a una especificación
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3.1.14 acción de mantenimiento tarea de mantenimiento secuencia de actividades elementales de mantenimiento realizadas con un propósito determinado NOTA Ejemplos de acciones de mantenimiento son el diagnóstico, la localización, la revisión verificación o combinaciones de éstas.
3.1.15 Elemento Parte, componente, dispositivo, subsistema, unidad funcional, equipo o sistema que puede considerarse individualmente.
NOTA 1 Un elemento puede estar constituido por hardware, software o por ambos y, en casos particulares, incluir personas. Los elementos de un sistema pueden ser naturales u objetos materiales fabricados por el hombre, así como modos de pensar y los resultados de ellos (por ejemplo, formas de organización, métodos matemáticos o lenguajes de programación). NOTA 2 En francés, se prefiere el término “entité” al de “dispositif” debido a su significado más general. El término “dispositif” es el equivalente al término inglés “device”.
NOTA 3 En francés, el término “individu” se utiliza principalmente e n estadística.
NOTA 4 Un grupo de elementos, por ejemplo una población de elementos o una muestra, puede considerarse en sí mismo como un elemento.
NOTA 5 Un elemento software puede ser un código fuente ,un código objeto, un código de control de tarea, un dato de control o una colección de ellos.
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3.1.16 Concepto de mantenimiento Relación entre los escalones de mantenimiento, los niveles jerárquicos y los niveles de mantenimiento que se van a aplicar para el mantenimiento de un elemento.
3.1.17 escalón de mantenimiento posición en una organización en la que se encuentran determinados niveles de mantenimiento que se van a aplicar sobre un elemento.
NOTA 1 Ejemplos de escalones de mantenimiento son: explotación, taller de reparación y fabricante. NOTA 2 El escalón de mantenimiento se caracteriza por el nivel de experiencia del personal, los medios disponibles, la localización, etc. [IEV 191-07-04:1990]
3.1.18 Política de mantenimiento enfoque general para la realización del mantenimiento y el soporte al mismo basado en los objetivos y políticas de los propietarios, usuarios y consumidores.
3.1.19 programa de mantenimiento Lista de todas las tareas de mantenimiento desarrolladas para un sistema bajo un contexto operativo y de mantenimiento dados.
3.1.20 contexto operativo Circunstancias en las que se espera que un elemento opere.
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3.1.21 fallo potencial condición identificable que indica que un fallo funcional está próximo a que ocurra o está ocurriendo.
3.1.22 intervalo fallo potencial – fallo funcional (P-F) intervalo entre el instante en el que un fallo potencial se hace detectable y el instante hasta que ocurre el fallo funcional.
3.1.23 mantenimiento centrado en la fiabilidad método para identificar y seleccionar las políticas de gestión de fallos orientadas a lograr de forma eficaz y eficiente los niveles requeridos de seguridad, disponibilidad y coste operativo.
3.1.24 vida segura edad antes de la que no se espera que ocurran fallos.
3.1.25 sistema conjunto de elementos que interactúan o interrelacionados entre si. [ISO 9000, 3.2.1] [2]
NOTA 1 En el contexto de la Confiabilidad, un sistema tendrá: a) un propósito definido expresado en términos de funciones requeridas; b) unas condiciones establecidas de operación/uso; c) unos límites definidos.
NOTA 2 La estructura de un sistema puede ser jerárquica.
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3.1.26 vida útil Intervalo de tiempo hasta un instante dado en el que se ha alcanzado un estado determinado.
NOTA 1 Un estado determinado puede ser una función de intensidad de fallo, un requisito de soporte del mantenimiento, una condición física, edad, obsolescencia, etc.
NOTA 2 El intervalo de tiempo puede empezar en el momento del primer uso, en un instante posterior, es decir, la vida útil remanente.
3.2 Abreviaturas FMEA/AMFE
Análisis de los modos de fallo y sus efectos (del inglés Failure Mode and Effects Analysis)
FMECA/AMFEC Análisis de los modos de fallo, sus efectos y criticidad (del inglés Failure Mode, Effects and Criticality Analysis) ILS/LSI
Soporte logístico integrado SLI
SGUM
Sistemas de gestión para uso sanitario
LORA
Nivel de análisis de reparación level or repaired analysis
NDI
Inspección/ensayo no destructiva/o
RCM
Mantenimiento centrado en la fiabilidad (del inglés Reliability Centered Maintenance)
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4. VISIÓN DE CONJUNTO
4.1 Generalidades Esta norma describe completamente el proceso RCM y proporciona información sobre cada uno de los siguientes elementos: a) inicio y planificación del RCM; b) análisis de fallos funcionales; c) selección de tareas: d) implementación; e) mejora continua.
La Figura 1 muestra el proceso RCM global, dividido en cinco etapas. Analizando esta figura, se puede observar que el RCM proporciona un programa amplio completo que no se orienta únicamente al proceso de análisis, sino también a las actividades previas y posteriores que son necesarias para que el esfuerzo dedicado a la realización del análisis RCM logre los resultados deseados. El proceso RCM puede aplicarse a todo tipo de sistemas. El Anexo D proporciona una guía de cómo se
deberá interpretar el proceso en el caso de estructuras en las que los
mecanismos de fallo y tareas resultantes se definen de forma más limitada detallado.
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a) b) c)
d)
a) b) c)
1. INICIO Y PLANIFICACIÓN Determinar los límites y objetivos del análisis Determinar el contenido del análisis Identificar el conocimiento especializado y la experiencia disponible, las responsabilidades, la necesidad de expertos externos y lo s requisitos d e formación Desarrollar el contexto operativo para el elemento(s)
2. ANÁLISIS DE FALLOS FUNCIONALES Recopilar y analizar cualquier dato de campo y de prueba disponible Realizar una partición funcional Identificar funciones, fallos de funciones, modos de fallo, efectos y criticidad
RESULTADOS Plan del análisis y contexto operativo
FMEA/FMECA
a) b) c)
3. SELECCIÓN DE TAREAS Evaluar las consecuencias de los fallos Seleccionar la política más apropiada y eficaz de gestión de los fallos Determinar el intervalo de las tareas, cuando sea apropiado
Tareas de mantenimiento
a) b) c) d)
4. IMPLEME NTACIÓN Identificar los detalles de las tareas de mantenimiento Priorizar e implementar otras acciones Racionalizar los intervalos de las tareas Evaluación inicial de los efectos del envejecimiento
Programa de mantenimiento
a) b) c)
5. MEJORA CONTINUA Monitorizar la eficacia del mantenimiento Monitorizar los objetivos de seguridad, operativos y económicos Realizar la evaluación de los efectos del envejecimiento
Datos de campo
IEC 913/09
Figura 1 – Visión de conjunto del proceso RCM
4.2 Objetivos Como parte de una política de mantenimiento, los objetivos de un programa eficaz de mantenimiento preventivo son los siguientes:
a) mantener la función de un elemento en los niveles de Confiabilidad requeridos en el contexto operativo dado;
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b) obtener la información necesaria para la mejora del diseño o la incorporación de redundancias en aquellos elementos cuya fiabilidad resulte inadecuada; c) cumplir con estos objetivos con el mínimo coste total del ciclo de vida, incluyendo los costes de mantenimiento y los costes derivados de los fallos residuales; d) obtener la información necesaria para el programa continuo de mejora continua del mantenimiento que mejore el programa inicial, y sus revisiones, mediante la evaluación sistemática de la eficacia de las tareas de mantenimiento definidas previamente. La supervisión de la condición de determinados componentes críticos, de alto coste operativo o básicos para la seguridad desempeña un papel importante en el desarrollo de un programa de este tipo. Estos objetivos reconocen que los programas de mantenimiento, como tales, no pueden corregir deficiencias de diseño en los niveles de seguridad y fiabilidad de los equipos y de las estructuras. El programa de mantenimiento puede minimizar solamente el deterioro de los elementos y restaurarlos a sus niveles de diseño. Si los niveles inherentes de fiabilidad fuesen considerados insatisfactorios, puede ser necesario realizar modificaciones de diseño, cambios operativos o procedimentales (tales como programas de formación) para lograr el nivel de funcionamiento deseado. La funcionalidad o desempeño deseado El RCM mejora la eficacia del mantenimiento y proporciona un mecanismo para gestionar el mantenimiento con un alto grado de control y conocimiento. Los beneficios potenciales del RCM se pueden resumir en los siguientes:
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1) la Confiabilidad del sistema puede incrementarse mediante la ejecución de actividades de mantenimiento más apropiadas; 2) los costes globales se pueden reducir mediante un esfuerzo en mantenimiento planificado más eficiente; 3) se produce un dossier de revisión totalmente documentado; registro de auditoria 4) se puede implementar en el futuro un proceso para examinar y revisar las políticas de gestión de los fallos con un esfuerzo relativamente mínimo; 5) los gestores del mantenimiento disponen de una herramienta de gestión que acrecienta el control y la dirección; 6) la organización de mantenimiento obtiene una mejor comprensión de los objetivos, propósitos y razones por las que se están realizando las tareas de mantenimiento programado. El programa de mantenimiento es una lista de todas las tareas de mantenimiento desarrolladas para un sistema en un contexto operativo y un concepto de mantenimiento dados, incluyendo aquéllas que surgen del proceso RCM. Los programas de mantenimiento están compuestos generalmente por un programa inicial y un proceso continuo , programa “dinámico”. La Figura 2 muestra los principales factores que se deben considerar en la etapa de desarrollo, que es previa a la operación, y aquellos otros que se emplean en la actualización del programa, en función de la experiencia operativa, una vez que el producto entra en servicio.
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Se define antes de la operación el programa inicial de mantenimiento, que es el resultado a menudo del esfuerzo conjunto entre el suministrador y el usuario, se define a priori y puede incluir tareas basadas en la metodología RCM. El programa continuo de mantenimiento, que es un desarrollo del programa inicial de mantenimiento, se inicia tan pronto como sea posible por parte del usuario una vez que arranque la operación y se basa en la degradación real o en datos de fallos, cambios del contexto operativo o avances en la tecnología, materiales, técnicas de mantenimiento o herramientas. El programa continuo se lleva a cabo utilizando las metodologías RCM. El programa inicial de mantenimiento se actualiza para reflejar los cambios que se hacen al programa durante la operación. Un programa inicial de RCM puede comenzarse cuando el producto entra en servicio, con el fin de renovar y mejorar un programa de mantenimiento vigente basándose en la experiencia o las recomendaciones del fabricante, pero sin los beneficios de una enfoque estándar como el del RCM.
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Especificación
Análi sis del programa de man tenimi ento
Función Contexto operativo Objetivos de d isponibilidad, fiabilidad y seguridad
Desarrollo d e tareas (RCM) Frecuencia de las tareas (RCM) Recursos de mantenimiento
Datos de entrada de mantenimiento Datos de fallo Procedimientos de mantenimiento Herramientas de mantenimiento Recomendaciones de los suministradores
PROGRAMA INICIAL DE MANTEN IMIENT O
Antes de la op eración Durante la operación
PROGRAMA EVOLUT IVO DE MANTEN IMIENT O
Datos de mantenim iento/mantenedor
Nueva tecnología
Datos de operación/operador
Nuevos materiales
Datos de fallo
Nuevas técnicas de mantenimiento y herramien tas IEC 914/09
Figura 2 – Evolución de un programa de mantenimiento RCM
4.3 Tipos de mantenimiento Para la realización de las tareas de mantenimiento, se consideran diferentes enfoques, como se ilustra en la Figura 3. Hay dos tipos de tareas de mantenimiento: preventivas y correctivas. El mantenimiento preventivo se realiza previamente al fallo. Puede ser “basado en la condición”, que consiste en la monitorización supervisión de la condición hasta que
el fallo es inminente, o en la realización de pruebas funcionales para detectar fallos de
funciones
ocultas.
El
mantenimiento
preventivo
también
puede
ser
predeterminado y basarse en un intervalo fijo, como el tiempo de calendario, el 20
tiempo de operación, o el número de ciclos. Así pues, este tipo de mantenimiento consiste en llevar a cabo renovaciones o reemplazamientos programados de un elemento o de sus componentes. El mantenimiento correctivo recupera las funciones de un elemento tras haberse producido su fallo o en el caso de que su funcionamiento no alcance los límites establecidos. Algunos fallos son aceptables si sus consecuencias (tales como pérdida de producción, seguridad, impacto ambiental, coste del fallo) son tolerables comparadas con el coste asociado al mantenimiento preventivo y la subsiguiente pérdida debida al fallo. Esto da lugar a la consideración de un enfoque planificado de mantenimiento denominado “operar hasta el fallo”.
Normalmente, el mantenimiento preventivo se programa o basado en un conjunto predeterminado de condiciones, mientras que el mantenimiento correctivo no se programa. No es inusual diferir el mantenimiento correctivo hasta un momento más conveniente cuando existen redundancias que preservan la función. El RCM identifica las tareas óptimas de mantenimiento preventivo y correctivo.
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MANTENIMIENTO Antes del fallo
Después del fallo
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Basado en la condición
Monitorización de la condición e in spección
Búsqueda de fallos
Si no
Si no
OK
OK
MANTENIMIENTO CORRECTIVO
Predeterminado
Restauración programada
Reemplazamiento programado
Mantenimiento inmediato
Mantenimiento diferido
Limpieza, lu bricación, ajuste, calibración, reparación, renovación, reemplazamiento IEC 915/09
Figura 3 – Tipos de tareas de mantenimiento
5. INICIO Y PLANIFICACIÓN DEL RCM
5.1 Objetivos para realizar un análisis RCM La primera fase en la planificación de un análisis RCM consiste en determinar la necesidad y extensión del estudio, considerando, como mínimo, los siguientes objetivos: a) establecer tareas óptimas de mantenimiento para el elemento: b) identificar oportunidades de mejora del diseño; c) evaluar si las tareas actuales de mantenimiento son ineficaces, ineficientes o inapropiadas; 22
d) identificar mejoras de confiabilidad; Evaluar la necesidad de acometer un análisis RCM deberá ser una actividad propia de la gestión Dirección incluida en el programa de la organización para la mejora continua del mantenimiento.
Un análisis amplio de los datos disponibles en el sistema de gestión del mantenimiento de la organización identificará sistemas objetivo en los que la política de gestión de fallos vigentes vigente de gestión de fallos ha fracasado o puede hacerlo esta bajo sospecha. La existencia de datos relativos a los parámetros que se indican a continuación manifiesta la existencia de problemas potenciales: 1) cambios en el contexto operativo; 2) disponibilidad o fiabilidad inadecuadas; 3) incidentes de seguridad; 4) número inaceptablemente alto de horas- hombre de mantenimiento preventivo o correctivo; 5) retrasos del trabajo de mantenimiento; 6) coste de mantenimiento excesivo; 7) ratio mantenimiento correctivo/mantenimiento preventivo inaceptablemente alto; 8) nuevas técnicas de mantenimiento; 9) cambios tecnológicos del elemento.
La total confianza depositada en los datos aportados por el sistema de gestión del mantenimiento puede conducir a error y debería apoyarse en evidencias adicionales aportadas por el personal de mantenimiento o un sistema de inspección que revelaran cualquier aspecto que pudiera no haberse considerado en los datos. En el 23
proceso de planificación del RCM, se debería incluir una evaluación de lo exhaustiva y exacta que es la información disponible.
La incorporación del personal de mantenimiento en el equipo de RCM presenta otras ventajas. Dicho personal se familiarizará con el elemento, tendrá la oportunidad de entender su contexto operativo y se podrá cuestionar el mantenimiento existente, así como los modos y patrones de fallo (véase el Anexo C).
5.2 Justificación y priorización Como parte de una política de mantenimiento más amplia, sólo se debería llevar a cabo un análisis RCM cuando se confíe en que puede resultar rentable o cuando las consideraciones relativas a los costes comerciales directos se supediten supediten queden anuladas a otros objetivos críticos, tales como requisitos de seguridad o ambientales. Estos factores se deberán considerar durante toda la vida del elemento.
Se identificarán como sistemas objeto de análisis aquellos sistemas concretos que se considera que afectarán a los objetivos del negocio en su conjunto. La selección y prioridad de análisis de dichos sistemas se debería basar en una gran variedad de criterios tales como: a) eficiencia del mantenimiento; b) mejora de la confiabilidad; c) cambio del diseño/operación.
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La prioridad de los sistemas dependerá de la prioridad de los objetivos de negocio de la organización en cuestión.
Los métodos utilizados para seleccionar y priorizar los sistemas pueden dividirse en: 1) métodos cualitativos basados en la historia pasada y en criterios técnicos generales el juicio general de ingeniería, ingeniería , 2) métodos cuantitativos basados en criterios cuantitativos, tales como nivel índice tasa tasa de de criticidad, los los factores factores de seguridad, la la probabilidad probabilidad de fallo, la fallo, la tasa de fallo, el coste del ciclo de vida, etc., que se emplean para evaluar la importancia del fallo o de la degradación del sistema para la seguridad, el funcionamiento y el coste de la instalación. La implementación de este enfoque se ve facilitado por la existencia de modelos y fuentes de datos apropiados, 3) combinación de de métodos cualitativos y cuantitativos.
El propósito de esta actividad es generar un listado de elementos clasificados en función de su criticidad y prioridad.
5.3 Vínculos con el diseño y el soporte de de mantenimiento La mayoría de los requisitos del soporte de mantenimiento de un sistema se decide en el diseño inicial y, por consiguiente, la planificación del mantenimiento y del soporte de mantenimiento debería contemplarse tan pronto como fuera posible de manera que se puedan considerar el compromiso los análisis coste-beneficio entre coste-beneficio entre
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necesidades funcionales, capacidad, capacidad , coste del ciclo de vida, confiabilidad y seguridad.
El mantenimiento y el soporte de mantenimiento se deberán considerar en todas las fases del ciclo de vida. Las tareas específicas que se deberán realizar se indican en la norma IEC 60300-3-14 y los aspectos de mantenibilidad se recogen en la norma IEC 60300-3-10.
El enfoque para determinar los requisitos asociados al soporte total durante la vida del sistema previamente a la operación inicial se conoce c omo “soporte logístico integrado” (ILS/SLI) y éste deber á realizarse según la norma IEC 60300-3-12. La
Figura 4 ilustra las relaciones existentes entre el RCM y otras actividades de soporte y análisis.
IEC 60300-3-10 Gestión de la Confiabilidad Parte 3-10: Guía de aplicación – Mantenibilidad
Soporta
IEC 60300-3-12 Gestión de la Confiabilidad Confiabilidad Parte 3-12: Guía de aplicación – Soporte logístico integrado
Soporta
IEC 60300-3-14 Gestión de la Confiabilidad Parte 3-14: Guía de aplicación – Mantenimiento y soporte del mantenimeinto Sopor ta
IEC 60300-3-11 Gestión de la Confiabilidad Parte 3-11: Guía de aplicación – Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad
Soporta
IEC 60812 Técnicas Técnic as de análisis análisis de la fiabilidad de sistemas – Procedimiento para el Análisis de los Modos de Fallo y sus Ef ectos (AMFE/FMEA)
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Figura 4 – Relaciones existentes entre el RCM y otras actividades de soporte
5.4 Conocimiento y formación Un análisis RCM requiere un conocimiento especializado y una experiencia con el elemento y su contexto operativo. El análisis requiere lo siguiente: a) conocimiento y experiencia experiencia del proceso RCM; RCM; b) conocimiento detallado del elemento y de sus características apropiadas de diseño; c) conocimiento del contexto contexto operativo del del elemento; elemento; d) conocimiento de la condición condición del elemento (cuando se está está analizando un equipo equipo existente); e) comprensión de los modos de fallos y de sus efectos; f) conocimiento especializado especializado de de las restricciones, tales como la legislación legislación de seguridad o ambiental, reglamentaciones, etc; g) conocimiento de de las técnicas técnicas y herramientas de mantenimiento; h) conocimiento de los costes.
Se deberá proporcionar una formación adicional cuando exista una carencia de conocimiento y experiencia del proceso RCM,
5.5 Contexto operativo Previamente a la realización de un análisis RCM, es fundamental que se detalle el contexto operativo. El contexto operativo deberá describir cómo se opera el elemento, dándose detalles del funcionamiento deseado de los sistemas. 27
Para el análisis de un elemento grande con muchos sistemas, puede resultar necesario establecer una jerarquía de contextos operativos.
Normalmente, se escribe e primer lugar la descripción correspondiente al nivel funcional más alto, describiéndose las características físicas del elemento, sus principales funciones y sistemas, sus perfiles de demanda y su entorno operativo y de soporte.
La descripción al nivel de funcional o de sistema más bajo define claramente las características operativas del contexto operacional de de funcionamiento de la función bajo revisión. Es importante señalar que son necesarios los parámetros específicos de funcionamiento para determinar de forma clara lo que constituye un fallo y qué efectos tendrán tales fallos sobre el funcionamiento de la instalación en cuestión.
La operación de un elemento puede variar dependiendo de la demanda. Por lo tanto, puede ser necesario contemplar generar diferentes contextos operativos para reflejar estos diferentes estados, ya que las diferentes situaciones de demanda pueden acarrear diferentes políticas de mantenimiento. Por ejemplo, si un sistema solo se necesita durante un pequeño periodo de tiempo, el mantenimiento, durante ese tiempo, podría ser frecuente y basarse en ciclos. Sin embargo, durante períodos largos de inactividad, el mismo sistema podría estar sujeto a un mantenimiento poco frecuente basado en el tiempo de calendario.
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El concepto de mantenimiento podrá verse también influido por cambios en las condiciones ambientales. Por ejemplo, los elementos bajo condiciones árticas pueden estar sujetos a una política de gestión de fallos diferente que en el caso de estar bajo condiciones tropicales.
Los contextos operativos deberán considerar muy cuidadosamente el principio de redundancia. Hay redundancia cuando existen múltiples sistemas para soportar una única función. Hay dos tipos de redundancia, a saber: a) redundancia pasiva b) redundancia activa
La redundancia pasiva tiene lugar cuando un sistema se encuentra en espera, operando solamente en el caso de fallo del sistema en servicio. El contexto operativo para cada sistema será diferente y dará lugar a diferentes modos de fallo y diferentes políticas de gestión de fallos.
La redundancia activa tiene lugar cuando dos o más sistemas operan simultáneamente para proporcionar la función, pero cada sistema individual tiene la capacidad de proporcionarla. En esta situación, los modos de fallo de cada sistema serán probablemente similares con las mismas políticas de gestión de fallos.
Para componentes inactivos, tales como equipos almacenados por uso infrecuente o un solo uso, puede necesitarse un programa de mantenimiento diferente. El contexto operativo deberá contemplar dichos elementos.
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5.6 Directrices e hipótesis Como parte del esfuerzo de cualquier análisis RCM, se deberá establecer un conjunto de directrices e hipótesis que faciliten la realización del proceso de análisis. Se deberán identificar y documentar claramente las directrices e hipótesis a la hora de establecer el enfoque del proceso de análisis para asegurar que sea consistente. Se podrán incluir las siguientes consideraciones: a) procedimientos operativos estándar (que incluyan las “tareas usuales” del operador); b) políticas organizativas como fuente de entrada a la definición de fallos, tasas de fallo aceptables, etc.; c) fuentes de datos; d) probabilidades aceptables de los fallos en función de sus efectos; e) estructuración jerárquica del elemento; f) enfoque de análisis para los elementos de interconexión tales como cables y tuberías; g) enfoque de análisis para los elementos previamente reparados o configurados de manera única; h) métodos y herramientas analíticos, tales como análisis por árbol de fallos, diagramas de bloques de fiabilidad, procesos de Markov o análisis por redes de Petri; i) métodos de análisis coste-beneficio;
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j) valores definidos de parámetros tales como el coste de mano de obra, tasas de utilización, factores de conversión de la duración de la vida de diseño y tamaños mínimos de fisuras detectables; k) consideración de monitorización remota y de técnicas avanzadas de inspección o detección tales como sistemas de gestión para uso médico (SGUM) o ensayos no destructivos (END); l) metodologías para la identificación de intervalos de fallo potencial a fallo funcional, fallos por desgaste y para el cálculo de intervalos de tareas; m) análisis de errores humanos para considerar los riesgos debidos al los mismos.
Las tareas exigidas por la legislación deberán estar sujetas al análisis RCM para verificar su validez. Antes de implementar cualquier cambio, será necesario acordarlo con los organismos legislativos.
5.7 Requisitos de información La realización de un análisis RCM requiere información sobre el funcionamiento y, cuando se disponga de él, sobre el histórico de operación del sistema en cuestión. Por ejemplo, se deberán cotejar todos los datos de fallo que se puedan recopilar para asegurar que todos los fallos que han ocurrido están contemplados. Los registros de mantenimiento proporcionan una indicación de la condición operativa de los equipos después de su utilización. Sin embargo, cuando no se disponga de suficientes datos, se puede utilizar el juicio de expertos que conozcan los equipos.
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El análisis RCM se realiza suponiendo que no se está realizando ningún mantenimiento preventivo, por lo que se denomina normalmente “mantenimiento base cero”. Por consiguiente, los datos de fallo en explotación se deberán utilizar
con suma precaución, ya que serán dependientes de las políticas de gestión de fallos que existan. También se deben considerar aquellos fallos que se sabe que serán eliminados por alguna de las tareas vigentes de mantenimiento preventivo. Sin embargo, puede resultar difícil considerar aquellos fallos que no han ocurrido nunca previamente debido a la existencia de tareas de mantenimiento preventivo.
Los datos de fallos reales o genéricos utilizados de forma aislada tienen un valor limitado si no se conocen los mecanismos de fallo ni el contexto operativo. Entre la información que puede facilitar la realización de un análisis RCM, cabe mencionar la siguiente: a) perfil de utilización; b) requisitos de funcionamiento; c) procedimientos de operación y experiencia operativa real; d) requisitos normativos o reglamentarios; e) análisis de fiabilidad; f) dossier de seguridad o evaluaciones de seguridad; g) manuales técnicos; h) manuales de fabricante; i) documentación de diseño; j) tareas vigentes de mantenimiento preventivo; k) procedimientos vigentes de mantenimiento y experiencia real de los mantenedores; 32
l) modificaciones planificadas del sistema; m) informes de mantenimiento y de fallos; n) informes de inspecciones estructurales; o) informes de incidentes y accidentes; p) tasas de utilización de repuestos.
6. Análisis de fallos funcionales
6.1 Principios y objetivos La capacidad para desarrollar un programa de mantenimiento exitoso utilizando el RCM requiere una clara comprensión de las funciones del elemento, sus fallos y las consecuencias derivadas de éstos, expresadas en términos de objetivos de la organización durante la operación del elemento.
La organización deberá seleccionar el método de análisis de las funciones, fallos y consecuencias del elemento para adaptar la estructura operativa a los objetivos establecidos; sin embargo, el análisis deberá generar la información descrita en los siguientes apartados para poder completar el análisis RCM.
El método del análisis de los modos y efectos de los fallos (AMFE/FMEA) y de su criticidad (IEC 60812) es adecuado para su aplicación en un análisis RCM, si el análisis se estructura de manera que se contemplen los requisitos de esta norma. Como parte del análisis de los fallos funcionales, se deberán analizar los datos de explotación para determinar causas y frecuencias que faciliten la evaluación de la
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criticidad y apoyen la realización del AMFE/FMEA. Las fuentes de datos se discuten en el apartado 7.5.1.
El anexo D aporta detalles sobre la interpretación del análisis de los fallos funcionales aplicado a estructuras.
6.2 Requisitos para la definición de funciones
6.2.1 Descomposición funcional Cuando se pretende realizar el análisis RCM de un sistema complejo, puede ser necesario descomponer la funcionalidad global en bloques más manejables. Esto es un proceso iterativo en el que las funciones de alto nivel se descomponen progresivamente en funciones de nivel más bajo que se combinan para formar un modelo funcional del elemento considerado en su conjunto. Se debe indicar que hay muchas formas de realizar este proceso y muchas herramientas que facilitan la visualización de dicha descomposición funcional. Muchas grandes organizaciones disponen de una jerarquía de equipos basada en la funcionalidad y que resulta ideal para llevar a cabo la mencionada descomposición.
El nivel más bajo de la jerarquía al que se deberán identificar las funciones de un elemento corresponde al nivel del elemento al que se definirán los requisitos de mantenimiento resultantes del proceso RCM. Los siguientes apartados que tratan sobre el análisis de los fallos funcionales se refieren a elementos de dicho nivel, a menos que se indique otra cosa. En general, se espera que los elementos de este
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nivel correspondan al nivel de sistema/unidad (tales como un sistema de combustible o una bomba) más que al nivel de componente (tales como un cojinete).
6.2.2 Desarrollo de las descripciones de funciones Se deberán identificar todas las funciones del elemento junto con su estándar de funcionamiento que será de carácter cuantitativo cuando sea posible.
Todas las funciones de un elemento son específicas para un contexto operativo; por lo tanto, se deberá documentar cualquier factor especial relativo al contexto operativo de los elementos individuales, en relación a dicho elemento ya sea dentro del apartado descriptivo del contexto operativo del elemento en cuestión o como parte de la descripción general del contexto operativo contemplado en el análisis de la etapa de directrices e hipótesis supuestos (5.6).
Aunque un elemento individual se diseña normalmente para desempeñar una única función, muchos elementos pueden tener múltiples funciones o tener funciones secundarias. Se deberá tener especial cuidado en tales casos, ya que estas funciones adicionales puede que sean sólo relevantes en determinados contextos operativos, que constituyen un subconjunto del contexto operativo considerado para la función principal, o solamente en condiciones “bajo demanda”.
Sin ser exhaustivos, las siguientes funciones son ejemplos de funciones secundarias: a) contención de fluidos (por ejemplo, agua, aceite);
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b) transferencia de carga estructural; c) protección; d) suministro de indicaciones para los operadores a través de un sistema de control.
El estándar de funcionamiento es el nivel de funcionamiento requerido del elemento para cumplir la función del sistema establecida en el contexto operativo considerado. Este estándar deberá indicarse cuantitativamente o de forma no ambigua para asegurar un análisis apropiado. Cuando se va a definir el estándar de funcionamiento requerido, el valor seleccionado deberá representar el nivel de funcionamiento indispensable para alcanzar la función en lugar de la capacidad del elemento. Por ejemplo, el caudal de una bomba debería ser de (400±30) l/min para conseguir el nivel correcto de refrigeración; sin embargo, podría haberse instalado una bomba estándar capaz de proporcionar 600 l/min. El valor de 400±30 l/min representa el requisito funcional. Por tanto, este requisito podría expresarse de la siguiente manera: “Proporcionar un caudal de (400±30) l/min de agua”.
En el caso de las funciones que proporcionan capacidad de protección, se deberá incluir en su definición una clara descripción de aquellos sucesos o circunstancias que activarían o requerirían la activación de la función de protección.
6.3 Requisitos para la definición de los fallos funcionales Se deberán identificar todos los fallos funcionales asociados a cada una de las funciones definidas.
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Los fallos funcionales listados se deberán referir siempre a las funciones específicas que se han identificado y se deberán expresar en términos de fallo para lograr el estándar o estándares de funcionamiento del elemento considerado. Normalmente, siempre se considera el caso de pérdida total de una función, pero también puede ser pertinente considerar la ocurrencia de pérdidas parciales de la función, siendo imprescindible su consideración siempre que los efectos derivados de estas pérdidas parciales sean diferentes a los derivados de la ocurrencia de una pérdida total de función.
Por ejemplo, la bomba descrita anteriormente que proporciona (400±30) l/min tendrá un fallo funcional descrito como “falla al proporcionar agua”. Adicionalmente, un fallo funcional descrito como “la bomba proporciona menos de 370 l/min” sería válido si el
sistema pudiera proporcionar una capacidad reducida a estos caudales reducidos.
Sin ser exhaustivos, los fallos funcionales incluyen: a) pérdida completa de la función; b) fallo al satisfacer el requisito de funcionamiento; c) función intermitente; d) funcionamiento no requerido. cuando no se requiera
Existirán muchos otros fallos funcionales específicos teniendo en cuenta las características específicas del sistema y sus requisitos operativos o restricciones particulares.
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Este enfoque facilita la diferenciación entre las consecuencias derivadas de la pérdida de funciones específicas como es el caso de la pérdida de función que provoca efectos al nivel jerárquico más alto.
6.4 Requisitos para la definición de los modos de fallo Se deberán identificar las condiciones físicas particulares, razonablemente probables, que causan cada fallo funcional.
El modo de fallo deberá incluir la identificación del elemento físico que ha fallado y una descripción del mecanismo de fallo. Por ejemplo: “Fisura en una brida debido a fatiga” o “Fuga en el actuador debido al desgaste de una junta de estanqueidad”. El
nivel de detalle al que se identifica un modo de fallo deberá reflejar tanto el nivel de detalle del análisis como el nivel al cual es posible identificar una política de gestión de fallos.
A la hora de listar los modos de fallo, es importante contemplar que sólo se deberán considerar aquellos modos de fallo que puedan ocurrir c on una “probabilidad razonable”. Se deberá definir el significado de “razonable” dentro de las reglas
básicas consideradas en el análisis RCM en su conjunto, teniendo en cuenta que dicho significado podrá variar sensiblemente de una organización a otra y entre distintas aplicaciones. En particular, se deberán tener en cuenta las consecuencias de los fallos a la hora de considerar o no un modo de fallo. En este sentido, se deberán contemplar los modos de fallo de muy baja probabilidad que puedan tener unas consecuencias muy graves.
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Se deberán incluir en el análisis aquellos fallos que se sabe que han ocurrido o que están siendo prevenidos por el programa vigente de mantenimiento preventivo en el contexto operativo considerado. Además, se deberá incluir cualquier otro suceso que pueda causar un fallo funcional, tal como un error del operador, afecciones medioambientales o defectos de diseño. Puesto que un RCM considera todas las políticas de gestión de fallos, se pueden contemplar los errores humanos; sin embargo, su consideración puede ser ineficiente si ya se está aplicando un extenso programa de factores humanos. Si los errores humanos se están considerando fuera del análisis, esos modos de fallo se pueden listar dentro del análisis RCM por exaustividad, pero no serán objeto de estudio. La aportación de más detalles respecto a los tipos de factores humanos que sería adecuado incluir en el análisis está fuera del alcance de esta norma.
6.5 Requisitos para la definición del efecto de los fallos Se deberán identificar los efectos de los fallos funcionales. El efecto del fallo describe lo que sucede si el modo de fallo ocurre e identifica generalmente el efecto sobre el elemento en consideración, los elementos adyacentes y la capacidad funcional del elemento final. El efecto descrito deberá ser lo que ocurre si no se aplica ninguna tarea determinada para anticipar, detectar o prevenir el fallo.
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El efecto identificado deberá ser el efecto más grave que se puede esperar razonablemente; de nuevo, el significado de “razonable” deberá definirse como parte
de las reglas básicas del análisis.
Es importante que la descripción del efecto incluya información suficiente para permitir una evaluación exacta de las consecuencias que se pueden derivar. Se deberán tener en cuenta los efectos sobre los equipos, personal, público en general y entorno medioambiental según corresponda.
La mayoría de los análisis identifican efectos a nivel local (es decir, elemento), al nivel jerárquico superior y al elemento final (es decir, el nivel de agregación más alto: planta, fábrica, avión, vehículo, etc. en consideración). La identificación de efectos a nivel de elemento final es necesaria cuando se considera la importancia relativa de los fallos, ya que dicho efecto constituye un punto de referencia común para todos los elementos.
6.6 Criticidad La aplicación del RCM a cada modo de fallo identificado dentro del análisis de fallos no será rentable en todos los casos. Por tanto, una organización puede considerar necesario utilizar un proceso lógico y estructurado para determinar aquellos modos de fallos a los que se les deberá aplicar el análisis RCM para lograr un nivel de riesgo aceptable.
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El método que se usa frecuentemente para este proceso de evaluación es un análisis de criticidad, el cual combina la severidad y la tasa de ocurrencia para determinar el valor de criticidad que representa el nivel de riesgo asociado a un modo de fallo. La criticidad deberá cubrir todos los aspectos relativos a la consecuencia del fallo, incluyendo por ejemplo la seguridad, el rendimiento operativo y la eficiencia en costes. El Anexo A muestra un enfoque típico del análisis de criticidad.
El valor de criticidad se utiliza para identificar aquellos modos de fallo para los que el riesgo es aceptable y, en consecuencia, no requieren una gestión del fallo, así como para priorizar o clasificar aquellos modos de fallo que requieren análisis. En el caso de que los fallos no requieran análisis, se permitirá que dichos fallos ocurran y no se utilizará ninguna política de mantenimiento preventivo activo. Sin embargo, esta decisión dependerá de cada organización y de sus objetivos.
7. Clasificación de las consecuencias y selección de las tareas RCM
7.1 Principios y objetivos El programa de mantenimiento preventivo se desarrolla utilizando un enfoque lógico guiado. Mediante la evaluación de las potenciales políticas de gestión de fallos, es posible determinar el programa global de mantenimiento aplicable a un determinado elemento. Se utiliza un árbol lógico de decisión para guiar el proceso de análisis, véase la Figura 5.
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El mantenimiento preventivo consiste en la ejecución de una o más de las siguientes tareas según unos intervalos fijados: a) monitorización de la condición; b) renovación programada; c) reemplazamiento programado; d) búsqueda de fallos.
Las tareas de limpieza, lubricación, ajuste y calibración que se requieren en algunos sistemas pueden llevarse a cabo utilizando el grupo de tareas enumeradas anteriormente.
El análisis RCM determina dicho grupo de tareas, es decir, comprende el programa de mantenimiento preventivo basado en RCM.
Las tareas de mantenimiento correctivo pueden surgir de la decisión de no ejecutar una tarea de mantenimiento preventivo, de los hallazgos de una tarea basada en la condición o de un modo de fallo no previsto.
El RCM asegura que no se incluirá ninguna tarea adicional en el programa de mantenimiento que incremente los costes de mantenimiento sin proporcionar una mejora del nivel de fiabilidad. La fiabilidad disminuye cuando se realizan tareas de mantenimiento inapropiadas o innecesarias debido a la ocurrencia creciente de fallos inducidos por el personal de mantenimiento.
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El objetivo de la selección de tareas RCM es seleccionar aquella política de gestión de fallos que evite o mitigue las consecuencias de cada modo de fallo identificado, cuya criticidad merezca su consideración el análisis de criticidad participa significativamente en conseguir este objetivo.
Una vez que se ha identificado una tarea de mantenimiento, la información adicional asociada a dicha tarea se identifica generalmente de la siguiente manera: a) estimación de las horas-hombre que se requieren para la ejecución de la tarea; b) tipo y nivel de conocimientos requeridos para la ejecución de la tarea; c) criterios para la selección de la frecuencia de ejecución de la tarea.
El apartado D 3.3 aporta detalles sobre la interpretación del análisis de tareas cuando se aplica a estructuras. En este caso, el tipo de estructura tiende a establecer la tarea de mantenimiento.
7.2 Proceso de decisión RCM La selección de la política de gestión de fallos más adecuada se realiza mediante un diagrama de decisión RCM, tal como el que se indica en la Figura 5.
El enfoque utilizado para identificar tareas eficaces y aplicables de mantenimiento preventivo consiste en determinar un camino lógico de tratamiento de cada modo de fallo. El diagrama de decisión se utiliza para clasificar las consecuencias del modo de fallo en cuestión y, entonces, averiguar si hay una tarea eficaz y aplicable de mantenimiento que prevenga o mitigue dicho modo de fallo. Esto conduce a la
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identificación de tareas y frecuencias de ejecución asociadas que constituirán el programa de mantenimiento preventivo y las acciones de gest ión.
Una tarea de mantenimiento será aplicable cuando esté orientada al modo de fallo en cuestión y sea técnicamente factible.
Una tarea de mantenimiento será eficaz cuando sea rentable y trate con éxito las consecuencias del fallo.
¿El fallo funcional será aparente para el operador en circunstancias normales si el modo de fallo ocurre? SÍ Evidente
NO Oculto
¿El fallo f uncional causa una pérdida o un d año secundario q ue pod ría tener un ef ecto adverso so bre la seguridad op erativa o conducir a un impacto medioambiental serio?
¿El fallo f uncional oculto en comb inación con un segundo f allo/suceso causa una pérdida o un daño secundario que po dría tener un efecto adverso sobre la seguridad op erativa o co nducir a un impacto medio ambiental serio?
SÍ Ef ectos evidentes sobre la seguridad/medio ambiente
NO Ef ectos económic os/operativos evidentes
NO Efectos económicos/operativos ocultos
NO Ef ectos ocultos sobre la seguridad/medio ambiente
Opciones d e análisis:
Opciones d e análisis:
Opciones d e análisis:
Opciones de análisis:
Monitorización de la condició n Reemplazamiento programado Restauración programada Accio nes alternativas
Monitorización de la condic ión Reemplazamiento programado Restauración programada Ningún mantenimiento preventivo Accio nes alternativas
Monitorización de la condició n Reemplazamiento programado Restauración programada Ningún mantenimiento preventivo Accio nes alternativas
Monitorización de la co ndición Reemplazamiento programado Restauración programada Ningún mantenimiento preventivo Accio nes alternativas
Seleccion ar la MEJOR OPCIÓN (ES)
Figura 5 – Diagrama de decisión RCM 44
7.3 Consecuencias del fallo El proceso considera cada modo de fallo sucesivamente y lo clasifica en términos de las consecuencias del fallo funcional. Estas clasificaciones contemplan las siguientes categorías: a) oculto o evidente; b) efectos sobre la seguridad, los costes o operación , identificados en el análisis de fallos.
La clasificación para identificar si el fallo es oculto o evidente se realiza respondiendo a la pregunta “¿el fallo funcional será percibido por el operador en circunstancias normales cuando el fallo ocurra? ”. Si la respuesta es “Sí”, el fallo será evidente, de no ser así, el fallo será oculto.
La comprensión de lo que son “circunstancias normales” es esencial para llevar a
cabo un análisis RCM apropiado, debiéndose definir a partir del contexto operativo.
La segunda clasificación de los modos de fallo se refiere a si provocan efectos sobre la seguridad o el entorno o provocan efectos económicos u operativos.
Se considera que un fallo impacta sobre la seguridad o el medio ambiente cuando sus efectos pueden provocar un daño sobre los trabajadores, el público o el entorno.
Si el fallo funcional no tiene ningún efecto adverso sobre la seguridad o el entorno, entonces se considera que los efectos del modo de fallo producen efectos económicos u operativos. La clasificación correspondiente a efectos económicos u 45
operativos se refiere a aquellos efectos del fallo funcional que provocan la degradación de la capacidad operativa, lo que se traduciría en una producción reducida, degradación de la misión, fallo para completar una mision en la duración requerida o en algún otro impacto económico.
La pérdida de una función oculta no tiene, en sí misma, ninguna consecuencia, como por ejemplo sobre la seguridad, pero puede tener consecuencias en combinación con el fallo funcional adicional de un elemento redundante o protegido asociado a dicha función.
7.4 Selección de la política de gestión de fallos El siguiente nivel en el proceso de decisión del RCM evalua las características de cada modo de fallo para determinar la política de gestión del fallo más apropiada. Existe un número de opciones disponibles; a saber: a) Monitorización de la condición La monitorización de la condición es una tarea continua o periódica para evaluar la condición de un elemento en funcionamiento con respecto a un conjunto predefinido de parámetros con el fin de monitorizar su deterioro. Puede consistir en tareas de inspección que suponen un examen de un elemento frente a un estándar específico. b) Restauración programada La restauración es el trabajo necesario para devolver al elemento a un estado normalizado específico. Ya que la restauración puede variar desde la limpieza a
46
la sustitución de múltiples piezas, se debe especificar el alcance de cada tarea de restauración en particular. c) Reemplazamiento programado El reemplazamiento programado es la retirada del servicio de un elemento cuando alcanza un límite de vida especificado y su reemplazamiento por otro elemento que cumpla con todos los estándares de funcionamiento requeridos. Las tareas de reemplazamiento programado se aplican normalmente a las llamadas “piezas de un solo bloque” , tales como cartuchos, botes, cilindros, discos de turbinas, elementos estructurales con vida segura en el período de vida útil, etc. d) Búsqueda de fallos Una tarea de búsqueda de fallos es una tarea para determinar si un elemento es capaz o no para cumplir con su función pretendida. Está únicamente destinada para descubrir fallos ocultos. Una tarea de búsqueda de fallos puede variar desde una comprobación visual a una evaluación cuantitativa con respecto a un estándar específico de funcionamiento. Algunas aplicaciones restringen la capacidad de realizar una prueba funcional completa. En tales casos, se puede aplicar una prueba funcional parcial. e) Ningún mantenimiento preventivo En algunas situaciones, puede que no se requiera ninguna tarea, según el efecto del fallo. El resultado de esta política de gestión de fallos consiste en mantenimiento correctivo o ningún mantenimiento una vez ocurrido el fallo. f) Acciones alternativas Las acciones alternativas pueden surgir de la aplicación del proceso de decisión del RCM, incluyendo: 47
i) rediseño; ii) modificaciones de los equipos existentes, como la inclusión de componentes más fiables; iii) cambios o restricciones en los procedimientos de operación; iv) cambios en los procedimientos de mantenimiento; v) comprobaciones antes y después de la utilización del elemento; vi) modificación de la estrategia de suministro de repuestos; vii) formación adicional a los operadores y personal de mantenimiento.
La implementación de acciones alternativas puede dividirse en dos categorías diferentes: 1) aquéllas que requieren una acción urgente e inmediata, en particular para los modos de fallo cuya ocurrencia provocará un efecto adverso sobre la seguridad o el medio ambiente. 2) aquéllas que podrían ser deseables cuando una tarea de mantenimiento preventivo no puede aplicarse para reducir las consecuencias de un fallo funcional que afecta económicamente o a las operaciones. Tales acciones se deberán evaluar mediante un análisis coste-beneficio para determinar qué opción aporta el mayor beneficio con respecto a no tomar ninguna acción predeterminada para prevenir el fallo.
El diagrama de decisión del RCM de la Figura 5 requiere considerar todas las políticas aplicables de gestión de fallos para un modo de fallo determinado. El coste de cada posible solución desempeña un papel significativo a la hora de determinar finalmente la acción seleccionada. En este punto del análisis, ya se ha 48
mostrado cuándo cada opción de política de gestión de fallos es apropiada para reducir a un nivel aceptable las consecuencias de un fallo. La mejor opción vendrá determinada por el coste de ejecución de dicha solución y las consecuencias operativas que esa opción tendrá sobre las tareas de mantenimiento del programa.
Algunas veces no se puede encontrar una única política de gestión de fallos que reduzca adecuadamente la probabilidad de fallo a un nivel aceptable. En estos casos, a veces es posible combinar tareas (usualmente de tipos diferentes) para alcanzar el nivel de fiabilidad deseado.
7.5 Intervalo de las tareas
7.5.1 Fuentes de datos Para establecer la frecuencia o intervalo de una tarea es necesario determinar las características del modo de fallo que sugieren un intervalo rentable para la ejecución de la tarea. Esto se puede obtener teniendo en cuenta uno o más de los siguientes aspectos durante el análisis de un nuevo elemento: a) experiencia previa con equipos idénticos o similares que muestre que una tarea de mantenimiento programado ha ofrecido una evidencia sustancial de su idoneidad y eficacia, véase IEC 62308 [10]; b) datos de prueba y de fiabilidad de fabricantes y suministradores que indiquen que una tarea de mantenimiento programado será aplicable y eficaz para el elemento que se está evaluando, véase IEC 62308 [10]; c) datos y predicciones de fiabilidad; 49
d) atributos asumidos de fallo supuestos (por ejemplo, distribución, tasa) véase IEC 61649 [11] y IEC 61710 [12]; e) costes de soporte del ciclo de vida.
Además de lo anterior, durante el análisis de un elemento existente , otras fuentes de información pueden ser: f) datos de operación y mantenimiento (incluyendo costes); g) experiencia del operador y del personal de mantenimiento; h) datos de los análisis de vida del envejecimiento.
Si no hay datos de fiabilidad suficientes o no se tiene ningún conocimiento previo sobre otros equipos similares, o si no hay suficiente similitud entre los sistemas previos y los actuales, el intervalo de la tarea sólo puede establecerse inicialmente por técnicos expertos que usen su buen juicio y experiencia operativa conjuntamente con los mejores datos disponibles y con los datos de costes más relevantes.
Existen modelos matemáticos para determinar frecuencias e intervalos de las tarea s, pero estos modelos dependen de la disponibilidad de datos apropiados. Algunos modelos se basan en datos distribuidos exponencialmente, otros en tasas de fallo no constantes (IEC 61649) [11] o intensidades de fallo no constantes (IEC 61710) [11]. Estos datos se especificarán para industrias especiales y deberán consultarse las normas y hojas de datos correspondientes cuando resulte apropiado.
50
7.5.2
Monitorización de la condición
Las tareas de monitorización de la condición se diseñan para detectar la degradación cuando un fallo funcional empieza a ocurrir. Un fallo potencial se define como un estado o condición inicial de un elemento que indica que se espera que el modo de fallo ocurra si no se toma ninguna acción correctiva. El fallo potencial manifestará una condición o un conjunto de condiciones que avisan anticipadamente del modo de fallo en cuestión. Tales condiciones pueden ser ruido, vibración, cambios de temperatura, consumo de aceite de lubricación o degradación del funcionamiento.
La monitorización de la condición puede llevarse a cabo manualmente o mediante equipos de monitorización de la condición, como por ejemplo un sensor de vibración que mide la vibración de los cojinetes. Cuando se evalúa la condición que se va a monitorizar, se deberá considerar el coste del ciclo de vida del equipo de monitorización de la condición, incluyendo su propio mantenimiento.
Para evaluar el intervalo de la tarea de monitorización de la condición es necesario determinar el período de tiempo existente entre el fallo potencial y el fallo funcional. Durante el proceso de degradación, al intervalo entre el punto en el que la degradación alcanza un nivel predeterminado (fallo potencial) y el punto en el cual se produce la degradación a fallo funcional se denomina intervalo fallo potencial a fallo funcional, o intervalo P-F, véase la Figura 6. Para predecir cuándo el fallo potencial y el fallo funcional pueden ocurrir, resulta útil conocer la condición inicial y la tasa de deterioro. Esto se utilizará para determinar cuándo se deberá iniciar la tarea de la monitorización de la condición inicial. 51
Capacidad funcional
Característica que indicará una capacidad funcional reducida
Condición definida de fallo funcional Condición definida de fallo potencial
Intervalo P-F
Edad/utilización operativa
Figura 6 – Intervalo P-F
Para que una tarea de monitorización de la condición sea aplicable, se deberá satisfacer lo siguiente: a) la condición tiene que ser detectable; b) el deterioro debe ser medible; c) el intervalo P-F tiene que ser lo suficientemente largo para que sea posible la implementación de la tarea de monitorización de la condición y de las acciones que se adopten para prevenir el fallo funcional; d) el intervalo P-F debe ser coherente estable.
Cuando hay un conjunto de condiciones incipientes de fallo que podrían monitorizarse, el análisis deberá considerar aquella condición que proporcione el mayor tiempo de adelanto al fallo y el coste de los equipos y recursos requeridos durante la tarea en cuestión. 52
El intervalo de la tarea de monitorización de la condición deberá ser menor o igual que el intervalo P-F. La relación entre el intervalo de la tarea y el intervalo P-F varía dependiendo de la probabilidad de no detección que la organización esté dispuesta a aceptar y de la severidad de las consecuencias del modo de fallo. Normalmente, se utiliza un intervalo de la tarea igual a la mitad del intervalo P-F, ya que dicho intervalo proporciona dos oportunidades para detectar la degradación. Cuando se desea un mayor nivel de protección, algunas organizaciones utilizan fracciones más pequeñas del intervalo P-F para reducir su exposición a los riesgos sobre la seguridad y proteger a elementos de alto valor. La fracción del intervalo P-F que se utiliza para fijar el intervalo de la tarea depende del nivel de riesgo y coste que la organización está dispuesta a aceptar.
En la determinación del intervalo para la monitorización de la condición, se deberá considerar la eficacia del método de detección. A medida que mejora la eficacia de la técnica de inspección o monitorización, se puede reducir la frecuencia de ejecución de la tarea. Se deberá registrar tanto la identificación satisfactoria del fallo potencial como la insatisfactoria.
7.5.3
Reemplazamiento y restauración programados
El intervalo de las tareas de reemplazamiento y restauración programados se basa en una evaluación de la vida segura o vida útil del modo de fallo.
53
Para las tareas de reemplazamiento y restauración programados que tratan de los efectos de seguridad orientadas a combatir los efectos sobre la seguridad, los intervalos deberán ser de “vida segura” (es decir, se trata de elementos que se espera que sobrevivan a esta edad – véase IEC 61649). La vida segura se puede establecer a partir de la distribución acumulada de fallos del elemento mediante la elección de un intervalo de reemplazamiento que implique una probabilidad de fallo extremadamente baja antes del reemplazamiento.
Cuando un fallo no provoca un peligro para la seguridad, pero causa una pérdida de disponibilidad, el intervalo de reemplazamiento se establece mediante un análisis coste-beneficio que considere el coste de reemplazamiento de los componentes, el coste del fallo y el requisito de disponibilidad de los equipos.
Los límites de vida útil se utilizan para elementos cuyos modos de fallo tienen únicamente consecuencias económicas u operativas. Se garantiza un límite de vida útil para un elemento cuando resulta rentable eliminarlo antes de que falle. A diferencia de los límites de vida segura que se establecen de forma conservadora para evitar todos los fallos, el límite de vida útil puede establecerse libremente para maximizar la vida útil del elemento y, por lo tanto, puede aumentar el riesgo de un fallo ocasional. Un elemento con una probabilidad condicional de fallo en permanente crecimiento puede contar con un límite económico de vida económica, incluso sin tener una edad de envejecimiento bien definida, si los beneficios de la restauración, por ejemplo una menor probabilidad de fallo, exceden al coste.
54
Las tareas de reemplazamiento y restauración pueden ser útiles cuando uno o más elementos claves tienen un claro patrón de desgaste envejecimiento (véase el Anexo C patrones A y B). Utilizando la distribución de Weibull, pueden estimarse el parámetro de forma (β), el parámetro de escala (η) y el tiempo hasta el primer fallo ( ).
t0 Para los elementos que tienen un significativo tiempo hasta el primer fallo (
),
t0 deberá considerarse un reemplazamiento o restauración programada precisamente
antes de t0
. Incluso para una distribución de Weibull de dos parámetros (
t0
0
), el
reemplazamiento y la restauración programados pueden realizarse en un rango predicho de porcentaje de fallos tal como el 1% (a menudo denominado L1 o B1) o el 10% (a menudo denominado L10 o B10), véase IEC 61649.
7.5.4
Búsqueda de fallos
Las tareas de búsqueda de fallos sólo se aplican a fallos ocultos y en los casos en los que se pueda identificar una tarea específica para detectar el fallo funcional. Una tarea de búsqueda de fallos puede ser una inspección, prueba funcional o prueba funcional parcial para determinar si un elemento todavía realizaría su función requerida si fuera demandado para ello. La búsqueda de fallos es pertinente cuando las funciones no se requieren habitualmente, por ejemplo en caso de redundancia o funciones de seguridad que raramente se activan. Una tarea de búsqueda de fallos será eficaz si reduce la probabilidad de un fallo múltiple hasta un nivel aceptable. El Anexo B proporciona una guía para determinar los intervalos de las tareas de búsqueda de fallos.
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8. Implementación
8.1 Detalles de las tareas de mantenimiento Las tareas resultantes del análisis RCM requieren detalles adicionales antes de que se puedan implementar en línea con el concepto de mantenimiento. Esta información adicional podría incluir, de forma no exhaustiva, lo siguiente: a) instante de ejecución de la tarea, b) cualificación y número mínimo de personas requeridas en cada escalón de mantenimiento, c) procedimientos, d) consideraciones de seguridad e higiene, e) materiales peligrosos, f) repuestos en cada escalón de mantenimiento, g) herramientas y equipos de prueba, h) empaquetado, manipulación, almacenamiento y transporte. Durante la determinación de esta información, puede ser necesario revisar las hipótesis formuladas en la selección de las tareas más eficaces.
8.2 Acciones de gestión Cuando el análisis RCM plantee un rediseño, una restricción operativa o un cambio de procedimientos, se deberá considerar un proceso que determine la prioridad de estas oportunidades. Este proceso deberá tener en cuenta lo siguiente: a) el efecto sobre la seguridad de los efectos de los modos de fallo; b) el efecto sobre la disponibilidad y la fiabilidad, 56
c) análisis coste-beneficio; d) éxito probable de cualquier acción.
Para aquellos elementos ya en servicio a los que no se pueda implementar ninguna tarea aplicable o eficaz para un modo de fallo con consecuencias sobre la seguridad, se requiere adoptar una acción temporal hasta que se pueda aplicar una solución definitiva. Ejemplos de esto podrían ser: restricciones operativas, rediseños temporales, cambios procedimentales o la implementación de tareas de mantenimiento previamente descartadas.
8.3 Retroalimentación para el diseño y el mantenimiento El máximo beneficio de un análisis RCM se puede obtener cuando éste se realiza en la fase de diseño de manera que éste se pueda ver influido por la retroalimentación del análisis RCM. La utilización del análisis de fallos funcionales permite que el RCM pueda llevarse a cabo en las etapas tempranas del proceso de diseño. Esto significa que, además de las modificaciones de diseño para eliminar fallos que el mantenimiento preventivo no puede gestionar, el diseño puede verse influido para optimizar la estrategia de soporte.
El proceso de identificación de fallos y el análisis RCM facilitan la identificación de la completa variedad de tareas esperadas de mantenimiento y, por consiguiente, permite que se inicie la planificación del soporte a mantenimiento. Las tareas de mantenimiento identificadas producirán la información necesaria para analizar las actividades de soporte tales como el aprovisionamiento de repuestos, el análisis del
57
nivel de reparación (LORA/NAR), los requisitos aplicables a las herramientas y equipos de prueba, los niveles de cualificación de los trabajadores y los requisitos necesarios para que las instalaciones soporten el concepto de mantenimiento derivado.
El método de gestión denominado soporte logístico integrado (ILS) proporciona de una manera estructurada estas actividades de soporte junto con los requisitos del consumidor, tal y como se describe en la norma IEC 60300-3-12. El proceso ILS completo y el integracion del proceso de decisión del RCM en el proceso ILS se presentan en la Figura 7.
58
Requisitos
Estudio de utilización
Política de mantenimiento
Diseño AMFE/AMFEC
Predicción de fiabilidad
LORA/ANR
Reparación/retirada
Proceso de decisión RCM
Tareas correctivas
Tareas preventivas
Análisis de las tareas de mantenimiento
Optimización de las tareas preventivas Infraestructuras
Empaquetamiento, manipulación, almacenamiento y transporte (EMAT)
Personal
Cualificación
Pro ced imientos
¿Se ha logrado la optimización completa?
Sumin istro d e repuestos
Equipo de s oporte y prueba
No
Formación
Sí
IEC 919/09
Figura 7 – Proceso de gestión ILS y su relación con el análisis RCM 8.4 Racionalización de las tareas Como resultado del análisis RCM, pueden obtenerse muchas tareas de muchas frecuencias diferentes. Es necesario organizar estas tareas para elaborar el plan de mantenimiento para el dispositivo en cuestión, mediante la eliminación de 59
duplicaciones y la alineación de los intervalos de tareas. Este proceso se deberá realizar con gran cuidado, de manera que cualquier cambio en los intervalos no comprometa a la seguridad o al medio ambiente o degrade significativamente la capacidad operativa.
La primera etapa de este proceso consiste en identificar el personal que realizará las tareas. Esto requerirá identificar el tipo y nivel al que se ejecutará el mantenimiento, por ejemplo, mantenimiento realizado por el operador, por el personal de mantenimiento, por un taller remoto o por el fabricante del equipo original.
Las tareas deberán categorizarse por tipo y nivel y someterlas, más tarde, a una serie de reglas de racionalización.
Los intervalos de las tareas producidas mediante el análisis RCM se basan en los intervalos P-F, en las vidas segura y útil o en el cálculo de los intervalos sin fallo. Estas tareas no se asignaran alinearán automáticamente y será necesario manipularlas modificarlas para generar un plan de mantenimiento realista con unos niveles aceptables de tiempos de indisponibilidad por mantenimiento preventivo. Como se muestra en la Figura 8, el mover los intervalos de las tareas hacia la izquierda incrementa el coste, el moverlos hacia la derecha incrementa el riesgo. Cuando se reduce el intervalo de las tareas, se deberá considerar el impacto sobre el coste, la seguridad y el medio ambiente asociados a la ejecución de la tarea cuando la frecuencia aumenta.
60
Intervalo más corto = más coste
Intervalo de la tarea de mantenimiento resultante
Intervalo más largo = más riesgo
Económica/operativa
Consecuencia Sobre la seguridad /medioambiente
X
Figura 8 – Riesgo versus consideraciones de coste en la racionalización las IECde 920/09 tareas
La racionalización se logra relacionando los intervalos de las tareas deducidos de forma individual en una base temporal común y, a continuación, mediante el alineamiento de sus frecuencias para alcanzar el plan óptimo de mantenimiento del elemento. El proceso de racionalización deberá considerar inicialmente las áreas en las que hay menos flexibilidad, por ejemplo, fallos con consecuencias sobre la seguridad o el medio ambiente y mantenimientos que requieren parada. Se deberán superponer las tareas operativas y las económicas para identificar inadaptaciones. Sin embargo, puede que no sea posible racionalizar algunas tareas, siendo necesario volver al análisis original.
Se deben considerar Las tareas que, durante el proceso de su selección, han sido rechazadas por razones operativas u económicas se deberán reconsiderar ya que dichas tareas pudieran ser eficaces conjuntamente con otras tareas. En particular, 61
una tarea potencial se podría rechazar por causa de un acceso restringido, pero conjuntamente con otras tareas podría estar justificada.
Un elemento tendrá algunas tareas de mantenimiento con intervalos resultantes que se basan en el tiempo y otros que se basan en el uso. Si hay un alineamiento ajustado entre tiempo y uso, la racionalización deberá considerar la selección de un plan de mantenimiento basado indistintamente en tiempo o en uso. Sin embargo, si se adopta esta aproximación, el operador deberá monitorizar el uso y asegurar que se mantiene la correlación entre tiempo y uso.
Tras el proceso de racionalización, se deberán registrar los intervalos modificados de las tareas con respecto a los originales, de manera que se registren los intervalos deducidos inicialmente planteados y los racionalizados.
8.5 Implementación de las recomendaciones RCM Para consegui r Al comienzo del desarrollo del programa un plan de mantenimiento, beberían hacerse todos los esfuerzo para se deberá hacer hincapié en establecer un procedimiento que permita documentar electrónicamente los resultados del análisis RCM, así como todas las modificaciones que se realicen en servicio. Existen software comercial disponible, particularmente en el campo del ILS, para documentar, durante la vida de los equipos, la información importante utilizada en el proceso de toma de decisiones que, por ejemplo, facilite determinar por qué una tarea se puso en marcha consideró o, posteriormente, se modificó.
62
El programa de mantenimiento basado en el RCM se puede implementar de manera detallada en los planes de mantenimiento.
El programa inicial de mantenimiento se basa en la mejor información posible de que se disponga antes de que los equipos entren en servicio. Los requisitos de mantenimiento que se generan en el programa de mantenimiento inicial pueden ser unicos para algunos usuarios individuales y pueden requerir la aprobación de la autoridad regulatoria cuando se le aplique.
Los apartados anteriores describen el desarrollo del plan de mantenimiento de un elemento. Sin embargo, factores externos al mantenimiento influyen en su implementación, entre ellos se pueden citar las limitaciones de recursos de mano de obra, la disponibilidad de infraestructuras y el cambio de los requisitos operativos.
8.6 Evaluación del efecto del envejecimiento El propósito de la evaluación del efecto del envejecimiento es evaluar sistemáticamente el intervalo de las tareas de mantenimiento de un elemento a partir del análisis de la información recopilada relativa a su experiencia en servicio con el fin de determinar el intervalo óptimo de dichas tareas de mantenimiento. La evaluación del efecto del envejecimiento se orienta normalmente a tareas específicas e incluye la recopilación de datos sobre cualquier error o dato de entrada incierto para el proceso RCM, al objeto de refinar las tareas, intervalos o cálculos. Esto puede dar lugar a tareas cuyo único propósito sea recopilar datos.
63
Se pueden utilizar dos métodos para obtener los datos relativos a un programa de evaluación del efecto del envejecimiento, a saber: a) Concepto de precursor: Alguno de los primeros elementos que entran en servicio se utilizan de manera intensiva. Esto permite la identificación temprana de los modos de fallo dominantes, así como los patrones de desgaste (véase el Anexo C). Los problemas de diseño también se identifican rápidamente; b) Recopilación de datos muestrales: se monitoriza con detalle una muestra de la población.
8.7 Mejora continua El RCM sólo logrará su objetivo con el desarrollo posterior. Esta norma, por lo tanto, proporciona una guía sobre la mejora continua del mantenimiento. La Figura 9 ilustra los cuatro principales componentes del ciclo.
64
Determinar tareas apropiadas de mantenimiento
Objetivos
1
2
ESTABLECER OBJETIVOS DE MANTENIMIENTO
• Seguridad • Operativos • Económicos
Mantenimiento centrado en la fiabilidad (RCM)
TAREAS DEL RCM COMO BASE DE PARTIDA
AJUSTE ACTUALIZAR CON TAREAS ÓPTIMAS
4
Medida del rendimiento
Monitorizar la efectividad del mantenimiento
3
Racionalización de las tareas
IMPLEMENTAR TAREAS ÓPTIMAS
Seleccionar tareas óptimas de mantenimiento
Figura 9 – Ciclo de mejora continua del RCM
El contexto operativo y las hipótesis se deberán considerar como documentos vivos y se deberán mantener a lo largo de la vida del elemento. Se deberán revisar regularmente cuando se produzcan cambios en la configuración del elemento o en la demanda de operación. Los cambios integrados en el contexto operativo pueden dar lugar a cambios en los intervalos o las tareas de mantenimiento seleccionados.
Una vez que el plan de mantenimiento se ha generado, será necesario revisarlo periódicamente para tener en cuenta la retroalimentación de los datos de mantenimiento adquiridos a partir de la implementación del análisis RCM y también los requisitos para las actualizaciones del sistema.
65
Cualquier modificación del sistema, reparación o cambio de configuración deberá estar sujeta a un análisis RCM. Puede que este tipo de acciones no den lugar a cambios en el programa de mantenimiento, pero los cambios en las funciones del sistema se deberán documentar en la definición del contexto operativo y en los análisis de fallos. Sin embargo, un cambio significativo en el elemento o en su operación podría originar un programa de mantenimiento completamente diferente.
8.8 Retroalimentación en servicio El programa inicial de mantenimiento evoluciona cada vez que la organización de operación lo revisa, a partir de la experiencia ganada y la ocurrencia de fallos en servicio durante la operación de los equipos.
Para hacer estas revisiones a lo largo de la vida de los equipos, la organización de operación deberá poder recopilar datos de mantenimiento en servicio a lo largo de la vida operativa de los equipos, tales como: a) tiempos y fechas de fallo; b) causas de fallo; c) tiempos de mantenimiento; d) eficiencia de las inspecciones; e) utilización; f) coste.
También se pueden determinar las tasas de degradación y los requisitos de soporte mediante la monitorización de la condición de componentes específicos. Entonces,
66
se puede utilizar la experiencia para mejorar el programa de mantenimiento mediante el examen de la eficacia de una tarea, considerando su frecuencia y midiendo su coste frente al coste estimado del fallo que dicha tarea previene.
La retroalimentación sobre la adecuación de los programas de mantenimiento generados por el RCM se obtendrá de los datos recopilados en el sistema de gestión del mantenimiento de la organización o equivalente y del personal, cuando sea apropiado. Esta información proporcionará la retroalimentación sobre la adecuación de los intervalos generados y los detalles sobre la condición de los elementos sujetos a monitorización, tareas de reemplazamiento y restauración programadas, así como los resultados de las tareas de búsqueda de fallos. Es importante que la estructura y el contenido del sistema de gestión del mantenimiento se selecciones cuidadosamente para asegurar que dicho sistema proporciona los datos apropiados para futuros análisis. Los datos de Confiabilidad en exploración se deberán recopilar de acuerdo con las indicaciones dadas en IEC 60300-3-2.
Anexo A (informativo)
67
Análisis de Criticidad
A.1
Generalidades
El análisis de criticidad se realiza para priorizar los modos de fallo en función del riesgo que dichos fallos suponen para la organización, teniendo en cuenta sus consecuencias sobre la seguridad, medioambientales, operativas y económicas. Por esta razón, todos los elementos contemplados en el análisis se deberán elegir y definir para que resulten comprensibles para la organización y para que sean específicamente aplicables al análisis que se va a llevar a cabo. Esto significa que, incluso dentro de una misma organización, las definiciones e hipótesis consideradas pueden variar de un análisis a otro; aunque se deberán aplicar consistentemente en cada análisis y establecerse previamente a su inicio.
La criticidad es una medida del riesgo y, por consiguiente, es una combinación de consecuencia y probabilidad. Po lo tanto, la primera etapa en el análisis consiste en definir el nivel de consecuencias y probabilidades que son pertinentes para el elemento en cuestión. E n este caso, la palabra “elemento” se refiere al nivel jerárquico más elevado, por ejemplo edificio, plataforma marina, avión, embarcación, etc.
A.2
Categorización de las consecuencias
Se deberán definir los tipos de consecuencias y su severidad en los términos apropiados para el elemento en cuestión y se deberán desagregar en un número 68
suficiente de categorías para permitir la clasificación y la separación adecuada de la totalidad de los efectos diversos que pudieran ocurrir.
Por lo general, las consecuencias del fallo pueden describirse en términos de efectos sobre la seguridad o financieros, pero otras consecuencias, tales como daños al medioambiente pueden también resultar pertinentes. En muchos casos, se pueden considerar consecuencias específicas del elemento o industria, por ejemplo, medidas relativas a retrasos de pasajeros que han sufrido un retraso o al confort de los ocupantes de un edificio.
La severidad de la consecuencia se categoriza normalmente en al menos cuatro niveles. A continuación, se aporta un ejemplo correspondiente a consecuencias sobre la seguridad y la operación: a) Categoría 1: Catastrófica (fallo que ocasiona la muerte de algún trabajador, parada de una central eléctrica durante más de una semana); b) Categoría 2: Mayor (fallo que provoca la hospitalización o pérdida de un miembro de una persona, parada de una central eléctrica durante más de un día y menos de una semana); c) Categoría 3: Marginal (fallo que ocasiona heridas que requieren tratamiento hospitalario, parada de una central eléctrica durante menos de un día); d) Categoría 4: Menor (fallo que ocasiona heridas que únicamente necesitan atención de primeros auxilios, reducción de producción de una central eléctrica).
69
En algunos análisis, se pueden necesitar más niveles para distinguir entre niveles significativos de consecuencia, aunque es raro que se requieran menos de los indicados.
Se deberán definir las categorías para cada tipo de consecuencia, de modo que los niveles de severidad de cada tipo requieran el mismo nivel de acción por parte de la organización. Así, por ejemplo, una consecuencia financiera de categoría 1 sería más susceptible de ser extremadamente alta con el fin de corresponder a la categoría 1 de la consecuencia sobre la seguridad mencionada anteriormente.
A.3
Categorización de la probabilidad
La probabilidad de cada modo de fallo se categoriza en bandas de acuerdo con su tiempo medio entre fallos (MTBF), probabilidad u otra medida probabilística. La definición de cada banda y el número requerido de ellas dependerá de los elementos bajo análisis y de sus contextos operativos. Por lo general, se definen cinco bandas para la probabilidad, por ejemplo: a)
Categoría A: Frecuente (por ejemplo, más de una ocurrencia en un ciclo operativo);
b)
Categoría B: Probable (por ejemplo, una ocurrencia en un ciclo operativo);
c)
Categoría C: Ocasional (por ejemplo, más de una ocurrencia en la vida del elemento);
d)
Categoría D: Improbable (por ejemplo, una ocurrencia en un período igual a dos veces la vida del elemento); 70
e)
Categoría E: Remoto (por ejemplo, una ocurrencia en un período superior a dos veces la vida del elemento).
La asignación de estas bandas se puede realizar mediante la utilización de datos de fiabilidad aplicables, juicio ingenieril del equipo de diseño u otros métodos. Cualquiera que sea el enfoque utilizado, es esencial que se aplique de forma consistente para que la frecuencia relativa de los modos de fallo se evalúe correctamente.
El número y significado de cada banda deberán determinarse de acuerdo con las necesidades de la organización y la fiabilidad de los equipos; por ejemplo, en el caso de sistemas de alta fiabilidad la categorización “frecuente” puede equivaler a u n fallo
en algunos años.
A.4
Utilización de datos de fallo
Cuando se realiza la evaluación de la probabilidad de fallo para un análisis de criticidad, a menudo se calculan los valores de las tasas o intensidades de fallo a partir de datos obtenidos en servicio o a partir de datos del vendedor o del fabricante. Cuando éste es el caso, el FMECA deberá recoger claramente las fuentes de los datos y cualquier hipótesis que se haya hecho (véase IEC 62308 [10] y IEC 61709 [13]).
Es necesario asegurar que los datos de tasas o intensidades de fallo corresponden a los modos de fallo considerados bajo el supuesto de que no se ha ejecutado ninguna
71
tarea de mantenimiento preventivo. Los valores derivados de datos recopilados en servicio pueden requerir un cierto ajuste para compensar la influencia que las tareas de mantenimiento preventivo tienen sobre la tasa o intensidad de fallo o las diferencias existentes en el diseño o contexto operativo de los equipos.
Se deberá poner especial atención cuando se utilicen datos obtenidos en servicio para calcular la tasa o intensidad de fallo por las siguientes razones: a) la ocurrencia de un modo de fallo puede provocar una acción correctiva que prevenga la ocurrencia de otros modos de fallo. Por ejemplo, desmontar un conjunto para reparación puede corregir modos de fallo todavía no detectados o incipientes; b) los datos pueden incluir los efectos de una acción preventiva actual o pasada; c) los elementos o funciones pueden estar inactivos durante extensos períodos de tiempo, de manera que fallos que ocurren en este período pueden no llegar a ser evidentes hasta que el elemento es activado, lo que provoca que la tasa o intensidad de fallo parezcan mayores menores que su verdadero valor; d) el diseño de los equipos, el entorno operativo, los procesos de mantenimiento y otros factores pueden haber cambiado durante el período en servicio, alterando así la tasa de fallo observada.
A.5
Categorías de criticidad
Las categorías de criticidad se definen en términos de una combinación de las categorías de consecuencia y probabilidad y se establecen de manera que las
72
políticas de gestión de fallos se puedan relacionar claramente con cada valor de criticidad.
El número de niveles requerido se determinará en función de los requisitos de la organización y la aplicación del análisis. Un ejemplo de una categorización de tres niveles sería: 1) indeseable, 2) aceptable, 3) menor.
La
asignación
de
cada
uno
de
estos
niveles
a
una
combinación
consecuencia/probabilidad se realiza, normalmente y de manera lo más simple posible, mediante una matriz. Un ejemplo se presenta en la Tabla A.1.
Tabla A.1 – Ejemplo de matriz de criticidad
Consecuencia Probabilidad
Categoría
Catastrófica
Mayor
Marginal
Menor
1
2
3
4
Frecuente
A
1
1
2
2
Probable
B
1
2
2
3
Ocasional
C
2
2
3
3
Improbable
D
2
3
3
3
Remota
E
3
3
3
3
73
A.6
Aplicación del análisis de criticidad
El análisis de criticidad se emplea normalmente para guiar la aplicación del RCM y las acciones alternativas que se deben tomar cuando no se puede encontrar ninguna política de gestión de los fallos que sea aplicable y eficaz.
La utilización exacta dependerá de las necesidades de la organización y de los elementos a los que se aplica el análisis. En algunos casos, se podrán necesitar más de tres categorías, aunque resulta improbable que se vayan a utilizar menos si se pretenden obtener resultados significativos.
Por ejemplo, una organización puede decidir que no se someta al árbol lógico de decisión RCM a aquellos fallos con el valor de criticidad más bajo (3 en este ejemplo) y que se les aplique una política de gestión de fallos no analítica.
Los modos de fallo con la categoría de criticidad más alta estarán normalmente sujetos a un rediseño obligatorio en el caso de que no se pueda encontrar ninguna política de gestión de fallos que sea aplicable y eficaz cuando ya que el impacto sobre la organización sea significativo.
En el caso de otras categorías, el enfoque que se deberá adoptar variará según las organizaciones. En el ejemplo indicado con anterioridad, es probable que los modos de fallo con un valor de criticidad de 2 estén sujetos al RCM, pero cuando la política resultante de gestión de fallos indique que puede tener lugar un fallo ocurra, no se requerirá tomar ninguna acción adicional. 74
Anexo B (informativo)
Intervalos de las tareas de búsqueda de fallos
75
B.1
Generalidades
Existen varias posibilidades diferentes para determinar los intervalos asociados a las tareas de búsqueda de fallos. El Anexo B presenta varios ejemplos. Los métodos de este anexo son aplicables en el caso de fallos ocultos (véase Figura 5). En este caso, la tarea es estimar la probabilidad de que un fallo oculto cause el fallo de la función cuando ésta sea solicitada. Esto se utiliza, por ejemplo, en la aplicación del método del nivel de integridad de seguridad (SIL) en el que se requiere estimar la probabilidad de que una función de seguridad falle si/cuando es requerida (fallo a la demanda). El método se aplica también para estimar la probabilidad de pérdida de la redundancia en un sistema redundante. Por simplicidad y para hacer una estimación segura (conservadora), se suele utilizar la distribución exponencial, es decir, tasa o intensidad de fallo constante. En el caso de tasa de fallo creciente (envejecimiento), el resultado será una estimación conservadora. La tasa de fallo exponencial, que se expresa a menudo como un MTBF o MTTF, se utiliza para calcular la probabilidad de que esa función “oculta” haya fallado cuando es demandada. El peor caso surge, por
supuesto, cuando un fallo ocurre justo antes de la inspección. En este caso, se puede estimar el intervalo de búsqueda de fallos.
B.2
Intervalos de las tareas basados en la disponibilidad y la fiabilidad
Andrews y Moss [3] demuestran que hay una correlación lineal entre la indisponibilidad, el intervalo de búsqueda de fallo y la fiabilidad de la función de protección expresada mediante su MTBF, según se indica a continuación:
Indisponibilidad
0,5
FF I MTBF pv
(B.1) 76
donde FFI
es el intervalo de búsqueda de fallos;
MTBF pv es el MTBF de la función de protección.
Esta relación lineal es válida para indisponibilidades menores del 5%, siempre y cuando la función de protección se adapte a una distribución exponencial de supervivencia. Esto se debe a que la fórmula se basa en una aproximación de la distribución exponencial.
La indisponibilidad de la función de protección anterior no incluye la indisponibilidad causada por la necesidad de restablecer la función si se descubre que ha fallado. Sin embargo, el tiempo para ejecutar la tarea de búsqueda de fallos y realizar cualquier reparación será probablemente pequeño en comparación con la indisponibilidad no revelada entre tareas.
B.3
Método SAE JA102
La norma SAE JA102 [4] proporciona la ecuación (B.2) que tiene en cuenta la fiabilidad de la función de protección y de la función protegida y la probabilidad de fallos múltiples:
FF I
2 MTBF pv xMTBF pt
(B.2)
PR mf
77
donde MTBF pt es el MTBF de la función protegida; MTBF pv es el MTBF de la función de protección; PR mf
B.4
es la probabilidad de un fallo múltiple.
Método NAVAIR 00-25-403
La norma NAVAIR 00-25-403 [5] proporciona el proceso siguiente, basado en las probabilidades de fallo múltiple, fallo oculto y fallo adicional.
Se puede utilizar la ecuación (B.3) para modelizar la probabilidad de una condición de fallo múltiple:
P mf P h P add
(B.3)
donde P mf
es la probabilidad de que ocurra un fallo múltiple;
P h
es la probabilidad de que ocurra un fallo oculto;
P add
es la probabilidad de que ocurra un fallo adicional.
Suponiendo una distribución de fallo aleatoria para P h y P add , la Ecuación (B.4) se puede utilizar para modelizar estas probabilidades mediante la consideración de la probabilidad variable en el tiempo: t
P 1 e MTBF
78
donde P
t MTBF
es la probabilidad en el período de tiempo; es el período de tiempo; es el tiempo medio entre fallos.
El MTBF deseado para la función (es decir, fallo múltiple) se puede determinar fijando una probabilidad de fallo aceptable en un período de tiempo conocido (por ejemplo, vida del elemento) y resolviendo la ecuación para obtener el MTBF. Si se pueden determinar (o estimar) los MTBF correspondientes a los fallos oculto y adicional (o suceso), la ecuación se resuelve fácilmente iterando las dos ecuaciones en una hoja de cálculo para encontrar el período de tiempo apropiado (t), que será el intervalo de inspección.
Anexo C (informativo)
Patrones de fallo
La Figura C.1 de abajo representa los 6 patrones de fallos dominantes. Las tareas de reemplazamiento y restauración programados se utilizan para mitigar los fallos relacionados con el envejecimiento, tal y como se contemplan en los patrones de fallo A, B y C representados a continuación. En los patrones de fallo D, E y F, la 79
probabilidad condicional de fallo no crece con el tiempo. En estos casos, se deberán utilizar otras políticas alternativas de gestión de los fallos.
Probabilidad condicional de f allo ( P c )
Patrón A – Curva de la bañera Mortalidad inf antil, luego una tasa de fallos co nstante o creciente lentamente seg uida de una zona de desg aste diferenciada
Períod o op erativo
Patrón B – Tradicional Tasa de f allos constante o creciente lentamente seg uida de una zona de desg aste diferente
Probabilidad condicional de f allo ( P c )
Períod o op erativo
Patrón C Probabilidad d e fallo creciente gradualmente, sin tener una zona de d esgaste dif erenciada
Probabilidad condicional de f allo ( P c )
Períod o o perativo
Figura C.1 – Patrones de fallos dominantes
Investigaciones sobre los patrones de fallo han revelado que la mayoría de los fallos en los complejos sistemas/equipos modernos no están relacionados con la edad. La tabla C.1. de abajo ilustra la frecuencia de ocurrencia obtenida en varias actividades de investigación para cada patrón de fallo.
80
Tabla C.1 – Categorías y frecuencia de ocurrencia de los patrones de fallo
Fuente de los datos (referencias bibliográficas) Patrón de fallo
Broberg 1973 [7]
UAL 1978 [6]
MSP 1982 [8]
SUBMEPP 2001 [9]
%
%
%
%
A
3
4
3
2
B
1
2
17
10
C
4
5
3
17
D
11
7
6
9
E
15
14
42
56
F
66
68
29
6
81
Anexo D (informativo)
Aplicación del RCM a estructuras
D.1
Generalidades
El objetivo del Anexo D es ilustrar cómo el proceso RCM descrito en esta norma se aplica a las estructuras.
Este anexo contiene directrices para el desarrollo de políticas de gestión de los fallos en todo tipo de estructuras (entre ellos, sistemas aeronáuticos, marinos, terrestres, civiles y espaciales). Una vez que se establezcan estas políticas, se determinará un programa de mantenimiento que asegure una operación continua y segura durante toda la vida de la estructura.
D.2
Estructuras
D.2.1 Clasificación Para el análisis, las estructuras están formadas por elementos sometidos a cargas (entre ellos, los que se utilizan para fluidos a presión, propulsión y sometidos a 82
cargas dinámicas). Estos elementos incluyen recipientes a presión, tubos presurizados, soportes, estructuras civiles, carrocerías de vehículos, suspensiones, cascos de embarcaciones, así como componentes de aviones, etc. y los puntos de anclaje correspondientes.
Existen dos filosofías de gestión de los fallos para las estructuras, vida segura y tolerante al daño. Se diferencian por: a) Lo que sucede cuando uno o más elementos fallan, b) La tasa de deterioro (por ejemplo, propagación de las fisuras).
D.2.2 Estructuras de vida segura Una estructura de vida segura se diseña para que esté libre de fallos durante su vida operativa. Se caracteriza por los siguientes aspectos: a) El fallo de uno o más elementos estructurales da lugar a la pérdida total de la función; b) La rápida progresión desde el fallo potencial al fallo funcional (por ejemplo, la tasa de propagación de una fisura es demasiado rápida para permitir una inspección antes del fallo).
La gestión de los fallos se logra por dos caminos: 1) Mediante la construcción de la estructura utilizando un amplio margen de resistencia sobre las cargas esperadas; 2) Limitando la utilización de la estructura a una vida inferior a la que se había obtenido en los ensayos o en los análisis.
83
D.2.3 Estructuras tolerantes a daño Una estructura tolerante al daño se diseña para que resista los efectos de los daños durante su vida operativa. Se caracteriza por los siguientes aspectos: a) el fallo de una parte de la estructura no provoca la pérdida total de la función; b) la progresión gradual desde el fallo potencial al fallo funcional (por ejemplo, la tasa de propagación de una fisura permite una inspección antes del fallo).
Un requisito típico del diseño tolerante al daño es que, después de un primer fallo simple de la estructura, los equipos en su conjunto deberán soportar un porcentaje significativo de su carga de diseño sin que ocurra el fallo funcional. Dicho porcentaje deberá estar definido y documentado en los requisitos de diseño y para los objetivos del RCM indicados en las directrices para el análisis.
La gestión de los fallos se logra por tres caminos: a) empleando caminos múltiples de carga; b) eligiendo materiales que presenten un deterioro gradual (por ejemplo, aplicación de revestimientos protectores), c) mediante un diseño que impida el deterioro (por ejemplo, diseño anti/retardador de fisuras)
84
D.3
Desarrollo del programa de mantenimiento estructural
D.3.1 Generalidades El programa de mantenimiento estructural se basa en la evaluación de la información y del análisis del diseño de las estructuras, las evaluaciones de la tolerancia a la fatiga y al daño, la experiencia de explotación con estructuras similares en servicio y los resultados de las pruebas pertinentes.
La evaluación de la estructura para la selección de tareas de mantenimiento se deberá realizar como sigue: a) análisis de fallos funcionales; b) selección de tareas de mantenimiento.
Un requisito previo para realizar el análisis de fallos funcionales consiste en desarrollar análisis estáticos o dinámicos de la estructura.
D.3.2 Análisis de fallos funcionales El análisis de fallos funcionales se realiza de acuerdo con el Apartado 6 de esta norma, conjuntamente con los siguientes pasos individuales: a) las funciones se describen en términos de requisitos de carga (por ejemplo, soportar una carga de 100 N o soportar una carga distribuida de 10
N / mm2 );
b) los fallos funcionales se describen como una pérdida total o parcial de la capacidad definida por las funciones para soportar carga;
85
c) los modos de fallo describen los mecanismos que dan lugar al fallo funcional. Los modos de fallo se deberán describir según lo indicado en el apartado 6.4; d) los efectos de los fallos se deberán describir en términos de i) pérdida de función, ii) reducción de la resistencia residual, iii) daños en localización múltiple.
D.3.3 Selección de tareas de mantenimiento La selección de tareas de mantenimiento se realiza de acuerdo con el capitulo 7 de esta norma conjuntamente con los siguientes pasos individuales: a) la identificación de las consecuencias tiene en cuenta cada modo de fallo y las clasifica en términos de las consecuencias del fallo. Estas clasificaciones incluyen lo siguiente: i) ¿el fallo de la estructura es oculto o evidente? ii) ¿las consecuencias están relacionadas con la seguridad o son consecuencias económicas/operativas?
b) Evaluación de las características de cada modo de fallo para determinar la política más apropiada de gestión de fallos.
Para las estructuras de vida segura, la política apropiada de gestión de los fallos es normalmente
un
reemplazamiento
programado.
Cuando
el
intervalo
de
reemplazamiento excede efectivamente la vida operativa, no se requerirá ninguna acción.
86
Para estructuras tolerantes a daño, existe un conjunto de políticas apropiadas de gestión de los fallos que se deberán seleccionar utilizando el diagrama de decisión del RCM de la Figura 5 y el proceso descrito en el Apartado 7.
87
Bibliografía
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2003,
Operator/Manufactures
Scheduled
Maintenance
Development [2] ISO 9000, Quality management systems – Fundamentals and vocabulary [3] ANDREWS, J.D. and MOSS, T.R, Reliability and Risk Assessment. Longman, Harlow, Essex, UK, 1993 [4] A Guide to the Reliability-Centered Maintenance (RCM) Standard, SAE JA1012. January 2002 [5] Guidelines for the Naval Aviation Reliability-Centred Maintenance Process, Navair 00-25-403, 1 March 2003 [6] NOWLAN, F.S. and HEAP, H.F. (1978). Reliability-Centered Maintenance. Report AD/A066-579. National Technical Information Service, US Department of Commmerce, Springfield, Virginia. (UAL-DOD) [7] Broberd Study under NASA sponsorship (reported in 1973) and cited in Failure Diagnosis & Performance Monitoring Vol. 11 edited by L.F. Pau, published by Marcel-Dekker, 1981 [8] MSP Age Reliability Analysis Prototype Study by American Management Systems under contract to U.S. Naval Sea Systems Command Surface Warship Directorate reported in 1993 but using 1980´s data from the Maintenance System (Development) Program
88
