MANTENIMIENTO y CONFIABILIDAD
10 Decisiones en Gestión de las operaciones
Diseño de bienes y servicios La calidad Estrategia de procesos Estrategias de localización Estrategias de distribución de instalacion instalaciones es Recursos humanos y diseño del trabajo Administración de la cadena de suministro
Administración de inventarios Programación Mantenimiento
Objetivos de aprendizaje: Cuando usted complete esta clase, debe comprender y aplicar aplicar:: 1. Describir como se mejora la confiabilidad del sistema. 2. Determinar la confiabilidad del sistema. 3. Determinar el tiempo medio entre fallas (TMEF). 4. Distinguir entre mantenimiento predictivo, preventivo y mantenimiento correctivo. 5. Describir como se mejora el mantenimiento. 6. Evolución y tipos de mantenimiento.
Caso: NASA (Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio)
Mantenimiento de los transbordadores espaciales:
Atlantis, Columbia, Columb ia, Challenger Challeng er,, Discovery Endeavour: Se verifica Km en el odómetro. Mantenimiento de sus componentes. Su ultimo lanzamiento fue el (05 de Julio 2011). • • •
Un Plan de este tipo requiere: Trabajos de mantenimiento generados por computadora. Para un intervalo de tres meses entre vuelos. Mas de 100 trabajadores, trabajan atrás del escenario para mantener la confiabilidad de los Transbordadore Transbordadores. s. Labores : Inspecci Inspección ón de motores, revisión de turbo-bombas,, recolocaci turbo-bombas recolocación ón de mosaicos etc. •
• •
•
Gestión del mantenimiento:
Comprende todas las actividades involucradas en la conservación en buen estado del equipo de un sistema.
Objetivo: Mantener la capacidad del sistema y minimizar los costos totales.
Confiabilidad:
Es la probabilidad de que una maquina, o las partes de la maquina, funcionen correctamente durante un tiempo especificado y en las condiciones establecidas.
Importancia Estratégica del Mantenimiento y la Confiabilidad
Importancia estratégica del mantenimiento
Las fallas en los equipos tienen efectos perjudiciales en las empresas: • • • • • • •
Operación. Reputación. Rentabilidad. Clientes. Producto. Empleados. Ganancias.
Desempeño del mantenimiento:
Participación de los empleados
Procedimientos de Mantenimiento
Buena Performance del Mantenimiento
Estrategias de mantenimiento y confiabilidad
La interdependencia entre operario, maquina y electromecánicos es un sello de garantía del mantenimiento y la confiabilidad. Participación del empleado Compartir información Capacitación de habilidades Sistema de recompensas Delegación de autoridad
Procedimientos de mantenimiento y confiabilidad
Limpiar y lubricar Monitorear y ajustar Hacer reparaciones menores Mantener registros computarizados
Resultados Inventarios reducidos Calidad mejorada Capacidad mejorada Reputacion de calidad Mejora continua Variabilidad reducida
Participación de los empleados:
Intercambio de información.
Capacitación en habilidades.
Sistema de recompensas.
Delegación de autoridad.
Procedimientos de mantenimiento y confiabilidad
Limpieza
y lubricación.
Inspección
y ajustes.
Reparaciones Archivos
menores.
informatizados.
Beneficios del mantenimiento:
Menores costos de operacion
Reduccion del inventario
Mejora el uso de la capacidad
Mejora la confiabilidad
Mantenimiento
Mejora continua
Mejora la productividad
Mejora de la Calidad
Tácticas de confiabilidad y mantenimiento: 1. Tácticas de confiabilidad •
•
Mejorar los componentes individuales. Incremento de provisión de respaldo (Equipos en paralelo).
2. Tácticas de mantenimiento •
•
Implementar o mejorar el mantenimiento preventivo. Incrementar las capacidades de reparación.
Los sistemas están integrados por varios componentes individuales interrelacionados, cada uno de los cuales realiza un trabajo especifico.
Si algún componente falla, por la razón que sea; El sistema en su totalidad puede fallar. Ej. Maquinas, líneas de producción etc.
Confiabilidad global del sistema: 100 n=1 ) e j a t n e c r o P ( a m e t s i S l e d d a d i l i b a i f n o C
80 60 40 20 0 100
•
•
•
99.5
99 98 97 Confiabilidad promedio de los componentes (Porcentaje)
96
A medida que aumenta el numero de elementos en una sistema, la confiabilidad del sistema disminuye con mucha rapidez. Un sistema de n = 50 partes que interactúan, cada parte posee una confiabilidad general del 99.5%, tiene una confiabilidad global del 78% . Para n = 100 la confiabilidad global será solo del 60%.
Mejora de componentes individuales
Cuando las fallas ocurren, comprender su ocurrencia es importante para la confiabilidad.
Para medir la confiabilidad del sistema, en el que cada componente tiene su propia tasa de confiabilidad:
R S = R 1 x R 2 x R 3 x ... x R n Realibility = Confiabilidad. R1 = Confiabilidad del componente 1. R2 = Confiabilidad del componente 2.
Ejemplo 1: Confiabilidad en una serie Una línea de producción tiene tres maquinas en serie con confiabilidades individuales (R1, R2, R3) como se muestra. ¿Cual es la confiabilidad del sistema?. R1 0.90
R2
R3
0.80
0.99
Rs
Rs = R 1 x R 2 x R 3 Rs = 0.90 x 0.80 x 0.99
71.3%
Cada maquina colocada en serie es menos que perfecta, las probabilidades de error son acumulativas y la confiabilidad resultante para esta línea es 71.3%, que es menor a la de cualquier maquina de la línea de producción.
Evaluación del mantenimiento (indicadores)
Porcentaje de averías:
Mide el porcentaje de fallas, el numero de fallas entre el numero total de productos probados.
Numero de fallas TF(%)
Numero de unidades probadas
x 100%
Mortalidad infantil de los equipos •
Tasa de falla temprana en la vida de los equipos. Se debe al uso inapropiado de los equipos. Falla “normal”
% de Averias
Mortalidad Infantil y uso inadecuado
Vida util
Falla x desgaste Natural
No. de fallas por unidad de tiempo
Numero total de fallas TF(N) =
Tiempo de operacion
Tiempo medio entre fallas (TMEF)
Mide cada cuántas horas se da una parada por falla mecánica o eléctrica en un sistema.
1 TMEF= TF(N) TF(N) = Numero de fallas ocurridas durante cierto periodo.
Tiempo medio entre reparaciones (MTTR)
Mide
cuántos minutos demora en promedio en poner operativo un sistema, cada vez que se genera una parada por falla mecánica o eléctrica.
Ejemplo 2: Determinación del tiempo medio entre fallas
(TMEF)
Para la construcción de un nueva maquina, se quiere probar la confiabilidad del motor. En las pruebas del mismo, se ponen en funcionamiento 10 motores durante un total de 2000 horas. Tres de los motores fallaron; uno después de 1000 horas de rodaje, otro después de 1400 horas y el tercero después de 1600 horas a) Determinar el porcentaje de fallas TF(%). b) El numero de fallas por unidad de tiempo TF(N). c) El tiempo medio entre fallas TMEF. d) Suponiendo que diez prototipos de la maquina utilicen el motor, y que van a probarse durante 48 horas de rodaje, determinar cuantas unidades se espera que fallen.
Solución: a. Porcentaje de fallas TF(%)
Numero de fallas TF (%)
x 100%
Numero de unidades probadas
TF (%)=
3
x100
30%
b. No. De fallas por unidad de tiempo Numero de fallas TF(N)
Tiempo de operacion
Tiempo total = 10 motores x 2000 horas = 20,000 horas Tiempo sin operar = 1000 horas (primera falla) + 600 horas (segunda falla) + 400 horas (tercera falla) = 2000 horas Tiempo de operación = Tiempo Total – Tiempo sin operar = 20,000 – 2000 = 18000 horas
3 TF(N)=
18000
0.000166
Fallas por cada 1000 horas
c. Tiempo medio entre fallas
1 TMEF=
TF(N)
1 TMEF=
0.000166
= 6024 horas
d. •
Se van utilizar los motores en 10 maquinas durante 48 horas de rodaje ( 48 x 10 motores )
Tasa de fallas = (Fallas por unidad)(48 horas por días)( 10 motores)
= 0.0001666 x 48 x 10 = 0.08 fallas esperadas
• •
Se debe pensar en aumentar la confiabilidad de los componentes individuales. O bien instalar unidades de respaldo (En paralelo).
Provisión de respaldo:
Para aumentar la confiabilidad de un sistema se agrega respaldo de componentes (en paralelo).
La técnica es «Respaldar» los componentes con componentes adicionales.
También se conoce con poner unidades en paralelo.
El respaldo es para asegurar que si un componente falla, el sistema puede recurrir a otro componente.
Probabilidad del primer componente funcionando
+
Probabilidad del segundo componente funcionando
*
Probabilidad de necesitar el segundo componente
P(R)
=
Ejemplo 3: Confiabilidad con un proceso en paralelo El Gerente de manufactura de la línea de producción esta preocupado por que la línea de producción, tiene una confiabilidad de solo 71.3 % (Ejemplo 1). El Gerente desea mejorar la situación. Solución:
El Gerente decide proporcionar respaldo a las 02 maquinas menos confiables: R1
R2
0.90
0.80
0.90
0.80
R3
0.99
Rs
R1
R2
0.90
0.80
0.90
0.80
Probabilidad del primer componente funcionando
+
Probabilidad del segundo componente funcionando
R3
Rs
0.99
*
Probabilidad de necesitar el segundo componente
P(R)
=
P(R) = [0.9 + 0.9(1-0.9)] x [0.80 + 0.80(1-0.80)] x 0.99 = [0.9 + 0.9(0.1)] x [0.80 + 0.80(0.2)] x 0.99 = 0.99 x 0.96 x 0.99 = 0.94 •
Al proporcionar RESPALDO a dos maquinas, la línea de producción ha incrementado su confiabilidad de 71% a 94%.
Evolución de la Gestión del Mantenimiento
Evolución de la Gestión del Mantenimiento Reparar cuando se presenta la falla.
+ Mtto Correctivo
+Rutinas programadas
+ Mtto Correctivo
+ Mtto Preventivo
+Monitoreo (mtto)/ Planificación / Programación (1950’s)
+ Mtto Correctivo
+ Mtto Preventivo
+ Mtto Predictivo
+Integración de Monitoreo Programacion/ Planificación
+ Mtto Correctivo
+ Mtto Preventivo
+ Mtto Predictivo
+ RCM
+ Mtto Correctivo
+ Mtto Preventivo
+ Mtto Predictivo
+ RCM
+ Mtto Correctivo
Gerencia estratégica de Activos
Segunda guerra mundial
(1980’s)
+Estrategia de Mantenimiento (modificaciones equipos e instalaciones)- 1990’s Administración estratégica de activos. Ciclo de vida economico de los activos
•
RCM= Mantenimiento centrado en la confiabilidad.
•
La ingeniería de mantenimiento analiza y evalúa la gestión, los recursos y el alcance del mantenimiento mecánico y eléctrico.
•
La Gestión Estratégica de Activos maximiza el rendimiento de los activos fijos, que tienen un impacto directo y significativo en las metas
+ Ing. Mtto
Confiabilidad requerida: Tipo de Gestión Vs Confiabilidad
d a d i l i b a i f n o C
C B
A
Tipos de mantenimiento
Mantenimiento correctivo:
Es
aquel mantenimiento, que ocurre cuando el equipo fallo y debe repararse por
Emergencia.
Mantenimiento preventivo
Plan
que involucra rutinas de inspección y servicio, así como el mantenimiento de las instalaciones para prevenir fallas.
Ventajas:
•
Disminución de paradas imprevistas.
•
Mejor conservación de los equipos.
•
Se reduce las horas extras del personal.
•
Disminución de paradas grandes.
•
Menos productos rechazados.
•
•
•
Determinación de los equipos con alto costo de mantenimiento. Mejoras en las condiciones de seguridad. Costo de mantenimiento preventivo es menor que el Costo mantenimiento
Planeando el mantenimiento preventivo
Software para mantenimiento preventivo
software mp
Costos de Mantenimiento:
Costos
Punto Optimo Politica de mantenimiento del costo mas bajo
Compromiso de mantenimiento
Costo CostosTotales Costo Mantenimiento Correctivo Costo de Mantenimiento preventivo Compromiso de mantenimiento
Optimo
Mantenimiento Predictivo:
Se basa en el monitoreo regular de síntomas de los equipos mediante instrumentos, controlando su estado de funcionamiento.
Se interviene para la reparación del equipo cuando es absolutamente necesario.
Usa: Análisis de vibraciones. Análisis de lubricantes. Análisis de ultrasonido. Termografía. • • • •
•
Ventajas: Se obtiene la máxima vida útil de los componentes de una maquina o equipo.
•
Encuentra serios problemas.
•
Reduce las paradas imprevistas.
•
•
•
Se conoce con precisión cuando y que debe ser cambiado en la maquina. Aumenta la confiabilidad y disponibilidad de las maquinas. Responde a las preguntas ¿Qué tiene la maquina? ¿Cuánto tiempo mas puede durar? ¿Que debemos hacer? • • •
Incremento de la capacidad de reparación:
Un buen departamento de mantenimiento debe tener las siguientes características:
•
Personal bien capacitado.
•
Recursos adecuados.
•
•
•
•
Capacidad para establecer un plan de mantenimiento y prioridades. Capacidad y autoridad para realizar la planeación de materiales. Capacidad para identificar las causas de las fallas. Capacidad para «alargar» el tiempo medio entre fallas (TMEF).
El Administrador de operaciones debe determinar como se realizara el mantenimiento
Operario
Departamento de mantenimiento
Servicio del proveedor
“La capacidad y competencia “ es mas alta a medida que nos desplazamos a la derecha.
El mantenimiento preventivo “cuesta menos” y es más rapido a medida que nos desplazamos hacia la izquierda
Mantenimiento productivo total (TPM)
El TPM (Total Productive Maintenance) reduce la variabilidad mediante la participación del empleado y un excelente mantenimiento de los registros.
•
•
•
•
El TPM incluye: Adquirir maquinas confiables, fáciles de operar y mantener. El costo total de la maquina (tanto el servicio como el mantenimiento se debe incluir en su costo). Desarrollar planes de mantenimiento preventivo que utilicen las mejores practicas de operarios, Dpto. de Mantenimiento y servicio de almacén. Capacitar a los trabajadores para operar y mantener sus propias maquinas.
