ORGANIZACIÓN Y PLANIFICACION DE MANTENIMIENTO 2007

ORGANIZACIÓN Y PLANIFICACIÓN DE SISTEMAS DE MANTENIMIENTO

Luis Martinez R.

CENTRO DE ALTOS ESTUDIOS GERENCIALES ISID Caracas, Venezuela, 2007.Edición revisada y ampliada

ORGANIZACIÓN Y PLANIFICACION DE SISTEMAS DE MANTENIMIENTO

Centro de Altos Estudios Gerenciales Instituto Superior de Investigación y Desarrollo

Caracas, 2007

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Copyriight, 2001. ISBN 2ª. Edición revisada y ampliada. Adaptada como herramienta computacional. Centro de Estudios Gerenciales ISID Empresa de la Fundación Educativa “María Castellanos” Femaca e-mail: [email protected] En convenio con Cybercentrum Las Mercedes C.A. Edukami, USA.

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INDICE Introducción.............................................................................................................................. 6 CAPITULO I - CONCEPTOS BÁSICOS DEL MANTENIMIENTO ........................................ 8 1.1 Objetivos del mantenimiento industrial: ............................................................................... 8 1.2 Tipos de mantenimientos ..................................................................................................10 1.3 Estrategias de mantenimiento ...........................................................................................12 1.4 Metodología para la aplicación del mantenimiento preventivo .............................................15 1.5 Clasificación y priorización de equipos. La distribución de Pareto. Curva ABC ...................17 CAPITULO II - LA ADMINISTRACIÓN Y EL MANTENIMIENTO INDUSTRIAL..............21 2.1 La administración. Definiciones y Conceptos Básicos........................................................21 2.2 Cómo se administra el mantenimiento preventivo? .............................................................22 2.3 La estructura de la organización de mantenimiento ............................................................29 2.4 El fenómeno de las fallas: ciclo de vida de un equipo.........................................................32 2.5 Evolución de las fallas .....................................................................................................35 CAPITULO III - EL COMPORTAMIENTO DE LOS EQUIPOS.............................................40 3.1 Análisis de fallas .............................................................................................................40 3.2 Presentación de datos en forma gráfica ............................................................................41 3.3 La función de tiempo generada por un equipo....................................................................48 3.4 La técnica del suavizado exponencial. Pronóstico de los tiempos de operación. ...................52 CAPITULO IV - CONFIABILIDAD DE EQUIPOS................................................................55 4.1 Las Distribuciones Estadísticas: Weibull, Exponencial, Poisson. ..........................................55 4.2 Confiabilidad de Componentes y Equipos ..........................................................................65 4.3 Método para el cálculo de los parámetros típicos de la Distribución de Weibull....................67 4.4 Mantenibilidad: Definición y Conceptos Básicos ................................................................72 4.5 Método para el cálculo de los coeficientes de la distribución de Gumbell tipo I.....................80 4.6 Disponibilidad: Definición y Conceptos Básicos .................................................................82 4.7 Confiabilidad de sistemas a partir de confiabilidad de componentes .....................................87 4.8 La organización de mantenimiento y los sistemas de apoyo ................................................89 4.9 La logística de mantenimiento industrial. ...........................................................................91 CAPITULO V - EJECUCION Y CONTROL DEL MANTENIMIENTO..................................97 5.1 Ejecución del mantenimiento ............................................................................................97 5.2 La Orden de Trabajo .......................................................................................................98 5.3 Información y documentación........................................................................................104 5.4 Clasificación y Codificación de Equipos..........................................................................104 5.5 Manuales, Instructivos y Procedimientos .........................................................................109 5.6 El Manual de Mantenimiento..........................................................................................110 5.7 Gamas de Mantenimiento...............................................................................................111 5.8 Procedimientos de Mantenimiento ..................................................................................112 CAPITULO VI - INDICADORES DE MANTENIMIENTO ..................................................115 6.1 Los Indicadores: su naturaleza y requisitos ......................................................................115 6.2 Indicadores de Gestión para Mantenimiento ....................................................................116 6.3 Los Costos del Mantenimiento........................................................................................118 6.5 Indicadores de Efectividad del Sistema ...........................................................................123 ANEXO A.........................................................................................................................124 ANEXO B .........................................................................................................................129 ANEXO C .........................................................................................................................134 BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................135 4

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Introducción

A lo largo de treinta años, Venezuela registró la mayor expansión de su parque industrial, abriendo las puertas a un proceso que involucró a casi todas las empresas del país, propulsado fundamentalmente por las cambiantes condiciones de la economía nacional, las tendencias en materia de políticas de intercambio a escala continental y mundial, la imposición y el posterior levantamiento de restricciones sobre la importación de productos terminados, así como por la necesidad de diversificar las exportaciones e incrementar la calidad de los procesos y productos, para que las organizaciones empresariales pudieran competir con mayores ventajas en mercados cada vez más globalizados.

Como consecuencia del clima de transformaciones imperante en el ámbito mundial, la demanda de mayores volúmenes de productos, con requisitos de calidad cada vez más exigentes, y las barreras económicas que obstaculizaban el proceso de renovación tecnológica,

las

empresas se vieron obligadas a establecer una política de explotación intensiva de la maquinaria industrial.

Sin embargo, a pesar de someter a las plantas a regímenes de funcionamiento cada vez más intensos, las actividades relacionadas con el mantenimiento industrial siguieron siendo consideradas como labores de segundo orden. La función de mantener, usualmente, se reducía a tratar, lo más rápidamente posible, de restablecer el funcionamiento de las máquinas cuando se producían las averías. Se buscaba de esta manera contener, en la medida de las posibilidades, las pérdidas ocasionadas por la interrupción de la actividad productiva, que se agravaba a medida que se extendía la duración del lapso de inactividad.

Visto desde otro ángulo, las exigencias de las áreas de producción se superponían, como criterio prevaleciente en las orientaciones de las empresas, dando lugar a la instauración de una estrategia de mantenimiento correctivo, como medida única para enfrentar los problemas de

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disponibilidad de la maquinaria, apartando casi por completo la práctica del mantenimiento preventivo. Esta costumbre,

más generalizada de lo que pudiera pensarse,

condujo

progresivamente, y en plazos relativamente breves, al deterioro de los equipos, llevándolos a condiciones tales que los costos de penalización y reparación terminaban por colocarse muy por encima de lo que habría significado adoptar y seguir una estrategia de mantenimiento acorde con las características operativas y la dinámica de fallas de las instalaciones.

A causa de la complejidad de los equipos, la aleatoriedad de los fenómenos de falla, la cantidad y variedad de los recursos humanos, materiales, económicos e informáticos, indispensables para dirigir las operaciones de mantenimiento, las distintas formas de enfrentar los problemas de conservación de la maquinaria industrial, exigen que el personal responsable de su planificación, organización, y control, posea los conocimientos necesarios para gerenciar técnicamente los sistemas de mantenimiento, utilizando herramientas modernas que apoyen el proceso de toma de decisiones y contribuyan al logro de los objetivos, con elevados niveles de calidad en la gestión administrativa y operacional.

En consideración de los distintos aspectos, técnicos y administrativos, que gravitan entorno a la actividad de mantenimiento, y por su carácter multidisciplinario, esta publicación, además de los tópicos relacionados directamente con la

planificación del mantenimiento

industrial, incluye otros temas de interés, tales como: los principios fundamentales de la administración, los fenómenos de las averías de equipos y su tratamiento desde el punto de vista estadístico, cuyo conocimiento es esencial para poder enfrentar técnicamente la tarea de diseñar planes y programas de mantenimiento, dentro de un enfoque de confiabilidad, seguridad y economía.

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Organización y Planificación de Sistemas de Mantenimiento

CAPITULO I - CONCEPTOS BÁSICOS DEL MANTENIMIENTO

1.1 Objetivos del mantenimiento industrial: El mantenimiento industrial, en forma general, es una actividad dirigida a conservar los equipos e instalaciones en condiciones óptimas de funcionamiento, durante un periodo predeterminado y al menor costo, contribuyendo así a lograr los objetivos de la organización y brindando satisfacción a las expectativas de las partes interesadas, es decir: los dueños de la empresa, sus empleados, clientes y proveedores, así como de la sociedad donde la organización desarrolla sus actividades productivas.

ORGANIZACION

DISPONIBILIDAD

SEGURIDAD

ECONOMIA

MANTENIMIENTO

PARÁMETROS DE MANTENIMIENTO: CONFIABILIDAD, MANTENIBILIDAD Y DISPONIBILIDAD. Disponibilidad: se define como la capacidad de un componente, equipo o instalación de realizar la función para la cual fueron diseñados, en el momento en el cual se requiera su funcionamiento. Está representada por la probabilidad de que el elemento se encuentre disponible para su uso durante un periodo de tiempo establecido. Se relaciona directamente con la confiabilidad y la mantenibilidad. Confiabilidad: equivale a la probabilidad de que un componente, equipo o instalación no experimente fallas durante un tiempo determinado, mientras se encuentra en servicio. Mantenibilidad: corresponde a la probabilidad de que un componente, equipo o instalación que ha fallado, pueda ser reparado dentro de un periodo de tiempo dado.

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SEGURIDAD : es la condición o característica que implica una reducción del riesgo que deriva de la operación de una instalación, riesgo al cual se encuentra sometido el personal de la organización, así como su posible impacto sobre el medio ambiente y la comunidad. Economía: situación de buen rendimiento que deriva de administrar la organización dentro de un esquema de minimización de costos y maximización de los beneficios. Satisfacción de las partes interesadas: objetivo terminal que se vincula al enfoque de garantía de calidad (Normas ISO-9000) que recomiendan su implantación en todos los niveles de la organización, para la consecución de los objetivos de la empresa con criterios de calidad total. ¿Qué es mantenimiento?: Es el conjunto de acciones necesarias para controlar el estado técnico de los elementos que conforman una instalación industrial y restaurarlos a las condiciones proyectadas de operación, buscando la mayor seguridad, eficiencia y calidad posibles. Incidencia económica del mantenimiento: En los países desarrollados, el mantenimiento industrial representa en promedio el 5% del valor de venta de los productos elaborados. Los países en desarrollo presentan valores mas altos y su tendencia es hacia el aumento. Esto implica que es necesario prestarle cuidadosa atención a la organización de mantenimiento para lograr su efectividad. ¿Qué factores determinan que haya necesidad de una organización apropiada para el mantenimiento? : • La creciente mecanización. Esta contribuye a reducir la mano de obra necesaria para la producción, pero aumenta las necesidades de conservación. • Mayor complejidad de los equipos, lo cual requiere servicios altamente especializados. • Aumento de los inventarios de piezas de repuesto y accesorios, que deriva de la mecanización y de la complejidad de los equipos. • Controles de producción más estrictos, cuya inobservancia provoca mayores impactos en caso de interrupción de los procesos productivos. • Plazos de entrega más breves, que hacen disminuir el volumen de inventario de productos terminados, pero crean impacto en las condiciones de operación. • Exigencias crecientes de buena calidad, que hace más vendibles los productos, pero exigen mayor urgencia en la corrección de cualquier condición impropia de los equipos. • Costos mayores: la mano de obra es cada vez mas cara y se producen aumentos constantes en los precios de accesorios y materia prima. • Creciente preocupación del entorno (comunidad) por el riesgo que representa la presencia de industrias en las cercanías de los centros poblados y por las posibles repercusiones de accidentes sobre las personas y el medio ambiente. • Mayor interés de los organismos oficiales por la salvaguarda del personal y la seguridad en los lugares de trabajo.

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LA ORGANIZACIÓN DE MANTENIMIENTO DEBE DESEMPEÑARSE CON EFICIENCIA Y EFICACIA

Eficiencia: representa la racionalidad en el uso de los recursos. En todo momento, los responsables de la organización de mantenimiento deberán velar porque se haga un uso racional de los recursos disponibles, ya sean humanos, materiales, económicos y de información, de manera tal que contribuyan a la consecución de las metas y coadyuven al logro de los objetivos de la empresa.

Eficacia: representa la respuesta oportuna cuando se requiere satisfacer un objetivo. La organización de mantenimiento, en general, debe prestar sus servicios en forma continua y permanente. La organización de producción, cuando ocurren anomalías o desperfectos de los equipos en operación, reclama atención competente e inmediata, y en tal sentido la organización de mantenimiento deberá, necesariamente, estar en condiciones de actuar con la eficacia requerida, para devolver los equipos a la condición prescrita de operación, en el menor tiempo posible y al menor costo.

1.2 Tipos de mantenimientos Recordemos que mantenimiento es: el conjunto de acciones necesarias para controlar el estado técnico y restaurar un elemento a las condiciones proyectadas de operación, buscando la mayor seguridad, economía y calidad posibles.

Tipos de mantenimiento A continuación, se presenta gráficamente la clasificación de los diferentes tipos de mantenimiento, en función de los objetivos que cada uno persigue respecto a la falla.

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1.1 MANTENIMIENTO PREVENTIVO DIRECTO: MANTENIMIENTO PROGRAMADO PARA PREVENIR LA OCURRENCIA DE UNA FALLA

MANTENIMIENTO PREVENTIVO

TIPOS DE MANTENIMIENTO

1

1.2 MANTENIMIENTO INDIRECTO O PREDICTIVO: MANTENIMIENTO PROGRAMADO PARA DETECTAR ANOMALÍAS QUE PUEDEN CONDUCIR A FALLAS

2.1 MANTENIMIENTO CORRECTIVO NO PLANIFICADO REPARACIONES DE URGENCIA NO PROGRAMADAS PARA CORREGIR FALLAS 2

MANTENIMIENTO CORRECTIVO 2.2 MANTENIMIENTO CORRECTIVO PLANIFICADO INTERVENCIONES PROGRAMADAS Y CONTROLADAS PARA CORREGIR FALLAS

En la industria en general, el mantenimiento correctivo representa actualmente el mayor porcentaje de las actividades del área, lo cual se traduce en aumentos significativos de los costos de mantener. Si, además, el mantenimiento correctivo no es de tipo planificado, por causa de la urgencia de las intervenciones, los costos tienden a incrementarse aun más.

Para lograr mejores dividendos, la tendencia debe ser hacia un incremento del mantenimiento preventivo, con consiguiente disminución del mantenimiento correctivo no planificado. Esta estrategia permite contener los costos, distribuir mejor el esfuerzo de mantenimiento, optimizar el empleo de los recursos y alcanzar máximos índices de efectividad. Esta práctica se reflejara positivamente sobre la disponibilidad y el rendimiento de los equipos. Actividades del mantenimiento preventivo o programado 1.- Mantenimiento Preventivo Directo: Incluye todas aquellas actividades dirigidas a prevenir la ocurrencia de fallas en los equipos, tales como: • •

Limpieza y pintura Lubricación 11


• • • •

Ajustes, calibraciones, nivelación Sustitución programada de piezas Inspecciones Reparaciones (ligeras, medianas, mayores)

2.- Mantenimiento Preventivo Indirecto (Monitoreo de la Condición): Incluye todas las acciones dirigidas a verificar en forma continua o periódica, el estado del equipo, para detectar anomalías de los mismos en fase temprana. Esta se realiza a través de la medición de parámetros característicos del equipo y la interpretación de los valores obtenidos. Los parámetros mas importantes, en cuanto a la calidad de la información que proporcionan son: •

Vibraciones (desgaste, sobrecarga, cambios en las condiciones de operación).

•

Condiciones del lubricante (sobrecalentamiento, fugas, contaminación, obstrucción en los filtros).

•

Temperatura (indicador general de alteración en el estado del equipo).

La aplicación de uno u otro tipo de mantenimiento, obedece a las políticas y estrategias que haya sido definidas en los mas altos niveles de la organización. En dependencia de ellas, la organización de mantenimiento aplicará una u otra clase de mantenimiento, siguiendo su propia estrategia, pero siempre en función de los lineamientos de la alta gerencia.

1.3 Estrategias de mantenimiento El desarrollo de las actividades de mantenimiento, se encuentra en relación directa con las estrategias que hayan sido definidas y establecidas por los altos niveles directivos de la empresa, cada una de las cuales presenta ciertas desventajas. Entre las distintas formas de enfrentar el mantenimiento en las instalaciones industriales, se destacan las siguientes: 1.31.- Operar hasta la falla Consiste en dejar que el equipo continúe funcionando, hasta que se produzca la falla de un componente, o un conjunto de ellos, que inhabilite al equipo, para luego proceder a su sustitución. Durante el tiempo de permanencia en servicio del equipo, el equipo es sometido a mantenimiento preventivo programado básico (limpieza, lubricación, ajustes, etc.)

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Desventajas •

La carga de trabajo de mantenimiento resulta condicionada por una demanda no planificada de acciones.

•

Los costos del tiempo de parada podrían ser extremadamente elevados.

•

Altos costos de mantenimiento y baja disponibilidad, cuando se aplica a equipos vitales, cuyos repuestos son costosos y las actividades de reacondicionamiento son complejas.

1.3.2.- Mantenimiento a plazo fijo Programa de interrupciones en fechas preestablecidas, para realizar trabajos de mantenimiento en equipos importantes. Incluye reparación y/o sustitución de aquellas piezas a las cuales se les pueda estimar su tiempo de vida útil. Respecto a la estrategia anterior resultaría menos costosa y los tiempos de parada más breves. Desventajas •

Ineficiencia desde el punto de vista económico, por las dificultades que puede representar la valoración del momento en que se debe realizar la parada de los equipos para su mantenimiento, debido a las diferencias en la vida útil de los componentes

•

Se sacrifica la vida útil de algunos componentes, para evitar múltiples paradas

•

Se sustituyen componentes sobre la base del tiempo de duración promedio de las piezas, desperdiciando un tiempo de vida útil que puede resultar elevado.

1.3.3.- Mantenimiento basado en la condición del equipo (mantenimiento predictivo) Se somete a monitoreo la condición o estado del equipo, hasta detectar una señal que haga presumir la existencia de un deterioro incipiente, que podrá en algún momento provocar la falla del mismo. En ese momento se programa la parada para el mantenimiento correspondiente. Desventajas •

Depende en gran parte (70% aproximadamente) de apreciaciones subjetivas del analista

•

Para identificar los problemas, se requieren múltiples mediciones de múltiples parámetros

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•

Requiere instrumental variado y costoso

•

Exige personal altamente calificado para analizar e interpretar las señales.

1.3.4.- ¿Qué estrategia de mantenimiento se debe seguir? No existen fórmulas preconcebidas para establecer cuál es la estrategia que se debe elegir. Cualquiera de las anteriores, por sí sola, no satisface completamente los objetivos fundamentales del mantenimiento. Lo más aconsejable es combinarlas, de forma tal que se ajusten principalmente a las características de los equipos e instalaciones que se quiere mantener, de su importancia o nivel de criticidad dentro del proceso productivo, de su complejidad, de los costos y de la organización de mantenimiento. Algunas indicaciones útiles para combinar las estrategias son: A) Aplicar la estrategia de operar hasta la falla en aquellos casos en los cuales: •

Las partes y repuestos de los equipos son de bajo costo y se puede mantener un stock elevado en almacén.

•

La parada del equipo no produce perdidas de producción.

•

La disponibilidad del equipo no se ve afectada sensiblemente.

•

El mantenimiento es relativamente fácil de ejecutar.

B) Recurrir al mantenimiento preventivo a plazo fijo en aquellos casos en los cuales: •

La parada de los equipos produce serias y costosas afectaciones a la producción.

•

La confiabilidad de los equipos disminuye sensiblemente.

•

Las piezas de repuesto no son demasiado costosas.

•

El tiempo requerido para sustituir piezas es breve o medianamente largo y la operación se puede realizar durante las paradas del equipo.

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C) Aplicar el monitoreo de la condición (mantenimiento predictivo) en aquellos casos en los cuales: •

Las instalaciones incluyen equipos de producción continua y de alto costo de reemplazo.

•

La falla de los equipos genera afectaciones costosas en la producción.

•

Los repuestos son de precio elevado.

1.4 Metodología para la aplicación del mantenimiento preventivo Recordemos que la estrategia de mantenimiento, es la combinación adecuada de los diferentes tipos de mantenimiento, para lograr los mejores índices de desempeño en la acción de mantener. La aplicación de las estrategias de mantenimiento, es una de las formas mediante las cuales se busca reducir los costos, considerando el efecto que puede producir la disponibilidad de los equipos sobre la seguridad y la economía de la empresa. En ausencia de acciones orientadas a lograr un incremento de la disponibilidad se puede producir, entre otras consecuencias: • Disminución de la vida útil del equipo. • Perdidas de producción. • Alto consumo de piezas de repuesto. A través del mantenimiento preventivo y el consiguiente aseguramiento de la disponibilidad, se puede obtener: • • • •

Reducción del numero de paradas y de reparaciones urgentes. Mejor planeamiento y control del mantenimiento correctivo. Incremento de la disponibilidad. Disminución de los costos de mantenimiento.

Método para la aplicación del mantenimiento preventivo Para aplicar el mantenimiento preventivo, se deben regular las actividades previstas, con el propósito de prevenir las fallas o, en su defecto, para detectarlas en su estado incipiente, antes de que se desarrollen y puedan conducir a la parada del equipo por falla.

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En este sentido, la actividad de planificación, como parte del conjunto de funciones que debe cumplir la gerencia de mantenimiento, juega un papel primordial dentro de un sistema de mantenimiento, dirigido efectivamente a lograr resultados que causen la mejor impresión a nivel de los máximos responsables de la empresa. Sin embargo, para la instauración o reorganización de un sistema de mantenimiento preventivo, bajo criterios de disponibilidad, seguridad y economía, es necesario, en líneas generales, pasar por una serie de etapas, teniendo en cuenta que cada industria presenta particularidades especificas, y que una de las mayores dificultades se debe a la falta de sistematicidad dentro de las organizaciones de mantenimiento. Así mismo, la carencia de registros y datos históricos del comportamiento de los equipos, suele constituir una de las deficiencias más comunes que es necesario superar. Estas realidades revelan, entre otros aspectos, que las organizaciones carecen de una cultura de mantenimiento orientada a la disponibilidad y seguridad de las instalaciones. Los lineamientos generales para introducir un sistema de mantenimiento preventivo son los siguientes: 1. Identificar las instalaciones que se desea controlar, asignándoles un código apropiado, en función de las necesidades de la organización de mantenimiento. 2. Si no se dispone de estadísticas de los equipos, preparar un cuadro, colocando en la primera columna el código del equipo y en las restantes los días del mes. 3. Cada vez que un equipo experimente una avería, se deberá marcar una letra "e", "m", o "i" (si se trata respectivamente de una falla de tipo eléctrico, mecánico o de instrumentación y control) en el día en que ocurrió la falla. 4. Marcar "e", "m" o "i", en correspondencia de cada uno de los días en que el equipo permaneció fuera de servicio por causa de la falla detectada. 5. Abrir un expediente técnico por cada una de las instalaciones sometidas a control, donde se recoja información relacionada con las averías reparadas, incluyendo, principalmente, el tipo de avería, los componentes o partes afectadas, las condiciones en las cuales se produjo la falla y los materiales empleados para corregir de la falla. 6. Realizar cada mes, durante un lapso de tiempo prudencial, un análisis de importancia de los equipos, mediante la confección de un gráfico de Pareto (Distribución ABC o de influencia acumulada). 7. Preparar un listado de las maquinas que se encuentren en cada uno de los rangos (a, b y c). Las que se encuentren en el rango “a” (60% - 75%) serán aquellas con las cuales se deberá

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iniciar la aplicación de una estrategia de mantenimiento preventivo, lo cual causará un impacto positivo sobre la gestión de mantenimiento.

1.5 Clasificación y priorización de equipos. La distribución de Pareto. Curva ABC El gráfico de Pareto, es una curva que sirve para clasificar los elementos que representan la fracción mas importante según una característica específica, e indica los porcentajes correspondientes en base a un criterio de selección determinado. En el campo del mantenimiento industrial, se pueden adoptar criterios como, por ejemplo: cantidad, duración y costo de las intervenciones de mantenimiento, cantidad de averías, duración de la indisponibilidad. Entre las aplicaciones del Gráfico de Pareto, dirigidas al área de mantenimiento, se pueden mencionar: • Investigación de averías, para determinar el método de mantenimiento que se debe adoptar. • Búsqueda del conjunto de rutinas de mantenimiento más importantes, para colocar los equipos según un emplazamiento racional. • Determinación de los métodos de gestión de partes y repuestos más convenientes (racionalización de los inventarios). Elaboración de un Gráfico de Pareto Para elaborar un Gráfico de Pareto se debe: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Determinar qué elementos se desea clasificar (objetos de estudio). Definir la naturaleza de los elementos a clasificar. Elegir el criterio de clasificación. Determinar la fracción representativa para la característica estudiada. Confeccionar el cuadro de clasificación. Trazar la curva. Analizar los resultados. Emitir las conclusiones correspondientes.

Supongamos que deseamos estudiar la importancia que se debe atribuir a un conjunto de maquinas, en función del tiempo que estas permanecen fuera de servicio por causa de averías.

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Las variables a considerar son: la cantidad de equipos y el tiempo fuera de servicio. El objetivo que se persigue es: determinar cuáles equipos deberán ser sometidos a un programa de mantenimiento preventivo. Se seleccionaran los equipos que se encuentren dentro del rango 45% - 65%. de criticidad por causa de fallas y salida de servicio).

La información de partida es la siguiente: Código del Equipo E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14

Tiempo fuera de servicio (horas) 76 62 114 116 56 48 78 20 90 12 54 16 10 14

El paso sucesivo consiste en confeccionar un cuadro de la forma siguiente : - Ordenar en forma descendente los registros, en base al tiempo fuera de servicio, transcribiendo en la primera columna el código de equipo y en la segunda la cantidad de horas en que permaneció inactivo. - Numerar consecutivamente los equipos de 1 a ‘n’ y transcribir el número en la tercera columna. - Calcular el valor porcentual acumulado respecto a la columna 3, transcribiendo el resultado en la columnas 4. (v.acum = ord/n*100, donde ord, es el ordinal correspondiente a cada equipo)

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- Calcular la suma total de los tiempos fuera de servicio de la columna 2; calcular la fracción porcentual que cada uno de los tiempos fuera de servicio representa respecto a la suma de ellos y transcribir los resultados en la columna 5. - Calcular el porcentaje acumulado, sumando sucesivamente las fracciones de la columna 5 y transcribirlos en la columna 6

1 Cod. Equipo

2 Horas f.s.

3 Ord.

4 %acum

5 % horas f.s.

6 % acum.

E4 E3 E9 E7 E1 E2 E5 E11 E6 E8 E12 E14 E10 E13

116 114 90 78 76 62 56 54 48 20 16 14 12 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

7,14 14,29 21,43 28,57 35,71 42,86 50,00 57,14 64,29 71,43 78,57 85,71 92,86 100,00

15,14 14,88 11,75 10,18 9,92 8,09 7,31 7,05 6,27 2,61 2,09 1,83 1,50 1,30

15,14 30,02 41,77 51,95 61,88 69,97 77,28 84,33 90,60 93,21 95,30 97,12 98,69 100,00

A continuación, se deberá construir el gráfico en un sistema de ejes cartesianos, con escala 0-100 en las abscisas (donde ‘n’ es la cantidad total de equipos) y escala logarítmica 0-100 en las ordenadas. En las abscisas se reportarán los valores transcritos en la columna 4 y en las ordenadas los valores correspondientes a la columna 6. La unión de los puntos correspondientes a ol s pares ordenados así obtenidos, dará como resultado la curva ABC. Se traza la paralela al eje "x", en correspondencia del valor 45% de la ordenada y en correspondencia del valor 65%. Estas líneas delimitan el rango o área donde se encuentran los puntos correspondientes a los equipos a seleccionar, de acuerdo al criterio fijado.

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El área superior (> 65%), corresponde a los equipos tipo "a", mientras que el área inferior (<45%) contiene a los equipos tipo "c". Los equipos seleccionados se encuentran en el área "b" del gráfico. Se debe resaltar que a pesar del parámetro de selección preestablecido, los equipos tipo “a” son los de mayor criticidad.

Gráfico de Pareto Importancia de equipos 100,00 % Acumulado TFS

65,00

45,00

10,00 7,14

28,57

50,00

71,43

92,86

% Acumulado Equipos

El resultado es que los equipos a seleccionar para aplicar la estrategia de mantenimiento elegida son los : E7, E1, E2.

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CAPITULO II - LA ADMINISTRACIÓN Y EL MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

2.1 La administración. Definiciones y Conceptos Básicos. Recordemos que el mantenimiento integra un conjunto de actividades que son el reflejo práctico de las estrategias elegidas para conservar los equipos en las mejores condiciones de funcionamiento y lograr los mejores índices de desempeño en la gestión de mantenimiento. La gestión eficiente del mantenimiento, como todo proceso que involucra el manejo de recursos, requiere que estos sean administrados adecuadamente, para lograr los objetivos que desea alcanzar la organización. La administración es un proceso que incluye un conjunto de funciones básicas, cuyo cumplimiento, desde el momento en el cual se formalizan los objetivos, debe llevar hasta la consecución de las metas trazadas, por medio del establecimiento de planes, de la organización de los recursos, la ejecución de tales planes y el control de las acciones cumplidas para lograr los objetivos previamente trazados.

ADMINISTRACION

FUNCIONES BASICAS • • • • •

FORMULACIÓN DE OBJETIVOS PLANIFICACIÓN ORGANIZACIÓN EJECUCIÓN CONTROL

La administración del mantenimiento también obedece al cumplimiento de una serie de etapas que se corresponden con las funciones básicas de la administración en general.

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Formulación de objetivos: es la declaración de los fines o resultados que se desean alcanzar por medio las acciones de la organización de mantenimiento. Los objetivos deben obedecer a las orientaciones que se desprenden de la política general, declarada por los máximos responsables de la empresa. Planificación: es la descomposición del objetivo principal en objetivos parciales y metas, y la determinación de las actividades y tareas que se deben realizar para lograr los objetivos y metas planteados. Responde a las preguntas "qué hacer, cómo hacerlo, cuándo se inicia y cuándo termina". Organización: es la fase de procura y distribución de recursos humanos, materiales, técnicos y financieros, de asignación de responsabilidades y fijación de tiempo, esfuerzo y costo, necesarios para cada una de las actividades y tareas planificadas. Responde a la pregunta "quiénes, con qué, y en cuánto tiempo". Ejecución: se refiere a la realización práctica de las actividades planificadas y programadas. Control: constituye la etapa de verificación periódica de los resultados alcanzados y su comparación contra las metas, objetivos parciales o generales planteados en la planificación, mediante seguimiento a las actividades realizadas o en realización. Permite retroalimentar el proceso para modificar los planes o reformular las metas, en caso de detectarse desviaciones respecto a los objetivos originalmente formulados. Porqué se planifica el mantenimiento preventivo?: El mantenimiento se planifica para regular las actividades previstas, con el propósito de prevenir los inconvenientes que puedan causar las paradas no programadas, detectar síntomas que pueden conducir a los equipos a fallar y evitar incrementos en los costos de operación de la empresa. 2.2 Cómo se administra el mantenimiento preventivo? Una vez adoptada la estrategia de mantenimiento más conveniente, se deberá comenzar por establecer la planificación del mantenimiento preventivo, sea éste directo que indirecto. No obstante que en el mercado se ofrecen medios automatizados para la planificación y el control del mantenimiento, todos los sistemas, tanto manuales como automatizados, se basan en el manejo de información organizada bajo el siguiente esquema: 1. Un listado fundamental, que constituye el expediente general de todas las actividades, necesarias para realizar el mantenimiento preventivo en la planta

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2. Un listado de rutinas, que representa la colección de esquemas de actividades rutinarias que no requieren planificación especial 3.- Las tarjetas de mantenimiento preventivo, donde se registran las actividades de mantenimiento preventivo que requieren planificación especial. 4.- Instrucciones y procedimientos, que describen la forma concreta en que se deben realizar las acciones de mantenimiento.

El primer paso se refiere al establecimiento de una ruta natural que fije la secuencia de atención a los equipos que serán sometidos al programa de mantenimiento preventivo.

Si el esquema de emplazamiento de las maquinas es como se indica en la figura a continuación, el recorrido o ruta podría ser según el orden numérico y en la dirección que señala la flecha.

E4

E6

E5

E3

E2

E8

E7

E1

El paso siguiente consiste en preparar un listado general de todas las actividades de mantenimiento preventivo, con la información que se incluye en el ejemplo siguiente:

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LISTADO FUNDAMENTAL PLANTA: _________________DPTO.: :____________ EQUIPO O PARTE

CÓDIGO EQUIPO

E1

E1

E1

Motor Eléctrico Sistema Refrig. Compresor Sistema Refrig. Instrument. Sistema Refrig.

_________________________ÁREA

INTERVALO DE TIEMPO

E/R

CAT

CODIGO PROCED.

ACTIVIDAD MEDICION

RUTINA O TARJETA

1

R

M

20-3514-1 20-3514-2

Limpieza, verificación

R001

2

R

M

30-1021-1 30-2015-3

Inspección, medir tens.

R002

4

R

E, I

40-1555-4

Chequeo, volt. a23

R003

E1

Sistema de Refrig.

12

E

M, E, I

50-2010-5 50-2010-7

......

.....

.....

.....

.....

.....

E8

Turbina

48

E

M, E ,I

80-5000-0

Desmontaje motor, sust. rodamientos ..... Overhaul

T001 ..... T100

LEYENDA: Código equipo: código de identificación del equipo que recibirá mantenimiento Equipo o parte: nombre del equipo o parte del mismo que será objeto de mantenimiento Intervalo de tiempo: periodo de tiempo entre cada acción, expresado en semanas. Para simplificar la planificación se usan intervalos que sean múltiplos uno de otros (ej. 1,2,4, o 12,24,48, etc.) E/R: se escribe "E" en caso de actividades que requieren planificación especial, o "R" en caso de actividades rutinarias. Cat: categoría del personal que ejecutará las actividades de mantenimiento: M = mecánico, E = electricista, I = instrumentista. Código proced.: Código de identificación del procedimiento, o procedimientos, que se aplicarán para ejecutar el trabajo. Actividad/medición: breve descripción de las actividades de mantenimiento, con indicación de los puntos de chequeo, límites de tolerancia, temperaturas, etc.

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Rutinas/tarjetas: serial de los esquemas de rutina o de las tarjetas de descripción de las actividades de mantenimiento preventivo que requieren o no planificación especial.

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El listado fundamental no es para uso diario en las operaciones. Sirve sólo como referencia acerca de las necesidades de mantenimiento preventivo de la planta y se conserva en un expediente individual. Seguidamente, se confeccionan los esquemas de rutina, extrayendo del listado general, la información referente a cada actividad que se señala como "R", cuyo intervalo sea menor o igual 4 semanas. Las actividades rutinarias que se realizan en el mismo intervalo de tiempo, independientemente del equipo atendido, se inscribirán en un solo esquema de rutina. Es decir, habrá un esquema para las que se ejecutan cada semana, otro para las que se realizan cada 2 semanas y así sucesivamente.

ESQUEMA DE RUTINA ESQUEMA Nº : R001 CÓDIGO EQUIPO E1

E2 ....

OBJETO DEL MANTENIMIENTO Motor eléctrico del Compresor del Sistema de Refrigeración Bomba del Sistema de Alimentación ....

ACTIVIDAD DE MANTENIMIENTO Limpieza, verificación de niveles. Medición de temperatura en la salida.

PROCEDIMIENTO Nº 20-3514-1 20-3514-2

Limpieza, verificación de sellos y lubricación. ....

20-3514-1 20-4412-3 ....

LEYENDA: Código equipo: identificación del equipo Objeto del mantenimiento: nombre del equipo o parte del mismo que se someterá a mantenimiento preventivo. Actividad de mantenimiento: breve descripción de las medidas que se deben realizar en los puntos de chequeo, limites de tolerancia, temperaturas, etc. Procedimiento nº: código de identificación del procedimiento, o de los procedimientos que se utilizarán para realizar el trabajo correspondiente.

Todas las actividades rutinarias cuyo intervalo de realización sea igual o superior a 12 semanas y las que se hayan designado como actividad sujeta a planificación especial, señalada con "e" en el listado fundamental, se registrarán en las tarjetas de mantenimiento preventivo.

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TARJETA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO Intervalo: Equipo Nº :

12 E1

TARJETA Nº: T001 Objeto del Mantenimiento

Actividad de Mantenimiento

Motor Grupo Compresor del Desmontaje parcial del grupo Sistema de Refrigeración, ubicado motriz del compresor, en la nave II del Complejo......

sustitución de rodamientos, verificación de alineación del propulsor. Requiere vía libre y trabajos en frío.

Procedimiento N° 50-2010-5

50-2010-7

LEYENDA: Intervalo: el mismo que se señala en el listado fundamental Equipo n°: código de identificación del equipo principal indicado en el listado principal Objeto del mantenimiento: nombre o descripción y ubicación del conjunto o elemento que se someterá a mantenimiento Actividad de mantenimiento: descripción breve de las actividades de mantenimiento a realizar. Procedimiento nº: código de identificación de las instrucciones o procedimientos que se deberán seguir para realizar las actividades señaladas.

En una sola tarjeta pueden agruparse varias actividades de mantenimiento preventivo de un mismo equipo, a condición de que esas actividades tengan previsto el mismo intervalo de ejecución. El paso sucesivo consiste en preparar el listado de rutinas, realizando una distribución de los esquemas de rutina, previstos para ser ejecutados en intervalos de 1, 2 y 4 semanas. El programa de distribución tiene como finalidad la de repartir proporcionalmente la carga de trabajo de cada semana, facilitando al personal de operaciones la guía para la ejecución de los trabajos de mantenimiento preventivo rutinario. El procedimiento para distribuir las actividades rutinarias se puede realizar mediante un modelo como el siguiente:

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PROGRAMA DE DISTRIBUCION PLANTA: __________________________ AREA: __________________________ Equip. Nº

Rutina Nº

E1 E1 E1 E2 E2 E2 E3 E3 E3 E4 E4 E4 ....

R001 R002 R003 R004 R005 R006 R007 R008 R009 R010 R011 R012 ....

Intervalo Listado Rut. 1 Listado Rut. 2 Listado Rut. 3 Listado Rut. 4 1 2 4 1a. 2a. 4a. 1a. 2a. 4a. 1a. 2a. 4a. 1a. 2a. 4a. Sem Sem Sem Sem Sem Sem Sem Sem Sem Sem Sem Sem Sem Sem Sem X X X X X X

X X

X

X

X X

X

X

X

X X

X

X X

X X

X

X

X

X

X

X

X X

X X

X ....

....

X

X

X X ....

....

....

X X

....

....

....

....

....

....

....

....

....

X ...

Para realizar la distribución se procede de la siguiente manera: 1. Se transcriben en el formato del programa: el código de equipo en la primera columna y el numero de rutina en la segunda. En la casilla correspondiente a la tercera, cuarta o quinta columna (Intervalo), se coloca una marca (X) para indicar la frecuencia de dicha rutina (1, 2 o 4 semanas). 2. Si la frecuencia de la rutina es semanal, se colocará la marca, en la casilla correspondiente a la semana 1 de los listados nº 1, 2, 3 y 4. 3. Si la frecuencia es cada 2 semanas y el numero de la rutina termina en dígito par, se colocará una marca en la casilla correspondiente a la segunda semana de los listados nº 2 y nº 4. Si el dígito final del numero de rutina es impar, se colocará la marca en la casilla correspondiente a la segunda semana de los listados nº 1 y nº 3. 4. Si la frecuencia es cada 4 semanas, se colocará la marca en la casilla correspondiente a la cuarta semana del listado nº 1. La siguiente rutina de 4 semanas que aparezca en orden secuencial, se registrara en el listado nº2, siempre en la casilla correspondiente a la cuarta semana, luego en el listado nº 3 y así sucesivamente. Después de haber marcado la casilla correspondiente a la cuarta semana del listado nº 4, se registrará la siguiente rutina a partir del listado nº 1.

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Las actividades agrupadas en el listado nº 1 se ejecutarán en la primera semana del ciclo de operación, las actividades del listado nº 2 en la segunda semana, las del listado nº 3 en la tercera y las del listado nº 4 en la cuarta semana, cumplidas las cuales se reiniciará el ciclo a partir de las actividades del listado nº 1. Para la ejecución de las actividades de mantenimiento preventivo rutinario, se utilizarán los procedimientos e instrucciones cuyo código de identificación aparece en los esquemas de rutina. El listado, los esquemas de rutina y los procedimientos correspondientes constituyen el material de referencia para la ejecución sistemática de las labores cotidianas de mantenimiento preventivo rutinario.

2.3 La estructura de la organización de mantenimiento Recordemos que para introducir un programa de mantenimiento preventivo, es necesario, ante todo, emprender una serie de pasos que están asociados a la actividad de administrar el mantenimiento. Esto significa que debemos definir objetivos particulares de la organización de mantenimiento que se encuentren en sintonía con los objetivos generales de la empresa, diseñar un plan de trabajo que descomponga los objetivos en objetivos parciales, actividades, tareas y metas, para luego definir programas de acción en los cuales se asignan las responsabilidades, los recursos y los plazos de ejecución de tales actividades y tareas.

La planificación es quizás el punto más importante, dentro de las actividades que se realizan para organizar el mantenimiento. Una buena planificación es la clave del éxito de la gestión de mantenimiento, y su objetivo básico es hacer que los recursos necesarios y la información requerida lleguen al lugar exacto, en el momento apropiado, para ejecutar el trabajo concreto en la forma correcta.

Además, en la planificación se fijan las metas que luego servirán para la función de control, la cual ayudará a determinar el grado de calidad alcanzado en la ejecución y gestión del mantenimiento.

Estructura de la organización de mantenimiento Existen varios tipos de estructuras jerárquicas, dependiendo casi exclusivamente del tamaño de la compañía o de la planta y de su política.

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Como regla general, la organización de mantenimiento reporta al nivel jerárquico superior del cual dependen las unidades de la empresa a las cuales presta servicio (esencialmente las de producción). Las estructuras típicas de mantenimiento responden a uno de los siguientes tipos: Centralizado: se caracteriza por tener una estructura similar a la de la organización gerencial de la empresa, encontrándose en el mismo nivel de jerarquía que producción. Se encuentra principalmente en empresas grandes y complejas.

Estructura centralizada GERENCIA GENERAL

GERENCIA DE PRODUCCION

GERENCIA DE MANTENIMIENTO

Descentralizado: la organización de mantenimiento se subdivide en secciones, de acuerdo a las unidades productivas. Se encuentra en aquellas empresas que poseen varias plantas con tipos de maquinarias diferentes, o cuando las plantas se hallan distribuidas en un área geográfica extensa. Estructura Descentralizada

GERENCIA GENERAL

AREA DE PRODUCCION 1

AREA DE PRODUCCION 2

MANTENIMIENTO DE AREA 1

MANTENIMIENTO DE AREA 2

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Mixto: se presenta cuando existe una organización central independiente y una serie de unidades de mantenimiento que dependen total o parcialmente de las unidades de producción.

Estructura Mixta (Matricial)

GERENTE DE MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO SECCION A

MANTENIMIENTO SECCION A

MANTENIMIENTO SECCION A

MANTENIMIENTO MECANICO MANTENIMIENTO ELECTRICO MANTENIMIENTO CIVIL

Ventajas y de sventajas Cuando el sistema es centralizado, la carga de trabajo es más continua, y se puede lograr un mejor rendimiento de la mano de obra. Sin embargo, su total independencia respecto a producción, hace que el personal de mantenimiento pierda la visión de los objetivos de producción. Cuando el sistema es descentralizado, se logra alta familiarización del personal de mantenimiento con los equipos que atiende y con los objetivos de producción. Esta disponible en el lugar cuando se necesita. Tiende a ser subutilizado, excesivamente subordinado a los intereses de producción y menos identificado con los de mantenimiento. Cuando el sistema es mixto, el personal de mantenimiento adscrito al área de producción está bien compenetrado con sus objetivos, pero se requiere mayor cantidad de personal para las actividades de mantenimiento.

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Algunas empresas tratan de evitar el problema que presenta la organización de tipo mixto, recurriendo a una de tipo matricial. En esta estructura, existe un responsable de mantenimiento por unidad o sección de producción quien coordina el trabajo de grupos de especialistas por área de mantenimiento, que dependen de la unidad central.

2.4 El fenómeno de las fallas: ciclo de vida de un equipo Recordemos que el mantenimiento existe porque los equipos fallan. Si los equipos no experimentaran fallas, no habría razón ni necesidad alguna de organizar ni de realizar labores de mantenimiento. La falla es una alteración que impide al objeto de la falla cumplir la función para la cual fue creado. De esta definición se desprende que la falla puede ser propia del objeto (intrínseca), o puede ser inducida o provocada por algún elemento o factor de su entorno (extrínseca). La confiabilidad de una máquina o de sus componentes elementales, se evalúa y analiza en base a un parámetro que la caracteriza: la rata de fallas (o tasa de fallas, o intensidad de fallas). Este parámetro representa el porcentaje de dispositivos que, respecto a un número inicial “n” de ellos, se encuentren operables (sobrevivientes) en un instante determinado t. Se puede interpretar como la probabilidad de fallar que el elemento tiene por unidad de tiempo. Por lo general, se expresa en fallas por unidad de tiempo inversa (1/horas). Una falla puede clasificarse bajo diversas modalidades: Según su forma de manifestarse puede ser: • Parcial (alteración del funcionamiento) • Completa (cese del funcionamiento o pérdida de función) Por su forma de evolucionar puede ser: • Cataléctica o catastrófica (repentina y completa) • Por degradación (progresiva y parcial) Por su frecuencia de ocurrencia puede ser: • Aleatoria (ocurrencia al azar con rata de falla constante) • Por desgaste (ocurrencia al azar con rata de falla creciente)

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Por su naturaleza puede ser: • Mecánica, eléctrica, electrónica, neumática, hidráulica, otras Por su forma de evidenciarse • Revelable (falla detectable) • Oculta (no revelable) La rata de fallas evoluciona a lo largo de la duración de vida de un equipo, relacionándose directamente con la condición del mismo equipo, en función de su edad técnica. La curva conocida como "de la bañera" muestra el comportamiento de la rata de falla según la edad del equipo. Como se indica en el gráfico a continuación, se pueden distinguir tres etapas bien diferenciadas:

1.- Periodo de juventud, durante el cual la rata de falla disminuye (función decreciente) a medida que transcurre el tiempo. Es la etapa de ajuste o de rodaje del equipo, después de su puesta en marcha inicial. 2.- Periodo de madurez, correspondiente a la etapa de funcionamiento óptimo, durante el cual la rata de falla asume un valor casi constante y las fallas aparecen en forma aleatoria. 3.- Periodo de obsolescencia, donde la degradación se acelera y las fallas se hacen más evidentes. La tendencia de la rata de falla es creciente y se presentan a menudo desgaste mecánico, fatiga, abrasión y corrosión. En esta edad el material o se rechaza o se reconstruye.

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A los fines del estudio de las fallas de un componente o equipo, no se toman en cuenta las averías de origen externo o resultantes de acciones de carácter doloso o intencional (sabotaje u otras acciones delictivas). La valoración de las fallas permite establecer niveles de criticidad en función de las consecuencias que puede producir su ocurrencia: Tabla de criticidad CRITICIDAD

SEGURIDAD PERSONAL

CRITICO

RIESGO DE MUERTE

MAYOR

HERIDAS

MENOR

POCA AFECTACIÓN

DISPONIBILIDAD COSTO DE LA PARADA

ESTADO DEL SISTEMA

INMOVILIZACIÓN AVERIADO CON DAÑOS INMOVILIZACIÓN USO BREVE, SIN DAÑOS DEGRADADO SIN OPERABLE INMOVILIZACIÓN

CONSECUENCIAS SOBRE LA PRODUCCIÓN

PARADA RENDIMIENTO DISMINUIDO ESCASA AFECTACIÓN

Las prioridades de acción se determinan en función de los riesgos, los cuales dependen a su vez de la probabilidad de ocurrencia de las fallas y de la gravedad de sus efectos. GRAVEDAD DE LOS EFECTOS RIESGO

PROBABILIDAD DE OCURRENCIA

La forma apropiada de reducir el riesgo es actuando del lado de la probabilidad de ocurrencia de las fallas, tratando de reducirlas a niveles mínimos. Los mayores esfuerzos se deben concentrar prioritariamente sobre aquellos equipos que, en caso de fallar, pudieran poner en peligro la seguridad de las personas, la integridad de las instalaciones y la economía general de la empresa.

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2.5 Evolución de las fallas Una falla puede evolucionar en forma gradual (por degradación del material) y determinar una pérdida progresiva del rendimiento, o puede ocurrir de forma repentina y completa (falla catastrófica) que impide de manera absoluta que el equipo preste la función o el servicio para el cual fue creado.

Mecanismos de fallas en un esquema de mantenimiento correctivo. La figura a continuación ilustra el mecanismo de ocurrencia de una falla por degradación y de una falla catastrófica en un equipo sometido a mantenimiento correctivo (operar hasta la falla).

NIVEL DE RENDIMIENTO

FALLA POR DEGRADACION

ESTADO DEGRADADO

FALLA CATASTROFICA

RENDIMIENTO OPTIMO

PERDIDA DE FUNCION (AVERIA) ARREGLO

Tpm

REPARACION

TOP 1

TPA 1

TOP 2

TPA 2....

PARADA FORTUITA O ALEATORIA

Los componentes, máquinas, equipos y sistemas operan normalmente a un nivel de rendimiento considerado óptimo, según los objetivos de producción. Por efecto del desgaste normal y de los desajustes que sufren las máquinas durante su funcionamiento, un equipo pierde gradualmente sus características iniciales, reduciéndose paulatinamente su rendimiento.

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Considerando que en ningún momento se interviene para modificar esa tendencia degradante (está en operación hasta la falla) en cualquier instante puede ocurrir la avería (parada fortuita o aleatoria). El tiempo durante el cual el equipo estuvo funcionando sin experimentar falla se denomina tiempo de operación (Top1). Desde el momento en que el equipo deja de funcionar, comienza a correr el tiempo de parada (Tpa1). Ante tal situación de avería, es posible optar por una de las siguientes alternativas: 1) Realizar en el tiempo mínimo (Tpm) una pequeña intervención correctiva (arreglo) que permita al equipo continuar operando, aunque se encuentre en estado degradado y por debajo del nivel de rendimiento óptimo. El equipo funcionará en este estado (línea punteada) hasta que se presente de nuevo la avería (por degradación o por falla catastrófica). 2) Proceder a la reparación completa del equipo en el tiempo de parada Tpa1. Al restituir el equipo, inicia un nuevo ciclo de funcionamiento (Top2) el cual concluirá en cualquier otro instante de tiempo debido a una falla catastrófica o producida por degradación. Comenzará a correr un tiempo de parada (Tpa2) durante el cual se realizaran arreglo o reparaciones, y así sucesivamente. Cuando se aplica la estrategia de operar hasta la falla, el equipo obedece a una ley de degradación desconocida. Bajo este tipo de estrategia no se suelen conservar registros de los tiempos de operación y de falla de los equipos y, por lo tanto, no es posible realizar un estudio que permita conocer la ley de degradación a la cual se encuentra sometida la máquina. Mecanismos de fallas en un esquema de mantenimiento preventivo

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FALLA POR DEGRADACION

VISITA DE INSPECCION

RENDIMIENTO OPTIMO

LIMITE DE RENDIMIENTO ADMISIBLE

TOP PARADA 1PREVENTIVA

TPA 1

TOP 2

TPA 2

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Si un equipo se encuentra sometido a un programa de mantenimiento preventivo, es signo de que en un momento determinado se definió un nivel admisible de rendimiento (cantidad de horas de buen funcionamiento, numero de piezas correctamente producidas o distancia recorrida en kilómetros) alcanzado el cual, se deberá efectuar una parada programada, para realizar las acciones de mantenimiento previstas. En el gráfico a continuación, se presenta un ciclo de mantenimiento preventivo, mostrando la curva que representa la ley de degradación a la cual se encuentra sujeta el equipo o componente considerado. A lo largo del periodo de operación (Top1), se realiza une serie de inspecciones, con el propósito de verificar, a intervalos regulares, el estado del equipo y detectar posibles anomalías que ameriten intervenir antes de la parada preventiva programada. De esta forma se logra planificar las intervenciones y evitar, en la medida de lo posible, la ocurrencia de fallas catastróficas antes del momento de la parada programada (las fallas ocultas pueden causar averías en cualquier momento y forman parte del porcentaje de mantenimiento correctivo residual (generalmente 5%) que no es posible evitar. Durante el periodo de buen funcionamiento, el equipo se degrada paulatinamente, hasta alcanzar el punto limite de rendimiento admisible. En ese instante se cumple la parada preventiva y se procede, en el periodo Tpa1, a ejecutar las acciones de mantenimiento previstas. Luego de lo cual se restituye el equipo al servicio, en espera de la próxima intervención, al final del periodo Top2 de buen funcionamiento, y así sucesivamente. Nótese que a lo largo de los períodos de funcionamiento sin fallas (Top1 y Top2) el equipo puede sufrir una falla por degradación no controlada o una falla catastrófica. Se procederá entonces a evaluar la magnitud de la falla y efectuar inmediatamente la reparación, o diferir la corrección de la misma hasta la siguiente parada preventiva programada. Una vez restaurado el equipo, se le somete nuevamente al programa de mantenimiento preventivo estipulado. Se debe notar también que las labores de acondicionamiento y de reparación del equipo no le devuelven por entero sus condiciones originales. A medida que el tiempo transcurre, el equipo sufre fenómenos de degradación que afectan su nivel de rendimiento. Por otra parte, a lo largo de la etapa de madurez, la rata de fallas del equipo sufre incrementos leves pero continuados, hasta llegar a la etapa de obsolescencia, donde la cantidad de fallas por unidad de tiempo se hace más consistente, debido a una mayor incidencia de averías por causa de desgaste, abrasión, fatiga corrosión y otras, que harán necesario intervenciones más y más frecuentes, hasta requerirse la reconstrucción casi total de la máquina, una vez que haya alcanzado la etapa de vejez.

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Mecanismos de falla y esquema de monitoreo de la condición


CONTROL DE PARAMETROS

TIEMPO DE REACCION

RENDIMIENTO OPTIMO SEÑAL DE ALARMA ALARMA LIMITE DE RENDIMIENTO ADMISIBLE PARO

TOP 1

TPA 1

TOP 2

TPA 2

t

PARADA PREVENTIVA POR MONITOREO

En el gráfico anterior, se muestra la curva de degradación de un equipo sometido a mantenimiento preventivo indirecto (monitoreo de la condición). Cuando los equipos se encuentran bajo un régimen continuo de vigilancia, por medio de sistemas de monitoreo, además del límite de rendimiento admisible, visto en el caso del mantenimiento preventivo directo, existe también un limite virtual, determinado por el nivel que hace disparar la señal de alarma, antes de que se alcance el punto de rendimiento mínimo admisible. La señal de alarma indica que han sido detectados algunos signos de anomalía que pudieran desembocar en una avería, en caso de no ser tratados convenientemente. El margen de tiempo disponible para intervenir o planificar la parada preventiva, se encuentra ahora ampliado gracias a esa indicación temprana de posible alteración del sistema. Esto permite mayor flexibilidad en la planificación y la contención de posibles fallas en su estado prematuro, lo cual comporta beneficios, tanto desde la óptica de la conservación de las máquinas, como del ahorro que deriva de una significativa reducción de la probabilidad de perdidas de producción, por causa de parada de los equipos y por el empleo eficiente de los recursos de mantenimiento.

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CAPITULO III - EL COMPORTAMIENTO DE LOS EQUIPOS

3.1 Análisis de fallas El análisis de fallas es una técnica dirigida a la evaluación y estudio sistemático de la ocurrencia de averías en un elemento, equipo o sistema. Sus objetivos principales son: 1) Conocer el comportamiento del objeto analizado, a través del estudio de la ley de degradación a la cual se encuentra sometido 2) Determinar el momento apropiado en que debe efectuarse el mantenimiento preventivo (parada preventiva) y la frecuencia de dichas intervenciones Es evidente que al establecer la frecuencia de intervención de mantenimiento preventivo, no se puede obligar a los usuarios, especialmente los de producción, a sujetarse a ellos ciegamente. La planificación del mantenimiento debe ser una actividad concertada entre el personal responsable del mantenimiento y el de las otras áreas, a las cuales presta servicios. Esto significa que la planificación de las tareas de conservación de los equipos e instalaciones no es prerrogativa exclusiva del personal de mantenimiento, sino el resultado de la labor conjunta de un grupo multidisciplinario, orientada a satisfacer las expectativas de todas las partes involucradas. Para el análisis de fallas se hace un uso intensivo de las herramientas que proporcionan tanto la matemática como la estadística. Cuando se manejan fallas, se están tratando fenómenos de carácter aleatorio en los cuales la variable (llamada variable aleatoria) asume valores al azar, que están asociados a una probabilidad de ocurrencia. Las variables aleatorias pueden ser: - de naturaleza discreta, es decir relacionada con hechos expresables mediante numeración entera - de naturaleza continua, vale a decir relacionada con hechos expresables mediante números reales. Las leyes que explican las probabilidades de ocurrencia de los fenómenos aleatorios, se apoyan en diversas funciones de distribución de frecuencias (Binomial, Poisson, Log-normal, Weibull, Gumbell, etc.) las cuales, aplicadas convenientemente al estudio de las fallas, permiten establecer, dentro de ciertos limites de incertidumbre, las mejores orientaciones para seleccionar la política de mantenimiento más adecuada para ciertos equipos, y fijar los intervalos más convenientes en

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los cuales intervenir preventivamente, con la finalidad de conservar mejor, y a un costo óptimo, los equipos e instalaciones industriales. Por definición, a la probabilidad de ocurrencia de una variable aleatoria sólo se asocian valores entre 0 y 1, mientras la variable asume cualquier valor entre -∞ y +∞. El valor de probabilidad 0 (cero) significa que el fenómeno analizado no ocurre en el intervalo considerado, mientras que el valor 1 (uno) significa la certeza absoluta que el fenómeno ocurrirá en ese intervalo. La probabilidades de ocurrencia de un fenómeno son complementarias respecto a la unidad. Si un cierto fenómeno tiene 30% de probabilidades de ocurrir (equivalente a 0,3), la probabilidad de que no ocurra será de: 1-0,3 = 0,7 , es decir del 70%. Traduciendo lo anterior al campo del comportamiento de los equipos, significa que, si hasta un determinado instante de tiempo la probabilidad que un equipo experimentara una falla alcanzó a ser 0,3 (30%), la probabilidad, hasta ese mismo instante de tiempo, de que la falla no se presentara se ubicó en 0,7 (70%). Lo único cierto acerca de la falla de un equipo, es la incertidumbre que envuelve al momento preciso en que esta ocurrirá. Las fallas se suceden al azar, y no es posible, en un sentido general, emitir un pronostico certero acerca del instante en el cual se podrá suscitar la avería. La estadística y la teoría de las probabilidades permiten interpretar los datos de fallas en forma adecuada, para conocer su dinámica de ocurrencia y estimar, dentro de márgenes de error preestablecidos, su comportamiento esperado. 3.2 Presentación de datos en forma gráfica Para que sean útiles, los datos se deben presentar en la forma menos compleja posible, de manera que la información resulte clara, completa y concisa. Las técnicas de graficación se utilizan ampliamente en el trabajo de análisis de fallas y las formas más comunes de presentación son las siguientes: 1) gráficos de torta 2) gráficos de barras 3) histogramas 4) gráficos de distribución acumulada 5) funciones de densidad de probabilidades 6) funciones de distribución acumulada.

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Un gráfico de torta muestra los datos bajo la forma de sectores que equivalen a una fracción porcentual. La torta completa representa la unidad (100%) y cada sector constituye una parte porcentual de la totalidad de objetos representados. El ángulo central de cada sector se obtiene multiplicando 360º por la fracción porcentual que representa al sector: ej. 38% ----> 0,38 x 360º = 136,8º. La figura a

OTROS 27,98% BOQUILLAS 38,00%

INYECTORES 6,03%

ALIMENT. COMBUS. 7,98%

DISP. SEGURIDAD 12,02%

CAMARAS/ VALV. 7,98%

continuación ilustra un gráfico de torta:

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Análisis de paradas - 7 motores Cooper Bessemer ls-8 78 meses de operación - 340.000 horas de servicio

ANALISIS DE PARADAS --------------------------------------------------------Componente nº Paradas % --------------------------------------------------------BOQUILLAS 800 38 DISP. SEGURIDAD 253 12 CAMARAS/ VALV. 168 8 ALIMENT. COMBUS. 168 8 INYECTORES 127 6 OTROS 589 28

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Los gráficos de barras sirven para mostrar cantidades absolutas o porcentuales, o ambas en un mismo gráfico. Por ejemplo, en la figura siguiente se aprecia un gráfico de barras en el cual, la ordenada del lado izquierdo presenta el numero de ocurrencias en cantidad absoluta, mientras que la ordenada de la derecha los presenta como porcentaje respecto al total de ocurrencias.

Nº DE PARADAS

% DE PARADAS

1.000

50

800

40

600

30

400 200

20 10

0

Los gráficos de barras son útiles para presentar la información bien organizada, en grupos discretos, claramente separados. En la figura a continuación, se muestra la misma información usada para construir el gráfico de torta, donde aparece que las 253 paradas ocasionadas por fallas de los dispositivos de seguridad y protección, constituyen una clase única y totalmente distinta de las 168 paradas ocasionadas por problemas en las líneas de alimentación del combustible.

Los gráficos de barras no se utilizan para datos continuos, pero se pueden usar para estimar probabilidades de manera puntual. Por ejemplo, la probabilidad que la próxima parada sea debida a problemas en las boquillas de aspersión es aproximadamente 800/2105 = 0,38 (38%).

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900 800 700 600 500 400 300 200 100 OTROS

INYECTORES

ALIMENT. COMBUS.

CAMARAS/ VALV.

BOQUILLAS

DISP. SEGURIDAD

0

Los histogramas son gráficos de barras especiales, usados para graficar distribuciones discretas de probabilidades. La figura siguiente muestra el porcentaje de días (frecuencia o probabilidad de ocurrencia) que un cierto número de lanchas de transporte de personal se encuentran fuera de servicio por mantenimiento. 16

% días de ocurrencia

14 12 10 8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

N° Lanchas fuera de servicio por mantenimiento

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La probabilidad de ocurrencia esta representada por el área de la barra (ancho x altura). En la figura, el ancho de cada barra es la unidad, por lo que el área y la altura resultan iguales en valor. En correspondencia del valor 9 en el eje de las abscisas, se lee que la probabilidad de encontrar, un día cualquiera, 9 lanchas fuera de servicio es de 13,1% (equivalente a 0,131). Sin embargo, a menudo no interesa conocer la probabilidad de ocurrencia de un valor individual especifico, sino más bien la probabilidad de que un grupo de estos valores individuales sean mayores, o iguales o menores que un valor predeterminado. Para ello se usan los gráficos de distribución acumulada. La figura a continuación representa el gráfico de distribución acumulada de los datos correspondientes al histograma anteriormente descrito.

El histograma anterior nos decía que la probabilidad de encontrar, un día cualquiera, 9 lanchas fuera de servicio por mantenimiento era del 13,1%. La distribución acumulada nos dice que el 56,3% de las veces (o sea mas de la mitad del tiempo) se encontrarán 9 ó menos lanchas fuera de servicio, y que el resto del tiempo (43,7%) se pueden encontrar 10 ó más lanchas fuera de servicio por mantenimiento. La tabla siguiente nos permite interpretar la figura:

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Nº de lanchas (n) 5 10 15 20

Porcentaje del tiempo (en días) N ó menos Más de N lanchas Lanchas fuera de servicio Fuera de servicio 11 89 68 32 97 3 100 0

Si la flota esta compuesta por 100 lanchas, la disponibilidad será: Porcentaje De días 11 68 97 100

Nº mínimo de lanchas disponibles 95 95 85 80

Anteriormente se mencionó que las distribuciones de frecuencias pueden ser discretas o continuas. Si tomamos el ancho de cada una de las barras y lo hacemos cada vez más pequeño, hasta hacerlo infinitesimal, las líneas, antes quebradas, se transforman en una sola línea suave y continua que representa la función de densidad de probabilidades cuyo gráfico se muestra a continuación.

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Si de la misma forma se unen continuamente los puntos resultantes del gráfico de porcentaje acumulado, se obtiene la representación de una función de distribución acumulada de frecuencias.

3.3 La función de tiempo generada por un equipo Recordemos que al someter un equipo a un programa de mantenimiento preventivo, es necesario llevar un registro histórico de su comportamiento, es decir un récord de los tiempos de buen funcionamiento y los de parada por fallas. Ellos nos permitirán evaluar estadísticamente la información y realizar pronósticos, acerca de cuál podrá ser su estado en los periodos sucesivos, para así planificar adecuadamente las actividades de mantenimiento y aquellas que le sirven de apoyo para su correcta realización, dentro de costos aceptables. La vida de un equipo sometido a una estrategia de mantenimiento preventivo, transcurre entre períodos de operación y periodos de parada ocasionados por fallas, o determinados por las intervenciones preventivas previamente planificadas, o simplemente por paradas administrativas (equipos que operan dentro de un esquema de horario fijo).

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Si observamos el gráfico a continuación, que ilustra dicho comportamiento durante un periodo de tiempo T, podemos constatar que los periodos de operación y paradas, cuya duración es aleatoria, se alternan en una sucesión que representa los distintos estados del equipo en un lapso de tiempo determinado. Podemos observar también que los trazos en línea continua representan la parte correspondiente a los registros históricos de comportamiento del equipo, mientras que los trazos en línea punteada representan los períodos sucesivos de funcionamiento y parada, a partir de los cuales no podemos sino estimar, mediante estudios probabilísticos, el comportamiento esperado del equipo en un periodo T+x (situación de incertidumbre). ESTADO

INCERTIDUMBRE OPERACIO .... FALLA T0

T1

T2

T3

T4 T5

T6

T7 T8 T9

En el gráfico también podemos evidenciar, a lo largo del intervalo entre T0 y T9, los siguientes periodos de tiempo: El tiempo total de operación (TTO) es la suma total de los tiempos de operación individuales, cuyo valor corresponde a: TTO = (T1-T0) + (T3-T2) + (T5-T4) + (T7-T6) + (T9-T8) El tiempo total fuera de servicio (TFS), es la suma total de los tiempos de parada individuales, cuyo valor corresponde a: TFS = (T2-T1) + (T4-T3) + (T6-T5) + (T8-T7) El tiempo promedio de operación, equivalente a la media (µ) de la distribución de los tiempos de operación, se calcula mediante la expresión TPO = Σ Tn /n 49

T


donde Tn es el valor de cada uno de los tiempos individuales y n el numero de observaciones o mediciones de tiempos de operación registradas. Sin embargo, el promedio simple o aritmético esta fuertemente influenciado por los valores extremos de la distribución, en nuestro caso del tiempo de operación más largo y el más breve, y de la duración aleatoria de los mismos tiempos de operación. Es decir que se presentan saltos demasiado bruscos entre uno y otro valor del tiempo. Para poder estudiar la dinámica de los tiempos de operación, y estimar cual podrá ser su duración en un tiempo Tn+1, es necesario construir una secuencia más uniforme. Esto se logra a través del calculo de lo que se denomina promedio suavizado exponencial. Para el calculo del promedio suavizado, se recurre a un factor de ponderación "a" que es función del numero de observaciones o mediciones, cuyo valor se determina mediante la expresión A = 2/(n+1), donde n es el numero total de observaciones o mediciones registradas. El valor de "a" , que se encontrará siempre entre 0 y 1, determina cuanto peso se asigna a las observaciones en función de su edad cronológica. Cuando "a" es pequeño, el peso recae sobre las observaciones más recientes. Cuando "a" es grande, el peso recae sobre las observaciones de mayor antigüedad. La tabla a continuación indica el valor de “a” en dependencia del número de observaciones registradas. Nº OBSERV. 1 2 3 4 5 6 7

A 1,00 0,67 0,50 0,40 0,33 0,29 0,25

Nº OBSERV. 8 9 10 15 20 50 100

A 0,22 0,20 0,18 0,13 0,10 0,04 0,02

En el cálculo de los promedios suavizados se utilizarán las siguientes expresiones: TPEF(n+1) = A * TOP(n+1) + (1-A) * TPEF(n) TC(n+1) = TC(n) - TC(n-1) TS(n) = A * TC(n) + (1-A) * TS(n-1)

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PRON(2) = TPEF(1) PRON(n) = TPEF(n-1) + (1-A)/A * TS(n-1) En las expresiones anteriores, se tiene: TOP = tiempo de operación TPEF = tiempo promedio entre fallas, suavizado exponencialmente. TC = tendencia corriente (diferencia entre dos TPEF consecutivos) TS = tendencia secular (tendencia entre periodos ajustada por suavizado exponencial) PRON= pronóstico sobre duración del lapso de operación en Tn+1

Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A=0,2

TOP 263,25 214,50 22,75 46,00 21,75 192,00 16,00 16,00

TPEF 263,25 253,50 207,35 175,08 144,41 153,93 126,34 104,28

TC

TS

PRON

-9,75 -46,15 -32,27 -30,67 9,52 -27,59 -22,07

-1,95 -10,79 -15,09 -18,20 -12,66 -15,64 -16,93

263,25 245,70 164,19 114,74 71,61 103,30 63,77 36,56

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3.4 La técnica del suavizado exponencial. Pronóstico de los tiempos de operación. Recordemos que el promedio suavizado exponencial permite realizar un ajuste a la serie de datos resultantes de la observación del fenómeno analizado, el cual aproxima el promedio de la muestra al promedio de la población. Esto equivale a decir que el promedio suavizado exponencial es más realístico que el promedio simple, aritmético, o acumulativo de la serie de datos. En el gráfico a continuación se observa que la traza de los datos correspondientes a los tiempos de operación del equipo, registran elevados picos y profundas depresiones.

El promedio simple de los datos, aproximadamente 900 horas (valor correspondiente a la línea punteada) está más cerca de los datos de menor valor absoluto que de los superiores a él. El ajuste de los datos mediante el promedio acumulativo, también se encuentra desplazado hacia los datos de menor valor de la serie. Cuando se introduce un factor de ponderación, el efecto es variable según el valor asignado al factor. Para el caso del gráfico, se tiene una serie de 14 observaciones, lo cual determina que el valor más conveniente de "a" es 0,13. Se puede apreciar que la curva asume un comportamiento mas regular, sin saltos demasiado pronunciados.

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El gráfico muestra también el comportamiento del suavizado exponencial cuando se utiliza un factor de ponderación de 0,5 (más cercano a la unidad). En este caso, los valores del promedio suavizado se acercan más a los datos originales, y se introducen saltos más bruscos en la serie, lo cual hace perder la utilidad del promedio suavizado para efectos de pronóstico. De lo anterior se deduce que si realizáramos un pronóstico basándonos en el promedio simple o acumulativo, podríamos errar por defecto, resultando conservadores en la estimación. Por otra parte, si usáramos un factor de ponderación demasiado elevado, podríamos errar por exceso, resultando optimistas en la estimación del pronóstico.

Esta propiedad del promedio suavizado exponencial, además de permitir el cálculo de un pronóstico, que en nuestro caso es el del posible comportamiento del equipo estudiado (tiempo de operación) en el periodo n+1, ofrece la posibilidad de extraer valiosa información sobre la tendencia que se refleja en la duración del periodo de operación, a medida que transcurre el tiempo. Analizando la tabla de resultados del ejemplo anterior, podemos llegar a las siguientes conclusiones: Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A=0,2

TOP 263,25 214,50 22,75 46,00 21,75 192,00 16,00 16,00

TPEF 263,25 253,50 207,35 175,08 144,41 153,93 126,34 104,28

TC

TS

PRON

-9,75 -46,15 -32,27 -30,67 9,52 -27,59 -22,07

-1,95 -10,79 -15,09 -18,20 -12,66 -15,64 -16,93

263,25 245,70 164,19 114,74 71,61 103,30 63,77 36,56

El promedio de fallas suavizado (TPEF) registra un descenso evidente en su duración. Esto es señal de que el equipo sufre una desmejora en sus condiciones. Su rendimiento, respecto a lo que pudiera haberse fijado como óptimo, resulta gradualmente afectado. Esto corresponde a un efecto de degradación que, en caso de continuar, podrá llevar gradualmente al equipo hasta la pérdida de su función, o a la ocurrencia de una falla catastrófica. Aunque en algún momento se detecta un aumento del promedio suavizado (correspondiente a la corrida nº 6), en general se nota una disminución cada vez más acentuada. La confirmación del sentido de evolución de los tiempos de funcionamiento se obtiene analizando la tendencia secular.

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Si observamos los valores de la columna correspondiente a la tendencia secular, vemos que son crecientes en sentido negativo. Esto equivale al promedio de horas de buen funcionamiento que se pierden por cada corrida. Los resultados nos confirman que existe un proceso de degradación. El pronóstico para el periodo n+1 (valor esperado del tiempo de operación para la corrida nº 9) resulta ser de 36 horas aproximadamente. Aunque es mayor que la duración del tiempo de funcionamiento de las dos últimas corridas, no se puede interpretar como mejoría de las condiciones del equipo, dado que existe una marcada tendencia hacia la disminución y no hacia el aumento. Podría inclusive esperarse que el equipo falle antes de las próximas 36 horas, a causa de la degradación que ha venido sufriendo desde el momento en el cual se inicio el registro de los datos. Las observaciones anteriores son producto exclusivamente del análisis de las cifras presentadas. Un diagnostico más preciso de las condiciones de la maquina, se podrá emitir después de examinar su expediente técnico, analizar las diferentes situaciones en las cuales se produjeron las fallas que ocasionaron las paradas, las causas y la magnitud de las fallas, las intervenciones y las condiciones bajo las cuales se realizaron las intervenciones correctivas, las piezas afectadas, los materiales usados para corregir anomalías, así como cualquier otra información que contribuya a despejar incógnitas y a describir con mayor exactitud el estado del equipo.

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CAPITULO IV - CONFIABILIDAD DE EQUIPOS

4.1 Las Distribuciones Estadísticas: Weibull, Exponencial, Poisson. Recordemos que la confiabilidad (r) de un equipo es la probabilidad que no falle estando en servicio durante un lapso de tiempo determinado. En otras palabras, es la capacidad del equipo de no sufrir averías mientras se encuentra en servicio. El estudio de la confiabilidad y, en general, el análisis estadístico de las fallas, estudia la dependencia existente entre la variable tiempo y los mecanismos que conducen a la falla de componentes, equipos ó sistemas. Consideremos la función asociada a la señal que genera un equipo en el tiempo, como se muestra en la figura a continuación:

1 Top 1

Top 2

0

Top 3

Top 4 t

El termino "probabilidad de supervivencia" Ps(t), es sinónimo de confiabilidad. Llamemos "lapso de tiempo determinado" a un intervalo entre 0 y t, y digamos que f(t) = 1 cuando el equipo funciona satisfactoriamente durante el lapso de tiempo t, y f(t) = 0 cuando falla dentro de ese intervalo. La confiabilidad en el arco de tiempo entre 0 y t es R(t), y es equivalente a la probabilidad de sobrevivir Ps(t), es decir mantenerse operando satisfactoriamente, durante el mismo lapso de tiempo. Lo opuesto de confiabilidad es "desconfiabilidad", es decir la probabilidad que el equipo falle dentro de un lapso de tiempo determinado mientras se encuentra en servicio. La probabilidad de supervivencia y la probabilidad de falla en un instante de tiempo son complementarias respecto a la unidad, es decir que Ps(t) + Pf(t) = 1 La cantidad de horas de operación de un equipo entre dos fallas consecutivas, es una medida de la confiabilidad del equipo mismo. Mayor será la confiabilidad cuanto menor sea la rata de fallas y mayor el tiempo medio de operación.

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Un buen análisis de fallas constituye el paso más importante en la formulación de un programa de mantenimiento racional y económico. La bondad del estudio dependerá de la posibilidad de evaluar la rata de fallas de un equipo en cada instante de tiempo de su vida útil. Como se explicó en anteriores oportunidades, el ciclo de vida de un equipo puede ser dividido en tres etapas ó periodos distintos: 1. Arranque (rata de fallas creciente) 2. Operación normal (rata de fallas constante) 3. Desgaste (rata de fallas creciente) Las fallas durante la etapa de arranque, se describen mediante la distribución de Weibull. Durante el periodo de operación normal, la dinámica de las fallas se ajusta a una distribución exponencial. En el periodo de desgaste, las fallas se describen mediante la distribución normal. Consideremos en primer lugar la situación en la cual la rata de fallas es constante (λ = K), es decir a lo largo del periodo de operación normal, que constituye la porción más significativa del ciclo de vida de un equipo. En esta etapa de la vida de un equipo, la distribución exponencial describe la probabilidad de supervivencia y de falla (confiabilidad) mediante las siguientes expresiones: P(t) = λ . Exp (-λ.t) (Probabilidad puntual) Ps(t) = Exp (-λ.t)

(Probabilidad de supervivencia hasta t)

Pf(t) = 1 - Ps(t) = 1 - Exp (-λ.t) (Probabilidad de falla a partir de t) La distribución exponencial presenta algunas características que resultan de interés para el análisis de fallas: 1. La rata de fallas de la distribución es constante, es decir no varía a lo largo del periodo de observación ó de estudio. 2. El tiempo medio de operación (o tiempo medio entre fallas) coincide con el inverso de la rata de fallas TMEF = 1/ λ 3. El producto de la rata de fallas por el tiempo de observación, corresponde a la esperanza matemática (valor esperado ó media) de la cantidad de fallas en el intervalo 0-t las cuales ocurren a velocidad λ..

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SI λ = 0,001 fph Y t = 10.000 horas,

entonces

λ.t = 0,001 . 10000 = 10 fallas en 10.000 horas 4. La probabilidad de supervivencia ó probabilidad acumulada, en correspondencia del tiempo promedio de operación, se obtiene como sigue: Ps(t) = Exp (-λ.t) SI t = TMEF

entonces λ = 1/TMEF

Sustituyendo se obtiene: Ps(TMEF) = Exp (-(1/TMEF) . TMEF) Ps(TMEF) = Exp (-1) Ps(TMEF) = 0,367879 La distribución exponencial nos dice cuál es la probabilidad de supervivencia de un equipo, en el intervalo [0,t] sin experimentar fallas, es decir 0 fallas. La distribución de Poisson, íntimamente relacionada con la distribución exponencial, nos dice cual es la probabilidad de un equipo de sufrir 0, 1, 2, 3 ó "n" fallas en el intervalo 0,t. La expresión general para calcular la probabilidad acumulada de tener "n" ó menos fallas, en un intervalo de tiempo 0-t es la siguiente: (λ.t)n P(X≤n) = -------------- . Exp (-λ.t) n! Cuando n = 0 la expresión coincide con la probabilidad de supervivencia, según la distribución exponencial, es decir (λ.t)0 P(X=0) = -------------- . Exp (-λ.t) 1 P(X=0) = Exp (-λ.t) = Ps(t)

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Tomemos por ejemplo el caso de un equipo cuya rata de fallas es de 0,001 fph, y fijemos el tiempo de observación (equivalente teórico del tiempo de operación) en 100 horas. Si queremos determinar la probabilidad de supervivencia y de falla en el intervalo 0-100 horas, así como la probabilidad de experimentar 1, 2, ó más de 2 fallas, se procede como sigue. El producto λ.t expresa la cantidad promedio de fallas en el intervalo 0-100 horas (esperanza matemática o valor esperado) λ.t = 0,001 * 100 λ.t = 0,1 fallas en 100 horas la probabilidad de supervivencia es: Ps(100) = Exp (-λ.t) = Exp (-0,1) = 0,905 la probabilidad de fallar (sufrir una ó más fallas) es: Pf(100) = 1 - Ps(100) = 1- 0,905 = 0,095 la probabilidad de experimentar como máximo 1 falla (n≤1) en el intervalo considerado es: (λ.t)1 P(X≤1) = -------------- . Exp (-λ.t) 1! P(X≤1) = 0,1 . Exp (-0,1) = 0,1 . 0,905 = 0,0905

la probabilidad de experimentar como máximo 2 fallas (n≤2) en el intervalo considerado es: (λ.t)2 P(X≤2) = -------------- . Exp (-λ.t) 2! P(X≤2) = (0,12 /2) . Exp (-0,1) = 0,005 . 0,905 = 0,0045 la probabilidad de experimentar más de 2 fallas (3 ó más) será equivalente a descontar de la probabilidad de falla las probabilidades calculadas para x≤1 y x≤2 fallas, es decir: P(X≥3) = Pf(t) - P(X≥1) - P(X≥2) = 0,095 - 0.090 - 0.0045 = 0,0005

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Ejemplo 1.- Consideremos los siguientes datos de fallas de tuberías, recogidos en una refinería durante un periodo de 96 meses (8 años) CANTIDAD DE HORNOS CON FALLA DE TUBERÍA (n) 0 1 2 3 4

MESES DE OCURRENCIA (m) 58 26 7 3 2 Σm = 96

PROBABILIDAD DE OCURRENCIA (p = m/Σm) 0,604 0,271 0,073 0,031 0,021

la media ó esperanza matemática de la cantidad de fallas en el periodo ( λ.t ) se calcula según la expresión siguiente: __ 4 λ.t = Σ n(i) . p(i) i=0 n(i) 0 1 2 3 4

p(i) 0,604 0,271 0,073 0,031 0,021

n(i) . p(i) 0,000 0,271 0,146 0,093 0,084 Σm = 0,594

Habiendo expresado el tiempo en meses, la media nos dice que el promedio de fallas (teórico) por mes resulta ser de 0,594. es decir: λ = 0,594 fpm. El tiempo promedio, expresado en meses, sin experimentar fallas ó tiempo medio de operación (TMEF) equivale al inverso de la media estimada: TMEF = 1/λ = 1/0,594 = 1,68 MESES lo cual equivale a decir que, en promedio, no se presentan fallas en un periodo de 1,68 meses. la probabilidad de supervivencia se calcula como sigue:

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Ps(1) = Exp (- λ.t) = Exp (-0,594) = 0,552 (55,2% de probabilidad de no tener fallas en un mes). Si quisiéramos corroborar en qué medida el promedio teórico (0,594) se ajusta a la media de los datos de observación, es preciso realizar la evaluación de las probabilidades correspondientes a 0, 1, 2, 3 y 4 fallas. aplicando la expresión: (λ.t)n P(X≤n) = -------------- . Exp (-λ.t) n! obtendremos:

P(X=0) = 0,594 0 / 0! . Exp(-0,594) = 0,552 P(X≤1) = 0,594 1 / 1! . Exp(-0,594) = 0,328 P(X≤2) = 0,594 2 / 2! . Exp(-0,594) = 0,098 P(X≤3) = 0,594 3 / 3! . Exp(-0,594) = 0,020 P(X≤4) = 0,594 4 / 4! . Exp(-0,594) = 0,003 Si comparamos los resultados obtenidos con las probabilidades de ocurrencia de la tabla, se aprecia que la aproximación por la distribución de Poisson es perfectamente aceptable.

Ejemplo 2.- La rata de fallas de un equipo es de 0,02 fph. Cuando sobreviene una falla se repara inmediatamente. Se pide determinar cuál es la probabilidad: (a) que el equipo sufra al menos 3 fallas (o sea 3 ó más fallas) en 100 horas, y (b) al menos 5 fallas en 200 horas.

t1 = 100 horas t2 = 200 horas λ.t1 = 0,02 . 100 = 2 fallas en 100 horas λ.t1 = 0,02 . 200 = 4 fallas en 200 horas

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62


(a) P(X≥3)100 = Pf(100) - P(X≤1) - P(X≤2)

P(X=0)100 = Ps(100) =

(λ.t)0 ----------- . Exp (-λ.t) = (1/1) . Exp (-2) = 0,13533 0!

Pf(100) = 1 - Ps(100) = 1 - 0.13533 = 0,86467

P(X≤1)100

(λ.t)1 = ----------- . Exp (-λ.t) = (2/1) . Exp (-2) = 0,27067 1!

P(X≤2)100

(λ.t)2 = ----------- . Exp (-λ.t) = (4/2) . Exp (-2) = 0,27067 2!

P(X≥3)100 = 0,86467 - 0,27067 - 0,27067 = 0,32333

la probabilidad que el equipo sufra más de 3 fallas en un periodo de 100 horas de operación es de aproximadamente 32%.

(b) P(X≥5)200 = Pf(200) - P(X≤1) - P(X≤2) - P(X≤3) - P(X≤4)

P(X=0)200

(λ.t)0 = Ps(200) = ----------- . Exp (-λ.t) = (1/1) . Exp (-4) = 0,01831 0!

Pf(200) = 1 - Ps(200) = 1 - 0.01831 = 0,98169

P(X≤1)200

(λ.t)1 = ----------- . Exp (-λ.t) = (4/1) . Exp (-4) = 0,07326 1!

P(X≤2)200

(λ.t)2 = ----------- . Exp (-λ.t) = (16/2) . Exp (-4) = 0,14652 2!

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P(X≤3)200

(λ.t)3 = ----------- . Exp (-λ.t) = (64/6) . Exp (-4) = 0,19537 3!

P(X≤2)200

(λ.t)4 = ----------- . Exp (-λ.t) = (256/24) . Exp (-4) = 0,19537 4!

P(X≥5)200 = 0,98169 - 0,07326- 0,14652 - 0,19537 - 0,19537 = 0,37117

La probabilidad que el equipo sufra más de 5 fallas, en un periodo de 200 horas de operación, es de aproximadamente el 37%. Otra forma de expresar los resultados obtenidos es la siguiente: En el caso (a): el 19% del tiempo (en 19 horas) el equipo puede sufrir 3 ó más fallas. En el caso (b): el 37% del tiempo (en 74 horas) el equipo puede sufrir 5 ó más fallas.

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4.2 Confiabilidad de Componentes y Equipos Recordemos que la probabilidad de supervivencia (Ps (t)) expresa el grado de confiabilidad de un equipo, o el nivel de confianza que se tiene de que no fallará, estando en servicio, durante un lapso de tiempo determinado. En tal sentido, es a menudo conveniente conocer en qué instante de tiempo t(i) un componente o equipo alcanza un valor de confiabilidad (probabilidad de sobrevivir) predeterminado. La posibilidad de conocer en términos de tiempo el momento en el cual la confiabilidad asume un valor determinado, permite establecer líneas de acción controladas, soportadas por una política previamente definida, en base a un estándar de confiabilidad. De acuerdo con las políticas generales y los objetivos de la empresa, y en concordancia con los planes y programas de producción, la gerencia podría fijar un valor mínimo de confiabilidad para ciertos equipos. Cuando se alcanza ese mínimo, se podría activar un procedimiento especial que contemple las medidas pertinentes a tomar, para restablecer la situación a su condición original. Estas medidas incluyen, entre otras, la reconstrucción parcial o total del equipo, o su reemplazo. Hemos señalado que durante la mayor parte de la vida de un equipo, la rata de fallas se mantiene prácticamente constante. En este caso, para un valor determinado de rata de fallas y una probabilidad de supervivencia preestablecida, es posible calcular la cantidad de tiempo que debe transcurrir para que se alcance dicha probabilidad de supervivencia. Partiendo de la expresión que permite calcular la probabilidad de supervivencia se tiene: Ps(t) = Exp (-λ.t) Tomando logaritmos en ambos miembros se obtiene Ln (Ps(t)) = Ln (Exp (-λ.t)) -Ln (Ps(t)) = λ.t t = -Ln (Ps(t)) . 1/λ

(10.1)

Por propiedades de los logaritmos -Ln (Ps(t)) = 0 - Ln (Ps(t)) -Ln (Ps(t)) = Ln (1) - Ln (Ps(t)) = Ln ( 1 / Ps(t))

65


Sustituyendo en la expresión (10.1) se obtiene 1 1 t = -------- . Ln ------λ Ps(t)

(10.2)

Consideremos como ejemplo, un equipo cuya rata de fallas es de 0,0002 fph y se desea conocer en cuanto tiempo se estima que pueda alcanzar un nivel de confiabilidad del 98%. λ = 0,0002 1/ λ = 5000 Ps(t) = 0,98 1/Ps(t) = 0,2020271 Aplicando la formula indicada en (10.2) resulta: t = 5000 . 0,2020271 = 1010 h aprox. Es decir que en un lapso de aproximadamente 1010 horas, la probabilidad de supervivencia del equipo disminuiría hasta alcanzar el 98%.

Otro aspecto que resulta interesante evaluar, a los fines de llevar un control sobre el comportamiento de los equipos, es el que se refiere a la duración de una misión, entendiendo por misión una función determinada a ser ejecutada en un plazo establecido. Se trata entonces de evaluar la probabilidad que el equipo cumpla dicha misión exitosamente, sabiendo que ha venido funcionando satisfactoriamente por un cierto periodo de tiempo, anterior al inicio de la misión. Estadísticamente, se trata de evaluar una probabilidad condicional, cuya expresión matemática es la siguiente: Ps (T + ∆t) Ps(∆t / T) = ---------------Ps(T)

(10.3)

Donde T = tiempo de buen funcionamiento previo ∆t = duración de la misión

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Consideremos por ejemplo un equipo con rata de falla constante igual a 0,002 fph que ha tenido 1500 horas de buen funcionamiento, antes del inicio de la misión. Se quiere determinar cuál es la probabilidad de cumplimiento exitoso de una misión de 100 horas. T = 1500 h ∆t = 100 h Aplicando la expresión 10.3, se obtiene: Ps(1500+100) Ps(∆t / T) = ------------------Ps (1500)

Ps(1600) = Exp(-0,002 . 1600) = 0,0407622 Ps(1500) = Exp(-0,002 . 1500) = 0,0497871

0,0407622 Ps(∆t / T) = ---------------0,0497871

Ps(∆t / T) = 0,8187

Es decir, que la probabilidad de cumplir la misión es del 82% aproximadamente.

4.3 Método para el cálculo de los parámetros típicos de la Distribución de Weibull En capítulos anteriores se hizo referencia a la distribución de Weibull como la más universal de las distribuciones utilizadas para el análisis estadístico de la fallas. Esta distribución es la más indicada para estudiar el periodo de vida inicial de los equipos, conocido también como etapa inicial, de arranque, o periodo de mortalidad infantil. Las expresiones matemáticas que permiten calcular la densidad de probabilidades (valor puntual), la probabilidad de supervivencia y de fallas son las siguientes: k t t P(t) = ---- . (-----)K-1 . Exp [ - (----) K ]

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V

V

V

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t Ps(t) = Exp[ - (----) K ] V t Pf(t) = 1 - Exp[ - (----) K ] V Se trata de expresiones biparamétricas, donde "k" es llamado parámetro de forma (que determina la pendiente de la curva) y "V", que se conoce como parámetro de posición, se asocia a la edad característica para fallar del equipo o componente. El valor de "k" se encuentra vinculado a cada una de las tres etapas de vida del equipo. Si k<1 el equipo se encuentra en la etapa de arranque. Si k=1 se encuentra en la etapa de operación normal. Si k>1 el equipo está en la etapa de desgaste. Para evaluar la densidad de probabilidad y la probabilidad de supervivencia o de falla, es necesario determinar previamente el valor de los parámetros "k" y "V". Existen numerosos métodos para el cálculo de los parámetros de la distribución de Weibull. En nuestro caso nos valdremos de un método analítico basado en valores extremos de probabilidad.

Los parámetros "k" y "V" se estiman, a partir de los datos, mediante las fórmulas siguientes: 1 σ (Log t) ---- = -------------k` σ (N) Log V = Log t + [ (1 / k`) . Y(N)] k = k` / 2,30258 Para la aplicación del método, es preciso calcular primero el logaritmo de cada uno de los tiempos de operación y, seguidamente, calcular la media y la desviación estándar de dichos logaritmos. Los valores de σ (n) y Y (n) se obtienen de la tabla nª 10-1 en correspondencia de la cantidad de datos (n) observados. Este método, conduce a una aproximación aceptable de los valores de "k" y "V", mejores respecto a los que se obtienen mediante aplicación de métodos gráficos.

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TABLA Nº 10-1 N Y(N) σ (N) 10 0,4952 0,9497 15 0,5128 1,0206 20 0,5236 1,0628 25 0,5309 1,0914 30 0,5362 1,1124 35 0,5403 1,1285 40 0,5436 1,1413 45 0,5463 1,1518 50 0,5485 1,1607 55 0,5504 1,1681 60 0,5521 1,1747 70 0,5548 1,1854 80 0,5569 1,1938 90 0,5586 1,2007 100 0,5600 1,2065 150 0,5646 1,2253 200 0,5672 1,2360 250 0,5688 1,2429 300 0,5699 1,2479 400 0,5714 1,2545 500 0,5724 1,2588 1000 0,5745 1,2685 0,5772 1,2826 ∞ Adaptación de Gumbel (1958). Use interpolación lineal

Seguidamente, se muestra un ejemplo de cálculo de los parámetros de Weibull, mediante la aplicación del método analítico antes señalado. El caso en estudio, es un equipo para el cual se han registrado los tiempos de operación (x) a lo largo de 46 corridas, y se desea determinar los parámetros de Weibull por el método analítico. En la tabla que se muestra a continuación, aparecen las columnas correspondientes a: los datos (x), el logaritmo de los tiempos de operación (log x), la diferencia entre la media de los logaritmos y cada uno de los logaritmos de los tiempos de operación (µ -log x) y esta misma diferencia elevada al cuadrado. Para el cálculo de la desviación estándar, se suman los valores de la ultima columna. El resultado se divide entre (n-1) o sea el número de datos menos uno. Se obtiene así el valor de la varianza (σ σ 2) Extrayendo la raíz cuadrada de la varianza, se obtiene el valor de la desviación estándar (σ σ ).

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Una vez obtenido el valor de la desviación estándar, se calculan los parámetros de Weibull mediante las fórmulas señaladas anteriormente.

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

X 263,25 214,50 22,75 46,00 21,75 192,00 16,00 16,00 45,75 335,50 18,00 15,00 45,50 159,25 282,25 19,50 16,00 239,00 10,00 15,25 71,25 215,75 6,50 16,75 46,75 334,75 20,75 303,50 11,00 23,75 166,75 91,25 41,50 21,75 95,25

log x 2,42036838 2,3314273 1,3569814 1,66275783 1,33745926 2,28330123 1,20411998 1,20411998 1,6603911 2,52569252 1,25527251 1,17609126 1,6580114 2,20207944 2,45063395 1,29003461 1,20411998 2,37839790 1,00000000 1,18326984 1,85278487 2,33395080 0,81291336 1,22401481 1,66978162 2,52472059 1,31701810 2,48215870 1,04139269 1,37566361 2,22206584 1,96023287 1,61804810 1,33745926 1,97886498

µ -logx 0,63113171 0,54219063 -0,43225527 -0,12647884 -0,45177741 0,49406456 -0,58511668 -0,58511668 -0,12884557 0,73645586 -0,53396416 -0,61314541 -0,13122527 0,41284277 0,66139728 -0,49920206 -0,58511668 0,58916123 -0,78923667 -0,60596682 0,06354820 0,54471414 -0,97632331 -0,56522186 -0,11945505 0,73548392 -0,47221857 0,69292203 -0,74784398 -0,41357305 0,43282918 0,17099621 -0,17118857 -0,45177741 0,18962832

(µ µ -logx)2 0,39832724 0,29397068 0,18684462 0,0159969 0,20410282 0,24409979 0,34236153 0,34236153 0,01660118 0,54236723 0,28511773 0,37594729 0,01722007 0,17043916 0,43744637 0,24920269 0,34236153 0,34711096 0,62289452 0,36719579 0,00403837 0,29671349 0,95320721 0,31947575 0,01426951 0,54093659 0,22299037 0,48014094 0,55927062 0,17104267 0,18734110 0,02923970 0,02930553 0,20410282 0,03595890

71


36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

143,00 71,75 575,75 211,00 503,00 595,25 163,00 23,50 46,50 12,50 70,75 Σ log(x)= µ=

2,15533604 0,36609937 1,85582191 0,06658524 2,76023395 0,97099728 2,32428246 0,53504579 2,70156799 0,91233132 2,77469940 0,98546274 2,21218760 0,42295094 1,37106786 -0,41816880 1,66745295 -0,12178371 1,09691001 -0,69232665 1,84972644 0,06048978 82,304887 Σ (µ µ -logx)2 = 1,7892367 σ 22 = Σ /n-1 =

0,13402875 0,00443359 0,94283572 0,28627400 0,83234843 0,97113681 0,17888750 0,17486515 0,01483127 0,47931620 0,00365901 13,87262 0,3082804 σ = 0,5552301

0,5552301 / 1,1536 = 1/k`= (σ (log x))/σ(n) = k` = Log(v) = µ + (1/k`* y(n)) = 1,78923667 + (0,4813021 * 0,5467) = V = antilog (log v) = 10 ^ 2,0523645 = k= k`/ 2,30258 = 2,0776973 / 2,30258 =

0,4813021 2,0776973 2,0523645 112,07 0,9023344

De los resultados podemos deducir que el equipo analizado se encuentra saliendo de la etapa de arranque, en un lugar próximo a la etapa de operación normal, dado que "k" se ubica en un valor cercano a la unidad (0,90). En esta etapa, el equipo presenta una edad característica para fallar cercana a las 110 horas. El método gráfico para la determinación de los parámetros de Weibull no es tratado en este curso, pues ha sido superado por herramientas analíticas mas modernas. Las cuales han alcanzado un notable desarrollo, gracias a soluciones de tipo computarizado, como es el caso de los sistemas Paraman y Arcon, especialmente diseñados para el estudio de la confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad de equipos e instalaciones. El ejemplo anterior, ha sido desarrollado en su totalidad en una hoja electrónica de cálculo. 4.4 Mantenibilidad: Definición y Conceptos Básicos Recordemos que mantenibilidad es la probabilidad de restablecer un equipo a su estado operacional dentro de un lapso de tiempo dado, cuando el mantenimiento se realiza según los procedimientos preestablecidos.

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La definición anterior encierra algunos conceptos básicos: 1) Noción de probabilidad: Probabilidad que un sistema que se detuvo en el instante de tiempo T=0, se encuentre de nuevo en servicio luego de transcurrir un tiempo t; es decir: M(t) = Prob (T ≤ t) 2) Condiciones de funcionamiento: supone la cuantificación de un nivel de rendimiento inicial y de un nivel o limite de rendimiento admisible. rendimiento

nivel de admisibilidad

t TOP 1

TR1

TOP 2

TR2

TOP 3

3) Limite de tiempo: supone la definición de un "tiempo asignado" para cada intervención y de un plazo "t". 4) Recursos de mantenimiento definidos: la duración de la intervención, para que tenga sentido, tiene que estar relacionada con los medios disponibles, tales como procedimientos, logística, personal, equipos, herramientas, etc. Es oportuno aclarar dos definiciones que pueden prestarse a interpretaciones erróneas: mantenibilidad y mantenimiento. La mantenibilidad es el conjunto de condiciones y características que posibilitan el restablecimiento de un dispositivo, equipo o sistema, cuanto éstos requieren mantenimiento. Se evalúa mediante una función de probabilidad. El mantenimiento es el conjunto de acciones de carácter organizativo y físico que se deben realizar para devolver un equipo a las condiciones prescritas de funcionamiento. Se mide por la cantidad de tiempo consumido en ejecutarlas. El tiempo durante el cual un equipo permanece fuera de servicio se descompone en dos fracciones: una representada por el tiempo técnicamente necesario para realizar el mantenimiento y otra fracción de tiempo que se requiere para las tareas de organización, que sirven de apoyo a las operaciones de mantenimiento.

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74


Si la suma de los tiempos muertos es superior a la suma de los tiempos activos, se hace necesario revisar cuidadosamente todos los aspectos relacionados con las actividades de soporte logístico (órdenes, gestión de existencias, medios, etc.).

TIEMPO FUERA DE SERVICIO

TIEMPOS ACTIVOS Necesario para: • Verificación de la falla • Diagnóstico • Acceso al elemento fallado (desmontaje) • Reemplazo o reparación • Montaje • Pruebas y Control

TIEMPOS MUERTOS Espera por: • Materiales • Partes y repuestos • Herramientas • Planos y Documentos • Autorizaciones y vías libres • Personal especializado • Transporte

La mantenibilidad depende, por una parte, de los tiempos técnicos y de la logística de mantenimiento y, por la otra, de un conjunto de factores tales como: - intercambiabilidad de componentes (estandarización y normalización de elementos y materiales) - indicadores de degradación, de fallas y de límites admisibles de rendimiento - modularidad de la arquitectura de las máquinas -

facilidad de acceso y de desmontaje (herramientas comunes en lugar de especiales)

- sencillez de los reglajes y calibraciones necesarios después del montaje - existencia de buena documentación técnica y referencial sobre mantenimiento ordinario - facilidad de obtención de los repuestos - homogeneidad del parque de maquinarias - conservación al día de los historiales técnicos de equipos.

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Entre mantenibilidad y confiabilidad existe cierta analogía, desde el punto de vista del estudio estadístico de ambos parámetros. - la variable aleatoria es el tiempo (duración de la intervención) - la función de densidad: g(t) - la función de distribución: M(t) = ∫ g(t), que representa la probabilidad de una reparación de duración T ≤ t, o sea M(t) = Prob(T ≤ t).

- Rata de reparación :

g(t) µ (t) = -------------1 - M(t)

En aquellos casos en que µ(t) = k (constante) , la distribución de los tiempos de reparación obedece a la ley exponencial: M(t) = 1 - Exp( - µ .t ) de donde se deduce que el tiempo promedio para reparar (TPPR) equivale a la esperanza matemática o promedio de los tiempos de reparación observados. Corresponde al inverso de la rata de reparación: TPPR = 1/ µ . Los dos gráficos siguientes muestran respectivamente el comportamiento de la ratas de falla y de reparación en función del tiempo.

λ(t)

CONFIABILIDAD k=3

MANTENIBILIDAD µ(t )

k=0, 5 k=1

t

t

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Si µ(t) es variable, se aplica la distribución log-normal. Las expresiones matemáticas que caracterizan este tipo de distribución son:

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1 Exp [-ln2(x / U)] fdp = ----------------------- . ---------------------σ(e) . √ 2π . x 2σ(e)2 donde: fdp = función de distribución de probabilidades σ(e) = desviación estándar de los logaritmos de la variable x U = mediana de la distribución. ∞

La distribución acumulativa equivale a : fda = ∫ fdp 0

la cual se expresa como f(U, σ(e)), es decir f(3,0.7) es la distribución log-normal acumulativa con mediana igual a 3 y desviación estándar de los logaritmos igual a 0,7. El valor de la media esta dado por: m = U.Exp(σ(e)2 /2). Para el cálculo del parámetro de mantenibilidad existen métodos gráficos y analíticos. No se consideran en este curso los métodos gráficos. De los métodos analíticos existentes, se eligió el de regresión lineal basado en la ecuación de Gumbell tipo I, que se ajusta a los tiempos de falla de un equipo en el rango de variación observado y obedece a la ley del efecto proporcionado, según la cual "el cambio de una variable es una proporción al azar del valor previo de la variable, si la variable está sujeta a cambios". La ecuación de Gumbell tipo I se expresa de la siguiente forma: P(T ≤ t) = Exp (- e - a(t - u) )

(11.1)

donde : u 1/a T t

= media o edad característica para reparar = desviación estándar = tiempo real que se empleará en la siguiente reparación = tiempo teórico estimado para el trabajo de reparación siguiente

los coeficientes "u" y "a" definen la situación vigente (actual). El tiempo promedio de duración de la falla o de la reparación, a partir de los coeficientes de Gumbell se define como: 0,5778 TPPR = u + ------------

78


a

79


La linealización de la ecuación de Gumbell tipo I se obtiene aplicando doble logaritmo a la expresión (11.1), de lo cual resulta: ln (- ln(Pf(ti))] = a . t(i) - a . u) Comparando la anterior con una ecuación lineal del tipo: Yi = a0 + a1 . xi + ei resulta: a0 a1 xi Yi ei

= = = = =

a.u -a ti ln [- ln(Pf(ti))] error de estimación

4.5 Método para el cálculo de los coeficientes de la distribución de Gumbell tipo I. 1) Ordenar los tiempos de falla o reparación en forma ascendente (de menor a mayor), calcular la sumatoria de los mismos (SSX) y el cuadrado de la suma (X2) 2) calcular las probabilidades asociadas a cada uno de los tiempos según el método del orden ajustado, mediante la expresión siguiente: i Pf(i) = --------N+1 donde "i" es el ordinal, desde 1 hasta N, asociado a cada uno de los tiempos de falla ordenados y la cantida "N" de observaciones. 3) Calcular el doble logaritmo (Yi = ln [- ln(Pf(ti))]) de los tiempos de falla ordenados y la sumatoria de los mismos (SSY) 4) Calcular el producto de cada uno de los tiempos de falla por su respectivo logaritmo y la sumatoria de los mismos (SSX.Y) 5) Calcular el cuadrado de cada uno de los tiempos de falla y la sumatoria de los mismos (SSX2)

80


6) Calcular los coeficientes de la ecuación según las expresiones a continuación: a0 = ((SSY * SSX2) - (SSX.Y * SSX)) / ((N * SSX2) - X2)) a1 = ((N * SSX.Y) - (SSX * SSY)) / ((N * SSX2) - X2)) 7) Calcular los coeficientes de la ecuación de Gumbell en base a: a = - a1 u = a0 / a 8) Calcular el tiempo promedio para reparar: TPPR = SSX / N 9) Estimar la probabilidad de T ≤ t a partir de la ecuación (11.1) A continuación se presenta un ejemplo basado en los tiempos de falla (fuera de servicio) registrados en el historial de un equipo. Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9

a0= a1= a= u=

TFS 85 118 68 78 71 106 92 74 138

X 68 71 74 78 85 92 106 118 138 830

PF(i) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Y(i) 0,83403245 0,47588500 0,18562676 -0,08742157 -0,36651292 -0,67172699 -1,03093043 -1,49993999 -2,25036733 -4,41135503

X*Y(i) 56,7142063 33,7878347 13,7363802 -6,8188826 -31,1535982 -61,7988833 -109,278626 -176,992918 -310,550691 -592,355179

X^2 4624 5041 5476 6084 7225 8464 11236 13924 19044 81118

3,2509232 -0,04056586 0,04056586 80,1393881

Mediante los coeficientes "a" y "u" se puede estimar, en base a la expresión (11.1) la probabilidad que el tiempo de reparación sea menor o igual a un tiempo "t" dado. En el caso del equipo del ejemplo anterior, podemos estimar la probabilidad que el tiempo de reparación sea igual o inferior a 100 horas.

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Pf (≤ 100) = Exp (-Exp (- 0,041 . (100 - 80,14))) Pf (≤ 100) = Exp (-Exp (- 0,81426)) Pf (≤ 100) = Exp (-0,442967) Pf (≤ 100) = 0,6421284 Es decir que la probabilidad que el próximo trabajo de reparación tenga una duración igual o menor a 100 horas es del 64%. Esto significa también que la probabilidad del equipo de permanecer cuando menos 100 horas fuera de servicio cuando ocurra la próxima falla es del 64% aproximadamente.

4.6 Disponibilidad: Definición y Conceptos Básicos Recordemos que disponibilidad es la probabilidad que un equipo, componente o sistema se encuentre listo para funcionar, y que cuando se requiera su uso éste entre en funcionamiento y opere durante un periodo de tiempo determinado. La disponibilidad es función de: los tiempos de operación, que caracterizan a la confiabilidad, y de los tiempos para reparar, que definen a la mantenibilidad. Cuando se evalúa el tiempo de operación, en base a los registros que se conserven en el historial de equipos, para un dispositivo que se encuentre en la etapa correspondiente a rata de fallas constante, el tiempo medio de operación o tiempo medio entre fallas corresponde al promedio de los valores observados. Es decir, Σ TOP(i) TPEF = -----------N donde N representa el numero de datos registrados. Igualmente, el tiempo promedio para reparar se evalúa en base al promedio de los tiempos durante los cuales el equipo permaneció fuera de servicio, cada vez que ocurrió una falla en el ciclo de operaciones considerado. Es decir: Σ TFS(i) TPPR = -----------N

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donde N representa el número de datos registrados.

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El gráfico a continuación es un ejemplo del ciclo de trabajo de un equipo cualquiera, en el cual se señalan los tiempos de operación y los tiempos fuera de servicio, mediante los cuales se evalúa el tiempo promedios entre fallas y el tiempo promedio fuera de servicio.

TPOP = (TOP1+TOP2+TOP3) / 3 = (10 +6 +9) / 3 = 8,33 h

TPFS = TPPR = (TR1+TR2) / 2 = 5 / 2 = 2,5 h

----TR1---

TOP1

0 30.

------TR2-----

TOP2

10

12

TOP3

18

21

------------TF1=8 ---------------------------------TF2=12------------------

TPEP=TPEF = (TF1+TF2) / 2 = 20/2 = 10 h

La disponibilidad o probabilidad que un equipo entre en funcionamiento y se mantenga en operación durante un periodo de tiempo establecido, se mide en base a la razón de servicio, determinada en función del tiempo promedio entre fallas y el tiempo promedio para reparar según la expresión: TPEF RS = ------------------------TPEF + TPPR

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Para el ejemplo anterior, RS = 10 / (10 + 2,5) = 0,8 La disponibilidad, o razón de servicio de un equipo expresa un valor que será mejor cuanto más se acerque a 1. Por lo tanto, se puede incrementar la disponibilidad de un equipo mejorando su confiabilidad (aumentando el tiempo promedio en servicio) o mejorando la mantenibilidad (disminuyendo el tiempo empleado en las reparaciones). Los mejores dividendos se obtienen reduciendo el tiempo promedio para reparar. Si lográramos que el tiempo promedio en operación (tiempo promedio entre fallas) aumentase una hora, la razón de servicio pasaría a ser 0,81. Si, en cambio, logramos que disminuya una hora el tiempo promedio para reparar, la razón de servicio aumentaría a 0,87. Considerando que los tiempos promedios de operación de la mayoría de los equipos de planta se encuentran en un rango que va desde las 300 hasta las 1000 horas, después que se establece la disponibilidad esperada o deseada, el tiempo promedio para reparar (o el tiempo permisible fuera de servicio) quedará determinado por el valor que se estime mediante la expresión con la cual se calcula la razón de servicio. Por ejemplo, si se establece un mínimo de 97% para la disponibilidad de un equipo, cuyo tiempo promedio de operación es de 300 horas, el tiempo permisible fuera de servicio, manteniendo la confiabilidad en el valor actual, deberá se equivalente a: TPEF TPFS = ----------- - TPEF RS TPFS = (300 / 0,97) - 300 = 9,28 horas Si el nivel de disponibilidad se reduce al 90%, y se mantiene el mismo valor de confiabilidad, el tiempo admisible fuera de servicio será: TPFS = (300 / 0,90) - 300 = 33,33 horas En caso que el tiempo promedio entre fallas fuese de 1000 horas, y la disponibilidad se fijara en 97% y en 90%, el tiempo permisible fuera de servicio sería respectivamente: TPFS (97%) = (1000 / 0,97) - 1000 = 30,93 horas TPFS (90%) = (1000 / 0,90) - 1000 = 111,11 horas Lo anterior significa que para un valor de confiabilidad determinado, el tiempo permisible fuera de servicio es inversamente proporcional al nivel de servicio que se establezca para el equipo. O

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sea, a mayor disponibilidad corresponde menor tiempo utilizable para realizar las reparaciones y viceversa.

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4.7 Confiabilidad de sistemas a partir de confiabilidad de componentes Los sistemas y equipos están constituidos por componentes los cuales, al fallar, pueden conducir a la falla o indisponibilidad del sistema o equipo de los cuales forman parte. Si consideramos un sistema con dos componentes (C1 y C2) que pueden conducirlo a la falla (asumiendo que C1 es el embobinado yC2 es el rodamiento de un motor eléctrico) dependerá de la forma en que se combinan las fallas de dichos componentes, para establecer cuál será el estado final del sistema y cuál la probabilidad que ese estado final ocurra. Si decimos que en un periodo de 1000 horas de operación, la probabilidad de supervivencia del embobinado es de 0,52, mientras que la del rodamiento es de 0,25, tendremos que: 1) la probabilidad que ambos componentes sobrevivan 1000 horas es igual a: Ps(C1.C2) = Ps(C1) . Ps(C2) = 0,52 . 0,25 = 0,13 2) la probabilidad que sobreviva uno de los dos o ambos componentes en 1000 horas es: Ps(C1νC2) = Ps(C1) + Ps(C2) - (Ps(C1C2) = 0,52 + 0,25 - 0,13 = 0,64 3) la probabilidad que falle uno o ambos componentes en 1000 horas es igual a: Pf(C1.C2) = 1 - Ps(C1C2) = 1 - 0,13 = 0,87 4) la probabilidad que falle C1 (embobinado) y sobreviva el rodamiento (C2) en 1000 horas es igual a: Pf(C1). Ps(C2) = (1 - Ps(C1)) . Ps(C2) = (1 - 0,52) . 0,25 = 0,12

5) la probabilidad que sobreviva C1 (embobinado) y falle el rodamiento (C2) en 1000 horas es igual a: Ps(C1). Pf(C2) = Ps(C1) . (1 - Ps(C2)) = 0,52 . (1 - 0,25) = 0,39 6) la probabilidad que ambos componentes fallen en 1000 horas es igual a: Pf(C1C2) = Pf(C1) . Pf(C2) = 0,48 , 0,75 = 0,36

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El estado del sistema, en función de los posibles estados finales de sus componentes, se puede resumir de la siguiente forma:

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ESTADO E1 E2 E3 E4

C1 S F S F

C2 S S F F

PROBABILIDAD 0,52 . 0,21 = 0,13 0,48 . 0,25 = 0,12 0,52 . 0,75 = 0,39 0,48 . 0,75 = 0,36

Si los componentes están conectados en serie, las probabilidades de supervivencia y de falla del sistema estarán dadas por:

C1

C2

Ps(Sserie) = E1 = 0,13 Pf(Sserie) = E2+E3+E4 = 0,87

Si los componentes se encuentran conectados en paralelo, las probabilidades de supervivencia y de falla del sistema estarán dadas por: C1 C2

Ps(Sparalelo) = E1+E2+E3 = 0,64 Pf(Sparalelo) = E4 = 0,36

4.8 La organización de mantenimiento y los sistemas de apoyo Recordemos que la organización de mantenimiento forma parte de un sistema general constituido por la empresa. Su labor se apoya sobre la actividad que realizan otros integrantes de la estructura organizacional, para obtener los recursos que le permiten lograr sus objetivos y, en conjunto con el trabajo del resto de los subsistemas, contribuir al logro de las metas y objetivos de la empresa. 89


En este sentido, el mantenimiento se desenvuelve en un ambiente caracterizado por una serie de aspectos administrativos que pueden ser agrupados en cuatro rubros generales: organización, equipamiento, sistemas y apoyos. Organización.La actividad de mantenimiento no se podría desarrollar, si la organización de mantenimiento careciera del apoyo del resto de los integrantes de la empresa. Considerando que se trata de una actividad que involucra el empleo de recursos humanos, también los aspectos relacionados con los individuos (motivación, capacitación, remuneración, incentivos, etc.) contribuyen a crear un clima propicio para el logro de los objetivos. Equipamiento.La empresa industrial, desde el punto de vista de la producción, utiliza una serie de equipos e instalaciones, necesarios para fabricar el o los productos que constituyen su fuente de ingresos. Además, para efectuar las labores de mantenimiento, se necesitan herramientas, equipos e instrumentos que permitan a la organización realizar las operaciones que son de su competencia. Sistemas.La actividad de la organización de mantenimiento es de carácter sistémico y requiere interrelacionarse con otras áreas, las cuales también se valen de sistemas para un conjunto de actividades y tareas, tales como: estudios estadísticos y probabilísticos del comportamiento de los equipos, para la evaluación de los parámetros de mantenimiento; sistemas de planificación y programación, para la implementación y seguimiento de acciones preventivas de mantenimiento; control y evaluación de los resultados de las operaciones de mantenimiento y de los costos asociados, en apoyo a la toma de decisiones, para optimizar la gestión de la organización. Apoyos.Se requiere el soporte de la estructura gerencial, para poder desarrollar la acción de mantener bajo la tutela de individuos perfectamente conscientes de la importancia del mantenimiento, y su contribución en pro del buen desenvolvimiento de las operaciones de la empresa. Es indispensable también el apoyo administrativo, puesto que el éxito de la actividad de mantenimiento depende del éxito de muchas funciones que son de competencia de otras áreas de la organización (compras, almacén, finanzas, personal, etc.). Así mismo, mantenimiento necesita de la experticia que puede brindar el área técnica de la empresa, ya que se vinculan entre sí por una serie de razones, entre las cuales se puede mencionar: el control de calidad o cumplimiento de especificaciones técnicas por parte de proveedores de equipos y repuestos, los estudios

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orientados hacia la renovación y modificación de instalaciones y equipos, estandarización, catalogación de materiales, etc. Finalmente, y no por ello menos importante, el apoyo de la logística industrial, el cual es factor que mayor influencia ejerce sobre los resultados de la acción de mantenimiento. 4.9 La logística de mantenimiento industrial. Toda empresa persigue un objetivo, cuyo logro depende de cuán efectivo sea el sistema global de la organización. En el caso de las empresas industriales, la efectividad del sistema depende esencialmente de dos factores primordiales: la disponibilidad de los equipos de producción y la capacidad instalada de partes y repuestos. Es sabido que la disponibilidad de los equipos y de las instalaciones, depende directamente del grado de fiabilidad de los mismos (características constructivas y funcionales) y de la efectividad de las operaciones de mantenimiento, representada por la mantenibilidad. Por otra parte, sabemos que existe un conjunto de factores que condicionan la efectividad de las operaciones de mantenimiento (equipos, modularidad, estandarización, accesibilidad, etc.). Entre ese conjunto de factores, se destacan aquellos que están vinculados más directamente con la realización de las acciones de mantenimiento, y, en modo particular, los que se refieren a la disponibilidad de partes y repuestos. Si el almacén dispone del repuesto necesario y se cuenta con personal para realizar la reparación, los otros factores resultan menos determinantes respecto al resultado final. Si, por el contrario, llegaran a faltar las partes y repuestos, de nada valdría que los factores restantes alcanzaran el máximo nivel, porque las operaciones quedarían igualmente suspendidas hasta obtener la pieza requerida. De lo anterior se deduce que el apoyo logístico es probablemente el factor que más afecta a la mantenibilidad. El apoyo logístico es una función de servicio de la empresa, cuyo objetivo consiste en proveer lo que Mantenimiento necesita, en el momento oportuno, en el sitio adecuado y al menor costo, compatible con la calidad de servicio esperada.

En las empresas industriales, la gerencia de logística administra y provee insumos y materiales para la producción. Estos incluyen, por una parte, todo aquello que se necesita para la fabricación del o de los productos que fabrica la empresa y, por la otra, los materiales, partes, repuestos y otros elementos necesarios para ejercer la actividad de mantenimiento de los equipos de producción.

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Mientras la gestión de insumos y materiales para los procesos productivos ha sido objeto de estudios desde el inicio de la era industrial, la logística de partes y repuestos no ha experimentado un desarrollo tan efectivo como el anterior. Uno de los aspectos principales de la logística de partes y repuestos es el que involucra la actividad administrativa y los factores económicos que influyen sobre la gestión de compra y el manejo de los almacenes. En este sentido, la logística industrial debe responder objetivamente y en forma técnica a dos interrogantes fundamentales: ¿cuánto comprar? y ¿cuándo comprar?. La cantidad a comprar y el momento adecuado en el cual se debe realizar la compra, están ligados a procesos de carácter aleatorio que, en forma general, se relacionan directamente con las características de funcionamiento de los equipos. Si las fallas de los equipos se producen con cierta frecuencia, la cantidad de repuestos en almacén debe poder responder a la demanda de piezas que determina esa frecuencia de fallas. Adicionalmente, el momento en el cual se efectuará la compra, debe ser tal que no se corra el riesgo de agotar la existencia en almacén, antes del tiempo necesario para que el proveedor entregue la cantidad apropiada para reponer las existencias. Esta es una estrategia que produce efectos positivos sobre la gestión, porque se compra sólo la cantidad económicamente justificada y en el momento oportuno, minimizando el riesgo de incurrir en graves costos de penalización por paradas imprevistas de la producción. Debe existir un equilibrio entre cantidad de piezas disponibles y la necesidad económica de mantener en niveles aceptables los costos de almacenamiento. Un inventario sobredimensionado significa capital inmovilizado que pudiera ser destinado a otras iniciativas productivas. En forma general, la cantidad económica o lote económico a comprar, es función de los costos de ordenar (costo administrativo para emitir una orden de compra, desde el momento en que se hace la requisición, hasta la remisión de la solicitud al proveedor), del costo de mantener los repuestos en almacén (incluye el costo financiero, o de capital, el costo operativo del almacén, del costo de obsolescencia y de seguros , impuestos y otros rubros menores), del precio del artículo y de su dinámica de uso (cantidad de salidas o requisiciones de almacén en un periodo determinado). La expresión que evalúa el lote o cantidad económica es la siguiente:

CE =

2. CO. RU CM . P

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Donde : Co = costo de ordenar Ru = rata de uso del articulo Cm = costo de mantener el articulo en inventario P = precio unitario del articulo.

dinámica de uso de los materiales (consumos en un periodo determinado) y del tiempo de reposición (tiempo de entrega del proveedor). Su evaluación, conocido como punto de pedido, se realiza mediante una expresión que relaciona la demanda esperada de un articulo durante el tiempo que emplea el proveedor en entregar el pedido, corregida por un factor que estime la aleatoriedad en función del tiempo de entrega y la incertidumbre debida a los errores en la estimación de la demanda. Este factor representa el stock de seguridad. La expresión matemática para evaluar el punto de pedido es : pp = De(l) + k.Ds(l) Donde: Pp = punto de pedido De(l) = demanda esperada en el tiempo de reposición "l" K = factor de servicio Ds(l) = desviación estándar de la demanda esperada en función del tiempo "l" El factor de servicio es un coeficiente que se establece en función de la criticidad del articulo, es decir su importancia relativa respecto a las operaciones de producción y de mantenimiento (nivel de servicio). La determinación del momento en el cual se debe efectuar la compra, es función de la dinámica de uso de los materiales (consumos en un periodo determinado) y del tiempo de reposición (tiempo de entrega del proveedor). Su evaluación, conocido como punto de pedido, se realiza mediante una expresión que relaciona la demanda esperada de un articulo durante el tiempo que emplea el proveedor en entregar el pedido, corregida por un factor que estime la aleatoriedad en función del tiempo de entrega y la incertidumbre debida a los errores en la estimación de la demanda. Este factor representa el stock de seguridad.

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La expresión matemática para evaluar el punto de pedido es : pp = De(l) + k.Ds(l) Donde: Pp = punto de pedido De(l) = demanda esperada en el tiempo de reposición "l" K = factor de servicio Ds(l) = desviación estándar de la demanda esperada en función del tiempo "l" El factor de servicio es un coeficiente que se establece en función de la criticidad del articulo, es decir su importancia relativa respecto a las operaciones de producción y de mantenimiento (nivel de servicio). A un articulo vital o estratégico para producción, se asocia un nivel de servicio entre 0,99 y 0,98; a uno de soporte para las operaciones de mantenimiento se asigna un nivel de servicio de 0,95; mientras que a un material genérico (uso administrativo) se asocia un nivel de servicio entre 0,90 y 0,85. A cada uno de estos niveles de servicio se asocia un factor de servicio de la siguiente forma: Nivel de Servicio 0,99 0,98 0,95 0.90 0,85

Factor de Servicio 2,33 2,06 1,65 1,29 1,04

Considerando que el movimiento de los materiales obedece a una dinámica de uso propia de cada material, las políticas para reabastecimiento obedecerán a políticas diferenciadas, lo cual determina que el punto de pedido experimente variaciones que dependen del comportamiento de cada uno de los materiales. Si el consumo de un articulo es constante en el tiempo, el promedio de uso será el valor más adecuado para estimar el punto de pedido. Si se trata de artículos de alto consumo, precio bajo y poca importancia, lo mas conveniente es adoptar la política "bin tag" o de control de etiquetas. Si el ítem es costoso y crítico (alto riesgo de penalización) la política más indicada será la de remplazo directo (usa uno, compra uno). En el caso que se desconozca el costo de penalización, la dinámica de fallas de los equipos, permite evaluar el punto de pedido (política por control de fallas). Aquellos productos que se suministran por lotes a lo largo de un periodo establecido 94


(combustibles, lubricantes, etc.) pueden estar sometidos a una política que regule las entregas en función de la variación de los consumos (flujo de reabastecimiento). Adicionalmente, los proyectos de construcción, modificación de instalaciones o trabajos especiales de mantenimiento (overhaul), requieren cantidades extraordinarias de materiales que deben considerarse oportunamente, a fin de mantener el equilibrio entre existencia y demanda y manejar adecuadamente el punto de pedido. La organización de los almacenes es un factor que también influye sobre la función de suministro de piezas de repuesto y otros recursos importantes para mantenimiento. La conservación del material contra el deterioro, especialmente, la corrosión, y el valor económico que representan los artículos en inventario, exigen adecuadas medidas de organización, protección física y ambiental y de trabajo en los almacenes. Los almacenes, por su ubicación, pueden encontrarse centralizados o descentralizados. La forma que se adopte dependerá: de los requerimientos de producción, de la estructura organizativa que se haya seleccionado para el grupo de mantenimiento, de las ventajas comparativas que representa una u otra solución respecto a las necesidades de producción y de mantenimiento. El almacenamiento de los materiales debe asegurar la protección de los mismos en función de sus características físicas. Para ello se pueden establecer zonas de almacenamiento por tipo de material. Zona A: materiales que pueden ser mantenidos a la intemperie, sobre apoyos que permitan la circulación de aire y eviten la acumulación de agua (tanques, intercambiadores de calor y sus partes, tuberías, elementos estructurales, evaporadores, cabillas, etc.). Zona B: materiales que deben ser mantenidos dentro de edificaciones resistentes al fuego y a los agentes atmosféricos, bien ventilados y que no se vean afectados por inundaciones (bombas, válvulas, filtros, compresores, cables y conductores, aislamiento térmico, cemento, luminarias, etc.) Zona C: materiales que deben ser conservados en edificaciones como los de la zona B, pero dotados de sistemas de control de temperatura para evitar la condensación y la corrosión (instrumentación, material y dispositivos eléctricos, controles y paneles de control, motores y generadores, piezas mecánicas de precisión, juntas, anillos, diafragmas, etc.) Zona D: materiales que se deben conservar en edificaciones como las de la zona C, pero en atmósfera libre de polvo y vapores peligrosos, bajo condiciones estrictamente controladas de temperatura y humedad y otros requisitos apropiados (equipos electrónicos e instrumentación

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especial, tales como: analizadores, amplificadores, circuitos integrados, tarjetas electrónicas, etc., y materiales especiales extremadamente sensibles al medio ambiente. La distribución del material en los almacenes deberá ser objeto de una cuidadosa planificación, a fin de facilitar las operaciones de ubicación, a efectos de la entrada de los artículos y su posterior entrega a los solicitantes. Así mismo, deberá implantarse un sistema de control de inventarios para su adecuada gestión.

DISTRIBUCION DE PARETO POR VALOR DE CONSUMO ANUAL ESTANDAR

CASO 1

CASO 2

CASO 3

CLASE

% ARTICULO

% VAU

% VAU

% VAU

% VAU

A

10

65

94

93

90

B

20

25

3

4

7

C

70

10

3

3

3

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CAPITULO V - EJECUCION Y CONTROL DEL MANTENIMIENTO

Recordemos que la administración del mantenimiento se desenvuelve mediante el desarrollo las funciones básicas de la actividad administrativa, que comprenden: formulación de objetivos, planificación, organización, ejecución y control. Dentro de cada una de estas funciones, se cumple un ciclo que requiere: plantear objetivos y metas, planificar, organizar, ejecutar y controlar las acciones de todos y cada uno de los individuos que participan en su desarrollo. 5.1 Ejecución del mantenimiento La ejecución del mantenimiento, como el resto de las funciones administrativas, también requiere que se formulen objetivos y metas, se planifiquen las actividades y se programen las tareas, se designen responsables y se obtengan los recursos para cumplirlas, se realicen las acciones de mantenimiento y se proceda a la evaluación y control de los resultados alcanzados, para compararlos con lo planificado, a fin de tomar las medidas pertinentes para acciones futuras, si fuese necesario. Para que la realización del mantenimiento arroje los resultados esperados, es decir, satisfaga las solicitudes de intervención con el nivel de calidad apropiado, es preciso que la organización disponga oportunamente de información que le permita planificar y/o preparar las actividades de mantenimiento, que tenga acceso a los recursos humanos y materiales requeridos, y que administre el flujo de información producido por las distintas actividades, para evaluar, controlar y, en lo posible, mejorar su actuación.

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5.2 La Orden de Trabajo La orden de trabajo es el instrumento fundamental, alrededor del cual se mueve la actividad de mantenimiento y motoriza las acciones, y el elemento central del flujo de información que se origina hacia y desde el sistema de mantenimiento. Según su uso finalidades, la orden de trabajo puede asumir diferentes nombres y formatos. El algunos casos adquiere las funciones de solicitud de intervención, para que se realice una acción de mantenimiento correctivo, o de mantenimiento preventivo programado, o tal vez de inspección o mantenimiento rutinario, o bien para realizar algunas actividades preparatorias en el caso de los mantenimientos capitales (overhauls). También puede asumir el papel de orden de fabricación o recuperación de piezas para el taller, o servir de vehículo a disposiciones de carácter normativo, para la implementación de normas de seguridad e higiene industrial. El proceso de obtención, generación y registro de la información asociada a una orden de trabajo, se activa y se desarrolla paralelamente a las etapas de procesamiento de la orden, desde su elaboración, hasta su ejecución y cierre. La orden de trabajo puede tener origen a consecuencia de una solicitud de: A) Mantenimiento correctivo, generada por el área de producción, a causa de la falla de algún equipo B) Mantenimiento correctivo. Generada por el área de mantenimiento, a raíz de la detección de fallas durante las inspecciones, pruebas, verificaciones, análisis de materiales, etc. C) Mantenimiento preventivo planificado y de las labores preparatorias necesarias para los mismos, generada por el área de mantenimiento. D) Instalación y puesta en marcha de nuevos equipos, modificación de algún equipo o instalación existente , generada por el área de ingeniería. E) Implementaron de normas, generada por el departamento de seguridad e higiene industrial. A partir de los datos recogidos en la orden de trabajo, se obtiene no solo información técnica para realizar un seguimiento al comportamiento de los equipos y sus componentes (fallas y anomalías), sino también información económica que permite llevar el control de los costos de mantenimiento (horas hombre, material empleado, partes y piezas de repuesto consumidas, etc.). Dicha información será de suma utilidad en el momento de evaluar la gestión de mantenimiento, de solicitar recursos adicionales, o de reportar a los superiores acerca de la conducción de la gestión y de los costos asociados.

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Por la naturaleza de sus funciones, el departamento de planificación y control de mantenimiento es el más indicado para velar por la integridad de la información y de actualizarla periódicamente, ya que de su correcto manejo dependerá buena parte del éxito de la actividad de mantenimiento. Dicha información incluye, fundamentalmente: los registros históricos de los equipos, los registro de las operaciones de mantenimiento realizadas, los informes de las brigadas de trabajo y de los supervisores, así como la documentación técnica de las máquinas e instalaciones, además de la información general asociada. Todo ello constituye un banco invalorable de datos que, a través de un uso racional y tecnificado, contribuye a optimizar la gestión de mantenimiento. Por ello, lo mas indicado es conservar la información, y sus modificaciones y actualizaciones, en forma organizada. Una medida recomendada podría ser la de constituir un expediente o dossier de equipo por cada una de las maquinas o instalaciones de la planta que , por su importancia para el proceso productivo, amerite ser sometida a control periódico o continuo. Dicho expediente o dossier de equipo se subdivide en dos volúmenes. Uno dedicado a la documentación técnica que acompaña al equipo desde su origen, mientras que el segundo sirve para conservar toda la información y documentos que se generan en el área de mantenimiento. Este segundo volumen estará constituido por tres secciones distintas. Una dedicada a la actividad de planificación del mantenimiento, otra sección relacionada con las actividades de ejecución del mantenimiento, y la tercera con la información general que sirve de apoyo a las operaciones de mantenimiento. El primer volumen del dossier de equipo, contiene copia de los documentos de adquisición, las especificaciones técnicas, planos generales, certificados de calidad, parámetros nominales de operación, información gráfica en general. La sección 1 del segundo volumen, contendrá la información referente a: ciclos de mantenimiento, cantidad y calificación del personal ejecutor, duración estándar del tiempo de ejecución de cada actividad, información derivada del monitoreo de la condición. Gamas del equipo, registro de averías. La segunda sección del volumen 2 del dossier de equipo, contendrá todo lo referente a los mantenimientos ejecutados: informes técnicos de mantenimiento, ordenes de trabajo, calibración de equipos, formularios varios requeridos para la ejecución (autorizaciones, vías libres, etc.)

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La sección 3 del segundo volumen del dossier, recoge los listados de piezas de repuestos y materiales sugeridos, las cartas de lubricación (puntos, métodos, tipo de lubricante, cantidad, frecuencia de cambio), listado de herramientas, instrucciones y gráficos de arme y desarme, montaje y desmontaje, listado de procedimientos aplicables, características de peso y volumen). Una adecuada clasificación o catalogación de los expedientes de equipos, apoyada en un sistema racional de codificación, permitirá abreviar el tiempo necesario para ubicar y recuperar la información requerida para las operaciones de mantenimiento y facilitará la labores de análisis, ya sea de fallas y de comportamiento de los equipos e instalaciones, de los tiempos de operación y reparación, del empleo de recursos humanos y materiales, o de los costos asociados a la actividad de mantenimiento.

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Orden Nº____________

ORDEN DE TRABAJO SOLICITANTE: Equipo

Sección

Cuenta Nº

Unidad Nº

Descripción del Trabajo o de la Falla Coordinador

Prioridad / Fecha

Firma y fecha aceptación

PLANIFICACIÓN Op. N°

Descripción de los Sección Trabajos

Tiempo Estimado

Procedimientos necesarios

Fecha por Plan Inicio

Mano de Obra

Termin.

Materiales a solicitar

Reporte de los Trabajos Ejecutados

Descripción de los Trabajos

Piezas de Repuesto y Materiales Utilizados

Fecha Inicio

Fecha Termi.

Tiempo Total

OP 1

OP 2

OP Op4 3

Aprobación. Fecha y Firma

101


102


PLANTA:

REPORTE DE AVERÍAS EQUIPO: Nº AVERIA

CODIGO:

FECHA

Nº ORDEN DE TRABAJO

HORA DE PARADA

Nº SOLICITUD

CODIGO DE AVERÍA

DESCRIPCIÓN DE LA AVERÍA

GUÍA RECOMENDADA PARA CLASIFICAR AVERIAS CODIGO 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

CAUSA DE LA AVERIA DEFECTOS DE FABRICACION DEFECTOS DE MONTAJE (incluye defectos de mantenimiento de terceros) DEFECTOS DE MANTENIMIENTO (excepto defectos de soldaduras) DEFECTOS DE SOLDADURA DEFECTOS DEL MATERIAL ERRORES DE OPERACION DEFICIENCIAS DE REGULACION INFLUENCIA DE LOS MEDIOS DE OPERACION REGIMEN TERMICO INSATISFACTORIO CORROSION (excepto corrosión bajo tensión) CORROSION BAJO TENSION ENVEJECIMIENTO FATIGA DEL MATERIAL EROSION O DESGASTE ENSUCIAMIENTO O FORMACION DE ESCORIA INFLUENCIA EXTERNA (otras instalaciones) CAUSAS NO EXPLICADAS

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5.3 Información y documentación Recordemos que el sistema de mantenimiento recibe y genera una masa importante de información, que es necesario registrar, organizar, y conservar adecuadamente, para poder utilizarla en forma conveniente, en beneficio de los integrantes de la organización de mantenimiento y de empresa en general. Uno de los aspectos más resaltantes, respecto a la organización, es el se encuentra relacionado con la recuperación de los datos, para satisfacer los variados requerimientos que plantean las distintas áreas de responsabilidad del mantenimiento, los cuales, por lo general, se dirigen fundamentalmente hacia la toma de decisiones. 5.4 Clasificación y Codificación de Equipos Una decisión es más acertada cuando está soportada por información de mayor calidad, y la calidad de la información depende directamente de su pertinencia y coherencia, así como de la posibilidad de obtenerla en tiempo útil, es decir oportunamente. Una buena organización de la información, mediante el uso de códigos de clasificación permite su recuperación en más breve tiempo que con cualquier otro método. Si este es un aspecto importante para todo sistema, se convierte en un factor imprescindible cuando el sistema de mantenimiento se apoya en el uso de medios automatizados. En todas las organizaciones, se ha generalizado el empleo de códigos con la finalidad de lograr una estructura uniforme de identificación. Sin embargo, existen algunos requisitos que cumplir para que un sistema de codificación sea realmente efectivo. Los requisitos fundamentales son: • Identificar unívocamente los elementos de la planta, incluyendo todos los equipos y sistemas tecnológicos, hasta las piezas individuales de los mismos, dependiendo de los intereses de los usuarios de la información • Debe clasificar los equipos, líneas y sistemas según las áreas de mantenimiento correspondientes (mecánica, eléctrica, automática, química, civil, instrumentación y control, etc.) • El elemento más simple que aparece en el código debe estar asociado al equipo, línea o sistema al cual pertenece y al área especifica de mantenimiento que lo atiende. Es común encontrar en las empresas industriales un sistema de clasificación, estructurado en base a códigos de identificación que reflejan, entre otros aspectos, la posición de los equipos y componentes dentro del esquema tecnológico, según el orden que determina el flujo de proceso de dicho sistema.

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Por ejemplo, un código de identificación podría estar conformado de la manera siguiente:

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1 AC2 1 D 01

PLANTA SISTEMA TECNOLÓGICO

POSICIÓN EN LA LÍNEA EQUIPO O COMPONENTE

LÍNEA

En el ejemplo anterior, el código identifica a un componente del sistema de aire comprimido; se trata de la primera bomba de la línea 1 del sistema de aire comprimido numero 2, ubicado en la planta 1. Como se puede apreciar el código es único para ese tipo de elemento y no hay otro que ocupe la misma posición en el esquema tecnológico. Esto nos asegura que el componente queda identificado unívocamente. Los caracteres para identificar el sistema tecnológico pueden ser derivados de las dos primeras letras o de las iniciales del nombre del sistema. La letra o grupo de letras que identifican el tipo de equipo puede ser la que resulte de una clasificación interna, o una de las que comúnmente se adoptan a nivel internacional. Una de ellas es la que se sugiere a continuación. CÓDIGO D N S W B F L Q P T V

TIPO DE EQUIPO BOMBAS, VENTILADORES FILTROS VÁLVULAS ENFRIADORES O CALENTADORES DE AIRE EQUIPOS PRINCIPALES (Reactor; digestor, caldera, etc.) MEDIDORES DE GASTO MEDIDORES DE HUMEDAD MEDIDORES ANALÍTICOS MEDIDORES DE PRESIÓN MEDIDORES DE TEMPERATURA MEDIDORES DE VISCOSIDAD

106


G

GENERADORES ELÉCTRICOS

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Un código como el que se describió anteriormente, tiene amplia utilidad en la identificación de los equipos, para su montaje, o para que el personal se familiarice con los esquemas tecnológicos, durante el montaje y la puesta en servicio de la instalación. Sin embargo, a pesar de sus múltiples ventajas, este tipo de código no satisface totalmente los intereses del área de mantenimiento, que se hayan mayormente relacionados con las características de los equipos y componentes que con su ubicación física. Para que un código sea satisfactorio desde el punto de vista de mantenimiento, su estructura debe permitir: 1) Agrupar bajo una misma identificación todos los equipos o componentes correspondientes a un mismo modelo. 2) Asociar el modelo a la documentación técnica y normativa (planos, instrucciones, procesos de reparación, normas de gastos, ciclos de reparación, listado de piezas, etc.) 3) Identificar en forma unívoca cada equipo, y ofrecer la posibilidad de recuperar su historia técnica cuando así se requiera. CÓDIGO INDIVIDUAL M

03

001

0001

ÁREA

CÓDIGO DE GRUPO

CLASE

MODELO

IDENTIFICACIÓN INDIVIDUAL O HISTORIA TÉCNICA

Tomando en cuenta dichos aspectos, el código de mantenimiento podría tener la siguiente estructura:

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Los primeros seis dígitos constituyen el código de grupo, al cual estará asociada la documentación técnica y de identificación de las piezas de repuesto, por tipo de equipo. Los últimos cuatro dígitos complementan la identificación individual o unívoca y estará asociada a la historia técnica o ficha de cada equipo o componente. Los códigos de área pueden ser los mismos que se mencionan en el ejemplo del código de ubicación. El código de la clase puede ser el que corresponda, según la clasificación sugerida anteriormente para los componentes, o bien un código numérico. El código de modelo podrá ser de tipo alfanumérico o numérico, donde ser resalten las características mas importantes del equipo o componente, por ejemplo, tipo, diámetro, material, función, presión, temperatura, o cualquier otro parámetro que haga del código un elemento de identificación unívoca. El cualquier caso, será de competencia del área de planificación, establecer los códigos mas convenientes, buscando establecer una forma razonable de agrupar y recuperar la información.

5.5 Manuales, Instructivos y Procedimientos Recordemos que la gestión de mantenimiento contempla actividades, tanto de carácter administrativo como operativo, las cuales generan una cantidad apreciable de información. Esto determina la necesidad de utilizar medios adecuados y efectivos para establecer una comunicación conveniente entre los distintos niveles de la organización. Tipo y aplicación de los Manuales Entre los medios de comunicación mas difundidos en las empresas, utilizado para trasmitir al personal todo lo concerniente a las distintas formas y requisitos de preparar, ejecutar y controlar el trabajo directivo, de supervisión y operativo, se destacan los manuales de procedimientos. Los de mayor uso en el ámbito de la organización de mantenimiento incluyen los siguientes: 1.- El manual de instrucciones, que describe las tareas, en cuanto concierne a lo que se debe hacer, cómo, cuándo y porqué es necesario hacerlo. Este manual se utiliza fundamentalmente para fines de adiestramiento o actualización del personal. 2.- El manual de procedimientos, que describe en forma detallada los métodos para llevar a cabo las tareas. Generalmente contiene los diagramas de flujo de información, ilustraciones de los formatos y formularios respectivos, así como las instrucciones para su uso.

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3.- El manual de organización, donde se determinan los deberes correspondientes a cada cargo y delimitan la responsabilidad y autoridad de los individuos que los ocupan. 4.- El manual administrativo, que contiene las disposiciones vigentes de la empresa para asegurar que todos actúen conforme a las normas y reglamentos existentes. 5.6 El Manual de Mantenimiento La actividad de mantenimiento se rige por un manual de mantenimiento, que puede llevar incorporado uno o varios de los manuales mencionados anteriormente. En el manual de mantenimiento se describen las normas que se aplican en la empresa para el desempeño de la función de mantenimiento. Puede incluir también los métodos de normalización para el mantenimiento y/o la reparación de equipos y dispositivos. Contiene además los conceptos de gestión de mantenimiento propios de la organización y la importancia del mismo en la consecución de los objetivos. El tamaño de la empresa no es el criterio fundamental para determinar si existe la necesidad de usar un manual de mantenimiento. El tamaño de la empresa influirá sobre el tamaño del manual y su contenido, pero nunca sobre la necesidad de su utilización como medio de comunicación. Un trabajador no podrá cumplir su labor adecuadamente, si no se le explica bien o no comprende perfectamente qué debe hacer, cómo, cuándo, porqué y cuál es la importancia de su trabajo dentro de la organización. En el manual de mantenimiento, deben estar contempladas por separado las cuestiones de orden administrativo y las de carácter técnico; además deberá incluir los siguientes aspectos básicos: Objetivos: describe lo que se desea lograr con el manual. Alcance: define lo que abarca la actividad cubierta por el manual. Responsabilidades y organización: determina qué unidad o individuos son responsables del mantenimiento de qué instalación o equipo. Además, indica quien debe responder frente al resto de la organización, las interrelaciones entre las unidades de mantenimiento, así como las de mantenimiento con el resto de las entidades de la empresa. Definiciones: un glosario o lista de las palabras y terminología típicas del mantenimiento, para mejor comprensión de su contenido. Referencias: señalamiento preciso de otros documentos que contienen el o los tópicos a los cuales se hace mención.

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Función: objeto concreto del manual (reparación, inspección, prueba, etc.) y las gamas, instrucciones, procedimientos, normas, etc. Aplicables en cada caso. 5.7 Gamas de Mantenimiento Las gamas de mantenimiento se utilizan para los trabajos planificados que se deben ejecutar periódicamente, además de servir para mantener el control de las tareas realizadas y las que están por realizarse. Este documento debe acompañar al expediente de mantenimiento del equipo. En las páginas siguientes se muestra un ejemplo de gama de mantenimiento, donde se reportan las actividades a realizar, su frecuencia, los procedimientos aplicables, las fechas en que se inició y concluyo la actividad planificada. Los procedimientos están destinados a describir detalladamente las acciones a realizar en las actividades que se requieran y los registros que deben elaborarse como resultado del trabajo ejecutado. La existencia de los procedimientos se justifica en razón de la complejidad de las operaciones a realizar, por el costo de los equipos, la necesidad de alcanzar altos índices de disponibilidad, y por la peligro potencial que encierra una falla o avería de los mismos. La preparación, revisión y aprobación de un procedimiento, debe ser asignada a personal competente y calificado, de modo que se garantice el mejor conocimiento de los requisitos técnicos y normativos establecidos para las actividades, objeto del procedimiento. El contenido de una instrucción o procedimiento debe incluir al menos los siguientes aspectos: Titulo: descripción del elemento, equipo o sistema a que se refiere el procedimiento. Objetivo: finalidad que persigue el documento. Alcance: definición de los limites de aplicación de las disposiciones contenidas en la instrucción o procedimiento. Referencias: nombre y código de los documentos señalados en el procedimiento. Definiciones: glosario de términos para facilitar la comprensión del contenido del procedimiento. Anexos: nombre y código de los documentos que se adjuntan como parte complementaria del procedimiento (tablas, esquemas, diagramas, etc).

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Responsables: entidades o cargos de las personas que asumen la responsabilidad de velar por el cumplimiento de las disposiciones del procedimiento en cuanto a ejecución, verificación y aprobación de los trabajos previstos en el mismo. Se incluyen además los responsables de la elaboración, revisión y aprobación del procedimiento para su puesta en vigencia, así como las disposiciones para su actualización. Instructivo: sección donde se indica el método, proceso o sistema para realizar la actividad objeto del procedimiento. Se describen las precauciones y medidas de seguridad, secuencia del trabajo, criterios de aceptación o rechazo, descripción de elementos y procesos, tipos de inspección, puntos de observación , condiciones ambientales, equipos, instrumentación, herramientas y materiales necesarios, calificación del personal, identificación y tratamiento de los registros de información, etc.

5.8 Procedimientos de Mantenimiento Los procedimientos pueden tener adicionalmente hojas de chequeo o verificación, las cuales deben acompañar al informe del trabajo ejecutado, para fines de revisión y evaluación. Los procedimientos e instrucciones deben ser adecuadamente identificados, mediante un sistema de codificación que facilite su ubicación. A titulo de ejemplo, el código puede estar constituido por una sigla de dos caracteres que identifican el manual al cual pertenece el procedimiento; un numero de grupo que reúne los procedimientos afines en una sección particular y un numero de identificación propio del procedimiento. Por ejemplo: mp.2305 identifica el quinto procedimiento de la sección 23, perteneciente al manual técnico de mantenimiento preventivo. A continuación se muestra, en un ejemplo de formato de procedimiento, el extracto de algunos de los aspectos de su contenido. El modelo de la pagina siguiente, presenta un formato de hoja de verificación de procedimientos, mediante el cual se supervisa la ejecución de las distintas acciones que forman parte del cuerpo instructivo del procedimiento.

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GAMA DE MANTENIMIENTO Nº XXXX-XX EQUIPO: Bomba de drenaje XJ-40-220-D Código Tecnológico: RA25B01 Código de Mantenimiento: M 03 001 0001 ACTIVIDAD

FRECUENCIA

PROCEDIMIENT O

Limpieza y lubricación Comprobación de vibraciones Inspección de sellaje Comprobación características eléctricas Mantenimiento parcial

Semanal

MP.2543

Mensual

MP.4831

Quincenal

MP.4831

45 días

MP.1385

3 meses

MP.4831 MP.2024

FIRMA

FECHA INICIO

FECHA TERMINO

113


114


CAPITULO VI - INDICADORES DE MANTENIMIENTO

6.1 Los Indicadores: su naturaleza y requisitos Recordemos que en todo sistema de gestión, se requiere medir el grado de cumplimiento de los objetivos planificados para un periodo dado, así como detectar determinadas tendencias, con la finalidad de evaluar las metas logradas, o bien para introducir los correctivos necesarios, para contrarrestar las desviaciones detectadas, cuando así se requiera. La necesidad de medir el grado de cumplimiento de las metas y de consecución de los objetivos, introduce la exigencia de establecer indicadores de eficiencia. Las características de los indicadores más adecuados para estos fines, deberán tener la mayor correspondencia con los siguientes aspectos fundamentales: • • • • •

Las características de la organización. El nivel de dirección que utilizará la información. La amplitud de la información según el nivel jerárquico al cual se destina. Afinidad con los factores que influyen sobre el objetivo que se desea medir. La posibilidad de determinar tendencias de los aspectos evaluados.

La medición de objetivos no se limita solamente a determinar y conocer los valores alcanzados por los indicadores del sistema, sino también a establecer cuáles son los factores que han incidido en el resultado medido por cada indicador. Es decir, si una empresa ha fijado la indisponibilidad (tiempo fuera de servicio) por mantenimiento planificado anual en un determinado nivel (por ejemplo 9% de la capacidad de producción) y el valor medido a final de año resulta de 8,5%, es necesario establecer si ello se debió a incumplimiento del plan o a una mayor eficiencia en el trabajo de mantenimiento. Lo anterior sugiere que además de un indicador principal (indisponibilidad por mantenimiento planificado), se debe contar con indicadores secundarios que permitan explicar las razones del incremento o reducción del valor alcanzado por el indicador principal. La necesidad de conocer las tendencias de determinados indicadores del sistema se justifica también, porque sirven de instrumentos análisis y de pronostico de evolución, para fines de planificación de los nuevos valores referenciales de tales indicadores. De todo lo anterior se concluye que para satisfacer las necesidades del sistema de gestión, es preciso prever:

115


• Un sistema de indicadores principales, para analizar integralmente el cumplimiento de los objetivos trazados por la dirección • Un sistema de indicadores secundarios, para evaluar la incidencia de los factores principales que pueden influir sobre el indicador principal. • Un método de información sistemático que muestre el grado de cumplimiento de los indicadores principales, las tendencias de su comportamiento y el pronostico de su evolución. 6.2 Indicadores de Gestión para Mantenimiento Considerando que el primer objetivo de trabajo, del área de mantenimiento, es el de propiciar el logro de altos índices de disponibilidad en favor de la producción, se debe definir el factor de disponibilidad de cada equipo, del cual será responsable la organización de mantenimiento. El conjunto de indicadores que se defina para medir la efectividad de la acción de mantenimiento estará orientado a evaluar: • • • • •

La incidencia de mantenimiento en la disponibilidad de planta La incidencia de las áreas especializadas de mantenimiento en la disponibilidad de planta La disponibilidad de equipos y su incidencia sobre la disponibilidad de planta La incidencia de las partes fundamentales de los equipos sobre su disponibilidad La incidencia de las causas principales que influyen en la disponibilidad de los equipos

Los factores que participan en cada aspecto evaluado, sirven de elemento de análisis de la condición de la planta y de pronostico de su comportamiento futuro. Desde esta óptica, la medición de la disponibilidad de planta deberá ir acompañada de la medición de otros factores (indicadores secundarios) que permitan evaluar, analizar y pronosticar su comportamiento. En la tabla a continuación se incluye un conjunto de indicadores relacionados con la disponibilidad total de la planta, la respectiva fórmula de cálculo, su objetivo y significado para los fines mencionados. Cabe señalar que la lista no agota los posibles indicadores de gestión que se pueden establecer para evaluar la acción y la efectividad de la gestión de mantenimiento.

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DEFINICIÓN

FORMULA DE CALCULO

OBJETIVOS

SIGNIFICADO

Indicador principal DISPONIBILIDAD DTP= TOTAL DE LA PLANTA TPEF/(TPEF+TPPR)

Evaluar la proporción de tiempo en el cual la planta es utilizable para fines de producción.

La disponibilidad será mejor cuanto más se acerque al 100% el valor del indicador.

Determinar como influye el tiempo total fuera de servicio por mantenimiento planificado sobre la disponibilidad total de la planta

Permite evaluar si el incremento o disminución de disponibilidad se debe realmente a disminución de los plazos reales de ejecución del mantenimiento planificado Permite evaluar la incidencia de la calidad de ejecución de los mantenimientos sobre el incremento de la disponibilidad

Indicadores secundarios

INFLUENCIA DEL MANTENIMIENTO PLANIFICADO

INFLUENCIA DE LA INDISPONIBILIDAD POR AVERIA IMPUTABLE A MANTENIMIENTO INFLUENCIA DE LAS INVERSIONES EN HERRAMIENTAS Y MEDIOS MECANIZADOS

IMP=TTFSP/DTP

Establecer en que medida pesa el tiempo que los equipos permanecieron IIAIM =TTFSIM/DTP fuera de servicio por causas imputables al área de mantenimiento durante el período evaluado Determinar la relación entre el valor total de las herramientas y medios IIHMM= VTHMM/DTP mecanizados y la disponibilidad de planta

INFLUENCIA DE LA FUERZA DE TRABAJO EMPLEADA

IFTE=THHE/DTP

COSTO GENERAL DE LA DISPONIBILIDAD

CGTD= CTDME/DTP

Permite evaluar la influencia de las inversiones en herramientas y medios mecanizados sobre la disponibilidad Determinar la relación Permite evaluar la entre el total de horas influencia del incremento hombre (fuerza propia) y de mano de obra o de la disponibilidad de planta intensificación del trabajo sobre la disponibilidad Determinar la relación Permite evaluar entre el costo total directo globalmente, desde el de mano de obra, punto de vista económico, materiales y repuestos y la el resultado del servicio de disponibilidad de planta mantenimiento en el período considerado.

Otro conjunto de indicadores, útiles para evaluar la gestión de mantenimiento, es el que se refiere a la efectividad de utilización de la fuerza de trabajo. Entre los indicadores de efectividad de uso de la fuerza laboral más utilizados, se encuentran los siguientes:

117


DEFINICIÓN

FORMULA DE CALCULO

INDICE GENERAL DE TRABAJOS IGTR= OTE/OTR REALIZADOS

INDICE DE ORDENES PENDIENTES O EN ITP= OTPP/OTR PROCESO

INDICE DE MANTENIIMP= HHMP/THHM MIENTO PREVENTIVO

INDICE DE ORDENES IOA=EHH/HHD ABIERTAS

INDICE DE HORAS EXTRAORDINARIAS o IHE=CHE/THHM DE SOBRETIEMPO

INDICE DE PERDIDO muerto)

TIEMPO (tiempo ITP=THR/THHM

OBJETIVOS

SIGNIFICADO

Evaluar la proporción entre la cantidad de Ordenes de Trabajo Ejecutadas respecto al total de Ordenes de Trabajo recibidas en el período considerado Evaluar la proporción de Ordenes de Trabajo Pendientes o en Proceso respecto al total de Ordenes de Trabajo Recibidas Determinar la proporción del tiempo total de mantenimiento dedicado a acciones de mantenimiento preventivo

Permite evaluar en forma general el desempeño del personal del área de mantenimiento. Mientras mayor es el índice, mejor resulta el desempeño.

Establecer la relación entre la cantidad estimada de horas hombre para ejecutar las órdenes de trabajo abiertas y el total de horas hombre disponibles para trabajos de mantenimiento Expresa la relación entre la cantidad de horas de sobretiempo respecto al total de horas empleadas en mantenimiento. Evalúa la relación entre la cantidad de horas de retraso en la ejecución de los trabajos (imputable a mantenimiento) y el total de horas de trabajo efectivo.

Permite evaluar la fracción programada y no ejecutada de mantenimiento. Cuanto mayor es el porcentaje, menor es la efectividad de las acciones. Evalúa la fracción de tiempo dedicada a los programas de mantenimiento preventivo. El óptimo se coloca entre el 20 y el 40%. Señala el balance entre la carga de trabajo y la cantidad de personal. Mientras menor es el valor porcentual, mejor resulta la acción desplegada por el área de mantenimiento. Evalúa la fracción del tiempo total destinado a trabajos fuera de horario. En general es aceptable en el orden de 1% o 2% del total. Mide la calidad y efectividad del trabajo de mantenimiento preventivo.

6.3 Los Costos del Mantenimiento El tercer aspecto, que reviste particular importancia en la evaluación de la gestión de mantenimiento, es el que se refiere a los costos.

118


No es fácil establecer cual debe ser el nivel de gastos apropiado para mantenimiento. Lo que puede ser conveniente para un gerente puede no serlo para otros. Sin embargo, la orientación general es la de lograr mejorar el desempeño de los equipos (aumentar el tiempo de aprovechamiento) y de la organización de mantenimiento (mayor efectividad en las acciones y mejor utilización de los recursos). Esto significa que la cantidad de mano de obra y el costo de materiales debe llevarse y mantenerse a un nivel que sea compatible con la calidad de la producción, conservando la instalación en buen estado operacional. Ello obliga a determinar cuál es el costo real del mantenimiento y en qué nivel se coloca el costo óptimo. Los costos de mantenimiento se pueden ubicar en tres renglones básicos: costos directos, costos indirectos y costos generales. Los costos directos son los que se refieren a: • Mano de obra (personal técnico, administrativo y obrero de mantenimiento) • Materiales (materiales de consumo, partes y repuestos) • Trabajos y servicios de mantenimiento contratados a terceros. • Depreciación y amortización de equipos e instalaciones utilizadas para mantenimiento • Pequeñas inversiones destinadas a optimizar el mantenimiento. Se consideran costos indirectos: • Paralización de producción, atribuible a la organización de mantenimiento • Costo de capital inmovilizado en almacén (materiales, partes y repuestos para mantenimiento) Se consideran costos generales: • Mantenimiento de edificios, caminos, equipos etc. Que no interesan directamente al proceso de producción. El costo de mantenimiento se distribuye aproximadamente de la siguiente forma: directo, 70 a 75%; indirecto, 15 a 35%; general, 5 a 15%. La mayor variación se encuentra generalmente en los costos indirectos. En los piases industrializados el costo de mantenimiento se ubica aproximadamente en los siguientes valores relativos: 4,2% de las ventas netas 5,5% del costo de las mercancías vendidas

119


6,5% del valor inmovilizado bruto 12,7% del valor inmovilizado neto Estos valores fluctúan de acuerdo a la rama industrial. Si se toma como base, por ejemplo, el costo de los productos vendidos, el costo de mantenimiento se ubica, por tipo de actividad, en los promedios siguientes: RAMA INDUSTRIAL ELECTRICIDAD CAUCHO QUÍMICA PETRÓLEO VIDRIO ACERO

COSTO PROMEDIO (%) 2,2 3,2 6,8 3,3 7,3 12,8

Desde el punto de vista de la organización de mantenimiento, el reporte de costos debe servir a los siguientes requisitos específicos: • La supervisión de los técnicos necesita medir la efectividad de su funcionamiento respecto al empleo de fuerza de trabajo y de material. • La dirección o gerencia de mantenimiento necesita indicaciones sobre las tendencias generales en los costos, con un nivel de detalle que permita descubrir áreas que requieren atención especial. • Ingeniería de mantenimiento requiere información que destaque los equipos o aplicaciones de equipos que causan costos anormales de mantenimiento y requieren su atención. • La supervisión de producción debe conocer sus costos de mantenimiento por producto o por tipo de equipo. Bajo estas premisas, el sistema de control de costos deberá estar en condiciones de proporcionar a la organización de mantenimiento, información relacionada con la eficiencia de la mano de obra, la incidencia de los costos de suministros, gastos generales y otros factores que forman parte del costo de mantenimiento. Por otra parte deberá también poder suministrar a la gerencia superior, un reporte conciso sobre las tendencias de los costos de mantenimiento y su relación con los factores externos que los condicionan, presentando el costo total de mantenimiento como una función del costo total de fabricación, del valor del equipo mantenido, o en términos de unidades producidas.

120


6.4 Indicadores de control de trabajo

Indicador

CONTROL DE TRABAJO Descripción

CT1= ODTR/DHP ODT RECIBIDAS/DIAS HABILES DEL PERIODO CT2= ODTC/ODTR ODT COMPLETADAS/ ODT RECIBIDAS CT3= ODTPC/ODTC ODT PROGRAMADAS COMPLETADAS/ODT COMPLETADAS CT4= ODTPN/ODTR ODT PENDIENTES/ODT RECIBIDAS CT5 = ODTPRC/ODTC ODT PRIORITARIAS COMPLETADAS /ODT COMPLETADAS CT6 = ODTCR/ODTC ODT COMPLETADAS CON RETARDO /ODT COMPLETADAS CT7 = ODT>2S/ODTR ODT CON MAS DE 2 SEM. DE ATRASO/ODT RECIBIDAS CT8 = HHTPP/ HHPER HH EN TRAB. PLANEADOS Y PROGRAMADOS/ HH EN EL PERIODO CT9 = HHTSP/HHATP HH TRAB. SEGUN PROGRAM. / HH ASIGNADAS PARA TRAB PROG CT10= HHCTPRI/HHPER HH CONSUMIDAS EN TRABAJOS PRIORITARIOS/HH EN EL PERIODO CT11= HHTCR/HHPER HH EN TRAB. COMPLETADOS CON RETARDO/HH EN EL PERIODO CT12 = HHST/HHTR HH EN SOBRETIEMPO/ HH EN TIEMPO REGLAMENTARIO SOPORTE DE LOGISTICA: SL1= RAA/RP REQUISICIONES ABASTECIDAS POR ALMACEN /REQUIS. PROCESADAS SL2= RAS/RP REQUISICIONES ABASTECIDAS CON SUSTITUTOS /REQUIS. PROCES. SL3= RMA/RP REQUISICIONES CON MATERIAL AGOTADO /REQUIS. PROCESADAS SL4= RAD1S/RD RENG. AGOT. DESPACH. CON 1 SEM. DE RETARDO /RENG. DESPACH. SL5= RACP/RA RENG AGOTADOS QUE INVOLUCRAN COSTO DE PENAL. / RENG. AGOTADOS SL7 = R0EXA/TR RENGLONES CON EXISTENCIA 0 EN ALMACEN/TOTAL RENGLONES SL8= RDIPP/TR RENGLONES CON DISPONIB. < PTO PED /TOTAL RENGLONES SL9= VI>PM/VTI VALOR INVENT POR ARRIBA DEL PTO MAXIMO /VALOR TOTAL INVENT. SL10= RMO>12/TR RENGLONES CON ULT. MOV. > 12 MESES/TOTAL RENGLONES SL11= VIMO>12/VTI VALOR INV CON ULTIMO MOV. > 12 MESES /VALOR TOTAL DE INV. SL12= VTD/VTI VALOR TOTAL DE LO DESPACHADO /VALOR TOTAL DE INVENTARIO SL13= VD/VC VALOR DE LO DESPACHADO / VALOR DE LO COMPRADO USO DE CONTRATISTAS: UC1= CM/TC CONTRATOS EN MARCHA / TOTAL CONTRATOS UC2= CCV/TC CONTRATOS CON VARIACIONES / TOTAL CONTRATOS UC3= VCM/VAC VALOR CONTRATOS EN MARCHA / VALOR CONTRATOS UC4= VVC/VAC VALOR DE VARIACIONES EN CONTRATOS /VALOR CONTRATOS UC5= VCPC/VAC VALOR CONTRATADO POR CONTRATISTA /VALOR CONTRATOS UC6 =VAC/CM VALOR CONTRATOS /COSTOS DE MANTENIMIENTO LA ORGANIZACION: OR1= PM/TP PERSONAL DE MANTENIMIENTO /TOTAL PERSONAL OR2= SLM/OM SUPERVISORES DE LINEA DE MANTENIMIENTO/OPERARIOS DE

121


OR3= PMPP/OM OR4= CNM/CTM OR5= PST/PTO OR6= OM/TP

MTTO PERSONAL DE MTTO EN PLANEAC Y PROGR. /OPERARIOS DE MATTO. COSTO DE NOMINA DE MANT./COSTOS TOTALES DE MANTTO PAGOS POR SOBRETIEMPO /PAGO TIEMPO ORDINARIO OPERARIOS DE MANTENIMIENTO/TOTAL PRODUCCION

122


6.5 Indicadores de Efectividad del Sistema EFECTIVIDAD DEL SISTEMA Indicador ES1= CR/CI ES2= HOP/(HOP+HFS) ES3= HOP/NC ES4= HFS/NC ES5= PP/PNP ES6=HPF/HFS ES7= HHRC/HHMT ES8= HHMP/HHMT ES9= HHI/HHMT ES10= HHR/HHMT ES11= HMT/HHP ES12 = TMTC/MPP ES13= PPF/PROD COSTOS: CO1= CMT/PRE CO2= CMT/CT CO3= CMT/CP C04= CMT/UP CO5=CPZP/CT/ CO6=CPZ/CMT CO7=CMTP/CMT CO8=CMC/CMT CO9=CIN/CMT CO10=CRE/CMT CO11 =CMTP/TMTP CO12=CMC/TRC CO13=CMI/TI CO14=CRE/TRE CO15=CMT/VRE CO16=VDE/CMO CO17=CAM/CMT

Descripción CAPACIDAD REAL/ CAPACIDAD INSTALADA HORAS DE OPERACION /(HORAS DE OPERACION + HORAS F.S.) HORAS DE OPERACION/NUMERO DE CORRIDAS HORAS FUERA DE SERVICIO /NUMERO DE CORRIDAS PARADAS PROGRAMADAS /PARADAS NO PROGRAMADAS HORAS PERDIDAS POR FALLA DE EQ./HORAS FUERA DE SERVICIO HH EN REPARAC. CORRECTIVAS /HH EN MANTTO DE EQUIPOS HH EN MTTO PREVENTIVO/ HH EN MTTO DE EQUIPOS HH EN INSPECCION /HH EN MTTO DE EQUIPOS HH EN REACONDICIONAMIENTO/HH EN MTTO DE EQUIPOS HH EN MTTO DE EQUIPOS/HH EN EL PERIODO TRABAJOS DE MTTO PREV. COMPLETADOS/TR. MTTO PREV PROG. PROD PERDIDA O DIFERIDA POR FALLA DE EQ/PROD.PROGRAMADA. COSTOS DE MTTO/PRESUP. APROBADO COSTOS DE MTTO /COSTOS TOTALES COSTOS DE MTTO / COSTOS DE PRODUCCION COSTOS DE MTTO /UNIDADES PRODUCIDAS COSTOS DE PENALIZ. POR PRODUC. PERDIDA/COSTOS TOTALES COSTOS DE PENALIZACION POR PRODUCCION/COSTOS DE MANTTO. COSTOS POR MTTO PREV./COSTOS DE MTTO COSTOS PRO REPAR. CORRECTIVAS/COSTOS DE MTTO COSTOS POR INSPECCIONES /COSTOS DE MTTO COSTOS POR REACONDICIONAMIENTO /COSTOS DE MATTO COSTOS POR MTTO PREVENTIVO/ TRABAJOS DE MTTO PREVENTIVO COSTOS POR REPAR. CORRECT./TRABAJOS DE REPAR. CORRECT. COSTOS DE INSPECCIONES /TRABAJOS DE INSPECCION COSTOS POR REACONDICIONAM. /TRABAJOS DE REACOND. COSTOS DE MTTO /VALOR DE REEMPLAZO DE EQUIPOS VALOR DE LO DESPACHADO/COSTO DE MANO DE OBRA DE MTTO. COSTO ADMTVO DE MTTO / COSTOS DE MTTO.

123


ANEXO A

BENCHMARKING DE MANTENIMIENTO RELACIÓN DE COSTOS GENERALES CONCEPTO Costo de mantenimiento/Valor estimado de reposición Equipos de proceso Equipos auxiliares Costo total de mantenimiento/Facturación Equipos de proceso Equipos auxiliares 2.2Costo de mano de obra de mantenimiento/Facturación Equipos de proceso Equipos auxiliares Costo de material de mantenimiento/Facturación Equipos de proceso Equipos auxiliares Registros en órdenes de trabajo Equipos de proceso Equipos auxiliares Ejecución total de la programación Mantenimiento preventivo Equipos de proceso Equipos auxiliares Reparaciones planeadas Equipos de proceso Equipos auxiliares Eficiencia total del equipo Disponibilidad Equipos de proceso Equipos auxiliares Mantenimiento preventivo ejecutado por el operador Costo de mano de obra propia/Costo total de mantenimiento Costo de mano de obra contratada/Costo total de mantenimiento Técnicos/Supervisores Técnicos/Personal de soporte Técnicos/Efectivo total Hh en mantenimiento preventivo/Total de Hh en mantenimiento Hh en mantenimiento correctivo/Total de Hh en mantenimiento Equipos de proceso Equipos auxiliares Tiempo efectivo/Total de Hh en mantenimiento GESTIÓN DE MATERIAL Valor del stock/Valor estimado de los equipos Rotación del Stock Fuente:

Referencia estándar (%) 2,3 2,0

Tasa de referencia (%) min max 2,0 5,0 2,0 5,0

3,4 0,9

1,5 0,6

5,0 2,2

1,5 0,5

0,6 0,4

2,1 1,1

1,9 0,4

0,8 0,2

2,4 1,1

100 100 >70

80 80 35

95 95 70

95 95

80 65

100 95

95 90 78

70 65 48

95 80 78

91 >95 25

40

78 85 10 20 10 15 2 10 18

91 95 25 45 40 25 8 30 40

2 5 52

2 5 30

20 30 50

1-2 1,4

0,3 0,3

2,3 1,2

5

Fluor Daniel, NAME Awards, McGladrey & Pullen /National Association of Manufacturers, A.T. Kearney, HSB Reliability Technologies.

124


125


COSTOS DE MANTENIMIENTO •

Origen de Costos Costos directos de mantenimiento o Personal o Repuestos y materiales o Combustibles y Lubricantes o Aumento de costo de repuestos o Pago horas extras de mantenimiento

• o o o o o o o •

Costos Indirectos Reducción de vida útil de los equipos Depreciación del activo Disminución de calidad de los servicios Riesgo de accidentes Pérdida de mercados Programación de Parada de Equipos Personal de Operaciones inactivo

Costos de Penalización o Pérdida de producción o Reorganización de la producción o Stock inmovilizado de materia prima o Penalidades comerciales o Pérdida de imagen

Partidas Costo Directo Costos Indirecto Gastos generales

Distribución del costo de Mantenimiento Min 70% 15% 5%

Max 75% 35% 15%

126


Curva A : Mantenimiento

Curva D : Mantenimiento Preventivo Curva B : Mantenimiento Planificado Curva C : Ocurrencias Aleatorias

127


¿CUÁNTO CUESTA MANTENER? Concepto VENTAS NETAS COSTO DEL SERVICIO o MERCANCÍA VENDIDA VALOR INMOVILIZADO BRUTO VALOR INMOVILIZADO NETO VALOR DEL ACTIVO FIJO (MAQUINARIA)

Valor relativo (%) 4,2 5,5 6,5 12,7 2,0

INDICADORES DE MANTENIMIENTO Y UNIDAD DE MEDICIÓN EVALUACIÓN Y CONTROL DEL MANTENIMIENTO Descripción horas Horas de mantenimiento correctivo (averías) * Material empleado en mantenimiento correctivo (averías) Costo total de mantenimiento correctivo (averías) Horas mantenimiento preventivo * Material empleado en mantenimiento preventivo Costo total de mantenimiento preventivo Horas mantenimiento predictivo * Material empleado en mantenimiento predictivo Costo total de mantenimiento predictivo N° de horas dedicadas a otros trabajos * N° de horas de mantenimiento disponibles * Horas de presencia * N° de horas de producción * Costo paradas de producción por averías Costo total de la producción Personal efectivo existente en mantenimiento Índice de personal (general) Índice de personal (real) Índice de rendimiento del personal Índice de eficiencia del personal Personal necesario en mantenimiento por centro de costo * Índice de extensión de mantenimiento preventivo (general) Índice de extensión de mantenimiento preventivo (conservación) Índice del porcentaje de reparaciones por mtto. preventivo Índice de reparaciones por avería (general) Índice de reparaciones por avería (conservación) Índice de porcentaje de reparación por avería Índice del costo hora del mantenimiento (general) Índice del costo hora del mantenimiento (conservación) Índice del costo de mantenimiento vs costo de producción Índice de repercusión de las averías sobre costo del artículo Índice de reducción de costos totales de mantenimiento Índice del costo/hora mantenimiento vs. costo/hora producción

Bs. * * * * * * * * *

%

* * * * * * * * * * * * * * * * * * *

128


ANEXO B

SEGURIDAD INDUSTRIAL

• LOS

ACCIDENTES

NO

OCURREN

POR

OBRA

DEL

DESTINO. SOLAMENTE EL 2% DE LOS ACCIDENTES SON PROVOCADOS POR LAS FUERZAS DE LA NATURALEZA, TODOS LOS DEMÁS PUEDEN SER EVITADOS.

• MÁS DEL 80% DE LOS ACCIDENTES SON ATRIBUIBLES A ERRORES HUMANOS.

• LOS ACCIDENTES ESTÁN SUJETOS A LA LEY DE LA CAUSA Y EL EFECTO.

• PARA

PREVENIR

LOS

ACCIDENTES,

ES

PRECISO

IDENTIFICAR SUS CAUSAS Y ELIMINARLAS, AISLARLAS O CONTROLARLAS.

129


FACTORES QUE INCIDEN EN LA OCURRENCIA DE ACCIDENTES Factor

Características

1.- Factores hereditarios y medio ambiente

Características físicas y mentales latentes) que pueden manifestarse en un medio ambiente propicio, interfiriendo con el adecuado comportamiento de la persona.

2.- Falla personal

Actitud impropia o insegura o la predisposición potencial para la acción. La actitud insegura es la predisposición para reaccionar negativamente, ya sea en modo consciente o inconscientemente, a los preceptos de seguridad. Conduce a crear o permitir condiciones inseguras o practicar actos inseguros.

3.- Condición Insegura o Acto inseguro

Otros factores que crean condiciones inseguras o que permiten practicar actos inseguros: a) Falta de conocimiento o habilidad: ausencia o deficiencia de informa-ción, mal entendimiento, indecisión, falta de con-vicción respecto a la necesidad, inexperiencia, ausencia o deficiencia de capacitación, ausencia o deficiencia de supervisión, etc. b) Desajuste físico: oído, vis-ta, edad, altura, enferme-dad, reacción lenta, inva-lidez, embriaguez, etc. c) Ambiente impropio: falta de espacio, iluminación inadecuada o insuficiente, falta de ventilación, lim -pieza, materiales y herramientas, equipos de protección individual; métodos y procesos no actualizados, burocracia, desorden, etc.

Condición insegura es la circunstancia peligrosa del ambiente de trabajo que permite u ocasiona accidentes, incluyendo equipos y materiales o métodos de trabajo establecidos. El 10% de las lesiones se deben a condiciones inseguras.

4.- Ocurrencia de accidentes

5.- Lesión personal

El acto inseguro es la violación de un procedimiento seguro, generalmente aceptado. Incluye las normas no escritas pero que todos conocer y observan por cuestiones de auto-preservación. El 88% de las lesiones son consecuencia de actos inseguros.

Manifestaciones Odio, venganza, miedo, fobias, pereza, indiferencia, intolerancia, envidia, celos profesionales, ira, egoísmo, avaricia., etc. Imprudencia, negligencia, desobediencia, insubordina-ción, incomprensión, irre-flexión, intolerancia, excita-ción, precipitación, imperti-nencia, obstinación, irrita-bilidad, desconsideración, temeridad, desajuste mental en general.

Andamio sin protección, material mal apilado, aber-tura sin protección, método o proceso equivocado, esca-la defectuosa, piso resba-loso, etc.

Lijar sin lentes de pro-tección, fumar en presencia de sustancias inflamables, limpiar máquinas en movi-miento, permanecer bajo cargas suspendidas exponiéndose al riesgo de caída y de ser impactado, utilizar herramientas defectuosas, subir o bajar de un vehículo en movimiento, etc.

Evento no planificado e incontrolables en el cual la acción o reacción del objeto, sustancia, radiación o persona resulta o podría resultar en lesión.

Caída, agresión, golpe, colisión, quemadura, choque, derrumbamiento, atropellamiento, caída de objeto, incendio, explosión, golpe de corriente, etc.

Resultado de un accidente o de exposición a elementos patogénicos en el ambiente de trabajo, o por las circunstancias

Excoriaciones, contusiones, fracturas, quemaduras, dis-

130


en que este se realiza (enfermedades del trabajo)

tensiones musculares, lación, asfixia, etc.

fibri-

131


RECOMENDACIONES DE SEGURIDAD PARA REALIZAR OPERACIONES DE MANTENIMIENTO Equipo o Instalación

Equipo eléctrico de alta tensión

Equipo eléctrico de baja tensión

Equipo mecánico

Acciones 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1.

Equipo hidráulico

2. 3. 4. 5. 6. 1.

Equipo neumático

Central de gases

Instrumentación

Desconectar interruptor o disyuntor de alimentación de energía. Colocar letrero de aviso o asegurar el acceso con candado. Desconectar y retirar fusibles del circuito de control / protección. Verificar, con el instrumento adecuado, la ausencia de energía en las barras. Aterrar, conectando primero el cable de tierra. Usar equipo de protección individual adecuado. Desconectar la alimentación de energía, control y protección, colocando letrero de aviso. Verificar si el equipo está sin energía; conectar a tierra, si fuese necesario. Usar equipo de protección individual adecuado. Advertencia: Antes de realizar el test de Megger, asegurarse de que no existan otras personas trabajando en el mismo circuito. Desconectar la alimentación, si hay, y colocar letrero de aviso. Trabar las partes rotativas utilizando pasador de traba o palanca. Utilizar equipo de protección individual adecuado. Utilizar equipo adecuado para levantamiento de cargas. Utilizar herramientas adecuadas para realizar el trabajo. Limpiar el área al concluir los trabajos. Desconectar la alimentación de energía, control y protección, colocando letrero de aviso. Cerrar, si hay, la válvula general de alimentación. Drenar el equipo siguiendo las instrucciones del fabricante. Utilizar equipo de protección individual adecuado. Utilizar equipo adecuado para levantamiento de cargas. Utilizar herramientas adecuadas para realizar el trabajo.

2. 3. 4. 5.

Desconectar interruptor de alimentación del motor , cerrar válvula general de alimentación y colocar letreros de aviso. Cerrar válvula general de salida. Despresurizar la red y colocar aviso en la válvula de drenaje. Utilizar equipo de protección individual adecuado. Utilizar herramientas adecuadas para realizar el trabajo.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Mantener los cilindros amarrados con cadena. Transportar los cilindros con tapa. Utilizar herramientas anti-chispa para trabajar en el área de gases. Al reemplazar un cilindro, verificar posibles escapes con jabón. Mantener conexiones, manguera y manómetros libres de aceita y grasa. Utilizar equipo de protección individual adecuado. Usar equipo adecuado para levantamiento y transporte de carga.

1. 2. 3. 4.

Desconectar la alimentación eléctrica, si hay, y colocar letrero de aviso. Cerrar válvula general de aire, si hay, y colocar letrero de aviso. Utilizar equipo de protección individual adecuado. Utilizar herramientas adecuadas para realizar el trabajo.

132


5.

Limpiar el área al concluir los trabajos.

133


ANEXO C PROCESO DE IMPLANTACIÓN DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN DE MANTENIMIENTO Etapas

1. Pre -implantación

2. Implantación

3. Post-implantación

Actividades y Tareas Preparación de la organización. Compromiso de todos los integrantes de los niveles involucrados: Compresión de la importancia del proyecto, sus beneficios y el papel que cada quien debe desempeñar. Definición de funciones a nivel de dirección y colaboración. Conformación de equipos de trabajo y atribución de funciones. Participación del personal gerencial que apoye y controle el avance del proyecto, de personal operativo que se encargará de administrar el sistema, de personal de informática que dará apoyo técnico y participará en la optimización del sistema, de personal de auditoría que velará por el cumplimiento de los procesos y las normas de control y seguridad Recopilación de información existente o nueva que ingresará al sistema; documentos, reportes y experiencias que alimentarán a la aplicación. Validación de la información. Procesos de capacitación de técnicos y usuarios. Depuración de requerimientos. Carga de la información inicial o histórica. Puesta en marcha de la aplicación. Valoración de resultados (utilización en paralelo con el sistema anterior). Aseguramiento del cumplimiento de las metas, objetivos y alcances establecidos. Capacitaciones periódicas. Mejoras o modificaciones al sistema. Aseguramiento del soporte técnico. Análisis de nuevas características y funcionalidades de posible incorporación al sistema.

Desarrollo del proyecto Delimitación liderazgo y responsabilidades Actividades a realizar y estimación de tiempos Definición y conformación de equipos de trabajo Tratamiento de resistencia al cambio Definición y manejo de requerimientos Capacitación a usuarios y técnicos Auditoría y seguimiento Puesta en producción del sistema Actualización de conocimientos Análisis de nuevas funcionalidades Soporte interno o contratación de terceros

Etapas 1 1 1-2 1-2 1-2 1-3 2-3 2 3 3 3

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BIBLIOGRAFIA

• MARTINEZ, LUIS. GUIA DIDACTICA DEL CURSO DE MANTENIMIENTO II, Ingeniería de Mantenimiento, Universidad Gran Mariscal de Ayacucho. 1997 • MOSQUERA G., RIVERO, J., SALOMON, J. y OTROS, DISPONIBILIDAD Y CONFIABILIDAD DE SISTEMAS INDUSTRIALES, UGMA , BARCELONA, 1996. • RODRÍGUEZ BERTRÁN., JOSÉ NAVARRO ALVAREZ, RAMÓN. PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE SISTEMA DE MANTENIMIENTO, GUÍA DIDÁCTICA, CURSO DE ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO, 1996 • MOSQUERA, GENARO, APOYO LOGÍSTICO PARA LA ADMINISTRACIÓN DEL MANTENIMIENTO INDUSTRIAL, CDCH, UCV,CARACAS,1993. • PRINCIPIOS DE OPTIMIZACION DE MANTENIMIENTO, HOWARD FINLEY DE VENEZUELA S.A., CARACAS 1985

135

ORGANIZACIÓN Y PLANIFICACION DE MANTENIMIENTO 2007

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