República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular Para la Educación Universitaria Instituto Universitario de Tecnología del Estado Bolívar PNF. Ingeniería de Mantenimiento Sección: XII-MTTO-5T/12T
Mantenibilidad
Facilitado Facilitador: r: Gregorio Guzmán
Participant Participantes: es: C.I.: 20.555.693 Analis Rosal C.I.: 20.264.211 Daniel Figueredo C.I.: 21.008.992 Royber Delgado C.I.: 19.728.897 Yusleni Ramírez
Ciudad Bolívar, Junio del 2013 Índice
Introducción……………………………………………………………………….. 3 Conceptos básicos y generales mantenibilidad……………………………………
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Análisis y síntesis del tema mantenibilidad……………………………………….
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Modelos estadísticos que se utilizan para determinar la mantenibilidad………….
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Software que en la actualidad se emplean para calcular la mantenibilidad………. 11 Conclusión………………………………………………………………………… 15 Bibliografía………………………………………………………………………... 16
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Introducción
Desde hace varios años se han venido desarrollando estudios y pruebas, con el objeto de minimizar todas las funciones que trae aparejadas la conservación industrial, tales como el tiempo dedicado al mantenimiento preventivo, los tiempos de paro, la cantidad de refacciones, la habilidad del personal que interviene en la máquina (instalación, operación y conservación) y en fin, todo aquello que de una u otra forma tiene que hacerse para permitir que los recursos sujetos a conservación continúen operando dentro de la calidad esperada. Esto ha traído como consecuencia, que los fabricantes e instaladores de equipos formen sus criterios de diseño tomando en cuenta los conceptos de mantenibilidad. La mantenibilidad se define como la rapidez con la cual los fallos o el funcionamiento defectuoso en los equipos son diagnosticados y corregidos, o la conservación programada es ejecutada con éxito. Es una función de variables que interactúan; incluye el diseño y configuración del equipo y su instalación, la accesibilidad de partes y la adecuación de mano de obra que en el interviene.
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Conceptos Básicos Y Generales De La mantenibilidad
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“La Mantenibilidad es la capacidad de un elemento, bajo determinadas condiciones de uso, para conservar, o ser restaurado a, un estado en el que pueda realizar la función requerida, cuando el mantenimiento se realiza bajo determinadas condiciones y usando procedimientos y recursos establecidos” (Obtenido desde: http://www.aec.es/web/guest/centroconocimiento/mantenibilidad ).
La Mantenibilidad está encargada del estudio de la complejidad, los factores y los recursos relacionados con las actividades del mantenimiento de los equipos, en este trabajo se analiza desde un punto de vista basado en el tiempo empleado en las actividades de mantenimiento necesarias tanto para mantener un equipo en funcionamiento, como para recuperarlo luego de una falla, para ello se presentan inicialmente los fundamentos conceptuales y estadísticos que permitan el análisis del tiempo empleado en mantenimiento, como una variable aleatoria que solo puede ser tratada de forma probabilística. “La mantenibilidad es una característica interesante en aquellos equipos que se reparan cuando fallan, y con tiempos de reparación significativos. El tiempo en que un ítem es puesto nuevamente en funcionamiento, según los estándares de servicio establecidos, es una variable aleatoria. Dicho tiempo depende del nivel de dificultad técnica que tiene el proceso de mantenimiento en llevar adelante el diagnóstico y de la capacidad en efectuar la reparación”. (Obtenido desde: http://www.pistarelli.com.ar)
Son muchos los factores que afectan estos tiempos y que, a su vez, se definen en las primeras etapas del ciclo de vida del activo (diseño). La mantenibilidad es la característica inherente de un elemento, asociada a su capacidad de ser recuperado para el servicio cuando se realiza la tarea de mantenimiento necesaria según se especifica. Hay varias maneras de poder cuantificar la mantenibilidad sin embargo, en la práctica de ingeniería, el enfoque basado en el tiempo empleado en las tareas de mantenimiento es el más utilizado, pues con este método se consigue a través de diversos parámetros medir la capacidad del sistema de ser recuperado para su función, mediante la realización de tareas de mantenimiento. Es importante entender la relación entre mantenibilidad y el “tiempo empleado” en las tareas de mantenimiento.
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Fuente: Mantenibilidad. Isdefe España.
Como se puede observar en la figura 2, la mantenibilidad está directamente relacionada con el área de la parte inferior de la gráfica de funcionabilidad de un sistema, es decir con el estado SoFa, donde T representa el tiempo empleado para la acertada realización de la tarea de mantenimiento que permite la recuperación del sistema. Las medidas mediante las cuales se puede describir la mantenibilidad están relacionadas con el tiempo en el cual el sistema se encuentra en SoFa y debido a que este tiempo no es constante se utilizan medidas tales como: Tiempo medio entre fallas (MTBF), Tiempo de recuperación (TTR), Tiempo medio de recuperación MTTR etc. y son consideradas variables aleatorias y sólo pueden ser descritas de forma probabilística.
Tiempo de recuperación TTR
Es el tiempo empleado en mantenimiento para el que se recuperará la funcionabilidad de un porcentaje dado de una población. Es la abscisa del punto cuya ordenada corresponde a un porcentaje dado de recuperación. Matemáticamente, el tiempo TTR puede representarse como:
De la variabilidad de TTR se deduce que el proceso de recuperación del sistema solo puede describirse en términos probabilísticos, siendo TTR una variable aleatoria. Tiempo medio de recuperación MTTR
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Lo definimos como la media de la variable aleatoria TTR o la media de la distribución de probabilidad de TTR. También es común referirse a esta media como la esperanza matemática o el valor esperado, en este caso de la variable TTR y denotada por MTTR, es importante hacer énfasis que éste es un valor promedio del tiempo de recuperación, pero que no necesariamente tiene que ser el resultado de algunos de los tiempos que tome recuperar el sistema. Sabemos que la media o valor esperado de cualquier variable aleatoria discreta, se puede obtener al multiplicar cada uno de los valores de la variable aleatoria por su correspondiente probabilidad y sumar los productos. Sin embargo, en este caso TTR es una variable aleatoria continua, por lo cual utilizamos integrales para reemplazar a las sumatorias, de este modo:
Donde m(t) es la función de densidad de probabilidad de la variable TTR. Tiempo medio entre fallas MTBF
El Tiempo Promedio entre Fallos indica el intervalo de tiempo más probable entre un arranque y la aparición de un fallo; es decir, es el tiempo medio transcurrido hasta la llegada del evento “fallo”. Mientras mayor sea su valor, mayor es la confiabilidad del componente o equipo. Uno de los parámetros más importantes utilizados en el estudio de la Confiabilidad constituye el MTBF, es por esta razón que debe ser tomado como un indicador más que represente de alguna manera el comportamiento de un equipo específico. Asimismo, para determinar el valor de este indicador se deberá utilizar la data primaria histórica almacenada en los sistemas de información.
Donde: n = Número de componentes objeto del análisis de fallas. T = Tiempo analizado.
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K = Cantidad de fallas durante el tiempo analizado.
Tiempo porcentual de recuperación TTR%
El tiempo porcentual de recuperación, es el tiempo para el cual se logra finalizar con éxito cierto porcentaje de la tarea de mantenimiento analizada, por ejemplo TTR90 corresponde al tiempo para el cual se realizaron con éxito el 90% de las pruebas. Dado que la función de mantenibilidad M(t), de un sistema es la probabilidad de que el mismo sea recuperado para su funcionamiento en un tiempo t, para el cálculo de el tiempo porcentual de recuperación es necesario contar con la función de mantenibilidad del sistema, de esta despejamos t, y valuamos la expresión para el porcentaje de M(t) deseado.
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Análisis Y Síntesis Del Tema Mantenibilidad
La realización de cualquier tipo de tarea de mantenimiento conlleva cierto riesgo, tanto por la probabilidad de una realización incorrecta como por las consecuencias que esto pueda tener, por lo que el personal de mantenimiento debe contar con los conocimientos y recursos necesarios que le permitan realizar de una manera adecuada su trabajo, y con estos lograr reducir el riesgo asociado a la tarea de mantenimiento. La correcta aplicación de los criterios de mantenibidad reduce el tiempo de fuera de servicio de los equipos, y por consiguiente se logra un aumento de la disponibilidad. La mantenibilidad se puede definir como la expectativa que se tiene de que un equipo o sistema pueda ser colocado en condiciones de operación dentro de un periodo de tiempo establecido, cuando la acción de mantenimiento es ejecutada de acuerdo con procedimientos prescritos. La mantenibilidad está inversamente relacionada con la duración y el esfuerzo requerido por las actividades de mantenimiento. Puede ser asociada de manera inversa con el tiempo que se toma en lograr acometer las acciones de mantenimiento, en relación con la obtención del comportamiento deseable del sistema. Esto incluye la duración (horas) o el esfuerzo (horas-hombre) invertidos en desarrollar todas las acciones necesarias para mantener el sistema o uno de sus componentes para restablecerlo o conservarlo en una condición específica.
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Modelos Estadísticos Que Se Utilizan Para Determinar La Mantenibilidad
La ingeniera de mantenibilidad, se basa en el estudio de la duración de procesos de mantenimiento, y poder calcular la probabilidad de que el sistema sea recuperado en cierto
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tiempo, para esto se utilizan herramientas estadísticas, tales como: función de densidad, función de distribución, tasa de fallos, entre otros. Todas estas herramientas estadísticas tienen amplias ramas de aplicación, en múltiples ciencias, sin embargo el interés principal estará centrado en el estudio de la duración de las tareas de mantenimiento para el cálculo de las medidas de mantenibilidad. Para el análisis de los datos recabados es necesario el uso de métodos estadísticos que nos permitan extraer la información necesaria para poder calcular las medidas de mantenibilidad El método parametrico consiste en un análisis que nos permite calcular algunas de las medidas de mantenibilidad, para ello es necesario contar con datos o muestreos recabados durante la operación de los equipos, específicamente datos relativos a los tiempos necesarios para completar las diferentes clases de tareas de mantenimiento, así como el registro de los tiempos en operación y los tiempos en parada de los equipos, este método se basa en la suposición de que los datos recabados relacionados con el tiempo necesario para completar satisfactoriamente la tareas de mantenimiento se distribuye normalmente. Para aplicar el método parametrico en la práctica, es necesario contar con una muestra de datos recabados por personal de mantenimiento, estos datos consisten en: Los tiempos necesarios para completar las tareas de mantenimiento TTR y el tiempo de operación del equipo a analizar, estos deben ser recabados durante un periodo de tiempo previamente establecido.
Fuente: Juan Francisco Catalán
En esta tabla podemos observar:
Columna 1: Estado del sistema o equipo, SoFu estado de funcionamiento y SoFa estado de falla o parada del equipo.
Columna 2: El tiempo de inicio y final de cada estado del equipo.
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Columna 3: Los intervalos de tiempo en el cual el equipo se encuentra ya sea en funcionamiento TSoFu o en parada TSoFa.
Además al final de la tabla se encuentra TSoFu el cual es el tiempo total de funcionamiento del equipo y TSoFa el cual es el tiempo tota en parada.
o
Rango de la muestra
El rango de la muestra proporciona la variabilidad o dispersión de los datos en torno a la media, si suponemos que t1, t2, t3……tn, son los tiempos recabados en el muestreo el rango de la muestra está dado por:
Autor: o
Jezdimir Knezevic, Mantenimiento, Isdefe Mediana de la muestra
La mediana de la muestra es una medida que refleja la tendencia central de los dados de la muestra de manera que no esté influenciada por los datos extremos, si en la práctica se obtiene una muestra con datos t1, t2, t3, t4, ……..tn, y estos se encuentran ordenados en forma creciente en magnitud, de manera que t1 < t2 < t3 < t4 ……< tn, la mediana de la muestra está dada por:
o
Media de la muestra
La media es simplemente un promedio numérico de una muestra de datos, suponiendo que los datos recabados de un ensayo son t1, t2, t3, ….tn . Donde t son los diferentes tiempos empleados en tareas de mantenimiento idénticas, realizadas por personal igualmente capacitado y en condiciones de entorno idénticas, la media de la muestra está dada por:
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Autor:
o
Jezdimir Knezevic, Mantenimiento, Isdefe
Medidas de posición
Las medidas de posición de una muestra de datos proporcionan una medida cuantitativa de donde se encuentra el centro de los datos de la muestra. Lo cual es importante pues permiten visualizar el promedio de los datos o muestras recabadas para el análisis. Las medidas de posición comúnmente utilizadas en cálculos de mantenibilidad son: media de la muestra y mediana de la muestra.
o
Desviación estándar
La medida de dispersión muestral mas utilizada comúnmente es la desviación estándar. Si t1, t2, t3…….tn, son los tiempos muestreados. La desviación estándar de la muestra es:
Autor:
o
Jezdimir Knezevic, Mantenimiento, Isdefe
Variables aleatorias
En estadística el resultado de un experimento es una variable aleatoria, ya que puede tomar diferentes valores determinados por el resultado del experimento. En mantenibilidad sin embargo la variable aleatoria será el tiempo de duración de cada tarea de mantenimiento realizada TTR. Autor:
Jezdimir Knezevic, Mantenimiento, Isdefe
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o
Distribuciones discretas de probabilidad
Una variable aleatoria discreta toma cada uno de sus posibles valores con cierta probabilidad, por ejemplo: una variable aleatoria discreta comúnmente analizada en fiabilidad es el número de componentes defectuosos encontrados después un período de prueba, con frecuencia se representan todas las probabilidades de una variable aleatoria X mediante una función de X, por tanto.
Autor:
Jezdimir Knezevic, Mantenimiento, Isdefe
SOFTWARE QUE EN LA ACTUALIDAD SE EMPLEAN PARA CALCULAR LA MANTENIBILIDAD.
Minitab
Minitab es
un programa de computadora diseñado para ejecutar funciones estadísticas básicas y avanzadas. Combina lo amigable del uso de Microsoft Excel con la capacidad de ejecución de análisis estadísticos. En 1972, instructores del programa de análisis estadísticos de la Universidad Estatal de Pensilvania (Pennsylvania State University) desarrollaron MINITAB como una versión ligera de OMNITAB, un programa de análisis estadístico del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de los Estados Unidos. Como versión completa en el 2006 cuesta $1195 USD, pero una versión para estudiantes y académicos se ofrece como complemento de algunos libros de texto. Autor: obtenido desde: http://
es.wikipedia.org/wiki/Minitab
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Fuente: Juan Francisco Catalán
CMMS o Computerized Maintenance Management System
Sistema de gestión de mantenimiento (CMMS), también se conoce como gestión de activos empresariales y el sistema de información de gestión del mantenimiento (CMMIS).
Un paquete de software CMMS mantiene una base de datos de información sobre las operaciones de mantenimiento de la organización, es decir CMMIS - Sistema de información de gestión del mantenimiento.
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Esta información tiene por objeto ayudar a los trabajadores de mantenimiento de hacer su trabajo con mayor eficacia (por ejemplo, la determinación de que las máquinas requieren mantenimiento y almacenes que contienen las piezas de repuesto necesarias) y para ayudar a la administración a tomar decisiones informadas (por ejemplo, el cálculo del costo de la reparación de avería de la máquina frente al mantenimiento preventivo para cada máquina, que puede dar lugar a una mejor asignación de los recursos). CMMS datos también pueden ser utilizados para verificar el cumplimiento regulatorio.
Paquetes CMMS pueden ser utilizados por cualquier organización que debe realizar el mantenimiento de equipos, activos y propiedades. Algunos productos CMMS se centran en determinados sectores de la industria (por ejemplo, el mantenimiento de las flotas de vehículos o centros de salud). Otros productos que pretenden ser más general.
Paquetes CMMS pueden producir informes de situación y los documentos con el detalle o resúmenes de las actividades de mantenimiento. El más sofisticado sea el paquete, las más instalaciones de análisis están disponibles.
Muchos paquetes CMMS pueden ser basada en la web, lo que significa que son recibidos por la empresa que vende el producto en un servidor externo, o basado en LAN, lo que significa que la empresa compra el software recibe el producto en su propio servidor.
Paquetes CMMS están estrechamente relacionados con la gestión de instalaciones asistido por ordenador paquetes (también llamado software de gestión de instalaciones). A los efectos de muchas organizaciones, los dos son intercambiables. Autor: obtenido desde
http://en.wikipedia.org/wiki/Computerized_maintenance_management_system
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Fuente: coolsolutionsgroup.com
Conclusión
La mantenibilidad es un parámetro estadístico que se define como la probabilidad que tiene un ítem en estado de falla, de ser diagnosticado y reparado con éxito en un tiempo t, y en el contexto de operación establecido. Ser mantenido incluye la capacidad que posee para que se le diagnostique el fallo, pero también las posibilidades que tiene de ser reparado en el menor tiempo posible de acuerdo a su complejidad. La mantenibilidad no es una propiedad o característica que debamos tener en cuenta sólo para la ejecución
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de reparaciones surgidas de averías imprevistas (Mantenimiento Correctivo), sino también para programar rutinas definidas en los Planes de Mantenimiento Preventivo
Bibliografía
Jinhua, D., Erlang, O. 2003. Availability analysis through relations between failure rate and preventive maintenance under condition monitoring. Mälardal en University.
Sols, Alberto. Mantenibilidad un enfoque sistémico.
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www.pistarelli.com.ar. Extraído el 21 http://www.pistarelli.com.ar/mantenibilidad.pdf
de
junio
del
2013
desde
www.aec.es. Extraído el 21 de junio del 2013desde: http://www.aec.es/web/guest/centro-conocimiento/mantenibilidad
Knezevic, Jezdimir. Manteniblidad. España.
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