Indice Autor ...................................................................................................................................................5 Estimado lector...................................................................................................................................7 Indice ...................................................................................................................................................9 Introducción General.......................................................................................................................13 Objetivos Generales .......................................................................................................................14 1. Conceptos de Mantenimiento......................................................................................................17 1.0. Esquema conceptual de la unidad ...........................................................................................17 1.1. La Importancia del Mantenimiento.........................................................................................19 1.2. La Finalidad del Mantenimiento ............................................................................................19 1.3. Variables del Mantenimiento .................................................................................................19 1.3.1. Fiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad ...................................................................21 1.4. Objetivos del Mantenimiento................................................................................................23 1.5. Las Fallas ................................................................................................................................24 1.5.1. Clasificación.....................................................................................................................25 1.6. Identificación y Análisis de las Fallas.....................................................................................27 1.6.1. Análisis de la Prioridad de Reparación ............................................................................28 1.6.2. Procedimientos para Analizar los Problemas...................................................................30 Problemas Propuestos......................................................................................................................53 2. Fiabilidad ......................................................................................................................................55 2.0. Esquema conceptual de la unidad ...........................................................................................55 2.1. La fiabilidad ............................................................................................................................57 2.2. Introducción matemática de variable aleatoria .......................................................................57 2.3. Fiabilidad e infiabilidad ..........................................................................................................60 2.3.1. Características de la Fiabilidad ........................................................................................61 2.3.2. Aplicación ........................................................................................................................64 2.4. Tipos de ensayos en fiabilidad ................................................................................................66 2.5. Relación entre f(t), λ(t) y R(t) .................................................................................................67 2.6. La curva Davies o de la bañera ...............................................................................................67 2.7. Distribuciones teóricas en el terreno de la fiabilidad..............................................................68 2.7.1. La distribución exponencial .............................................................................................68 2.7.2. El modelo de Weibull ......................................................................................................75 2.7.3. Síntesis algoritmo para el estudio de la ley de Weibull ...................................................87 2.7.4. Distribución de Poisson ...................................................................................................89 2.7.5. Aplicación de Fiabilidad en empresas .............................................................................90 2.7.6. Fiabilidad en los Sistemas..............................................................................................115 Problemas Propuestos....................................................................................................................119
9 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
3. Tipos de Mantenimiento............................................................................................................121 3.0. Esquema conceptual de la unidad .........................................................................................121 3.1. Clasificación del mantenimiento de acuerdo a las normas AFNOR X60010 y 60011.........123 3.2. Mantenimiento Correctivo ...................................................................................................123 3.2.1. Procedimiento a seguir ante una rotura..........................................................................124 3.2.2. Calculo de costos de mantenimiento correctivo ............................................................125 3.3. Mantenimiento Modificativo ................................................................................................126 3.4. Mantenimiento Preventivo....................................................................................................130 3.4.1. Mantenimiento Sistemático ...........................................................................................132 3.4.2. Mantenimiento Condicional o Predictivo ......................................................................136 3.5. Determinación del período de intervención y dimensión del área........................................169 Problemas Propuestos....................................................................................................................171 4. TPM Mantenimiento Total Productivo y Estrategia de las 5S ..............................................173 4.0. Esquema conceptual..............................................................................................................173 4.1. TPM Mantenimiento Total Productivo .................................................................................175 4.1.1. Introducción al TPM ......................................................................................................175 4.1.2. Origen del TPM .............................................................................................................176 4.1.3. Misión del TPM .............................................................................................................177 4.1.4. Objetivo del TPM ..........................................................................................................177 4.1.5. Beneficios del TPM .......................................................................................................177 4.1.6. Características ................................................................................................................179 4.1.7. Competitividad del ambiente externo y necesidad del TPM .........................................180 4.1.8. Pilares del TPM..............................................................................................................181 4.1.9. Proceso de puesta en marcha del TPM ..........................................................................184 4.2. Estrategia de las 5 S ..............................................................................................................209 Problemas Propuestos....................................................................................................................219 5. Gestión de Mantenimiento ........................................................................................................221 5.0. Esquema conceptual de la unidad .........................................................................................221 5.1. Desempeño de la Gestión de Mantenimiento .......................................................................223 5.2. Implementación de la Gestión en Mantenimiento ................................................................223 5.3. Análisis de la Situación.........................................................................................................223 5.5. El Plan de Mantenimiento...................................................................................................223 5.5. El Tablero de a Bordo ...........................................................................................................224 5.5.1. Metodología para la Definición del Tablero de a Bordo ...............................................225 5.5.2. Análisis del tablero de a bordo.......................................................................................225 5.5.3. Ratios de mantenimiento................................................................................................226 5.6. Control de Gestión ................................................................................................................232 5.6.1. Los objetivos del control de gestión .............................................................................232 5.6.1. Factores que Inciden en un Sistema de Control de Gestión...........................................233 5.6.2. Instrumentos de un Sistema de Control de Gestión .......................................................233 5.6.3. Conclusiones ..................................................................................................................233 5.7. Costos de Mantenimiento......................................................................................................234 5.7.1. Los Costos y su División ...............................................................................................234 5.7.2. Costos Fijos....................................................................................................................234 5.7.3. Costos Variables ............................................................................................................234 5.7.4. Costos Financieros .........................................................................................................235 5.7.5. Costo por Falla ...............................................................................................................235 10 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
5.7.6. Costo Total de Mantenimiento.......................................................................................236 5.7.8. Costo óptimo o de equilibrio..........................................................................................236 5.8. Gestión de Almacén ............................................................................................................238 5.8.1. Stocks .............................................................................................................................239 5.8.2. Costo de adquisición o de compra .................................................................................239 5.8.3. Costo de almacenamiento ..............................................................................................241 5.8.4. Cálculo del lote económico............................................................................................243 5.8.5. Diagrama ABC...............................................................................................................248 Problemas Propuestos....................................................................................................................287 6. Aplicación de Sistemas Informáticos........................................................................................289 6.0.Esquema conceptual de la unidad ..........................................................................................289 6.1. Introducción ..........................................................................................................................291 6.2. Ventajas y Desventajas de la Implementación de un Sistema Informático .........................291 6.3. Etapas de Implementación ....................................................................................................293 6.4. Implementación.....................................................................................................................293 6.5. Estructura de un Sistema Informático para Mantenimiento..................................................294 6.6. Inventario y Registro de Equipos..........................................................................................295 6.7. Plantillas como base para la informatización........................................................................295 Problemas Propuestos....................................................................................................................315 7. Recursos Humanos y Seguridad Aplicados al Mantenimiento..............................................317 7.0. Esquema conceptual de la unidad .........................................................................................317 7.1. Recursos Humanos................................................................................................................319 7.1.1. Objetivos de los Recursos Humanos, Bases y desafíos .................................................319 7.1.2. Los Recursos Humanos dentro de Mantenimiento ........................................................320 7.1.3. Funciones de los Recursos Humanos...........................................................................321 7.1.4. Actividades de los Recursos Humanos en Mantenimiento............................................322 7.1.5. Sistema de Información de RRHH.................................................................................322 7.1.6. Planeación de los Recursos Humanos............................................................................323 7.1.7. Desarrollo de los Recursos Humanos ............................................................................325 7.1.8. Evaluación del Desempeño............................................................................................325 7.1.9. Especialidades Necesarias..............................................................................................326 7.1.10. Tipos de Contratos .......................................................................................................334 7.1.11. Diferencias entre Trabajar con Personal Propio o Contratado.....................................335 7.1.12. Productividad del Personal de Mantenimiento ............................................................336 7.1.13. Acciones para Motivar al Personal ..............................................................................337 7.2. La seguridad en el área de mantenimiento............................................................................338 7.2.1. Accidente, condiciones peligrosas .................................................................................339 7.2.2. Procedimiento para realizar actividades que entrañan riesgos......................................341 7.2.3. Protección en la operación de máquinas y herramientas ...............................................344 Problemas Propuestos....................................................................................................................347
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Introducción General Las empresas necesitan realizar un mantenimiento adecuado a su proceso productivo o de servicios y en ningún caso, se puede utilizar el sistema aplicado en otra empresa sin los ajustes requeridos por las modalidades propias de cada compañía. Se deberán tener en cuenta, no sólo los aspectos técnicos, sino también los relacionados a la gestión y organización, considerando factores económicos, de seguridad y medio ambiente. Mantenimiento debe incorporar métodos de mejora continua que acompañen a la empresa en sus distintas etapas de crecimiento y se adecuen automáticamente a cada fase de la vida de la empresa, optimizando su prestación. La necesidad del mantenimiento se basa en que cualquier máquina o equipo sufre una serie de degradaciones a lo largo de su vida útil. Si no se evitan o eliminan, el objetivo para el que se crearon no se alcanza plenamente, el rendimiento disminuye y su vida útil se reduce. Esto implica la necesidad de personal, no sólo para manejarla, sino también se necesitará personal para repararla y conservarla. Cuanto más automatizada esté la instalación se requerirá de menos cantidad de personal para producir más, sin embargo, el número de elementos susceptibles de averías aumentará. Para poder tener una tasa de utilización alta, se deberá contar con un buen sistema de mantenimiento. Analizando el desarrollo de las empresas se observa que las intervenciones de mantenimiento a las máquinas se fueron resolviendo de distinta forma. Las primeras máquinas eran atendidas por los propios usuarios, la técnica no estaba tan evolucionada y las reparaciones se realizaban tras la avería o cuando esta estaba a punto de producirse, la responsabilidad de la producción y del buen funcionamiento correspondía al operador de la máquina. A medida que fue creciendo la complejidad de los equipos, los operadores necesitaron ayuda de especialistas para poder afrontar las reparaciones. Este hecho dio lugar a la aparición de talleres o servicios dentro de la propia planta. Esos talleres disponían de personal con conocimientos y herramientas adecuados para las reparaciones. Con el aumento del tamaño de las industrias y la necesidad creciente de mantener el equipamiento en buen estado para la producción, los talleres se fueron convirtiendo en una función de servicio que se incorporó a la estructura de la empresa. Se hizo necesario diferenciar entre el personal de producción y el de mantenimiento, como consecuencia el operador intervenía cada vez menos en la ejecución de las reparaciones. A principios del siglo XX se transforman los sistemas productivos con particularidades propias de la denominada “Revolución Industrial”, luego con motivo de las dos guerras mundiales el servicio de Logística de Mantenimiento se vuelve indispensable para asegurar el máximo funcionamiento de los equipos productivos.
13 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En diferentes etapas se comienzan a estudiar las averías y sus soluciones, dando lugar a un gran avance técnico. Se determinan índices entre las horas de funcionamiento y la aparición de las averías, permitiendo la reparación antes que se produzca la falla. Dentro del personal de mantenimiento se comienza a diferenciar las especialidades, en particular, las mecánicas y eléctricas. El desarrollo tecnológico en los últimos años trae aparejado la necesidad de cambiar la filosofía de trabajo. El Mantenimiento debe incorporar esta nueva tecnología con sus particularidades propias, junto a nuevas técnicas apropiadas a estas épocas. En este libro explicamos sobre las nuevas estrategias y tácticas del nuevo mantenimiento.
Objetivos Generales
Entender los conceptos de mantenimiento.
Conocer y valorar los conceptos fundamentales del mantenimiento.
Aplicar los criterios del mantenimiento predictivo / preventivo.
Comprender los conceptos de fiabilidad.
Definir el sistema de información y seleccionar medios informáticos relacionados con la actividad.
Conocer y valorar los conceptos básicos y la problemática de implementación de un sistema de mantenimiento total productivo y las técnicas denominadas 5S.
Interpretar la importancia de una actitud de prevención para evitar los accidentes que devienen de esta actividad.
Comprender la actividad de RRHH.
Entender la importancia de la aplicación de seguridad en el mantenimiento.
Transferir los conocimientos adquiridos en nuevas situaciones de la actuación profesional.
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Conceptos de Mantenimiento
Esquema General Conceptual
Unidad 1
Mantenimiento • • • • • • •
Su importancia Finalidad Variables Objetivos La fallas Análisis de prioridad de reparación Métodos de resolución de problemas
Unidad 2
Fiabilidad • • • • • •
Introducción matemática de variable aleatoria Fiabilidad e inviabilidad Tipos de ensayos de fiabilidad Relación entre F(T), (T) y R(T) La curva Davies o de la bañera Distribuciones Teóricas en el terreno de la fiabilidad
Unidad 3
Tipos de Mantenimiento • • • • •
Clasificación de acuerdo a las normas AFNOR X60010 y 60011 Mantenimiento correctivo Mantenimiento modificativo Mantenimiento preventivo Determinación de período de intervención y dimensión del área
15 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Unidad 4
TPM Mantenimiento Total Productivo y las 5S las • • •
Introducción al TPM Proceso de puesta en marcha del TPM Estrategia de las 5 S
Unidad 5
Gestión de Mantenimiento • • • • • • •
Implementación de la gestión de mantenimiento Análisis de la situación El plan de mantenimiento El tablero de comando Control de gestión Costos de mantenimiento Gestión de almacén
Unidad 7
Unidad 6
Aplicación de Sistemas Informáticos • • • • • •
Introducción Ventajas y desventajas de la implementación de un sistema informático Etapas de implementación Implementación Estructura de un sistema informático para mantenimiento Inventario y registro de equipos
Recursos Humanos y Seguridad aplicados al Mantenimiento
• •
Recursos humanos La seguridad en el área de mantenimiento
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1 Conceptos de Mantenimiento 1.0. Esquema conceptual de la unidad Su Importancia
Mantenimiento
Las Fallas
Clasificación
Su Finalidad
Objetivos
Variables
Fiabilidad Mantenibilidad Disponibilidad
Identificación y Análisis de las fallas
Análisis de prioridad de reparación Procedimientos básicos para analizar problemas
17 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En esta unidad estudiaremos: •
La importancia del mantenimiento
•
La finalidad del mantenimiento
•
Variables del mantenimiento:
Fiabilidad
Mantenibilidad
Disponibilidad
•
Objetivos del mantenimiento
•
Las fallas
•
Clasificación
Identificación y análisis de las fallas
Análisis de la prioridad de reparación
Procedimientos básicos para analizar los problemas
18 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
1.1. La Importancia del Mantenimiento El objetivo del Mantenimiento es conservar todos los bienes que componen los eslabones del sistema directa e indirectamente afectados a los servicios, en las mejores condiciones de funcionamiento, con un muy buen nivel de confiabilidad, calidad y al menor costo posible. Mantenimiento no sólo deberá mantener las máquinas sino también las instalaciones de: iluminación, redes de computación, sistemas de energía eléctrica, aire comprimido, agua, aire acondicionado, calles internas, pisos, depósitos, etc. Deberá coordinar con recursos humanos un plan para la capacitación continua del personal ya que es importante mantener al personal actualizado.
1.2. La Finalidad del Mantenimiento Tal como encontramos hoy a las industrias, bajo una creciente presión de la competencia, estas se encuentran obligadas a alcanzar altos valores de producción con exigentes niveles de calidad cumpliendo con los plazos de entrega. Radica justamente aquí la importancia del mantenimiento. La finalidad del mantenimiento entonces es conseguir el máximo nivel de efectividad en el funcionamiento del sistema productivo y de servicios con la menor contaminación del medio ambiente y mayor seguridad para el personal al menor costo posible. Lo que implica: conservar el sistema de producción y servicios funcionando con el mejor nivel de fiabilidad posible, reducir la frecuencia y gravedad de las fallas, aplicar las normas de higiene y seguridad del trabajo, minimizar la degradación del medio ambiente, controlar, y por último reducir los costos a su mínima expresión. El mantenimiento debe seguir las líneas generales determinadas con anterioridad, de forma tal que la producción no se vea afectada por las roturas o imprevistos que pudieran surgir.
1.3. Variables del Mantenimiento Para que usted pueda interpretar la forma en la que actúa el mantenimiento, se hace necesario que veamos y analicemos distintas variables de significación que repercuten en el desempeño de los sistemas. Así, les puedo mencionar:
Fiabilidad.
Disponibilidad.
Mantenibilidad.
Calidad.
Seguridad.
19 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Costo.
Entrega / Plazo.
Veamos a que se refiere cada una de estas variables mencionadas. La Fiabilidad es la probabilidad de que las instalaciones, máquinas o equipos, se desempeñen satisfactoriamente sin fallar, durante un período determinado, bajo condiciones específicas. Recordemos que la probabilidad puede variar entre 0 (indica la certeza de falla) y 1 (indica la certeza de buen desempeño). Por lo tanto la probabilidad de falla está necesariamente unida a la fiabilidad. El análisis de fallas constituye otra medida del desempeño de los sistemas, para ello se utiliza lo que denominados la tasa de falla, que es el cociente del número de fallas sobre el total de horas de operación del equipo. La disponibilidad es la proporción de tiempo durante la cual un sistema o equipo estuvo en condiciones de ser usado. Vemos entonces que la disponibilidad depende de:
La frecuencia de las fallas.
El tiempo que nos demande reanudar el servicio.
Por supuesto que no están comprendidos en el tiempo de paradas aquellas que se producen por problemas de huelgas, o suspensión de la producción por caída en la demanda. La mantenibilidad, es la probabilidad de que una máquina, equipo o un sistema pueda ser reparado a una condición especificada en un período de tiempo dado, en tanto su mantenimiento sea realizado de acuerdo con ciertas metodologías y recursos determinados con anterioridad. La mantenibilidad es la cualidad que caracteriza una máquina, equipo o sistema en cuanto a su facilidad a realizarle mantenimiento, depende del diseño y pueden ser expresados en términos de frecuencia, duración y costo. Debemos destacar el lugar primordial que ocupa la calidad. El mantenimiento debe tratar de evitar las fallas, reestablecer el sistema lo más rápido posible, dejándolo en condiciones óptimas de operar a los niveles de producción y calidad exigida. La seguridad, está referida al personal, instalaciones, equipos, sistemas y máquinas, no puede ni debe dejársela a un costado, con miras a dar cumplimiento a demandas pactadas.
20 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
La competencia nos obliga a bajar permanentemente los precios, por lo que se deben optimizar los procesos. El tiempo de entrega y el cumplimiento de los plazos previstos son variables que tienen también su importancia, en el mantenimiento, el tiempo es un factor preeminente.
1.3.1. Fiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad En el siguiente esquema se muestra la relación entre estas variables
Vida de un Material
R (t) Fiabilidad probabilidad de un buen funcionamiento MTBF media de tiempos de buen funcionamiento
D (t) Disponibilidad posibilidad de asegurar un servicio
Mantenibilidad M (t) probabilidad de duración de reparación D=
MTTR media de tiempo técnicas de reparación
M TB F M TBF − M T TR
λ(t)
tasa de fallo instantáneo (a veces notadas Z(t) o h(t))
λ
tasa de fallo constante
M.T.B.F.
Media de los tiempos de buen funcionamiento
M.T.T.R.
Media de los tiempos técnicos de reparación (t: media aritmética de los tiempos de intervención)
M.T.A.
Media de los tiempos de paro T.A N.T.
M(t)
función “mantenibilidad”
µ(t)
tasa de reparación
Estos tres conceptos se pueden enfocar de forma provisional (antes del uso) o de manera operacional (durante o después del uso). Las tres funciones precedentes, llamadas respectivamente R(t), M(t), D(t), son funciones de tiempo. En mantenimiento es indispensable precisar la noción de tiempo de acuerdo con la norma X 60-015.
21 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
A) La vida de una Máquina Comprende una alternativa de paros y de “buen funcionamiento”, durante su duración potencial de utilización (= tiempo requerido = t0, t1 = T O)
TBF 1
TA 1 TBF 2
TA 2
TBF 3
TA 3 TBF 4
t0
t1
t
Estas duraciones pueden ser observadas o estimadas Una parte variable de los TA (tiempos de paro) está constituida por los TTR (tiempos técnicos de reparación)
TTR TA
b) Indicador de disponibilidad
D=
TO − ∑ TA TO
TO = Tiempo requerido c) MTBF Y MTTR
La MTBF, o media de los tiempos de buen funcionamiento, es el valor medio entre paros consecutivos, para un período dado de la vida de un dispositivo: n
MTBF =
∑ TBFi 0
n
De la misma forma, la MTTR (o media de los tiempos técnicos de reparación) será: n
MTTR =
∑ TTRi 0
n
Estos valores pueden ser calculados (después de observaciones), estimados, prefijados o extrapolados. El siguiente gráfico relaciona los tiempos de buen funcionamiento con los tiempos técnicos de reparación. 22 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
rendimiento
nivel de admisibilidad TBF 1
TBF 2
TTR 1
TTR 2
TBF 3
t
1.4. Objetivos del Mantenimiento Los objetivos de mantenimiento deben alinearse con los de la empresa y estos deben ser específicos y estar presentes en las acciones que realice el área. Estos objetivos serán los que mencionamos a continuación: Máxima producción:
Asegurar la óptima disponibilidad y mantener la fiabilidad de los sistemas, instalaciones, máquinas y equipos. Reparar las averías en el menor tiempo posible. Mínimo costo:
Reducir a su mínima expresión las fallas. Aumentar la vida útil de las máquinas e instalaciones. Manejo óptimo de stock. Manejarse dentro de costos anuales regulares. Calidad requerida:
Cuando se realizan las reparaciones en los equipos e instalaciones, aparte de solucionar el problema, se debe mantener la calidad requerida. Mantener el funcionamiento regular de la producción sin distorsiones. Eliminar las averías que afecten la calidad del producto. Conservación de la energía:
Conservar en buen estado las instalaciones auxiliares. Eliminar paros y puestas de marcha continuos. Controlar el rendimiento de los equipos Conservación del medio ambiente:
Mantener las protecciones en aquellos equipos que pueden producir fugas contaminantes. 23 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Evitar averías en equipos e instalaciones correctoras de poluciones. Higiene y seguridad:
Mantener las protecciones de seguridad en los equipos para evitar accidentes. Adiestrar al personal sobre normas para evitar los accidentes. Asegurar que los equipos funcionen en forma adecuada. Implicación del personal:
Obtener la participación del personal para poder implementar el TPM. Implicar a los trabajadores en las técnicas de calidad.
1.5. Las Fallas Toda instalación destinada a producir un bien o un servicio, debe ser mantenida en condiciones que le permitan seguir en funcionamiento, logrando un producto de determinada calidad, y a un costo lo más bajo posible. Quien se dedique al mantenimiento de cualquier tipo de instalación debe ofrecer la reparación de los desperfectos que surjan y las modificaciones necesarias para que estos no aparezcan. Para lanzar un nuevo producto se hacen los estudios de mercado (clientes y sus preferencias) y también se estudia el proceso productivo más adecuado. Mantenimiento debe conocer las posibles averías que se pueden producir en las instalaciones, máquinas o equipos y estudiar los procesos para evitarlas o, si es necesario, repararlas. No podemos conformarnos con detectar una falla y repararla, lo importante es descubrir el origen del desperfecto y prever que no se repita en el futuro. Es una tarea de aprendizaje, utilizando la experiencia propia y ajena, que nos va permitiendo predecir cualquier inconveniente en la producción. Definimos Falla como: El deterioro o desperfecto en las instalaciones, máquinas o equipos que no permite su normal funcionamiento.
La experiencia nos demuestra que no existen instalaciones, máquinas o equipos que estén libres de fallas a lo largo de su vida útil, y que con una adecuada gestión de mantenimiento es posible reducir a un mínimo los perjuicios que ocasiona algún desperfecto. En la industria se suele considerar como “avería” a cualquier anomalía que impida mantener los niveles de producción. Pero el concepto es aún más amplio y debe tener en cuenta la falta de calidad del producto, la falta de seguridad, el mal aprovechamiento de la energía disponible y la contaminación ambiental. Las instalaciones, máquinas o equipos son diseñados para alcanzar ciertos niveles de producción, y también deben entregar un producto con una calidad esperada. Cualquier circunstancia que haga descender el nivel de calidad debe ser considerada también una “avería”.
24 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
Es importante tener en cuenta que si el estado de algún equipo pone en riesgo la seguridad de personas o el buen funcionamiento de la instalación, también estamos ante una falla. El ambiente es esencial para cualquier actividad humana, y mantenerlo descontaminado debe ser un objetivo que en un proceso de fabricación no se puede perder de vista. Es por ello que consideraremos también una avería a cualquier polución que de alguna manera ponga en peligro el normal desarrollo de la vida humana. Es responsabilidad de quien realice el mantenimiento de una instalación asegurar que éstas cumplan con las normativas vigentes destinadas a proteger el ambiente. Todo lo dicho anteriormente completa y ayuda a comprender mejor la definición de una avería o falla. El normal funcionamiento de una instalación implica mantener el nivel productivo, la calidad del producto, la seguridad de las personas y la calidad del medio ambiente. 1.5.1. Clasificación
Los distintos aspectos que una actividad productiva implica, nos permiten clasificar las fallas de la siguiente manera: 1) Fallas que afectan a la producción. 2) Fallas que afectan a la calidad del producto. 3) Fallas que comprometen la seguridad de las personas. 4) Fallas que degradan el ambiente. Las dos primeras afectan directamente al producto sea en su cantidad y/o calidad, las otras dos afectan al entorno. En la realidad se producen fallas que combinan algunos de los casos de ésta primera clasificación, y también se pueden hacer muchas otras clasificaciones si tomamos diferentes conceptos como parámetro. Para comenzar trataremos de analizar el origen de las fallas: a) Mal diseño o error de cálculo en las máquinas o equipos: Se dan casos en que el propio fabricante, por desconocer las condiciones en que trabajará, realiza un diseño no adecuado de estas máquinas o equipos. Se puede estimar éste error en un 12 % del total de las fallas. Este tipo de situación es muy difícil de revertir, y es probable que tengamos que asumir un alto índice de desperfectos. b) Defectos de fabricación de las instalaciones, máquinas o equipos: Si en la fabricación se descuida el control de la calidad de los materiales, o de los procesos de fabricación de las piezas componentes, las máquinas e instalaciones pueden poseer defectos que se subsanan reemplazando la pieza defectuosa. Este tipo de error se puede encontrar en un 10, 45 % del total de las fallas. c) Mal uso de las instalaciones, máquinas o equipos: Es la más frecuente de los casos de fallas, y se producen por falta de conocimiento del modo de operarlas, o por usarlas para realizar trabajos para los cuales no fueron diseñadas. Alcanzan al 40 % del total de las fallas.
25 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
d) Desgaste natural o envejecimiento por el uso: Debido al paso del tiempo y al trabajo cotidiano de las instalaciones, máquinas o equipos estos alcanzan niveles de desgaste, de abrasión, de corrosión, etc. A este tipo de falla la estimamos en el 10,45 %. e) Fenómenos naturales y otras causas: Las condiciones atmosféricas pueden influir en el normal funcionamiento de las instalaciones, máquinas o equipos, y junto con otro tipo de fallas pueden ocasionar roturas y paradas espurias de la producción. Las suponemos en un 27 % de las fallas totales. Esta clasificación es importante desde el punto de vista de la producción, desde la perspectiva del mantenimiento, pueden ser interesantes otros tipos de clasificaciones. Una de esas clasificaciones son aquellas que se hacen:
en función de la capacidad de trabajo de la instalación
en función de la forma de aparecer la falla.
En función de la capacidad de trabajo, podemos distinguir, a su vez, averías totales y fallas parciales. Las totales son aquellas que ponen fuera de servicio a todo el equipo y las parciales sólo a una parte de él. Dependiendo, la aparición de una o de otra, de la organización de la producción (en paralelo o en serie), y del grado de complejidad de la instalación. Cuando en un motor encendido por chispa se avería la bobina encargada de elevar la tensión que alimenta a la bujía, estamos ante una falla total, porque el motor no puede seguir funcionando y es imprescindible reemplazar el elemento para que el sistema pueda seguir operando. Si la falla fuera sólo en una bujía, el motor podría seguir entregando energía, aunque no con la potencia normal, porque los otros cilindros que funcionan en paralelo, siguen en marcha, en este caso estamos ante una falla parcial. Según la forma en que aparece el problema se pueden encontrar fallas repentinas y fallas progresivas. Las repentinas aparecen sin mediar un evento que pudiera anunciar la aparición de una falla, están asociadas a roturas de piezas o componentes de la instalación antes de lo previsto, o a una suma de circunstancias que no se pueden predecir. Las progresivas tienen generalmente su origen en el desgaste paulatino de algún elemento, en la abrasión, en la falta de ajuste, etc. Este tipo de falla da muchas señales antes de producirse, avisan la proximidad de una avería, y con un seguimiento se puede determinar con mucha exactitud el momento en que se producirá el desperfecto. Siguiendo con el ejemplo del motor de combustión interna una falla repentina sería la rotura de la tapa del distribuidor, y una falla progresiva cuando se desgasta el platino. Esta es una falla que se puede detectar mucho antes de que se produzca inspeccionando el desgaste que presenta el platino, además se puede estimar la duración del elemento y programar su recambio antes de que su estado pueda ocasionar algún inconveniente. En un diagrama de cuatro cuadrantes podemos combinar estas dos clasificaciones.
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Conceptos de Mantenimiento
En el primer cuadrante ubicamos aquellas fallas que aparecen progresivamente y que no afectan a la línea de producción completa. En principio este tipo de avería es la más leve, porque con un seguimiento se puede detectar y corregir el problema antes de que se extienda a otros sectores de la instalación. Por las características del desperfecto contamos con un cierto tiempo para encontrar la solución, pero este tiempo no se debe extender mucho porque las consecuencias pueden ser cada vez peores. En el segundo cuadrante colocamos las fallas que si bien son progresivas afectan a la instalación entera. Son más serias que las anteriores y requieren un tratamiento más urgente. En los cuadrantes siguientes, el III y el IV, va creciendo el grado de dificultad para detectar y remediar el desperfecto, como así también la urgencia con que debe ser abordado y terminado el problema. Son muy útiles también otros tipos de clasificación de las fallas, como por ejemplo: •
aquella que las distingue según la técnica que debemos aplicar para subsanarla, eléctrica, mecánica, instrumental, electrónica, etc.
•
la que toma en cuenta si la originó otro fallo o no, distinguiendo así fallas dependientes o independientes.
•
o bien según el tiempo que dura la falla, se clasifica en continua, intermitente o errática.
1.6. Identificación y Análisis de las Fallas Es importante identificar las fallas para luego poder encarar su análisis y en base a esto solucionar los problemas, no siempre es fácil realizar ésta tarea por lo que se han desarrollado numerosas técnicas para identificar y analizar las fallas. Estas técnicas no sólo se aplican en mantenimiento, son también de utilidad para los diversos aspectos donde se implementa el mejoramiento continuo: calidad de procesos, diseño y desarrollo de productos, control de inventarios, etc. Por la facilidad de uso y funcionalidad, las técnicas gráficas son las más difundidas. Normalmente el estudio de las fallas requiere de la identificación y análisis del problema. A continuación se desarrollan los métodos que pueden ser utilizados para tal fin.
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Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
1.6.1. Análisis de la Prioridad de Reparación
Para establecer la importancia entre los diferentes equipos y poder determinar la prioridad que será requerida por cada máquina, es conveniente estudiar cada equipo con respecto al conjunto de instalaciones con que cuenta la empresa. Este análisis conviene realizarlo según los siguientes factores:
producción,
calidad,
mantenimiento,
medio ambiente y
seguridad.
Influencia sobre Producción:
Porcentaje de tiempo de uso del equipo.
Equipo duplicado o posibilidad de recuperar la producción con otro equipo.
Influencia sobre los otros elementos productivos.
Para ponderar la importancia se presentan las tablas que serán estudiadas y adaptadas a cada planta en particular. Porcentaje de Uso PONDER
% USO
4
80 %
2
Entre 50 y 80 %
1
50 %
Instalación Alternativa PONDER
ALTERNATIVA
5
Sin Posibilidad
4
Recurso Externo
2
Recurso en Stock
1
Equipo Duplicado
28 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
Influencia en el Resto de la Planta PONDER
INFLUENCIA
5
Sobre toda la planta
4
Importante
2
Relativa
1
Sólo el equipo
Importancia sobre la Calidad:
Pérdidas por no cumplir requisitos de calidad.
Influencia del equipo en la calidad final del producto.
Para ponderar la importancia sobre la calidad se presenta una tabla que será ajustada para cada planta. Importancia sobre la Calidad del Producto Final PONDER
IMPORTANCIA
5
Decisiva
4
Importante Retrabajo
2
Relativa dentro de la tolerancia
1
Nula
Influencia sobre el Mantenimiento:
Frecuencia o costo de las averías.
Número de horas paradas por mes.
Grado de especialización del equipo y personal para atenderlo.
Importancia sobre Costos de Mantenimiento
Estos valores dependerán del tipo de maquinaria de la planta. Número de Horas de Parada por Avería PONDER
HORAS PARADA
5
3 Horas
2
1 a 3 Horas
1
< 1 Hora
Según Medio Ambiente:
Influencia importante. 29 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Influencia relativa.
Importancia sobre el Medio Ambiente PONDER
IMPORTANCIA
5
Grave
2
Relativa
1
Nula
Según la seguridad:
Riesgo de las personas.
Riesgo de los equipos.
Importancia sobre la Seguridad PONDER
IMPORTANCIA
5
Riesgo del Operario
2
Riesgo del Equipo
1
Relativo
Se insiste sobre la necesidad que cada empresa ajuste los valores que se encuentran en las tablas para adaptarlas a casos concretos. Con la suma de las puntuaciones se establecen grupos de equipos, por ejemplo, los que superan los 30 puntos, entre 10 y 30 y los que tienen menos de 10 puntos. Esta ponderación será importante para diseñar el sistema de mantenimiento y la planificación, las prioridades en los mantenimientos preventivos y los stocks de repuestos. 1.6.2. Procedimientos para Analizar los Problemas
Antes de investigar un problema, es fundamental asegurarse de que se lo comprende perfectamente. Esto supone definir los síntomas del problema y comprender el proceso que lo provoca, así se evita desperdiciar esfuerzos innecesariamente. Cuando se comprende y define un problema se ha avanzado bastante en su resolución.
El Diagrama de Pareto
Frecuentemente el personal técnico de mantenimiento y producción debe enfrentase a problemas que tienen varias causas o son la suma de varios problemas. El Diagrama de Pareto permite
30 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
seleccionar por orden de importancia y magnitud, las causas o problemas que se deben investigar hasta llegar a conclusiones que permitan eliminarlos de raíz. La mayoría de los problemas son producidos por un número pequeño de causas, y estas son las que interesan descubrir y eliminar para lograr un gran efecto de mejora. A estas pocas causas que son las responsables de la mayor parte del problema se las conoce como causas vitales. Las causas que no aportan en magnitud o en valor al problema, se las conoce como causas triviales. Las causas triviales aunque no aporten un valor a la mejora, no significa que se deban dejar de lado o descuidarlas. Se trata de ir eliminando en forma progresiva las causas vitales. Una vez eliminadas éstas, es posible que las causas triviales se lleguen a transformar en vitales. El Diagrama de Pareto es un instrumento que permite graficar por orden de importancia, el grado de contribución de las causas que estamos analizando o el conjunto de problemas que queremos estudiar. Se trata de clasificar los problemas y/o causas en vitales y triviales. Ver figura siguiente.
Diagrama Pareto comparativo antes y después de la mejora
Para construir el diagrama de Pareto se pueden seguir los siguientes pasos: Paso 1
En el primer paso se decide la clase de problema que será investigado. Se define el cubrimiento del análisis, si se realiza a una máquina completa, una línea o un sistema de cierto equipo. Se decide que datos serán necesarios y la forma de clasificarlos. Este punto es fundamental, ya que se pretende preparar la información para facilitar su estratificación posterior. Paso 2
Preparar una hoja de recogida de datos. Si la empresa posee un programa informático para la gestión de los datos, se preparará un plan para realizar las búsquedas y la clasificación de la información que se desea. Es en este punto cuando se puede realizar la estratificación de la información sugerida anteriormente.
31 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Paso 3
Clasificar en orden de magnitud la información obtenida. Se recomienda indicar con letras (A,B,C,...) los temas que se han ordenado. Paso 4
Dibujar dos ejes verticales (izquierdo y derecho) y otro horizontal. (1) Eje vertical. ¾ En el eje vertical a la izquierda se marca una escala desde 0 hasta el total acumulado. ¾ En el eje vertical de la derecha se marca una escala desde 0 hasta l00%.
(2) Eje horizontal. Se divide este eje en un número de intervalos de acuerdo al número de clasificaciones que se pretende realizar. Es allí donde se escribirá el tipo de avería que se ha presentado en el equipo que se estudia. Paso 5
Construir el diagrama de barras. Paso 6
Marcar con un punto los porcentajes acumulados y unir comenzando desde cero cada uno de estos puntos con líneas rectas obteniendo como resultado la curva acumulada. A esta curva se le conoce como la curva de Lorentz. Paso 7
Escribir notas de información del diagrama como título, unidades, nombre de la persona que elaboró el diagrama, período comprendido y número total de datos. Resumiendo
Un diagrama de Pareto es el primer paso para eliminar las averías importantes del equipo. En todo estudio los siguientes aspectos se deben tener en cuenta: ¾ Toda persona involucrada deberá colaborar activamente. ¾ Concentrarse en la variable que mayor impacto produzca en la mejora. ¾ Establecer una meta para la mejora.
Con la cooperación de todos se podrán obtener excelentes resultados. Uno de los objetivos del Diagrama de Pareto es el de mostrar a todas las personas, las áreas prioritarias en que se deben concentrar todas las actividades y el esfuerzo del equipo. El Diagrama de Pareto presenta claramente la magnitud relativa de los problemas y suministra a los técnicos una base de conocimiento común sobre la cual trabajar. Una sola mirada basta para detectar cuales son las barras del diagrama que componen el mayor porcentaje de los problemas. La 32 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
experiencia demuestra que es más fácil reducir a la mitad una barra alta, que reducir una barra de poca altura a cero.
Para mayor claridad se examina un caso como ejemplo. Se supone que en un departamento de montaje en una industria se producen determinadas fallas. Se aplicará el diagrama de Pareto con las siguientes fases. * Paso 1: Decidir cómo clasificar los datos
Se pueden clasificar por tipo de problema, por cadena de montaje, por turno de trabajo, por fase de trabajo, etc. Se establece por tipo de problema. * Pase 2: Elegir el período de observación.
En el caso del ejemplo dependerá de la cantidad de productos fabricados. Si la cantidad diaria es elevada, será suficiente un período breve, por el contrario, cuando la producción es reducida será necesario un período más prolongado. Se decide realizar el relevamiento por 3 meses. *Paso 3: Obtener los datos y ordenarlos.
En ésta fase se tendrá que preparar una hoja para recoger los datos según las pautas establecidas en las fases precedentes: tipo de problema y un período de 3 meses.
TABLA
Num.
Defecto
Meses
Total
Enero
Febrero
Marzo
1
Diámetro sobre Tol.
250
245
230
725
2
Pintura
36
33
37
106
3
Diámetro bajo Tol.
80
82
85
247
4
Mal calado
25
22
17
64
5
Rugosidad
60
65
58
183
TOTAL
1325
33 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
300
250
200 Enero Febrero
150
Marzo 100
50
0 Diametro sobre Tol.
Pintura
Diametro bajo Tol.
Mal calado
Rugosidad
A continuación se procede a ordenar los conceptos por orden de importancia en una tabla como se muestra en la figura, el defecto más numeroso se dispone en primer lugar, en segundo lugar el defecto que le sigue por orden de frecuencia, y así sucesivamente, etc. En la última columna se indica la cantidad total de problemas.
TABLA
Num.
Defecto
Total
1
Diámetro sobre Tol.
725
3
Diámetro bajo Tol.
247
5
Rugosidad
183
2
Pintura
106
4
Mal calado
64
TOTAL
1325
34 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
* Paso 4: Preparar los ejes cartesianos para el diagrama.
En el eje X se dispondrán los tipos de defectos y en el Y las cantidades de defectos. Se pueden graficar los problemas según las cantidades o en función de los porcentajes con respecto al total de problemas.
DIAGRAMA DE PARETO en cantidades
800 700 600 500 400 300 200 100 0
Total
Diametro sobre Tol.
Diametro bajo Tol.
Rugosidad
Pintura
Mal calado
Los defectos se ordenan en forma similar a la tabla, en orden de mayor a menor frecuencia. Para definir la escala del eje Y, se tiene que considerar que el valor más grande corresponde al primer defecto, según lo determinado, y será la base para la escala de valores absolutos o porcentual. El eje X se divide proporcionalmente según la cantidad de grupos de problemas a graficar, en el ejemplo son 5 grupos. Paso 5: Diseñar el diagrama.
Se procede a representar en escala, con bastones los valores absolutos y/o porcentuales que se han determinado en la tabla. Otra forma de visualizar los problemas es proceder a ordenar también los conceptos por orden de importancia en una tabla y en la ùltima columna se indica la cantidad en porcentaje.
35 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
TABLA
Num.
Defecto
%
1
Diámetro sobre Tol.
54,72
3
Diámetro bajo Tol.
18,64
5
Rugosidad
13,81
2
Pintura
8,00
4
Mal calado
4,83
TOTAL
100
DIAGRAMA DE PARETO en %
60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 Diametro sobre Tol.
Diametro bajo Tol.
Rugosidad
36 – Universitas
Pintura
Mal calado
%
Conceptos de Mantenimiento
Diametro sobre Tol. Diametro bajo Tol. Rugosidad Pintura Mal calado
TABLA
Num.
Defecto
Acumulativo
1
Diámetro sobre Tol.
4,83%
3
Diámetro bajo Tol.
12,83%
5
Rugosidad
26,64%
2
Pintura
45,28%
4
Mal calado
100,00%
37 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
120,00%
100,00%
80,00%
60,00%
40,00%
20,00%
0,00% Acumulativo
Diametro sobre Tol.
Diametro bajo Tol.
Rugosidad
Pintura
Mal calado
120,00%
100,00%
80,00%
60,00%
40,00%
20,00%
0,00% Diametro sobre Tol.
Diametro bajo Tol.
Rugosidad
38 – Universitas
Pintura
Mal calado
Conceptos de Mantenimiento
El Diagrama Causa-Efecto
Este diagrama se utiliza para representar la relación entre algún efecto y todas las causas posibles que lo pueden originar. Todo tipo de problema, como el funcionamiento de un motor o una lámpara que no enciende, puede ser sometido a éste tipo de análisis. Generalmente, se lo presenta con la forma del espinazo de un pez, de donde toma el nombre alternativo de Diagrama de espina de pescado. También se lo llama como Diagrama de Ishikawa que es quién lo impulsó.
Los diagramas de causa efecto se construyen para ilustrar con claridad cuáles son las posibles causas que producen el problema. Un eje central se dirige al efecto. Sobre el eje se disponen las posibles causas. El análisis causa-efecto, es el proceso mediante el cual se parte de una definición precisa del efecto que se desea estudiar. Posteriormente, se disponen todas las causas que pueden provocar el efecto. A las causas conviene agruparlas por tipos, al modo de ejemplo las originadas por motivos eléctricos, otras por elementos mecánicos, hidráulicos, etc. Cada grupo se dispone en un subeje. El análisis causa-efecto puede dividirse en tres etapas: •
Definición del efecto que se desea estudiar.
•
Construcción del diagrama causa-efecto.
•
Análisis causa-efecto del diagrama construido.
La definición del efecto que se desea estudiar representa la base de un eficaz análisis. Efectivamente, siempre es necesario efectuar una precisa definición del efecto objeto de estudio. Cuanto más definido se encuentre éste, tanto más directo y eficaz podrá ser el análisis de las causas. Así si el motor del automóvil no arranca, ¿cuáles pueden ser las causas de la falta de arranque? Evidentemente, las causas posibles pueden ser múltiples. Si se definiera el efecto como, el motor no arranca cuando esta muy frío y el vehículo se encuentra a la intemperie, en este caso el análisis será más preciso y estamos eliminando una serie de causas que no corresponden a la situación del vehículo. Invirtiendo el razonamiento se puede decir que cuando más indefinido se exprese el efecto que se desea estudiar, tanto más amplio e indeterminado 39 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
será el diagrama causa-efecto y por lo tanto, más vago y de mayor complejidad el análisis y resolución del problema. Cuando se tiene bien definido el efecto que se desea estudiar, se puede proceder a las dos fases sucesivas si se tiene la prudencia de separar la fase segunda -construcción del diagrama- de la fase tercera -análisis y valoración de las diversas causas-. De este modo es posible garantizar que la definición de las posibles causas sea innovadora y creativa, mientras que el análisis crítico de las causas debe ser lo más realista posible. En realidad cuanto más ideas y sugerencias contenga el diagrama causa-efecto, tanto más eficaz será para la determinación de la causa o las causas (ya que el problema puede ser originado por más de una). Construcción del Diagrama Causa-Efecto
La construcción del diagrama causa-efecto se inicia escribiendo el efecto que se desea estudiar en el lado derecho de una hoja de papel. A ello debe seguir la búsqueda de todas las posibles causas que sobre él influyen. Para esa búsqueda se pueden seguir tres métodos, que se diferencian por la forma en que se realizan. Son los siguientes: •
Método por Clasificación de las Causas.
•
Método por Fases del Proceso.
•
Método por Enumeración de las Causas.
40 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
Método de las 5 M
Conforme al presente método se procede a analizar el problema y a definir las posibles causas, generalmente este proceso se realiza con el grupo de trabajo encargado de la resolución del problema. Para la aplicación de este método se sigue un orden para considerar las causas de los problemas, partiendo de la premisa que estas, están agrupadas según cinco criterios y por ello se denomina de las 5 M. Las M corresponden a: •
Máquinas
•
Mano de Obra
•
Métodos
•
Materiales
•
Medio Ambiente
Las 5 M suelen ser generalmente un punto de referencia que abarca casi todas las principales causas de un problema, por lo que constituyen los brazos principales del diagrama causa-efecto. Estructura Básica de las 5 M
A continuación se puede proceder una “Lluvia o Tormenta de Ideas” -Brainstorming-, que consiste en generar tantas ideas como sea posible dejando que el pensamiento creativo de cada persona del grupo las exponga libremente. Las subdivisiones en base a las 5 M, además de organizar las ideas, estimulan la creatividad. En ésta fase quienes intervienen deben liberarse de preconceptos, en caso contrario se puede condicionar la búsqueda a las soluciones que ya se han propuesto o probado y que no han aportado la solución. Las causas sugeridas se incluyen situándolas en el brazo correspondiente. En el ejemplo se ilustra con algunas de las posibles causas en forma genérica. 41 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Ejemplos del diagrama de las 5 M
Máquina
Mano de Obra Electrodo
Amperaje
Medio Ambiente
Habilidad
Capacitación
Inclinación del Electrodo
Temperatura
Humedad
Mat de aporte
Problema Soldadura
Mat Base Procedimiento de Soladadura Métodos
Materiales
42 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
Máquina
Mano de Obra Electrodo
Amperaje
Medio Ambiente
Habilidad
Capacitación
Temperatura
Humedad
Inclinación del Electrodo
Mat de aporte
Problema Soldadura
Mat Base Procedimiento de Soladadura Métodos
Materiales
Método Brainstorming
Este método Brainstormig que traducido a nuestro idioma significa “Tormenta de Ideas” consiste básicamente en que todos los participantes expongan sus ideas, que las mismas sean anotadas, luego comentadas, para finalmente llegar a conclusiones. Para llevar a cabo ésta actividad es conveniente establecer un orden de prioridades, y seguir los siguientes pasos: Nombrar a un moderador del grupo, quien debe asegurar que todos comprendan el problema. Será el encargado de observar que se anoten las ideas que se propongan en un lugar visible, preferentemente construyendo el diagrama.
•
Antes de iniciar la propuesta de ideas, dar 5 a 6 minutos en silencio pensando en el problema en forma individual.
•
Por turnos, cada miembro enuncia una idea. No se permiten comentarios ni críticas. En ésta etapa sólo pueden intervenir el encargado de anotar las ideas y a quien le corresponde el turno.
•
Cuando alguno de los participantes no tenga idea para sugerir, el moderador esperará poco tiempo y pasará al turno de quien continua. Cuando las ideas hayan comenzado a agotarse aproximadamente a los 30 minutos-, el grupo analiza y discute las ideas anunciadas. Las ideas duplicadas o relacionadas se agrupan. Se pueden descartar las ideas que no tienen fundamento serio, siempre sin realizar críticas. 43 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
De todas las ideas se analizan cuáles pueden ser las más probables. Se puede aplicar el diagrama de Pareto y sobre las causas que concentran la atención, realizar un relevamiento de datos.
En algunos casos la causa puede estar en más de alguna categoría, según la decisión del grupo se la dispone por mayoría en las distintas categorías o en la que se considere más indicada. La revisión directa del diagrama puede impulsar al grupo a decidir una profundización de la investigación en un área determinada. Las herramientas básicas para la resolucion de problemas
Las herramientas básicas que más se utilizan para ayudar a definir un problema son las listas de comprobación y los diagramas de flujo. Lista de Comprobación ¿Qué? ¿Quién? ¿Dónde? ¿Cuándo?
¿Cómo?
¿Por qué?
¿Cuál es el problema? ¿Qué se ha observado? ¿Quién interviene en el problema? ¿Quién está antes o después del problema en el flujo de trabajo? ¿Dónde se manifiesta? ¿Dónde se origina? ¿En qué ocasión aparece? ¿En qué momentos y por cuánto tiempo? ¿Cómo se manifiesta? ¿Con cuánta frecuencia ocurre? ¿Cuál es la importancia del problema? ¿Cuál es la importancia en tiempo perdido? ¿Cuál es la importancia en costos? ¿Cuál es la importancia en cuanto a la frecuencia? ¿Por qué ocurre el problema? Pregunta clave que se debe responder.
44 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
Este tipo de consideraciones centra la atención sobre el problema, y contribuye a dar cohesión al grupo de trabajo.
Las 8 Etapas del Ciclo de Progreso Planificar
¿Qué?
Definir el Problema Definir la Situación Actual
¿Por Qué?
Analizar las Causas
¿Cómo? ¿Cuándo? ¿Dónde? ¿Quién?
Definir las Acciones Correctivas
Desarrollar
Implementar las Acciones Correctivas
Controlar
Evaluar los Resultados Estandarizar la Mejora
Aprovechar
Seguimiento del Nuevo Estándar
Los diagramas de flujo
Estos diagramas aportan un medio para asegurar que se entienden todas las etapas del proceso y sus relaciones con la etapa siguiente. Constituye un dibujo que describe el proceso como una serie de actividades, cada una de las cuales está vinculada con la siguiente. La causa del problema puede radicar en cualquiera o en varias de las actividades asociadas al proceso. Es fundamental conocer las interacciones entre actividades antes de intentar buscar causas posibles del problema. A continuación se señalan las siguientes etapas:
definir claramente los límites del proceso
utilizar los símbolos normalizados
asegurar que cada paso tenga una salida
cuando un proceso tiene más de una salida usar bloque de decisión.
El siguiente diagrama ilustra un ejemplo sencillo.
45 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Encender TV
No
Si
¿Imagen?
¿Conectado?
No
Si
Conectar
Si ¿Buena?
No ¿Imagen?
Llamar al técnico
No Ajustar
Si
No Ver
Si FIN
Ejemplo de aplicación:
Como ejemplo, a modo orientativo y conceptual vamos a citar la implementación de un sistema de gestión de mantenimiento a la firma Kursaal S.A. Gestión de Mantenimiento en la Planta Kursaal S.A
Esta es una moderna planta procesadora de granito, donde se industrializan materiales extraídos de distintas canteras del país, de la que se obtienen tanto placas de granito natural como baldosas del mismo material. Dicha planta cuenta con telares de tecnología italiana construidos en acero y con bastidores en piedra lama. Estos telares cortan el granito natural mediante un movimiento curvilíneo rectilíneo, lo que proporciona una mayor capacidad de corte por hora, todo el resto de maquinarias también son italianas de última tecnología. Uno de los motivos del gran éxito operacional de Kursaal, especialmente en los aspectos concernientes al desempeño, confiabilidad y seguridad, reside en la política de mantenimiento adoptada. Además de garantizar la disponibilidad de todos los aspectos del sistema, de acuerdo con las especificaciones del proyecto, el mantenimiento se responsabiliza por la duración de los equipos en la vida útil prevista.
46 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
En este aspecto la mayor preocupación consiste en proponer rutinas y procedimientos para realizar el mantenimiento diferenciado en función de las necesidades específicas de los sistemas, instalaciones, máquinas y equipos.
Planta Industria Kursaal.*1
El trabajo del mantenimiento debe ser siempre realizado en todos los elementos físicos del sistema, instalaciones, máquinas y equipos. La implantación del mantenimiento se inicia en la fase de planeamiento y concepción del proyecto, prosigue durante su implantación propiamente dicha y se prolonga durante toda la vida.
*1 Fotografía extraída folleto de la firma Kursaal 47 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Es importante implementar el mantenimiento preventivo desde esta primera fase, ya que este tiene como objetivo asegurar la continuidad y la confiabilidad de los niveles de servicio y garantizar la disponibilidad de los sistemas, instalaciones, máquinas y equipos. En esta fase también deben considerarse los aspectos de seguridad del trabajo que condicionan las características físicas del proyecto, los aspectos que facilitan las actividades de mantenimiento y la incorporación de nuevas técnicas de mantenimiento.
Ala de cortado, pulido y lustrado de la planta industrial Kursaal.*2
La experiencia obtenida en las pruebas permite la consolidación de conocimientos y un proceso de realimentación para las áreas de proyecto.
*2 Fotografía extraída de Folleto de la Firma Kursaal.
48 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
Por otro lado, la presencia del mantenimiento en la fase de implantación se realiza sobre todo por la incorporación de nuevas rutinas y procedimientos durante las pruebas de funcionamiento de los equipamientos. Las estrategias y recursos adoptados y definidos para las actividades de mantenimiento deben ser compatibles con el ambiente técnico económico del emprendimiento. Claramente existe la necesidad de poder contar con un trabajo de mantenimiento bien estructurado que produzca resultados definidos, controlados y fundamentalmente que atienda con precisión las necesidades de la empresa.
Ala de Telares de la planta industrial Kursaal.*3
Para organizar la logística de mantenimiento es necesario adoptar un conjunto de estrategias básicas.
*3 Fotografía extraída de folleto firma Kursaal. 49 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Estrategias básicas Suficiencia técnica
La suficiencia técnica en el mantenimiento se obtiene por el conocimiento efectivo del funcionamiento de todas las instalaciones, sistemas, máquinas, equipos y procesos y por el conocimiento de las especificaciones y rutinas operacionales. Esto significa que se tendrá no solamente condiciones para reparar los equipamientos, sino que también habrá condiciones para analizarlos innovando. La empresa debe preocuparse por conservar y consolidar esos conocimientos multiplicándolos por intermedio de entrenamientos y por tratamiento adecuado de la documentación técnica. Capacidad en recursos humanos
Para tener capacidad con los recursos humanos hay que disponer de: a) procesos de trabajos bien definidos b) mano de obra calificada y entrenada c) capacitación permanente Por ahora dejamos enunciado el tema, que trataremos exhaustivamente en la unidad 7. Asegurar la obtención de niveles de calidad
Para tener seguridad sobre la calidad de los trabajos, es fundamental contar con los procedimientos estructurados y con mecanismos de control que nos permitan identificar desvíos y tomar las decisiones que garanticen la realización de los objetivos propuestos. Los mecanismos de control deben tener como base la comparación sistemática de los resultados del desempeño técnico de los equipamientos y la aplicación de recursos, versus los índices de referencia especificados. Ser económicamente factible
Cuando se garantiza la suficiencia técnica y la calidad de los trabajos, es factible conocer las necesidades técnicas del mantenimiento para asegurar el correcto desempeño de las funciones de cada equipamiento. De esta manera es posible determinar con qué procedimientos, con qué recursos y prioridades deberá ser realizada cada actividad, de la misma manera podremos determinar con qué tipo de mano de obra. El adecuado dimensionamiento de las rutinas y de los procedimientos de mantenimiento es lo que determina la cantidad de recursos a ser aplicados y por lo tanto su costo. Organización
Consiste en la elaboración de normas generales donde se indican los procedimientos a ser seguidos. La elaboración de las normas comienza con la identificación y análisis de las situaciones de trabajo y de los métodos adoptados; sigue con los estudios de instalaciones y equipamientos. En esta etapa debe preverse la mecanización y control de los procesos para permitir decisiones rápidas. 50 – Universitas
Conceptos de Mantenimiento
Programación y control de los servicios
Esta fase consiste en la definición y cumplimiento de las tareas diarias que se realizarán en los equipamientos y sistemas sometidos a mantenimiento. Los principales objetivos son: a) especificar las actividades diarias que cada equipo de trabajo deberá efectuar b) compatibilizar las necesidades del mantenimiento con las características de los equipamientos de acuerdo a los procedimientos del mantenimiento y a los recursos disponibles c) garantizar el uso homogéneo de los recursos, evitando excesos o faltas d) garantizar el cumplimiento de las actividades a ser ejecutadas de forma lógica, sin superposiciones y sin restricciones de naturaleza técnica, operacional o administrativa e) verificar si las actividades previstas y las tareas fueron cumplidas adecuadamente, tanto cuantitativa como cualitativamente La principal preocupación es la de programar el mantenimiento de cada componente con el objetivo de maximizar su utilización. La periodicidad en la aplicación del mantenimiento preventivo tiene como consecuencia inmediata la disminución del tiempo de inmobilización del equipo y el correspondiente aumento de su disponibilidad, menos exigencia de mano de obra, mejor aprovechamiento de materiales. Los resultados del desempeño se pueden medir en función de: •
grado de confiabilidad
•
disponibilidad de los equipos y sistemas
•
envejecimiento de los equipamientos
Para establecer los procesos de trabajo, se comienza por el análisis técnico de cada equipamiento que integra el sistema, es decir el conocimiento técnico y el tratamiento analítico de la historia de su utilización como intervenciones y desempeño por hora de uso. De ese proceso analítico se obtiene una lista de actividades de mantenimiento con sus respectivas periodicidades. Otro factor importante es la calidad y cantidad de la mano de obra, que deberá estar compatibilizada con la demanda de trabajo requerida por las actividades de mantenimiento para evitar picos u ociosidades de trabajo. Para operar el proceso, también debe considerarse el entrenamiento del equipo técnico, la supervisión de la implantación, la concepción técnica y ejecutiva del control.
51 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
52 – Universitas
Problemas Propuestos 1) ¿Cuál es la importancia que tiene la aplicación de mantenimiento? 2) Indique cuáles son las variables de mantenimiento. 3) ¿Cuándo existe una falla? 4) Defina fiabilidad. 5) Que nos indica la mantenibilidad. 6) ¿En qué se basa el diagrama de Pareto? 7) ¿Cuál es el criterio de las 5 M? 8) Que aporta el diagrama de flujo para la resolución de un problema.
53 – Universitas
2 Fiabilidad 2.0. Esquema conceptual de la unidad Introducción Matemática a la variable aleatoria
Fiabilidad e infiabilidad
Fiabilidad
Tipos de ensayos en fiabilidad
Relación entre F (t), ∆ (t) y R (t)
Curva Davies o de la bañera
Distribuciones teóricas en el terreno de la fiabilidad
Distribución exponencial
Características de la Fiabilidad
Modelo de Weibull Distribución de Poisson Fiabilidad en los sistemas
55 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En esta unidad estudiaremos: •
Introducción matemática a la variable aleatoria
•
Fiabilidad e infiabilidad
Características de la Fiabilidad ¾
Función de repartición
¾
Tasa de fallo
Aplicación
•
Tipos de ensayos en fiabilidad
•
Relación entre F(t), ∆(t) y R (t)
•
La curva Davies o de la bañera
•
Distribuciones teóricas en el terreno de la fiabilidad:
La distribución exponencial
El modelo de Weibull
Síntesis algoritmo para el estudio de la ley de Weibull
Distribución de Poisson
Ejemplo de aplicación de fiabilidad
Fiabilidad en los sistemas ¾
Configuración serie
¾
Configuración paralelo
¾
Configuración mixta
56 – Universitas
Fiabilidad
2.1. La fiabilidad Hasta ahora hemos tratado de definir y de clasificar las fallas, nos ocupa en este momento establecer relaciones entre el tiempo de uso de una instalación y la frecuencia con que aparecen esas fallas. Para ello utilizaremos el concepto matemático de la fiabilidad. Para poder conocer la fiabilidad de una pieza o instalación es necesario definir perfectamente la falla que estamos evaluando y controlar las condiciones de trabajo en que se desarrolla el ensayo. Debemos establecer también la duración del intervalo de tiempo que puede ser expresado en número de ciclos u operaciones que efectúa el sistema, y finalmente es conveniente contar con un modelo matemático para poder analizarla. Para poder interpretar la fiabilidad primero veremos los conceptos de variable aleatoria y su probabilidad asociada.
2.2. Introducción matemática de variable aleatoria Los procesos técnicos productivos están influidos por una gran cantidad de factores, muchos de carácter casual que hacen que el comportamiento de los indicadores que los describen constituyan variables aleatorias. Variable aleatoria es aquella que como resultado de un experimento u observación del comportamiento de una máquina, puede tomar cualquier valor previamente desconocido y que depende de factores fortuitos. Las variables aleatorias pueden ser discretas y continuas. Las primeras sólo toman valores enteros, por ejemplo, la cantidad de estudiantes que asisten a clase día tras día. Las segundas pueden tomar infinitos valores, por ejemplo, el tiempo hasta el fallo de un elemento de máquina. De acuerdo con la información que se posea de la variable aleatoria objeto de estudio, se estará en el campo de las probabilidades o en el de la estadística. En la Teoría de Probabilidades se parte del conocimiento de las características de la población para inferir el comportamiento de muestras de ella. Es un proceso deductivo en el cual con el conocimiento de lo general se logra el conocimiento de lo particular. En la Estadística es lo inverso, pues a partir del conocimiento y análisis de los datos de una muestra se infiere acerca de las características de la población. Los métodos estadísticos son para tratar datos obtenidos mediante un muestreo u observaciones reiteradas o susceptibles de repetición. En Mantenimiento lo general es estar en este segundo caso, o sea, frente a fenómenos aleatorios desconocidos que se investigan a partir de datos mediante muestreo con el objetivo de establecer las leyes que pueden describirlos. Como el objetivo es describir el comportamiento de una variable aleatoria se necesita conocer la probabilidad con que la misma toma un valor dado. Se define la ley de distribución de la variable como la relación que existe entre los posibles valores de la variable y sus probabilidades correspondientes. Existen dos formas típicas para expresar una ley de distribución: a) la función de distribución 57 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
b) la densidad de distribución La función de distribución se define como la probabilidad de que la variable tome valores menores que un cierto valor dado: F(x1) = P (x < x1) Posee las siguientes propiedades: 1) Es una función creciente de su argumento, o sea, si x2 > x1, entonces F(x2) > F(x1) 2) Evaluada para menos infinito toma el valor cero: F (-∞) = 0 3) Evaluada para más infinito toma el valor uno: F (+∞) = 1 4) La probabilidad de que la variable aleatoria tome valores entre dos magnitudes cualesquiera equivale a la diferencia de la función de distribución entre dichos puntos: P (xi < x < xi + ∆x) = F(xi + ∆x) - F(xi) La función de distribución se expresa gráficamente tal como se muestra en la siguiente figura.
La función densidad de distribución f(x) se define como la derivada de la función de distribución respecto a la variable aleatoria.
F ( x + ∆x) − F ( x) dF ( x) = x →0 dx ∆x
f(x) = lím
F ( x ) = representa un área f ( x ) = representa un punto
58 – Universitas
Fiabilidad
Entre sus propiedades están: 1) La probabilidad de que la variable tome valores entre dos magnitudes cualesquiera es su integral entre dichas magnitudes: x2
∫ f ( x)dx
P(x1 < x < x2) =
x1
2) Su integral entre menos infinito y más infinito vale la unidad: +(∞)
∫ f ( x) Dx = 1
−( ∞ )
3) Su integral desde menos infinito hasta cierta magnitud de la variable equivale a la función de distribución evaluada en ese valor de la variable: x1
∫ f ( x)dx = P( x < x ) = F ( x ) 1
1
−∞
4) Su integral desde cierto valor de la variable hasta más infinito equivale a la función complementaria de la función de distribución: +∞
∫ f ( x)dx = P( x > x ) = 1 − F ( x ) = R( x ) 1
1
1
x1
La expresión gráfica de la función de densidad de distribución se presenta en la siguiente figura. En ella se representan sus diferentes propiedades como áreas debajo de las curvas.
f(x)
f(x)
x1 x2
x
x
De la última ecuación se concluye sobre una de las expresiones más sencillas y más importantes de la Teoría de la Fiabilidad: F(x) + R(x) = 1 Si la variable aleatoria “x” fuese el tiempo de trabajo útil hasta el fallo, entonces la función de distribución representa la probabilidad de fallo del artículo hasta cierto tiempo dado. La función com-
59 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
plementaria expresará la probabilidad de trabajo sin fallo hasta ese mismo valor del tiempo. Ambas funciones en cualquier instante suman lógicamente la unidad. Características numéricas de las variables aleatorias
Existen ciertos parámetros conocidos como estadígrafos que caracterizan la forma de distribución de la variable aleatoria. Los más importantes a utilizar en la Teoría de la Fiabilidad son: a) La esperanza matemática o valor medio, que caracteriza la posición de la variable aleatoria y es una magnitud alrededor de la cual se agrupan todos los valores posibles de la variable. Para variable discreta:
E ( x) =
n 1 n x = xi P( xi ) ∑ i ∑ n i =1 i =1
donde: n
E(x) =
∑ x.F ( x) i =1
n = cantidad de valores estudiados u observados xi = diferentes valores de la variable P(xi) = probabilidad de que la variable tome cierto valor Para variable continua la expresión será: +∞
E ( x) =
∫ x f ( x)dx
−∞
2.3. Fiabilidad e infiabilidad Para crear un modelo matemático para la probabilidad de fallo, consideramos el funcionamiento de un determinado elemento en el medio para él especificado. Definimos la variable aleatoria como el tiempo durante el que el elemento funciona satisfactoriamente antes de que se produzca un fallo. La probabilidad de que el elemento proporcione unos resultados satisfactorios en el momento t se puede definir como Fiabilidad. La designamos R(t). La fiabilidad R(t) esta relacionada con la función inversa llamada infiabilidad F(t) que tiene una probabilidad opuesta, o sea la probabilidad de que ocurra un fallo antes del instante t. F(t)=1-R(t) Para entender la fiabilidad analizaremos algunas características. 60 – Universitas
Fiabilidad
2.3.1. Características de la Fiabilidad A continuación se desarrollaran las distintas características de la fiabilidad.
2.3.1.1. Función de repartición En un dispositivo nuevo puesto en marcha sufrirá inevitablemente una avería en el instante T, desconocido a priori, entonces tendremos: F(ti) = Pr (T < ti) T es una variable aleatoria de la función de repartición F (t) F (ti) es la probabilidad de que el dispositivo esté averiado en el instante ti R (ti) es la probabilidad de buen funcionamiento en el instante ti (complemento): R (ti) = Pr (T > ti) Probabilidades complementarias: F(t) + R(t) = 1 t
∞
0
t
∫ f (t ).dt + ∫ f (t ).dt F(t)
= 1
R(t)
1
1
F(ti)
R(ti) ti
Mortandad
t
ti
t
Superviviencia
2.3.1.2. Tasa de fallo
La tasa de fallo λ(t) es un estimador de la fiabilidad y se expresa frecuentemente en “avería/hora” λ (t ) =
número de fallos duración
N(t) el número de dispositivos funcionando en el instante t N(t + ∆t) el número de dispositivos en funcionamiento en el instante t + ∆t 61 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
N(t) - N(t + ∆t) = ∆ N > 0 ∆ N Cantidad de dispositivos que fallan N (t ) − N (t + ∆t ) N (t ).∆t
λ (t ) =
La Tasa de Fallos (Dominio Mecánico) λ (t)
Influencia del desgaste sobre λ (t)
Curva debida a los fallos precoces
2
1
3
Madurez (fallo aleatorio)
Rodaje
desclasificación
Obsolescencia
Edad t
inicio utilización
La Tasa de Fallos (Dominio Electrónico) λ ( t ) , a veces Z ( t ) ó h ( t ) =
Número de fallos Duración de uso
λ (t)
desclasificación hipótesis exponencial
λ constante
2
1 desarrollo
Madurez (fallo aleatorio)
3 Obsolescencia
Edad t
inicio utilización 1 Juventud
2 Madurez
62 – Universitas
3 Obsolescencia
Fiabilidad
Ejemplo Se han estudiado 70 vehículos durante el periodo que va de 80.000 Km a 90.000 Km Han sido reparadas 41 averías. ¿Cual es la tasa de fallo relativa a este periodo?. λ(t) =
41 = 0,5 x 10 -4 averías 70 x (90000-80000) km.
Tasa de fallo instantánea Si ∆t tiende a cero el estimador tiende a un límite que es la tasa de fallo instantánea λ(t) dt = −
dN N (t )
a) Fiabilidad: Integrando ambos miembros entre o y t : t
− ∫ λ (t ).dt = ln .N (t ) + K 0
t
N (t ) = K .e
− ∫ λ ( t ).dt 0
Para t = 0, N(t) es No de donde K = No t
t
N (t ) = No.e
− ∫ λ ( t ).dt N (t ) =e 0 No
− ∫ λ ( t ).dt 0
t
R (t ) = e
− ∫ λ ( t ). dt 0
Esta relación es fundamental porque cualquiera sea la ley de fiabilidad permite un trazado experimental de la fiabilidad en función del tiempo si se conoce la evolución de la tasa de fallos. b) MTBF: la duración media entre dos fallos corresponde a la esperanza matemática de la variable aleatoria T. Su expresión numérica es: ∞
MTBF = E(T) =
∫ t. f (t ).dt = ∫ R(t ).dt 0
c) Estimadores de fiabilidad: cuando el tamaño de la muestra es grande (N > 50 componentes), es posible estimar R por: R(t) = N(t) = número de supervivientes en el instante t No numero inicial
63 – Universitas
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Por la densidad de probabilidad: f (t ) =
ni No
Por la MTBF empírica: ∞
MTBF = ∑ t.f (t ) 1
d) Duración de una misión: la fórmula para el cálculo de la probabilidad de una misión de duración ∆t después de un tiempo T de buen funcionamiento se expresa: R(∆t / T ) =
R(T + ∆t ) R(T )
2.3.2. Aplicación Ejemplo 1
Doscientos pequeños motores fueron puestos en funcionamiento, a medida que tuvieron el primer desperfecto (falla) fueron retirados de la experimentación, se decidió detener los ensayos cuando el último de ellos sufriese el primer desperfecto. En el siguiente cuadro de mortalidad se tiene el número motores fallados en el curso del t-ésimo mes. Yi T Mes
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Total
c ni
Ni
hi
n(t) N(t) f(t) Número Número de Proporción de motores en de motores motores funcionamiento fallados en fallados al final del mes el mes en el mes 10 190 0,050 2 188 0,010 1 187 0,005 1 186 0,005 2 184 0,010 4 180 0,020 18 162 0,090 63 99 0,315 53 46 0,265 28 18 0,140 12 6 0,060 6 0 0,030 200
Hi
H´i
F(t) R(t) Proporción Proporción de acumulada motores en de motores funcionamiento fallados al final del mes 0,050 0,060 0,065 0,070 0,080 0,100 0,190 0,505 0,770 0,910 0,970 1,000
64 – Universitas
0,950 0,940 0,935 0,930 0,920 0,900 0,810 0,495 0,230 0,090 0,030 0
λ(t) λ(t) ) Tasa de mortalidad
10/200 = 0,050 2/190 = 0,0105 0,005 0,005 0,011 0,022 0,100 0,389 0,535 0,609 0,667 1,000
Fiabilidad
Se tienen las relaciones: i
N (i ) = n − ∑ n j = N (t ) j =0
hi =
ni = f (t ) n i
H i = ∑ hi = ∑ f (t ) = F (t ) j =1
i
H ´i = 1 − ∑ hj = 1 − F (t ) = R(t ) j =1
λi =
ni = λ (t ) N (i −1)
Se constata, como en el caso de numerosas aplicaciones que la tasa de mortalidad disminuye en el primer período, se estabiliza en un segundo período y crece regularmente en el último período. En la vida del producto, las fallas ocurridas en el primer período tienden a ser relativamente altas, como resultado de errores de fabricación detectados por el control de inspección. La tasa de mortalidad (relativamente alta) se denomina entonces tasa de mortalidad infantil. La tasa de mortalidad infantil es normalmente decreciente. El segundo período de la vida de un producto está caracterizado por una tasa de mortalidad (aproximadamente) constante. Las unidades sufren desperfectos en este segundo período como resultado de causas no asignables “aleatorias” (como pueden ser los choques térmicos, maltrato, variabilidad de corriente eléctrica, etc.) El tercer período está caracterizado por una tasa de mortalidad creciente como resultado de los problemas de desgaste (Wearout). Esto da lugar a una curva con forma de “bañera”. En los tres períodos tanto las “causas aleatorias” como los “defectos de fabricación” o los “problemas de desgaste” tienen incidencia sobre las fallas, pero la incidencia de los unos y de los otros es diferente en los tres períodos mencionados. Una característica de interés es la “esperanza de vida”, o tiempo medio de funcionamiento hasta la primera falla MTBF (mean time between failure) cuando se trata de unidades reparables, o del MTTF (mean time to failure) cuando se trata de unidades no reparables. En nuestro caso MTTF = (10 . 1 + 2 . 2 + ….. + 6 . 12) / 200 = 8,23 meses.
65 – Universitas
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Ejemplo 2
Analicemos la distribución de fallas en motores que funcionaron sin fallar hasta el 6° mes a partir del cual comenzaron a romperse hasta que todos dejaron de trabajar. t Mes
6 7 8 9 10 11 12 Total
n(t) Número de motores fallados en el mes
18 63 53 28 12 6 180
N(t) Número de motores en funcionamiento al final del mes 180 162 99 46 18 6 0
R(t) F(t) f(t) Proporción de Proporción Proporción de motores en acumulada de motores funcionamiento al motores fallados en el final del mes fallados mes (Fiabilidad) (Infiabilidad) 0,000 1,000 0,100 0,100 0,900 0,350 0,450 0,650 0,294 0,744 0,256 0,156 0,900 0,100 0,067 0,967 0,033 0,033 1,000 0
λ(t) Tasa de mortalidad
0,100 0,389 0,535 0,609 0,667 1,000
2.4. Tipos de ensayos en fiabilidad Existen varias situaciones características de ensayos en fiabilidad a) Datos completos o datos no censurados: en este caso todas las unidades son ensayadas hasta su primera falla. b) Datos censurados: existen dos tipos de datos censurados: I. Tipo I: los ensayos detenidos luego de un tiempo prefijado T (independientemente del número de unidades falladas). Se denomina corrientemente “censura por tiempo” (time censuring). II. Tipo II: los ensayos son detenidos tras la ocurrencia de la r-ésima falla (independientemente del tiempo transcurrido). Se denomina corrientemente “censura por número de fallas” (failure censuring), cuando existe un único punto de censura, se dice que hay censura simple. Se dice que hay censura múltiple cuando existen múltiples puntos de censura. Por ejemplo, cuando 5 unidades ensayadas son sacadas de los ensayos luego de 200 horas, y otras 8 son sacadas luego de 400 horas de funcionamiento. La censura puede ser “por la derecha”, en esos casos, pueden faltar datos sobre el tiempo de funcionamiento hasta la primera falla de algunas unidades ensayadas (sólo se sabe que su tiempo de funcionamiento es superior a un tiempo t conocido). Los datos “son censurados por la izquierda” cuando sólo se sabe que el tiempo funcionamiento es inferior a un tiempo conocido.
66 – Universitas
Fiabilidad
2.5. Relación entre f(t), λ(t) y R(t) En la siguiente figura se puede ver la representación gráfica de los parámetros expuestos para un caso general.
Representación gráfica general de los parámetros de fiabilidad
2.6. La curva Davies o de la bañera Dado que la tasa de los fallos varía respecto al tiempo, su representación típica tiene forma de bañera, debido a que la vida de los dispositivos tiene un comportamiento que viene reflejado por tres etapas diferenciadas: •
Fallas iniciales (Tasa decrece)
•
Fallas normales (Tasa constante)
•
Fallas de desgaste (Tasa aumenta)
En la siguiente figura se puede ver la representación de la curva típica de la evolución de la tasa de fallas.
67 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
2.7. Distribuciones teóricas en el terreno de la fiabilidad En el ejemplo anterior la distribución obtenida es el resultado de una experimentación con un número limitado de motores. La distribución obtenida es una distribución experimental. La muestra y los resultados obtenidos permiten estimar la distribución que caracteriza el conjunto mucho más vasto de los motores fabricados en condiciones similares. Pasemos a referirnos a las distribuciones que se encuentran más frecuentemente en terreno de la fiabilidad y que caracterizan estos “conjuntos mucho más vastos”, es decir poblaciones enteras de unidades fabricadas en condiciones similares. Estas distribuciones típicas son: 1) Distribución Exponencial 2) Distribución de Weibull 3) Distribución de Poisson También pueden mencionarse como complemento la distribución normal, la distribución gamma, la distribución binomial. Todas estas distribuciones permiten modelar (según los casos) la fiabilidad de los productos en todos los períodos considerados (Weibull) o en alguno de los tres (Exponencial, Weibull, Poisson). 2.7.1. La distribución exponencial
Para el caso de que λ(t) sea constante nos encontramos ante una distribución de fallas de tipo exponencial. Matemáticamente podremos escribir la función densidad de probabilidad de falla:
f ( t ) = λ e ( −λ t )
cuando t ≥ 0
68 – Universitas
Fiabilidad
integrando f(t): F ( t ) = 1 − e −λ t
y la fiabilidad tendrá la expresión siguiente: R (t ) = 1 − F (t ) R ( t ) = e −λ t
La fiabilidad R(t) representa en este caso la probabilidad de que el dispositivo, caracterizado por una tasa de fallos constante, no se averíe durante el tiempo de funcionamiento t. Esta fórmula de fiabilidad se aplica correctamente a todos los dispositivos que han sufrido un rodaje apropiado que permita excluir los fallos infantiles, y que no estén afectados aún por el desgaste. Tiempo medio hasta un fallo MTTF
La calidad de funcionamiento de un cierto elemento vendrá dada generalmente por el tiempo que se espera que dicho elemento funcione de manera satisfactoria. Estadísticamente se puede obtener una expectativa de éste tiempo hasta que se produzca un fallo, que se llama tiempo medio hasta un fallo MTTF. Alternativamente, en sistemas que son reparados continuamente después que se produzcan fallos y continúan funcionando, la expectativa se llama tiempo medio entre fallos MTBF, en cualquiera de los casos el “tiempo” puede ser tiempo real o tiempo de operación. Dado que la densidad de fallos es f(t), el tiempo T que se espera que transcurra hasta un fallo viene dado por: E(t) = MTTF = MTTF =
∞
∞
0
0
∫ t. f (t ).dt = ∫ λt.e
− λt
.df
1
λ
Vemos que el MTTF y la tasa de fallos son recíprocos. Tiempo medio entre fallos MTBF
Se demuestra que para la distribución exponencial el MTBF es igual a la inversa de la tasa de fallos y por lo tanto igual al MTTF o sea: MTBF = m =
1 = MTTF λ
m = probabilidad de supervivencia (esperanza de vida)
69 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Al igual que λ, el parámetro m describe completamente la fiabilidad de un dispositivo sujeto a fallos de tipo aleatorio, esto es, la fiabilidad exponencial. La función de fiabilidad, llamada también “probabilidad de supervivencia” se puede escribir por tanto: R (t ) = e
−
t m
Si llevamos a un gráfico esta función, con los valores de R(t) en ordenadas y los valores correspondientes de t en abscisas, se obtiene la “curva de supervivencia”, representada en la siguiente figura
Curva de supervivencia
La fórmula anterior proporciona la probabilidad de supervivencia del dispositivo para cualquier intervalo de tiempo comprendido dentro del ámbito de la vida útil del mismo, o sea desde el momento 0 al momento t. Se supone que el dispositivo ha superado las misiones precedentes y que no se encuentra al final de su vida útil durante el curso de la misión considerada. La primera hipótesis se representa gráficamente por la condición: R (t ) = 1
para t = 0
La segunda está contenida en la condición fundamental λ = cte. Una interpretación bastante extendida del MTBF es su asimilación al tiempo asignado a la misión Tm, a partir del hecho que se cumplirá: t
R ( t ) = e λ t = e MTBF Al identificar el tiempo medio entre fallos con la duración de la misión se deduce que la fiabilidad de la misión es: R ( t ) = e −1 = 0 ,368 ( 36 ,8 % )
70 – Universitas
Fiabilidad
El dispositivo tiene una probabilidad de sobrevivir del 36,8%. En la práctica esto significa que poniendo en funcionamiento 100 dispositivos del mismo tipo, cuando hayan pasado un número de horas t = m = MTBF funcionarán aproximadamente 37, habiendo fallado los 63 restantes. Para el caso de t = m/10, la curva señala una fiabilidad R = 0,905 (90,5%) y para el caso de t = m/100, la fiabilidad es R = 0,99 (99%). Ejemplo práctico
Durante el programa de mantenimiento anual que realiza una empresa se han recogido los datos de fallos de un conjunto de 50 válvulas mecánicas habiendo fallado 2 de ellas. Para reprogramar el programa de mantenimiento preventivo que se lleva actualmente en la empresa se desea saber: a) Tasa de fallos anual para dichas válvulas. b) ¿Qué probabilidad tiene una válvula de fallar antes de alcanzar un tiempo de funcionamiento de 4 meses? c) ¿Cuál será la probabilidad de que la 1 válvula esté en funcionamiento al cabo de 6 meses? d) ¿Cuál será la probabilidad de que el tiempo de vida esté comprendido entre 4 y 6 meses? e) Determinar un intervalo de vida con un nivel de confianza (centrado) del 90%. Resolución:
a) La tasa de fallos será la relación entre el número de válvulas falladas y el número total de válvulas en funcionamiento: λ=
2 −2 = 4.10 50
b) La probabilidad de que una válvula falle antes de un número determinado de meses viene expresado por la infiabilidad F(t): F ( t ) = 1 − e −λ t = 4 ⋅10 −2 t: tiempo expresado en años Luego: para T = 1/3, se tendrá: F(t) = 1 - e(-4.10-2.1/3) = 1 – 1 / 1,013288 = 1 – 0,986886 = 0,013114% La probabilidad de que el dispositivo falle antes de cuatro meses será del 1,3114 % c) La probabilidad de que no se haya producido el fallo antes de los 6 meses será la fiabilidad para ese tiempo que resultará: −4⋅10 − 2⋅ ⎟ R(t) = e –−λλ tt = e⎜⎝ (-4.10-2*1/2) = e (-0.02) = 0.98 2⎠ R (t ) = e = e = e ( −0, 002 ) = 0,998 ⎛
1⎞
71 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Esto quiere decir que existe una probabilidad del 98 % de que una válvula no se averíe antes de los seis meses. d) La probabilidad de que el tiempo de vida esté comprendido entre 4 y 6 meses será la diferencia entre la probabilidad de que falle antes de los 6 meses y la de que falle antes de los 4 meses, matemáticamente será la diferencia entre las infiabilidades de ambos períodos de tiempo, o sea: ⎛1⎞ ⎛1⎞ Pr = F ⎜ ⎟ − F ⎜ ⎟ = ⎝2⎠ ⎝ 3⎠ 1 1 − ⎞ − ⎞ ⎛ ⎛ = ⎜1 − e 2 ⎟ − ⎜1 − e 3 ⎟ = ⎝ ⎠ ⎝ ⎠
=e
−
1 3
−e
−
1 2
= 0 ,1124
(11, 24 % )
Ahora veamos gráficamente como se representa
Probabilidad de funcionamiento
Diferencia de infiabilidades
e) Para determinar un intervalo de vida con una confianza del 90 %
72 – Universitas
Fiabilidad
Probabilidad de funcionamiento del 90 % entre t1 y t2
Diferencia de infiabilidades
Luego debe verificarse que los valores de la infiabilidad para los momentos t1 y t2 serán respectivamente: F(t1) = 0,05 F(t2) = 0,95 Sustituyendo las expresiones anteriores por sus respectivos valores tendremos: 1 – e-t1 = 0,05 1 – e-t2 = 0,95 Despejando: e-t1 = 0,95 e-t2 = 0,05
73 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Invirtiendo: e(t1) = 1,06 de donde t1 = 0,05826 años e(t2) = 20 de donde t2
= 2,9957 años
Luego, para un nivel de confianza del 90 % la vida de la válvula estará comprendida entre 0,05826 y 2,9957 años. Vida útil
Se llama “vida útil” al período de vida de un dispositivo durante el cual es válida la fórmula indicada de la fiabilidad. Su duración varía de un dispositivo a otro, es importante que el tiempo t que utilicemos en la fórmula no supere la vida útil del aparato. Por ejemplo, si la vida útil de un componente es de 1000 horas, su fiabilidad puede preverse en base a la fórmula indicada para un intervalo de tiempo cualquiera comprendido en las primeras 1000 horas de vida del componente. A partir de ese momento la fórmula exponencial no es aplicable porque, terminada la vida útil, la tasa de fallos del dispositivo no es constante y empieza a crecer significativamente. Durante la vida útil la fiabilidad es aproximadamente la misma para períodos de tiempo de funcionamiento iguales. Así la fiabilidad es la misma para las primeras 10 horas que para las 10 últimas, o sea la fiabilidad es la misma para el período comprendido entre la hora 0 y la hora 10 que entre la hora 990 y la hora 1000. Lo anterior lo podemos comprobar mejor mediante un ejemplo: Sea que un dispositivo que después del período de rodaje dispone de 1000 horas de vida útil con una tasa de fallos constante de λ = 0,0001 fallos / hora, veremos que su fiabilidad no varia en el curso de toda su vida útil. El dispositivo tendrá una fiabilidad para 10 horas de: R(10) = e-0,0001 . 10 = 0,999 (99,9 %) La probabilidad de que el dispositivo no sufra ningún fallo durante todo el período de su vida útil es: R (1000) = e-0,0001 . 1000 = e-0,1 = 0,9048 (90,48 %) En otras palabras el dispositivo considerado tiene aproximadamente un 90 % de probabilidades de sobrevivir durante todo el período de su vida útil desde el momento de su puesta en servicio. Pero, una vez ha sobrevivido 990 horas, la probabilidad de que sobreviva durante el resto de las 10 horas hasta completar su vida útil será del 99,9 %. Si éste dispositivo debiese funcionar por encima de las 1000 horas, comenzarían a manifestarse fenómenos de desgaste y para cada período de tiempo sucesivo de 10 horas disminuiría la fiabilidad correspondiente, mientras que la tasa de fallos aumentaría rápidamente. En conclusión, la fiabilidad de un dispositivo cualquiera es constante para períodos de tiempo de utilización iguales si: •
se eliminan los fallos infantiles con un rodaje apropiado
•
el dispositivo ha sobrevivido al funcionamiento durante los períodos anteriores al considerado 74 – Universitas
Fiabilidad
•
no se supera el límite de vida útil más allá del cual la fiabilidad disminuye con mayor o menor rapidez
2.7.2. El modelo de Weibull
El modelo probabilístico de Weibull es muy flexible, pues la ley tiene tres parámetros que permiten “ajustar” correctamente toda clase de resultados experimentales y operacionales. Contrariamente al modelo exponencial, la ley de Weibull cubre los casos en que la tasa de fallo λ es variable y permite por tanto ajustarse a los períodos de “juventud” y a las diferentes formas de “envejecimiento”. Recordemos la curva “bañera” de λ(t). Para su utilización se precisan los resultados de ensayo de muestras o la toma de datos de funcionamiento (TBF = intervalo entre dos fechas de averías). Estos resultados permiten estimar la función de repartición F(t) que corresponde a cada instante t. La determinación de los tres parámetros permite, utilizando tablas, evaluar la MTBF y la desviación típica. Por otra parte, el conocimiento del parámetro de forma β es un útil de diagnóstico del tipo de fallo cuando el quipo en estudio es una caja negra. Gráficos de f(t) y λ(t)
Los siguientes gráficos muestran el polimorfismo de la ley de Weibull bajo influencia del parámetro de forma β, ambos graficos estan dados para η = 2 y γ = 0.
75 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Expresiones matemáticas
Sea la variable aleatoria continua t, distribuida de acuerdo con la ley de Weibull a. Densidad de probabilidad f(t)
β ⎡t − γ ⎤ f (t ) = ⎢ η ⎣ η ⎥⎦
β −1
.e
⎡ t −γ ⎤ −⎢ ⎥ ⎣ η ⎦
β
siendo t ≥ γ
β: se llama parámetro de forma β > 0 η: se llama parámetro de escala η > 0 γ: se llama parámetro de posición -∞ < γ < +∞ b. Función de repartición F(t)
F (t ) = 1 − e
⎡ t −γ ⎤ −⎢ ⎥ ⎣ η ⎦
β
La fiabilidad correspondiente es por lo tanto R(t) = 1 – F(t): R (t ) = e
⎡ t −γ ⎤ −⎢ ⎥ ⎣ η ⎦
β
Observación para γ = 0 y β = 1, se vuelve a encontrar la distribución exponencial, caso particular de la ley de Weibull. En este caso,
λ=
1
η
=
1 MTBF
c. Tasa instantánea de fallo λ(t)
λ=
f (t ) 1 − F (t )
λ=
β ⎡t − γ ⎤ η ⎢⎣ η ⎥⎦
β −1
Siendo: t≥γ β>0 η>0 76 – Universitas
Fiabilidad
Explotación: Si β < 1, λ(t)
decrece: período de juventud (rodaje, desarrollo).
Si β = 1, λ(t)
es constante: independencia del proceso y del tiempo.
Si β > 1, λ(t)
crece: fase de obsolescencia que se detalladamente para orientar el diagnóstico.
1,5 < β < 2,5
fenómeno de fatiga.
3<β<4
fenómeno de desgaste, de corrosión (iniciado en el tiempo t = γ), de sobrepasar un umbral (campo de deformación plástica).
β = 3,5
f(t) es simétrica, la distribución es “normal”.
puede analizar
Mientras que el material electrónico demuestra una larga fase de vida a λ constante, el material electromecánico, a causa de los fenómenos de desgaste, no muestra aplanamientos en la “curva bañera” y debe, por tanto ser modelizado por la ley de Weibull. d. Duración de vida t asociada a un nivel de fiabilidad R(t)
Como se ha visto anteriormente es posible asociar a cada instante t una probabilidad R(t). Recíprocamente a menudo es interesante si se parte de un nivel de fiabilidad R(t), hallar el instante t correspondiente. En particular, se llama L10 a la duración de vida “nominal” asociada al nivel R(L10) = 0,90 (notación generalizada en las duraciones de vida nominales de los rodamientos). Desarrollo: R(t ) = e
⎡ t −γ ⎤ −⎢ ⎥ ⎣ η ⎦
β
Si se toma el logaritmo neperiano en los dos miembros se obtiene: ⎡t − γ ⎤ LnR (t ) = − ⎢ ⎥ ⎣ η ⎦ ⎡ 1 ⎤ Ln ⎢ ⎥ ⎣ R (t ) ⎦
1/ β
=
β
⎡t − γ ⎤ 1 Ln =⎢ R (t ) ⎣ η ⎥⎦
t −γ
η
De donde: ⎡ 1 ⎤ t = γ + η .Ln ⎢ ⎥ ⎣ R (t ) ⎦
1/ β
77 – Universitas
β
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Y en particular, para el nivel R(t) = 0,90 ⎡ 1 ⎤ L10 = γ + η .Ln ⎢ ⎥ ⎣ 0,9 ⎦
1/ β
1/ β
L10 = γ + η .Ln(0,105)
La duración de la vida se puede estimar después de haber determinado los tres parámetros de la Ley de Weibull. Preparación de los datos
Los datos para los estudios de fiabilidad provienen, muy a menudo de los históricos de fallos, y a veces de los resultados de ensayos. En todos los casos se calculan los TBF y se clasifican por orden creciente. En un histórico, el TBF es el intervalo de tiempo transcurrido entre dos averías, que se localizan por su fecha. Para un ensayo, el TBF es el tiempo registrado antes de alcanzar el umbral de degradación. El número de TBF registrados es N, tamaño de la muestra. •
Si N > 50, se reagruparán los TBF por clases
En este caso, la frecuencia acumulada es expresada:
F (i ) =
i ∑ ni = N N
Es muy cercana a la función repartición F(t) de la ley de Weibull •
Si 50 > N > 20, se dará un rango i a cada fallo (se dirá el enésimo fallo)
Entonces se utilizará la fórmula de aproximación de los rangos medianos: F (i ) =
i N +1
i = número de orden de falla N = Tamaño de la muestra
•
Si 20 > N, se aplicará la fórmula de aproximación de los rangos medianos: F (i ) =
i − 0,3 N + 0,4
78 – Universitas
Fiabilidad
Ejemplo para N = 6 4 − 0,3 = 0,579 6 + 0,4
F (4) =
Tabla de análisis: Orden i
TBF 5,2.105
4
ciclos
F(i)
F(t) aproximada expresada en %
0,579
57,9 %
Observación: en caso de que el tamaño de la muestra sea muy grande, una estimación empírica de la de la fiabilidad proporciona resultados suficientes y no es necesario el empleo de la ley de Weibull. En este caso: R (t ) =
N (t ) N0
f (t ) =
N (t ) − N (t∆t ) N0
λ.(t ) =
N (t ) − N (t + ∆t ) N 0 .∆t
y la MTBF se estima por la fórmula: ∞
MTBF = ∑ t. f (t ) t =1
Noción del nivel de confianza para F(t) tablas de intervalo de confianza Si se asigna una probabilidad P = 0,90 a la función F(t) hallada, entonces tendrán 90 probabilidades sobre 100 de que F(t) y también su complemento R(t) está comprendida en un intervalo [α1, α2]. Este intervalo se llama “banda de confianza”. La probabilidad 0,90 es el “nivel de confianza”. En las tablas se pueden ver tabulados los límites del 10 % y del 90 %, en el caso de aproximación por los rangos medianos. a. Ejemplo de utilización Volvamos a tomar los valores de la formula del análisis precedente:
79 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Orden i
TBF
F(i)
Rango del 5 %
Rango del 95 %
4
5, 2 ⋅10 5
57,9 %
33,3 %
79,9 %
b. Significado El intervalo de confianza mostrado en la tabla es (0,333; 0,799). Si se sustituye la noción de F(t) = 0,579 por la noción probabilística: Prob. (0,333 < F(t) < 0,799) = 0,90 ó también: Prob (0,333 > F(t) = 0,10) Prob (0,333 < F(t) = 0,90) Prob (0,799 < F(t) = 0,10) Prob (0,799 > F(t) = 0,90)
Por complementariedad de F(t) es posible dar un intervalo de confianza a la fiabilidad R(t), para el valor particular t = 5, 2 ⋅10 5 ciclos: Pro (0,153 < R(t) < 0,719) = 0,90
Calculo de los parámetros de la distribución de Weibull Un método de calcular los parámetros de la distribución de Weibull es usando o trazando el gráfico de probabilidad. Para ilustrar mejor este procedimiento, consideremos el siguiente ejemplo.
80 – Universitas
Fiabilidad
Ejemplo de aplicación Tenemos que seis unidades idénticas, con una confiabilidad probada de los mismos niveles de tensión de operación y uso. Todas estas unidades fallan durante la prueba después de funcionar el siguiente número de horas: Ti: 93, 34, 16, 120, 53 y 75. Estime los valores de los parámetros para una distribución de Weibull y determine la confiabilidad de las unidades para un valor de misión de 15 horas.
Solución al Ejemplo de aplicación Para determinar los parámetros a graficar de Weibull que representan los datos, usamos el gráfico de Infiabilidad-tiempo. Se grafica siguiendo las presentes instrucciones. 1) Alineamos las fallas en un orden ascendente según lo demostraremos después. Time to failure hrs
Failure order number out of a sample size of 6
16 34 53 75 93 120
1 2 3 4 5 6
2) Obtenemos el valor de su mediana para trazar sus posiciones. Las posiciones medianas del punto se utilizan porque las filas están en un nivel específico de la confianza (del 50 %). Las filas medianas pueden encontrarse tabuladas en función del nivel de confianza. Pueden también ser estimadas usando la siguiente expresión: F (t )% ≈
i − 0,3 .100 N + 0,4
En donde i es el número de orden de las fallas y N es el tamaño de muestra total. Por cálculo: F(1) =
1 − 0,3 .100 = 10,9% 6 + 0,4
F (2) =
2 − 0,3 ⋅100 = 26,5% 6 + 0, 4
F (3) =
3 − 0,3 ⋅100 = 42,1% 6 + 0, 4
F( 4 ) =
4 − 0,3 ⋅ 100 = 57,8% 6 + 0,4
81 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
F( 5) =
5 − 0,3 ⋅ 100 = 73,4% 6 + 0,4
F( 6 ) =
6 − 0,3 ⋅ 100 = 89% 6 + 0,4
Podemos recurrir a tablas de medianas de una distribución normal para un valor de confianza del 50 % con lo cual obtenemos los valores correspondientes para la presente tabla. Time to failure Hrs 16 34 53 75 93 120
Median rank 50% 10,91 26,44 42,14 57,86 73,56 89,10
A continuación se adjuntan algunas de las tablas que nos ayudan a calcular la fiabilidad en función de la cantidad de casos y el nivel específico de la confianza, de esta forma evitamos realizar los cálculos anteriores. Dichas tablas son utilizadas para muestras menores de 20. Sample Size=2 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.05130
0.10557
0.16334
0.22540
0.29289
0.36754
0.45228
0.55279
0.68377
2
0.31623
0.44721
0.54772
0.63246
0.70711
0.77460
0.83666
0.89443
0.94868
Sample Size=3 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.03450
0.07170
0.11210
0.15657
0.20630
0.26319
0.33057
0.41520
0.53584
2
0.19580
0.28714
0.36326
0.43293
0.50000
0.56707
0.63674
0.71286
0.80420
3
0.46416
0.58480
0.66943
0.73681
0.79370
0.84343
0.88790
0.92832
0.96549
Sample Size=4 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.02600
0.05430
0.08530
0.11989
0.15910
0.20473
0.25992
0.33126
0.43766
2
0.14256
0.21232
0.27238
0.32917
0.38573
0.44450
0.50841
0.58245
0.67954
3
0.32046
0.41755
0.49159
0.55550
0.61427
0.67083
0.72762
0.78768
0.85744
4
0.56234
0.66874
0.74008
0.79527
0.84090
0.88011
0.91469
0.94574
0.97400
Sample Size=5 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.02090
0.04360
0.06890
0.09710
0.12945
0.16745
0.21400
0.27522
0.36904
2
0.11223
0.16861
0.21803
0.26557
0.31381
0.36499
0.42201
0.49019
0.58389
3
0.24664
0.32660
0.39000
0.44600
0.50000
0.55400
0.61018
0.67300
0.75336
4
0.41611
0.50981
0.57800
0.63500
0.68619
0.73443
0.78197
0.83139
0.88776
5
0.63096
0.72478
0.78600
0.83255
0.87055
0.90288
0.93115
0.95635
0.97915
Sample Size=6 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.01741
0.03651
0.05770
0.08160
0.10910
0.14163
0.18181
0.23528
0.31871
2
0.09260
0.13988
0.18180
0.22258
0.26445
0.30944
0.36036
0.42245
0.51032
3
0.20091
0.26865
0.32332
0.37308
0.42141
0.47078
0.52394
0.58539
0.66681
4
0.33319
0.41461
0.47606
0.52922
0.57859
0.62692
0.67668
0.73135
0.79909
5
0.48968
0.57755
0.63964
0.69056
0.73555
0.77742
0.81820
0.86012
0.90740
6
0.68129
0.76472
0.81819
0.85837
0.89090
0.91839
0.94229
0.96349
0.98259
82 – Universitas
Fiabilidad Sample Size=7 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.01490
0.03137
0.04970
0.07040
0.09430
0.12269
0.15802
0.20540
0.28031
2
0.07880
0.11954
0.15592
0.19158
0.22849
0.26851
0.31428
0.37086
0.45256
3
0.16964
0.22833
0.27634
0.32059
0.36412
0.40921
0.45856
0.51676
0.59618
4
0.27860
0.35009
0.40524
0.45390
0.50000
0.54610
0.59476
0.64991
0.72140
5
0.40382
0.48324
0.54145
0.59079
0.63588
0.67941
0.72366
0.77167
0.83036
6
0.54744
0.62914
0.68572
0.73149
0.77151
0.80842
0.84408
0.88046
0.92118
7
0.71969
0.79460
0.84198
0.87731
0.90572
0.92962
0.95032
0.96863
0.98506
Sample Size=8 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.01310
0.02750
0.04360
0.06190
0.08300
0.10822
0.13972
0.18223
0.25010
2
0.06860
0.10437
0.13650
0.16816
0.20113
0.23712
0.27859
0.33036
0.40624
3
0.14685
0.19860
0.24133
0.28107
0.32052
0.36179
0.40746
0.46210
0.53821
4
0.23966
0.30323
0.35298
0.39745
0.44016
0.48347
0.52993
0.58366
0.65538
5
0.34462
0.41634
0.47007
0.51653
0.55984
0.60255
0.64702
0.69677
0.76034
6
0.46178
0.53790
0.59254
0.63821
0.67948
0.71893
0.75867
0.80140
0.85314
7
0.59376
0.66963
0.72141
0.76288
0.79887
0.83184
0.86350
0.89563
0.93137
8
0.74989
0.81777
0.86028
0.89178
0.91700
0.93814
0.95639
0.97249
0.98692
Sample Size=9 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.01160
0.02450
0.03890
0.05520
0.07410
0.09680
0.12521
0.16375
0.22574
2
0.06077
0.09260
0.12138
0.14985
0.17962
0.21228
0.25014
0.29777
0.36836
3
0.12950
0.17575
0.21423
0.25024
0.28624
0.32417
0.36650
0.41768
0.49008
4
0.21040
0.26755
0.31275
0.35354
0.39308
0.43360
0.47756
0.52914
0.59942
5
0.30097
0.36609
0.41561
0.45900
0.50000
0.54100
0.58439
0.63391
0.69903
6
0.40058
0.47086
0.52244
0.56640
0.60692
0.64646
0.68725
0.73245
0.78960
7
0.50992
0.58232
0.63350
0.67583
0.71376
0.74976
0.78577
0.82425
0.87050
8
0.63164
0.70223
0.74986
0.78772
0.82038
0.85015
0.87862
0.90737
0.93923
9
0.77426
0.83625
0.87479
0.90320
0.92587
0.94482
0.96114
0.97551
0.98836
O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.01050
0.02210
0.03500
0.04980
0.06697
0.08760
0.11343
0.14866
0.20567
2
0.05450
0.08330
0.10928
0.13513
0.16226
0.19214
0.22695
0.27099
0.33685
3
0.11583
0.15763
0.19261
0.22551
0.25857
0.29361
0.33297
0.38094
0.44960
4
0.18756
0.23944
0.28080
0.31840
0.35510
0.39300
0.43447
0.48366
0.55173
5
0.26732
0.32683
0.37258
0.41307
0.45169
0.49072
0.53250
0.58087
0.64578
6
0.35422
0.41913
0.46750
0.50928
0.54831
0.58693
0.62742
0.67317
0.73268
7
0.44827
0.51634
0.56553
0.60701
0.64490
0.68160
0.71920
0.76056
0.81244
8
0.55040
0.61906
0.66703
0.70639
0.74143
0.77448
0.80739
0.84237
0.88418
9
0.66315
0.72901
0.77305
0.80786
0.83774
0.86487
0.89072
0.91674
0.94547
10
0.79433
0.85134
0.88657
0.91244
0.93303
0.95020
0.96496
0.97793
0.98952
Sample Size=10
Sample Size=11 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.00953
0.02010
0.03190
0.04538
0.06107
0.07990
0.10367
0.13611
0.18887
2
0.04950
0.07560
0.09940
0.12305
0.14796
0.17549
0.20768
0.24860
0.31024
3
0.10477
0.14292
0.17496
0.20524
0.23579
0.26831
0.30502
0.35007
0.41516
4
0.16923
0.21671
0.25480
0.28962
0.32380
0.35931
0.39843
0.44522
0.51076
5
0.24053
0.29526
0.33770
0.37553
0.41189
0.44891
0.48890
0.53569
0.59947
6
0.31772
0.37787
0.42318
0.46272
0.50000
0.53728
0.57682
0.62213
0.68228
7
0.40053
0.46431
0.51110
0.55109
0.58811
0.62447
0.66230
0.70473
0.75947
8
0.48924
0.55478
0.60157
0.64069
0.67620
0.71038
0.74520
0.78329
0.83077
83 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión 9
0.58484
0.64993
0.69498
0.73169
0.76421
0.79476
0.82504
0.85708
0.89523
10
0.68976
0.75140
0.79232
0.82451
0.85204
0.87695
0.90062
0.92438
0.95055
11
0.81113
0.86389
0.89633
0.92008
0.93893
0.95462
0.96810
0.97992
0.99047
Sample Size=12 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.00874
0.01840
0.02930
0.04170
0.05613
0.07350
0.09550
0.12551
0.17460
2
0.04520
0.06930
0.09110
0.11295
0.13598
0.16149
0.19142
0.22962
0.28750
3
0.09570
0.13072
0.16029
0.18831
0.21669
0.24701
0.28138
0.32378
0.38552
4
0.15419
0.19795
0.23323
0.26562
0.29758
0.33092
0.36787
0.41235
0.47527
5
0.21868
0.26931
0.30883
0.34427
0.37853
0.41363
0.45180
0.49685
0.55900
6
0.28817
0.34411
0.38662
0.42400
0.45951
0.49530
0.53358
0.57794
0.63772
7
0.36228
0.42206
0.46642
0.50470
0.54049
0.57600
0.61337
0.65589
0.71183
8
0.44100
0.50315
0.54820
0.58638
0.62147
0.65573
0.69117
0.73069
0.78132
9
0.52473
0.58765
0.63213
0.66908
0.70242
0.73438
0.76677
0.80205
0.84581
10
0.61448
0.67622
0.71862
0.75299
0.78331
0.81169
0.83971
0.86928
0.90435
11
0.71250
0.77038
0.80858
0.83851
0.86402
0.88705
0.90888
0.93074
0.95476
12
0.82540
0.87449
0.90454
0.92649
0.94387
0.95832
0.97071
0.98158
0.99126
Sample Size=13 O/N
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1
0.00807
0.01700
0.02710
0.03850
0.05190
0.06810
0.08850
0.11645
0.16232
2
0.04169
0.06390
0.08410
0.10438
0.12579
0.14956
0.17751
0.21332
0.26784
3
0.08800
0.12044
0.14788
0.17397
0.20045
0.22883
0.26113
0.30114
0.35978
4
0.14161
0.18218
0.21503
0.24531
0.27528
0.30668
0.34163
0.38394
0.44426
5
0.20050
0.24758
0.28453
0.31783
0.35016
0.38346
0.41987
0.46314
0.52343
6
0.26373
0.31596
0.35593
0.39129
0.42508
0.45934
0.49626
0.53939
0.59824
7
0.33086
0.38700
0.42903
0.46558
0.50000
0.53442
0.57097
0.61300
0.66914
8
0.40176
0.46061
0.50374
0.54066
0.57492
0.60871
0.64407
0.68404
0.73627
9
0.47657
0.53686
0.58013
0.61654
0.64984
0.68217
0.71547
0.75242
0.79950
10
0.55574
0.61606
0.65837
0.69332
0.72472
0.75469
0.78497
0.81782
0.85839
11
0.64022
0.69886
0.73887
0.77117
0.79955
0.82603
0.85212
0.87956
0.91200
12
0.73216
0.78668
0.82249
0.85044
0.87421
0.89562
0.91587
0.93611
0.95831
13
0.83768
0.88355
0.91155
0.93194
0.94808
0.96147
0.97294
0.98298
0.99193
En un papel de probabilidad de Weibull, trazamos los tiempos y sus medianas correspondientes. Una muestra del papel de probabilidad de Weibull se da a continuación
84 – Universitas
Fiabilidad
Dibujemos y ajustemos la mejor línea recta posible a través de los puntos, entonces una vez obtenida la pendiente de la línea dibujada trazamos una paralela a la misma a través del punto de referencia ubicado en el valor de las ordenadas, esta nueva recta cortará en la parte superior al eje de valores del parámetro de forma.
85 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Diagrama de probabilidad de datos
Para este caso β = 1,4. En el valor de Q(t) = 63,2% (línea auxiliar del gráfico) dibujamos una línea horizontal recta hasta que esta línea corta a la línea recta trazada con los valores en estudio, luego bajamos una línea vertical a partir del punto de intersección hasta que cruza la abscisa, en donde obtenemos el valor de η. Para este caso η = 76 horas (esto está siempre en 63,2% desde Q(t) = Q = 1 –exp.-(η/η) β = 0,632 = 63,2%). Ahora podemos obtener cualquier valor de confiabilidad para cualquier t de misión solicitado. Por ejemplo la confiabilidad para una misión de 15 horas, o cualquier otra hora, se puede ahora obtener del diagrama o analíticamente. Para obtener el valor desde el diagrama, dibujamos una línea vertical a partir de la abscisa en t = 15 horas donde esta recta corta a nuestra recta de probabilidad de Weibull, ya trazada dibujamos una línea horizontal hasta la ordenada Q(t), en este caso Q(t) = 9,8 % Así R(t) = 1 – Q(t) = 90,2 %.
86 – Universitas
Fiabilidad
Esto se puede también obtener analíticamente de la función de la confiabilidad de Weibull, puesto que las estimaciones de ambos parámetros se saben:
R(t = 15) = e
⎛ 15 ⎞ −⎜⎜ ⎟⎟ ⎝η ⎠
β
1.4
=e
⎛ 15 ⎞ −⎜ ⎟ ⎝ 76 ⎠
= 90,2%
El 90,2 % de los equipos va a superar las 15 horas.
Probabilidad para obtener el parámetro de localización γ El tercer parámetro de la distribución de Weibull se utiliza cuando los datos no caen sobre una línea recta (no se la puede ajustar o alinear), sino que adoptan una forma cóncava o curva. Las siguientes conclusiones se pueden hacer con respecto al valor de γ.
Caso 1: Si la curva trazada contra Tj es cóncava atenuada y la curva contra (Tj-T1) es ascendente cóncava, entonces existe γ un tal que 0 < γ < T1, o γ tiene un valor positivo. Caso 2: Si las curvas trazadas contra Tj y contra (Tj – T1) son ambas ascendentes cóncavas, después existe un valor negativo γ contra la cual se endereza fuera de la curva Tj. Caso 3: Si no prevalece ni uno ni otro (de los casos anteriores) entonces rechacemos el PDF de Weibull como un valor de distribución de probabilidad de datos de Weibull, o debemos proceder con el análisis múltiple de población (Weibull mezclado). Para obtener el parámetro de localización γ:
▪
Reste el mismo valor arbitrario γ a partir de todos los valores de falla y trazamos nuevamente los datos.
▪
Si la curva inicial es ascendente cóncava reste un valor negativo γ a partir de cada hora de falla.
▪
Si la curva inicial es de una llanura cóncava reste un valor positivo γ a partir de cada hora de falla.
▪
Se repetirán hasta que los datos adopten línea recta aceptable.
▪
El valor de γ adoptado (positivo o negativo) si es restado pone los puntos en una línea recta aceptable.
Los otros dos parámetros entonces se obtienen usando las técnicas descritas previamente. También es importante observar que utilizaremos el término restar una gamma positiva o negativa donde está equivalente restar una gamma negativa a los valores. Observe que al ajustar según gamma, se convierte la escala del x para la línea recta (T - γ).
2.7.3. Síntesis algoritmo para el estudio de la ley de Weibull Preparación de los datos 1) Toma de datos de explotación o de ensayos, registrados en los TBF. 2) Tabla de clasificación de los TBF por orden creciente.
87 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
3) Orden i atribuido a cada TBF: 1 ≤ i ≤ N. 4) Según el tamaño de la muestra N: •
Si N > 50 , se descomponen los TBF en clases (número de TBF por clase).
•
Si N < 50, cada TBF se explota con su valor propio.
5) Evaluación de la frecuencia acumulada F(i), siguiendo los modelos de aproximación más adaptables.
Determinación de los parámetros de Weibull 1) Llévese sobre el papel funcional de Weibull: •
Sobre el eje A, los valores t de TBF.
•
Sobre el eje B, los valores F(i) asociados.
Se obtendrá una nube de puntos M. 2) Son posibles dos casos: •
La nube de puntos se puede ajustar a una recta D1 (por estimación o aplicando un método de regresión). γ=0
•
La nube de puntos se ajusta a una curva C1: entonces hay que trasladar todos los puntos M con un mismo valor y hasta la obtención de una recta D1. γ
3) La recta D1 corta al eje (t, η) en η.
η
4) Se traza la paralela D2 a D1 que pase por el punto 1 (X, Y). Esta recta D2 corta al eje (B, b) en β. β
Explotación directa de los parámetros 1) Búsqueda de la MTBF. Utilizando las tablas que dan A y B tales que: •
MTBF = A η + γ.
MTBF
•
La desviación típica σ = βη.
σ
Se puede conocer entonces la variancia V = σ2.
V
2) Trazados y aplicaciones numéricas de las leyes R(t), F(t), f(t), λ(t) dado que las ecuaciones están definidas por los tres parámetros hallados. Así se puede determinar gráfica o analíticamente en cada instante t: la fiabilidad
R(t)
88 – Universitas
Fiabilidad
la función de repartición
F(t)
la función distribución
f(t)
la tasa de fallo instantáneo
λ(t)
3) Las relaciones recíprocas en particular en el instante t, asociado a un nivel de fiabilidad: ⎡ 1 ⎤ t = γ + ηLn ⎢ ⎥ ⎣ R (t ) ⎦
1/ β
La duración de vida nominal: L10 = γ + η (0,105)1/β.
L10
4) Nivel de confianza acordado para las estructuras de F(t) y de R(t).
Otras explotaciones de la ley de Weibull 1) Partiendo del parámetro β y de consideraciones económicas, se puede optimizar el período de reemplazo sistemático de un subconjunto frágil. 2) A partir de la MTBF se puede calcular la disponibilidad. 3) Cuando β > 1 se puede simular la conveniencia económica de una acción correctiva. Si no se hace corrección, β = 3 (por ejemplo), se tendrá un coste CM1 en el horizonte de dos o tres años. Si se hace corrección β = 1 (por supresión del modo de fallo predominante), se tendrá un coste Cm2, elemento de justificación. 4) Fiabilidad provisional de los rodamientos. Comentario: se puede establecer un programa informático simple a partir de la ley de Weibull con dos parámetros (γ = 0) que evite el estudio gráfico.
2.7.4. Distribución de Poisson Es otra ley de distribución para variables discretas. Su función de densidad tiene la expresión: f (t ) =
e − λ λt t!
para t = 0, 1, 2, … n
donde “n” es la cantidad total de fallos o valores de la variable estudiada. La función de distribución será: n
F (t ) = ∑ t =0
e − λ λt t!
89 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
2.7.5. Aplicación de Fiabilidad en empresas A continuación veremos un ejemplo de aplicación de fiabilidad en empresas
Ejemplo 1: Presentación de la Empresa * Esta es una empresa dedicada a la fabricación y comercialización de tubos de acero con costura para usos generales y especiales. Con el transcurso del tiempo la organización fue evolucionando de acuerdo a los nuevos paradigmas impuestos por el mercado, ampliando su gama de productos, como así también extendiendo su red de comercialización en todo el país. Sus productos son comercializados tanto en el mercado interno como en el mercado externo, principalmente con países integrantes del Mercosur.
Productos fabricados por la empresa Tubos de acero con costura para aplicaciones mecánicas y usos estructurales. La fabricación de tubos de acero con costura es el principal producto fabricado en chapa de acero SAE 1010 laminada en caliente y laminada en frío, de secciones circulares, rectangulares y cuadradas, desde diámetros de once milímetros hasta setenta y seis milímetros, con espesores que oscilan entre 0,7 mm hasta 3,6 mm. Además de tubos de secciones ovaladas, semi-ovaladas y especiales a requerimientos del cliente, con largos de fabricación de 4 metros hasta 8 metros; existiendo una abundante cantidad de dimensiones comprendidas entre las medidas anteriormente citadas, siendo las dimensiones de los tubos tanto en milímetros como en pulgadas.
Tubos de aceros especiales. En segundo término, la empresa fabrica tubos de aceros especiales o con algún tipo de recubrimiento: • Tubos de acero con costura fabricados con chapa aluminizada. (chapa que tiene el alma de acero SAE 1010 y en el exterior, en ambos lados, una película de aluminio). •
Tubos de acero con costura fabricados con chapa zincada.
(chapa con alma de acero SAE 1010 y con recubrimiento de zinc por inmersión en ambos lados), cabe acotar que en ambos casos, chapa aluminizada y chapa zincada por inmersión, vienen ya como materia prima en esas condiciones, es decir en la empresa no se recubre con aluminio ni se realiza el proceso de zincado por inmersión. •
Tubos de acero inoxidable AISI 409 L.
Perfiles de chapa. Un tercer producto fabricado por la empresa son los perfiles laminados, realizados con cualquier tipo de chapa de acero, desde espesores de 0.7 mm hasta 2.5 mm.
90 – Universitas
Fiabilidad
Las dimensiones y formas son de acuerdo a los requerimientos de los clientes, fabricándose solo dos tipos de perfiles standard.
Tubos trefilados En menor escala se realiza a pedido trefilación de tubos de acero.
Servicios realizados por la Empresa •
Servicio de corte de caños a medida.
•
Servicio de lavado de caños cortados.
Maquinarias Principales Se define como maquinaria principal, a aquella utilizada específicamente para la fabricación del tubo, denominadas “Líneas de fabricación de Tubos”. Además se incluye como maquinaria principal a la línea de corte longitudinal, que corta las bobinas en flejes. La empresa cuenta con cinco líneas de fabricación de tubos, de las cuales se están utilizando solo dos, y una línea de corte longitudinal:
Máquina Nro 6 : •
Produce tubos de Diámetro 1” hasta 3” y espesores desde 0.9 mm hasta 4mm.
¾ Dimensiones: 9m x 78m. ¾ Potencia Instalada: 700 Kw. Máquina Nro 7: •
Produce tubos de Diámetro 9.5 hasta 26 mm y espesores desde 0.5 hasta 2 mm.
•
Dimensiones: 9m x 78m.
•
Potencia Instalada: 700 Kw.
Máquina Nro 01:
•
Realiza corte de caños desde 30 mm hasta 4000 mm.
•
Medio de corte: Sierra circular.
91 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Máquina Nro 02 :
•
Realiza corte de caños desde 30 mm hasta 2000 mm.
Máquina de Corte Longitudinal (Slitter): Esta máquina se encuentra en la sucursal de San Luis, por lo cuál no será motivo de estudio del presente trabajo. •
Corta bobinas hasta 1500 mm de ancho, y espesores desde 0,7mm hasta 3,2mm, el peso máximo de las bobinas a cortar es de 15.000 kg.
•
Dimensiones: 6m x 15m - Potencia Instalada: 80 kW.
Puentes Grúa Los puentes grúa son utilizados para el movimiento de materiales, carga de camiones, descarga de materia prima, carga y descarga de máquina.
Fase de análisis Para comenzar con el análisis, se verificó la existencia de datos acerca de los fallos ocurridos en las máquinas que son motivo de estudio del presente trabajo. En la empresa se llevan registros de los fallos ocurridos, el origen de los mismos y la fecha en que acontecieron. Esta información es suficiente para poder predecir el comportamiento futuro de las máquinas, lo que nos permitirá obtener el tiempo medio entre ciclos de mantenimiento. Los datos obtenidos corresponden a un período de tiempo igual a seis meses (periodo Julio - Diciembre 2002), en el cual ocurrieron una cantidad determinada de averías, las mismas fueron clasificadas en función de su origen en:
¾ Neumáticas / Hidráulicas. ¾ Eléctricas / Electrónicas. ¾ Mecánicas. ¾ Software y Otras. Análisis de Fiabilidad Fiabilidad: es la probabilidad de que un dispositivo realice adecuadamente su función prevista a lo largo del tiempo, cuando opera en el entorno para el que ha sido diseñado. Si bien los fallos se clasificaron en distintos grupos (anteriormente mencionados), para el presente análisis se ha tomado para cada máquina un solo grupo integral de fallos, ya que al poseer como datos solo uno o dos fallos en algunos de los grupos no era posible realizar el análisis. 92 – Universitas
Fiabilidad
El objetivo de este análisis es el de prevenir las pérdidas que ocasionaría la parada de producción y velar por el aseguramiento de la calidad de productos y del proceso. Para cada maquina se presentara el histórico de fallos y el análisis de fiabilidad mediante la utilización del papel de Weibull. Para cada maquina se obtendrá: •
Parámetro de forma β: Representa las distribuciones de duración entre fallos estudiados. Es representado por la pendiente de la recta que describe el grado de variación de la tasa de fallos.
•
Parámetro de escala η: Vida característica del elemento
•
Parámetro de posición t0: (Vida mínima). Indica la fecha de inicio de los fallos y define el punto de partida u origen de la distribución.
Análisis Máquina Nº 6– Conformadora de tubos •
Histórico de fallos (periodo Julio - Diciembre)
CÓDIGO
DESCRIPCIÓN FALLO
FECHA
DURACION (MIN.)
2
CAMBIO DE COLIZAS EN MORDAZA
04/07
45
5
CAMBIO DE BOQUILLA
16/07
65
14
LIMPIEZA DE SENSORES
31/07
35
7
CAMBIO DE FRENO
13/08
70
1
CAMBIO DE FERRITA
19/08
105
16
RESTAURACION DEL SOFT
27/08
165
15
CAMBIO DE FUENTE PLC
31/08
70
9
CAMBIO DE RODAMIENTOS
09/09
40
17
CALIBRACION DE REGULADOR DE POTENCIA
22/09
110
14
LIMPIEZA DE SENSORES
08/10
50
5
CAMBIO DE BOQUILLA
17/10
60
10
CAMBIO DE DISCO DE CORTE
22/10
15
22
CAMBIO ROTURA DE VALVULA FRL
31/10
25
3
CAMBIO DEL VASTAGO EN MORDAZA
12/11
200
20
CAMBIO DE BOMBA SOLUBLE
21/11
35
14
LIMPIEZA DE SENSORES
08/12
40
11
CAMBIO DE TERMICA
16/12
15
19
CAMBIO DE VALVULA HIDRAULICA
23/12
145
TOTAL
1290
93 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
Datos para el Análisis
FECHA DE FALLO
DIA DE FALLO
TIEMPO ENTRE FALLO
n
TIEMPO ENTRE FALLOS ORDENADO
F (t)
%
04/07
4
4
1
4
0,0378
3,78%
16/07
16
12
2
4
0,0922
9,22%
31/07
31
15
3
5
0,1465
14,65%
13/08
44
13
4
6
0,2009
20,09%
19/08
50
6
5
7
0,2553
25,53%
27/08
58
8
6
8
0,3092
30,92%
31/08
62
4
7
8
0,3641
36,41%
09/09
71
9
8
9
0,4184
41,84%
22/09
84
13
9
9
0,4778
47,78%
08/10
100
16
10
9
0,5272
52,72%
17/10
109
9
11
9
0,5816
58,16%
22/10
114
5
12
12
0,6339
63,39%
31/10
123
9
13
12
0,6993
69,93%
12/11
135
12
14
13
0,7447
74,47%
21/11
144
9
15
13
0,7991
79,91%
08/12
161
17
16
15
0,8535
85,35%
16/12
169
8
17
16
0,9078
90,78%
23/12
176
7
18
17
0,9622
96,22%
0
Siendo: F(t): Valores medios clasificados (tabla Nº 2). %: Valores medios clasificados expresados en porcentaje.
94 – Universitas
Fiabilidad
•
Gráfico – Papel de Weibull
95 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Análisis de los resultados obtenidos del papel de Weibull PARAMETRO DE PARAMETRO FORMA DE ESCALA
DESVIACION TIPO
MTBF (DIAS)
R(L10) (DIAS)
4,84
[β]
[η]
[σ] (DIAS)
3,1
10
3,15
8,91
σ/η =
0,315
(Tabla Nº 1)
G x (1+1/B) =
0,8913
(Tabla Nº 1)
0,9
90%
Nivel de confianza =
F(t) (DIAS)
F(t) (DIAS)
F(t) (DIAS)
7
10
15
28%
63%
97%
Siendo: β: parámetro de forma, calculado en el papel Weibull. η: parámetro de escala, calculado en el papel Weibull. σ: desviación tipo, calculada por tabla1. MTBF: media de tiempo de buen funcionamiento, calculada por tabla1. R(L10): fiabilidad o duración de vida nominal del equipo, para un nivel de confianza del 90%. F(t): infiabilidad del equipo, para: 7, 10 y 15 días.
Conclusión •
3 < β <4, fase de obsolescencia, lo que implica una tasa de fallos λ creciente, estos fallos son producidos posiblemente por desgastes desde el momento de puesta en servicio del equipo.
•
Partiendo de β y de consideraciones económicas, se puede optimizar el periodo de reemplazo sistemático (por medio de un buen mantenimiento preventivo).
•
A partir del MTBF, se puede calcular la disponibilidad de máquina.
•
Todos los resultados obtenidos, sirven de comparación con posteriores análisis para ver la evolución del sistema de mantenimiento.
96 – Universitas
Fiabilidad
Análisis Máquina Nº 7– Conformadora de tubos •
Histórico de fallos (periodo Julio - Diciembre 2002)
CÓDIGO
DESCRIPCIÓN FALLO
FECHA
DURACION (MIN.)
4
LIMPIEZA DE LA MORDAZA
08/07
35
14
LIMPIEZA DE SENSORES
23/07
50
20
CAMBIO DE BOMBA SOLUBLE
28/07
30
18
CAMBIO DE BOMBA HIDRAULICA
14/08
65
21
CAMBIO DE MANGUERA SOLUBLE
28/08
40
16
RESTAURACION DEL SOFT
03/09
160
6
REPARACION DEL EQUIPO SOLDADURA
12/09
215
10
CAMBIO DE DISCO DE CORTE
27/09
25
14
LIMPIEZA DE SENSORES
14/10
80
23
REPARACION DEL SISTEMA NEUMATICO DE FRENADO
18/10
75
13
CALIBRACION Y AJUSTE DE SENSOR
27/10
45
17
CALIBRACION DE REGULADOR DE POTENCIA
11/11
50
9
CAMBIO DE RODAMIENTOS
24/11
110
8
REPARACION DE CINTA TRANSPORTADORA
02/12
95
10
CAMBIO DE DISCO DE CORTE
09/12
35
14
LIMPIEZA DE SENSORES
23/12
40
TOTAL
1150
97 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
Datos para el Análisis
FECHA DE FALLO
DIA DE FALLO
TIEMPO ENTRE FALLO
n
TIEMPO ENTRE FALLOS ORDENADO
F (t)
%
08/07
8
8
1
4
0,0424
4,24%
23/07
23
15
2
5
0,1034
10,34%
28/07
28
5
3
6
0,1654
16,54%
14/08
45
17
4
7
0,2234
22,34%
28/08
59
14
5
8
0,2665
26,65%
03/09
65
6
6
8
0,3475
34,75%
12/09
74
9
7
9
0,4085
40,85%
27/09
89
15
8
9
0,4695
46,95%
14/10
106
17
9
13
0,5303
53,03%
18/10
110
4
10
14
0,5913
59,13%
27/10
119
9
11
14
0,6573
65,73%
11/11
134
15
12
15
0,7133
71,33%
24/11
147
13
13
15
0,7746
77,46%
02/12
155
8
14
15
0,8356
83,56%
09/12
162
7
15
17
0,8766
87,66%
23/12
176
14
16
17
0,9576
95,76%
0 0 0
Siendo: F(t): Valores medios clasificados (tabla Nº 2). %: Valores medios clasificados expresados en porcentaje.
98 – Universitas
Fiabilidad
•
Gráfico – Papel de Weibull
99 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Análisis de los resultados obtenidos del papel de Weibull PARAMETRO DE PARAMETRO FORMA DE ESCALA
DESVIACION TIPO
MTBF (DIAS)
R(L10) (DIAS)
5,67
[β]
[η]
[σ] (DIAS)
3
12
3,84
10,73
0,32
(Tabla Nº 1)
0,8938
(Tabla Nº 1)
0,9
90%
σ/η = G x (1+1/B) = Nivel de confianza =
F(t) (DIAS)
F(t) (DIAS)
F(t) (DIAS)
7
10
15
18%
44%
86%
Siendo: β: parámetro de forma, calculado en el papel Weibull. η: parámetro de escala, calculado en el papel Weibull. σ: desviación tipo, calculada por tabla1. MTBF: media de tiempo de buen funcionamiento, calculada por tabla1. R(L10): fiabilidad o duración de vida nominal del equipo, para un nivel de confianza del 90%. F(t): infiabilidad del equipo, para: 7, 10 y 15 días.
Conclusión •
3 < β < 4, fase de obsolescencia, lo que implica una tasa de fallos λ creciente, estos fallos son producidos posiblemente por desgastes desde el momento de puesta en servicio del equipo.
•
Partiendo de β y de consideraciones económicas, se puede optimizar el periodo de reemplazo sistemático (por medio de un buen mantenimiento preventivo).
•
A partir del MTBF, se puede calcular la disponibilidad de máquina.
•
Todos los resultados obtenidos, sirven de comparación con posteriores análisis para ver la evolución del sistema de mantenimiento.
100 – Universitas
Fiabilidad
Análisis Máquina Nº 01 – Cortadora de tubos •
Histórico de fallos (periodo Julio - Diciembre 2002)
CÓDIGO
DESCRIPCIÓN FALLO
FECHA
DURACION (MIN.)
27
CAMBIO DE DISCO DE CORTE
21/07
35
24
CAMBIO DE ROLO TRACTOR
28/07
55
28
REPARACION DE CADENA DE ARRASTRE DEL REBABADOR
06/08
80
34
CAMBIO CILINDRO HIDRAULICO DEL DISCO DE CORTE
29/08
125
32
CAMBIO DE AMORTIGUADOR REBABADORA
16/09
160
24
CAMBIO DE ROLO TRACTOR
14/10
40
30
LIMPIEZA DE SENSOR DE TOPE
22/10
60
27
CAMBIO DE DISCO DE CORTE
10/11
45
26
CAMBIO DE CINTAS EN EL BUNKER
02/12
65
35
CAMBIO BOMBA DE SOLUBLE Y LUBRICANTE
23/12
150
TOTAL
815
101 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
Datos para el Análisis
FECHA DE FALLO
DIA DE FALLO
TIEMPO ENTRE FALLO
n
TIEMPO ENTRE FALLOS ORDENADO
F (t)
%
21/07
21
21
1
7
0,0681
6,81%
28/07
28
7
2
8
0,1632
16,32%
06/08
37
9
3
9
0,2591
25,91%
29/08
60
23
4
18
0,3551
35,51%
16/09
78
18
5
19
0,4517
45,17%
14/10
106
28
6
21
0,5181
51,81%
22/10
114
8
7
21
0,614
61,40%
10/11
133
19
8
22
0,7406
74,06%
02/12
155
22
9
23
0,8368
83,68%
23/12
176
21
10
28
0,9176
91,76%
0 0 0 0 0 0 0 0 0
Siendo: F(t): Valores medios clasificados (tabla Nº 2). %: Valores medios clasificados expresados en porcentaje.
102 – Universitas
Fiabilidad
•
Gráfico – Papel de Weibull
103 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Análisis de los resultados obtenidos del papel de Weibull PARAMETRO DE PARAMETRO FORMA DE ESCALA
DESVIACION TIPO
MTBF (DIAS)
R(L10) (DIAS)
8,61
[β]
[η]
[σ] (DIAS)
2,4
22
8,58
19,50
0,39
(Tabla Nº 1)
0,8865
(Tabla Nº 1)
0,9
90%
σ/η = G x (1+1/B) = Nivel de confianza =
F(t) (DIAS)
F(t) (DIAS)
F(t) (DIAS)
7
10
15
6%
14%
33%
Siendo: β: parámetro de forma, calculado en el papel Weibull. η: parámetro de escala, calculado en el papel Weibull. σ: desviación tipo, calculada por tabla1. MTBF: media de tiempo de buen funcionamiento, calculada por tabla1. R(L10): fiabilidad o duración de vida nominal del equipo, para un nivel de confianza del 90%. F(t): infiabilidad del equipo, para: 7, 10 y 15 días.
Conclusión •
1,5 < β < 2,5, fase de obsolescencia, lo que implica una tasa de fallos λ creciente, estos fallos son producidos posiblemente por fatiga.
•
Partiendo de β y de consideraciones económicas, se puede optimizar el periodo de reemplazo sistemático (por medio de un buen mantenimiento preventivo).
•
A partir del MTBF, se puede calcular la disponibilidad de máquina.
•
Todos los resultados obtenidos, sirven de comparación con posteriores análisis para ver la evolución del sistema de mantenimiento.
104 – Universitas
Fiabilidad
Análisis Máquina Nº 02 – Cortadora de tubos •
Histórico de fallos (período Julio - Diciembre 2002)
CÓDIGO
DESCRIPCIÓN FALLO
FECHA
DURACION (MIN.)
27
CAMBIO DE DISCO DE CORTE
08/07
40
24
CAMBIO DE ROLO TRACTOR
01/08
35
30
LIMPIEZA DE SENSOR DE TOPE
01/09
65
25
CAMBIO DE CEPILLOS DE REBABADO
23/09
260
31
CALIBRACION DE SENSOR OPTICO
23/10
85
24
CAMBIO DE ROLO TRACTOR
12/11
45
29
CAMBIO DE SENSOR INDUCTIVO DEL DISCO DE CORTE
26/11
95
33
CAMBIO CILINDRO NEUMATICO (DEDO)
15/12
55
TOTAL
680
105 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
Datos para el Análisis
FECHA DE FALLO
DIA DE FALLO
TIEMPO ENTRE FALLO
n
TIEMPO ENTRE FALLOS ORDENADO
F (t)
%
08/07
8
8
1
8
0,083
8,30%
01/08
32
24
2
14
0,2021
20,21%
01/09
63
31
3
19
0,3213
32,13%
23/09
85
22
4
20
0,44
44,00%
23/10
115
30
5
22
0,5595
55,95%
12/11
135
20
6
24
0,6787
67,87%
26/11
149
14
7
30
0,7919
79,19%
15/12
168
19
8
31
0,917
91,70%
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Siendo: F(t): Valores medios clasificados (tabla Nº 2). %: Valores medios clasificados expresados en porcentaje.
106 – Universitas
Fiabilidad
•
Gráfico – Papel de Weibull
107 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Análisis de los resultados obtenidos del papel de Weibull PARAMETRO DE PARAMETRO FORMA DE ESCALA
DESVIACION TIPO
MTBF (DIAS)
R(L10) (DIAS)
10,16
[β]
[η]
[σ] (DIAS)
2,5
25
9,50
22,18
0,38
(Tabla Nº 1)
0,8873
(Tabla Nº 1)
0,9
90%
σ/η = G x (1+1/B) = Nivel de confianza =
F(t) (DIAS)
F(t) (DIAS)
F(t) (DIAS)
7
10
15
4%
10%
24%
Siendo: β: parámetro de forma, calculado en el papel Weibull. η: parámetro de escala, calculado en el papel Weibull. σ: desviación tipo, calculada por tabla1. MTBF: media de tiempo de buen funcionamiento, calculada por tabla1. R(L10): fiabilidad o duración de vida nominal del equipo, para un nivel de confianza del 90%. F(t): infiabilidad del equipo, para: 7, 10 y 15 días.
Conclusión •
1,5 < β < 2,5, fase de obsolescencia, lo que implica una tasa de fallos λ creciente, estos fallos son producidos posiblemente por fatiga.
•
Partiendo de β y de consideraciones económicas, se puede optimizar el periodo de reemplazo sistemático (por medio de un buen mantenimiento preventivo).
•
A partir del MTBF, se puede calcular la disponibilidad de máquina.
•
Todos los resultados obtenidos, sirven de comparación con posteriores análisis para ver la evolución del sistema de mantenimiento.
Resumen gráfico del análisis Los siguientes gráficos nos ayudan a visualizar el funcionamiento de las máquinas y además servirán de comparación con gráficos futuros para ver la evolución de las mismas y del sistema de mantenimiento propuesto.
108 – Universitas
Fiabilidad
MTBF por máquina
(β )
Parámetro de forma por máquina
109 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
R(L10) Fiabilidad por máquina F(t) Fiabilidad por máquina para los distintos (t)
110 – Universitas
Fiabilidad
Ejemplo 2 En esta empresa se realizó un análisis de la fiabilidad de determinadas máquinas para determinar en que etapa de la curva de la bañera se encontraban.
Tabla para el análisis de la fiabilidad
111 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Gráfico – Papel de Weibull
112 – Universitas
Fiabilidad
Tabla para el análisis de la fiabilidad
113 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Gráfico – Papel de Weibull
Finalmente después de realizar los respectivos análisis de fiabilidad a las distintas máquinas de las cuales se mostraron aquí solo dos a modo de ejemplo, se llego a la siguiente tabla.
114 – Universitas
Fiabilidad
2.7.6. Fiabilidad en los Sistemas En la práctica nos encontramos con equipos, máquinas y sistemas complejos, compuestos de muchas partes dependientes unas de otras. Generalmente se utilizan dos configuraciones básicas: serie y paralelo, con las que se pueden confeccionar otras más complejas.
2.7.6.1. Configuración en Serie En la configuración en serie, cuando uno de los elementos falla, trae consigo aparejado el fallo total del sistema. Entonces tendremos: n
R S = R1* R 2 * R3* ...* Rn = ∏ R j j =1
115 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
n
∏:
Productoria
R1, R 2 , Rn
Representan las distintas fiabilidades del sistema
Rs:
Fiabilidad de la configuración serie
j=1
Configuración en serie
2.7.6.2. Configuración en Paralelo
En la configuración en paralelo, el sistema funciona siempre que funcione al menos uno de sus componentes. La falla se producirá únicamente cuando fallen todos sus elementos. Entonces tendremos: Rp = 1 − ∏ ⎡⎣1 − ( R j ) ⎤⎦ n
j =1
Configuración en paralelo
2.7.6.3. Configuración mixta
En la configuración mixta el sistema se comporta en función de esta dos combinaciones, una serie y paralelo. n ⎛ n ⎞ ⎡ ⎤ Rmix = ⎜ ∏ R j ⎟ × ⎢1 − ∏ (1 − R j ) ⎥ j =1 ⎝ j =1 ⎠ ⎣ ⎦
116 – Universitas
Fiabilidad
117 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
118 – Universitas
Problemas Propuestos 1) ¿ A que se denomina variable aleatoria ? 2) ¿Cuál es la fórmula de tasa de fallo λ(t)? 3) Indique las distribuciones típicas de la fiabilidad que caracterizan las poblaciones. 4) ¿Cuales son los estimadores de fiabilidad? 5) Indique la fórmula de la distribución exponencial. 6) Explique el modelo de Weibull. 7) Estime los valores de β , η y la fiabilidad de un sistema telefónico para 100 hs de servicio de la distribución de Weibull, sabiendo que se presentaron fallas en distintas instalaciones a las 150, 109, 21, 99 y 47 hs. 8) ¿Cuál de las dos configuraciones siguientes es más confiable y por qué? a) Dos compresores configurados en serie. b) Dos compresores configurados en paralelo.
119 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
120 – Universitas
3 Tipos de Mantenimiento 3.0. Esquema conceptual de la unidad Clasificación conforme a las normas AFNOR X60010 y 60011
Mantenimiento Correctivo
Tipos de Mantenimiento
Mantenimiento Modificativo
Procedimiento a seguir ante una rotura
Determinación del período de intervención y dimensión del área
Mantenimiento Preventivo
Mantenimiento Sistemático Mantenimiento Condicional o Predictivo
121 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En esta unidad estudiaremos: •
Clasificación del mantenimiento de acuerdo a las normas AFNOR X60010 y 60011
•
Mantenimiento correctivo
•
Mantenimiento modificativo
•
Mantenimiento preventivo
Mantenimiento sistemático
Mantenimiento condicional o predictivo: ¾ ventajas ¾ objetivos ¾ herramientas y ensayos no destructivos ¾ el sistema supervisor-diagnosticador
•
Determinación del período de intervención y dimensión del área
122 – Universitas
Tipos de Mantenimiento
3.1. Clasificación del mantenimiento de acuerdo a las normas AFNOR X60010 y 60011
A continuación veremos los distintos tipos de mantenimientos:
3.2. Mantenimiento Correctivo El mantenimiento correctivo consiste en ir reparando las averías a medida que se van produciendo. El personal encargado de avisar de las averías es el propio usuario de las máquinas y equipos, y el encargado de realizar las reparaciones es el personal de mantenimiento.
123 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
El principal inconveniente con que nos encontramos en este tipo de mantenimiento, es que el usuario detecta la avería en el momento que necesita el equipo, ya sea al ponerlo en marcha o bien durante su utilización. Sus características son: 1) Está basada en la intervención rápida, después de ocurrida la avería. 2) Conlleva discontinuidad en los flujos de producción y logísticos. 3) Tiene una gran incidencia en los costos de mantenimiento por producción no efectuada. 4) Tiene un bajo nivel de organización. 5) Se denomina también mantenimiento accidental. Decimos que: Mantenimiento correctivo es la intervención necesaria para poder solucionar un defecto, o una falla ya ocurrida, en éste caso las instalaciones, máquinas o equipos operan con deficiencia o directamente no funcionan. A continuación veremos la curva que tiene este tipo de mantenimiento respecto de las fallas.
3.2.1. Procedimiento a seguir ante una rotura •
Efectuar un diagnóstico para determinar cuales fueron los componentes dañados y cuales hay que cambiar.
124 – Universitas
Tipos de Mantenimiento
•
Determinar el tiempo estimado de reparación y analizar si se pueden realizar reparaciones de emergencia para que la máquina, equipo o instalaciones, puedan seguir funcionando, a ritmo normal o a un ritmo inferior o disminuido.
•
Establecer la cantidad de operarios, medios y herramientas para repararla.
•
Gestionar los repuestos si hubiese stock en la empresa o de lo contrario activar su compra o construcción.
El objetivo en toda empresa es llegar a disminuir al mínimo las intervenciones de mantenimiento correctivo, puesto que éste se realiza cuando la falla se produjo y generalmente se rompen más componentes que si hubiésemos detectado la falla con antelación. Una forma de lograr esto es implementar el Mantenimiento Preventivo, que veremos más adelante. 3.2.2. Calculo de costos de mantenimiento correctivo El costo directo asociado con cada tarea de mantenimiento correctivo, CTMC, está relacionado con el costo de los recursos de mantenimiento necesarios para la conclusión con éxito de la tarea. La expresión general del costo de cada tarea de mantenimiento correctivo tendrá la forma siguiente: CTMC= CDMC + CLC Donde: CTMC: Costo total de la política de mantenimiento correctivo CDMC: Costo directo de mantenimiento correctivo. CLC: Costo por lucro cesante A su vez se tiene: CDMC= MODM + CR + CM + CH Donde: MODM: Es el costo de mano de obra de mantenimiento y surge de multiplicar el total de horas – hombre de mantenimiento correctivo por el costo unitario de la hora- hombre. CR: Es el costo de repuestos utilizado en el momento de las reparaciones. CM: Representa el costo de los materiales e insumos utilizados en mantenimiento. CH: Indica el costo de herramental para mantenimiento. Por otro lado se tiene que los costos por el lucro cesantes obtienen de la siguiente manera: CLC= CO + CI + CDRP Donde: CLC: Costo por lucro cesante.
125 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
CO: Costo de oportunidad por hora, el cual se interpreta como la utilidad que se deja de percibir por no producir piezas. Este costo se estima por hora. CI: Este costo es denominado costo por incumplimiento y representa el valor de la multa que el cliente cobra a la empresa por no suministrar las piezas, las cuales se deben reponer fuera de la línea de producción. El costo se calcula como la mano de obra necesaria para reponer las piezas fuera de la línea . Normalmente este costo asciende a un promedio de por hora de parada critica (superior a una hora). CDRP: Este término es denominado costo por deterioro de la producción, representa todas las erogaciones debido a materiales inmovilizados, personal en espera, tiempos necesarios para retomar la marcha de la producción, piezas deterioradas, etc.
3.3. Mantenimiento Modificativo Con éste nombre se conocen las acciones que lleva a cabo mantenimiento, tanto para modificar las características de las instalaciones, máquinas o equipos, como para lograr de ésta forma una mayor fiabilidad o mantenibilidad de los mismos. Este mantenimiento puede aparecer en tres épocas de la vida de estos componentes: •
La primera oportunidad es cuando se pone en funcionamiento por primera vez. Las instalaciones, sistemas, equipos y máquinas estándar, en ocasiones, necesitan ser adaptados a las necesidades propias de la empresa ya sea por razones del producto o bien por ajustar el costo o posibilidades de mantenimiento. Una instalación que tenga durante su diseño un análisis desde el punto de vista de mantenimiento, evitará problemas posteriores que, en ocasiones, pueden ser difíciles de solucionar. Estaríamos ante un mantenimiento de proyecto.
•
La segunda época en la que puede aparecer es durante su vida útil. Se trata de modificar las instalaciones, máquinas o equipos para eliminar las causas más frecuentes que producen fallas. El análisis de las causas de las averías es el origen de éste tipo de mantenimiento y supone la eliminación total de ciertas fallas, es prevención del mantenimiento.
•
Por último éste mantenimiento se utiliza cuando una máquina entra en la época de vejez. En ésta ocasión se lo trata de reconstruir para asegurar su utilización durante un intervalo de tiempo posterior a su vida útil. Es en éste momento cuando se introducen todas las mejoras posibles tanto para producción como para mantenimiento.
Este mantenimiento también tiene como objetivo el de realizar una reforma parcial en una máquina, equipo o sistema con el fin de obtener un mejor rendimiento de la misma de acuerdo a los requerimientos del tipo de trabajo que se desea realizar, o bien para obtener un beneficio en la rapidez de reparación. Cabe destacar que éste tipo de mantenimiento va de la mano con la fiabilidad de las máquinas, ya que cuando se realiza la mejora, se está buscando una máquina más confiable y adaptable a la operación que realiza. Este tipo de mantenimiento debe ser regulado y adaptado a cada realidad industrial para poder identificar el área de prioridad.
126 – Universitas
Tipos de Mantenimiento
Uno de los motivos por el cual no es muy común de encontrar éste tipo de mantenimiento es por los costos y el tiempo que demanda realizar trabajos de ésta naturaleza, ya que al realizarlo estaríamos rediseñando de alguna forma la máquina a utilizar, sabiendo la complejidad que esto implica. Ejemplo: Este es un ejemplo práctico de mantenimiento modificativo que se realizó en la planta Chysler S.A. sobre una punzonadora de carrocerías la cual perfora la zona de los ejes en el área de chapa, para el posicionamiento y sujeción de los mismos.
Esta punzonadora funcionaba básicamente con un sistema hidráulico manual, el cual después de que se cerraban los clamps de sujeción de carrocería, hacía actuar a todos los cilindros hidráulicos secuencialmente, habiendo solo un accionamiento para todos éstos. Con el paso del tiempo la punzonadora empezó a fallar manifestando errores tales como: no accionado de los cilindros, provocando falta de agujeros en la carrocería; mal posicionamiento de carros de cilindros, ocasionando agujeros fuera de los ejes de especificación; mal cierre de los clamps de sujeción de la carrocería. En ese momento la fiabilifad de la máquina no era buena, la forma de solucionar estos problemas resultaba muy compleja, ya que el circuito se accionaba solo una vez y hasta que no terminaban de cerrar todos los cilindros, no se podía efectuar ninguna maniobra correctiva, como tampoco se contaba con una individualización del sistema, por esta causa al corregir un cilindro o alguno de sus accesorios, se afectaba el funcionamiento de los otros. Al analizar el problema se descubrio que era grave, ya que afectaba directamente a la calidad del producto y ocacionaba aumentos en los tiempo, por otro lado la máquina tenia que ser reparada frecuentemente lo que incrementaba aun mas los costos.
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Esto llevó a la conclusión que debía efectuarse un mantenimiento modificativo para mejorar el producto y la fiabilidad de la punzonadora. Se comenzó a trabajar sobre la base de los defectos que manifestaba la máquina, para lo cual se tuvo que realizar primero un estudio general sobre el funcionamiento de la misma. Como el problema principal era general, se realizó una modificación llevando el control de todos los cilindros hidráulicos a un tablero, el cual indica cuándo existe una falla y en qué cilindro ocurre.
También para controlar el proceso, se colocaron varios detectores con el fin de que los clamps no cierren hasta que éstos capten el contacto con la carrocería; de la misma forma se colocaron detectores en los extremos de los clamps.
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A fin de obtener un mayor control sobre la máquina, se colocaron dos hongos de seguridad que accionados manualmente en cualquier momento, detiene el funcionamiento total de la punzonadora.
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De esta forma se mejoró considerablemente la fiabilidad de la máquina, se vajo los costo y mejoro la calidad de las piezas, consiguiendo asi los objetivos prefijados.
3.4. Mantenimiento Preventivo El mantenimiento preventivo es la ejecución planificada de un sistema de inspecciones periódicas, cíclicas y programadas y de un servicio de trabajos de mantenimiento previsto como necesario, para aplicar a todas las instalaciones, máquinas o equipos, con el fin de disminuir los casos de emergencias y permitir un mayor tiempo de operación en forma continúa. Es decir, el mantenimiento preventivo, se efectúa con la intención de reducir al mínimo la probabilidad de falla, o evitar la degradación de las instalaciones, sistemas, máquinas y equipos. Es la intervención de mantenimiento prevista, preparada y programada antes de la fecha probable de aparición de una falla.
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En definitiva, se trata de dotar a la organización, de un sistema que le permita detectar y corregir el origen de las posibles fallas técnicas y no reparar las consecuencias de las mismas, una vez que éstas se han producido.
Detección precoz = Corrección preventiva
Cualquiera que sea el nivel de mantenimiento preventivo aplicado, subsistirán inexorablemente fallas residuales de carácter aleatorio. Y en forma general, reduciendo los imprevistos o fortuitos, se mejora el clima en cuanto a las relaciones humanas, porque sabemos que cuando sucede algún problema, se crea una tensión a nivel de personas. Se debe implementar una política de mantenimiento preventivo eficaz, es decir, no se puede hacer el preventivo sin un servicio de métodos que cuantificará el costo directo del mantenimiento, que a su vez nos permita: •
La gestión de documentación técnica.
•
Preparar intervenciones preventivas.
•
Acordar con producción paradas programadas.
Es decir, todas las condiciones necesarias para el mantenimiento preventivo. A continuación veremos la curva que tiene este tipo de mantenimiento respecto de las fallas.
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3.4.1. Mantenimiento Sistemático Mantenimiento Sistemático es el efectuado de acuerdo con un plan establecido según el tiempo o el número de unidades fabricadas. Este requiere de amplios conocimientos de la fiabilidad de las instalaciones, máquinas o equipos con los que se está trabajando, es decir, se asegura que existe el conocimiento previo del comportamiento de los materiales. Una herramienta muy valiosa, es el estudio estadístico, el que permite determinar los tiempos óptimos de intervención. Para poder utilizar datos estadísticos será necesario que transcurra un cierto tiempo, para poder contar con los datos históricos de cada equipo. De tal modo que el preventivo se retrasa con respecto a la falla y el mantenimiento correctivo toma el lugar del preventivo y neutraliza los posibles beneficios. Sobre la base de lo expuesto, el mantenimiento preventivo requiere una correcta metodología para determinar su periodo de intervención.
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A continuación veremos la curva que tiene este tipo de mantenimiento respecto de las fallas.
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Planilla de panificación de mantenimiento preventivo (ejemplo)
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Carga del mantenimiento Preventivo (ejemplo)
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3.4.1.1. Calculo de costos de la política de mantenimiento sistemático Estos costos están compuestos por los costos directos de mantenimiento preventivo y por los costos de mantenimiento correctivo asociados a la infiabilidad que va a existir CTPM= CDMP + CMC Donde: CTMP: Costo total de la política de mantenimiento preventivo. CDMP: Costo directo de mantenimiento preventivo. CMC: Costo por mantenimiento correctivo. A su vez tenemos que: CDMP= MOMP + CR + CM + CH + Cstock + CO Donde: MOMP: Es el costo de mano de obra de mantenimiento y surge de multiplicar el total de horas – hombre-. CR: Es el costo de los repuestos cambiados. CM: Representa el costo de los materiales e insumos utilizados en mantenimiento preventivo. CH: Indica el costo de herramental para mantenimiento preventivo. CO: Costo de oportunidad por parada para mantenimiento preventivo. Cstock: Es el costo de mantener el inventario de repuestos. Por otro lado se tiene que los costos por lucro cesante se obtienen como un porcentaje del mantenimiento correctivo. CMC= % CTMC 3.4.2. Mantenimiento Condicional o Predictivo Este mantenimiento consiste en el análisis de parámetros de funcionamientos cuya evolución permite detectar un fallo antes de que este tenga consecuencias más graves. En general, el mantenimiento predictivo, consiste en estudiar la evolución temporal de ciertos parámetros y asociarlos a la evolución de fallos, para así determinar en que periodo de tiempo, ese fallo va a tomar una relevancia importante, y así poder planificar todas las intervenciones con tiempo suficiente, para que ese fallo nunca tenga consecuencias graves. Una de las características más importantes de este tipo de mantenimiento es que no debe alterar el funcionamiento normal de la planta mientras se está aplicando.
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La inspección de los parámetros se puede realizar de forma periódica o de forma continua, dependiendo de diversos factores como son: el tipo de planta, los tipos de fallos a diagnosticar y la inversión que se quiera realizar. A continuación veremos la curva que tiene este tipo de mantenimiento respecto de las fallas.
3.4.2.1. Ventajas del mantenimiento predictivo
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•
Reduce el tiempo de parada al conocerse exactamente que órgano es el que falla.
•
Permite seguir la evolución de un defecto en el tiempo.
•
Optimiza la gestión del personal de mantenimiento.
•
Requiere una plantilla de mantenimiento más reducida.
•
La verificación del estado de la maquinaria, tanto realizada de forma periódica como de forma accidental, permite confeccionar un archivo histórico del comportamiento mecánico y operacional muy útil en estos casos.
•
Permite conocer con exactitud el tiempo límite de actuación que no implique el desarrollo de un fallo imprevisto.
•
Permite la toma de decisiones sobre la parada de una línea de máquinas en momentos críticos.
•
Por ultimo garantiza la confección de formas internas de funcionamientos o compras de nuevos equipos.
3.4.2.2. Objetivos del mantenimiento predictivo Ahora con el Mantenimiento Predictivo sólo se va a arreglar un equipo cuando se sabe que presenta un fallo y no se interfiere con equipos que funcionan bien. Establecer tendencias en el tiempo de los fallos que se empiezan a desarrollar. Se puede hacer con precisión, y las operaciones de mantenimiento se pueden planificar de tal manera que coincidan con paros programados de la planta. Ahora bien los objetivos más importantes de este mantenimiento son: Reducción de los tiempos muertos, de los inventarios, de tiempos extras, de compras de piezas emergentes; lo cual se refleja en un mayor rendimiento de los presupuestos hechos principalmente a los departamentos encargados de mantenimiento. 3.4.2.3. Técnicas de ensayo no destructivos “Las herramientas de mantenimiento predictivo se pueden encontrar en un amplio rango de costos, sofisticación y niveles de experiencia y conocimientos requeridos para interpretar eficazmente los resultados del diagnóstico”. Este tipo de ensayo esta dirigido fundamentalmente a la detección de defectos causados por fatiga. Es sabido, estadísticamente, que la mayoría de las fallas estructurales, sobre todo en las piezas solicitadas por acciones dinámicas, se deben a la fatiga. En las piezas pueden existir múltiples defectos que no impiden la utilización racional de éstas. El problema real consiste en decidir, cuando se determinan una falla, si la misma es perjudicial o inofensiva. Esta decisión sobre la aceptación o rechazo está basada, en general, en la siguiente información: ubicación, tamaño, forma del defecto, solicitación en correspondencia, material y características del mismo, función que debe cumplir el elemento, confiabilidad requerida, etc. Para
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determinados elementos se han creado patrones de rechazos y aceptación, pero en general depende en última instancia del criterio y experiencia acumulada por el operador. Interesa que la inspección se realice en forma preventiva. Esta puede llevarse a cabo en las siguientes oportunidades o circunstancias: a) b) c) d)
Al estado de suministro de compra. Durante las distintas etapas de fabricación. Durante las inspecciones periódicas. Después del reacondicionamiento.
La elección del método más conveniente o apropiado está condicionada a diversos factores, siendo tan diversos los problemas de control no resulta raro que un elemento mecánico deba ser sometido a más de un ensayo no destructivo. Debemos recordar que cada técnica de ensayo no destructivo es apta para resolver un determinado problema. Con la idea de poder reforzar los programas de mantenimiento en función de mejorar la calidad y la productividad de la planta, estas son algunas de las herramientas y los ensayos del mantenimiento predictivo más frecuentemente usados: 1) Análisis de Aceite. 2) Termografía (análisis infrarrojo). 3) Análisis de vibración. 4) Monitoreo de motores eléctricos y análisis de las condiciones. 5) Alineado de precisión y dispositivos de balanceo. 6) Monitores de tonelaje. 7) Inspeccion mediante particulas magneticas. 8) Inspeccion por ultrasonido. 9) Inspeccion Radiografica. 10) Inspeccion mediante liquidos penetrantes. 1. Análisis de aceite En el análisis de aceite se comparan los lubricantes usados con los nuevos, para determinar: •
Las condiciones del lubricante.
•
La presencia de contaminantes.
•
Las condiciones de las superficies de desgaste.
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Tipos de ensayos Espectroscopia por emisión atómica: Identifica las partículas metálicas muy finas disueltas en el lubricante. Las partículas gruesas (desgaste severo) no son analizadas. Viscosidad: Mide las capacidades del flujo de un lubricante. Otros ensayos físicos y químicos: •
Evalúa si el aceite es o no adecuado para el servicio.
•
Servicios de laboratorios costosos – anuales en equipos críticos.
Aplicaciones •
Monitoreo de equipos con tanques de lubricación
•
Determinar el reemplazo del aceite, tomando como base las condiciones y no los calendarios/ medidores internos.
•
Frecuentemente usado junto con el análisis de vibración para confirmar las conclusiones.
2. Termografía La termografía utiliza sistemas de cámaras sensibles a los rayos infrarrojos para capturar la radiación (calor) emitida por los objetos, con el fin de producir una “imagen”. Los patrones térmicos basados en las diferencias de temperatura, son registrados en video para su inmediata reproducción, procesados por sistemas de análisis de imagen por computadoras y desarrollados en copias Xerox impresas a los fines de documentación y pedidos de trabajo. La imagen térmica es útil para su aplicación en Mantenimiento Predictivo en dos modos: 1) Es un método de no-contacto para identificar componentes mecánicos y eléctricos que están “más calientes” que lo normal, frecuentemente es una indicación de falla inminente. 2)
Indica la pérdida excesiva de calor, que usualmente es un signo de aislamiento incorrecto o inadecuado.
Aplicaciones •
Durante el ensayo final (en fábrica) de los equipos nuevos.
•
La puesta en marcha inicial in situ del equipo.
•
Análisis /tendencias rutinarias.
•
Verificación de acciones de reparación.
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•
Resolución de problemas.
•
Ideal para la explotación de equipos eléctricos en busca de componentes defectuosos, identificando: ¾ Desgaste normal. ¾ Contaminación química. ¾ Fatiga. ¾ Montaje o instalación incorrectos. ¾ Conexiones flojas. ¾ Condiciones de sobrecarga. ¾ Sistema principal de distribución eléctrica. ¾ Exploración de componentes mecánicos en busca de calor excesivo (cojinetes, falta de alineado, etc.). ¾ Exploración de techos (pérdida de energía, humedad). ¾ Exploración de aislamiento de estufas/refractarios. ¾ Sistemas de vapor (pérdidas, aislamiento, trampas).
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Ejemplo de quipo para realizar Termografia
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Ejemplo de informe termografico
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3. Análisis de vibración Este análisis mide la frecuencia de las vibraciones del equipo para ayudar a diagnosticar el origen de las fallas y mide la amplitud para ayudar a determinar la severidad de las mismas. Las vibraciones pueden deberse a: •
Carga desequilibrada.
•
Falta de alineado.
•
Desprendimiento.
•
Correas defectuosas.
•
Cojinetes deteriorados.
•
Aflojamientos.
Tipos de alarmas de análisis de vibración Los niveles de alarma del análisis de vibración frecuentemente incluyen: •
Alarma por falla ¾ Advertencia de problemas críticos-falla inminente. ¾ Alarma más alta.
•
Alarmas de alerta. ¾ Advertencia de una situación seria pero no critica. ¾ Advierte a los técnicos que una máquina se debería evaluar detalladamente. ¾ Proporciona una advertencia anticipada para la planificación de acciones de reparación.
•
Alarmas de índice de línea de base. ¾ Monitorea la tendencia de la vibración a través del tiempo, para establecer una línea de base. ¾ El nivel de alarma se establece tomando como base un aumento del porcentaje sobre una lectura de línea de base (referencia). ¾ Las lecturas de la vibración de la corriente se compara con los datos más recientes, para detectar los problemas de los equipos nuevos.
Aplicaciones •
Es mejor utilizada en ejes de alta velocidad y equipos giratorios.
•
Detecta los defectos de cojinetes/alineado. Cuando:
•
“Señales” (datos de línea de base) recogidas del equipo para monitorear los cambios. 146 – Universitas
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•
Las mediciones tomadas en equipos nuevos o reconstruidos pueden detectar futuros problemas, aún antes de la aceptación en producción. (Elimina las fallas en lugar de predecirlas).
•
Análisis/tendencias rutinarios.
•
Verificación de acciones de reparación.
•
Resolución de problemas.
Nota: Para evaluar correctamente un análisis de vibración se requiere experiencia, capacitación y personal calificado.
4. Monitoreo de Motores Eléctricos y Análisis de las Condiciones Mediante diversas técnicas de análisis de motores, las fallas en motores eléctricos nuevos y existentes se pueden detectar y corregir antes de que el motor falle.
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Entre alguna de las técnicas de monitoreo de las condiciones del motor más tradicionales y comúnmente usadas, podemos citar: •
Resistencia a tierra (RTG): La condición monitoreada es la integridad del sistema aislante, poniendo a tierra los conductores de potencia.
•
Ensayo comparativo de subida de voltaje o tensión. La inserción autónoma con pulsos eléctricos controlados en un motor, se usa para verificar la condición de arrollamiento de bobina, vuelta por vuelta y conexión a tierra. Este método de ensayo también revela el aislamiento fase por fase y la orientación de la bobina.
•
Análisis de temperatura normalizada del motor.
Aplicaciones •
Motores eléctricos Cuando:
•
Durante el ensayo final de los motores nuevos.
•
En la recepción de motores nuevos o reconstruidos.
•
Análisis/tendencias rutinarios.
•
Verificación de acciones de reparación.
5. Alineado de Precisión y Dispositivos de Balanceo Se utiliza para inspeccionar el alineado y balanceo de las máquinas acopladas. Estas herramientas predictivas incluyen sistemas de alineado láser y electromecánico. Aplicaciones •
En toda máquina acoplada en la que la falta de alineado o el desequilibrio ocasionaran la falla prematura o problemas de calidad.
•
Motores de impulsión, bombas, nivelación de prensas, componentes giratorios de alta velocidad. Cuando:
•
Durante el ensayo final de equipo nuevo.
•
En la recepción de equipos nuevos o reconstruidos.
•
Análisis/tendencias rutinarios.
•
Verificación de acciones de reparación.
6. Monitores de Tonelaje Los monitores de tonelaje son dispositivos que utilizan un medidor de deformación para medir el tonelaje dinámico o pico.
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Aplicaciones Todo equipo tipo prensa. Cuando: •
Prueba de todas las herramientas y verificación de reparación.
•
Cambios de prensas de estampado.
•
Monitoreo en línea de golpes de prensas pesadas.
El monitoreo directo del tonelaje del ciclo de prensas se puede usar para evaluar la integridad de los componentes de la prensa. 7. Inspección mediante partículas magnéticas La inspección mediante partículas magnéticas es una técnica no destructiva utilizada para la detección de discontinuidades en materiales magnéticos, mediante la cual se obtiene una indicación visual del efecto en la superficie del elemento ensayado. En especial se emplea para detectar grietas u otros defectos superficiales pero se puede también utilizar para detectar discontinuidades subsuperficiales. Principio en que se basa el Método En un elemento magnético cualquier discontinuidad constituye un obstáculo para las líneas de fuerzas que sufren una interrupción y/o desviación dando origen en la superficie de un par de polos capaz de retener partículas magnéticas, a una indicación visible de la ubicación y extensión de la discontinuidad, pudiendo ser ésta superficial o sub-superficial. Fig. 1. Etapas del Proceso 1. Preparación de la superficie: Resulta indispensable una perfecta limpieza de la superficie del elemento eliminando los rastros de aceite, arena, óxido, incrustaciones, etc. Los rastros de aceite contaminan el baño en el método húmedo o limitan la acción de las partículas en el método seco. La observación sobre superficies escabrosas puede suministrar falsa información. En caso de piezas soldadas debe eliminarse cuidadosamente el fundente, pues distorsiona la acción de las partículas en el método seco. 2. Magnetización del Elemento: El magnetismo necesario para el ensayo puede obtenerse como Magnetismo Residual (como su nombre lo indica se utiliza el magnetismo remanente al interrumpir el suministro de corriente, en este caso las partículas magnéticas se aplican a posteriori), Magnetismo Continuo (con este método la aplicación de las partículas se realiza simultáneamente con la aplicación de la fuerza magnética, para un mismo valor de la corriente magnética aplicada éste método resulta más sensible que el anterior), o Magnetismo Relámpago (consiste en al aplicación inicial de una corriente elevada y luego, sin cerrar el circuito, reducirla y mantenerla a un valor menor). 3. Aplicación de las partículas magnéticas: Las partículas magnéticas pueden aplicarse en dos formas distintas. Con el Método Húmedo las partículas (coloreadas de negro, rojo o fluorescentes) están en suspensión coloidal en un destilado de petróleo parecido al kerosene. Con este preparado se rocía el elemento o bien se sumerge en el mismo. En el Método Seco las partículas (coloreadas de negro, rojo, gris o amarillo) se aplican por espolvoreado.
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4. Desmagnetizado: El desmagnetizado no siempre puede ser necesario, pero en general resulta conveniente. El magnetismo residual resulta perjudicial en piezas en movimiento (árboles rotantes) donde pueden atraer las partículas metálicas arrastradas por el lubricante y acelerar así el desgaste. También el maquinado puede encontrarse entorpecido por la adherencia de virutas. Las piezas que se sometan posteriormente a tratamiento térmico no necesitan ser desmagnetizadas. El desmagnetizado se realiza, en su forma mas simple, deslizando la pieza a través de un solenoide alimentado con corriente alterna. Tipo de Corriente Utilizada La corriente empleada para la generación del campo magnético puede ser: a) Corriente continua, con tres variantes. • Corriente continua pura (generada por acumuladores o alternadores) • Corriente continua más una alterna, proveniente de un proceso de rectificado de onda completa. • Corriente continua más una alterna, proveniente de un proceso de rectificado de media onda. b) Corriente alterna de bajo voltaje
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Dirección de Magnetización La dirección y carácter del campo magnético depende de la forma que se aplique la fuerza magnética y el tipo de corriente utilizada. Si distinguen dos tipos de campos: • Campo circular es el generado por el pasaje directo de la corriente a través de un elemento o de un conductor que lo atraviese. Fig. 2. • Campo longitudinal es el generado por un solenoide o por los polos de un imán. Fig. 3. La elección entre campo circular y longitudinal está caracterizado por la dirección de las líneas magnéticas requeridas, éstas deben ser aproximadamente de 90° respecto a la dirección principal del defecto a detectar. El campo longitudinal está caracterizado por la presencia de dos o más polos externos y por una considerable pérdida de energía magnética externa. El campo resulta el más apropiado para la detección de defectos transversales. El campo circular se emplea para detectar defectos paralelos al flujo de corriente. Tiene la ventaja de que el campo magnético está casi totalmente contenido en el elemento. Por ello es que se suele dar preferencia de empleo. La corriente eléctrica puede atravesar el elemento creando contactos apropiados en sus extremos o por contacto local mediante mordazas especiales, clavijas o pernos, en tal caso la magnetización es localizada. Método del Campo Movible Este método consiste en la creación de campos magnéticos en más de una dirección en forma casi simultánea. Los campos inductivos pueden ser combinaciones de campos circulares y longitudinales o de otros tipos. Se emplea en piezas que requieren distintos tipos de inspección. La ventaja que presenta el método es que debido al rápido cambio de dirección del campo magnético se hace posible la detección de fallas distintamente orientadas en un solo proceso. Para magnetizar una parte dada, el campo magnético (líneas de fuerza) es siempre perpendicular a la dirección de la corriente, en consecuencia la corriente eléctrica debe circular paralelamente a la dirección principal de la discontinuidad. Intensidad de Corriente a Utilizar Los valores a continuación son a título de orientación únicamente. El valor de la corriente alterna a utilizar se calcula en base a 160 Amperes por pulgada de perímetro de la sección normal del elemento a ensayar (63 Amperes /Cm ). El valor de corriente continua utilizada debe ser tal que provea 500 Oersted entre la polaridad cuando se mide con una luz de 2 pulgadas. Tipos de Defectos que Pueden Detectarse El método de partículas magnéticas se utiliza preferentemente para la detección de pequeñas discontinuidades superficiales. La sensibilidad alcanzada puede llegar a detectar discontinuidades superficiales de solo 0.02 mm de profundidad. Los defectos sub-superficiales son más difíciles de localizar, requieren experiencia y conocimiento profundo del problema por parte del operador. 151 – Universitas
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Las inclusiones cercanas a la superficie son detectables en piezas forjadas o laminadas empleando el método de magnetización continua, utilizando corriente continua y partículas húmedas. Como su presencia es a menudo no comprometedora para la resistencia (depende de la orientación, tamaño y distribución de las imperfecciones) resulta necesario establecer patrones de aceptación adaptados a cada circunstancia. Los defectos superficiales en soldaduras como falta de fusión y penetración, inclusiones de escoria o gas, y asimismo grietas en los cordones de soldadura, son comúnmente detectables empleando el método continuo de magnetización, C.C. rectificada media onda, partículas secas y magnetismo localizado. Para la detección de defectos sub-superficiales en las piezas fundidas como rechupes, porosidades e inclusiones de escoria y gas se emplean técnicas similares. Criterios para la Interpretación de los Resultados de Ensayo En el caso de defectos superficiales la determinación resulta, lo mismo que su interpretación, relativamente sencilla. La indicación suele aparecer clara y neta, con buena adherencia de las partículas magnéticas. El conocimiento, por otra parte del operador, de las características mecánicas del material y secuencias de los procesos metalúrgicos aplicados, constituye a menudo una valiosa ayuda para la interpretación del tipo de defecto observado. La interpretación de las indicaciones relativas a defectos sub-superficiales, suele ser más difícil, necesitando el operador basta experiencia en el tema y conocimiento de características del elemento ensayado. Los defectos sub-superficiales en las soldaduras y fundiciones pueden a veces subsanarse recurriendo al maquinado superficial y/o subsiguiente reparación. Falsas Indicaciones En algunos casos podrá suceder que tengamos un resultado distinto al real como ser, cuando existe sobresaturación o exceso de corriente en piezas con cambios bruscos de sección o en los ángulos entrantes, algunas de las líneas magnéticas “saltan” fuera de la superficie creando una polaridad que origina una zona de depósito de partículas, precisamente en la zona que es factible de producirse grietas. Si la corriente aplicada es excesiva, al repetir el ensayo con una corriente menor, y si la falla no es real, desaparecerá la falsa indicación. Cuando una pieza presenta grandes diferencias de diámetro se debe aplicar por separado, en cada uno, el valor de corriente que le corresponda y efectuar la observación entre cada magnetización. Cuando se emplea corriente continua se suele observar en la superficie acumulaciones no bien definidas de partículas, que en ciertos casos no se sabe si atribuirlas a falsas indicaciones o a fallas superficiales. En tales circunstancias se deberá consultar con operadores especiales. En la zona de unión de materiales distintos por bien que se realice la operación, incluyendo la soldadura, se suelen dar indicaciones en la correspondencia de la junta. Ello no significa necesariamente falla en la soldadura, a veces pude ser debido a diferencias en la susceptibilidad magnética entre el material base y el de aporte. Las juntas soldadas deberán ser inspeccionadas por personal especializado. En todos los casos debe tratarse de no aplicar densidades de flujo excesivas. Indicaciones de Dibujo Conviene acompañar los planos de las piezas con croquis demostrativos del tipo de magnetización a utilizar. 152 – Universitas
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La dirección del flujo de corriente puede simbolizarse por dos flechas coaxiales cada una en correspondencia con la superficie de la pieza sobre las que se aplican las polaridades. Colateralmente a la flecha se coloca la sigla F.C. (Flujo de Corriente) y como subíndice la intensidad de corriente en Amperes utilizada. Ver Fig. 5. Con el procedimiento enunciado se detectan discontinuidades longitudinales. Para localizar grietas transversales se puede proceder de las dos formas siguientes: a) Hacer pasar la corriente diametralmente, para la cual se necesitan dos aplicaciones. Ver Fig. 6. b) Crear un campo magnético longitudinal: mediante un solenoide o por polaridades de un electroimán, designado abreviadamente con la sigla C.N. (campo magnético). Este símbolo se agrega debajo del valor de corriente anteponiéndole el signo (+). Ver Fig. 5. Si la pieza es hueca conviene atravesarla con una barra de cobre, por la que se hace circular el mismo valor de corriente que la empleada cuando se utiliza la pieza como conductora. Se evita con este procedimiento la posibilidad de calentamiento excesivo o efecto de arco en la pieza ensayada. El empleo recomendado de este método se designa con la sigla B.C. (barra conductora). Ver Fig. 7. Conclusiones Generales Finales sobre la Técnica de Polvo Magnético Para la localización de discontinuidades superficiales puede emplearse cualquier tipo de corriente. El método continuo ofrece mayor resolución que el residual. Para grietas muy finas el método húmedo representa ventajas respecto al seco. Para la inspección de defectos sub-superficiales, se requiere sensibilidad máxima, desde ese punto de vista el método seco resulta más ventajoso que el húmedo. En general para la detección de este tipo de fallas se considera como mejor combinación el método continuo, con partículas secas y corriente continua rectificada de media onda. El método continuo suele emplearse más que el residual, debido a su mayor sensibilidad. La corriente continua rectificada de media onda es la que mayor sensibilidad. Cualquiera sea el proceso de magnetización, el pasaje de corriente debe realizarse paralelamente a la dirección principal de la falla a detectar.
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8. Inspección de ultrasonido La inspección con ultrasonido es una técnica de ensayo no destructiva, que permite, utilizando vibraciones mecánicas de alta frecuencia, cumplimentar los objetivos siguientes: detección y ubicación de discontinuidades externas e internas o bien heterogeneidades de los materiales, determinar diferencias en estructuras y propiedades físicas, medir espesores o variación de espesor con acceso por un solo lado. En circunstancias favorables puede determinarse tambien tamaño, forma y posición de la falla.
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Principio de Funcionamiento Un impulso eléctrico es convertido en una vibración mecánica mediante un transductor, convenientemente montado en un soporte adecuado y ubicado en una posición que permita el pasaje de la vibración al elemento en estudio. Dichas vibraciones, de frecuencia muy elevada. (mayores a 25 kHz) recibe el nombre de onda ultrasónica. Las ondas ultrasónicas propagadas a través del elemento, son reflejadas por el contorno y por las discontinuidades que encuentra en su camino. La porción de onda reflejada que retorna al transductor, es a su vez convertida en un impulso eléctrico. El impulso eléctrico, convenientemente amplificado, alimenta un osciloscopio a rayos catódicos donde se refleja verticalmente un punto luminoso que atraviesa la pantalla del mismo. El punto luminoso es disparado, horizontalmente en el instante en que el transductor transmite la energía sónica al elemento. La posición de la deflexión causada por la onda, al reflejarse sobre el excitador constituye una medida de la distancia entre la superficie reflectora y el transductor. Los equipos ultrasónicos pueden variar la velocidad de barrido en forma continua, en una amplia banda, de manera que el tiempo total pueda hacerse corresponder desde un par de centímetros hasta medio metro o más. Consideraciones de los Factores que Influyen Sobre el Método El factor fundamental que interesa conocer para interpretar los métodos de inspección con ultrasonido, es la forma de transmisión de la onda supersónica. Son tres los modos con que una vibración ultrasónica se transmite a través del material a saber: Ondas longitudinales (ondas de compresión), con las partículas vibrando en la dirección de la propagación. Ondas transversales, con las partículas vibrando normalmente a la dirección de la propagación. Ondas superficiales, que se propagan en la superficie con las partículas vibrando en forma combinada longitudinal y transversal. Velocidad de Propagación La velocidad de propagación, con que se transmite la onda, depende del material del elemento y del “modo de vibrar”. Longitud de la onda ultrasónica La longitud de onda “λ” está relacionada con la velocidad de propagación “V” y la frecuencia de vibración ultrasónica “f” por la relación: λ = V/F. La longitud de onda condiciona los fenómenos de absorción, reflexión, visibilidad de los defectos, relación sensibilidad, distancia, etc. Impedancia Acústica La impedancia acústica está definida por la formula: Z = V * ρ (gr*s)/ cm2 Físicamente la impedancia acústica representa la resistencia que el medio presenta a la propagación de la onda ultrasónica. Los valores de “Z” influyen sobre la reflexión que se origina en las interfaces, en especial la interface aire-material. El coeficiente de reflexión “R” está definido por la relación: R = Ir/Io
Ir = Energía reflejada.
Io = Energía incidente.
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Se puede demostrar asimismo que: ZA
-1
2
R= ZB
ZA = Impedancia del medio “A” ZB = Impedancia del medio “B” Si los medios “A” y “B” tienen igual o parecida impedancia acústica, “R” se anula o tiene un valor muy pequeño. Para que exista una buena reflexión es necesario que la relación de impedancias valga por lo menos 2 (valor correspondiente a un 10% de la energía incidente). Sensibilidad La mayor o menor habilidad para detectar una pequeñísima discontinuidad constituye la sensibilidad del ensayo ultrasónico. La medida de la sensibilidad del transductor está expresada por la amplitud de la indicación de una pequeña discontinuidad. Resolución El poder de resolución es la mayor o menor habilidad para detectar una discontinuidad cercana a la superficie de incidencia. La resolución resulta buena cuando la indicación del defecto resulta neta y clara y no aparece “pérdida” en el impulso inicial. Para obtener un compromiso aceptable entre sensibilidad y poder de resolución, se aconseja la elección de los transductores de mayor diámetro y las frecuencias más elevadas. Las limitaciones a la frecuencia son impuestas por el tamaño del grano y de las porosidades. Las dimensiones de la superficie a inspeccionar y su curvatura limitan el diámetro del transductor. Los diámetros de los transductores varían entre 6 a 30 mm. Acoplamiento entre Elemento a Ensayar y Transductor El cristal se coloca directamente sobre la superficie seca del elemento, se transmite muy poca energía debido a la impedancia acústica de la interfase (aire) por lo tanto se recurre a medios de acoplamientos líquidos-viscosos, entre transductor y material. En general se emplea aceite pero virtualmente cualquier líquido puede se utilizado (agua, parafina, glicerina, etc.) con el acoplamiento optimo solo el 12% de la energía generada atraviesa el elemento y de ella el 12% retorna al transductor receptor, en consecuencia solo el 1.4% de la energía original queda disponible para ser convertida en señal eléctrica. Para mejorar las condiciones de acoplamiento se suele sumergir total o parcialmente el elemento y transductor en un líquido apropiado. Constitución de un Equipo para Ensayo Ultrasónico •
El equipo elemental consta de los siguientes elementos:
•
Un generador de impulsos eléctricos de frecuencia y tensión dada.
158 – Universitas
Tipos de Mantenimiento
•
Un transductor que produce vibraciones ultrasónicas (cristal de cuarzo, titanio de bario o zirconato de plomo) y las propaga al elemento examinado.
•
Un segundo transductor que a veces se identifica con el primero que recepta las ondas reflejadas y retransforma en impulsos eléctricos.
•
Un amplificador y procesador.
•
Un tubo de rayos catódicos.
Aplicaciones •
Detección de fugas de presión/vacío en conexiones, sellos, juntas, intercambiadores de calor, trampas de vapor y condensadores/calderas.
•
Detección de problemas mecánicos en cojinetes, válvulas, motores, bombas y cajas de engranajes.
•
Detección de fallas en componentes eléctricos. Cuando:
•
Durante el ensayo final (en fabrica) del nuevo equipo.
•
En la puesta en marcha inicial in situ del equipo.
•
Análisis/tendencias rutinarios.
•
Verificación de acciones de reparación.
Fenómenos Relacionados con la Propagación de la Onda Ultrasónica Forma del haz de propagación: La forma del haz de propagación depende de las dimensiones de la fuente que lo produce y de la longitud de onda, cuanto mayor sea el diámetro del transductor y menor longitud de onda empleada, más cilíndrico será el haz. Variación de la intensidad de la onda ultrasónica: La intensidad de la onda ultrasónica varia con la expresión siguiente: Ix = Io * e-kc Donde: Ix = intensidad de la onda a una distancia “x” del punto de partida. Io = intensidad inicial de la onda. K = coeficiente de absorción, función del medio que atraviesa χ = distancia a la cual se mide “Ix
159 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Dispersión del haz: Cuando las ondas supersónicas chocan contra una gran cantidad de inclusiones o porosidades, se origina una reflexión al azar, característica que sirve precisamente para individualizar este tipo de falla. Técnicas de Examen Las técnicas de examen más comúnmente empleadas son: Técnicas por transmisión o transparencia: Con esta técnica se mide la variación de absorción del haz de ondas. Requiere el empleo de dos transductores, un emisor y un receptor, colocados en lados opuestos. Las ventajas del método son la simplicidad del equipo y manejo y que la energía pasa a través del elemento solo una vez, permitiendo el empleo del método en materiales de difícil penetración. Las desventajas del método son, la resolución que es menor que en el método de eco múltiple, que se quiere una fijación esmerada de los dos transductores y de las superficies, que no se obtiene información sobre la posición en profundidad de defecto (Cuando el defecto es pequeño en relación al área del transductor, se puede realizar una estimación de la dimensión en base a la intensidad de la señal. Si el defecto es grande, su extensión puede determinarse por la posición de los transductores donde no se registra transmisión de energía a través del elemento). Campo de Aplicación: Resulta apropiado para la detección de defectos laminares, es decir en objetos demasiados delgados para ser examinados por el método eco. Técnica por eco directo o por reflexión: Este método se basa en la medición del tiempo empleado por la onda longitudinal en cumplir el siguiente trayecto: Transductor emisor - pared reflejante transductor receptor. En general es el mismo transductor el que transmite y recibe, en este caso la transmisión se realiza por paquete de ondas de manera que se permita al emisor funcionar como recibidor entre la partida de un paquete y el sucesivo. La sensibilidad depende del tamaño de grano del material. En metales de grano fino, acero y aluminio, se pueden detectar defectos de 0.5 mm de diámetro a una distancia de 125 a 150 mm. Campo de aplicación: Permite detectar grietas, inclusiones, segregaciones, porosidades, sopladuras, rechupes, etc. proveyendo información sobre variación en la estructura, densidad y otras diferencias en la homogeneidad. Permite asimismo la medición de espesores por acceso de un solo lado. Técnica de Resonancia: Este método está basado en el fenómeno de resonancia que se verifica cuando el espesor del elemento atravesado por la onda, resulta igual o múltiplo de la media longitud de onda completa. Su ventaja es que permite la inspección de elementos de pocas décimas de espesor con acceso de un solo lado. La desventaja es que para la detección de grietas la resolución suele ser inferior a la de la técnica de eco múltiple y su espaciado se encuentra fuertemente influenciado por la terminación superficial y los defectos estructurales del elemento. Campo de aplicación: Detección de defectos de tipos laminar en zonas vecinas a la superficie, por ejemplo grietas de laminado. Para medición de espesores, se utiliza la fórmula siguiente: e = λ/2 = V/ 2ƒ = V/ 2∗ (ƒn - ƒn-1) Donde: e = espesor del elemento, (cm) V = velocidad de propagación de la onda, (cm/s)
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Tipos de Mantenimiento
ƒ = frecuencia fundamental, (ciclos/s) ƒn = frecuencia correspondiente al orden armónico “n”. Por lectura directa es factible medir espesores de 4 a 8 mm., por lectura indirecta, en base a armónicas, hasta 70 y 100 mm. Técnicas por eco múltiple: Este método está basado en determinar la absorción de la energía ultrasónica, considerando el número de veces que el haz de ondas puede ser reflejada antes de que su energía sea dispersada por el material. Las ventajas son el empleo de un solo transductor que permite realizar la inspección de un solo lado del elemento y la sensibilidad y resolución que resulta en muchas aplicaciones la optima. La desventaja es el espesor mínimo inspeccionable de 2.5 mm. Campo de aplicación: Esta técnica resulta particularmente indicada para la detección e individualización de defectos estructurales. Técnica de onda superficial: Este método permite la detección de defectos superficiales hasta de una profundidad aproximada de una o dos veces la longitud de onda utilizada. La sensibilidad alcanzada es equivalente a la de la técnica de reflexión. Su ventaja es que las ondas superficiales pueden recorrer la superficie rodeando cantos redondeados, proveyendo así de un método para inspeccionar áreas de filetes. Su limitación, si se pretende detectar pequeños defectos superficiales o sub-superficiales, es que la superficie del elemento debe ser lisa y estar perfectamente limpia. Técnica de inmersión: El método es similar a los ya analizados, pero el elemento se encuentra total o parcialmente sumergido en líquido apropiado (generalmente agua o parafina). Las ondas reflejadas principales provienen de la superficie superior del elemento (1er eco de agua A) y de la superficie más alejada (eco del contorno C). Existen además otra serie de ecos, el más importante es el 2do eco de agua A2 correspondiente a la doble reflexión entre el transductor y la superficie superior del elemento. Para evitar este eco (que puede provocar confusión) es necesario alejar el transductor a una distancia tal que el tiempo insumido en la reflexión por agua sea mayor que el correspondiente a través del elemento. Este método permite inspeccionar a través de filetes y áreas, contorno irregular y en condiciones de superficie que impidan el contacto directo del transductor. Se pueden detectar defectos internos a una profundidad de aproximadamente 3 mm., mientras que en contacto se logra solo hasta 10 a 12 mm. Conclusiones generales sobre la técnica de inspección por ultrasonido En la práctica la técnica del análisis ultrasónico resulta sumamente compleja, los oscilogramas se encuentran a menudo alterados por la presencia de impulsos que complican la interpretación del hecho buscado. Entre las causas principales de alteración figuran las siguientes: Variación de la forma geométrica. Variación de la velocidad de las ondas. Tamaño de grano del material. Segregaciones del material. También el exceso de sensibilidad conduce a una manifestación exagerada de los defectos internos. Por todas estas razones el manejo e interpretación de los ensayos ultrasónicos solo puede confiarse a operadores entrenados y con experiencia.
161 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En la investigación inicial es posible efectuar cortes y ataques superficiales para correlacionar las indicaciones suministradas por la reflexión o resonancia, con las dimensiones, forma, tipo y posición de las discontinuidades o singularidades existentes. Se pueden en tal forma crear patrones estandarizados de aceptación o rechazos. 9. Inspección radiográfica La inspección radiográfica es una técnica de ensayo no destructivo que utiliza la energía, irradiada en formas de rayos X o Gamma, transmitida a través del cuerpo a ensayar. Principio en que se basa el Método La absorción parcial de la energía que atraviesa un cuerpo debido a la variación de espesor de éste, provocada por porosidades, grietas, heterogeneidades estructurales, composición, etc., se detecta sobre una placa radiográfica o se observa directamente sobre un fluoroscopio, hace posible el estudio de los defectos internos del material. Etapas del Proceso Esta técnica incluye la utilización de una fuente de radiación y un medio detector apropiado. La fuente de radiación puede ser una máquina de rayos X o un material radiactivo, tal como el Radium, Cobalto 60 o Iridium 192. El detector puede ser una placa fotográfica especial, sensible a los rayos X o Gamma o bien una pantalla fluoroscópica. Objetivo En la importancia mecánica se utiliza para satisfacer tres propósitos básicos: Investigación, ensayo de rutina y control de calidad. El Método puede aplicarse como control de recepción, inspección de proceso (fundamentalmente en piezas fundidas y soldadas) o como control final, para controlar la posición correcta de elementos internos en conjuntos de armado. Importancia Resulta de primordial importancia su aplicación en piezas de bajo factor de seguridad, o donde la falla puede resultar peligrosa para la seguridad de las personas y/o instalaciones, el costo de reposición es muy elevado. Técnica de inspección con Rayos X Dos factores son de determinación importante: Límite de sensibilidad y ancho mínimo de la imagen del defecto. La sensibilidad radiográfica es la medida porcentual de la variación mínima de espesor detectable en la imagen del defecto. La sensibilidad estándar suele ser de 2% del espesor. Con cuidados especiales se pueden lograr sensibilidades desde 1 al 0.5%. El límite de resolución de los detalles está muy ligado al tamaño de grano de la emulsión de la película, dependiendo de: •
Tamaño de la fuente emisora de rayos X.
•
Relaciones geométricas entre la fuente emisora, la pieza en ensayo y la película, lo mismo que la distancia y espesor de la pieza.
162 – Universitas
Tipos de Mantenimiento
•
Longitud de rayos X.
•
Radiación secundaria.
•
Procesamiento de la película.
•
Técnica radiográfica.
Ventajas del método radiográfico. 1). Excelente sensibilidad para la inspección. 2). Nitidez geométrica de la imagen. 3). Obtención de una comprobación permanente del ensayo (placa radiográfica). 4). Interpretación confiable del tipo de defecto. Limitaciones del ensayo radiográfica. 1). No puede obtenerse emisión radial uniforme. 2). Accesibilidad a las piezas a ensayar, restringida. 3). Accesibilidad del equipo, a las piezas a ensayar, restringida. Como con los rayos X no se puede lograr una emisión radial uniforme, la imagen de defectos internos, pertenecientes a superficies curvas de espesor uniforme (cojinetes de fricción, cañerías, etc.) se presenta distorsionada y con sensibilidad variable. Este inconveniente puede solucionarse recurriendo a fuentes radioactivas de emisión. Con este método se puede asimismo inspeccionar en lugares poco accesibles, por ejemplo detección de defectos de soldadura en cañerías y recipientes. Otras limitaciones se refieren a la capacidad de interpretación del operador, éste debe conocer en detalle, las condiciones que pueden motivar el rechazo, y estar familiarizado con los procesos de fabricación que hacen al producto inspeccionado. Aplicaciones Básicas de la Técnica de Inspección con Rayos X. Las aplicaciones más comunes son para inspección de piezas fundidas. Se pueden detectar rechupes, porosidades, sopladuras, inclusiones, grietas, segregaciones, desviaciones de nodos, etc. También para inspección de piezas soldadas, donde se pueden evidenciar los siguientes defectos: porosidades, grietas, penetración insuficiente, inclusiones, etc. Por ultimo se usa para inspección de conjuntos armados para controlar el emplazamiento de partes internas. Espesores que pueden Inspeccionarse y Energía de Radiación Necesaria. En los aceros el espesor, que puede inspeccionarse con rayos X resulta proporcional a la energía de radiación. Criterio para la Selección del equipo de rayo X. Espesor y tipo del material a inspeccionar. Cantidad de material a inspeccionar. Variedad de medidas, formas y composición del producto. Necesidad de ser o no portátil el equipo. 163 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Consideraciones económicas. La correcta valuación y balance de estos factores permiten la selección optimizada del o los equipos. Técnicas del Examen Fluoroscópico Ventajas del examen fluoroscópico. Imagen directamente visible. Posibilidad de observar el espécimen en movimiento. Rapidez de inspección. Bajo costo de producción de la imagen. Aplicaciones Principales. Su campo principal de aplicación es la inspección de piezas fundidas de aleaciones de aluminio y magnesio, para detectar: porosidad, rechupes, e inclusiones y para verificar en conjuntos armados con cubiertas de acero, bronce o aluminio de poco espesor, el montaje correcto de elementos internos. Debido a que este método no permite el efecto acumulativo de la radiación emergente de la pieza de ensayo, tal como sucede en el método radiográfico, para determinado espesor y material se requiere mayor voltaje que, por razones de seguridad, se suele limitar a 160 Kv. Los límites prácticos de espesores inspeccionables con ese voltaje son, para diversos materiales, los siguientes: Elemento
Espesor
Magnesio
75 mm
Aluminio
50 mm
Acero
4 mm
Cobre
3 mm
Zinc
3 mm
Bajo condiciones optimas, la sensibilidad, al inspeccionar aluminio es de 5 a 6 %. Cavidades menores de 1mm son difíciles de determinar. 10. Inspección mediante líquidos penetrantes Esta técnica de inspección no destructiva permite la detección de defectos, con apertura en la superficie de los elementos, en materiales no ferrosos. Se aplica en aleaciones de aluminio, magnesio, cobre, titanio, carburos sinterizados, aceros inoxidables (en general en aleaciones no magnéticas) o en cerámicas, plástico y vidrio. Los materiales magnéticos también pueden inspeccionarse con este método, pero resulta preferible, en estos casos, el empleo de técnicas de magnetización. Lista de Elementos Necesarios
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Equipo de limpieza y desengrasado. Cuba para baño de inmersión, cuando las dimensiones de la pieza lo permiten. Parrilla para escurrir. Líquido penetrante. Revelador, líquido o en polvo. Equipo de iluminación ultravioleta, cuando se emplee líquido penetrante fluorescente. Equipo de limpieza final. Las etapas de preparación y examen 1. Limpieza de la pieza. Resulta indispensable, para el éxito del método, una limpieza profunda que elimine rastros de aceite, grasa o agua, que impiden una buena penetración. El óxido puede cubrir el defecto y la costra de laminación o forja al atrapar líquido penetrante suministrando una información falsa. Debe asimismo removerse pintura o recubrimiento galvánicos y neutralizarse rastros de alcalinidad o acidez. Este tipo de inspección debe realizarse previo al perdigonado o pulido, pues estas operaciones pueden cerrar las grietas impidiendo la penetración del líquido. El método de limpieza generalmente adoptado es el vapor de agua. 2. Aplicación del penetrador. Puede aplicarse por inmersión o rociado. La permanencia de contacto oscila entre 2 y 20 minutos, dependiendo del material y tipo de defecto a detectar. La tabla a continuación suministra una información orientativa al respecto. Material
Estado
Tipo de defecto
Tiempo de penetración (min) ZIGLO
ZIGLO–PENTREX
Plásticos
Cualquiera
Grietas
5 a 30
2
Vidrio
Cualquiera
Grietas
5 a 30
5
Vidrio con metal
Cualquiera
Grietas o fuga
30 a 120
5 a 60
Adhesión insuficiente porosidades
30
5
Grietas de rectificado
10
Puntas de carburo
Alambres de Tg Aleación de Titanio
Cualquiera
Grietas
1 hs a 24 hs
Todos
Emplear técnica de postemulsión
15
3. Remoción del penetrador en exceso. Esta operación resulta conveniente realizarla bajo iluminación con luz ultravioleta, pues así resulta más fácil observar en que parte de la superficie ha sido removido el penetrante. La remoción se realiza con agua que no supere los 43°C. 4. Aplicación del revelador. Esta operación tiene como objetivo extraer del defecto el líquido penetrante y hacer de fondo a fin de que sea bien visible. Puede emplearse revelador húmedo o seco. La revelación húmeda se puede realizar por inmersión o con brocha o rociado. La técnica de
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revelación seca requiere un cambio en la secuencia de las operaciones indicadas para el revelado húmedo, debe aplicarse sobre superficies secas. 5. Operación de secado. El secado es necesario luego del revelado húmedo y antes del revelado seco. Esta operación se realiza con circulación de aire caliente. Se recomienda una temperatura de 100°C. No superar los 120°C. 6. Observación de las indicaciones. La inspección se realiza iluminando con luz ultravioleta. Poros y vacíos aparecen como puntos brillantes, mientras que las grietas se muestran como líneas fosforescentes. Conviene limar o cortar determinados defectos, luego de la observación de la indicación fluorescente, para adquirir experiencia respecto a la relación entre tamaño del defecto con las características de la indicación. 7. Limpieza de la pieza luego de inspeccionada. El método descripto hasta aquí se refiere al empleo de penetrantes emulsionados, que pueden ser eliminados perfectamente por lavado con agua. Cuando se utilizan penetrantes post emulsionado (con emulsionador separado) el método de trabajo es similar al visto solo que en este caso se requiere, para hacer posible la remoción del penetrante en exceso, la aplicación de un líquido emulsionador. El tiempo de permanencia del emulsionador es crítico, su valor correcto debe ser determinado experimentalmente. Puede variar entre 10 segundos a 5 minutos, depende de la terminación superficial y del tipo de defecto. Las superficies lisas requieren menor tiempo que las rugosas. A continuación se transcribe un cuadro comparativo entre líquidos penetrantes emulsionados (Zyglo) y pos emulsionados (Ziglo-Pentrex). Penetrantes Zyglo Ventajas. Fluorescencia de gran visibilidad. Facilidad de lavado con agua. Apto para superficies rugosas. Apto para superficies ranuradas o roscadas. Rápido y económico. Apto para detección de un amplio rango de defectos. Desventajas Dificulta la reinspección. El anodizado afecta la sensibilidad. El cromado afecta la sensibilidad. No confiable para detección de pequeños defectos superficiales. Penetrante Zyglo - Pentrex. Ventajas. Fluorescencia de gran visibilidad. Elevada sensibilidad para la detección de pequeños defectos superficiales. Facilidad de lavado con agua luego de aplicar el post emulsionador. Inspección rápida, especialmente en piezas grandes. Tiempo de penetración corto. No está afectado por el anodizado. No está afectado por el cromado. 166 – Universitas
Tipos de Mantenimiento
Facilidad de reinspección. Desventajas La aplicación de un post emulsionador constituye una operación extra. Dificultad para eliminar, por lavado, el líquido penetrante en: Partes roscadas. Partes ranuradas. Agujeros ciegos. Superficies roscadas. 3.4.2.4. Aplicación de las herramientas del predictivo La aplicación efectiva de herramientas del predictivo puede potenciar la productividad de los equipos de la planta aumentando su disponibilidad, de cuatro formas diferentes: 1) Las herramientas del predictivo pueden detectar futuros problemas en equipos nuevos, de modo que los mismos pueden ser eliminados antes que se dañe o falle el componente del equipo. 2) Las herramientas del predictivo pueden detectar problemas existentes con el equipo antes de las actividades tradicionales del MP y proporcionar advertencias anticipadas adicionales de las fallas del equipo, para monitorear detalladamente las condiciones del mismo y reducir el tiempo de inactividad no programada y el tiempo de reparación. 3) Las herramientas del predictivo se pueden usar para evaluar las acciones de reparación antes de poner nuevamente el equipo en servicio. 4) Las herramientas del predictivo se pueden usar como una ayuda para resolver los problemas de falla real del equipo y reducir el tiempo de inactividad por reparación. 3.4.2.5. Sistema Supervisor-diagnosticador Existen sistemas de supervisión de procesos industriales controlados por autómatas que permiten el diagnóstico de fallos y la ayuda al mantenimiento. Elementos que lo componen: •
Módulo de carga del programa. Será el encargado de interpretar el programa del autómata. Construir el árbol de decisión que será con el que trabaje la herramienta. Dependiente del autómata.
•
Módulo de comunicaciones. Será el encargado de extraer la información del estado en el que se encuentra el autómata.
•
Módulo-Herramienta Supervisor-Diagnosticador. Basado en PC, independiente del autómata. Es el que implementa todas las reglas de decisión y diagnóstico, además de incluir un "interface" amigable e intuitivo para el operario de mantenimiento.
El esquema de este sistema se detalla a continuación:
167 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
La generalización de la herramienta y el hecho de permitir su uso desde un punto cualquiera de la línea lleva a usar el siguiente esquema:
168 – Universitas
Tipos de Mantenimiento
3.5. Determinación del período de intervención y dimensión del área Es importante determinar el correcto periodo de intervención, de lo contrario, pueden generarse pérdidas básicamente debidas a dos tipos de errores: •
sobre mantenimiento
•
sub mantenimiento
El sobre mantenimiento se produce cuando el mantenimiento preventivo interrumpe la vida útil y la operación normal de una máquina o equipo sin causa aparente. Por lo tanto la vida útil será totalmente desaprovechada y ocasionará una acumulación innecesaria de actividad de preventivo, que aumentará el gasto. Esto ha provocado en muchas ocasiones desacreditar el mantenimiento preventivo. El sub mantenimiento ocurre cuando se determinan inadecuadamente los tiempos medios entre las fallas y la programación. Para evitar estos problemas hay que analizar los siguientes aspectos: •
Recomendaciones del fabricante de las máquinas, especialmente en la primera etapa.
•
La experiencia adquirida durante la primera etapa del funcionamiento en el mantenimiento correctivo.
•
La fiabilidad del equipo realizada a partir de un histórico.
•
La cantidad de equipos, máquinas y su complejidad.
•
Datos estadísticos tomados de plantas similares.
•
Estimación de los costos de preventivos y correctivos.
A continuación vemos las curvas de costos que relaciona el mantenimiento preventivo con el correctivo
169 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Teniendo en cuenta estos aspectos se determina el período correcto de intervención y la correcta dimensión del área mantenimiento
170 – Universitas
Problemas Propuestos 1) ¿Qué entiende por mantenimiento preventivo? ¿Cuáles son sus características? 2) ¿Cuál es la finalidad de las acciones que lleva a cabo el mantenimiento modificativo? 3) Defina al mantenimiento predictivo. 4) Mencione las herramientas más frecuentemente usadas para el mantenimiento predictivo. 5) ¿Cuáles son los pasos que debemos seguir ante una rotura? 6) ¿A qué se denomina mantenimiento sistemático? 7) ¿Cómo se determinan a priori los puntos y el período de intervención en el mantenimiento preventivo? 8) ¿Cómo se calcula el costo total del mantenimiento correctivo?
171 – Universitas
4 TPM Mantenimiento Total Productivo y Estrategia de las 5S 4.0. Esquema conceptual
Introducción TPM Origen Misión Objetivos Beneficios
Pilares del TPM
TPM Mantenimiento Total Productivo y Estrategia 5S
Proceso de puesta en marcha del TPM Iniciación Desarrollo Perpetuidad
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Método para eliminar averías
Estrategia 5S
Recolección de datos. Calculo de rendimiento operacional. Control de ciclo.
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En esta unidad estudiaremos: •
TPM Mantenimiento Total Productivo o Introducción al TPM o Orígenes del TPM o Misión del TPM o Objetivos del TPM o Características o Beneficios o Pilares del TPM o Proceso de puesta en marcha del TPM
Sus fases: ¾ iniciación ¾ desarrollo ¾ perpetuidad
o Métodos para la eliminar las averías
•
Recolección de datos
Cálculo de rendimiento operacional
Control del ciclo
Tarjetas Registros y Tablero para el TPM
Estrategia de las 5 S
174 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
4.1. TPM Mantenimiento Total Productivo 4.1.1. Introducción al TPM El TPM es una estrategia compuesta por una serie de actividades ordenadas, que una vez implantadas ayudan a mejorar la competitividad de una organización industrial o de servicios. Se considera como estrategia, ya que ayuda a crear capacidades competitivas a través de la eliminación rigurosa y sistemática de las deficiencias de los sistemas operativos. El TPM permite diferenciar una organización en relación a su competencia debido al impacto en la reducción de los costos, mejora de los tiempos de respuesta, fiabilidad de suministros, el conocimiento que poseen las personas y la calidad de los productos y servicios finales. El JIPM (Japan Institute of Plan Maintenace) define el TPM como un sistema orientado a lograr: •
Cero accidentes
•
Cero defectos
•
Cero perdidas
Estas acciones deben conducir a la obtención de productos y servicios de alta calidad, mínimos costos de producción, alta moral en el trabajo y una imagen de empresa excelente. No solo deben participar las áreas productivas, se debe buscar la eficiencia global con la participación de todas las personas de todos los departamentos de la empresa. La obtención de las "cero pérdidas" se debe lograr a través de la promoción de trabajo en grupos pequeños, comprometidos y entrenados para lograr los objetivos personales y de la empresa. Por lo tanto el objetivo del TPM es maximizar la efectividad total de los sistemas productivos por medio de la eliminación de sus perdidas llevadas a cabo con la participación de todos los empleados. 175 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
4.1.2. Origen del TPM •
En el mundo de hoy una empresa para poder sobrevivir debe ser competitiva y sólo podrá serlo si cumple con estas tres condiciones:
Brindar un Producto de óptima conformidad: recordemos que ahora en al argot de las normas ISO ya no se habla de calidad sino de conformidad.
Tener costos competitivos: una buena gerencia y sistemas productivos eficaces pueden ayudar a alcanzar esta meta.
Realizar las entregas a tiempo: aquí se aplican los conceptos del JIT, Just in Time o el justo a tiempo.
Cuando nacieron los diferentes sistemas de calidad, de una o de otra manera, todos y cada uno enfocaban su atención en una o varias de las llamadas “5 M”, pero no en todas: 1) Mano de obra 2) Medio ambiente 3) Materia Prima 4) Métodos 5) Máquinas
Es aquí donde entra en escena un nuevo método denominado TPM que toma en cuenta a las “5 M” y ofrece maximizar la efectividad de los sistemas eliminando las perdidas. Mantenimiento Productivo Total es la traducción de TPM (Total Productive Maintenance). El TPM es el sistema japonés de mantenimiento industrial desarrollado a partir del concepto de "mantenimiento preventivo" creado en la industria de los Estados Unidos.
176 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
Mantenimiento
Productivo
Total
Actividad con el objetivo de mantener la eficiencia de las instalaciones y máquinas en el tiempo… … que persigue el objetivo de mejorar la productividad de las instalaciones y máquinas … … a través del involucramiento activo de todo el personal
4.1.3. Misión del TPM La misión de toda empresa es obtener un rendimiento económico, sin embargo, la misión del TPM es lograr que la empresa obtenga un rendimiento económico CRECIENTE en un ambiente agradable como producto de la interacción del personal con los sistemas, equipos y herramientas como se ilustra en la figura 1:
También tiene como misión mejorar la cultura empresarial a través de la optimización de los recursos humanos y las máquinas, como indica el siguiente cuadro:
Mejoramiento de los Recursos Humanos
1 Operarios: capacidad de hacer el mantenimiento autónomo 2 Manutentores: capacidad de hacer el mantenimiento de alto nivel 3 Técnicos: capacidad de proyectar máquinas confiables y fácilmente mantenibles
4.1.4. Objetivo del TPM “Maximizar la efectividad total de los sistemas productivos por medio de la eliminación de sus pérdidas por la participación de todos los empleados en pequeños grupos de actividades voluntarias”.
4.1.5. Beneficios del TPM Los beneficios que brinda el TPM
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Organizativos
Mejora la calidad del ambiente de trabajo.
Mejor control de las operaciones.
Incremento de la moral del empleado.
Creación de una cultura de responsabilidad, disciplina y respeto por las normas.
Aprendizaje permanente.
Creación de un ambiente donde la participación, colaboración y creatividad sea una realidad.
Dimensionamiento adecuado de las plantillas de personal.
Redes de comunicación eficaces.
Seguridad
Mejorar las condiciones ambientales.
Cultura de prevención de eventos negativos para la salud.
Incremento de la capacidad de identificación de problemas potenciales y de búsqueda de acciones correctivas.
Entender el porqué de ciertas normas, en lugar del cómo hacerlo.
Prevención y eliminación de causas potenciales de accidentes.
Eliminar radicalmente las fuentes de contaminación y polución.
Productividad
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Eliminar pérdidas que afectan la productividad de las plantas.
Mejora de la fiabilidad y disponibilidad de los equipos.
Reducción de los costos de mantenimiento.
Mejora de la calidad del producto final.
Menor costo financiero por recambios.
Mejora de la tecnología de la empresa.
Aumento de la capacidad de respuesta a los movimientos del mercado.
Crear capacidades competitivas desde la fábrica.
4.1.6. Características Las características del TPM más significativas son:
Acciones de mantenimiento en todas las etapas del ciclo de vida del equipo.
Participación amplia de todas las personas de la organización.
Es observado como una estrategia global de empresa, en lugar de un sistema para mantener equipos.
Orientado a la mejora de la efectividad global de las operaciones, en lugar de prestar atención a mantener los equipos funcionando.
Intervención significativa del personal involucrado en la operación y producción, y en el cuidado y conservación de los equipos y recursos físicos.
Procesos de mantenimiento fundamentados en la utilización profunda del conocimiento que el personal posee sobre los procesos.
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Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
4.1.7. Competitividad del ambiente externo y necesidad del TPM
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Gestion de Mantenimiento
4.1.8. Pilares del TPM Para tener una mejor perspectiva del significado del TPM hay que entender que éste se sustenta en 8 pilares:
Como muestra la figura, el TPM se sustenta sobre 8 pilares que a su vez se sustentan sobre la gente.
Mejora Focalizada Esta tiene como objetivo eliminar sistemáticamente las grandes pérdidas ocasionadas con el proceso productivo. Las pérdidas pueden ser:
•
De los equipos:
¾ Fallas en los equipos principales ¾ Cambios y ajustes no programados ¾ Fallas de equipos auxiliares ¾ Paradas menores ¾ Reducción de Velocidad ¾ Defectos en el proceso ¾ Arranque 181 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
De los recursos humanos:
¾ Gerenciales ¾ Movimientos ¾ Arreglo/ acomodo ¾ Falta de sistemas automáticos ¾ Seguimientos y corrección •
Del proceso productivo:
¾ De los recursos de producción ¾ De los tiempos de carga del equipo ¾ Paradas programadas Por lo expuesto anteriormente se sabe que las pérdidas se pueden clasificar en pérdidas del equipo, de los recursos humanos y del proceso productivo, estas pérdidas se buscan eliminar en el TPM. Ahora bien, antes de pasar a otro punto es importante destacar algunas posibles causas de las pérdidas en los equipos, muchas veces ocurre que las máquinas y/ o equipos se deterioran por falta de un buen programa de mantenimiento o simplemente porque los encargados de observar y corregir estas fallas aceptan estas pérdidas; cuando debería ocurrir todo lo contrario, los equipos deberían funcionar bien desde la primera vez y siempre.
Mantenimiento autónomo La idea del mantenimiento autónomo es que cada operario sepa diagnosticar y prevenir las fallas eventuales de su equipo y de este modo prolongar la vida útil del mismo. No se trata de que cada operario cumpla el rol de un técnico de mantenimiento, sino de que cada uno conozca y cuide su equipo, además ¿Quién puede reconocer de forma más oportuna la posible falla de un equipo antes de que se presente? Obviamente el operador calificado, ya que él pasa mayor tiempo con el equipo que cualquier técnico de mantenimiento, él podrá reconocer primero cualquier varianza en el proceso habitual de su equipo. Por lo tanto: los operadores se hacen cargo del mantenimiento de sus equipos, lo mantienen y desarrollan la capacidad para detectar a tiempo fallas potenciales. El mantenimiento autónomo puede prevenir:
•
Contaminación por agentes externos
•
Rupturas de ciertas piezas
•
Desplazamientos
•
Errores en la manipulación
Con sólo instruir al operario en:
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Gestion de Mantenimiento
•
Limpiar
•
Lubricar
•
Revisar
Mantenimiento planeado La idea del mantenimiento planeado es que el operario diagnostique la falla y la indique con etiquetas con formas, números y colores específicos en la máquina, de forma que cuando el personal de mantenimiento llegue a reparar la máquina, pueda ir directo a la falla y la elimine. Por lo tanto a este tipo de mantenimiento se lo puede definir como: “Un conjunto de actividades sistemáticas y metódicas para construir y mejorar continuamente el proceso”
Capacitación
Este tipo de actividad tiene como objetivo aumentar las capacidades y habilidades de los empleados.
Control inicial Objetivo: “Reducir el deterioro de los equipos actuales y mejorar los costos de su mantenimiento”. Este control nace después de ya implantado el sistema, cuando se adquieren máquinas nuevas.
Mejoramiento para la calidad La meta aquí es ofrecer un producto cero defectos como resultado de una máquina que tenga cero defectos, y esto último sólo se logra con la continua búsqueda de una mejora y optimización del equipo. Por lo tanto tiene como objetivo tomar acciones preventivas para obtener un proceso y un equipo cero defectos.
TPM en los departamentos de apoyo El TPM es aplicable a todos los departamentos, en finanzas, en compras, en almacén, etc. Su objetivo es eliminar las pérdidas en los procesos administrativos y aumentar la eficiencia. En estos departamentos las siglas del TPM toman estos significados:
183 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
T P M
Total Participación de sus miembros Productividad (volúmenes de ventas y ordenes por personas) Mantenimiento de clientes actuales y búsqueda de nuevos
Seguridad, Higiene y medio ambiente Aquí lo importante es buscar que el ambiente de trabajo sea confortable y seguro, muchas veces ocurre que la contaminación en el ambiente de trabajo es producto del mal funcionamiento del equipo, así como muchos de los accidentes son ocasionados por la mala distribución de los equipos y por herramientas en el área de trabajo. El objetivo de este pilar es crear y mantener un sistema que garantice un ambiente laboral sin accidentes y sin contaminación.
4.1.9. Proceso de puesta en marcha del TPM A continuación vemos la evolución del proceso de implementación del TPM en el que se distinguen claramente tres fases: la de iniciación, la de desarrollo y la de perpetuidad. Cada una de las fases presenta distintas etapas que se detallan en el siguiente cuadro:
Fases
Iniciación
Desarrollo
Perpetuidad
Etapas
Descripción
1
Decidir la implementación (la toma de decisión por parte de la dirección de la empresa)
2
Informar y formar a todos los cuadros de la empresa
3
Poner en marchar una estructura de comando
4
Diagnosticar la situación de cada una de las áreas
5
Elaborar un programa
6
Poner en marcha el programa
7
Analizar y eliminar las causas de fallas
8
Desarrollar el mantenimiento autónomo
9
Desarrollar el mantenimiento programado/optimizar
10
Mejorar la técnica
11
Integrar experiencias en la concepción de nuevas máquinas
12
Validar el TPM
184 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
4.1.9.1. Fase de Iniciación En esta fase podemos distinguir 5 etapas, ellas son:
1) Tomar la decisión La dirección de la empresa desempeña un importante papel en esta instancia ya que es promotora del espíritu y gestión del TPM, por tanto es un miembro activo de la toma de decisión. Los protagonistas de esta etapa serán: el gerente de ingeniería y el de mantenimiento. El contenido de las reuniones de trabajo deberá permitir:
•
Promover la decisión de generalizar el TPM
•
Posicionar o reposicionar el rendimiento de las instalaciones como un factor de la performance industrial
•
Elaborar objetivos, la definición, las características y el proceso de puesta en marcha del TPM
•
Desplegar el plan TPM en las áreas
•
Diseñar la forma general de la estructura de piloteado
•
Designar el área piloto TPM para el establecimiento
•
Conseguir la adhesión de la dirección para:
¾ Asignación de recursos de personal ¾ Gestión de problemas prioritarios ¾ Coherencia con el plan de progreso El compromiso de la dirección deberá estar formalizado por escrito, publicado y difundido.
2) Informar y formar a todos los cuadros de la empresa El objetivo de esta etapa es obtener la adhesión de todo el personal al plan de trabajo del TPM decidido por el comité promotor. Hacer de cada miembro un participante activo de la puesta en marcha del TPM, promover una actitud proactiva en todos los involucrados. La adhesión del personal será lograda por dos tipos de acción:
•
Información sobre la motivación y el ordenamiento general del plan TPM decidido por el comité promotor. Esta información puede tomar la forma de una reunión plenaria del personal afectado.
•
Formación del personal sobre el contenido general del TPM y el específico del plan de planta.
185 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
3) Poner en marcha la estructura de comando En estas instancias es menester definir y poner en marcha una organización y sus reglas de funcionamiento para permitir el comando (pilotaje) permanente de operaciones del TPM. La estructura de pilotaje y sus reglas de funcionamiento deben ser adaptadas a cada área, esta estructura será puesta en marcha en forma progresiva, ella se acelerará en función de resultados conseguidos y de la capacidad de los operadores sobre el terreno.
4) Diagnosticar la situación de cada una de las áreas El objetivo de esta etapa es evaluar:
•
El estado del lugar en materia de rendimiento, de los medios de fabricación mantenimiento.
•
La madurez y la ampliación del potencial de mejoramiento (técnicas y criterio económico).
•
Las fortalezas y debilidades de la organización para abordar el proceso de cambio.
y de
Los indicadores de medición y sus formulas de cálculo son:
1. Disponibilidad Capacidad del equipo para estar en funcionamiento en un instante cualquiera, en las condiciones de utilización y reparación especificadas. Se utilizan los indicadores de disponibilidad siguientes: a) Disponibilidad propia
Dp =
TF TF + TAP
TF = Tiempo disponible para producir (Tiempo Real) TAP = Tiempo de parada propia (Set-Up) b) Disponibilidad intrínseca o de explotación:
TR = TF − TAP Di =
TR − TAI TR
Donde: TR = Tiempo requerido, durante el cual se produce TAI = Tiempo de parado inducido ( parada imprevista )
186 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
2. Tasa de Calidad Tq =
NPB NPTR − NPD = NPTR NPTR
Donde:
NTD = Número de piezas desechadas NPB = Número de piezas correctas NPTR = Número de piezas teóricamente realizables 3. Relación de Velocidad
R.v =
TiempoCiclo Re al TCN = TiempoCicloTeórico TCR
4. Rendimiento Operacional
El rendimiento operacional de un equipo depende de los siguientes factores: •
Disponibilidad propia
•
Disponibilidad operacional
•
Desviaciones existentes con respecto al tiempo ciclo teórico
•
Cantidad de piezas rechazadas a la salida del equipo
De acuerdo con ello, la fórmula se puede expresar como sigue:
RO = Dp * Do * Rv * Tq Donde: Dp = Disponibilidad propia Do = Disponibilidad operacional Rv = Rendimiento de velocidad o de ciclo Tq = Tasa de calidad (cantidad piezas buenas obtenidas) / (cantidad piezas realizadas) 5. Mantenibilidad
Recordemos que La mantenibilidad, es la probabilidad de que una máquina pueda ser reparada a una condición especificada en un período de tiempo dado, en tanto
187 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
su mantenimiento sea realizado de acuerdo con ciertas metodologías y recursos determinados con anterioridad. 1) Tiempo medio de parada por averías: MTTR =
TP NP
Donde: TP = Tiempo de averías NP = Número de averías 2) Tasa de reparación: número de averías resueltas por unidad de tiempo:
µ=
1 MTTR
6. Fiabilidad Recordemos que: La Fiabilidad es la probabilidad de que las máquinas se desempeñen satisfactoriamente sin fallar, durante un período determinado, bajo condiciones especificadas. Y se basa en las siguientes formulas: 1) Tiempo medio entre averías MTBF (tiempo de buen funcionamiento): MTBF =
TF NP
Donde: TF = Tiempo de funcionamiento NP = Número de averías
2) Tiempo de funcionamiento medio: TFM =
TF NAP
Donde:
NAP = Número de paradas planificadas
188 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
3) Tasa de fallo:
λ=
1 MTBF
Recordemos la relación que existe entre la fiabilidad y la disponibilidad con la mantenibilidad.
µ(t)
tasa de reparación
λ
tasa de fallo constante
M.T.B.F.
Media de los tiempos de buen funcionamiento
M.T.T.R.
Media de los tiempos técnicos de reparación (t: media aritmética de los tiempos de intervención)
7. Cálculo de indicadores de mantenimiento Trabajo en Mantenimiento Preventivo
Nos señala la relación entre los hombres horas gastados en trabajos programados de mantenimiento preventivo y los hombres horas disponibles, entendiéndose por hombres horas disponibles, aquellos presentes en la instalación y físicamente posibilitados de desempeñar los trabajos requeridos. TB MP =
(Totalidad ) HHMP (Totalidad ) HHDP
Trabajo en Mantenimiento Correctivo
Es la relación entre los hombres horas gastados en reparaciones de mantenimiento correctivo y los hombres horas disponibles. TB MC =
(Totalidad ) HHMC (Totalidad ) HHDP
189 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Trabajo en Mantenimiento en Línea
Es la relación entre los hombres horas gastados en asistencia en línea y los hombres horas disponibles. TB MCL =
(Totalidad ) HHML (Totalidad ) HHDP
Aplicación de conceptos
Estos conceptos previos harán posible la gestion de la información registrada, permitiendo así un posterior estudio de la misma. Además con ello se dispondrá de la información correspondiente a una determinada máquina, o grupo de ellas, en un determinado período, pudiendo conocer un desglose de tiempos y una clasificación del tipo de paros, así como el tipo de averías, y en muchos casos el origen de las mismas. Esta información nos será de gran utilidad, puesto que permite conocer si para una máquina con un rendimiento anormalmente bajo, la causa de éste se halla en ella misma o bien en su entorno (por paros inducidos), sea por distintos tipos de avería o por pérdidas diversas producidas por lo que se denominan microparos. Así mismo, obtendremos información sobre la capacidad de respuesta de nuestro servicio de mantenimiento y en definitiva deberemos poder conocer si aparecen averías repetitivas, si es posible diseñar el mantenimiento autónomo que se espera del operario y el correcto enfoque al mantenimiento preventivo, así como si se pueden reducir los tiempos de resolución de averías. El posterior análisis de estos listados e históricos de datos nos permitirá actuar en aquellos puntos débiles que más pesen sobre el rendimiento y el tiempo de vida del equipo, así como en la calidad del producto fabricado. 5) Elaborar un Programa
Esta etapa tiene por finalidad la elaboración de un programa de trabajo a implementar en la línea piloto de TPM y tendrá en particular: Objetivo de Ro Plazo de obtención Costos más estudio de rentabilidad
Teniendo que abordar especialmente: •
el calendario
•
los recursos de animación y pilotaje
•
las modalidades de pilotaje
•
las necesidades en cuanto a asistencia exterior
190 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
•
la evaluación global de los costos de reposición a nivel de los equipos
•
un balance provisional global, cualitativo y cuantitativo
4.1.9.2. Fase de Desarrollo
Esta fase se completa con 4 etapas, veamos cada una de estas. 6) Poner en marcha el programa
El desafío de esta etapa es informar a todo el personal sobre el contenido y la modalidad de puesta en marcha del programa TPM en un sector delimitado. Esta etapa marca el fin de la reflexión preparatoria, la misma oficializa la apertura de la aplicación piloto en el sector elegido. La comunicación que materializa esta etapa deberá permitir: •
explicar el objetivo del TPM
•
mostrar como las operaciones van a ser aplicadas en forma progresiva
•
explicar la forma en que cada una de ellas estará asociada a la acción
7) Analizar y eliminar las causas de fallas (averías y setup)
El objetivo de esta etapa es eliminar las principales causas de pérdida de rendimiento, hacer realidad los beneficios de la productividad y obtener la sólida adhesión del personal a la gestión. Las principales causas de pérdida de rendimiento de un equipo son: (Agrupación de las pérdidas en función de los efectos que provocan) Pérdidas
Efectos
1. Averías
Tiempos muertos
2. Preparaciones y ajustes 3. Tiempo en vacío y paradas cortas
Caídas de velocidad
4. Velocidad reducida 5. Defectos de calidad y reproceso
Defectos
6. Puesta en marcha
191 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
1- Perdidas por fallas: son causadas por defectos de los equipos que requieren de alguna clase de reparación. Estas perdidas consisten de tiempos muertos y los costos de las partes y mano de obra requerida para la reparación. La magnitud de la falla se mide por el tiempo muerto causado.
2- Perdida de set-up y de ajustes: son causadas por cambios en las condiciones de operación, como el empezar una corrida de producción, el empezar un nuevo turno de trabajadores. Esta perdidas consisten de tiempos muertos, cambios de moldes o herramientas, calentamientos y ajustes de las máquinas. Su magnitud se mide por tiempo muerto.
192 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
3- Perdidas debido a paros menores: son causadas por interrupciones a las maquinas, atoramientos o tiempos de espera. En general no se pueden registrar estas perdidas directamente, por lo que se utiliza el porcentaje de utilización (100% menos el porcentaje de utilización), en este tipo de perdida no se daña el equipo.
4- Perdida de velocidad: son causada por reducción de la velocidad de operación, debido que a velocidades mas altas, ocurren defectos de calidad y paros menores frecuentes.
5- Perdidas de defectos de calidad y retrabajos: son productos que están fuera de las especificaciones o defectuosos, producidos durante operaciones normales, estos productos, tienen que ser retrabajados o eliminados. Las perdidas consisten en el trabajo requerido para componer el defecto o el costo del material desperdiciado.
193 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
6- Perdida de rendimiento: son causada por materiales desperdiciados o sin utilizar y son ejemplificada por la cantidad de material regresados o tirados. Cuadro de clasificación de las seis grandes pérdidas Tipo
Tiempos muertos y de vacío
Pérdidas
Tipo y Características
Objetivo
1. Averías
Tiempos de paro de proceso por fallos, errores o averías, ocasionales o crónicas, de los equipos.
Eliminar
2. Tiempos de preparación y ajuste de los equipos
Tiempos de paro del proceso por preparación de máquinas o útiles necesarios para su puesta en marcha.
Reducir al máximo
Diferencia entre la velocidad actual y la de diseño del equipo según su 3. Anular o hacer capacidad. Funcionamiento negativa la a velocidad diferencia con Se pueden contemplar además otras Pérdidas de reducida el diseño mejoras en el equipo para superar su velocidad velocidad de diseño. del proceso Intérvalos de tiempo en que el equipo 4. Tiempo en está en espera para poder continuar. vacío y paradas Eliminar cortas Paradas cortas por desajustes varios.
Productos o procesos defectuosos
5. Defectos de calidad y repetición en trabajos
Producción con defectos crónicos u ocasionales en el producto resultante y consecuentemente en el modo de desarrollo de sus procesos.
Eliminar productos y procesos fuera de tolerancias
6. Puesta en marcha
Pérdidas de rendimiento durante la fase de arranque del proceso, que pueden derivar de exigencias técnicas.
Eliminar o minimizar según exigencias técnicas
194 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
Esta etapa se divide en dos partes: a) Eliminar las averías
Las técnicas TPM ayudan a eliminar dramáticamente las averías de los equipos. Para eliminar las averías de los equipos conviene realizar acciones de mejoras enfocadas siguiendo los pasos del conocido Ciclo Deming o PHVA ( Planificar-Hacer-Verificar-Actuar).
195 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Para su implementación se debe: ¾ Recolectar datos ¾ Analizar los datos ¾ Utilizar los métodos de resolución de problemas ¾ Resolver los problemas planteados ¾ Controlar los resultados Resumen del método para eliminar las averías
b) Eliminar pérdidas debidas a preparaciones SETUP
Trataremos en este punto el tiempo empleado en la preparación o cambio de útiles y herramientas y los ajustes necesarios en las máquinas para atender los requerimientos de la producción de un nuevo producto o variante del mismo. Es necesario minimizar el tiempo invertido en todo ello, a continuación comentaremos la técnica SMED (Single Minute Exchange Setting), cuyo objetivo es la ejecución de la preparación completa en la que el equipo permanece parado, en un tiempo inferior a 10 minutos (single minute = tiempo en minutos de un solo dígito). Las operaciones de preparación de las máquinas para acometer una nueva actividad de producción, suponen un conjunto de operaciones que deben realizarse a máquina parada (MP) junto a otras que se realizan fuera de las mismas y que pueden llevarse a cabo a máquina en marcha (MM). El tiempo consumido a máquina parada es el objetivo básico de la reducción. Dentro de este tiempo se llevan a cabo operaciones de: 196 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
•
Preparación
•
Montaje
•
Ajuste
La clave de las técnicas SMED y sus espectaculares logros se centran en solapar tres tipos de acciones: •
Minimizar la cantidad de operaciones a MP y convertir la mayor cantidad de estas que sean posibles en operaciones a MM. Así por ejemplo se puede determinar qué herramientas deberán utilizarse para un lote nuevo de producción, recogerlas y traerlas a pie de máquina en marcha para la preparación de la nueva producción.
•
Reducir los tiempos de las operaciones de preparación, en especial las que se llevan a cabo a MP, las operaciones de fijación y ajuste en particular, pueden ser objeto de importantes reducciones de tiempo.
•
Simultanear operaciones no necesariamente secuenciales, es decir que todas aquellas operaciones que se pueden efectuar a la vez no deben esperar.
La clave estará en dividir la preparación en operaciones externas (operaciones que se realizan MM) y operaciones internas (operaciones que se hacen a MP) tratando de convertir siempre que sea posible operaciones internas en externas. Una propuesta para reducir el tiempo invertido en los ajustes es centrarse en mejorar el mecanismo después de una preparación de máquina.
Para avanzar en el objetivo de reducir los tiempos parados puede operarse de acuerdo con las siguientes etapas: •
Identificar las razones por las que debe hacerse un ajuste.
•
Determinar si el ajuste es necesario o inevitable.
197 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
Determinar la naturaleza del ajuste y los principios en que se basa.
•
Determinar las causas que han originado la necesidad del ajuste.
•
Decidir si el ajuste es definitivamente evitable o no y actuar.
198 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
8) Desarrollar el mantenimiento autónomo
El TPM se integra en la filosofía de considerar los distintos departamentos como unidades autónomas, independientes e interrelacionadas y con objetivos de mejora medibles, la gestión del TPM se acercará a los principios de lo que se denomina Mantenimiento autónomo.
Cada una de las células productivas de la empresa se podrá gestionar bajo los principios del TPM con la alta dirección totalmente involucrada, pero estructuradas en grupos de trabajo con objetivos convergentes cada uno de ellos, hacia los de la alta dirección. Con el mantenimiento autónomo incluido en el TPM, la gestión de los equipos y su mantenimiento se sitúa al nivel de los sistemas de gestión de la producción y de calidad más avanzados, eficientes y competitivos, como lo son la producción ajustada y el TQM. Para estos sistemas son primordiales la flexibilidad, la producción en series cortas, entregas cada vez más rápidas y la reducción de costos de las actividades. En el mantenimiento autónomo el operario de producción asume tareas de mantenimiento productivo que contemplan: la limpieza, el mantenimiento preventivo de primer nivel (básico) y la de la inspección del equipo. Propiciada por estas actividades, podrá advertir de las necesidades de mantenimiento preventivo a cargo del departamento correspondiente. Las tareas de mantenimiento autónomo se llevarán a cabo por grupos de operarios que tendrán a su cargo una o varias máquinas. La gestión de los equipos entra en la dinámica mejorando simultáneamente los tres componentes de la competitividad: •
Calidad mejorada: si el operario productivo combina el correcto funcionamiento de su equipo con la actividad de producción obtendrá mejores productos y mayor productividad.
•
Costo reducido: la ejecución de tareas de mantenimiento desde el puesto de producción, reducirá con seguridad los costos por aumento del valor añadido por persona, además con la previsión de fallos del equipo antes de que se produzcan, junto al mantenimiento diario sostenido, se evitarán problemas que redundarán indudablemente en costos.
•
Tiempo reducido: la adopción del mantenimiento autónomo permite incorporar a la producción la flexibilidad, la adaptación rápida a diversos productos y la ejecución de series cortas con tiempos de preparación más rápidos, además aquí también la adecuada previsión de fallos de los equipos y su mantenimiento diario posibilitan que éste se halle rápidamente
199 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
y en mayor proporción de tiempo a disposición de la producción (aumenta la disponibilidad) lo que reducirá el tiempo de proceso. La filosofía básica del mantenimiento autónomo es que la persona que opera con un equipo productivo se ocupe de su mantenimiento. En el siguiente cuadro veremos la distribución lógica de responsabilidades de mantenimiento y mejoras entre el personal operativo y el de mantenimiento. Como podrá apreciarse es en limpieza y mantenimiento diario donde podemos implantar la mayor cantidad de actividades de mantenimiento autónomo.
Actividad
Mantenimiento / Mejora
Preparación y ajuste Operación Limpieza Engrase Mantenimiento autónomo Aprietes mecánicos Otros diarios Inspecciones y comprobaciones Mantenimiento preventivo Actividades periódicas de mantenimiento Averías reparables desde puesto de trabajo Mantenimiento correctivo Averías no reparables desde el puesto de trabajo Operativas Mejoras Automatización y calidad Chequeos y concepción global Producción
Personal Producción • • • • • • •
Personal Mantenimiento
• •
• • •
• • •
Preparación
Se deben definir las operaciones de primer nivel a realizar sistemáticamente por el personal de fabricación. Las operaciones típicas de este nivel pueden dividirse en dos grandes grupos: •
Higienización (se sugiere la aplicación del método de las “5S”).
•
Vigilancia, reglajes de elementos de máquina y útiles, reparación
Higienización: Limpieza del entorno (suelo sin piezas, sin restos de embalajes, orden en elementos de manutención, etc.) y limpieza de elementos delicados (detectores, fotodetectores, barreras luminosas, órganos de seguridad, elementos estructurales de máquina, etc.). Para realizar estas tareas en forma ordenada y siguiendo una metodología es conveniente tomar herramientas de la Estrategia de las “5S”, que se basa en: clasificar (Seiri), orden (Seiton), limpieza (Seiso), limpieza estandarizada 200 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
(Seiketsu), disciplina (Shitsuke), bàsicamente màs adelante.
metodología
que
desarrollaremos
muy
Vigilancia: manómetros, caudalímetros, voltímetros, amperímetros, termómetros, indicadores y relojes varios, niveles de fluidos, calentamientos atípicos, vibraciones y ruidos. Reglajes de elementos de máquina y útiles: reaprietes, reposiciones o recambios sencillos, pequeños ajustes, engrases diversos, etc. Reparación: cambio de elementos normalizados, fugas de agua o aire, iniciación de ciclos automáticos, colocación de elementos poka-yoke(sistema a prueba de errores), etc.
Ejemplo de aplicaciòn de sistema poka-yoke En esta diapositiva se muestra un sistema de poka-yoke, de pulsadores del tipo de comandos dobles, asegurando en este caso el proceso.
Se debe establecer una situación de referencia para cada una de las máquinas y establecer las desviaciones entre esta situación de referencia y lo que se constata. Las operaciones de primer nivel a realizar sistemáticamente por los operarios de la línea se dividirán en tres grupos: neumáticas, mecánicas y eléctricas. 1. Neumáticas: ¾ Realizar una revisión periódica del sistema FRL ¾ Cambio de filtro, recuperador y lubricante del sistema FRL ¾ Identificar pérdidas de aire en los circuitos neumáticos
201 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
¾ Revisión periódica en las válvulas para identificar los fallos potenciales ¾ Observación sobre los actuadores lineales con el objeto de descubrir posibles funcionamientos incorrectos, como por ejemplo fallos en los retenes, y realizar reposiciones o recambios sencillos 2. Mecánicas:
¾ Verificar los niveles de aceite y realizar la lubricación correspondiente en los motores y motoreductores ¾ Comprobar periódicamente el estado de las uniones de las cadenas para realizar los cambios antes de que ocurra el fallo ¾ Realizar una verificación del estado de la cinta para hacer los recambios o reajustes correspondientes ¾ Lubricación de rodamientos e identificación del mal funcionamiento de los mismos 3. Eléctricas: ¾ Realizar una limpieza periódica de los sensores inductivos para evitar posibles disfuncionamientos ¾ Efectuar una higienización periódica en los fotodetectores para eliminar fallos potenciales ¾ Revisar el estado de los cables con el objeto de realizar los recambios o reposiciones, para evitar falsos contactos por desgastes de los mismos
No se trata en ningún caso, de una simple transferencia de actividad del mantenimiento a la explotación. Debe aplicar sistemáticamente el control de un tablero de comando con: 202 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
¾ indicadores de seguimiento del rendimiento ¾ indicadores significativos de las pérdidas de producción
Es conveniente realizar un Chesk List para ordenar las operaciones de primer nivel a realizar sistemáticamente por los operarios de la línea. Chek List
El Chesk List es un listado personal realizado por el operario, en donde se establecen acciones de control sobre el equipo. A continuación mostramos algunos ejemplos:
203 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Luego para lograr una mejor ubicación de los puntos a controlar y/o mantener es conveniente realizar un tablero como muestra el ejemplo de la planilla
También es conveniente para individualizar y diferenciar las tareas a realizar por el operario (mantenimiento autónomo) de las pendientes para el departamento mantenimiento, implementar una serie de tarjetas. El siguiente es un ejemplo de confección de tarjetas:
204 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
Como ejemplos citamos la siguiente imagen:
205 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Ejemplos de aplicación
206 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
Finalmente, a modo de ejemplo mostramos la siguiente foto
9 Desarrollar /optimizar el mantenimiento programado
El objetivo de esta etapa es definir y aplicar/optimizar los contenidos técnicos precisos de mantenimiento para: •
cubrir las zonas no tratadas por el mantenimiento autónomo
•
asegurar el mantenimiento del estado de los equipos 207 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
administrar la revisión de las gamas de preventivo a lo largo de la vida de explotación del medio
Debemos hacer notar que es muy necesaria la realización de este último punto para el mantenimiento preventivo. Esta etapa se desarrolla/optimiza en el seno de los servicios técnicos de mantenimiento. El contenido de revisión del mantenimiento preventivo se apoya sobre: la documentación recomendación de proveedores, análisis de las fallas reales y fallas potenciales.
y
4.1.9.3. Perpetuidad
En esta última fase se ubican las tres últimas etapas del TPM: 10 Mejorar la técnica
La finalidad de esta etapa es consolidar y perpetuar lo adquirido mediante el perfeccionamiento continuo del personal de explotación y mantenimiento. Esta etapa tiende a la profesionalización de los protagonistas operativos, y la necesidad de estructurar los planes de formación. 11 Integrar experiencias en la concepción de nuevas máquinas
Esta etapa tiene como objetivo aplicar las mejoras continuas realizadas en los medios de producción en la concepción de los nuevos equipos y concierne a las funciones de mantenimiento, fabricación y métodos. Siendo su finalidad: •
encarar estudios de modificaciones de concepción del medio existente en función de los problemas identificados en el curso de las fases precedentes. Estas nuevas modificaciones parten desde el estado de referencia y en dirección a una mejor perfomance, tiempos de ciclo, mantenibilidad (o tiempo entre dos fallas), fiabilidad (cantidad de fallas medidas en el tiempo).
•
poner a disposición permanente del constructor de medios las informaciones útiles a las fallas a prevenir en las nuevas instalaciones que deberá corregir antes que arriben a las áreas.
12 Validar el TPM
El objetivo de esta etapa es certificar el trabajo positivo realizado por los equipos actuantes y distinguir a sus actores. Identificar claramente un estado de performance y de funcionamiento de la organización, de fabricación y de mantenimiento, que deberán ser conservadas en el tiempo. Se realizarán auditorias periódicamente por la dirección superior de la empresa. Se analizan los resultados en términos del grado de logro de los objetivos propuestos, así como los avances de la implementación. En el caso que sea necesario se tomarán acciones correctivas sobre los puntos débiles de la gestión.
208 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
4.2. Estrategia de las 5 S Se llama estrategia de las 5S porque representan acciones que son principios expresados con cinco palabras japonesas que comienzan con S. Cada palabra tiene un significado importante para la creación de un lugar digno y seguro donde trabajar. Estas cinco palabras son: Clasificar (Seiri) Orden (Seiton) Limpieza (Seiso) Limpieza Estandarizada (Seiketsu) Disciplina (Shitsuke)
Las cinco "S" son el fundamento del modelo de productividad industrial creado en Japón y hoy aplicado en empresas occidentales. El siguiente es un diagrama que mustra la relacion de las 5S y sus beneficios
SEIRI - CLASIFICAR Seiri o clasificar significa eliminar del área de trabajo todos los elementos innecesarios y que no se requieren para realizar nuestra labor.
209 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Con este pensamiento eliminamos elementos que molestan, quitan espacio y estorban, ya que estos perjudican el control visual, impiden la circulación por las áreas de trabajo, inducen a cometer errores en el manejo de materias primas y en numerosas oportunidades pueden generar accidentes en el trabajo. La primera "S" de esta estrategia aporta métodos y recomendaciones para evitar la presencia de elementos innecesarios. El Seiri consiste en:
•
Separar en el sitio de trabajo las cosas que realmente sirven de las que no sirven.
•
Clasificar lo necesario de lo innecesario para el trabajo rutinario.
•
Mantener lo que necesitamos y eliminar lo excesivo.
•
Separar los elementos empleados de acuerdo a su naturaleza, uso, seguridad y frecuencia de utilización con el objeto de facilitar la agilidad en el trabajo.
•
Organizar las herramientas en sitios donde los cambios se puedan realizar en el menor tiempo posible.
•
Eliminar información innecesaria y que nos puede conducir a errores de interpretación o de actuación.
BENEFICIOS DEL SEIRI
La visión completa de las áreas de trabajo permite observar el funcionamiento de los equipos, máquinas y las salidas de emergencia, logrando que el área de trabajo sea más segura. La práctica del Seiri además de los beneficios en seguridad permite:
210 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
•
Liberar espacio útil en planta y oficinas.
•
Reducir los tiempos de acceso al material, documentos, herramientas y otros elementos de trabajo.
•
Mejorar el control visual de stocks de repuestos y elementos de producción, carpetas con información, planos, etc.
•
Eliminar las pérdidas de productos o elementos que se deterioran por permanecer un largo tiempo expuestos en un ambiento no adecuado.
•
Preparar las áreas de trabajo para el desarrollo de acciones de mantenimiento autónomo, ya que se puede apreciar con facilidad los escapes, fugas y contaminaciones existentes en los equipos.
2. SEITON - ORDENAR
Seiton consiste en organizar los elementos que hemos clasificado como necesarios de modo que se puedan encontrar con facilidad. Una vez que hemos eliminado los elementos innecesarios, se define el lugar donde se deben ubicar aquellos que necesitamos con frecuencia, identificándolos para eliminar el tiempo de búsqueda y facilitar su retorno al sitio una vez utilizados. Seiton permite:
211 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
Disponer de un sitio adecuado para cada elemento utilizado en el trabajo de rutina para facilitar su acceso y retorno al lugar.
•
Disponer de sitios identificados para ubicar elementos que se emplean con poca frecuencia.
•
Disponer de lugares para ubicar el material o elementos que no se usarán en el futuro.
•
En el caso de maquinaria, facilitar la identificación visual de los elementos de los equipos, sistemas de seguridad, alarmas, controles, sentidos de giro, etc.
•
Lograr que el equipo tenga protecciones visuales para facilitar su inspección autónoma y control de limpieza.
•
Identificar y marcar todos los sistemas auxiliares del proceso como tuberías, aire comprimido, combustibles.
•
Incrementar el conocimiento de los equipos por parte de los operadores de producción.
BENEFICIOS DEL SEITON PARA EL TRABAJADOR
•
Facilita el acceso rápido a elementos que se requieren para el trabajo.
•
Se mejora la información en el sitio de trabajo para evitar errores y acciones de riesgo potencial.
•
El aseo y limpieza se pueden realizar con mayor facilidad y seguridad.
•
La presentación y estética de la planta se mejora, comunica orden, responsabilidad y compromiso con el trabajo.
•
Se libera espacio.
•
El ambiente de trabajo es más agradable.
•
La seguridad se incrementa debido a la demarcación de todos los sitios de la planta y a la utilización de protecciones transparentes especialmente para los de alto riesgo.
BENEFICIOS ORGANIZATIVOS
•
La empresa puede contar con sistemas simples de control visual de materiales y materias primas en stock de proceso.
•
Eliminación de pérdidas por errores.
•
Mayor cumplimiento de las órdenes de trabajo.
•
El estado de los equipos se mejora y se evitan averías.
•
Se conserva y utiliza el conocimiento que posee la empresa.
•
Mejora de la productividad global de la planta.
212 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
3. SEISO - LIMPIAR
Seiso significa eliminar el polvo y suciedad de todos los elementos de una fábrica. Desde el punto de vista del TPM, Seiso implica inspeccionar el equipo durante el proceso de limpieza. Se identifican problemas de escapes, averías, fallos o cualquier tipo de fuga. Esta palabra japonesa significa defecto o problema existente en el sistema productivo. La limpieza se relaciona estrechamente con el buen funcionamiento de los equipos y la habilidad para producir artículos de calidad. La limpieza implica no únicamente mantener los equipos dentro de una estética agradable permanentemente, Seiso implica un pensamiento superior a limpiar. Exige que realicemos un trabajo creativo de identificación de las fuentes de suciedad y contaminación para tomar acciones de raíz para su eliminación, de lo contrario, sería imposible mantener limpio y en buen estado el área de trabajo. Se trata de evitar que la suciedad, el polvo, y las limaduras se acumulen en el lugar de trabajo.
Para aplicar Seiso se debe: •
Integrar la limpieza como parte del trabajo diario.
•
Asumirse la limpieza como una actividad de mantenimiento autónomo: "la limpieza es inspección".
•
Eliminar la distinción entre operario de proceso, operario de limpieza y técnico de mantenimiento. 213 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
El trabajo de limpieza como inspección genera conocimiento sobre el equipo.
•
No se trata únicamente de eliminar la suciedad. Se debe elevar la acción de limpieza a la búsqueda de las fuentes de contaminación con el objeto de eliminar sus causas primarias.
BENEFICIOS DEL SEISO
•
Reduce el riesgo potencial de que se produzcan accidentes.
•
Mejora el bienestar físico y mental del trabajador.
•
Se incrementa la vida útil del equipo al evitar su deterioro por contaminación y suciedad.
•
Las averías se pueden identificar más fácilmente cuando el equipo se encuentra en estado óptimo de limpieza.
•
La limpieza conduce a un aumento significativo de la Efectividad Global del Equipo.
•
Se reducen los despilfarros de materiales y energía debido a la eliminación de fugas y escapes.
•
La calidad del producto se mejora y se evitan las pérdidas por suciedad y contaminación del producto y empaque.
4. SEIKETSU - ESTANDARIZAR
Seiketsu es la metodología que nos permite mantener los logros alcanzados con la aplicación de las tres primeras "S". Si no existe un proceso para conservar los logros, es posible que el lugar de trabajo nuevamente llegue a tener elementos innecesarios y se pierda la limpieza alcanzada con nuestras acciones. Seiketsu implica elaborar estándares de limpieza y de inspección para realizar acciones de autocontrol permanente. "Nosotros debemos preparar estándares para nosotros". Cuando los estándares son impuestos, estos no se cumplen satisfactoriamente, en comparación con aquellos que desarrollamos gracias a un proceso de formación previo.
Desde décadas conocemos el principio escrito en numerosas compañías y que se debe cumplir cuando se finaliza un turno de trabajo: "Dejaremos el sitio de trabajo limpio como lo encontramos". Este tipo de frases sin un correcto entrenamiento de estandarización y sin el espacio para que podamos realizarlos, difícilmente logran comprometer al empleado en su cumplimiento. Seiketsu o estandarización pretende... •
Mantener el estado de limpieza alcanzado con las tres primeras S.
•
Enseñar al operario a realizar normas con el apoyo de la dirección y un adecuado entrenamiento.
•
Las normas deben contener los elementos necesarios para realizar el trabajo de limpieza, tiempo empleado, medidas de seguridad a tener en cuenta y procedimiento a seguir en caso de identificar algo anormal.
214 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
•
En lo posible se deben emplear fotografías de como se debe mantener el equipo y las zonas de cuidado.
•
El empleo de los estándares se debe auditar para verificar su cumplimiento.
•
Las normas de limpieza, lubricación y aprietes son la base del mantenimiento autónomo (Jishu Hozen).
BENEFICIOS DEL SEIKETSU
•
Se mejora el bienestar del personal al crear un hábito de conservar impecable el sitio de trabajo en forma permanente.
•
Los operarios aprenden a conocer en profundidad el equipo.
•
Se evitan errores en la limpieza que puedan conducir a accidentes o riesgos laborales innecesarios.
•
La dirección se compromete más en el mantenimiento de las áreas de trabajo al intervenir en la aprobación y promoción de los estándares.
•
Los tiempos de intervención se mejoran y se incrementa la productividad de la planta.
5. SHITSUKE - DISCIPLINA
Shitsuke o Disciplina significa convertir en hábito el empleo y utilización de los métodos establecidos y estandarizados para la limpieza en el lugar de trabajo. Podremos obtener los beneficios alcanzados con las primeras "S" por largo tiempo si se logra crear un ambiente de respeto a las normas y estándares establecidos. Las cuatro "S" anteriores se pueden implantar sin dificultad si en los lugares de trabajo se mantiene la Disciplina. Su aplicación nos garantiza que la seguridad será permanente, la productividad se mejore progresivamente y la calidad de los productos sea excelente. Shitsuke implica un desarrollo de la cultura del autocontrol dentro de la empresa. Si la dirección de la empresa estimula que cada uno de los integrantes aplique el Ciclo Deming en cada una de las actividades diarias, es muy seguro que la práctica del Shitsuke no tenga ninguna dificultad. El Shitsuke es el puente entre las 5S y el concepto Kaizen o de mejora continua. Los hábitos desarrollados con la práctica del ciclo PHVA se constituyen en un buen modelo para lograr que la disciplina sea un valor fundamental en la forma de realizar un trabajo. Shitsuke implica: •
El respeto de las normas y estándares establecidas para conservar el sitio de trabajo impecable.
•
Realizar un control personal y el respeto por las normas que regulan el funcionamiento de una organización.
•
Promover el hábito de autocontrolar o reflexionar sobre el nivel de cumplimiento de las normas establecidas.
•
Comprender la importancia del respeto por los demás y por las normas en las que el trabajador seguramente ha participado directa o indirectamente en su elaboración.
215 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
BENEFICOS DEL SHITSUKE
•
Se crea una cultura de sensibilidad, respeto y cuidado de los recursos de la empresa.
•
La disciplina es una forma de cambiar hábitos.
•
Se siguen los estándares establecidos y existe una mayor sensibilización y respeto entre personas.
•
La moral en el trabajo se incrementa.
•
El sitio de trabajo será un lugar donde realmente sea atractivo llegar cada día.
Algunas empresas aparte de aplicar estas 5S ya vistas, complementan la aplicación del sistema con la filosofía de otras 4S que a continuación se detallan: 6. SHIKARI - CONSTANCIA
Es la capacidad de una persona para mantenerse firmemente en una línea de acción. La voluntad de lograr una meta. Existe una palabra japonesa “konyo” que en castellano traduce algo similar a la entereza o el estado de espíritu necesario para continuar en una dirección hasta lograr las metas. La constancia en una actividad, mente positiva para el desarrollo de hábitos y lucha por alcanzar un objetivo. Todo esto es Shikari. 7. SHITSUKOKU - COMPROMISO
Es cumplir con lo pactado. Los procesos de conversación generan compromiso. Cuando se empeña la palabra se hace todo el esfuerzo por cumplir. Es una ética que se desarrolla en los lugares de trabajo a partir de una alta moral personal. Algunas personas logran ser disciplinadas y constantes (5ª S y 6ª S). Sin embargo, es posible que las personas no estén totalmente comprometidas con la tarea. Shitsukoku significa perseverancia para el logro de algo, pero esa perseverancia nace del convencimiento y entendimiento de que el fin buscado es necesario, útil y urgente para la persona y para toda la sociedad. 8. SEISHOO - COORDINACION
Esta S tiene que ver con la capacidad de realizar un trabajo con método y teniendo en cuenta a las demás personas que integran el equipo de trabajo. Busca aglutinar los esfuerzos para el logro de un objetivo establecido. Se trata de lograr que los músicos de una orquesta logren la mejor interpretación para el público, donde los instrumentos principales y secundarios actúan bajo una sincronización perfecta de acuerdo a un orden establecido en la partitura. Esto mismo debe ser el trabajo en una empresa. Los equipos deben tener métodos de trabajo, de coordinación y un plan para que no quede en lo posible nada a la suerte o sorpresa. Los resultados finales serán los mejores para cada actor en el trabajo y para la empresa.
216 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
9. SEIDO - SINCRONIZACION
Para mantener el ritmo de la interpretación musical, debe existir una partitura. En el trabajo debe existir un plan, normas específicas que indiquen lo que cada persona debe realizar. Los procedimientos y estándares ayudarán a armonizar el trabajo. Seido implica normalizar el trabajo. Una vez implementada las 5 S en la fabrica se debería ver similar a esta.
217 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
218 – Universitas
Problemas Propuestos 1) Defina TPM. 2) Indique cuál es el objetivo principal del TPM. 3) Explique cuáles son las fases del TPM. 4) ¿Cuàl es la utilidad del Chek List? 5) ¿En que se centran las tecnicas de SMED? 6) ¿Qué son las 5S? 7) Describa en forma resumida cada una de las etapas de las 5S. 8) ¿Cómo se minimizan las perdidas debidas al SETUP?
219 – Universitas
5 Gestión de Mantenimiento 5.0. Esquema conceptual de la unidad
Gestión de Mantenimiento
Implementación de la gestión de Mantenimiento
Gestión de almacén
Análisis de la Situación El Plan de Mantenimiento
El Tablero de Comando
Sus Objetivos
Control de Gestión
Costos de Mantenimiento
Los Costos y su división
Stocks
Costos Fijos
Costo de Adquisición o de Compra
Costos variables Costos Financieros Costo por falla Costo integral de Mantenimiento Control Integral de Costos
221 – Universitas
Costo de Almacenamiento Cálculo del Lote Económico Diagrama ABC
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En esta unidad estudiaremos: •
Implementación de la gestión de mantenimiento
•
Análisis de la situación
•
El plan de mantenimiento
•
El tablero de a bordo Metodología para la definición del tablero de a bordo
•
Control de Gestión Los objetivos del Control de Gestion Factores que inciden en un sistema de control de gestión Instrumentos de un sistema de control de gestión Conclusiones
•
Costos de mantenimiento Los costos y su división Costos fijos Costos variables Costos financieros Costo por falla Costo integral de mantenimiento Control integral de costos
•
Gestión de almacén Stocks Costo de adquisición o de compra Costo de almacenamiento Cálculo del lote económico Diagrama ABC
222 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
5.1. Desempeño de la Gestión de Mantenimiento El desempeño de la gestión de mantenimiento se basa en actuar sobre todos los aspectos de importancia para el óptimo funcionamiento de la empresa. El departamento de mantenimiento no debe limitarse solamente a la reparación de las instalaciones, sino también debe pilotear los costos de mantenimiento, recursos humanos y almacenes a fin de desarrollar una óptima gestión de mantenimiento.
5.2. Implementación de la Gestión en Mantenimiento La implementación de la gestión en mantenimiento, tiene como primera fase definir un plan directriz de actuación. Este plan debe establecer la descripción de las diferentes etapas que se llevarán a cabo para la implementación definitiva de la gestión de mantenimiento, que deberá guardar coherencia con el plan estratégico de la empresa.
5.3. Análisis de la Situación Para la elaboración del plan es necesario realizar un análisis de la situación de la empresa y de su entorno, las características de funcionamiento y los recursos con que cuenta. En esta etapa descubrimos qué es lo que realmente estamos haciendo, y cómo lo estamos desarrollando. Nos interesa conocer cuáles son las instalaciones de la empresa, sus características particulares, el estado de situación del almacén de repuestos y sus recursos, como así también los recursos humanos.
5.5. El Plan de Mantenimiento Para realizar el plan es conveniente aplicar el método por fases denominado P.D.C.A. que se basa en la aplicación de un proceso de acción cíclica que consta de cuatro fases fundamentales, indicadas en el siguiente esquema. P.D.C.A. significa: P
= Plan
= Planificar
D
= Do
= Ejecutar
C A
= Check = Controlar = Act
= Actuar
223 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En base a este proceso se desarrolla el plan directriz de actuación, que consta de las siguientes etapas: Planificar: en base a la situación actual y los recursos de que se disponen, debemos definir los objetivos que queremos cumplir con la gestión de mantenimiento y realizar el plan de mantenimiento, fijar los objetivos, e ir avanzando y asegurando cada uno de ellos, cuanto más concreto sea el objetivo a cumplir, será más fácil alcanzarlo. Ejecutar el plan: una vez fijado el punto de partida y los objetivos a los que se quiere llegar, debemos gestionar los recursos disponibles para lograrlos. Controlar: es necesario evaluar el grado de cumplimiento de los objetivos marcados, el control de los resultados se realizará en comparación con las metas prefijadas. Actuar: si existen desviaciones entre el modelo prefijado y los resultados, se debe proceder a corregir actuando sobre la planificación y la ejecución, estableciéndose así la retroalimentación al sistema.
5.5. El Tablero de a Bordo El tablero de a bordo es la exposición dinámica del diagnóstico del servicio de mantenimiento. Es un conjunto de informaciones seleccionadas y ordenadas que caracterizan el estado y evolución del servicio de mantenimiento. De allí que el tablero de a bordo es el producto final de un sistema integrado de información para el control de gestión, su función es informar a la dirección, a través de ratios, la marcha de la gestión, el grado de cumplimiento de los objetivos estratégicos, tácticos y operativos.
224 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
5.5.1. Metodología para la Definición del Tablero de a Bordo Para la elaboración de un tablero de a bordo es necesario seguir un método adecuado y es por ello que proponemos cumplir con los peldaños que a continuación proponemos: •
Conocer y entender cuál es la principal actividad, comprender la visión, la misión, la estrategia, los recursos humanos, técnicos, financieros, e infraestructura.
•
Detectar las áreas importantes donde se realizará el diagnóstico y reconocer: áreas de éxito, aquellas que crean ventajas competitivas, y áreas de riesgo que son aquellas en las que se encuentran las debilidades.
•
Definir los factores de éxito de cada área de diagnóstico.
•
Definir los indicadores que representan los factores de éxito.
•
Definir las relaciones entre datos que provienen de la información básica, capaces de generar los indicadores del tablero.
•
Definir los cuestionarios que permitan evaluar los aspectos cualitativos más importantes para el diagnóstico.
•
Determinar los límites dentro del cual debe encontrarse el valor de un indicador para ser considerado una fortaleza o una debilidad.
•
Establecer la dirección y sentido de las tendencias de los indicadores.
•
Presentar gráficos y cuadros que muestren la información de manera que su lectura resulte rápida y de comprensión directa.
•
Establecer los medios de validación de la información básica primaria.
5.5.2. Análisis del tablero de a bordo De su análisis se podría deducir: •
Si el trayecto en general de la misión se mantiene dentro de un rumbo prefijado.
•
Si los resultados de las tácticas implementadas son los esperados o se han salido fuera de tolerancia.
•
Qué objetivos deberían ser revisados o cambiados.
•
Quién o quiénes han tenido un desempeño por encima o por debajo de lo previsto.
Logrado el primer objetivo del control de gestión que consiste en definir la información, será necesario asegurar el mantenimiento y validación permanente de esa información. Para esto el control de gestión debe procederse a convertir ese cúmulo de información simple en información secundaria, más pulida, más apropiada para la toma de decisiones tanto tácticas como estratégicas.
225 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
La información secundaria es la que reside en el tablero de a bordo. A fin de administrar y ordenar la información, podemos dividirla en tres etapas: •
La primera etapa consiste en crear y mantener la información básica.
•
La segunda consiste en el manipuleo y cruzamiento de los índices y evaluaciones. En él, se exponen los sensores encargados de vigilar la marcha de la organización, brindando en tiempo y forma las mediciones necesarias para contar con el adecuado diagnóstico de la situación.
•
La tercera etapa cuyas conclusiones también integran el tablero de a bordo, implica una tarea mucho más compleja y comprometida: consiste en aplicar una suma de conocimientos, experiencia e idoneidad, para extraer conclusiones válidas y certeras acerca del significado de los indicadores obtenidos.
Si tenemos en cuenta las variables, índices y evaluaciones es conveniente referirse a tres perspectivas de tiempo fundamentales: 1) La historia ¿Cómo ha evolucionado la situación de los índices y variables través del tiempo, antes del presente? 2) El presente ¿Cuál es la situación real de hoy? 3) La tendencia hacia el futuro ¿Cómo se piensa que evolucionarán esos mismos indicadores y variables en el futuro? 5.5.3. Ratios de mantenimiento Un ratio es un indicador del tablero de a bordo formado por la relación de dos dimensiones cuantificadas que pueden ser de naturalezas diferentes. Ejemplo = Gasto Total de Mantenimiento Unidades de Producción El indicador permite la comparación de datos externos o internos A continuación veremos a modo de ejemplo algunos ratios
Indicador de Costo de Mantenimiento Indicador de Costo de Mantenimiento por Facturación (*) Este índice nos expresa la relación entre el costo total de mantenimiento y la facturación de la empresa en el período considerado.
(*) Estos indicadores figuran en la tabla de ejemplo, que se encuentra mas adelante. 226 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
CMFT =
CTMN FTEP
Su cálculo es fácil dado que los valores, tanto del numerador como del denominador, son normalmente procesados por el área de contabilidad de la empresa. En 1990 se realizó una investigación en empresas brasileñas de diversos segmentos industriales, que indicó que el gasto medio de mantenimiento con relación a la facturación en Brasil es mayor que en Japón, Estados Unidos y Gran Bretaña. Indicador de Progreso en los esfuerzos de Reducción de Costos (*) Este índice expresa la relación entre el trabajo en mantenimiento programado y el índice anterior.
PERC =
TBMP CMFT
Indica la influencia de la mejoría o empeoramiento de las actividades de mantenimiento bajo control (TBMP) con relación al costo de mantenimiento por facturación, habiendo sido originalmente definido teniendo en el denominador el índice de componente del costo de mantenimiento arriba indicado. Indicador de Mano de Obra Externa (*) El presente índice revela la relación entre los gastos totales de mano de obra externa como contratación eventual y/o gastos de mano de obra proporcional a los servicios de contratos permanentes, y la mano de obra total empleada en los servicios (propia y contratada), durante el período considerado. CMOE =
( Totalidad ) CMOC ( Totalidad )( CMOC + CMOP )
En el cálculo de éste pueden ser considerados todos los tipos de mano de obra externa o por especialización. La incidencia constante de valores diferentes a cero para este índice puede indicar que el cuadro de personal de ejecución es insuficiente o mal preparado para algunas actividades.
Indicador de Costos de Mantenimiento por Producción Este indicador nos muestra la influencia que tiene el costo de mantenimiento en el costo final del producto normalmente puede rondar el 5% a 12%.
CMPP =
Costos de Mantenimiento Totales Costos de Producción
227 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Indicador de Costos de Mantenimiento por Valor Inmovilizado Este indicador muestra la relación entre el costo de mantenimiento y el valor inmovilizado, nos pone de manifiesto el grado de envejecimiento de la instalación a mantener, puede rondar entre el 4% y el 5%.
CMPV =
Costos de Mantenimiento Totales Valor Inmovilizado Bruto ( Máquinas y equipos )
Indicador de Costos de Mantenimiento Preventivos por Mantenimientos Totales
Este indicador pone de manifiesto el grado de utilización de técnicas preventivas frente a las correctivas, este puede rondar el 20%. CPCT =
Costo del Preventivo Costos Totales de Mantenimiento ( preventivo + correctivo )
Indicadores de Mano de Obra Horas de paro por horas realizadas
Este indicador nos muestra la relación entre las horas empleadas para la producción y las de paro del equipo por averías. Al tomar las horas de paro en lugar del número de averías introducimos en la relación un concepto de gravedad de las averías. Al tomar las horas de producción realizadas, también estamos considerando la tasa de inutilización del equipo la cual generalmente oscila entre el 1% y el 3%. HPHP =
Horas de Paro por Mantenimiento Horas de Producción Realizadas
Trabajo en Mantenimiento Preventivo (*)
Nos señala la relación entre las horas hombres gastados en trabajos programados en mantenimiento preventivo y las horas hombres disponibles, entendiéndose por horas hombres disponibles, aquellos presentes en la instalación y físicamente posibilitados de desempeñar los trabajos requeridos. TB MP =
( Totalidad ) HHMP ( Totalidad ) HHDP
Trabajo en Mantenimiento Correctivo
Es la relación entre las horas hombres gastados en reparaciones de mantenimiento correctivo y las horas hombres disponibles. TBCM =
( Totalidad ) HHMC ( Totalidad ) HHDP
228 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
Otras Actividades del Personal de Mantenimiento (*)
Indica la relación entre las horas hombres gastados en actividades no ligadas a el mantenimiento de los equipos de la unidad de producción, que llamamos servicios de apoyo, y las horas hombres disponibles.
OAPM =
( Totalidad ) HHSA ( Totalidad ) HHDP
Ociosidad del Personal de Mantenimiento (*)
Demuestra la relación entre la diferencia de las horas hombres disponibles menos las horas hombres trabajadas sobre los hombres horas disponibles, indicando por lo tanto, cuanto del tiempo del personal no fue ocupado en ninguna actividad. OCPM =
( Totalidad ) [ HHDP − HHTM ] ( Totalidad ) HHDP
Exceso de Servicio del Personal de Mantenimiento
Nos muestra la relación entre la diferencia de las horas hombres trabajadas y disponibles, y las horas hombres disponibles, indicando por lo tanto, cuanto del tiempo del personal fue ocupado por arriba de la carga normal de trabajo. ESPM =
( Totalidad ) [ HHTP − HHDP ] ( Totalidad ) HHDP
Personal, Gasto en Entrenamiento Interno (*)
Nos da la relación entre las horas hombres utilizadas en entrenamiento interno y las horas hombres disponibles. PETI =
( Totalidad ) HHEI ( Totalidad ) HHDP
Clima Social Movimiento de Personal (*)
Es la relación entre el efectivo medio en los “M” meses precedentes y la suma de ese efectivo con el número de transferencias y renuncias voluntarias. CSMP =
( Totalidad ) EMMM ( Totalidad )( EMMM + NOTR + NODV )
No todas las empresas permiten que éste índice sea calculado debido a que el mismo muestra la insatisfacción del personal. Siendo calculado, la disminución -debajo de uno- puede alertar a los gerentes que alguna cosa está afectando la motivación del personal -salario, tratamiento, riesgos, etc.- lo cual agotado y solucionado, puede traer mejores índices de producción. 229 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Efectivo Real o Efectivo Medio Diario (*)
Demuestra la relación entre las horas hombres apartados por vacaciones, accidentes, enfermedades, salidas permitidas con pago, entrenamiento externo, apoyo a otra área y faltas no pagadas y las horas hombres efectivas. EFMD =
( Totalidad ) HHAF ( Totalidad ) HHEF
El valor simétrico de éste índice (1 – EFMD), muestra la fuerza de trabajo real del período, toda vez que pasará a relacionar las horas hombres disponibles en relación al efectivo. Su cálculo puede indicar la necesidad de un estudio del plan de vacaciones -elemento que más influye en el cálculo del numerador-, o la incidencia de otro evento como accidente, faltas no pagadas, etc., que requiera la atención del supervisor. Índices de Mantenimiento
A continuación citamos algunos ejemplos de gráficos de control, que fueron construidos en base a datos extraídos del tablero de control y toman como referencia lo planificado comparándolo con lo medido. *4
*4 Los datos fueron cedidos gentilmente por la Empresa Renault Argentina y por razones estratégicas no se especifica el año. 230 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
DISPONIBILIDAD PROPIA CARROCERIAS EN BLANCO
DPCB
Obj. DPCB
Limite Sup.
Limite Inf.
100.00
100.00
98.00
98.00 96.42
96.00 95.11
94.00 92.00
92.64
96.00 94.83
94.26 92.10
92.37
ABR
MAY
91.98
94.00 92.00
90.00
90.00
ENE
FEB
MAR
JUN
JUL
AGO
DISPONIBILIDAD PROPIA PARTES MOVILES X-57
SET
OCT
NOV
DIC
DPPartes Móviles X57 DPPartesMóviles X57 obj. ( 70 % )
100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 70.00 50.00 40.00 38.10 30.00 ENE
FEB
78.00 64.80
67.20
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
☺
SET
Atriles
OCT
NOV
91.50
94.40
Atriles obj ( 100 % )
91.67 80.36
80.00
90.00 82.42
80.00
70.00
70.00 63.64
60.00
60.00
50.00
50.00 44.44
40.00 ENE
DIC
100.00
97.00
90.00
60.80
58.70
53.60
ATENCION DE ATRILES (%) CARROCERIAS EN BLANCO
100.00
100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
231 – Universitas
AGO
SET
40.00 OCT
NOV
DIC
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
5.6. Control de Gestión El control de gestión es el conjunto de indicadores que señalan oportunamente la necesidad de ajustar la acción a través de decisiones extraordinarias o ajustar los planes vigentes. 5.6.1. Los objetivos del control de gestión
•
Garantizar que las acciones y decisiones correspondan a los objetivos de mantenimiento y no a intereses sectoriales o personales.
•
Proporcionar una rápida visión de conjunto integral.
•
Verificar el cumplimiento de los objetivos planificados.
•
Ayudar a la toma de decisiones de acción y replanteamiento.
•
Utilización eficiente de recursos.
•
Encaminar los esfuerzos en forma coherente en dirección a los objetivos de la organización.
•
Optimizar los sistemas de comunicación.
•
Coordinación eficiente de tareas y procedimientos.
•
Promover el estilo de dirección participativo.
En el siguiente diagrama de gestión interactiva se indica la etapa de control El siguiente esquema muestra su aplicación a mantenimiento.
232 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
5.6.1. Factores que Inciden en un Sistema de Control de Gestión
Los factores que inciden en un sistema de control de gestión están ligados al ritmo del cambio e innovaciones, al tiempo que es necesario para conocer la reacción ante una determinada acción y a la variedad y cantidad de centros de responsabilidad. Los ámbitos de aplicación de control son los centros de costos, los de beneficios y aquellos en que por el tipo de empresa, sean relevantes. En estos sistemas es importante, la eficacia del sistema de contabilidad como instrumento de dirección, la subsistencia de incentivos como base motivacional, la identificación de puntos clave de control, la selección de indicadores adecuados, la definición de parámetros de comparación y la asignación de atributos para cada indicador. 5.6.2. Instrumentos de un Sistema de Control de Gestión
Dentro de los más útiles y frecuentes podemos mencionar al diagrama de proceso, flujo, forma y procedimientos, el diagrama de disposición de máquinas, el cuestionario de eficiencia operativa, el de estudio de tiempos y métodos y el de validación de controles por técnicas de muestreo. 5.6.3. Conclusiones
El control de la gestión, es la herramienta que la dirección necesita, importante para encarar con posibilidades de éxito y luchar por la competitividad, la rentabilidad y la eficiencia.
233 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
El informe de la gestión, se nutre a partir de los datos presentes en el sistema de información, ofrece el tablero de control como elemento fundamental para el diagnóstico y la toma de decisiones.
5.7. Costos de Mantenimiento Tenemos que destacar la importancia que tiene en mantenimiento conseguir que los costos sean lo más bajo posible. El costo de mantenimiento en las reparaciones es un componente -entre otros- del precio del producto, independientemente de la gestión del mantenimiento, por lo tanto siempre existirán gastos que se deben asumir, y veremos como influyen los gastos de mantenimiento en los costos generales de la empresa. Los costos de mantenimiento de un producto se sitúa sobre el 5-12 % del total. 5.7.1. Los Costos y su División
Los costos de mantenimiento según los diferentes aspectos, podemos agruparlos en cuatro bloques: CFJ: Costos Fijos CV: Costos Variables CFN: Costos Financieros CFA: Costo por Falla 5.7.2. Costos Fijos La principal característica de estos costos es que no dependen del volumen de la producción y de las ventas.
Dentro de estos costos podemos destacar el personal administrativo, el de limpieza, la mano de obra indirecta, las amortizaciones, los alquileres y el propio de mantenimiento, entre otros. Estos costos fijos de mantenimiento están compuestos, principalmente, por la mano de obra y materiales necesarios para realizar el mantenimiento preventivo. Este gasto tiende a asegurar el estado de la instalación a medio y largo plazo. La disminución del presupuesto y recursos destinados a este gasto fijo, limita la cantidad del mantenimiento preventivo aunque en un primer momento supone un ahorro para la empresa. Este ahorro implica un menor índice de fiabilidad en el estado de las máquinas, equipos, instalaciones y sistemas. 5.7.3. Costos Variables Estos costos son proporcionales a la producción realizada, es decir que son costos que como su nombre lo indica varían conforme a la producción.
234 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
Dentro de estos costos se encuentran los de embalaje, materias primas, energía, etc. y los costos variables de mantenimiento, como por ejemplo la mano de obra directa necesaria para el mantenimiento correctivo. Este mantenimiento puede producirse por consecuencia de las averías imprevistas o por las reparaciones que debamos realizar por indicación de los otros tipos de mantenimiento. Resulta difícil reducir este tipo de erogación en mantenimiento, ya que está directamente ligado a la necesidad de efectuar una reparación para poder seguir produciendo, no obstante se puede reducir este tipo de gasto evitando que se produzcan averías en forma inesperada. 5.7.4. Costos Financieros Los costos financieros referidos al mantenimiento son los que surgen tanto del valor de los repuestos como también las amortizaciones de las máquinas que se encuentran en reserva para asegurar la producción.
Los costos del almacenamiento de los repuestos en el almacén, necesarios para poder realizar las reparaciones implican un desembolso de dinero para la empresa, que limita su liquidez. Si los repuestos son utilizados con cierta frecuencia nos encontramos con un costo financiero bajo, dado que esta inversión contribuye a mantener la capacidad productiva de la instalación. Sin embargo, cuando los las piezas de recambios tardan mucho tiempo en ser utilizados, estamos frente a un costo financiero alto, ya que no produce ningún beneficio para la empresa. Dentro de estos costos financieros debe tenerse en cuenta el costo que supone tener ciertas instalaciones o máquinas duplicadas para obtener una mayor fiabilidad, para ello es necesario montar en paralelo una máquina o instalación similar que permita la reparación de una de ellas, mientras que la otra sigue funcionando. El costo de esta duplicidad suele no tenerse en cuenta a la hora de los cómputos de los costos de mantenimiento. 5.7.5. Costo por Falla
Estos costos generalmente implican una mayor significación pecuniaria, premisa que se cumple tanto para empresas productivas como para empresas de servicios. El costo por falla se refiere al costo o pérdida de beneficio que la empresa tiene por causas relacionadas directamente con mantenimiento. Empresas Productivas
En este tipo de empresas los costos de falla se deben fundamentalmente a: •
Pérdidas de materia prima.
•
Descenso de la productividad de la mano de obra como consecuencia de la realización de reparaciones por parte de mantenimiento.
•
Pérdidas de energía por malas reparaciones o por no realizarlas, como ejemplo podemos citar las fugas de vapor, aislamientos térmicos defectuosos, etc.
235 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
Rechazos de productos por falta de calidad adecuada.
•
Producción perdida durante la reparación no programada.
•
Contaminación del medio ambiente, debido a reparaciones realizadas en forma defectuosa o por no haberlas realizado, estas implican desembolsos importantes de dinero para la empresa.
•
Averías que pongan en riesgo a las personas o a las instalaciones.
A los costos que pueden generar estos hechos se les debe adicionar el importe de las reparaciones para volver a la normalidad. En muchos casos el costo directo de la reparación puede ser pequeño frente al costo por falla que se puede originar. El costo de falla en empresas productivas será mayor en la medida que mayor sea la automatización y la amortización de la instalación. En una situación más comprometida respecto de estos costos, se encontrarán las empresas que trabajan con el método Just in Time, cero stock. Se podría calcular en forma simplificada el costo por falla, sumando los costos fijos durante el tiempo de la reparación más el beneficio que se deja de obtener la empresa en este mismo período. Empresas de Servicios
En estos casos es difícil cuantificar el costo de la falla, no obstante pueden tomarse indicadores como el tiempo necesario para realizar las reparaciones y el tipo de avería, cuantificándolas. En este tipo de empresa la falta de producción no será un factor dominante del costo de falla, sin embargo puede tener efectos indirectos como por ejemplo: si en una confitería falla continuamente la iluminación o se rompe con frecuencia la cafetera o la caja registradora, el costo por falla puede originar la pérdida de clientela e imagen. Otro ejemplo representativo puede ser: una empresa de transporte de carga, a la cual no se le realiza el correspondiente mantenimiento preventivo, y por tal motivo los medios de carga (camiones, aviones, barcos) sufren fallas periódicas, lo que ocasiona el retraso en las entregas de las mercaderías, no permitiendo cumplir con los contratos, teniendo que pagar multas y perdiendo clientela. 5.7.6. Costo Total de Mantenimiento
Si sumamos estos cuatro costos: fijos, variables, financieros y los que se producen por falla, obtendremos el Costo Total de Mantenimiento, este costo nos dará una idea global de la gestión de mantenimiento. CTT = Costo Total de Mantenimiento CTT = CFJ + CV + CFN + CFA
5.7.8. Costo óptimo o de equilibrio
La Gestión de Mantenimiento debe realizar un control integral de los costos que contemple todos los aspectos relacionados con la empresa, no resulta suficiente conseguir disponibilidades altas o costos bajos.
236 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
Este control debe estar dirigido a todos los aspectos que de una u otra manera pasan por sus manos y que afectan el desarrollo de la empresa y la obtención del máximo beneficio posible. Si recordamos los costos del mantenimiento que hemos visto anteriormente vemos que estos no son independientes entre sí, sino que se relacionan directa o inversamente. Incrementaremos los costos financieros cuando dispongamos de instalaciones, sistemas, máquinas o equipos duplicados, pero reduciremos los costos por falla. Si aumentamos los costos en mantenimiento preventivo, las fallas reducirán su frecuencia y gravedad, por lo que también lo hará el costo del mantenimiento correctivo. El aumento de los costos del mantenimiento preventivo tiende a disminuir los del correctivo pero en proporciones diferentes. Los costos del correctivo no pueden estimarse con antelación, mientras que los preventivos parten de una planificación. Un exceso en la realización del mantenimiento preventivo acaba por hacer descender la disponibilidad al necesitar que el equipo esté fuera de servicio más de lo necesario. También habrá que analizar la posibilidad de realizar mantenimiento predictivo, ya que este ayudará también ha reducir el mantenimiento correctivo. Este tipo de mantenimiento reduce su costo en la medida que aumentan las máquinas y equipos a controlar. Es menester establecer un equilibrio en los costos para llegar a un costo óptimo. La gestión propia de mantenimiento debe buscar el punto de menor costo y adecuar la aplicación de los distintos tipos de mantenimiento para mantenerse en un punto. Para encontrar este costo óptimo se pueden desagregar sus componentes, realizar una tabla, graficarlos y de esta forma encontrar el punto de menor valor sobre la curva de costos totales; este será entonces el costo optimo o de equilibrio.
237 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Otro punto de equilibrio en los costos es el por falla como indica el siguiente gráfico
5.8. Gestión de Almacén Generalmente el departamento de compras es el encargado de gestionar el almacén que suministra elementos a distintos sectores. Bajo el punto de vista de este departamento, se intentará tener un almacén con el mínimo valor posible, en tanto que al departamento de mantenimiento le interesará tener un almacén completo con todas las piezas y repuestos para realizar las distintas actividades de mantenimiento que pudiesen surgir, esto traerá aparejado contar con un stock elevado, surgiendo así una oposición de intereses entre los distintos sectores de una misma empresa.
238 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
Para gestionar el almacén con eficiencia tenemos que tener presente los siguientes criterios: 1) Tener un mínimo de stock sin movilizar en el almacén. 2) Fijar un valor máximo de rotura de los stocks. 5.8.1. Stocks
Se define como Stock aquella cantidad de materia prima, materiales y elementos en general que se almacenan, para su posterior empleo. Este uso futuro puede destinarse a: •
Alimentación de una línea de producción
•
Ventas por mayor y menor
•
Mantenimiento de máquinas y equipos
•
Abastecimientos de elementos de consumo desde un depósito central
En cualquiera de los casos sería necesario disponer de un gran capital y de hecho esto provoca escasez del mismo para efectuar otras inversiones, además de la necesidad de contar con grandes locales para almacenamiento, corriendo con el riesgo del deterioro del material u obsolescencia del mismo. Por lo tanto, es necesario analizar y encontrar un punto de equilibrio entre las desventajas ya mencionadas y las ventajas de tener artículos siempre que se los necesite a un costo menor de adquisición, no sólo por hacerlo en cantidad, sino también por los gastos directos que ocasiona el acto de comprar. Se advierte, en consecuencia, que las desventajas superan a las ventajas. Sin embargo, ¿Cómo se efectúa el balance económico que permita conocer cuánto y cuándo se debe comprar? La teoría de los Stock da la respuesta a esta pregunta. Elementos que intervienen en la teoría de los Stock:
1) Costo de Adquisición o de compra (Ca) 2) Precio de compra del artículo (b) 3) Costo de almacenamiento (Calm) 4) Cantidad que se mantiene en stock (q) 5.8.2. Costo de adquisición o de compra
El costo de adquisición o compra depende en general de: •
La elección de los proveedores a quienes solicitar precios
•
Consultas para averiguar si posee el artículo en cuestión
•
Confección de los pedidos de precios o elaboración del pliego de condiciones
239 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
Envío de la correspondencia
•
Recepción y estudio de cada propuesta
•
Colocación de la orden de compra
•
Seguimiento del proveedor para que cumpla lo establecido
•
Recepción, inspección y control del material que envía el proveedor
•
Trámites posteriores a la recepción
•
Recepción de facturas de proveedores, verificación y seguimiento de documentos de inspección
•
Sueldo de personal administrativo
La suma total de todos estos valores, es el costo total de colocar una orden de compra y se representa por “K”, si se colocan “n” órdenes de compras por año, el costo de adquisición será: K= costo total de colocar una orden de compra n = número de veces que se compra en el año o frecuencia de compra Ca = costo de adquisición anual Ca = K * n Llamando: D = demanda anual del artículo q = cantidad o lote a comprar Se tendrá: n=D/q Reemplazando: Ca = K * D / q En un sistema de ejes coordenados, en abscisas se tiene como variable la cantidad o lote q, y en ordenadas el costo de adquisición Ca, se tendrá que la ecuación es la correspondiente a una hipérbola equilátera como se presenta en la siguiente figura.
240 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
La constante K de adquisición se puede determinar en forma simplificada, considerando los costos mensuales del departamento compra y de las otras actividades relacionadas, importe que será prorrateado por la cantidad de órdenes realizadas en el mismo período. Por ejemplo: Sueldos con cargas sociales oficina compra Gastos de oficina compra (papelería, Te., Etc) Gastos de recepción y administración
$ 3000 2000 2000
Total de gastos promedios por mes
7000
n = cantidad promedio de órdenes por mes: 35 K= Ca/ n K = $ 7000/ 35= $ 200 5.8.3. Costo de almacenamiento
El costo de almacenamiento de las existencias incluye todos lo gastos que se ocasionan en la empresa por el hecho de disponer de stocks. Por lo general estos costos están integrados por los siguientes elementos: Tasa de capital: los montos inmovilizados en stock, aún cuando no provengan de un préstamo bancario, están gravados por una tasa denominada “costo de oportunidad”. Obsolescencia: son los costos en que incurre la empresa debido a que algunas existencias pierden actualidad por los cambios de modelo o avances tecnológicos. Pérdidas:
los materiales almacenados sufren mermas y deterioros por evaporación, humedad, suciedad y otros efectos.
Impuestos:
los elementos almacenados son activos gravados por impuestos relacionados a la inversión.
Seguros:
los stocks al igual que otros bienes de la industria deben estar cubiertos por seguros contra diversos tipos de riesgos.
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Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Edificación e instalaciones: requeridas por las existencias. Personal:
afectado al depósito o almacén
La suma de estos gastos determina una tasa anual de almacenaje que representa lo que cuesta tener en stock un peso material almacenado durante un año, se identifica como: P = tasa de almacenaje Se lo expresa en porcentaje y varía según el tipo de material y el cuidado requerido. Los valores que las empresas toman para la tasa de mercaderías convencionales varían alrededor del 20 por ciento anual. En algunas oportunidades coinciden con los grupos de igual costo de adquisición, algunas materias primas como chapas, barras o tubos pueden tener los mismos Ka y P, lo que facilita su estudio. Existencia promedio ½ q
Se puede considerar que en cualquier período la cantidad promedio es q/2. Si “b” es el valor unitario del material en existencia, el capital inmovilizado será: Cap. Inmov = ½ q b Conocida la tasa anual de almacenamiento (P), es posible calcular el costo de almacenamiento (Calm) en función del precio del artículo (b), cantidad que se mantiene en stock (q), y tiempo (T). Calm = (1/2) * q * b * p Recordemos que: q = cantidad o lote a almacenar b = valor unitario del material p = tasa de almacenaje
242 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
Cálculo del costo total esperado (CTE)
El costo total esperado es una suma de tres términos: uno constante y dos variables. Los costos variables son los que se han definido como costo de almacenamiento y costo de adquisición. El costo constante es el producto del precio de compra del artículo por su demanda. Entonces siendo: n: Número de veces que se compra q: Lote de compra b: Precio de compra del ítem P: Tasa anual de almacenamiento D: Demanda anual CTE: Costo total esperado
Se tendrá que: CTE = K ⋅
D 1 + qb P +b D q 2
El producto b * D es el término constante y no se tendrá en cuenta en este análisis. Entonces, la suma de términos variables es: cte = K ⋅ n +
1 qb P 2
5.8.4. Cálculo del lote económico Cuando el material a pedir es independiente de otros artículos o subconjuntos, se lo denomina independiente y se utiliza el método clásico de gestión de inventarios. Cuando las pérdidas de material están relacionadas entre sí, la gestión es dependiente, y las cantidades requeridas se obtienen directamente del Programa Maestro de Producción, determinado por sistemas como el MRP – Planificación de Necesidad de Materiales. El método tradicional consiste en determinar la cantidad óptima del pedido en función al menor costo total y se lo denomina lote económico. Recordando que: D = demanda anual del artículo K = costo de compra n = frecuencia de compra/fabricación q = cantidad o lote de compra/fabricación
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Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
p = tasa de almacenaje b = costo unitario del artículo Y según las expresiones Costo de adquisición Ca =K . D / q Costo de almacenaje = ½ . q . b. P Cte = Ca + Calm = K . D / q + ½ . q . b . P
La curva del Cte presenta un mínimo que corresponde al valor del Lote Económico o Lote Óptimo, este valor se encuentra a la altura de la intersección de las líneas que lo componen, el valor costo total es menor cuando los costos de pedido y almacenaje se igualan. Entonces: (1) K . D / q = ½ . q . b .P Es aconsejable efectuar pocas compras de un ítem, porque así se limitan los gastos derivados de las compras, pero además se sabe que es beneficioso efectuar un número elevado de adquisiciones dado que redunda en menor costo de almacenamiento. La teoría del lote económico conduce a un equilibrio entre estas dos políticas contemplando los factores positivos de ambas. Despejando q se de la fórmula (1) se obtiene la fórmula del lote optimo o económico: qe =
2K D bP
Donde:
qe: el lote económico o lote óptimo de compra
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Gestion de Mantenimiento
K: el costo total de colocar una orden de compra D: la demanda anual de cada ítem b: el precio unitario de adquisición de cada ítem P: la tasa anual de almacenamiento Ejemplo de aplicación D = 37500 Kg/año b = 5 $/Kg K = $ 500 P = 0,30 tasa año (30%) Donde se obtiene: qo = 5000 Kg
Determinación de las zonas de igual período de reposición Ha quedado establecido anteriormente que, conocido el valor del lote económico (qe), es posible calcular el período de reaprovisionamiento (n), por medio de la expresión:
n=
D qe
Donde:
D: demanda qe: lote económico n: período de reaprovisionamiento Incorporación de factores reales Hasta ahora el problema analizado se reduce al siguiente esquema:
245 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Partiendo de una situación en la cual el stock es igual al qe (punto a), se consume hasta q = 0 (punto b). En este momento se realiza el reaprovisionamiento instantáneo de una cantidad qe y el stock se eleva hasta C, para volver a repetir el ciclo n veces. Pero en realidad influyen sobre el esquema dos factores: 1) Demora de reaprovisionamiento 2) Consumo distinto del previsto La demora de reaprovisionamiento x puede subdividirse en tres etapas:
•
Tiempo que transcurre entre que se detecta la necesidad de efectuar la reposición hasta que el pedido llega al proveedor
•
Tiempo que media desde que el proveedor recibe la orden de compra hasta que entrega el material
•
Tiempo que transcurre desde que el proveedor entrega el material hasta que llega a deposito
Como el aprovisionamiento no es instantáneo se genera el problema que ocasiona la ruptura del stock. El diagrama real de stock toma la siguiente forma:
En la figura citada se aprecia que el stock se ha incrementado en una cantidad Sp llamada “stock de protección”, que tiene por objeto absorber las variaciones producidas por el segundo factor. Cuando el stock cae por abajo del punto x se realiza un nuevo pedido, transcurre un tiempo t1, es este el tiempo que se tiene calculado para realizar el aprovisionamiento, entonces cuando el stock llegaría a cero, tendremos en ese momento un nuevo aprovisionamiento, este proceso se repite en forma consecutiva, debido a la existencia del stock de seguridad.
Determinación del stock de protección o de seguridad Es conveniente calcular este stock en función de algún parámetro que permita asignar diversos valores a distintos ítems en función de su importancia. El stock de protección es un seguro para cubrir imprevistos y su importancia debe estar de acuerdo con la del ítem. 246 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
La fórmula para determinar el stock es la siguiente:
S p = H c* d Donde:
H: factor que depende del riesgo que se asume y es función de:
•
Costo de paralización de líneas
•
Eficiencia de la inspección
•
Calidad final del producto
•
Comportamiento del proveedor
•
Agotamientos admitidos, etc.
c: consumo diario d: demora de reaprovisionamiento Tabla de valores de H Riesgo que se asume en % 50 45 40 35 30 25 20 15 10 9 8 7 6 5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.82 0.62 0.35 0.13 0.10 0.07 0.03 0.02 0.0072 0.0032 0.0003
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Valor del Factor H 0 0.13 0.26 0.39 0.53 0.68 0.85 1.04 1.29 1.35 1.41 1.48 1.56 1.65 1.76 1.82 1.89 1.96 2.08 2.17 2.33 2.40 2.50 2.70 3.00 3.10 3.20 3.40 3.60 3.8 4.00 4.50
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
El factor H depende también de las frecuencias de pedidos, lo cual permite construir otra tabla que suministra valores de H al igual que la anterior, pero trabajando con dichas frecuencias de compra, evitando así determinar el riesgo en forma arbitraria. Para ello es necesario fijar la orientación de la empresa en cuanto a lo que de agotamientos permitidos se refiere. Una política aplicada a artículos muy importantes o críticos y cuya carencia ocasionaría grandes perjuicios como parada de línea, pérdida de clientes, etc.
5.8.5. Diagrama ABC El diagrama ABC es una representación gráfica de un hecho, es una relación entre la cantidad de artículos que componen un inventario, con su consumo anual y su costo unitario y permite determinar cuáles son los artículos verdaderamente representativos en función de la inversión total a efectuar.
Construcción del diagrama ABC Los elementos necesarios para su construcción son:
•
Lista de todos los artículos que se consumen.
•
Precio unitario de adquisición de cada ítem.
•
Demanda anual de cada ítem. Esta estimación pueda llevarse a cabo partiendo de los consumos anteriores o en base a la producción o venta estimada para el corriente año en base a datos estadísticos oficiales.
•
Monto total del capital invertido anualmente.
Determinación de los consumos o demandas anuales valorizadas, se obtiene multiplicando el precio de cada ítem por su demanda anual. Listado según orden decreciente, colocando en primer lugar el artículo cuya demanda actual valorizada (producto de b * D) sea máxima. Se continúa con el elemento que le sigue, según este criterio, y se suma al valor anterior, obteniendo la suma acumulada, hasta llegar al artículo de menor demanda anual valorizada, la suma deberá ser, para ese artículo igual al monto total invertido. Determinación de las zonas ABC, se considera que en general el 85% del monto invertido está controlado aproximadamente por el 10 o el 15 % de los ítems del inventario. De modo que controlando el 15 % de los artículos, se puede apreciar el correcto desembolso de aproximadamente el 85 % del monto total. Los ítems que caen dentro de esta categoría son llamados “ítems de clase A”. Si se prosigue el análisis y se calcula el 90 % del monto invertido se comprobará que sólo el 25 % de los artículos del inventario son responsables de él. Estos son los “ítems de la clase B”. Queda un 10 % del monto invertido, y esta pequeña parte está manejada por el 75 % de los ítems. Estos son los llamados “ítems de clase C”.
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Gestion de Mantenimiento
Dibujo de curva ABC Se dibuja empleando un par de ejes coordenados, cuyas unidades son: cantidad o porcentaje de ítems y monto o porcentaje de monto.
Ejemplo de aplicación: Como ejemplo y a modo orientativo, se muestra una propuesta de Gestión de Mantenimiento para la planta ABC S.R.L (La empresa a la cual se le realizo este trabajo es real, pero no quiso ser individualizada por lo que se uso el nombre de fantasía ABC S.R.L). 5Gestión
de Mantenimiento para la planta industrial ABC S.R.L
Marco Teórico Efectuar mantenimiento como muchos interpretan, (incluyendo a la empresa en estudio) no es reparar el equipo tan pronto como sea posible después de ocurrida la falla o avería, sino que su significado debe orientarse a mantener el equipo en operación asegurando los niveles de producción, calidad y seguridad exigidos.
5
Este es parte del trabajo realizado por los alumnos de Ingeniería Industrial de la UTN Facultad Regional Córdoba, Agustin Dalmasso y Federico De Cellis. El mismo se realizó como presentación final de la materia Mantenimiento Industrial dictada por el autor de esta obra. 249 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Otra forma de analizar el concepto es que mantenimiento no debe enfocarse a reparar de la manera más eficiente, sino que su prioridad debe ser la de prevenir fallas, y así reducir las paradas imprevistas que generan altos costos para cualquier organización. Todos los directivos deben asimilar que el mantenimiento no comienza cuando una máquina, equipo o instalación falla, ni aún cuando éstos son nuevos y llegan a la planta, sino que debe considerarse como una etapa más de un proyecto que está comenzando y que se plasmará cuando éste empiece a ejecutarse. Lamentablemente, los directivos de ABC SRL nunca han considerado e interpretado éstos conceptos, pero se está convencido de que nunca es tarde para comenzar.
La Importancia de Gestionar el Mantenimiento No gestionar un sistema conlleva al fracaso y el mantenimiento no es la excepción a tal situación. Es por ello que la empresa debe adoptar y aplicar prácticas gerenciales sistemáticas e integrales que busquen el mejoramiento constante de los resultados, utilizando todos los recursos disponibles al menor costo. Se considera imprescindible también para el buen funcionamiento de cualquier sistema de gestión de mantenimiento tener el apoyo incondicional de todas las áreas que intervienen el la organización, y en especial de la alta dirección o gerencia, sin ella resulta muy difícil lograr óptimos resultados. Existen evidencias de la importancia que toma este aspecto, se ha constatado de que una organización con una plantilla de personal de mantenimiento superior a otra no puede obtener los mismos resultados que la última por no contar con la adhesión y el consentimiento de los directivos. Es por ello que los directivos de ABC SRL deben tomar conciencia de la importancia y atención que merece la gestión del mantenimiento.
Propósito y Finalidad del Mantenimiento Indudablemente el mantenimiento es el medio que tiene toda empresa para conservar en funcionamiento con eficiencia y eficacia sus activos. Esta idea debe ser complementada con el contexto actual en que se encuentran las organizaciones en donde las amenazas por los competidores en un mundo global son cada vez más, es por ello que se debe alcanzar altos valores de producción, calidad y requerimientos de entregas a tiempo. Es justamente aquí donde radica la importancia del mantenimiento, juega el papel de una variable más que compite en el mercado.
1- Introducción 1.1 Fundamentación En la actualidad existe una imperiosa necesidad de lograr la excelencia y calidad de los procesos productivos de las empresas que conviven en el medio. Debido a esto, se planteará en este Trabajo Final de Mantenimiento una solución a los problemas que afectan de manera cotidiana el desenvolvimiento de una empresa con las siguientes características:
250 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
•
La producción se basa en la venta de ingeniería, esto se refiere a que se compone de calibres de medición específicos, piezas particulares, matrices, etc.
•
El único mantenimiento que se realiza es el correctivo, sin una estructura definida que proponga soluciones rápidas y eficientes.
•
No existe sistema de recolección de información del mantenimiento del sistema productivo.
•
Debido a los productos producidos se requiere de máquinas con un alto grado de exactitud en el tiempo.
1.2 Planteo del Problema ¿Como se podría lograr mantener los equipos e instalaciones, para lograr entregar los productos a los clientes en tiempo y forma con su respectivo nivel de calidad? 1.3 Objetivo General Desarrollar un sistema integral de Mantenimiento capaz de organizar todo el trabajo dentro de la planta, de manera de poder cumplir con la entrega de los proyectos en tiempo y forma. 1.4 Objetivos Específicos
• Relevar y documentar toda la información del parque de máquinas y equipos de la empresa. • Generar un Departamento de Mantenimiento. • Proponer un sistema de almacenamiento y tratamiento de la información. • Generar un proceso documentado de actuación frente a una avería o necesidad de trabajo predeterminada. • Desarrollar un plan de Mantenimiento Preventivo. • Controlar y estimar los gastos producidos por el Departamento de Mantenimiento. • Análisis de efecto económico del trabajo realizado. 2- Desarrollo 2.1 Creación y Organización del Departamento de Mantenimiento La estructura formal u organigrama de ABC SRL no posee un departamento o área de mantenimiento. Todas las tareas inherentes a mantener los bienes de la empresa las lleva a cabo el departamento de producción, cuyas actividades no exceden de mantenimiento correctivo o también denominado de emergencia. Como primera medida para comenzar a gestionar la actividad de mantenimiento dentro de la organización se propone disponer de una nueva área que atienda las necesidades del tema en cuestión.
251 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
El gerente general será el encargado de denominar al responsable del departamento, y éste último determinará el personal de apoyo, en función de las actividades y tareas requeridas que demandará el sistema. Es común que dentro de la gestión de mantenimiento se incluyan, además de todas las actividades tendientes a asegurar la disponibilidad máxima de los equipos cumplimentando los niveles de producción, calidad y seguridad, la atención de los servicios de la empresa. Como tales se entienden los servicios para disponer de la energía eléctrica, agua, gas, vapor, aire comprimido, efluentes, etc. También puede considerarse al mantenimiento como el responsable de las tareas de limpieza e higiene de la planta. En consecuencia, la organización del mantenimiento deberá contemplar la totalidad de actividades bajo su responsabilidad buscando su desempeño eficiente y eficaz. Paralelamente debe tenerse presente que dentro del amplio espectro de funciones de mantenimiento coexistirán elementos de gestión (supervisión y control) y operativos. Al diseñar la estructura organizativa de mantenimiento se considera:
•
Responsabilidad, autoridad y rol de cada persona involucrada en el área.
•
Establecer las relaciones entre ellas.
•
Asegurar que los objetivos de mantenimiento han sido interpretados y entendidos por todos.
•
Establecer sistemas de coordinación y comunicación entre las personas.
Organigrama tentativo del área mantenimiento Gerente de Mantenimiento
Staff Gerencial Staff Producción
Planificación y Control de Mantenimiento
Mantenimiento en Planta
Gestión de Stock
Servicios
Mantenimiento Edilicio y Limpieza
Cabe destacar que la cantidad de personas involucradas en las distintas actividades serán calculadas a partir de variables técnicas, como por ejemplo los tiempos necesarios para efectuar mantenimiento preventivo a los equipos, complejidad de las operaciones, etc. La política del departamento mantenimiento es:
252 – Universitas
Gestion de Mantenimiento
“Lograr el máximo nivel de productividad de las máquinas, equipos e instalaciones asegurando los estándares de calidad de los productos y seguridad para las personas optimizando los costos de mantenimiento y el consumos de energías”. Actividades y responsabilidades de la gerencia de mantenimiento
• Dar la máxima seguridad para evitar paros no programados en la producción. • Mantener los equipos en su máxima eficiencia de operación y producción. • Reducir al mínimo los tiempos de paro. • Reducir al mínimo los costos de mantenimiento. • Investigar las causas y proponer soluciones en paros no programados. • Planear y coordinar la distribución del trabajo acorde con la fuerza laboral disponible. • Preparar anualmente un presupuesto de mantenimiento con su adecuada justificación. • Establecer políticas de capacitación y rutinas de inspección en cuanto a seguridad contra incendios. Objetivos y funciones a cumplimentar
•
Llevar a cabo una inspección sistemática de todas las instalaciones, máquinas y equipos con intervalos de control preestablecidos para detectar oportunamente cualquier anomalía, generando y manteniendo los registros adecuados.
•
Mantener permanentemente las máquinas, equipos e instalaciones en su mejor estado posible para evitar paradas no programadas, ya que incrementan los costos de producción.
•
Efectuar las reparaciones de emergencia en periodos de tiempo reducidos, empleando métodos previamente analizados.
•
Desarrollar los programas de mantenimiento preventivo.
•
Prolongar la vida útil de las máquinas, equipos e instalaciones al máximo.
•
Sugerir y proyectar mejoras en las máquinas y equipos para disminuir los posibles daños y roturas.
•
Generar y distribuir los servicios imprescindibles para la empresa, como son la electricidad, aire comprimido, agua, gas, etc.
•
Seleccionar, capacitar y entrenar al personal de mantenimiento.
•
Controlar el costo directo de mantenimiento mediante el uso eficiente del tiempo, materiales y recursos humanos.
253 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Objetivos y funciones complementarias
•
Asesorar y proporcionar criterios en la adquisición de nuevos equipos.
•
Gestionar los pedidos de repuestos, herramientas e insumos necesarios para el área.
•
Controlar los niveles óptimos de inventarios (repuestos e insumos).
Estructura propuesta para el departamento de Mantenimiento Características a tener en cuenta:
•
La persona responsable de dirigir el nuevo departamento de mantenimiento será el actual responsable de calidad, realizando ambas tareas a la vez.
•
En base a los cálculos realizados del presente trabajo se estimo que la cantidad de horas anuales requeridas para las tareas de manteniendo serán 649, por tal motivo se contratará un solo operario.
•
Las tareas de mantenimiento se llevarán a cabo en los horarios que se coordinen entre producción y mantenimiento, con el fin de no tener máquinas o equipos parados por mantenimiento durante el turno de producción.
•
Las tareas de limpieza de instalaciones y reparaciones de las mismas, estarán a cargo de la persona que las realizaba antes.
•
Las tareas que requieran especialistas se contratarán a terceros.
Organigrama del departamento de Mantenimiento Gerente de Mantenimiento
Staff Gerencial Staff Producción
Planificación y Control de Mantenimiento
Mantenimiento en Planta
Servicios de terceros
254 – Universitas
Mantenimiento Edilicio y Limpieza
Gestion de Mantenimiento
2.2 Tratamiento de la Información Debido a que la empresa ABC SRL no posee ningún tipo o metodología para registrar información inherente a mantenimiento se propone un procedimiento para la obtención y tratamiento de la información que generará la nueva gestión de mantenimiento. Dentro del departamento se deberá archivar toda la información concerniente a la gestión, a las máquinas o equipos e instalaciones en carpetas de manera individual. Cada carpeta en su frente poseerá un rótulo indicativo.
Informaciones de Máquinas Toda esta información estará almacenada en una carpeta en donde se adjuntarán los siguientes documentos
Registro de máquina Este deberá contener datos como por ejemplo nombre de la máquina, número interno y modelo, origen, información del fabricante y proveedor de repuestos con su respectivos medios de comunicación, elementos a cambiar, antigüedad de la misma, componentes mecánicos, eléctricos, de seguridad, etc. En el anexo se encuentran todos los registros de las máquinas que componen el parque productivo de la empresa.
Nota: Los manuales técnicos deberán estar debidamente archivados y a disposición. Historial de Mantenimiento Este deberá contener el número de orden, las fechas de solicitud y ejecución, la descripción de la tarea, el sistema revisado o fallado, las acciones preventivas o correctivas tomadas y las horas hombre utilizadas. A continuación se muestra el formato del formulario
Informaciones de Instalaciones En una carpeta se archivarán todos los documentos relacionados a instalaciones y servicios para facilitar información rápida cuando se requieran reparaciones o modificaciones por ejemplo en servicios de electricidad, aire comprimido, agua, etc. De no contar la empresa con algunos de estos documentos se deberán relevar y anexar a dicha carpeta
Documentos de Gestión Toda esta información estará almacenada en una carpeta en donde se adjuntarán los siguientes documentos:
Pedido de Trabajo Este formulario deberá contener datos como la máquina o equipo a tratar con su respectivo código, la fecha en que se solicita, el grado de prioridad de la ejecución de la tarea, la descripción de la falla y el personal que lo solicita. Éste último, en conjunto con el jefe de producción podrán proponer sugerencias para llevar adelante la reparación colaborando a la efectividad y la eficacia de la intervención.
255 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Orden de Trabajo Una vez recibido y gestionado el formulario pedido de trabajo el departamento deberá lanzar la orden de trabajo para realizar las intervenciones cuando lo considere oportuno. Estas ordenes contendrán el número, fecha de egreso e ingreso, la máquina, equipo o instalación a reparar, el tipo de mantenimiento, la descripción de la tarea a realizar y el elemento a reparar o recambiar, por otro lado, el operario designado para la reparación deberá anexar datos como el tiempo empleado, las posibles reparaciones o intervenciones adicionales que pudieran surgir y el posible origen de la falla si éste se desconoce.
Nota: Las órdenes de trabajo una vez ejecutadas en su totalidad serán eliminadas, si no ocurriera así se colocarán en una carpeta con el rótulo “Pendientes”. Orden de Compra Contendrá datos sobre el elemento solicitado, como su nombre, su material componente básico, la cantidad requerida, características del mismo y datos del proveedor. La gestión del mismo es responsabilidad del departamento de mantenimiento.
Registro Gasto de Mantenimiento El departamento de mantenimiento tendrá la facultad de gestionar las compras de los elementos que considere necesarios para llevar adelante la actividad, pero no será su responsabilidad la de efectivizar los pagos, sino que correrán por cuenta del departamento de compras, quienes también acordarán condiciones y plazos. En primera instancia una vez ingresadas a la planta las facturas de repuestos e insumos deberán circular por el departamento de mantenimiento para gestionar los gastos ocasionados y luego circular al área que gestione la información contable de la empresa.
En el registro de gastos de mantenimiento también se discriminará en gastos ocasionados por el mantenimiento correctivo o por el mantenimiento preventivo, la misma metodología se aplica para la utilización de recursos humanos, discriminándola en personal interno o contratado. Estos documentos serán de utilidad para la gestión de mantenimiento ya que brindan toda la información técnica necesaria para programar actividades como pueden ser el mantenimiento preventivo o la gestión de stock, administrar y encontrar estadísticas de gastos, además los registros de mantenimiento posibilitarán futuros análisis de las fallas ocurridas y la toma de decisiones pertinentes a cada caso.
256 – Universitas
ABC S.R.L
PEDIDO DE TRABAJO
Máquina Equipo o Instalación
Número
Fecha
Prioridad
Personal que lo solicita
Descripción
Urgente
Normal
Sugerencia para la Reparación
Confecciono:
Fecha:
Aprobó:
Fecha:
Confecciono: de Celis, Federico Diciembre 2004 Dalmasso Agustin
257 – Universitas
Código: 1
ORDEN DE TRABAJO Fecha Máquina Tipo Orden Nº Equipo Operario de Instalación Mant. Salida Entrada
Descripción de la tarea a realizar
Confecciono: F. de Celis, A. Dalmasso Código:
Elemento a cambiado o reparar
Origen de la Falla
Reparaciones o controles adicionales
Horas Hombre Usadas
F M 02
258 – Universitas
ABC SRL Orden de Trabajo
Confecciono:
REGISTRO DE GASTOS DE MANTENIMIENTO Repuesto/Insumos Costo Adquiridos
Horas Hombre Utilizadas/Servicios Costo Fecha Contratados
Aprobó:
Fecha: Fecha: Confecciono: F. de Celis; A. Dalmasso
259 – Universitas
AÑO Costo Total MP
MC
Costo Total Diciembre 2004 Código: R M 01
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
ABC SRL ORDEN DE COMPRA
Fecha: .../..../....
Tel/fax: 0351-4656727 Elemento
Material
Cantidad
Características
Confecciono: de Celis, Federico Aprobó: Dalmasso Agustin Fecha: ..../..../...
Fecha:..../...../.....
Proveedor
Fecha Entrega:
de
..../...../.... Cod: F M 03
260 – Universitas
Gestión de Mantenimiento
5.3 Codificación de la Información Siempre que se hable de codificación, es conveniente referirse a clasificación y codificación, debido a que no hay una codificación si una previa clasificación.
“Clasificar es ordenar o disponer por clases, y codificar significa transformar una información en una serie de signos gráficos según reglas que permiten formular y comprender el mensaje”. El objetivo que se desea alcanzar con esta codificación, es lograr organizar y simplificar el tratamiento de la información que genera el departamento de mantenimiento. A su vez la misma estructura podrá emplearse para los departamentos restantes de la organización.
Formato y manera de aplicar Este código se aplicará documentos, registros, formularios o procedimientos, el mismo dependerá de que componente se trate de codificar. Formato 0 0
1
2
3
Tipo de Información Este atributo se compone de un dígito alfabético que indica el tipo de información tratada.
Código
Tipo
D
Documento
R
Registro
F
Formulario
P
Procedimiento
261 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Área o Departamento Este atributo indica el área que emite el documento.
Código
Departamento
G
Gerencia
M
Mantenimiento
P
Producción
Q
Calidad
A
Administración
C
Compras
Numeración de Documentos Este tercer atributo estará referido a los dos atributos anteriores e indicará el nombre específico del documento. Codificación de la Documentación del Departamento de Mantenimiento
Código
Referencia
D M 01
Calendario de Mantenimiento Preventivo
D M 02
Documento de Mantenimiento Preventivo
F M 01
Pedido de Trabajo
F M 02
Orden de Trabajo
F M 03
Orden de Compra
R M 01
Control de Gastos
R M 02
Historial de Mantenimiento
R M 03
Registro de Máquinas
262 – Universitas
Gestión de Mantenimiento
5.4 Procedimiento para el pedido de Trabajo de Mantenimiento Debido a que en la actualidad no existe ninguna metodología o secuencia prevista de trabajo ante la aparición de una avería o desperfecto se propondrá un procedimiento operativo con el fin de organizar y optimizar la función de mantenimiento.
Secuencia 1. El primer paso a realizar ante la necesidad de que el área de mantenimiento efectúe sobre las máquinas, equipos o instalaciones una intervención es el “pedido de trabajo”, este pedido puede ser realizado por el operario, el jefe de producción o por el departamento de mantenimiento dependiendo de la naturaleza del trabajo a realizar. Esta actividad se efectivizará mediante el formulario F M 01 2. Determinación de la urgencia de la falla o avería:
Urgente Toma este carácter cuando la máquina, equipo o instalación requiere de una intervención inmediata para solucionar el inconveniente que posee. Tal relevancia responde a las siguientes características.
• Fuera de Servicio: la máquina, equipo o instalación sufre una avería que imposibilita su funcionamiento. • Fuera de Tolerancia de Calidad: es cuando la máquina o equipo está trabajando con una tolerancia por encima del nivel máximo de error permitido, según referencias del equipo. • Atenta a la Seguridad del Personal: aquí la máquina, equipo o instalación debido a la avería sufrida presenta un riesgo a la seguridad física del personal. • Daño Colateral a la Máquina, Equipo o Instalación: el efecto de la falla producida puede dañar aún más la integridad de estos. La determinación de la urgencia de la avería será designada bajo el criterio del jefe de producción, o en su defecto por el departamento de mantenimiento. Para el caso de las averías tipo “urgente” se deberá emitir directamente la orden de trabajo. Esta actividad se efectivizará mediante el formulario F M 02
No Urgente Esta característica es considerada cuando la máquina, equipo o instalación puede seguir funcionando sin afectar o poner en riesgo los parámetros antes nombrados, pero que en el corto lapso de tiempo requerirán del análisis y decisión del departamento de mantenimiento para subsanar la desviación en el tiempo considerado oportuno. A modo de ejemplo se citan situaciones que representan a estos acontecimientos, como puede ser la pérdida de aceite de un reten, una correa desflecada o el zumbido de un bolillero.
263 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
El pedido de trabajo con esta propiedad debe ser analizado por el departamento para corroborar si el mismo está programado o no. De aquí surgen dos alternativas:
• Esta Programado: es la situación en la que está considerado el “mantenimiento preventivo” de la máquina, equipo o instalación. Lo que prosigue es la revisión de la programación de trabajo preventivo dispuesta, su respectiva gestión de stock y la ejecución de la actividad propuesta por el programa cuando el gerente lo considere oportuno. Un ejemplo característico sería el caso de una detección de perdida de nivel de aceite, en donde está contemplada la revisión en el plan de lubricación.
• No Esta Programado: si se verifica que no existe la programación de la actividad se debe confeccionar la orden de trabajo. 3. Una vez confeccionadas las órdenes de trabajo por cualquiera de las dos modalidades anteriormente descriptas se efectuará la designación de materiales, insumos, herramientas y operarios. Cabe destacar que los operarios designados pueden ser internos a la estructura de mantenimiento o externos, o sea servicios contratados. Toda esta gestión será realizada por el departamento de mantenimiento, en consultoría con el jefe de producción siendo éste el encargado de asesorar en materia de mano de obra. 4. Ejecutada la tarea se deberá controlar si la misma se realizó dentro de lo establecido por el departamento. Si no resultara así se deberá volver a replantear y ejecutar la actividad. Caso contrario se continúa con el procedimiento. 5. Asignación de Gastos: cuando se haya verificado que la tarea se ejecutó de manera correcta se deben detallar y dejar por escrito todos los gastos ocasionados. Para ello se completará el formulario R M 01 con los elementos reemplazados, las horas hombres utilizadas y las horas perdidas de producción si las hubiera. 6. Como última etapa se debe llenar el registro R M 02 con datos de actuaciones de mantenimiento, como ser la reparación realizada, quien la efectuó, los elementos reemplazados y la fecha en que se llevó a cabo el trabajo.
5.5 Mantenimiento Preventivo Una de las propuestas más fuertes para lograr un optimo funcionamiento a través del tiempo del sistema productivo en la empresa, es lograr implementar un plan de mantenimiento preventivo a fin de lograr elevar la mantenibilidad y fiabilidad de las máquinas, equipos e instalaciones. Mediante el estudio que se llevo a cabo de los manuales de las máquinas y equipos, y con la información recavada en la planta sobre las operaciones a realizar a cada equipo para lograr su mantenimiento, se confeccionó un plan de mantenimiento preventivo que se explica a continuación.
Plan de Mantenimiento Preventivo Este plan esta compuesto por un calendario de cambio de elementos de las máquinas y equipos, dentro de estos elementos podemos nombrar correas, bolilleros, aceite y filtros, etc. Además incluirá un registro de control por equipo que poseerá elementos a controlar, secuencia de control y quien será el encargado de efectuarlo.
264 – Universitas
Gestión de Mantenimiento
Calendarios de Mantenimiento Preventivo Este calendario esta confeccionado en una planilla donde se incluyen todas las máquinas y equipos que componen el parque productivo de la industria. Dentro de el mismo se colocará para cada máquina todos los elementos que se le deberán remplazar y controlar durante todo el año, la escala temporaria que posee el mismo, es de tipo semanal y tiene extensión de un año. Por medio de esta herramienta se podrá estimar tiempo de parada para efectuar el mantenimiento, calcular costos y principalmente servirá de tablero guía de las operaciones a efectuar. Las tareas que hayan sido efectuadas se colocará un tilde con negro una vez que sean efectuadas y uno con rojo cuando no se hayan podido efectuar en término.
Tareas de Mantenimiento Preventivo Estas tareas son el sustento del calendario de mantenimiento preventivo, las mismas estarán vinculadas por medio de hipervínculo en forma de documento al calendario de mantenimiento. Este documento contienen los siguientes ítems:
• Tarea: Este ítem indica la tarea a realizar. Dentro del mismo y a modo de ejemplo se puede colocar controlar los niveles de aceite, los tableros eléctricos, lubricar mecanismos, etc. •
Frecuencia: Aquí se indica cada cuanto tiempo se debe efectuar la tarea.
•
Responsable: En este ítem se coloca quien es responsable de llevar a cabo la tarea.
• Repuesto o insumo a Cambiar: En este documento existe una columna que indica el elemento a cambiar y la cantidad, por ejemplo si fuera un rodamiento se indica su numeración, para el caso de aceite su tipo. • Cantidad: Aquí se deberá colocar la cantidad, para el caso de componentes, es por unidad y para el caso de aceite por ejemplo cantidad de litros.
265 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
MÁQUINA: CNC Referencia Calendario
N°:
TAREA
Frec.
Resp.
Me-1
Cambio Tornillo de Bancada
2A
Esp
Me-2
Cambio Resortes Sujeción Herramientas
2A
Op
C
Control Precisión Tornillo Bancada
Sm
Op
Al
Limpieza Filtro de Aire
M
Op
Le-1
Lubricación del Imán
Bm
Op
Er
Sevice Escobillas Motor
Sm
Esp
Mb-1
Cambio Rodamiento Husillo
18 M
L
Cambio Aceite Refrigeración y Filtro
Ec
Repuesto/Insumo
9 Cantidad
2
SAE 30
1lts
Op
33050 UR
2
Sm
Op
HOCUT 726
9 lt
Limpieza Tablero y Revisión Eléctrica
A
Esp
Cambio Arandelas Husillo
2A
Op
Me-3
8
REFERENCIAS Frec: Frecuencia emestral Resp: Responsable Bimestral
S: Semanal
A: Anual
Op: Operario Confecciono: F. de Celis ; A. Dalmasso
M: Mensual
D: Diario
Bm:
Esp: Especialista Código:
266 – Universitas
Sm:
D M 02
Gestión de Mantenimiento
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
MÁQUINA: ELECTRO EROSIÓN
N°:
22
Repuesto/Insumo
Cantidad
Referencia Calendario
TAREA
Frec.
Resp.
Ft
Análisis de Fugas Hidricas
M
Op
Fl
Limpieza de Filtro
M
Op
J 40
Fc
Cambio Filtro y Ref Dieléctrico
3M
Op
J 40
Me
Revisión Bomba Presión
Sm
Op
C
Control de Sensores
Sm
Esp
Ft-1
Limpieza Tanque de trabajo
M
Op
Ft-2
Limpieza Tanque de fluido
M
Op
1
REFERENCIAS Frec: Frecuencia Semestral Resp: Responsable Bimestral
S: Semanal
A: Anual
Op: Operario Confecciono: F. de Celis ; A. Dalmasso
M: Mensual
D: Diario
Bm:
Esp: Especialista Código:
267 – Universitas
Sm:
D M 02
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
MÁQUINA: FRESADORA FIRST
N°:
26 Cantidad
Referencia Calendario
TAREA
Frec.
Resp.
Repuesto/Insumo
Ll
Limpieza y Lubricación Movimientos
S
Op
SAE 68
Lv
Control de Aceite SAE40
M
Op
L
Cambio Aceite y Filtro
A
Op
SAE 40
6 Lts
Mr
Cambio de correas
A
Op
A 050 BR
3
Ec
Revisión de comp Eléctricos y Servos
A
Esp
Lr
Revisión de Componentes Hidráulicos
A
Op
Mb
Cambio Rodamientos Cabezal
18 M
Op
32-005/007
2
Ft
Limpieza Liquido Refrigerante
Bm
Op
REFERENCIAS Frec: Frecuencia Semestral Resp: Responsable Bimestral
S: Semanal
A: Anual
Op: Operario Confecciono: F. de Celis ; A. Dalmasso
M: Mensual
D: Diario
Bm:
Esp: Especialista Código:
268 – Universitas
Sm:
D M 02
Gestión de Mantenimiento
5.6 Cálculos de Costos Mantenimiento correctivo Para realizar el costo se tuvieron en cuenta las siguientes pautas:
• La fórmula de cálculo empleada se detalla en el marco teórico. • El cálculo se efectúa en base a las intervenciones realizadas a las máquinas y equipos durante el año 2004.
• Las intervenciones realizadas a la máquinas y equipos se detallan en el “anexo intervenciones”, donde se coloca: 1. El tipo. 2. La fecha en que fue llevada a cabo. 3. El elemento o repuesto cambiado. 4. El tiempo que la máquina estuvo parada sin producir. 5. El tiempo que se tardó en reparar la máquina o equipo. 6. Quien lo llevó a cabo.
•
El costo de los elementos cambiados e insumos utilizados se encuentra en el próximo punto (cálculo de costos de mantenimiento preventivo).
•
Para el cálculo del costo de tratamiento del repuesto “CSR”, se estimó que es del 10 % del precio del repuesto.
•
El costo de oportunidad “CO” es de 30 % del costo de hora máquina interno de planta.
El siguiente es un ejemplo de cálculo de costo correctivo para un centro de mecanizado CNC en función de las intervenciones realizadas durante un año.
269 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Cnc Intervenciones
Tipo de Costos 1
CDMC MODM
2
3
4
Total por máquina
618,00 1564,50 75,50 45,50 2303,50 0,00
0,00
45,50 45,50
91,00
CR
418,00 49,50
0,00
0,00
467,50
Cre
380,00 45,00
0,00
0,00
425,00
CSR
38,00
0,00
0,00
42,50
CMT
180,00 1500,00 0,00
CM
20,00
4,50
0,00 1680,00
15,00 30,00
65,00 0,00
CH CLC
896,00 1920,00 384,00 256,00 3456,00
CO
672,00 1440,00 288,00 192,00 2592,00 0,00
CI CDRP
224,00 480,00 96,00 64,00 864,00
CTMC
1514,003484,50 459,50 301,50 5759,50
Costo de Hora Hombre Interno
0,00
0,00
6,50
6,50
Costo de Hora 30,00 Hombre Externo
30,00
0,00
0,00
Carga Sociales 0,75
0,75
0,75
0,75
Cantidad de Horas de Trabajo sobre Máquina
50,00
4,00
4,00
Cantidad de Horas de paro 28,00 de Máquina
60,00 12,00
8,00
Costo de Hora Trabajo de la 80,00 Máquina
80,00 80,00 80,00
6,00
270 – Universitas
Gestión de Mantenimiento
Mantenimiento Preventivo Para realizar el costo se tuvieron en cuenta las siguientes pautas:
•
Las intervenciones se planifican para el año 2005.
•
El cálculo se efectúa en base a las intervenciones de mantenimiento preventivo especificadas en el calendario.
•
Para el cálculo del costo de tratamiento del repuesto “CSR”, se estimó que es del 5 % del precio del repuesto.
•
El de costo de mantenimiento correctivo se estimó en un 10 % del que se erogó en el 2004, debido a las características del parque de máquinas.
El siguiente es un ejemplo de cálculo de costo de mantenimiento preventivo para un centro de mecanizado CNC en función de las intervenciones preventivas que serán realizadas durante un año.
271 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Cnc Intervenciones
Tipo de Costos 1
2
3
4
5
6
7
8
9
Total por máquina
CDPM
612,38 98,00 22,75 68,25 40,13 120,00 881,25 95,68 60,00 1998,43
MOMP
56,88 45,50 22,75 68,25 34,13
0,00
CR
535,50 52,50
0,00
0,00
0,00
0,00 798,00 23,10
0,00 1409,10
Cre
510,00 50,00
0,00
0,00
0,00
0,00 760,00 22,00
0,00 1342,00
CSR
25,50
2,50
0,00
0,00
0,00
0,00
38,00
1,10
0,00
CMT
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00 120,00 0,00
0,00
60,00 180,00
CM
20,00
15,00 61,20
102,20
6,00
68,25 11,38
0,00
307,13
67,10
CH
0,00
CMC
575,95
CTMP
2574,38
Costo de Hora Hombre Interno
6,50
6,50
6,50
6,50
6,50
Costo de Hora Hombre Externo
6,50
6,50
30,00
30,00
Carga Sociales
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
Cantidad de Horas de Trabajo sobre Máquina
5,00
4,00
1,00
0,50
0,50
2,00
6,00
0,50
2,00
Cantidad de Intervenciones
1
1
2
12
6
2
1
2
1
272 – Universitas
Gestión de Mantenimiento
5.7 Análisis de Efecto Económico Costo de Mantenimiento Correctivo A continuación se presenta un gráfico con los componentes sobresalientes del costo de mantenimiento correctivo.
Costo Total de Mantenimiento Correctivo
Costo Directo de Mantenimiento Correctivo
44%
Costo Por Lucro Cesante
56%
Se puede observar que el gasto más influyente en el mantenimiento correctivo llevado a cabo en el año 2004 es el producido por el lucro cesante, e aquí que uno de los principales objetivos del presente trabajo fue realizar un plan de mantenimiento preventivo para poder reducir este tipo de gasto ya que es el que se produce por producción parada y perdida de materiales. Costo Mantenimiento Preventivo
Costo Total de Mantenimiento Preventivo
14%
Costo Directo de Mantenimiento Preventivo
86%
Costo de Mantenimiento Correctivo
Como se aprecia el costo total de mantenimiento preventivo tiene dos componentes principales, el costo directo de mantenimiento preventivo y un porcentaje de mantenimiento correctivo, éste se consideró ya que por mejor gestión de mantenimiento preventivo que se lleve adelante siempre coexistirán con ella intervenciones correctivas o de emergencia. El 14% ($2090) de costo de mantenimiento correctivo dentro del costo total de mantenimiento preventivo representa al 10% del costo total de mantenimiento correctivo que se efectuó en el 2004.
273 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Por lo tanto el lucro cesante considerado en el mantenimiento preventivo es de $1170, contra los $10852 que ocasionó el mantenimiento correctivo.
Comparación entre Mantenimientos
20000 15000 10000 5000 0 Serie1
Mantenimiento Correctivo
Mantenimiento Prenventivo
Beneficio
19234,2
14968,25
4265,95
Concluyendo con el análisis económico se encuentra que la diferencia entre aplicar mantenimiento correctivo o preventivo es de $ 4266, representando un ahorro porcentual del 22,18%. Si bien el resultado del trabajo es positivo se contempla que la brecha entre aplicar mantenimiento correctivo o preventivo debe ser mayor, ya que el jefe de producción aseguró que no todas las intervenciones del año 2004 habían sido registradas, motivo por el cual no fueron incorporadas al trabajo. Además tampoco se consideraron otros valores de carácter “intangibles”, que apoyan la política de mantenimiento preventivo, como pueden ser: -
Mayor vida útil de las máquinas o equipos
-
Satisfacción del cliente por entregas en tiempo y forma
6- Conclusión Luego de haber culminado el presente trabajo práctico hemos reafirmado nuestras ideas originales al momento de comenzarlo: “gestionar adecuadamente el mantenimiento preventivo en una organización con características como la estudiada y que no lo aplica indudablemente tiene que incumbir en beneficios para ésta”. Otro aspecto que queremos destacar como “muy productivo” es el contacto y la visión que adquirimos de una típica Pyme Cordobesa, concordando en que todavía falta mucho camino por recorrer, no en la calidad de los que pueden ofrecer o en los servicios que pueden prestar, sino en la manera de gestionar sus procesos internos. Es ahí donde nosotros, futuros ing. Industriales debemos apoyarlas con todo nuestro conocimiento y esfuerzo para lograr la competitividad que todos anhelamos.
274 – Universitas
Gestión de Mantenimiento
“ Es irrefutable que para poder mantenerse en el entorno competitivo hay que gestionar apropiadamente el Mantenimiento”.
7 - Anexos Historial de Maquinas Registros de Maquinas Registro de Intervenciones
275 – Universitas
Historial de Mantenimiento Máquina o Equipo
Orden Nº
Fecha Salida
Entrada
Tipo de Acción Preventiva
Tipo de Fallo
Descripción
Acción Correctiva
Revisión
Recambio
M
E
El
H
S
Totales
0
0
Totales por Fallos
0 0 0 0 0
Totales
0
0
Totales por Fallos
Totales
0
0
Totales por Fallos
Horas hombre usadas en mantenimiento
Cantidad de Horas Máquina parada
Int
Ext
Total de Horas
0
0
0
0 0 0 0 0
Total de Horas
0
0
0
0 0 0 0 0
Total de Horas
0
0
0
0 0 0 0 0
Total de horas para todas las máquinas
0
0
0
Centro de Mecanizado N9
Electroerosión N22
Fresadora First N26
Código
R M 02
M E El H S Int Ext
Totales por tipo de fallo
Referencias Fallo Mecánico Fallo Eléctrico Fallo Electrónico Fallo Hidráulico Fallo Sistemas Auxiliares Interno Externo
276 – Universitas
Gestión de Mantenimiento
INTERVENCIONES ABC SRL Maquina:
Centro de Mecanizado Dahlih
Año:
2004
Fecha
Número de Intervención
Tarea Realizada
Tiempo de Reparación
Tiempo de Máquina Parada
15/02/2004
1
Cambio de Rodamientos Husillo
6 hs
28 hs
Especialista
24/05/2004
2
Cambio de Arandelas del Husillo y corrección del Cambiador de Herramientas
50 hs
60 hs
Especialista
20/08/2004
3
Limpieza General deposito de Refrigerante, Bomba y Cañerías
4 hs
12 hs
Operario Interno
10/11/2004
4
Recarga de Parámetros
4 hs
8 hs
Villada
277 – Universitas
Repuesto Cambiado
Realizo
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
INTERVENCIONES ABC SRL Maquina:
Año:
Torno Parmo
2004
Fecha
Número de Intervención
Tarea Realizada
Tiempo de Reparación
Tiempo de Máquina Parada
Repuesto Cambiado
Realizo
26/10/2004
1
Cambio de Chaveta Caja de Velocidades
2 hs
5 hs
Chaveta
Operario Interno
08/12/2004
2
Reparación de Caja de Velocidades
5 hs
32 hs
278 – Universitas
Operario Interno
Gestión de Mantenimiento
INTERVENCIONES ABC SRL Maquina:
Rectificadora Universal Jack Mill
Año:
2004
Fecha
Número de Intervención
Tarea Realizada
Tiempo de Reparación
Tiempo de Máquina Parada
Repuesto Cambiado
Realizo
02/03/2004
1
Cambio de Rodamientos Interiores de Husillo
4 hs
12 hs
Rodamientos 7205 CG Cantidad 4
Operario Interno
16/08/2004
2
Cambio de Correas y Rodamientos del Cabezal Porta Herramienta
15 hs
42 hs
Rodamientos 32005 X y 32012 X Cantidad 1 de Cada Uno y Correa Dentada 635 5M
Operario Interno
03/11/2004
3
Reparación Sistema Tensor de Correas
4 hs
6 hs
279 – Universitas
Operario Interno
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
INDUSTRIA METALÚRGICA ABC SRL REGISTRO DE MÁQUINAS
Electroerosión Nº 22 Fabricante:
Máquina y Nº: Antigüedad:
1995
Dirección:
Nº Serie o de Fabricación: Características Generales:
Máximo arranque de Prioridad: Viruta en mm3/min 500
650 Kg
Horas de uso:
Taiwan (Lic Alemana) Componentes Eléctricos
Motores H.P. - Kw - Kva. RPM
SR400
Modelo:
Peso:
Nacionalidad
Creator
Proveedor:
Creator Argentina
Dirección:
Tel 01142543215
Orden compra:
de
Especificaciones
Nº1
Nº2
Reccorrido del Porta Electrodo 200mm
1,5 cv
0,25 cv
Mesa de Trabajo 650 x 400 mm Dist Máxima entre Porta elect y mesa 400mm
Mantenimiento Análisis de Mensual
280 – Universitas
Hidricas/
Limpieza de Filtro J40/ Mensual Cambio FiltroJ40 y Ref Dielectrico/ 3Meses Revisión Semestral
Amperaje
Fugas
Bomba
Presión/
Gestión de Mantenimiento
Voltaje
Control de Sensores/ Semestral
Fases
Limpieza Tanque Semanalmente
Fabricante
Limpieza Tanque Mensualmente
de
de
trab/
fluido/
Nº y Modelo: Abierto, blindado
semiblindado,
Cojinetes
Servicios
Componente de Seguridad/ Mantenim.
Capacidad Tanque Hidraulico 25 ltrs
Sensor de Fuego / Diariamente
Diámetro eje X Largo
Nivel del Flotador/Diariamente
Altura eje a base Nº de Escobillas Lubricación Otros Datos
Varios
Necesidades
Componentes Eléctricos Potencia 120 A
Motor
Motor
El refrigerante debe ser de tipo Dieléctrico para
Bomba
Bomba
no Incendiarse
Dielectrica
Hidraulica
Confecciono: F. de Celis; A. Dalmasso
Diciembre 2004
281 – Universitas
Código:
RM03
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
INDUSTRIA METALÚRGICA ABC SRL REGISTRO DE MÁQUINAS Máquina y Nº:
Fresadora N 26
Fabricante:
Antigüedad:
1995
Dirección:
Nº Serie o de Fabricación: Características Generales:
Modelo: Se utiliza como punteadora
Peso:
2100Kg
Prioridad: Proveedor:
Horas de uso:
Dirección:
Nacionalidad
Orden compra:
Componentes Eléctricos Motores H.P. - Kw - Kva. RPM Amperaje Voltaje
First
Nº1
Nº2
de
Especeificaciones
Mantenimiento
Largo Máxzimo de Trabajo 900mm
Limpieza y Lubricac Movim SAE68 /Semanal
Ancho Máximo de Trabajo 400mm
Control de Aceite SAE40 /Mensual
Alto Máximo de Trabajo 500mm
Cambio Aceite SAE40(6ltrs) y Filtro/ Anual
12 Velocidades ( 35 - 2200 RPM)
Cambio de correas A050BR (3)/ Anual
8 Avances (5 - 400 mm/min)
Revisión de comp Eléctr y Servos/
282 – Universitas
Gestión de Mantenimiento
Anual Fases
Avance Rápido2500mm/min
Revisión de Comp Hidraulicos/ Anual
Fabricante
Cambio Rod(2) 32-005/007Cabezal/ 18 Meses
Nº y Modelo:
Limpieza Liquido Refrigerante/ 2 Meses
Abierto, blindado
semiblindado,
Cojinetes
Servicios
Componente de Seguridad/Manten
Movimientos Hidraulicos
Diámetro eje X Largo Altura eje a base Nº de Escobillas Lubricación Otros Datos
Necesidades
Componentes Eléctricos
Varios
Confecciono: F. de Celis; A. Dalmasso
Diciembre 2004
283 – Universitas
Código:
RM03
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
INDUSTRIA METALÚRGICA ABC SRL REGISTRO DE MÁQUINAS Máquina y Nº:
Centro de Fabricante: Mecánizado Nº 9
Antigüedad:
8 años a 2004
Dirección:
Nº Serie o de Fabricación: Características Generales:
Dahlin
Modelo: Opera Mediante CNC logrando gran precisión
Peso:
Prioridad:
2250 Kg
Proveedor:
Dahlin Argentina
Horas de uso:
16 Hs Diarias
Dirección:
011- 4223 87496
Nacionalidad
Taiwan (licencia Alemana)
Componentes Eléctricos Motores H.P. - Kw - Kva. RPM Amperaje
Nº1 10 Hp
Nº2
Orden compra:
de
Especificaciones
Mantenimiento
Dimensiones de la mesa 410 x 1380 mm
Cambio Tornillo de Bancada6005(2) /2 Anual
Peso que soporta la mesa 600 Kg
Cambio Resortes Sujeción Herr/ 2Años
Recorridos X, Y, Z (100x500x530)
Control Precisión Tornillo Bancada/ 6 meses
Husillo BT40
284 – Universitas
Limpieza Filtro de Aire/ Mensual
Gestión de Mantenimiento
Voltaje
RPM Husillo 6000-8000-10000
Fases
Rango de Avance 0-3000mm/min
Fabricante
Cambiador de 16 Herramientas
Lubricación del ImanSAE30/ 2 Meses Sevice Escobillas Motor/ Semestral Cambio Rod /18Meses
Husillo
33050UR
(2)
Nº y Modelo:
Cambio Aceite Refr HOCUT726 y Filtro/ 6Meses
Lubricación
Limpieza Tablero y Revisión Eléctrica/ Anual
Nº y Modelo:
Cambio Arandelas Husillo/ 2Años
Abierto, blindado
semiblindado,
Cojinetes
Servicios
Componente de Seguridad/Manten
Lubricación de Bancadas automática Aceite SAE68
Servos con presiones de seguridad
Diámetro eje X Largo
Boton parada de emergencia
Altura eje a base Lubricación Refrigeración Automática Nº de Escobillas Extractor de Virutas Automático Otros Datos Motor Varios
Necesidades
Componentes Eléctricos
No posee cerramiento de seguridad para operar
Tablero digital con touch incorporado
Principal
Confecciono: F. de Celis; A. Dalmasso
Diciembre 2004
285 – Universitas
Código:
R M 03
286 – Universitas
Problemas Propuestos 1) Defina el concepto de costos fijos y dé ejemplos. 2) Defina el concepto de costos variables y dé ejemplos. 3) Explique qué es el costo total y cuál es su importancia. 4) ¿Qué nos indica la existencia de stock? 5) Desarrolle el diagrama de los objetivos que tiene el control de gestión. 6) ¿A que se denominan Ratios? 7) ¿Cual es la metodología para la definición del tablero de comando? 8) ¿De qué dependen los factores que inciden en un sistema de control de gestión?
287 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
288 – Universitas
6 Aplicación de Sistemas Informáticos 6.0.Esquema conceptual de la unidad Ejemplo de aplicación de un sistema Informático
Introducción
Ventajas y desventajas de la implementación de un Sistema
Etapas de Implementación
Inventario y registro de Equipos
Implementación
289 – Universitas
Estructura de un Sistema informático para Mantenimiento
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En esta unidad estudiaremos: •
Introducción
•
Ventajas y desventajas de la implementación de un sistema informático
•
Etapas de implementación
•
Implementación
•
Estructura de un sistema informático para mantenimiento
•
Inventario y registro de equipos
•
Ejemplo de aplicación de un sistema informático
290 – Universitas
Aplicación de Sistemas Informáticos
6.1. Introducción La aplicación de sistemas informáticos dentro de una empresa es primordial para el funcionamiento de la misma, entre uno de los sistemas más importantes, se encuentra el de Gestión de Mantenimiento. El principal objetivo que surge de implementar un sistema integral informático de mantenimiento es la de poder realizar: 1) Planeamiento 2) Programación 3) Control 4) Costeo Por lo tanto sus prestaciones serán: ¾ Técnicas ¾ Económicas ¾ Administrativas
6.2. Ventajas y Desventajas de la Implementación de un Sistema Informático La experiencia ha demostrado que los Sistemas de Control de Mantenimiento que utilizan computadoras en el proceso, ofrecen las siguientes ventajas con relación al Sistema de Control Manual: •
Elimina pérdidas de tiempos por demoras burocráticas, ya que las órdenes de servicio de actividades programadas pasan a ser emitidas por la propia computadora, por lo tanto ya no es necesario mantener los archivos manuales de servicios ejecutados, cancelados y pendientes.
•
Facilita la presentación y rapidez en la emisión de esos reportes. A través del programa, los reportes pueden ser emitidos bajo varias formas (cronológica, secuencial numérica, secuencial alfabética, etc.) y de manera más concisa o detallada, de acuerdo con la finalidad. La rapidez es consecuencia del propio proceso.
•
Agiliza y torna más confiable la composición de tablas y gráficos. Esta ventaja también es consecuencia del proceso.
•
Permite la composición del Programa Maestro de Mantenimiento Preventivo de una nueva instalación a partir de otras instalaciones similares. A través del programa, la computadora puede seleccionar los equipos comunes de instalaciones similares y componer ese Plan Maestro de Mantenimiento Preventivo de la nueva instalación.
291 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
•
Hace más dinámica la respuesta a las consultas específicas sobre los datos históricos de mantenimiento. Si el proceso adoptado fuera de tiempo real, la consulta al archivo histórico de mantenimiento está permanentemente a disposición del usuario, la consulta será atendida en intervalo de tiempo infinitamente menor, con relación a aquel que sería en la búsqueda de archivos por el sistema manual.
•
Admite la implementación de programas automatizados de supervisión de comportamiento de los equipos y de la programación del mantenimiento. A través de programas específicos, la computadora puede mantener permanentes comparaciones entre parámetros preestablecidos con datos de las ordenes de servicio y emitir reportes históricos.
•
Acelera y facilita el intercambio de informaciones entre el área de mantenimiento y otras áreas de la empresa.
Los Sistemas de Control Automatizados, presentan las siguientes desventajas con relación al Sistema de Control Manual: •
Implica un aumento en los costos y los plazos de implementación con respecto a los controles manuales. Para pequeñas empresas, la desventaja del alto costo de implementación del Sistema Automatizado debe ser analizada detalladamente antes de la selección del proceso.
•
Demanda mayores cuidados en cuanto al entrenamiento del personal responsable por el suministro de los datos.
•
Requiere mayor participación de los supervisores en la evaluación de los datos de entrada y en el análisis de los reportes de salida. La mayor atención en el análisis de los reportes es justificada por la alta inversión de implementación y por la expectativa generada con la utilización de un proceso más sofisticado y con mayores recursos.
•
Es menester contar con personal con experiencia en Análisis de Sistemas, ya que si no es así puede conducir a grandes dificultades de relación y entendimiento en cuanto a las necesidades de los usuarios, acarreando mayores gastos y demoras para la obtención de resultados. El analista debe contar con información adecuada de los equipos y de las prioridades del área de mantenimiento, con relación a las demás áreas de la empresa. Esta desventaja puede ser desastrosa y acarrear el fracaso de lo ejecutado.
•
Provoca perjuicios más serios en caso de alteración de proyecto. Como el Sistema Automatizado es fundamentado en programas, formularios y archivos que constituyen bancos de datos, las alteraciones de proyecto pueden acarrear serios perjuicios, inclusive con la pérdida del archivo histórico. Mientras que en el Sistema de Control Manual, una alteración en la composición del código o formulario puede pasar desapercibida y no alterar el proceso, en el Sistema Automatizado estas alteraciones ciertamente envuelven mudanzas de programación, no siempre simples, y reformulación del archivo, con altos costos y peligros. Podemos concluir que la aplicación de un sistema informático al mantenimiento es la de proporcionar información que permita obtener aumento de rentabilidad de la empresa, utilización más eficiente de los recursos y mejoría en el desempeño y fiabilidad de los equipos.
292 – Universitas
Aplicación de Sistemas Informáticos
Es conveniente para lograr ese objetivo, realizar una secuencia lógica en el proyecto y desarrollo de cada etapa del Sistema.
6.3. Etapas de Implementación La secuencia de etapas que conducen a los mejores resultados es: ¾ Identificación de los equipos instalados y por instalar y sus respectivas aplicaciones. A esta etapa la llamamos Inventario. ¾ Proyecto de los documentos (o pantallas) para realizar el catastro de los equipos. ¾ Levantamiento de los datos catastrales de los equipos. ¾ Levantamiento de los repuestos y correlación con los equipos, identificando aquellos que son de uso común y de uso específico. ¾ Selección y establecimiento de un patrón, o de una terminología única de mantenimiento que debe ser válida para todas las áreas de la empresa y si es posible, común a empresas del mismo género. ¾ Clasificación de los equipos de acuerdo a sus respectivas importancias operacionales. ¾ Establecimiento de los Códigos de Equipos. ¾ Establecimiento de los Códigos de Mantenimiento. ¾ Proyecto e implementación de las Hojas de Registro de Mediciones de Mantenimiento, para los equipos prioritarios. ¾ Proyecto e implementación del Programa Maestro de Mantenimiento Preventivo. ¾ Proyecto e implementación de las Ordenes de Servicio. ¾ Proyecto e implementación de los formularios de Recolección de Datos de Mano de Obra Trabajada y Disponible. ¾ Proyecto e implementación del Formulario de Datos de Operación. ¾ Establecimiento de los Códigos de Ocurrencias. En ésta etapa se cierran los elementos necesarios a la alimentación de los Sistemas de Control de Mantenimiento.
6.4. Implementación Las experiencias de adquisición de paquetes cerrados de sistemas de mantenimiento, demuestra que es una alternativa viable pero no siempre da buenos resultados debido a que cada empresa tiene características propias que la caracterizan y no son comunes a las demás. Por esta razón habrá que evaluar si no conviene realizar el planeamiento y proyecto del sistema con la participación directa
293 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
del personal propio de cada empresa que podrá ser asesorado por especialistas en planeamientos externos. Si el proceso escogido para el control de mantenimiento involucra la computadora, se sugiere su implementación en tres etapas: •
Desarrollo e implementación del sistema semiautomático, iniciándose con los equipos prioritarios y siendo extendido progresivamente a los demás equipos de la instalación. Ese sistema prevee la emisión de las ordenes de servicio de actividades programadas, llenadas en casi toda su totalidad por la computadora, con datos provenientes del Programa Maestro de Mantenimiento Preventivo y de las instrucciones de mantenimiento.
•
Después de la perfecta estabilización de la primera etapa, se sugiere la ampliación del control a los mantenimientos correctivos, también comenzando con los equipos prioritarios y posteriormente extendiendo a los demás, creando el archivo histórico de los equipos en el banco de datos de la computadora.
•
Finalmente, cuando hubiera un sustancial y confiable conjunto de datos en el archivo histórico, se implantará el Control Predictivo de Mantenimiento que determinará el punto ideal de ejecución de mantenimiento preventivo según los peligros mínimos preestablecidos para detectar fallas de los equipos por medio de los programas de Alerta, donde la computadora pasa a auxiliar al gerente de ejecución de mantenimiento en la supervisión de los equipos bajo su responsabilidad y el programa automático de nivelamiento de la mano de obra.
6.5. Estructura de un Sistema Informático para Mantenimiento La estructura aquí descripta es un modelo para entender el funcionamiento y confección de las bases de datos de un sistema de gestión de mantenimiento y en general deberá ser adaptado en función del tipo de empresa y del alcance que cada una quiera darle al sistema.
294 – Universitas
Aplicación de Sistemas Informáticos
6.6. Inventario y Registro de Equipos Inventario es el conjunto de información obtenida a partir del proyecto, fabricación y montaje de cada equipo. Una vez identificados todos los equipos que componen la instalación industrial o de servicio, son proyectados los formularios para recolección de datos de forma estandarizada, que deben ser comprensibles para atender a futuras consultas relativas a características de especificación, fabricación, adquisición, instalación y mantenimiento. A ese conjunto de informaciones llamamos registro de equipos. Registro de equipos: es el relevamiento de datos de los equipos, a través de formularios estandarizados que, archivados de forma conveniente, posibilitan el acceso rápido a cualquier información, necesaria para mantener, comparar y analizar condiciones operativas, sin que sea necesario recurrir a fuentes diversificadas de consulta. Por lo tanto, el registro de equipos deberá reunir, en un único documento, para cada equipo, los datos constructivos (manuales, catálogos y planos), de compra (solicitudes, requisitos, presupuesto, fechas y costos), de origen (fabricante, proveedor, tipo y modelo), de transporte y almacenamiento (dimensiones, peso y cuidados), de operación (características normales y límites operativos) y de mantenimiento (lubricantes, repuestos generales y específicos, curvas características, recomendaciones de los fabricantes, límites, tolerancias y ajustes). La concepción de recolección de datos registrables también viene recibiendo mejorías con la evolución de los criterios de planeamiento y control de mantenimiento. Con la utilización de la computadora en el proceso del Sistema de Control de Mantenimiento, surgió la idea de asociar el registro de equipos a los respectivos repuestos de uso específico y de uso común, para el Código de Registro, se debe usar la misma estructura de codificación del área de administración de material.
6.7. Plantillas como base para la informatización A continuación se sugiere una serie de plantillas que pueden servir de base para informatizar las tareas de Mantenimiento Plantilla de Registro e Histórico de Máquinas Los ítems que forman los distintos campos que integran la Plantilla para el Registro de Máquinas son los que a continuación detallamos: Código de Máquina. Código de Equipo. Número de Serie. Máquina.
295 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Fabricante. Modelo. Proveedor, Localización. Solicitud N°. Fecha Solicitud. Fecha de Recepción. Costo. Especificaciones del Equipo. Dimensiones Exteriores, Ancho, Altura, Peso, Condiciones de Almacenamiento. Características Técnicas. Histórico: Tipo, Fecha, Tiempo de Reparación, Persona Interviniente. Plantilla para Mantenimiento Correctivo Los siguientes items forman los distintos campos que integran la base de datos de Mantenimiento Correctivo. Codigo de Máquina. Máquina. Fecha. Hora de Inicio. Hora de Finalización. Codigo de Repuesto. Trabajo Real. Código Personal Interviniente. Influencia en la Producción. Plantilla de Repuestos por Máquina Los ítems que a continuación enumeramos forman los distintos campos que integran la base de datos de Repuestos por Máquinas: Código de Máquina. Máquina. Código Repuesto. Repuesto. Cantidad Mínima de Stock. Cantidad en Stock. Ubicación. Código Proveedor.
296 – Universitas
Aplicación de Sistemas Informáticos
Plantilla para Mantenimiento Predictivo Los siguientes ítems forman los distintos campos que integran la base de datos de Mantenimiento Predictivo: Especialidad. Código de Máquina. Máquina. Parámetro 1. Parámetro 2. Parámetro 3. Fecha. Equipo de Medición. Medición Parámetro 1. Medición Parámetro 2. Medición Parámetro 3. Controló. Calendario de Mantenimiento Preventivo Programa Maestro de Mantenimiento Preventivo El programa Maestro de Mantenimiento Preventivo es el proceso de correlación de los códigos y nombres de los equipos con las periodicidades, épocas de programación de ejecución de actividades programadas, instrucciones de mantenimiento, formularios de registro de medición, centros de costos, códigos de material y cualquier otro dato juzgado por el usuario como necesario de interrelacionar durante el desarrollo del proyecto de programación de mantenimiento. Los siguientes ítems forman los distintos campos que integran la base de datos Mantenimiento Preventivo: Código Orden de Trabajo. Fecha. Nivel Operador. Código de Máquina. Hora. Código de Operador. Herramientas a Utilizar. Descripción de Tarea. Ponderación.
297 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Observaciones. Listado de Proveedores Los siguientes items forman los distintos campos que integran la base de datos Proveedores: Código de Proveedor. Proveedor. Especialidad. Contacto. Dirección. Teléfono y/o Fax. E Mail. Planilla de Personal Los siguientes items forman los distintos campos que integran la base de datos Personal: Legajo. Apellido, Nombre. D.N.I. Especialidad. Fecha de Nacimiento. Fecha de Ingreso. Nivel de Conocimientos. Control de Costos de Mantenimiento Los siguientes items forman los campos de la base de datos para el Control de Costos: Tipo de Mantenimiento. Año. Costo en Materiales. Horas Empleadas. Ordenes de Trabajo. Sueldos Directos. Sueldos Indirectos. Costos Financieros. Costos por Falla. Gastos Propios. 298 – Universitas
Listado de
Aplicación de Sistemas Informáticos
Gastos de Terceros. Total. Presupuestado. Diferencia. PLANTILLA DE REGISTRO E HISTORICO DE MAQUINAS Cód. Máquina:
Cód. Equipo:
Nº de Serie:
Máquina: Fabricante: Proveedor:
Modelo: Localización:
Sol. Nº Fecha Sol:
Req. Nº
Fecha Inst: Fecha Rec:
Fecha Req:
Costo:
Especificaciones del equipo:
Planos de Referencia: Dimensiones Ext.:
Manuales/Catálogos: Ancho:
Altura:
Peso:
Cond. Almacen.:
Características Técnicas:
Histórico Tipo
Fecha Tiempo de Reparacion Persona Interv.
299 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
PLANTILLA PARA MANTENIMIENTO CORRECTIVO Código Máq.:
Máquina:
Fecha Hs. Inicio
Hs. Final
Cód. Rep.
Trab. Real.
Cód. Pers. Interv.
Influyó Prod.
PLANTILLA DE REPUESTOS POR MAQUINA
Código Máq.: Cód. Rep.
Máquina: Repuesto
Cant. Mín. Stock
Cant. en Stock
300 – Universitas
Ubicación
Cód. Prov.
Aplicación de Sistemas Informáticos
PLANTILLA PARA MANTENIMIENTO PREDICTIVO Especialidad: Código Máq.: Máquina: Fecha
Parámetro 1 : Parámetro 2 : Parámetro 3 :
Eq. Medic.
Med. Parám. 1
........................................ ........................................ ........................................
Med. Parám 2
Med. Parám. 3
Controló
ORDEN DE TRABAJO PARA MANTENIMIENTO PREVENTIVO Cód. Ord. De Trab. : Código Máq.:
Fecha: Hora:
Nivel Operador: Código Operador:
HERRAMIENTAS A UTILIZAR
Ponderación Descripción de la Tarea
Observaciones A Buen estado B Falla incipiente C Se reparo D Se cambio
Tarea N* 1 2 3
A
B
C
D
E
Tiempo Total Empleado : E Estado regular F Mal estado G Pendiente
301 – Universitas
F G
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
302 – Universitas
Aplicación de Sistemas Informáticos
303 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
304 – Universitas
Aplicación de Sistemas Informáticos
CONTROL DE COSTOS DE MANTENIMIENTO
Tipo de Mantenimiento:
Año: Ene Feb Mar Abr May Jun
Jul
//
Nov Dic
Costo en Materiales Hs. Empleadas Ordenes de Trabajo Sueldos Directos Sueldos Indirectos Costos Financieros Costos por Falla Gastos Propios Gastos Terceros Total Presupuestado Diferencia Ejemplo de aplicación de un sistema informático SISTEMA GENERAL DE MANTENIMIENTO
ING.de METODOS
MANUALES DE EQUIPOS
ALMACENES CENTRALES
DATOS TECNICOS
CONJUNTO DE EQUIPOS
PARTES ARMADAS
CONSLTA STOCK
LISTADOS
ASIGNACION A EQUIPOS
ING.de MANTENIMIENTO
CONTROL de GESTION
SITUACION COTIDIANA
ARTICULOS de RECAMBIO
SITUACION ANUAL
GESTION de un ARTICULO de RECAMBIO
PRIMER COMPRAde un ARTICULO de RECAMBIO
ALTA de un EQUIPO o MAQUINA
BAJA de un ITEMS
PIEZAS de RECAMBIO
305 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
El mismo consta de los siguientes ítems: 1) alta para ítem de una máquina o equipo 2) baja para ítem de una máquina o equipo 3) compra de artículos de recambio 4) gestión de artículos de recambio 5) tipos de piezas de recambio Veamos ahora en detalle cada uno de estos ítems. Alta para ítem de una máquina o equipo Ingeniería de mantenimiento recibe los listados de colocación en stock, de parte de los responsables de la división técnica. La descripción de cada uno de los ítem solicitados, debe ser técnica y completa, adjuntando en forma obligatoria, la documentación emitida por el fabricante del equipo y/o máquina. El encargado de la gestión, tendrá la responsabilidad de: ¾ verificación de la máquina / equipo del que forma parte (marca, modelo, serie y número de fabricación) ¾ relevamiento de las piezas a colocar en stock ¾ corroboración del número identificatorio del artículo ¾ discriminación de piezas particulares y piezas estándar comerciales ¾ análisis de dichas piezas en stock, como repuestos anteriormente incorporados ¾ relevamiento de la documentación entregada (planos, esquemas, croquis) ¾ determinación de cuáles han de ser las piezas a colocar en stock, almacenes centrales recibe el pedido y se encarga de colocarlas ¾ determinación de la cantidad mínima a colocar en stock. Baja de ítem de una máquina o equipo ¾ Si los ítems componentes de una máquina o equipo reciben la orden de obsolescencia o retiro de la línea de fabricación por parte del responsable de la división técnica, se analizarán si los ítem afectados a este bien, son excluidos de este o comunes a otros. Compra de artículos de recambio ¾ Se recibe de parte de los distintos departamentos técnicos, toda la documentación de los equipos con la que se analiza el listado de piezas de primera urgencia.
306 – Universitas
Aplicación de Sistemas Informáticos
¾ Luego de detectar posibles existencias en stock de almacenes, se devuelve la lista validada al responsable de adquirir el medio. Gestión de artículos de recambio ¾ En la adquisición de un nuevo medio, las piezas que conforman los artículos de recambio de seguridad de funcionamiento, llevan una gestión más compleja que los artículos de primera urgencia. ¾ Con este fin, ingeniería de mantenimiento, con la documentación requerida al fabricante, procede a confeccionar las gamas de mantenimiento preventivo. Piezas de recambio ¾ Piezas de Desgaste: son las de duración o vida útil menor que la del bien del que forma parte. ¾ Piezas de seguridad de funcionamiento: son aquellas de las que se necesita mantener una cantidad mínima en stock, debido a que un faltante de las mismas ocasionaría un serio inconveniente a fabricación, si el medio del que forma parte falla por su causa. ¾ Piezas de sustitución periódica por obligación legal: aquellas cuya reposición o cambio en un equipo determinado, se fija por una disposición vigente o reglamentaria. ¾ Piezas estándar: su ubicación en el mercado nacional o internacional se realiza con facilidad por ser de uso común. ¾ Piezas particulares del fabricante: cuentan con una normalización particular del fabricante del equipo, pieza bajo plano. ¾ Piezas de primera urgencia: todas las afectadas a máquinas herramientas o equipos que forman parte de una nueva línea y que son absolutamente necesarias (según indicación del fabricante), para garantizar la instalación, puesta a punto y disponibilidad del bien en producción, durante un periodo determinado.
307 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
Sinóptico “Alta para ítems de una máquina, equipo y/o dispositivo individual” Ente solic itante
Pedido colocación en stock
Ing. de Mant.
Análisis Técnico
Resultado Afirmativo
Codificación Mabec
Archivo de Ing. de Materiales
Solic itud de Colocación en Stock
Almacenes Centrales
Recepción 1º Compra.
308 – Universitas
Resultado Negativo
Aplicación de Sistemas Informáticos
Sinóptico “Baja ítem de una máquina, equipo y/o dispositivo individual”
Item Indiv. Obsoleto
Maquina Obsoleta
Sector que detecta la novedad
Division Tecnica
Comunicación a Ing. Mantenim.
Comunicación a Ing. Mantenim.
Hay equival
Racionalizacion
Baja del stock de AACC
AACC
Mant. Operativo
FIN
Menú de control de gestión Este menú permite consultar y verificar los controles realizados sobre determinadas variables consideradas por mantenimiento, cotidianamente o anualmente.
309 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
MANTEC Sistema de Almacenamiento de Datos
Control de Gestión Situación Cotidiana
Situación Anual
Menú de situación cotidiana Este menú permite obtener una serie de informaciones referidas al estado de situación al día en que es emitido, dando lugar a un análisis tipo fotográfico de la marcha del mantenimiento y del sistema MANTEC. MANTEC Sistema de Almacenamiento de Datos
Situación Cotidiana
Historial
Equipos
Programado
Ordenes
Pedidos
Costos
Equipos Al acceder a la consulta de los archivos mencionados anteriormente, el sistema presenta opciones. ¾ Por equipo, especificando los totales controlados por semanas, horas, kilómetros ¾ Por grado de criticidad, de acuerdo a códigos
310 – Universitas
Aplicación de Sistemas Informáticos
¾ Por código de ubicación ¾ Numero de instalaciones anuales de equipos Datos técnicos ¾ Cantidad de equipos con datos técnicos ¾ Cantidad de renglones con datos técnicos ¾ Promedio de renglones por equipo ¾ Total de rubros empleados ¾ Cantidad de renglones por rubros Control horario / kilometraje ¾ Promedio de actualización por control horario ¾ Promedio general por horas de marcha y Km. recorridos de los equipos Historial La información emitida esta dividida en dos: ¾ historial estadístico ¾ historial general Considerándose los mismos parámetros para ambos historiales. ¾ Cantidad de equipos con historial ¾ Cantidad de renglones con historial ¾ Promedio de registro por equipos ¾ Porcentaje de equipos con historial ¾ Cantidad de registro del historial por año ¾ Fecha más antigua del historial ¾ Fecha más reciente del historial ¾ Cantidad total de registros por ejecutante Programado Esta opción permite obtener un listado con información correspondiente a hojas de revisión y reserva de materiales. Hojas de revisión ¾ Cantidad de equipos con hojas de revisión ¾ Cantidad de hojas de revisión ¾ Promedio de hojas de revisión por equipo ¾ Porcentaje de equipos con hojas de revisión 311 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
¾ Cantidad de H.R. por sector ¾ Cantidad de H.R. por frecuencia (cada 2, 24, 48 hs.) ¾ Cantidad de tareas standard ¾ Promedio de herramientas utilizadas por hoja ¾ Frecuencia horaria mínima y máxima Reserva de materiales ¾ Cantidad de H.R. con reserva ¾ Promedio de materiales reservados por hoja ¾ Cantidad de artículos stockeados Pedidos Este listado reúne información correspondiente a los pedidos de trabajo realizados durante un periodo determinado. ¾ Cantidad de equipos con pedidos de trabajo ¾ Cantidad de pedidos de trabajo ¾ Promedio de pedidos por equipos ¾ Porcentaje de equipos con pedidos ¾ Cantidad de pedidos sin prioridad ¾ Fecha, nombre del equipo y descripción del pedido más antiguo ¾ Cantidad de pedidos realizados considerando distintos periodos de antigüedad ¾ Cantidad de pedidos por requirentes ¾ Cantidad de pedidos por códigos Ordenes El listado emite la siguiente información con respecto a las órdenes de trabajos de la empresa. ¾ Total de órdenes vigentes ¾ Promedio de órdenes por equipo ¾ Cantidad de órdenes por código de prioridad ¾ Fecha, nombre del equipo, y descripción de la orden de O.T. ¾ Total de órdenes por sector ¾ Total de órdenes de acuerdo a su estado ¾ Cantidad de órdenes teniendo en cuenta la antigüedad de las mismas ¾ Cantidad de reservas de O.T. ¾ Cantidad de órdenes de trabajo de acuerdo a la forma de emisión
312 – Universitas
Aplicación de Sistemas Informáticos
Costos Esta opción lista un detalle de valores correspondientes a las órdenes de trabajo seleccionadas y los gastos ocasionados por su ejecución. El sistema al cual hacemos referencia solicita que se ingrese el rango de la O.T. alistar (desde / hasta), luego se emite un listado informando número de orden, las horas estimadas y las horas reales empleadas en la ejecución de la misma y los valores monetarios estimados y reales, expresados en dos monedas definidas. Situación anual Mediante este menú es posible llevar una serie de indicadores que señalan cómo varía la actividad de mantenimiento a lo largo de los meses. Para ello, se deberá procesar un cierre de manera mensual, que acumule los valores, para luego consultarlos y/o graficarlos. Debe consignar que los indicadores que disponen el sistema son fijos y periódicamente se incorporan en la medida que los mismos son requeridos por los usuarios. MANTEC Sistema de Almacenamiento de Datos
Control de Gestión
Situación Anual
Consultas
Cierres
Cierre Esta opción realiza un cierre mensualmente del periódo que se indique oportunamente. El proceso de cierre no exige ninguna acción por parte del operador, debiéndose dejar operar la computadora hasta su finalización y vuelta al menú. Los datos que se ingresan son: ¾ mes, indica el mes del período sobre el cual se realizan los procesos de cierre. ¾ año, indica el período sobre el cual se realizan los procesos de cierre.
313 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
¾ desde, consigna la primera fecha a considerar como inicio del mes cuando este no se ha comenzado en el día 1, esto puede coincidir con los cierres contables o gestión del resto de la empresa. ¾ hasta, registra la última fecha a considerar. Consultas Esta opción permite consultar todos los controles de gestion posibles de realizar sobre la información disponible de mantenimiento. En pantalla serán mostrados todos los indicadores que han sido emitidos por el sistema, permitiendo que el usuario seleccione cuál de ellos desea consultar. Una vez seleccionado un control, el sistema presenta o presentará las siguientes opciones: ¾ totales: muestra en pantalla los valores totales sumados para dicho control ¾ imprime: ídem al anterior, con la diferencia que la salida de la información es por impresora. ¾ detalles: en función del tipo de control se mostrarán los diferentes motivos, requerimientos, tipos, etc. en que han sido divididos los datos del control, para poder visualizarlos individualmente. Ejemplo de ficha de vida FICHA DE VIDA DE PROCEDIMIENTOS FECHA 24/05/95
VERSION 01
SINTESIS DE LA MODIFICACION
MOTIVO
Colocación en stock de repuestos para Creación. equipos.
04/09/96
02
Presión en el título del procedimiento.
Corrección y
Inclusión conceptos norma MABEC.
Actualización.
Mejorar redacción. 22/08/96
03
Inclusión tratamiento
piezas de 1º Corrección y
urgencia y de recambio.
Actualización.
Inclusión Pliego de Especif. De Mantenim. 05/05/98
04
Mejoramiento en Redacción.
Corrección y Actualización.
10/06/99
05
Modificación en textos y mejoras.
Corrección y Actualización.
314 – Universitas
Problemas Propuestos 1) ¿Qué objetivo busca un sistema informático aplicado al mantenimiento? 2) Indique cuáles son las ventajas y desventajas de la implementación de un Sistema Informático. 3) ¿A qué se denomina registro de equipo.? 4) ¿Cuál es la importancia de llevar un inventario de equipo? 5) Describa las etapas de implementación de un sistema informático. 6) Realice una planilla de catastro de máquina 7) ¿A qué se denomina inventario de equipo? 8) Diagrame una estructura para un sistema informático para mantenimiento.
315 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
316 – Universitas
7 Recursos Humanos y Seguridad Aplicados al Mantenimiento 7.0. Esquema conceptual de la unidad
Recursos Humanos
Recursos Humanos y Seguridad Aplicados al Mantenimiento
La Seguridad en el Area de Mantenimiento
Objetivos, bases y desafíos
Accidentes, condiciones peligrosas
Los RRHH dentro de mantenimiento
Procedimiento para realizar actividades que entrañan riesgos
Funciones
Protección en la operación de máquinas y herramientas
Actividades en Mantenimiento Sistema de Información de RRHH Desarrollo de los RRHH Evaluación de desempeño Especialidades necesarias Tipos de Contratos Diferencias entre trabajar con personal propio o contratado Acciones para motivar el personal
317 – Universitas
Mantenimiento – Su Implementación y Gestión
En esta unidad estudiaremos: •
Recursos Humanos ¾ Objetivos de los RRHH ¾ Los RRHH dentro de mantenimiento ¾ Funciones de los RRHH ¾ Actividades de los RRHH en mantenimiento ¾ Sistema de información de RRHH ¾ Planeación de los RRHH ¾ Desarrollo de los RRHH ¾ Evaluación de desempeño ¾ Especialidades necesarias ¾ Tipos de contratos ¾ Diferencias entre trabajar con personal propio o contratado ¾ Productividad del personal de mantenimiento ¾ Acciones para motivar el personal
•
La seguridad en el área de mantenimiento ¾ Accidente, condiciones peligrosas ¾ Procedimientos para realizar actividades que entrañan riesgos ¾ Protección en la operación de máquinas y herramientas
318 – Universitas
Recursos Humanos y Seguridad Aplicados al Mantenimiento
7.1. Recursos Humanos Toda organización posee recursos de distinta índole, que hacen a su esencia y existencia, así distinguimos en: •
Recursos humanos
•
Recursos financieros
•
Recursos físicos
No puede existir organización que no esté integrada por personas, de allí la importancia de los recursos humanos, pues se puede contar tecnológicamente con el equipamiento más moderno o con las mejores instalaciones, pero si se carece de un grupo humano motivado y bien dirigido, el éxito de la organización es imposible. Esta importancia de los recursos humanos comprende también a los del área de mantenimiento, ya que sin ellos ésta no podría funcionar. Para que una organización alcance sus metas no basta con que cuente solamente con los recursos necesarios, sino que también los utilice con efectividad. De allí que: Recursos humanos es el área encargada de mejorar el desempeño del personal dentro de la organización, ayudando a estos a expandir sus potencialidades, para la consecución de sus fines, dentro de un entorno ético y socialmente responsable, encaminando las nuevas demandas de empleados y organizaciones ante los cambios de un mundo globalizado. Los recursos humanos de una empresa encargada de elaborar un determinado producto o brindar un servicio, incluyen a personas con conocimientos, capacidades y habilidades, de quienes se espera que sean capaces de lograr que la organización alcance sus metas. Son las personas quienes concretan los aciertos o desaciertos de las organizaciones. Es responsabilidad del área de recursos humanos, crear un ambiente abierto, donde cada persona se sienta implicada en hacer realidad los fines de la organización, participando activamente. 7.1.1. Objetivos de los Recursos Humanos, Bases y desafíos El objetivo principal de los recursos humanos consiste en mejorar o favorecer el desempeño del personal dentro de toda la empresa, y en el caso que nos ocupa concretamente en el área mantenimiento. El objetivo fundamental de los recursos humanos es mejorar o favorecer el desempeño del personal dentro de la organización, no obstante se pueden distinguir en:
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•
Objetivos personales: se debe poner atención para que cada una de las personas que conforman la empresa alcance sus metas personales, pues esto traerá aparejado un mejor desempeño y motivación dentro de la organización. La satisfacción personal de cada uno de los integrantes de la empresa redundará en beneficio de toda la corporación.
•
Objetivos funcionales: es este el objetivo central de los recursos humanos de favorecer el desempeño del personal dentro de la empresa, en forma adecuada.
•
Objetivos corporativos: recursos humanos debe dar los instrumentos o caminos a fin de que la organización pueda alcanzar sus propios fines.
•
Objetivos sociales: toda empresa desarrolla su actividad dentro de una sociedad y por lo tanto, las actividades del área de recursos humanos deben fundamentarse en los principios éticos de la misma, un ejemplo claro de esto es cuando se discrimina a una persona por motivos de sexo, raza, etc.
Ha tomado importancia la actividad de recursos humanos en la actualidad, pues con la aplicación de sistemas informáticos, los avances tecnológicos, la automatización, los robots, etc., ha variado la tarea del trabajador, pasó de una tarea de tipo manual, a realizar una tarea de tipo intelectual, hoy el trabajador decide sobre las acciones que deben realizar las máquinas. Por lo tanto, es necesario definir y manejar los cambios culturales y de conducta indispensables para que una organización se desenvuelva en este nuevo ambiente. Adaptarse a los nuevos cambios implica la existencia de un proceso de aprendizaje permanente, y para esto es necesario evaluar continuamente el estado actual de las cosas, planeando las mejoras o el desarrollo, siendo de inestimable valor la utilización de mecanismos de retroalimentación en todos los niveles. El mecanismo de retroalimentación se concreta cuando nos preguntamos ¿Cómo vamos?. El trabajo de la organización es el factor clave que debe cambiarse si se intenta mejorar la producción o para mantenerla en niveles óptimos. El mejoramiento de las relaciones laborales, trae aparejado un fortalecimiento en las relaciones interpersonales, lo que incrementa la calidad y mejora la productividad dentro de una organización. Si el área de recursos humanos concreta su objetivo, que a la vez es su mayor desafío, la organización también hará realidad sus objetivos y desafíos. 7.1.2. Los Recursos Humanos dentro de Mantenimiento Toda organización está compuesta por personas, por lo tanto las organizaciones se encuentran afectadas por su ambiente interno y por el ambiente externo en el que se desenvuelve. El sistema organizacional lo conforman tanto la organización formal -la empresa- como aquellas partes del ambiente que la afectan constantemente, ejemplo de esto que decimos son los competidores, las nuevas tecnologías, etc. Históricamente las organizaciones eran responsables ante un grupo primario de accionistas de una empresa, hoy se debe pensar en función de gran cantidad de grupos, como sindicatos, asociaciones profesionales, gobierno, políticas, valores de la sociedad, innovaciones tecnológicas, etc. Por todo esto es que se necesita tener un estilo flexible
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para reaccionar con creatividad ante las presiones del medio en el que se desenvuelve toda la organización. El departamento de recursos humanos se ubica como un sistema dentro de un sistema mayor que es mantenimiento. Como todo sistema está compuesto por diferentes partes que colaboran en el hacer del todo. Lo mismo sucede con respecto a la empresa mayor en el que se encuentra inmerso, así cada área tiene su actividad que le compete, pero lo hace siempre interactuando con las restantes, de tal modo que, si mantenimiento tiene necesidad de cubrir un puesto, necesitará el apoyo de recursos humanos, para cubrir esa necesidad. Toda el área de recursos humanos constituye un sistema abierto porque se ve afectado por el entorno tanto interno -el de la propia empresa-, como el externo -el de la sociedad-, del que no puede evadirse. 7.1.3. Funciones de los Recursos Humanos Una amplia y variada gama de funciones son competencia del área de recursos humanos, la función esencial es el servicio que presta dentro de mantenimiento a los trabajadores, y a los directores, con miras a lograr sus objetivos. Podemos observar diferentes tipos de funciones, que llevan aparejadas distintas implicancias, entonces tenemos: ¾ Funciones en las que el responsable de recursos humanos no posee autoridad para dirigir a mantenimiento, pero sí tiene la posibilidad de asesorarlos, es lo que algunos autores denominan autoridad de staff. Así por ejemplo el responsable de recursos humanos puede asesorar al responsable del área de mantenimiento, pero no puede dirigir las operaciones específicas de ésta área, pues esto es de competencia del responsable operativo. El asesoramiento brindado por recursos humanos no genera obligatoriedad a quien lo recibe, este tiene la opción de aceptarlo y llevarlo adelante o no, pero en este último caso se hace responsable de las consecuencias que su decisión traiga aparejada. ¾ Conforme a la complejidad de la empresa que se trate, existen funciones en las se le concede autoridad de tipo funcional a recursos humanos, pero dicha autoridad está acotada a determinados aspectos, tal es el caso de los incentivos. ¾ Existen funciones que generan responsabilidades compartidas entre recursos humanos y los encargados de mantenimiento. Recursos humanos debe ocuparse del desarrollo de la organización generando un ambiente interno propicio para la productividad, donde cada integrante se sienta satisfecho y conforme, ya que esto tiene su proyección sobre la empresa, pero recae sobre los responsables de mantenimiento la autoridad del trabajo diario.
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7.1.4. Actividades de los Recursos Humanos en Mantenimiento Recursos humanos desarrolla distintos tipos de actividades con miras a concretar su objetivo fundamental que es el de mejorar o favorecer el desempeño del personal, resulta obvio decir que enmarcará su accionar dentro del contexto general de mantenimiento, y respetando el nivel de empresa del que se trate, pues no es lo mismo una PYME, que una empresa de grandes dimensiones. Sin embargo, podemos detallar actividades que son propias de recursos humanos: a) Sistema de información b) Planeación c) Desarrollo y capacitación d) Evaluación e) Sistema de compensaciones, premios e incentivos f) Control Todas estas actividades que son consideradas como subsistemas de recursos humanos, presentan dos características: •
interdependencia, si bien están identificadas claramente las actividades de cada una, existe entre ellas una interdependencia, es decir la acción de una influye en la otra.
•
retroalimentación, la respuesta que se obtiene al evaluar cada actividad sirve de base para continuar en el camino emprendido si se estima una apreciación favorable, o para emprender una nueva acción, si la apreciación entiende que es necesaria una acción correctiva.
Estas dos cualidades aportan como beneficio el mejoramiento continuo de mantenimiento en su conjunto, como así también de las relaciones interpersonales. 7.1.5. Sistema de Información de RRHH Para un desenvolvimiento eficaz, recursos humanos debe contar con una base de datos lo más completa posible, que contenga información de las personas que conforman la organización. La tarea de recopilación de datos resulta eficiente si se efectúa mediante equipos de trabajo. Los equipos de trabajo están conformados por un conjunto de puestos que cumplen una función similar. Mediante un análisis de la información es posible obtener una vista panorámica de mantenimiento y de la forma que desempeña su trabajo. Esta visión global constituye el punto de partida para llegar a la obtención de datos más específicos sobre los empleos. La obtención de datos se concreta mediante distintas herramientas, como cuestionarios, entrevistas, opiniones de expertos, observación directa, ya sea utilizándolas individualmente o en forma combinada.
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Una buena información configura la base fundamental para el análisis y diseño de puestos, los puestos representan el nexo de unión de los individuos y la organización. El diseño adecuado de los puestos trae aparejado un alto nivel de satisfacción, lo que enriquece el desempeño del conjunto, con miras a la materialización de los fines mantenimiento. De esto deriva la necesidad de contar con una base de datos, que nos proporcione información detallada, no sólo de las personas, sino también de los puestos y del perfil que los determina, esto nos ayudará en el rediseño de puestos, y en todas las demás actividades como en el reclutamiento, en la selección de personal, en la capacitación de quienes ya integran la organización y para determinar las formas de compensación e incentivos que sean pertinentes. El análisis de los puestos consiste en la obtención y organización de información sobre los puestos de mantenimiento. Para definir un puesto es indispensable obtener información precisa y puntual referida a la actividad específica de trabajo y de quien debe desempeñarla, de esta forma lo identificamos. La identificación de puestos resulta sumamente esencial para la descripción de los mismos, para la determinación de una vacante, y para determinar el nivel de desempeño. 7.1.6. Planeación de los Recursos Humanos Planeación es prever las necesidades de personal a corto, mediano y largo plazo. Así cuando mantenimiento detecta que se va a producir una vacante o que resulta insuficiente el personal con el que cuenta, debe comunicar a recursos humanos, y proporcionar la información adecuada sobre el perfil del puesto a cubrir. Recursos humanos debe proceder al reclutamiento de personas, y luego efectuar la selección que puede ser interna cuando el postulante ya pertenece a la empresa o externa, en caso contrario. Esa selección debe ser realizada teniendo en cuenta el perfil del puesto ya definido previamente. La planeación permite incorporar el personal adecuado en el momento oportuno. Los beneficios que aporta la planeación son entre otros: ¾ Un mejor aprovechamiento de los recursos humanos propios de mantenimiento. ¾ Previene gastos evitando contrataciones innecesarias. ¾ Colabora en el mejoramiento de la productividad de la empresa aportando el personal adecuado en el momento adecuado. ¾ Ayuda a la concreción de las metas de mantenimiento. Todo subsistema de una empresa se ve influido por el entorno tanto externo como interno de la organización, distintos factores como por ejemplo desafíos de carácter social, económicos, políticos, legales, cambios e innovaciones tecnológicas, la competencia, afectan la tarea que debe desempeñar, de allí la necesidad de la elaboración de planes estratégicos.
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¿Qué es un plan estratégico? Es la decisión más importante, mediante la cual mantenimiento fija determinadas metas a cumplir en determinado plazos, que pueden ser a corto, mediano y largo plazo. Y en virtud de la concreción de esas metas se determinan los puestos y sus especificaciones, las habilidades y capacidades que debe reunir la persona que lo ocupe, el número de trabajadores que se necesitará, etc. Dentro de la actividad de planeación se realizan otras actividades, que son: ¾ el reclutamiento ¾ la selección de personal El Reclutamiento El reclutamiento tiene por finalidad atraer e identificar a un número de personas idóneas que se presenten para cubrir determinadas vacantes, es necesario conocer el puesto, sus especificaciones, las capacidades y habilidades que requerirá el postulante como así también el entorno en que éste deba desempeñar sus tareas. El reclutamiento puede ser interno cuando el personal proviene de la propia empresa, o externo cuando el personal reclutado no pertenece a la organización. Si el reclutamiento es interno, revisten importancia los datos y toda la información que el área de recursos humanos disponga en su propia base de datos. El registro de información que el sistema contenga, cuanto más detallado y más actualizado se encuentre, más relevante será para su aplicación. Si en cambio, el reclutamiento es externo, adquieren importancia las distintas formas de solicitud de empleo que tienen por finalidad obtener la mayor cantidad de datos referidos a habilidades y capacidades como, antecedentes laborales, académicos, profesionales, etc., de los postulantes. La Selección de Personal Es el proceso que debe seguirse para la toma de decisión sobre el postulante que va a contratarse. El desafío de la selección se puntualiza en proporcionar a la empresa el personal que resulte más idóneo para cubrir el puesto vacante. Al decir que se trata de un proceso, estamos haciendo referencia a que la selección implica el cumplimiento de distintas etapas escalonadas, en las cuales se va evaluando la capacidad y habilidad de los distintos postulantes para cubrir la vacante. El número de pasos del proceso de selección y su secuencia, varía no sólo de acuerdo a la gestión, sino también con el tipo de puesto que hay que cubrir. Es una tarea que requiere por parte de quien la desempeñe tomar una actitud objetiva, y de gran responsabilidad, pues su decisión implica seleccionar una persona que se desempeñe eficazmente
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dentro de la organización aportando todas sus potencialidades, o no, con lo cual la empresa se vería perjudicada. 7.1.7. Desarrollo de los Recursos Humanos Consiste en la implementación de una capacitación permanente, brindar nuevas actividades y conocimientos a los empleados. Esto es así debido a que las necesidades de toda organización cambian permanentemente, y es menester adaptarse a los requerimientos del mundo globalizado. Los responsables de recursos humanos necesitan manejar los cambios de tal manera, que las actividades que ellos realizan se fusionen en forma efectiva con las necesidades de la organización. El desarrollo también contempla el adiestramiento de los nuevos empleados, a través del acceso al conocimiento de los aspectos y funciones esenciales del puesto que ocupará dentro de la organización. La característica más significativa del mundo que nos toca vivir, si de algo estamos seguros, es que todo cambia, y debido a esto continuamente tanto las personas como las organizaciones debemos adecuarnos a él. El desarrollo organizacional es una estrategia de aprendizaje con miras a la obtención de un cambio planeado de la organización. El desarrollo organizacional es una respuesta al cambio, una compleja estrategia educativa cuya finalidad es cambiar creencias, actitudes, valores y estructura de las organizaciones, para que estas puedan adaptarse a los nuevos desafíos que el mundo nos presenta. La orientación es una tarea que compete tanto a recursos humanos como así también al supervisor del área al que pertenezca el nuevo empleado, y su finalidad es la de ofrecerle mejores condiciones para su integración a la empresa, o bien en el caso de que un trabajador sea transferido a otra área posibilitarle una mejor integración en el nuevo puesto. Capacitar es movilizar las posibilidades, habilidades y capacidades de una persona para mejorar su desempeño. El desarrollo requiere adquisición e integración de habilidades, comportamientos y modos de pensar nuevos, para ello es fundamental determinar las necesidades de formación y de instrucción. 7.1.8. Evaluación del Desempeño Toda actividad para que pueda ser completada con eficacia debe incluir esta etapa de evaluación. Evaluar es establecer una apreciación.
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Evaluar es valorar el desempeño no sólo de las personas, sino de mantenimiento en su conjunto. La retroalimentación del sistema sólo puede darse si se concreta esta instancia de evaluación. 7.1.9. Especialidades Necesarias Las especialidades básicas de mantenimiento son cuatro: automotores, mecánica, eléctrica y electrónica. Tenemos que analizar en el caso concreto, conforme al tipo de instalación, qué tipo de especialistas nos conviene tener. Algunas veces puede ocurrir que por el tipo de trabajo no se justifique tener alguna de las especialidades, en este caso nos enfrentamos a dos opciones: capacitar a nuestro personal en la especialidad faltante o contratar la especialidad temporalmente utilizando las empresas de servicios. En décadas anteriores se buscaba a operarios especializados en un único rubro o incluso en un único tipo de máquina. Actualmente las nuevas exigencias de flexibilidad y productividad han motivado la aparición del concepto de personal polivalente. Así, para una especialidad como por ejemplo la electricidad, no sólo buscaremos personal capacitado para reparar cualquier tipo de instalación eléctrica, sino que además disponga de conocimientos de otras especialidades como la mecánica o electrónica. Esta polivalencia viene sostenida incluso desde las escuelas de formación técnica, en las que se estudiaban las distintas especialidades. Por ejemplo, un operario electromecánico será capaz no sólo de realizar las reparaciones mecánicas, sino también gran parte de las eléctricas y una parte de las electrónicas. De esta manera se simplifica el número de operarios en una reparación. Con el personal que no se encuentra lo suficientemente capacitado conviene capacitarlo y hacerlo polivalente, esto exige un esfuerzo en la formación, que deberá ir orientada a aspectos generales de las otras especialidades y posteriormente, a los detalles de las reparaciones típicas que deberá afrontar. Con respecto al perfil y funciones que debe tener el personal de producción podemos mencionar que van evolucionando a medida que las empresas se van automatizando de la siguiente manera: ¾ las tareas de fabricar exigen cada vez mayor polivalencia en el proceso de producción y además exigen colaborar con en el mantenimiento. Los operarios de producción ven cada día cómo el trabajo va pasando de tareas de operación a supervisión, cambio de matrices, e incluso tareas de mantenimiento. La mayor disponibilidad de tiempo de estos operarios en relación a tiempos pasados, les permite asumir tareas también de control de calidad y de limpieza. En épocas pasadas se observaba que la misión del operario de producción era fabricar el mayor número de unidades posibles por unidad de tiempo y que por lo tanto no realizaba tareas de control de calidad ni de mantenimiento. Así cuando se producía alguna anomalía, lo habitual era continuar mientras no afectara a la producción, sin tener en cuenta ni darle importancia a la calidad. En la actualidad se tiene mayor conciencia de que la cantidad de producción y la calidad son importantes y dependen del estado de la máquina y la atención del operario.
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¾ La tarea de mantenimiento requiere cada vez más de profesionales capacitados ante maquinaria sofisticada, con problemas que tienen mayor incidencia sobre la línea productiva. ¾ Por otra parte, el personal de mantenimiento es apoyado en las tareas de mantenimiento ligeras por el personal de producción. Las máquinas están sometidas a un riguroso control y cualquier pequeña anomalía se les comunica inmediatamente para su corrección. ¾ Las tareas básicas de control y medición pasan a ser responsabilidad de cada operario de producción que detecta y corrige las anomalías que se producen dentro de sus posibilidades. ¾ Las tareas de controlar a través de una línea jerárquica llevan a desarrollar un trabajo en equipo. Todos estos cambios, tanto en el entorno como en las propias tareas conducen a responsabilizar al operario de fabricación no solo por el volumen de producción, sino también por su puesto de trabajo. De esta manera, el correcto funcionamiento de las máquinas y equipos ya no sólo es responsabilidad exclusiva de mantenimiento, sino que se trata de una responsabilidad compartida con los operarios de producción. Las ventajas que se obtienen involucrando al personal de producción en el mantenimiento de las instalaciones son varias: •
el personal de producción se cuidará de no realizar ninguna maniobra con el equipo que pueda causarle avería.
•
procurará que al equipo que opera se le realice el mantenimiento preventivo necesario para evitar paradas innecesarias.
•
comunicará inmediatamente a mantenimiento cualquier problema que detecte para evitar una posible falla.
•
las tareas de mantenimiento preventivo se llevan a cabo en forma programada y son registradas por el operador de la máquina.
El área de mantenimiento delega una serie de tareas que no necesitan una especial preparación para ser ejecutadas. Además, el mayor contacto que se establece con el personal de producción conlleva una mayor compenetración con el equipo durante su funcionamiento, lo cual permite realizar un histórico de fallas y de esta forma poder predecir las averías con mayor facilidad. Estos hechos implican que la organización de mantenimiento se adapte a las nuevas tendencias para poder dar el servicio correspondiente. Podemos definir el primer escalón de mantenimiento como el correspondiente a los trabajos básicos y mínimos a realizar sobre las instalaciones. A este nivel pertenecerían entre otros: •
detección de ruidos
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•
sustitución de piezas desgastadas
•
observar los niveles de grasa y aceite en los depósitos y agregarle si hiciera falta
•
engrasar y aceitar los diferentes puntos indicados
•
corregir si es posible las perdidas que pudieran aparecer en los circuitos
•
cambio de filtros
•
purga de circuitos
•
observar el estado de las juntas de estanqueidad
•
reposición de lámparas de iluminación
•
limpieza de los equipos
Estos trabajos, tras un período de capacitación pueden ser realizados por los operarios de producción. Junto con esta formación pueden crearse los correspondientes procedimientos de trabajo que especifiquen el alcance de cada una de estas actividades. Lógicamente ante cualquier problema que aparezca en la realización de estos trabajos, mantenimiento debe apoyar desde su organización al personal de producción. El segundo escalón de mantenimiento agruparía los trabajos que necesiten una mayor especialización. Los trabajos de mantenimiento, correctivos y preventivos de mayor complejidad. El tercer escalón es el de ingeniería de mantenimiento. La parte de ingeniería sería la responsable de optimizar los diferentes mantenimientos empleados, al estudio de las modificaciones necesarias para las optimizaciones, formación del personal del primer y segundo escalón, la preparación de la documentación técnica, el análisis de averías, etc. Para realizar el mantenimiento suele ser común que se recurra a empresas de servicios, por lo que es importante analizar los distintos tipos de contratos que se pueden realizar, este es el motivo de estudio en el siguiente tema. Ejemplo de la implementación del plan de capacitación A continuación mostramos las etapas de un plan de capacitación que se realizó en seis sectores de una PYME metalmecánica de nuestro medio, la cual autorizó la publicación de la información, pero pidió no ser mencionada. Este plan se desarrollo en las siguientes etapas: 1) Evaluación del nivel de conocimiento, para conocer a qué personas y en qué temas había que capacitarlos; para esta tarea se uso la ficha de evaluación personal. 2) Análisis de los resultados obtenidos y estudio estadísticos de los mismos. 3) Realización de un plan que incluye el cronograma de capacitación. 4) Capacitación. 5) Control y análisis de los resultados obtenidos. 328 – Universitas
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A continuación veamos algunas de las planillas utilizadas como así también el resultado de la evaluación inicial del personal, y su análisis estadístico.
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Plan de Capacitación
Análisis de los resultados y estudio estadístico Promedios de Evaluación por Sector N Per 1 2 3 4 5 6 7 T.Per Pro=
S1 57,1 57,1 0,0
S2 100,0 14,3 42,9 28,6
S3 71,4 14,3 42,9
3 38,1
4 46,4
3 42,9
Sector 1 2 3 4 5 6
S4 28,6 71,4 100,0 14,3 14,3 57,1 42,9 7 46,9
% Conoc. Prom % Conoc. Faltan. 38,1 61,9 46,4 53,6 42,9 57,1 46,9 53,1 0,0 100,0 31,3 68,8
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S5 0,0 0,0
S6 50,0 25,0 25,0 25,0
2 0,0
4 31,3
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Evaluación de conocimientos básicos
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7.1.10. Tipos de Contratos Como ya dijimos para realizar el mantenimiento, se suele recurrir a empresas de servicios especializadas para la realización de los trabajos. Estas empresas pueden abarcar desde la asistencia técnica de los equipos adquiridos hasta empresas destinadas a mantenimiento sin ninguna relación con los equipos comprados. La contratación de empresas de mantenimiento está fundamentada en dos razones principales: •
La primera es que determinados equipos poseen un grado de complejidad o responsabilidad que obligan a contactar con especialistas para ejecutar la reparación. Estos técnicos e ingenieros especialistas generalmente suelen pertenecer a las mismas empresas que suministraron los equipos. Pueden existir razones justificadas para generar estos especialistas dentro del personal de mantenimiento, por ejemplo si existe un número elevado de equipos y máquinas instalados.
•
La otra razón para trabajar con empresas de mantenimiento se basa en los diferentes niveles de producción que originan también distintas variaciones en la atención de mantenimiento a lo largo del año. El incremento de averías en determinadas épocas o bien la necesidad de realizar paradas de fábrica puntuales para operaciones de mantenimiento suponen la necesidad de un número elevado de recursos que no se justifica tenerlos en forma estable.
Contratos por Administración Este tipo de contrato establece un precio por hora para cada especialidad y categoría contratada sin entrar a analizar en detalle las tareas que se realizarán. El contrato se puede establecer para un período en el que se desarrollarán varios trabajos, por ejemplo una parada general de fábrica, o bien para un trabajo concreto. La facturación se establece en proporción a las horas trabajadas por cada especialidad. Contratos por Precio Unitario Este tipo de contratos se utiliza para volúmenes de trabajo importantes y repetitivos y se establece un precio por unidad de trabajo. La unidad puede ser metros cuadrados, metros lineales, cantidad de máquinas, equipos etc. Se trata de descomponer la totalidad del trabajo en unidades mediales. Un caso típico puede ser un cambio de piso en el que se fija el precio por metro cuadrado. La facturación se realiza tras la medición de los metros cuadrados de piso. En este caso no se fijan los recursos humanos que la empresa aportará, sino la cantidad de trabajo a realizar.
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Contratos a Precio Fijo En este caso se contrata la realización de un trabajo, aclarando previamente, el importe por trabajo, se acotan las responsabilidades de cada parte contratante. El personal necesario lo fija la empresa que realizará el trabajo. Esta modalidad puede utilizarse tanto para trabajos que solo se realizan una vez, por ejemplo nuevas construcciones, como para trabajos repetitivos, desmontaje y montaje de equipos o máquinas. La principal característica de estos contratos es que la empresa que contrata el servicio solo supervisa las ejecuciones de los trabajos sin tener mando directo sobre los operarios del contratista. A excepción del primer caso, la productividad del personal es más importante para el beneficio de la empresa contratada que para la contratante, dado que el precio está fijado de antemano. 7.1.11. Diferencias entre Trabajar con Personal Propio o Contratado Si nos detenemos a analizar las diferencias existentes entre una modalidad y otra diremos que: ¾ el personal propio puede realizar un número de horas constantes a lo largo de los años, pero sí la carga de trabajo es superior a esta capacidad, no hay posibilidad de realizarla, y debemos optar por aumentar el personal, lo que implica que cuando la carga de trabajo descienda nos encontraremos con personal en exceso. En estos casos la utilización de cualquiera de los contratos que hemos visto resulta más rentable que la contratación de personal propio, dado que la facturación se hace por el trabajo que realizan. ¾ para algunas especialidades, la carga de trabajo será menor que el equivalente horas por año de una persona. Puede optarse por contratar una empresa de servicios para la realización de los trabajos de esta especialidad solamente en el momento que se necesiten. ¾ en cuanto a los períodos de vacaciones, para el personal estable de la empresa debemos tener en cuenta los períodos en los que se reducirá la capacidad de trabajo, si en cambio los trabajos están contratados este problema no se plantea. ¾ los operarios de las empresas de servicios pueden ser diferentes para cada trabajo, lo que en ocasiones puede ser un inconveniente si las instalaciones o procedimientos de trabajo son complejos ya que tendrían primero que habituarse. ¾ Si para la realización de toda la tarea de mantenimiento es contratada una única empresa, corremos el riesgo que tanto nuestras máquinas y equipos como así también nuestro nivel de producción, queden en manos de una empresa con intereses distintos a los propios, razón por lo cual no es aconsejable bajo ningún punto de vista realizar una contratación de éste tipo. No obstante, si se quisiera eliminar todo el personal propio de mantenimiento, el contrato debería definir no sólo las tareas a realizar, sino también el cumplimiento de los objetivos concretos de mantenimiento que se desea lograr, para asegurar niveles mínimos de disponibilidad en las máquinas y equipos. También hay que tener en cuenta los posibles conflictos laborales, como es el caso de una huelga, que podría traer aparejado la parada de nuestras instalaciones sin tener posibilidad de 335 – Universitas
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actuar para resolver las diferencias. De la misma forma, se debe considerar la solvencia y la capacidad de desarrollo de la empresa a contratar. Estos aspectos implican que será conveniente siempre contar con un mínimo de personal propio que sea capaz de cubrir las reparaciones mínimas o posibles urgencias que aparezcan. 7.1.12. Productividad del Personal de Mantenimiento Si nos referimos a la productividad del personal de producción, la idea se asocia con un aumento de producción en relación al tiempo. Su control es bastante sencillo ya que nos encontramos con procesos definidos y repetitivos en la mayoría de los casos, en donde las condiciones de trabajo se mantienen prácticamente constantes. En el caso de mantenimiento, la forma de medición no es tan sencilla. Si tomamos como producto de mantenimiento las reparaciones que éste subsistema efectúa, entenderemos a la productividad como el número de reparaciones realizadas por unidad de tiempo. Sin embargo, las condiciones de trabajo de producción y de mantenimiento son muy diferentes, así: ¾ El personal de producción tiene definido su trabajo con muy pocas variaciones, en tanto que el personal de mantenimiento sólo tiene definida una especialidad y las tareas suelen ser muy variadas. El hecho de tener las tareas definidas en producción permite optimizarlas en un mayor grado que en mantenimiento, donde estas tienen un gran espectro. ¾ El lugar de trabajo de los operarios de producción es siempre el mismo, por lo que les resulta familiar, en cambio para mantenimiento es siempre cambiante en función de donde tenga lugar la falla, esto trae aparejado un movimiento de herramientas y un proceso de conocimiento del lugar, análisis de la instalación, etc. Es difícil en la actividad de mantenimiento encontrar un parámetro de medida que nos permita comparar diferentes productividades, difícilmente podremos utilizar la relación entre trabajo realizado y horas empleadas. La exigencia sobre resultados a obtener para el caso del personal de fabricación, tras las horas trabajadas, será una determinada cantidad de producción con una mínima calidad. En mantenimiento, los parámetros de medición son distintos y no podemos comparar las horas trabajadas con las reparaciones realizadas. En esta área debemos comparar las horas de trabajo con los resultados obtenidos y los aspectos para evaluar los resultados serán: ¾ disponibilidad de máquinas y equipos en relación a las horas utilizadas para su mantenimiento. ¾ costo total empleado en mantenimiento por horas trabajadas. ¾ número de accidentes y su gravedad, por horas trabajadas.
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En este último punto tenemos en cuenta, además de la obtención de buenos resultados, la rapidez y la calidad en las tareas de mantenimiento, otro factor muy importante es la seguridad de las personas que trabajan. Muchas veces, las prisas para terminar un trabajo dejan a un lado las medidas de seguridad necesarias, produciendo accidentes no sólo para las personas, sino también para las propias instalaciones. Los parámetros de medición utilizados para poder evaluar la seguridad en el trabajo suelen ser el índice de frecuencia IF y el de gravedad IG. El primero refleja el número de accidentes en relación a las horas trabajadas, lo que demuestra realmente el número de accidentes. El índice de gravedad trata de reflejar mediante la relación entre las jornadas perdidas y las trabajadas, la gravedad de estos accidentes. Generalmente las acciones para mejorar estos parámetros pasan por el personal, por lo tanto conviene que se encuentre motivado y formado para el trabajo que se le asigna. 7.1.13. Acciones para Motivar al Personal Las acciones para motivar al personal deben realizarse a través de dos vías: •
la eliminación de los aspectos desmotivantes
•
la potenciación de los motivantes
Como elementos desmotivantes a superar podríamos citar: •
falta de organización en la empresa
•
supervisión desgastante
•
condiciones de trabajo no adecuadas
•
salario no adecuado
Como elementos motivantes podemos destacar: •
el reconocimiento a la tarea bien realizada
•
el trabajo en sí mismo
•
el asumir responsabilidades
•
la promoción
Aun así, la escala de valores de las distintas personas resulta muy particular como para que existan fórmulas exactas que permitan obtener logros importantes con su aplicación. La capacitación del personal es otro de los aspectos a tener en cuenta para poder permitir que el personal realice sus trabajos con rapidez y calidad. Cuanto mayor sea esta capacitación, más formado estará el personal para tomar decisiones ante pequeños problemas.
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7.2. La seguridad en el área de mantenimiento La actividad en el mantenimiento, lleva aparejado además de los conocimientos propios de cada una de las distintas actividades o el oficio, los requisitos o cuidados mínimos necesarios para la prevención de accidentes, es decir las normas de seguridad propias de cada actividad, a estas se les debe sumar el aporte por medio de los servicios de Higiene y Seguridad en el trabajo, cuya función como ya lo hemos visto, es difundir y verificar que se cumplan las normas establecidas para asegurarse en lo que se refiere a la prevención de accidentes y enfermedades del trabajo. Este asesoramiento puede ser hecho por organismos tales como empresas privadas o por profesionales pertenecientes a la misma empresa previamente habilitados por la superintendencia de riesgos del trabajo; cualquiera sea el caso estos son los encargados de realizar, dar difusión y aplicar los procedimientos que se hayan creado para que cada actividad se realice de forma segura tanto para el operador como para las instalaciones y el medio ambiente. A continuación vemos algunas definiciones sobre la terminología a utilizar. Agentes materiales: denominaremos así a todos aquellos elementos que están en contacto directa e indirectamente con el operador y la actividad que realiza. Maquinas dinámicas, por ejemplo: generadores de energía, sistemas de transmisión para trabajar el metal, maderas, agrícolas, mineras, etc. Otros aparatos, que pueden ser estáticos, por ejemplo: recipientes de presión, hornos, estufas, plantas de refrigeración, acumuladores de energía, etc. Elementos de transporte y manipulación, tales como aparatos de izar, de traslación por vías férreas, rodantes, por aire, acuáticas, y cualquier tipo de transporte. Elementos materiales y de radiación, el caso de polvos, gases, líquidos, sustancias químicas, radiaciones electromagnéticas, láser, infrarrojas, ultravioletas, ionizantes, luminosas, etc. Las instalaciones eléctricas, como por ejemplo maquinas, conductores, transformadores, aparatos de mando y control, etc. Las herramientas de mano, como por ejemplo las del tipo manual, eléctricos manuales, neumáticos manuales, escaleras, rampas, andamios, etc. Medio ambiente: se refiere al medio en el que se realizan las actividades de mantenimiento e incluye al entorno. En el exterior, podemos mencionar: superficies de tránsito y de trabajo, aberturas de suelo, agua, clima, etc. En el interior, citamos: pisos, escaleras, rampas, aberturas en pisos, paredes, sólidos, etc. Seguidamente definimos distintos conceptos referentes a la seguridad industrial.
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7.2.1. Accidente, condiciones peligrosas El accidente es todo hecho brusco o repentino que produce lesiones en las personas y daños en los bienes materiales, que puede impedir tanto al empleado como al empleador, el normal desarrollo de las actividades. Condiciones peligrosas e inseguras son aquellas que eliminadas previamente evitan el accidente o disminuyen la probabilidad de que ocurra. Estas condiciones comprenden todo tipo de aspectos: mecánicos, químicos, biológicos, del medio ambiente y personales. Veamos ahora a modo de ejemplo, los siguientes: •
protecciones inadecuadas, utilizar guantes de lona en lugar de cuero al manipular elementos calientes o cortantes; el uso de protectores locales cuando se necesita una protección en mayor grado como antiparras panorámicas en lugar de una facial, etc.
•
herramientas y equipos defectuosos o inadecuados, emplear destornilladores como cortafríos, el uso de cutter o trinchetas para pelar conductores eléctricos, llaves de mano en mal estado, con deformaciones, soldadas, etc.
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señalización inadecuada, defectuosa o inexistente, por ejemplo disponer de un bidón conteniendo ácido sin etiquetar, ubicado fuera del lugar de almacenamiento; tanques de productos químicos sin ningún tipo de identificación, etc.
•
falta de orden y limpieza, existencia de restos de aceite en el lugar de trabajo, elementos sueltos en el piso, elementos innecesarios en el sector, etc.
•
vestimenta de trabajo inadecuada o defectuosa, usar ropa que no sea la que le suministra la empresa, que la vestimenta no sea de algodón, etc.
•
y cualquier otro tipo de condición que constituyera causa de accidentes.
Actos inseguros son aquellos en los que la falla es la conducta de los individuos al no cumplir con los requisitos de normas de seguridad y/o prácticas seguras comúnmente aceptadas y aumentan innecesariamente la probabilidad de accidente. Entre los casos más frecuentes de este tipo de actos, podríamos citar los siguientes: •
cualquier tipo de actividad, ya sea trabajos, operaciones, etc., realizados sin autorización previa por parte de los responsables.
•
formas defectuosas o inseguras de cargar, apilar, mezclar, almacenar, levantar y llevar pesos.
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operaciones a velocidades inadecuadas, velocidad excesiva en la conducción de vehículos, mal uso de las velocidades de máquinas, herramientas, etc.
•
mal empleo del diseño de seguridad, por ejemplo no bajarse el protector facial antes de comenzar a realizar la actividad, sostener la máscara protectora durante la soldadura, utilizarla para llevar elementos extraños.
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•
adoptar posiciones inseguras y defectuosas, ubicarse debajo de cualquier elemento que este suspendido para realizar algún tipo de reparación o modificación, etc.
•
ajustar, limpiar, arreglar, llenar, frenar máquinas en movimiento, por ejemplo el ajuste de correas cuando la maquina está en funcionamiento, tratar de frenar los cabezales de tornos, volantas de balancines, etc.
•
empleo de herramientas, equipos, materiales, vehículos inseguros o defectuosos, por ejemplo cortafríos con cabeza deformada, máquinas eléctricas de uso manual sin llave de corte con cables en mal estado, etc.
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falta de atención en el trabajo u ocasionar incomodidad a otros, por ejemplo no trabajar en forma ordenada, jugar entre compañeros, llamar la atención arrojándole cosas a sus compañeros, etc.
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no usar los elementos de protección personal o hacerlo inadecuadamente.
Forma de ocurrencia de accidentes Si por su trabajo o por otras circunstancias ha tenido oportunidad de presenciar algún accidente, quizás haya observado que es común encontrar que los accidentes pueden ser ocasionados por caídas de personas a desnivel, desde una escalera, o a un mismo nivel por algún elemento extraño que ha pisado o tropezado, también existen accidentes por caídas de objetos, por derrumbe de materiales, desplome de construcciones, objetos en manipulación, por choques o golpes contra elementos inmóviles, por ejemplo cañerías. También pueden ocurrir accidentes por esfuerzos físicos al levantar objetos, por ejemplo el exceso de peso, al empujar o tirar objetos, al manipular o lanzar objetos; siempre que se vaya a realizar cualquier tipo de esfuerzo se debe tener en cuenta el no excederse para evitar cualquier tipo de lesión. Otros accidentes ocurren por aprisionamiento de un objeto, por ejemplo en el armado de un equipo una de sus partes aprisiona la mano del operador entre objetos, o quedarse con la mano apretada al intentar montar un equipo, ya sea uno móvil y uno inmóvil o entre dos elementos móviles; accidentes por exposición al calor u objetos ardientes por ejemplo al calentar una pieza; exposición a frío u objetos muy fríos por ejemplo cuando se requiera enfriar una pieza para la colocación de otra aprovechando el efecto de contracción; exposición a energía eléctrica, por ejemplo los electrochoques por contacto directo con un conductor o indirecto por arco o descarga; exposición a radiaciones ionizantes o no ionizantes, cuando se está trabajando con descargadores o pararrayos radiactivos. Pasemos a continuación a analizar los factores que contribuyen a evitar y a provocar accidentes. Factores contribuyentes a evitar y provocar accidentes Resulta preciso destacar que existen factores que contribuyen a evitar accidentes. Uno de los más importantes que contribuyen a evitar accidentes es poseer capacitación para la realización segura de las tareas, la adecuación de estas a las características personales, y no asumir actitudes improcedentes, ya que aumentan las probabilidades de que el accidente ocurra.
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También existen factores que contribuyen a provocarlos, a continuación mencionamos solo algunos: •
incumplimiento de las normas o instructivos de seguridad
•
falta de experiencia, habilidad o entrenamiento
•
exposición innecesaria al peligro
•
defectos físicos o psíquicos
•
embriaguez
A continuación vemos los procedimientos para realizar tareas en forma segura. 7.2.2. Procedimiento para realizar actividades que entrañan riesgos a. Actividades físicas El objetivo de tener en cuenta procedimientos para realizar actividades físicas, es: Evitar cualquier tipo de lesión tanto muscular o articular como así también la disminución del riesgo de accidente de cualquier tipo, mediante el conocimiento y aplicación continua de técnicas de elevación de pesos. Se debe evitar el transporte de pesos o cargas por encima de personas, no debiéndose de levantar más de 20 Kg. en situaciones de trabajo personal. b. Riesgo eléctrico El objetivo de seguir un procedimiento de riesgo eléctrico, tiende a: Evitar cualquier tipo de lesión, tales como quemaduras, golpes por energía contenida y/o electrocuciones, provocada por el contacto directo o indirecto con elementos conductores o de maniobra y control, los cuales se encuentren bajo tensión, para aumentar la seguridad y disminuir el riesgo de accidente. Diferenciación de los niveles de tensión La tensión de alimentación de máquinas y equipos se diferencia en función de sus niveles de suministro de acuerdo a: •
muy baja tensión, a las tensiones hasta 50 v. en corriente continua o iguales valores entre fases de corriente alterna
•
baja tensión, corresponde a las tensiones por encima de 50 v. hasta 1000 v.
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media tensión, corresponde a los valores de tensión por encima de 1000 v. hasta 33000 v.
•
alta tensión, corresponde a tensiones por encima de 33000 v. hasta 132000 v.
•
muy alta tensión, corresponde a los valores de tensión superiores a 132000 v. 341 – Universitas
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Las acciones a tomar •
Todas las partes de las instalaciones de fácil acceso, deberán ser aisladas convenientemente.
•
Todos los equipos y tableros eléctricos deberán tener letreros de peligro y estar debidamente señalizados.
•
El personal capacitado para realizar las actividades o tareas eléctricas, deberá tener conocimientos de cómo separar al operador del circuito en caso de contacto directo o indirecto, como así también de primeros auxilios, método de respiración artificial, lucha contra el fuego y evacuación de locales incendiados.
•
Todos los equipos y tableros eléctricos deben mantener, estar y permanecer con sus borneras de conexión tapadas, puertas cerradas, barras de conexión protegidas o de difícil acceso, etc. de manera tal que se aísle cualquier tipo de riesgo por contacto directo.
•
El material utilizado, tanto conductores como elementos de maniobra y control, para la alimentación de equipos eléctricos serán previsto según las consideraciones de cada caso en particular, tensión de trabajo, carga, etc.
•
Solamente el personal calificado y debidamente autorizado realizará las intervenciones.
•
En lo posible se realizarán las actividades, ya sean tareas de reparación, mantenimiento o modificación, con cero tensión.
•
Toda intervención será realizada como si el circuito estuviera con tensión, en ningún caso se quitarán los elementos de protección personal, ni los de seguridad.
•
En caso de no ser posible la realización de las actividades o tareas a realizar, con cero tensión, las mismas será presenciadas por el responsable del área.
•
Cada vez que se realice una modificación en un circuito eléctrico ya existente, deberá ser inspeccionada por una persona competente distinta a la que realizó la modificación.
•
Se realizarán inspecciones de forma regular para controlar el estado de las instalaciones.
•
Cuando sea imposible instalar los circuitos eléctricos o los elementos de los equipos eléctricos de manera que no sean accesibles al resto del personal que no sea el habilitado, se tomará como medida su instalación en locales o cercos donde solo ingrese el personal autorizado.
•
Todo equipo eléctrico que requiera ser examinado o regulado durante su funcionamiento estará instalado de modo tal que permita la realización de tareas de una forma cómoda.
•
Todos los conductores eléctricos deberán estar sujetos y distribuidos de forma conveniente.
•
Todos los conductores deberán estar perfectamente señalizados para evitar cualquier tipo de confusión, en el caso de que se deba trabajar con tensión.
•
Toda alimentación de elementos eléctricos para comando y maniobra deberá ser tomada de transformadores de tensión, instalados convenientemente.
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•
En caso de no ser posible la instalación de transformadores, de modo que se alimenten los elementos de comando y maniobra en forma directa, se lo deberá aclarar con carteles perfectamente visibles.
•
Se instalarán en estos casos disyuntores diferenciales, a fin de proteger a los operadores de cualquier riesgo.
•
Para la alimentación de los elementos eléctricos de comando y maniobra en baja tensión en lo posible se utilizará una tensión de seguridad (12 v o 24v) adecuada según las condiciones de trabajo.
•
Todo equipo eléctrico deberá tener su puesta a tierra en buenas condiciones, es decir perfectamente fijada y con una resistencia adecuada, en lo posible de 5 Ohm o menos de resistencia.
•
Todo elemento que sea utilizado para el transporte de conductores de energía eléctrica entre equipos, tableros, sub-estaciones, etc., deberá llevar su puesta a tierra instalada.
•
En lugares donde existan materiales inflamables de cualquier tipo, solo se instalarán motores eléctricos del tipo antiexplosivos o blindados.
•
Además de los elementos de protección personal, también será obligatorio usar los elementos de seguridad necesarios tales como: ¾ guantes aislantes ¾ protectores faciales ¾ herramientas aisladas perfectamente ¾ detectores de tensión ¾ lámparas de iluminación portátiles ¾ transformadores de tensión con salida no superior a 24 v ¾ en caso de tener que utilizar máquinas eléctricas con tensión superior se utilizarán transformadores para su alimentación ¾ taburetes o alfombras aislantes y pértigas de maniobras aisladas
•
Solo el personal autorizado y capacitado realizará cualquier tipo de maniobras en media tensión.
•
Toda maniobra será realizada con el expreso conocimiento de los responsables del área.
•
Estarán perfectamente señalizadas y serán realizadas dentro de lo posible por la misma persona, todas las maniobras tales como: ¾ seccionar o cerrar interruptor ¾ extraer o insertar interruptor
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¾ poner o sacar la puesta a tierra •
Las tareas o actividades de mantenimiento realizadas en las instalaciones de media tensión serán realizadas por el personal destinado a tales actividades.
•
Se procederá a descargar la instalación. Después que se haya verificado que la instalación o el circuito se encuentra sin tensión, se colocarán las puestas a tierra de seguridad y se cortocircuitarán las barras. Una vez terminadas las actividades, el supervisor o responsable del área las verificará.
•
Solo cuando se hayan terminado las actividades y normalizado los equipos, se solicitará la normalización del servicio. Una vez que sea solicitada la normalización del servicio se dará aviso al responsable del área para que autorice la maniobra. Una vez que se realice la maniobra y se normalice el servicio, se dejarán asentadas por escrito todas las intervenciones realizadas como así también los responsables. Toda actividad que se esté realizando en líneas aéreas o en exteriores se suspenderá en caso de tormenta.
•
Toda actividad o tarea a realizar en líneas aéreas que se encuentren anilladas, deberán quedar sin tensión.
•
En toda tarea o actividad a realizar en forma de reparaciones o canalizaciones subterráneas se tomarán todas las precauciones de los puntos anteriores.
•
En la apertura de zanjas o excavaciones se colocarán previamente barreras u obstáculos, para evitar el acceso.
7.2.3. Protección en la operación de máquinas y herramientas El objetivo del procedimiento para protección en la operación de maquinas y herramientas es tomar las precauciones para evitar cualquier tipo de lesión, tales como cortes, golpes, daños durante su utilización, reparación y elementos de protección personal. Las protecciones o resguardos se pueden clasificar en: Fijos, son aquellos que, como su nombre lo indica, permanecen unidos permanentemente a la máquina, impidiendo el acceso a la zona de peligro. Interconectados, en estos casos la protección funciona al mismo tiempo en que la maquina comienza a operar. Automáticos, existen resguardos electrónicos que funcionan en forma automática. Las acciones a tomar Todas las máquinas deben suministrar real protección al operador. No deben intervenir en la tarea, debido a que el operador tiende a eliminarlas cuando dificultan la tarea. Sus características importantes serán: •
los resguardos deberán ser resistentes al fuego y la corrosión 344 – Universitas
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•
los resguardos deben pertenecer o ser parte de la máquina
•
las máquinas-herramientas deberán ser seguras para el operador y en caso de no serlo, no podrán utilizarse sin los elementos de protección personal necesarios
•
las máquinas que estén conformadas por elementos o partes con movimiento de giro o de rotación, serán aislados mediante protecciones, de forma tal que no presenten ningún tipo de riesgo al operador
•
las máquinas deben tener un botón de parada de emergencia, para poder detenerlas en caso de urgencia
•
las transmisiones comprenderán acoplamientos, correas, poleas, engranajes, cardan, etc., en ellas se aplicarán las protecciones que se crean convenientes
•
las protecciones deberán ser eficaces por su diseño y de material resistente, deslizables para el ajuste reparación o carga
•
no interferirán con el proceso productivo
•
serán parte integral de la máquina y por lo tanto su montaje o desplazamiento solo será intencional
•
no presentarán riesgos por si mismas, ni obligarán al operador a adoptar posiciones incómodas o riesgosas que puedan favorecer alguna situación que provoque el accidente al operador
•
deben proteger al operador de las proyecciones de sólidos y /o líquidos
Todas las herramientas de uso manual deben tener sus respectivos mangos o empuñaduras en perfecto estado de conservación. Todas las máquinas eléctricas de uso manual deberán verificarse antes de su utilización, a fin de asegurar que posean los elementos de protección en buen estado, tanto llaves de marcha / parada y pulsadores, como de proyecciones. Toda actividad de mantenimiento ya sea preventiva, reparativa o modificativa será realizada solamente en las mejores condiciones de seguridad posibles incluyendo la detención y desconexión de las máquinas. Toda máquina que esté siendo intervenida deberá poseer una llave de bloqueo para su re-conexión y la misma estará en manos del supervisor o encargado. Toda máquina que fuese insegura, deberá ser dejada fuera de servicio hasta se realicen las acciones correspondientes. Al realizar toda operación de maquinado o procesado se usarán los protectores oculares correspondientes. Se tratará de no utilizar guantes durante las operaciones en máquinas con movimientos giratorios o envolventes.
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En máquinas-herramientas tales como tornos, frezadoras, limadoras, etc., el cambio o reposición de pieza, herramientas, plato, etc. se realizarán con las máquinas apagadas y se las moverá con la mano, no con la fuerza del motor. Cuando se realicen actividades en el torno verificar que la contra-punta, porta-herramienta y la pieza estén bien aseguradas.
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Problemas Propuestos 1) ¿Cuál es la misión del área de recursos humanos? 2) ¿Cuál es el objetivo principal de los recursos humanos? 3) ¿Qué actividades desarrolla recursos humanos? 4) ¿Qué permite incorporar la planeación de los recursos humanos? 5) ¿Cómo se define “accidente”? 6) ¿A qué se denominan actos inseguros? 7) Mencione por lo menos cinco acciones a tomar para evitar el riesgo eléctrico. 8) ¿Cuál es el objetivo del procedimiento para la protección en la operación de maquinas y herramientas?
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Otros Títulos de esta Editorial MATEMATICA Algebra y Geometría. Molina-Gigena-Joaquin-Gomez- Vignoli. Análisis Matemático I. Azpilicueta-Gigena-Joaquin-Molina-Cabrera. Matemática I para Ciencias Naturales. Vera de Payer - Molina - Gigena - Ludueña Almeida. Algebra Lineal. Elizabeth Vera de Payer. Introducción a la Matemática. Azpilicueta-Gigena-Molina-Gómez. (En preparación) Análisis Matemático II. Gigena - Binia - Joaquín - Cabrera - Abud 2° Ed. (En preparación) FISICA Y QUIMICA Notas de Química General. P. Carranza - S. Faillaci. Física I. G. V. Morelli. (En preparación) Física II. Electromagnetismo. G. V. Morelli. Física III. G. V. Morelli. (En preparación) Calor y Termodinámica. G. V. Morelli. (En preparación) Mecánica. G. V. Morelli. (En preparación) Termodinamica Técnica. F. Arenas (En preparación) DISEÑO Representación Gráfica I. O. Maligno y otros. INGENIERIA E INFORMATICA Algoritmos y Estructuras de Datos. Valerio Fritelli. Aprenda Lenguaje ANSI C. J. García. Aprenda C++. J. García. Lenguaje C++. K. Barclay. Aprenda Java. J. García. Aprenda Visual Basic. J. García. Sistemas Operativos. Norberto Cura. Comunicaciones. J. Galoppo - C. Montaña Mansur. Redes de Información. C. Sánchez-J. Galoppo. 3° Edición. Introducción a Sistemas de Control. Víctor H. Sauchelli. 4° Edición. Sistemas Celulares de Comunicaciones Móviles. J. Galoppo. Métodos Numéricos. Rosendo Gil Montero. Res. de Prob. con Matlab. Métodos Numéricos. R. Gil Montero. Res. Prob. con Matlab. Sistemas de Control. V. Garrone. Guía de Introducción a Matlab. J. García - J. Rodriguez. Resolución de Problemas con C++. Rosendo Gil Montero. Comunicaciones de Datos y Redes de Información. Norberto Cura (2 Tomos). ADSL - Asymetric Digital Subscriber Line. Norberto Cura. Economía para Ingenieros. E. Masciarelli. (En preparación). Problemas Resueltos de Economía. E. Masciarelli. Gestión de la Calidad. Carlos Boero. 2° Edición. Organización Industrial. C. Boero. INGENIERIA INDUSTRIAL Gestión de Abastecimiento. Carlos Boero. Costos Industriales. C. Boero. Evaluación de Proyectos. C. Boero. Mantenimiento Industrial. C. Boero. Introducción a la Logística. C. Boero. Gestión de Mantenimiento. L. Torres. Mercadotecnia. M. Gómez - G. Gimenez.
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Costos Industriales. F. Antón - O. Giovannini. Recursos Humanos. M. Gomez - G. Gimenez. Planificación y Control de la Producción. F. Antón - O. Giovannini. ELECTRONICA Y COMUNICACIONES Teoría de las Comunicaciones. Pedro Danizio. Dispositivos Electrónicos. Carlos Chaer. Fuentes Conmutadas. Juan Carlos Floriani. Sistemas de Control No Lineales. V. Sauchelli. Sistemas de Control Digitales. V. Sauchelli. Teoría de la Información y Codificación. V. Sauchelli. Teoría de Señales y Sistemas Lineales. V. Sauchelli. Teoría Moderna de Filtros con Matlab. Walter Monsberger. Mediciones Electrónicas. Hugo Grazzini. Teoría de Señales. E. Vera de Payer. Análisis Conjunto Tiempo-Frecuencia. E. Vera de Payer. Elementos de Prog. en C++ para Electrónicos. E. Destéfanis. AERONAUTICA El Avión. Calidad del equilibrio, control y estabilidad dinámica. José A. Sirena. Dinámica de los Gases. J. Tamagno (En preparación). MECANICA - ELECTRICIDAD Sistemas de Puesta a Tierra. Juan Carlos Arcioni. Mediciones en Alta Tensión. Alberto Torresi. Sobretensiones. Alberto Torresi. INGENIERIA CIVIL Introducción a la Teoría de la Elasticidad. Godoy-Pratto-Flores. Estructuras Metálicas. Gabriel Troglia. Proyectos, Dirección de Obras y Valuaciones. A. Armesto. Ejercicios de Sistemas Planos de Alma Llena. Juan Weber Lluvias de Diseño. G. Caamaño Nelli - C. Dasso. Proyecto y Arq. de las Instalaciones Eléctricas. R. Levy. Gestión, regulación y Control de Servicios Públicos. FCEFyN-UNC. Congreso Internacional de Servicios Públicos. FCEFyN-UNC. BIOINGENIERIA Seguridad y Normalización en Instalaciones Eléctricas Hospitalarias. R. Taborda. Diagnóstico por Imágenes. M. Malamud.
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La presente edición de Mantenimiento su Implementación y Gestión se terminó de imprimir en Universitas en el mes de marzo de 2005.
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