19104_disponibilidad y Confiabilidad de Equipos Parteviiidiap317-376 Intercade

159 317

8.1 MEDIDAS DE FUNCIONAMIEN FUNCIONAMIENTO TO DE EQUIPOS

Reparando

Esperando

Tiempo de trabajo

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318

MEDIDAS DE FUNCIONAMIENTO DE EQUIPOS

Trabajando

Trabajando

Esperando Esperando

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160 319

PROGRAMACION DE TIEMPO  Tiempo

de calendario: 8760 h/año

• Menos días festivos  Tiempo

planeado de producción (ST)  Componentes de tiempo de producción • Tiempo de trabajo (W) ¿Cómo explicar el funcionamiento del retraso? • Tiempo de reparación (R) ¿Cómo

explicar oportunos m-ce, PM, etc.? • Tiempo de espera (S) ¿Qué está incluido?

ST = W + R + S Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] [email protected] - Consultor Intercade

320

TIEMPO DE TRABAJO  Definición

específica del sitio

 Generalmente

incluye algunos

“tiempos ociosos” •  A veces llamado “retrasos operativos”  Ejemplos 

•  Esperando para ser cargado •  Esperando para la voladura •  Paradas de conveniencia

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160 319

PROGRAMACION DE TIEMPO  Tiempo

de calendario: 8760 h/año

• Menos días festivos  Tiempo

planeado de producción (ST)  Componentes de tiempo de producción • Tiempo de trabajo (W) ¿Cómo explicar el funcionamiento del retraso? • Tiempo de reparación (R) ¿Cómo

explicar oportunos m-ce, PM, etc.? • Tiempo de espera (S) ¿Qué está incluido?

ST = W + R + S Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] [email protected] - Consultor Intercade

320

TIEMPO DE TRABAJO  Definición

específica del sitio

 Generalmente

incluye algunos

“tiempos ociosos” •  A veces llamado “retrasos operativos”  Ejemplos 

•  Esperando para ser cargado •  Esperando para la voladura •  Paradas de conveniencia

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161 321

TIEMPO DE REPARACION  Mantenimiento

notificado y buscar recursos.

• Efectividad de las comunicaciones  El

problema está corregido. • Mantención eficiente y efectiva

 Materiales

procurados, equipamiento abajo.

• Sistema de manejo de la calidad de los materiales  Sin

mantención (un ejemplo).

• Ausencia o retraso de los operadores • Equipo

no

usado

después

de

terminadas

las

reparaciones Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] [email protected] - Consultor Intercade

322

TIEMPO DE ESPERA  El

equipo está listo, pero no puede trabajar.

Tiempo de reparación

Esperando

 Posibles

razones:   No hay capacidad de cargar, no hay operador ni clima ni cambios…

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162 323

ESTAMENTOS PRINCIPALES (TIEMPO)  Maximizar

el tiempo de trabajo.

• Tareas de planificación, de operaciones y de mantenimiento  Minimizar

los retrasos operativos.

• Tareas de planificación minera y operaciones • Marcha lenta, esperando reubicación de equipos  Minimizar

voladura,

cambios,

fallas (frecuencia y periodo de reparaciones).

• Tareas de mantenimiento y operaciones  Maximizar

el tiempo de producción.

• ¿Cerramos para Navidad, Año Nuevo, vacaciones? Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

324

Events

R

1. Contractual lunch equipment inspection

2. Repair Unit inoperative, undergoing repair or awaiting shop labor, shop space, parts or retrieval. Unit away from the mine for major Repairs or/and modifications

x R

S

Excl.

x x x

3. Operational Refuel, fluid check Weather Safety meeting Safety problem Labor problem Training class Personal reasons Waiting for other equipment Waiting for blast Unit stuck No operator Operator reassigned No fuel;lube Dump pocket full or inoperative Towing disabled equipment Unit tolalled out

W

X X X X X X X X X X X X X X

x

x

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163 325

RESUMEN  Disminuir

el tiempo fuera de calendario.

•  Menos reparaciones •  Menos esperas •  Igual al tiempo de trabajo

W = CT – N/ST – R – S

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326

TIEMPOS DE TRABAJO TIPICOS (BUENOS)  Pala

hidráulica

 Camiones

fuera de camino

6500 h/año 7000 h/año

 Pala

eléctrica

7250 h/año

 Red

de arrastre

7500 h/año

•   ¿Cuántas h/año hay en dos turnos de operación por día? •   ¿Cuántas h/año hay si no se trabaja los fines de semana?

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164 327

DISPONIBILIDAD

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328

DISPONIBILIDAD MECANICA (MA)  ¿Cuántas

horas de reparaciones son necesarias por hora de operación?

 Definida

una razón entre horas trabajadas y la suma

de horas trabajadas y horas de reparación.

MA = W / (W + R)  Sirve para lo siguiente: • Conveniencia del equipo para la tarea • Eficiencia del mantenimiento  Discrepancias en definición. Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

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165 329

¿POR QUE ESTA DEFINICION?  Define

el desempeño del departamento mantenimiento y servicios (primordial).

de

• Las operaciones contribuyen mediante accidentes y abuso de los equipos. • ¿Cuantificar las contribuciones de operaciones?  Estimación

simple de los requerimientos de mantenimiento si las condiciones de operación cambian. • Ejemplo: si cambian las horas de operación.

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330

EJEMPLO MA = W / (W + R) Asuma.  W =

80 h; R = 20 h

 Luego,

MA = 80%

Nuevo escenario  Si

W cambia a 120 h (+ 40 h)

 Luego,

el nuevo R es 30 h.

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166 331

DISPONIBILIDAD: DETERMINANTES  ¿Cuánto

tiempo de servicio requiere el equipo?

• Especificaciones, distribuidor/OEM sup.  ¿Qué

diseño,

habilidades,

tan a menudo el equipo falla? (MMTF)

• Confiabilidad, operabilidad  ¿Cuánto

en promedio se demora en reparar? (MTTR)

• Capacidad de mantenimiento, disponibilidad de materiales, ayuda

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332

¿CUANTO TIEMPO DE MANTENIMIENTO?   Frecuencia



de PM

• PM de 8 h cada 125 h:

6.5% tiempo muerto

• PM de 8 h cada 500 h:

1.6% tiempo muerto

Sistema jerárquico de PM • 125 - 250 - 500 - 750 - 1000 h (se refiere a la sección de PM)

  ¿Cuánto

tiempo se requiere?

• Para intervalos de 250 h:  3.5%

muerto para 8 h servicio largo

 1.6%

muerto para 4 h servicio largo

Q: producción adicional por arruinamiento del equipo Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

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167 333

¿CUAN A MENUDO FALLA?  Definida

como la confiabilidad del equipo.  Depende de lo siguiente: •  El diseño del equipo incluye la simplicidad, la calidad de los componentes y la manufactura. •  La calidad del mantenimiento incluye mantenimiento preventivo. • Operación del equipo: abuso, operar sin las especificaciones.

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334

TIEMPO REQUERIDO PARA REPARAR  ¿Qué

tan serio es el daño?

• Indicación de la falla, protección de los dispositivos.  ¿Qué

tan fácil es repararlo?

• Simplicidad, acceso, modularización, indicación de la falla, asistentes de localización de averías, conocimiento y habilidad.  Calidad

de la mantención, habilidad, motivación y facilidades.

 Soporte

externo

• Disponibilidad de repuestos y materiales, experiencia especializada. Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

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168 335

CAPACIDAD DE MANTENIMIENTO  Conocimiento

 Simplicidad

• ¿Nuestra gente sabe lo que hace?  Indicación de la falla • VIMS, otros

• Tener equipos simples  Accesibilidad • Cambio del filtro de aceite  Modularización • Necesitamos un especialista  Documentación • ¿Cómo sabemos qué hacer?

 Asistentes

de localización

de averías • ¿Es fácil identificar el problema?  Facilidad de las tareas del PM

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336

EN RESUMEN

No disponible (Disponibilidad)

Disponible, no usado

Disponible, no usado

(No calendarizado)

(Standby : Utilización)

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169 337

CONFIABILIDAD  Es

la probabilidad de que un sistema (un pedazo de

equipo,

un

componente)

funcionará

como

está

previsto por un periodo determinado de tiempo.  Métodos

para definir esta variabilidad:

• MTTF (MTBF), MTTR, porcentaje de error… • Número de errores por día; tiempo entre errores  Aumenta

la

importancia

así

como

aumenta

la

complejidad de los sistemas de equipos de minería.

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338

MARGEN DE ERRORES Efecto de MTBF

      d      a       d       i       l       i       b       i      n      o      p      s       i       D

100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% 25

45

65

85

105 125

145 165 185

205

MTBF (MTTR = 4.75 horas)

Fuente: Caterpillar Inc.

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170 339

¿COMO CONTROLAR EL TIEMPO PROMEDIO ENTRE FALLAS? MTBF: Margen de error 

Diseño confiable  Aplicación y operación • Cargas, velocidades, factor de carga, medio ambiente •  Accidentes y maltrato  Mantenimiento • Adecuado y oportuno •   Extraordinario •   Inspecciones  Gestión de cartera de pedidos  Gestión de manejo de problemas Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

340

LAPSO DE REPARACION Efecto de MTTR       d      a       d       i       l       i       b       i      n      o      p      s       i       D

100% 95% 90% 85% 80% 75% 70%

3

3.5

4   4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

MTTR (MTBF = 75 horas)

Fuente: Caterpillar Inc.

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171 341

¿DE QUE DEPENDE EL TIEMPO PROMEDIO DE REPARACIONES? MTTR: Lapso de reparación   Comprar   Obtener

las máquinas adecuados y suficientes comerciantes

  Diagnóstico

de tiempo

  Espera

de partes

  Tiempo

de reparación

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342

¿CUANTOS ERRORES? Probabilidad de éxito entre 250 h PM’s 80% 70% 60%       d      a 50%       d       i       l       i       b 40%      a       b 30%      o      r       P 20% 10% 0%

      0       0       0       0       0       0       0       0       0       0       0       0       0       5       7       9       1       3       5       7       9       1       3       5       7       9       1       1       1       1       1       2       2       2       2       2

MTBF

Fuente: Caterpillar Inc.

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172 343

COMENTARIOS 1. El margen de error es raro y está relacionado directamente con el tiempo o el uso. 2. Las fallas son difíciles de predecir; por lo que el mantenimiento basado en el tiempo o el uso poco ayuda a mejorar los desperfectos. 3. Las reparaciones complicadas pueden ser una mala idea, ya que podrían terminar con un error mayor del equipo. 4. La sustitución de componentes puede costosa, dependiendo del tiempo del equipo.

ser

muy

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344

FIABILIDAD: DETERMINANTES  Simplicidad

del equipo

 Calidad

de mantenimiento preventivo

 Calidad

de inspecciones

 Calidad

de

mantenimiento de trabajo,

partes

y

materiales suplementarios  Operación

de calidad de operadores (uso dentro de las

especificaciones)

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173 345

CONFIABILIDAD: CONCEPTOS RELACIONADOS  Prevención

de fallas

• Inspección, servicio y monitorización de condición  Análisis

de fallas

• Investigación completa de la falla  Medidas

para eliminar la falla

• Desarrollo especial, confiabilidad de conocimiento  Mantenimiento

del sistema de información

• Información de seguimiento y presentación de informes Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

346

UTILIZACION

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174 347

DEFINICION DE USO DE DISPONIBILIDAD (UTILIZACION) Definición

UT = W / (W + S)  Mide

la eficiencia de la planificación.

 Diferentes

definiciones posibles

• Clasificación de varias componentes del tiempo • Considerar atrasos operativos, relocalizaciones de equipos, etc.

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348

¿POR QUE ESTA DEFINICION? 

Es necesaria para el control de operaciones y estimaciones de equipamiento.  Principalmente para los propósitos de la planificación minera.  Lo anterior permite estimar la productividad de los equipos. • PR/año = producción por hora x horas trabajadas/año.   Producción por horas • Carga x n.º de ciclos x JEF  Tiempo de trabajo • Tiempo calendarizado x UT x PA

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175 349

¿POR QUE ESTA DEFINICION?  Es

fácil contabilizar para monitorear la eficiencia de la planificación. • ¿Por

qué

mantenemos

la

marcha

lenta

del

equipamiento? 

Es fácil el análisis del efecto de los cambios de la utilización en la producción/productividad. • Cuantificar los incrementos en la producción/pérdidas si la utilización sube o baja.

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350

COMPARACION Escenario A W = 50 h, R = 5 h, S = 45 h, ST = 100 h Esta es una buena mantención, pero pobre utilización. MA = 91%, UT = 53%

Escenario B  W = 50 h, R = 45 h, S = 5 h, ST = 100 h Pobre m-ce pero buena utilización MA = 53%, UT = 91% … ¡Hay errores de redondeo!

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176 351

MAS SOBRE DISPONIBILIDAD

Disponibilidad física

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352

DISPONIBILIDAD MECANICA: ¡UN PROBLEMA!  Considera

solo el tiempo perdido por reparaciones.

• No es suficiente producción.  La

para

la

planificación

de

la

planificacion necesita medida diferente.

• Que cuente todos los tiempos perdidos.  La

medida correcta:  disponibilidad física .

W = ST x PA x UdeA PA: disponibilidad física (physical availability )

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177 353

DISPONIBILIDAD FISICA  Disponibilidad

operacional total.  Incluye tiempo perdido por cualquier razón.

PA = (W + S) / ST  Se

usa para la planificación de producción de la mina. • Para determinar las horas que operará el equipo.

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354

DISPONIBILIDAD: ¿MECANICA O FISICA? Asuma 100 horas de operación como sigue: 1. Escenario A: W = 50 h , R = 5 h, S = 45 h Esto es una buena mantención, pero utilización.

pobre

2. Escenario B: W = 50 h , R = 45 h, S = 5 h Esto es una pobre mantención, pero utilización.

buena

MA = W / (W + R)

PA = (W + S) / (W + R + S)

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178 355

COMPARACION

Escenario 1

W

UT

MA

PA

50

52.7%

91%

95%

W = 100 x 0.527 x 0.95 = 50 h Escenario 2

91%

50

52.7%

55%

W = 100 x 0.91 x 0.55 = 50 h

Nota: Hay errores por redondear.

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356

MECHANICAL AVAILABILITY

USE OF AVAILABILITY

EFFECTIVITE UTILISATION

EFFECTIVITE UTILISATION SCHEDULED

Digger Leibherr 994

88.7

85.8

76.4

77.7

0.13

Digger Leibherr 984

73.2

48.6

40.5

43.7

0.43

Drill Truck Cat 785 230

76.8

67.15

53.8

55.2

0.32

Drill Truck Cat 785 252

89.8

81.3

72.8

72.7

0.12

Drill Truck Cat 785 253 Drill Truck Cat 785 257

92.2

81.6

75.0

76.4

0.08

78.2

78.4

63.2

64.3

0.28

Drill Rig Atlas Copco

54.2

50.2

31.2

37.8

0.78

Drill Rig Tamrock 1000S

33.4

36.8

34.1

22.6

1.53

Drill Rig Gardener Denver 5000 Dozer D10N

74.0

54.5

45.0

45.8

0.39

EQUIPMENT

Grader Cat 16G

MAINTENANCE MAN-HOURS

80.0

79.8

67.3

68.3

0.20

75.8

77.3

60.6

61.8

0.25

¡Note las diferencias en la terminología! Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

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179 357

CONCLUSION  Una

mina necesita saber mecánica como la física.

tanto

la disponibilidad

 La

disponibilidad mecánica es una herramienta de gerencia de mantenimiento. • ¿Quién hace, qué y cuándo?

 La

disponibilidad física es una herramienta para estimar la producción. • ¿Cuántas horas de producción habrá?

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358

DE LAS DEFINICIONES…  Usted

necesita definir qué es lo que necesita saber.

 Usted

necesita definir los indicadores que funcionan, indicadores que están en línea con sus objetivos. • Ejemplo: tiempo de ciclo de sus camiones ¿Use

 Usted

FPC como un patrón?

necesita entender qué significan sus indicadores y

qué miden ellos.

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180 359

EJEMPLO

Mina Collahuasi

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360

A continuación se indican las fórmulas utilizadas para calcular los índices operacionales y de mantención, a partir de la información estadística de los distintos equipos. En estas fórmulas, los parámetros están representados por los siguientes símbolos: Horas nominales

HN

Horas disponibles

HD

Horas operacionales

HO

Horas de mantención programada

MP

Horas de reparación programada

RP

Horas de reparación imprevista

RI

Horas de reparación excluida

EX

Cantidad de caídas por mantención programada

#MP

Cantidad de caídas por reparación programada

#RP

Cantidad de caídas por reparación imprevista

#RI

Cantidad de caídas por reparación excluida

#EX

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181 361

a) Disponibilidad física (DF) Es el porcentaje de las horas nominales en el que los equipos están disponibles, asumiendo el 100% de las horas en que los equipos estuvieron detenidos, incluyendo dentro de las horas de detención las horas por MP, RI, RP y EX. DF = HN – (MP + RI + RP + EX) * 100% HN La disponibilidad física es un indicador estándar en el ámbito mundial para medir el desempeño de los equipos y, por lo tanto, usualmente este se utiliza para realizar comparaciones entre equipos bajo contratos diferentes. Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

362

b) Disponibilidad contractual (DC) El porcentaje de horas nominales en el que los equipos están disponibles, considerando las horas de detención que corresponden solamente a los tipos de detención incluidos en el contrato; es decir, se excluyen todas las detenciones que sean responsabilidad del cliente (EX). DF = HN – (MP + RI + RP) HN

* 100%

La disponibilidad contractual permite medir el cumplimiento de la disponibilidad garantizada, que es uno de los principales aspectos dentro de un contrato de M&R, ya que usualmente tienen asociados económicos en caso de no cumplirse. Ph. D. Tadeusz S. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

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182 363

c) Utilización (UT) El porcentaje de horas disponibles en el que los equipos se encontraban operando. UT = HO HD

* 100% =

HO * 100% HN * DF

La utilización mide el grado de uso del equipo, definiendo en gran medida las estimaciones de horas hombre, repuestos, componentes, etc.

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364

d)   Mean time between failure  o tiempo promedio entre fallas (MTBF) Corresponde al tiempo promedio entre dos fallas imprevistas consecutivas, considerando el total del tiempo operado y el número de fallas imprevistas ocurridas. MTBF =

HO   (horas) #RI

El MTBF permite tener una idea de la frecuencia de las caídas, lo que está íntimamente relacionado con la confiabilidad del equipo.

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183 365

e) Mean time to repair  o tiempo promedio de reparación (MTTR) El tiempo promedio que toma la reparación de una falla imprevista. MTTR =

RI   (horas) #RI

El MTTR mide la eficiencia y la calidad de las reparaciones, y permite estimar el tiempo de indisponibilidad asociado a una determinada falla imprevista.

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366

f) Confiabilidad (CF) Corresponde a la probabilidad que un equipo opere sin fallas imprevistas por 24 horas seguidas.

CF = Exp.

(24) * 100% MTBF

La confiabilidad indica cuál es la probabilidad de que un equipo tenga una falla imprevista durante un día.

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184 367

RESUMEN  Disponibilidad

mecánica: MA = R / (W + R)

• Mantenimiento/indicador de calidad del equipo  Disponibilidad

física: PA = (T – S) / T

• Disponibilidad para la planificación de producción  Disponibilidad

contractual

• Usada en la administración del contrato  Utilización:

UT = W / (W + S)

• Usada en la planificación minera

W = T x PA x UT

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368

Another example

SHOVEL FLEET, AN IRON ORE MINE The mine has eight electric shovels, shuts down one day a year (the Christmas Day). Records for 1995.  ___________________________________________  

Working time: of which operating delays  Repairs: of which non-scheduled  Stand-by

69,888 h 1403.7 h 17,620.2 h 9144.6 h 26,359.1 h

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185 369

Another example: KALTIM PRIMA COAL

PARTIAL LIST OF EQUIPMENT  Hydraulic

shovels • Liebherr R966 x6 14,500 h • Hitachi EX3500 x 11 46,800 h • Hitachi EX1800 x4 54,400 h  Haul trucks • CAT 789 x 55 18,600 h • CAT 785 x 48 43,300 h • CAT 777 x 19 50,200 h  Dozers • CAT D9 x 2 (tot. 52) 43,800 h Plus 6 Drilltechs, 17 Volvo A35C, 17 graders, other

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370

KALTIM PRIMA

AVAILABILITY OF EQUIPMENT  Hydraulic

shovels • Liebherr R966 • Hitachi EX3500 • Hitachi EX1800  Haul trucks • CAT 789 • CAT 785 • CAT 777  Dozers • CAT D9

x6 x11 x4

14,500 h 90% 46,800 h 87% 54,400 h 87%

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