Análisis de Averías

ANALISIS DE AVERIAS 2013 ANTONIO ROS MORENO

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MANTENIMIENTO "Cuando todo va bien, nadie recuerda que existe" "Cuando algo va mal, dicen que no existe" "Cuando es para gastar, se dice que no es necesario" "Pero cuando realmente no existe, todos concuerdan en que debería existir" A.SUTE

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1.- TÉCNICAS ESPECÍFICAS DE MANTENIMIENTO 1.6.- Análisis de Averías 1.6.1.- Introducción 1.6.2.- Justificación 1.6.3.- Fallos y averías de los sistemas 1.6.4.- Métodos de análisis de averías 1.6.5.- Como llevar a cabo un análisis de averías 1.6.6.- Informe de análisis de averías 1.6.7.- Análisis de fallos y medidas preventivas 1.6.8.- Ejemplo de “Análisis de Averías” 1.6.9.- Herramientas para el análisis de averías

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1. TÉCNICAS ESPECÍFICAS DE MANTENIMIENTO 1.6. Análisis de Averías 1.6.1. Introducción Los métodos usados para fijar la política de mantenimiento son insuficientes, por sí mismos, para asegurar la mejora continua en mantenimiento. Será la experiencia quién nos mostrará desviaciones respecto a los resultados previstos. Por tal motivo se impone establecer una estrategia que, además de corregir las citadas desviaciones, asegure que todos los involucrados en el proceso de mantenimiento se impliquen en la mejora continua del mismo. Desde este punto de vista el análisis de averías se podría definir como el conjunto de actividades de investigación que, aplicadas sistemáticamente, trata de identificar las causas de las averías y establecer un plan que permita su eliminación. Se trata, por tanto, de no conformarse con devolver a los equipos a su estado de buen funcionamiento tras la avería, sino de identificar la causa raíz para evitar, si es posible, su repetición. Si ello no es posible se tratará de disminuir la frecuencia de la citada avería o la detección precoz de la misma de manera que las consecuencias sean tolerables o simplemente podamos mantenerla controlada. El fin último sería mejorar la fiabilidad, aumentar la disponibilidad y reducir los costos. El análisis sistemático de las averías se ha mostrado como una de las metodologías más eficaces para mejorar los resultados del mantenimiento.

1.6.2. Justificación Además de las razones generales que justifican la búsqueda de la mejora continua en cualquier proceso, en el caso particular del proceso de mantenimiento son varias las razones específicas que se suelen presentar y que justifican sobradamente ésta práctica como objetivo prioritario:

a) Evitar la tendencia a convivir con los problemas. b) Evitar la tendencia a simplificar los problemas. c) Evitar la tendencia a centrarse en el problema del día.

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1. Tendencia a convivir con los problemas. Los pequeños problemas suelen tener el efecto de que el que los sufre termina conviviendo con ellos y considerándolos como una situación normal. Para evitar caer en esta rutina se precisa establecer claramente qué situación vamos a admitir como normal y cual como inadmisible. De ésta forma se desencadenarán en automático las acciones necesarias para analizar y eliminar las situaciones inadmisibles. El análisis de averías requiere, en este sentido, establecer los criterios de máximo riesgo admitido.

2. Tendencias a simplificar los problemas. Con frecuencia superior a lo deseable, los problemas suelen ser múltiples e interrelacionados. En tales circunstancias se impone un análisis para poder separar los distintos elementos del problema, para asignar prioridades y, en definitiva, establecer un plan de acción para evitarlos. Con demasiada frecuencia la escasez de recursos o la simple falta de método, lleva a simplificar el análisis y nos induce a tomar medidas de nula o escasa efectividad. Este es el caso que se presenta cuando detenemos el análisis en la causa física (ejemplo: fallo de cojinetes por desalineación) y no profundizamos hasta llegar a la causa latente (que podría ser: falta de formación o de supervisión) que nos permitiría eliminar no solamente éste caso sino otros concatenados con la misma causa. El análisis de averías permite en este sentido, aprovechar excelentes oportunidades de mejoras de todo tipo.

3. Tendencia a centrarse en el problema del día. La presión del día a día nos hace olvidar rápidamente el pasado, lo que impide hacer un seguimiento de la efectividad de las medidas aplicadas. Hasta que el problema vuelve a aparecer, convirtiéndose en un círculo vicioso, que nos lleva a convivir con el problema. El análisis de averías, en este sentido, ayuda a implantar un estilo o cultura de mantenimiento basado en la prevención.

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1.6.3. Fallos y averías de los sistemas Antes de proceder al análisis de averías hay que delimitar el alcance del mismo. Esto se consigue definiendo los límites del sistema. El sistema es un conjunto de elementos discretos, denominados generalmente componentes, interconectados o en interacción, cuya misión es realizar una ó varias funciones, en unas condiciones predeterminadas. El análisis de averías debe contemplar una fase en que se defina el sistema, sus funciones y las condiciones de funcionamiento. El fallo de un sistema se define como la pérdida de aptitud para cumplir una determinada función. En este sentido podemos clasificar los fallos atendiendo a distintos criterios: •Según se manifiesta el fallo: -Evidente -Progresivo -Súbito -Oculto •Según su magnitud: -Parcial -Total •Según su manifestación y magnitud: -Cataléptico: Súbito y Total -Por degradación: Progresivo y Parcial •Según el momento de aparición: -Infantil o precoz. -Aleatorio o de tasa de fallos constante. -De desgaste o envejecimiento. •Según sus efectos: -Menor -Significativo -Crítico -Catastrófico 6

•Según sus causas: -Primario: la causa directa está en el propio sistema. -Secundario: la causa directa está en otro sistema. -Múltiple: Fallo de un sistema tras el fallo de su dispositivo de protección.

Por lo general las fallas de los equipos se producen por: - Diseño deficiente - Material defectuoso - Proceso y fabricación deficiente, - Errores de montaje - Condiciones de servicio diferentes al diseño - Mantenimiento deficiente - Operación inapropiada

En resumen, cuando un equipo o una instalación fallan, siempre generalmente lo hacen por uno de estos cuatro motivos: 1. Por un fallo en el material 2. Por un error humano del personal de operación 3. Por un error humano del personal de mantenimiento 4. Condiciones externas anómalas

En ocasiones, confluyen en una avería más de una de estas causas, lo que complica en cierto modo el estudio del fallo, pues a veces es complicado determinar cuál fue la causa principal y cuales tuvieron una influencia menor en el desarrollo de la avería. Estudiemos cada una de estas causas de fallo con detenimiento

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1. Fallos en el material Decimos que se ha producido un fallo en el material cuando, trabajando en condiciones adecuadas una determinada pieza queda imposibilitada para prestar su servicio. Un material puede fallar de múltiples formas: - Por desgaste. Se da en piezas que pierden sus cualidades con el uso, pues cada vez que entran en servicio pierden una pequeña porción de material. Es el caso, por ejemplo, de los cojinetes anti-fricción. - Por rotura. Se produce cuando aplicamos fuerzas de compresión o de estiramiento a una pieza sobrepasando su límite elástico. Es el caso del hundimiento de un puente por sobrepeso, por ejemplo. Las roturas a su vez pueden ser dúctiles o frágiles, dependiendo de que exista o no deformación durante el proceso de rotura. Así, las cerámicas, en condiciones normales presentan roturas frágiles (las piezas pueden encajarse perfectamente tras la rotura), mientras que el aluminio presenta una rotura dúctil, con importantes deformaciones en el proceso que nos impedirían recomponer la pieza rota por simple encaje de los restos. - Por fatiga. Determinadas piezas se encuentran sometidas a esfuerzos cíclicos de presión y/o estiramiento, en el que la fuerza aplicada no es constante, sino que cambia con el tiempo. Estas fuerzas, además, están por debajo del límite elástico, por lo que en principio no tendrían por qué provocar roturas. Pero provocan el desarrollo de defectos del material, generalmente desde la superficie hacia el interior de la pieza. De forma teórica es posible estimar la cantidad de ciclos que puede resistir una pieza antes de su rotura por fatiga, en función del tipo de material y de la amplitud de la tensión cíclica, aunque el margen de error es grande. Determinados fenómenos como la corrosión o las dilataciones del material por temperatura afectan a los procesos de fatiga del material.

2. Error humano del personal de producción Otra de las causas por las que una avería puede darse es por un error del personal de producción. Este error a su vez, puede tener su origen en: - Error de interpretación de un indicador durante la operación normal del equipo, que hace al operador o conductor de la instalación tomar una decisión equivocada - Actuación incorrecta ante un fallo de la máquina. Por ejemplo, introducir agua en una caldera caliente en la que se ha perdido en nivel visual de agua; al no conocerse qué cantidad de agua hay en su interior, es posible que esté vacía y caliente, por lo que al introducir agua en ella se producirá la vaporización instantánea, con el consiguiente aumento de presión que puede provocar incluso la explosión de la caldera. 8

- Factores físicos del operador: este puede no encontrarse en perfectas condiciones para realizar su trabajo, por mareos, sueño, cansancio acumulado por jornada laboral extensa, enfermedad, etc. - Factores psicológicos, como la desmotivación, los problemas externos al trabajo, etc., influyen enormemente en la proliferación de errores de operación - Falta de instrucciones sistemáticas claras, como procedimientos, instrucciones técnicas, etc. - Falta de formación

3. Errores del personal de mantenimiento El personal de mantenimiento también comete errores que desembocan en una avería, una parada de producción, una disminución en el rendimiento de los equipos, etc. Estos errores pueden darse: - Durante inspecciones o revisiones normales, en forma de observaciones erróneas de los parámetros inspeccionados - Durante las reparaciones, por fallo en el diagnóstico o en la reparación del fallo

Como en el caso anterior, los errores del personal de mantenimiento también se ven afectados por factores físicos, psicológicos, por la falta de procedimientos y por la falta de formación.

4. Condiciones externas anómalas Cuando las condiciones externas son diferentes a las condiciones en que se ha diseñado el equipo o instalación pueden sobrevenir fallos favorecidos por esas condiciones anormales. Es el caso de equipos que funcionan en condiciones de temperatura, humedad ambiental o suciedad diferentes de aquellas para las que fueron diseñados. También es el caso de equipos que funcionan con determinados suministros (electricidad, agua de refrigeración, agua de alimentación, aire comprimido) que no cumplen unas especificaciones determinadas, especificaciones en las que se ha basado el fabricante a la hora de diseñar sus equipos.

El Modo de fallo es el efecto observable por el que se constata el fallo del sistema. A cada fallo se le asocian diversos modos de fallo y cada modo de fallo se

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genera como consecuencia de una ó varias causas de fallo; de manera que un modo de fallo representa el efecto por el que se manifiesta la causa de fallo. La Avería es el estado del sistema tras la aparición del fallo:

Figura 93

El diccionario de la Real Academia Española de la Lengua indica que el término avería es una palabra que procede del árabe al-awarriyya que significa daño que padecen las mercaderías. Donde la palabra daño es considerada como causar detrimento o echar a perder una cosa. Se puede decir que una avería es la pérdida de la función de un elemento, componente, sistema o equipo. Esta pérdida de la función puede ser total o parcial. La pérdida total de funciones conlleva a que el elemento no puede realizar todas las funciones para las que se diseñó. La avería parcial afecta solamente a algunas funciones consideradas como de importancia relativa. En este caso el sistema donde se encuentra el elemento averiado, puede operar con deficiencias de diversa índole y no afecta a las personas o produce daños materiales mayores. Al definir una avería como pérdida de la función y si cada elemento o sistema puede tener varias clases de funciones, necesariamente las averías se pueden categorizar. En la teoría de Análisis del Valor se considera que todo elemento u objeto puede tener varios tipos de funciones: • Principales o aquellas para las que el elemento fue diseñado, una bombilla su función principal es la de proporcionar luz. • Secundarias las que cumplen funciones de apoyo a las principales, un foco luminoso debe necesitar cierta resistencia los golpes. 10

• Terciarias son aquellas que cumplen aspectos relacionados con la estética. El bombillo debe tener una superficie limpia.

Por lo tanto, pueden existir diferentes clases de averías por función afectada: • Averías críticas o mayores. La que afecta las funciones del elemento consideradas como mayores. • Avería parcial. La que afecta a algunas de la funciones pero no a todas • Avería reducida. La que afecta al elemento sin que pierda su función principal y secundaria.

Esta clasificación es importante para desarrollar un modelo de análisis de averías. Una estrategia para la solución de averías debe considerar que existen averías críticas que son las prioritarias eliminarlas para conseguir un resultado significativo en la mejora del equipo. Esta forma de clasificación invita a que el Principio de Pareto sea utilizado como un instrumento muy útil para los estudios de diagnóstico. Otro tipo de clasificación de las averías se puede realizar por la forma como se pueden presentar estas a través del tiempo. Este tipo de clasificación también se debe tener en cuenta para el diseño de una estrategia de eliminación, ya que los métodos de solución pueden ser diferentes. Los problemas de los equipos se clasifican en: • Averías crónicas. Afecta el elemento en forma sistemática o permanece por largo tiempo. Puede ser crítica, parcial o reducida. • Averías esporádicas. Afecta el elemento en forma aleatoria y puede ser crítica o parcial. • Avería transitoria. Afecta durante un tiempo limitado al elemento y adquiere nuevamente su actitud para realizar la función requerida, sin haber sido objeto de ninguna acción de mantenimiento.

El comportamiento de cada una de estas pérdidas se muestra en la figura siguiente:

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Figura 94.- Averías crónicas y esporádicas en equipos industriales

Averías esporádicas Esta clase de pérdidas, como indica su nombre, ocurren de repente y en forma no prevista. Las características principales de estas pérdidas son: • Es poco frecuente su ocurrencia. • Por lo general resulta de una causa simple. • Es relativamente fácil identificar su causa y las medidas correctivas son simples y rápidas de aplicar. • Su aporte es importante y producen grandes desviaciones en el proceso y por este motivo duran poco tiempo.

Averías crónicas Este tipo de pérdidas están ocultas y permanecen en el tiempo. Su efecto es relativamente bajo, pero al sumarlo durante todo el tiempo que permanece puede llegar 12

a ser muy importante para los resultados de la empresa. Esta clase de pérdidas se vuelven habituales para el personal de la empresa y en muchos casos ya no se aprecian por que "hemos aprendido a vivir con ellas", por ejemplo, en una línea de empaque de productos de consumo sale aproximadamente cada media hora una caja sin pegar debido a una falla del equipo. Este problema no es dramático, pero muestra que el equipo presenta una falla sistemática en su funcionamiento y que es necesario investigar.

1.6.4. Métodos de análisis de averías La metodología para análisis y solución de problemas, en general, es muy variada y suele ser adoptada y adaptada por cada empresa en función de sus peculiaridades. Haciendo un análisis comparativo de las más habituales, se puede decir que hay dos aspectos fundamentales en los que coinciden: 1. El recorrido del proceso. El análisis debe centrarse primero en el Problema, segundo en la Causa y tercero en la Solución.

2. La metodología a utilizar. Las condiciones que debe reunir para garantizar su eficacia son: • Estar bien estructurada, de forma que se desarrolle según un orden lógico. • Ser rígida, de manera que no dé opción a pasar por alto ninguna etapa fundamental. • Ser completa, es decir, que cada etapa sea imprescindible por sí misma y como punto de partida para la siguiente.

Teniendo en cuenta estos aspectos fundamentales (el recorrido del proceso y la metodología a utilizar) y las condiciones indicadas anteriormente (tendencia a convivir con los problemas, tendencia a simplificar los problemas y tendencia a centrarse en el problema del día), se propone un método sistemático de análisis de averías, estructurado en cuatro fases y diez etapas o pasos (Tabla 33).

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Tabla 33.- Método de análisis de averías

FASE A: CONCRETAR EL PROBLEMA. 1. Seleccionar el sistema. Se trata de concretar los límites o alcance del sistema (instalación, máquina o dispositivo objeto del análisis). Se persigue con ello evitar dos errores frecuentes: a) Ignorar elementos importantes involucrados en el problema, como pueden ser los dispositivos de seguridad y/o control de una máquina o instalación. b) Extender el análisis a elementos poco relacionados con el problema que pueden hacer excesivamente largo y laborioso el análisis y que, en todo caso, serían objeto de otro análisis.

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Seleccionar el sistema supone: • Establecer los límites del sistema. El análisis se puede efectuar indistintamente a un componente, un subsistema elemental o al sistema completo, pero deben quedar claramente establecidos los límites del sistema analizado. Existe una norma, la ISO 14.224, que puede servir de ayuda en éste sentido. • Recopilar la información referente al sistema: - Sus funciones. - Sus características técnicas. - Las prestaciones deseadas.

2. Identificar el Problema. Normalmente se trata de un fallo o de la consecuencia de un fallo. Se debe tratar de un hecho concreto que responde a la pregunta ¿Qué ocurre? Se persigue concretar un problema de máxima prioridad y evitar la tendencia frecuente a intentar resolver múltiples problemas a la vez, con la consiguiente pérdida de eficacia. Seleccionar el problema supone: • Concretar la avería objeto del análisis. • Describir la avería, lo más completamente posible: ¿Qué ocurre? ¿Dónde ocurre? ¿Cómo ocurre? ¿Cuándo ocurre ó cuándo comenzó? ¿Quién la provoca? ¿Cómo se ha venido resolviendo?

3. Cuantificar el Problema. Es preciso trabajar con datos: ¿Cuánto tiempo hace que existe? ¿Cuántas veces ha sucedido? ¿Cuánto está costando? para ser objetivos y evitar ideas preconcebidas.

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Un análisis de averías exhaustivo como el que estamos presentando no estaría justificado en todos los casos. Por eso es importante que la dirección de la planta establezca unos criterios para desencadenar el análisis cuando se presenten las condiciones predefinidas: - cuando el fallo ha ocasionado un accidente personal - cuando el fallo ha provocado un fuego ó pérdida de producción importante - cuando el fallo ha provocado un daño medioambiental importante - cuando el fallo tiene un coste de reparación superior a una cifra determinada - cuando el fallo afecta a una máquina o instalación catalogada como crítica - cuando la combinación frecuencia/coste o frecuencia/criticidad superan los límites establecidos.

FASE B: DETERMINAR LAS CAUSAS. 4. Enumerar las causas. La causa es el origen inmediato del hecho observado o analizado. Se deben omitir opiniones, juicios, etc. y debe responder a la pregunta ¿Por qué ocurre? Pensar que una sola causa es el origen del problema es generalmente simplista y preconcebido. Se trata de esforzarse para encontrar todas las causas posibles y comprobar que realmente inciden sobre el problema. Se deben contemplar tanto las causas internas como externas del equipo analizado, lo que podríamos clasificar como causas físicas y causas latentes o de organización, gestión, etc. Enumerar las causas supone, por tanto, confeccionar un listado exhaustivo de todas las posibles causas involucradas en el fallo analizado.

5. Clasificar y jerarquizar las causas El listado antes obtenido no da información alguna sobre el grado de importancia y relación entre las mismas. Por ello el paso siguiente antes de trabajar en la solución, es buscar relaciones entre causas que permita agruparlas y concatenarlas. Ello nos permitirá darnos cuenta de que, tal vez, la solución de una de ellas engloba la solución de algunas de las otras.

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6. Cuantificar las causas La medición, con datos reales o estimados de la incidencia de cada causa sobre el problema nos va a permitir, en un paso posterior, establecer prioridades. Se trata, por tanto, de tener cuantificado el 100% de la incidencia acumulada por las diversas causas.

7. Seleccionar una causa Se trata de establecer prioridades para encontrar la causa o causas a las que buscar soluciones para que desaparezca la mayor parte del problema. Para ello lo que realmente hacemos es asignar probabilidades para identificar las causas de mayor probabilidad (20% de las causas generan el 80% del problema).

FASE C: ELABORAR LA SOLUCIÓN 8. Proponer y cuantificar soluciones. Se trata de profundizar en la búsqueda de todas las soluciones viables, cuantificadas en coste, tiempo y recursos, para que el problema desaparezca.

9. Seleccionar y elaborar una solución. Se trata de seleccionar la solución que resuelva el problema de manera más global (efectiva, rápida y barata). Para ello se compararan las distintas soluciones estudiadas y se completará un plan de acción para aquellas que finalmente se decida llevar a cabo.

FASE D: PRESENTAR LA PROPUESTA 10. Formular y presentar una propuesta de solución. El análisis se completa en esta etapa con la que se pretende informar de las conclusiones y la propuesta que se ha elaborado (plan de acción). Para ello se debe confeccionar un informe de análisis de averías donde se refleje toda la investigación, análisis, conclusiones y recomendaciones. Si el problema lo merece y ha sido estudiado por un grupo de trabajo, se puede hacer una presentación a la dirección donde el grupo defiende las soluciones aportadas y responde a las cuestiones que se planteen. Todo el proceso descrito en las fases A, B, y 17

C se debe recoger en un formato que denominamos FICHA DE ANÁLISIS DE AVERÍAS:

La ficha de análisis de averías sirve para guiar el análisis y para facilitar la comprensión y lectura del mismo. La propuesta (Fase D) se debe resumir en un PLAN DE ACCIÓN (Fig. 95) donde se reflejan todas las actividades a desarrollar, sus responsables y el calendario previsto, para facilitar el seguimiento del plan.

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Figura 95.- Plan de acción

Existen herramientas aplicables en cada una de las etapas, de las que se presenta más adelante un resumen de las más utilizadas. Asimismo se presenta posteriormente unas notas sencillas pero muy útiles a tener en cuenta para llevar a cabo el análisis de averías y confeccionar el informe correspondiente.

1.6.5. Como llevar a cabo un análisis de averías Ya se indicó en el punto anterior la necesidad de fijar unos criterios, que dependerán de cada caso particular, para decidir cuándo llevar a cabo el análisis de averías. Asimismo se indicaron en el punto 1.6.2 (Justificación) razones por sí mismas

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suficientes para ser generosos a la hora de establecer esos criterios, pues contribuirán decisivamente a establecer una cultura basada en la prevención. Para la mayoría de los casos sería suficiente asignar la organización y confección de los análisis a un especialista (ingeniero de fiabilidad o ingeniero de equipos dinámicos). Sin embargo, cuando los problemas sobrepasan los límites técnicos y organizativos de un especialista, pueden ser analizados mejor por un grupo multidisciplinar: - mantenimiento - operaciones - procesos - seguridad - aprovisionamientos.

Esto tiene como beneficio añadido los siguientes: - mejora la comunicación entre departamentos - mejora el conocimiento del funcionamiento de los departamentos - mejora la transparencia - mejora el conocimiento de los procedimientos

El grupo óptimo es de cinco a siete personas y debe ser liderado por el ingeniero de fiabilidad. Es importante que, tanto si el análisis se hace por un grupo o por un especialista, se empiece lo antes posible, una vez ha tenido lugar la avería. De esta forma se evita que se pierdan datos muy importantes para el análisis como son: - detalles del fallo (fotografías, etc.) - evidencias físicas (muestras para ser analizadas, etc.) - aportaciones de los operadores que estaban presentes

Si se tiene contratado el mantenimiento con una empresa externa y el contrato es de gran alcance, el propietario debe exigir a la empresa contratista no sólo la solución a los problemas que surgen, sino información detallada de los incidentes que ocurren. Muchas empresas contratistas ‘escatiman’ esta información al propietario, pensando que no es bueno que el cliente lo sepa todo. Sólo las empresas más serias son conscientes de que la ocultación de información y la no realización de análisis detallados de los principales incidentes ocurridos y/o la ocultación de los resultados de estos análisis merman la confianza del cliente y favorecen que se vuelvan a repetir una y otra vez los mismos fallos. 20

Lo habitual es que en primer lugar se recurra al personal de planta, si se confía en su criterio. En segundo lugar, la opinión y el análisis de la situación que puede hacer el fabricante del equipo pueden resultar de mucha ayuda, por el conocimiento que se supone que el fabricante tiene de sus equipos. Hay que tener en cuenta que en muchos casos realizará este análisis de forma gratuita, porque es el primer interesado en conocer cómo y cuando fallan sus equipos. Por último, puede contarse con una empresa especializada este tipo de análisis, siempre considerando que debe ser imparcial y sin intereses en el esclarecimiento de las causas de una avería, y que debe tener los conocimientos adecuados para abordar las causas que han provocado el fallo.

1.6.6. Informe de análisis de averías Para que se transmita de forma eficaz, la información debe cumplir las tres condiciones siguientes: - ser precisa y completa - ser fácil de entender - ser breve para ahorrar tiempo a los lectores.

Su estructura más frecuente es la siguiente: - Título - Sumario - Índice - Cuerpo del informe - Apéndices

El Título debe ser claro y completo, aunque la brevedad siempre se agradece. En la portada, además del Título, debe aparecer el autor o autores, fecha y lista de distribución. El Sumario es un resumen de en qué consiste la avería y cuál es la solución propuesta, todo ello de forma muy breve. Los detalles irán posteriormente. La redacción del sumario debe dejarse para el último momento, cuando todo el informe esté terminado. La razón del Sumario es que es un hecho comprobado que la comprensión y la memorización mejoran notablemente si se empieza resumiendo lo que se va a explicar y la conclusión a la que se va a llegar. Debe servir también para que los lectores muy ocupados puedan tener una visión resumida sin necesidad de leerse todo el documento. 21

El Índice puede resultar superfluo si el informe es muy breve, pero en general es muy útil, pues facilita la lectura y da una primera visión, como el Sumario. El Cuerpo del informe desarrolla todo el proceso de análisis efectuado, desde la definición del problema hasta la propuesta de solución pasando por el análisis de las causas. Un modelo de informe breve puede ser el siguiente: • Título • Sumario • Índice • Antecedentes o Introducción • Descripción de la Avería • Análisis de las Causas • Conclusiones • Recomendaciones • Apéndices

Como se aprecia, en el cuerpo del informe aparecen los apartados en el orden en que se han sucedido los razonamientos. La extensión de cada apartado dependerá de su importancia relativa. Los Apéndices se utilizarán cuando se requiera una larga explicación o suponga un gran volumen de datos. Así se evita perder el hilo del tema principal. Presentan la ventaja para los lectores de que sólo necesitan entrar en ellos si precisan más detalles. El cuerpo del informe puede ser ampliado, cuando se requiera, aunque conservando la misma estructura, como se puede observar en el modelo siguiente:

1. Antecedentes 1.1. Objeto y alcance del informe 1.2. Fuentes de información 1.3. Limitaciones

2. Descripción de la avería 2.1. Descripción de los hechos 2.2. Sistemas observados

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3. Análisis de Causas 3.1. Sucesión de eventos 3.2. Causas inmediatas 3.3. Causas remotas 3.4. Causa más probable. Diagnóstico 4. Conclusiones 4.1. Acerca de las Causas 4.2. Acerca de las Soluciones 4.3. Conclusión final 5. Recomendaciones 5.1. Solución propuesta 5.2. Plan de acción. Implementación

1.6.7. Análisis de fallos y medidas preventivas El Análisis de Fallos tiene como objetivo determinar las causas que provocan las averías (sobre todo las averías repetitivas y aquellas con un alto coste, ya sea en pérdidas en producción o de reparación) para adoptar medidas preventivas que las eviten. Es importante destacar esa doble función del Análisis de Fallos: - Determinar las causas de una avería - Proponer medidas que las eviten, una vez determinadas estas causas

La mejora de los resultados de mantenimiento pasa, necesariamente, por estudiar los incidentes que ocurren en la planta y aportar soluciones para que no ocurran. Si cuando se rompe una pieza simplemente se cambia por una similar, sin más, probablemente se esté actuando sobre la causa que produjo la avería, sino tan solo sobre el síntoma. Los analgésicos no actúan sobre las enfermedades, sino sobre sus síntomas. Evidentemente, si una pieza se rompe es necesario sustituirla: pero si se pretende retardar o evitar el fallo es necesario estudiar la causa y actuar sobre ella. Dependiendo de la causa que provoca el fallo, las medidas preventivas a adoptar pueden ser las siguientes:

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1. Fallos en el material Si se ha producido un fallo en el material, las soluciones a proponer son variadas. Entre ellas estarían: - Si el fallo se ha producido por desgaste, habrá que estudiar formas de reducir el desgaste de la pieza, con una lubricación mayor, por ejemplo. Si no es posible reducir el desgaste, será necesario estudiar la vida útil de la pieza y cambiarla con antelación al fallo - Si el fallo se produce por corrosión, la solución será aplicar capas protectoras o dispositivos que la reducen (protecciones catódicas o anódicas). También, hacer lo posible para evitar los medios corrosivos (evitar la humedad, corregir el pH o las características redox del medio, etc.) - Si el fallo se produce por fatiga, entre las soluciones a aportar estarán: • Reducir la energía y/o la frecuencia de las tensiones cíclicas a las que esté sometida la pieza • Cambiar el material, por otro con menor número de defectos (grietas, fisuras. Hay que recordar que la fatiga, en general, es el progreso de una grieta ya existente) • Pulir la superficie de la pieza, para evitarlas grietas y fisuras provocadas en el proceso de mecanización • Realizar tratamientos superficiales, como la nitruración o el granallado, que endurecen la capa superficial • Modificar el diseño de la pieza, de manera que se reduzcan los puntos de concentración de tensiones, suavizando curvas, evitando aristas, etc. - Si el fallo se produce por fluencia térmica, modificar la instalación de manera que se permita la libre dilatación y contracción del material por efecto térmico, bien modificando soportes, bien incorporando elementos que absorban las dilataciones y contracciones del material

2. Error humano del personal de operación Para evitar fallos en el personal de operación, la primera solución preventiva que debemos adoptar debería ser trabajar sólo con personal motivado. Eso quiere decir que la empresa debe hacer los esfuerzos necesarios para motivar al personal, y apartar de su puesto a aquel personal desmotivado y de difícil reconducción. La segunda solución a adoptar es la formación del personal. Cuando se detecta que determinados fallos se deben a una falta de conocimientos de determinado personal, debe organizarse una rápida acción formativa que acabe con este problema. La 24

formación debe ser específica: un plan de formación basado en cursos de procesadores de texto y hojas de cálculo difícilmente tendrá incidencia en la disminución de fallos en una caldera, por ejemplo. En tercer lugar es posible introducir modificaciones en las máquinas que eviten los errores. Son los llamados Poka-Yoke o sistemas antierror. En general consisten en mecanismos sencillos que reducen a cero la posibilidad de cometer un error. Un ejemplo para evitar los errores de conexionado en máquinas es colocar conectores distintos y de una sola posición para cada grupo de cableado; de esta manera es físicamente imposible conectar de manera inadecuada, ya que los conectores son incompatibles entre sí.

3. Error humano del personal de mantenimiento. Para evitar fallos del personal de mantenimiento, en primer lugar (igual que en el caso anterior) el personal debe estar motivado y adecuadamente formado. Si no es así, deben tomarse las medidas que corresponda, que serán las mismas que en el caso anterior La manera más eficaz de luchar contra los errores cometidos por el personal de mantenimiento es la utilización de procedimientos de trabajo. Los procedimientos de trabajo contienen al detalle cada una de las tareas necesarias para la realización de un trabajo. Contienen también todas las medidas y reglajes necesarios a realizar en el equipo. Por último, en estos procedimientos se detalla qué comprobaciones deben realizarse para asegurarse de que el trabajo ha quedado bien hecho. Si se detecta en el análisis del fallo que éste ha sido debido a un error del personal de mantenimiento, la solución a adoptar será generalmente la redacción de un procedimiento en el que se detalle la forma idónea de realización de la tarea que ha sido mal realizada, y que ha tenido como consecuencia el fallo que se estudia.

4. Condiciones externas anómalas. Si se determina que un fallo ha sido provocado por unas condiciones externas anómalas, la solución a adoptar será simple: corregir dichas condiciones externas, de manera que se adapten a los requerimientos del equipo. En ocasiones esta solución es imposible. En estos casos, la solución a adoptar es minimizar los efectos nocivos de las condiciones que no se cumplen. Es el caso, por ejemplo, de turbinas de gas que operan en el desierto. Las condiciones de polvo ambiental superan con mucho las especificaciones que recomiendan los fabricantes de turbinas para el aire de admisión. En este caso, y ya que no es posible modificar las condiciones ambientales, es posible utilizar filtros más exigentes para este aire de admisión. 25

5. El stock de repuestos Si un fallo ha provocado que los resultados económicos de la empresa se hayan resentido, no sólo será necesario tomar medidas preventivas acordes con la importancia del fallo, sino minimizar los efectos de éste en caso de que vuelva a producirse. Así, una de las medidas que puede hacer que el impacto económico sea menor es reducir el tiempo de reparación, teniendo a disposición inmediata el material que pueda ser necesario para acometerla. De hecho, al dimensionar un stock de repuestos de una u otra forma se tiene en cuenta lo que ya ha fallado o lo que tiene posibilidades de fallar. Los técnicos más experimentados normalmente recurren no a complejos análisis, sino a su memoria, para determinar todo aquello que desean tener en stock en su almacén de repuesto; y normalmente seleccionan todas aquellas piezas que en el pasado han necesitado. Cuando se dimensiona el stock para hacer frente a averías pasadas o probables hay que tener en cuenta no sólo las piezas principales, sino también las accesorias. A menudo no se tienen en cuenta racores, juntas, tornillería, elementos de fijación y en general, los accesorios que suelen acompañar a la pieza principal. Sin estos elementos adicionales y de bajo coste resulta inútil contar con los principales, pues la reparación no se podrá completar.

1.6.8. Ejemplo de “Análisis de Avería” Es conveniente recopilar la experiencia acumulada en las intervenciones correctivas en documentos que permitan su consulta si el mismo problema vuelve a surgir. En las páginas siguientes se detalla un ejemplo de Análisis de Avería, donde se recoge información que puede ayudadr al diagnóstico de posibles averías posteriores.

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1.6.9. Herramientas para el análisis de averías La importancia de los métodos de análisis y eliminación de los problemas radica en la posibilidad de incrementar el conocimiento que posee el personal sobre los equipos en los que trabajan. Estos métodos disciplinados y rigurosos en su lógica cuando se practican van creando una nueva cultura de ver los problemas. No se trata solamente de poner en marcha un equipo si se ha averiado, la lógica de la metodología se orienta a la eliminación radical de las causas de los fallos. De entre las diversas herramientas existentes hemos seleccionado dos grupos de métodos, cuyas herramientas se adaptan mejor para cada fase del análisis.

MÉTODOS DE CALIDAD A.- QC Story o ruta de la calidad. El modelo de análisis procedente del campo de la calidad, es reconocido como QC Story, Historia de Calidad o Ruta de la Calidad. Este es muy familiar dentro de las empresas industriales debido a sus reconocidas siete herramientas: diagrama de Pareto, diagrama de Causa y Efecto, histogramas, estratificación de información, hojas de chequeo o verificación, diagrama de dispersión y gráficos de control. Este tipo de técnicas han sido ampliamente utilizadas en las empresas, especialmente en aquellas situaciones donde se presentan problemas de defectos, pérdidas de producto final por incumplimiento de especificaciones o situaciones anormales en procesos productivos. Esta metodología es potente para la reducción drástica de las pérdidas crónicas, especialmente cuando estas son altas. Sin embargo, es frecuente encontrar que estos buenos resultados se deben a la eliminación de las pérdidas esporádicas, pérdidas estas que no son habituales pero que pueden tener un alto impacto en un cierto tiempo, manteniéndose sin resolver las pérdidas crónicas. Con las metodologías de calidad es posible lograr una disminución de hasta un ochenta por ciento las pérdidas crónicas; sin embargo, cuando se pretende reducir el veinte por ciento restante, es necesario recurrir a las técnicas especializadas de mantenimiento. El enfoque de calidad emplea como principio fundamental la estratificación de información a través de la construcción de múltiples Gráficos de Pareto para identificar los factores de mayor aporte. El plan de mejora se realiza sobre la base de eliminar los factores prioritarios identificados a través de la práctica del principio de Pareto. Los factores que permanecen o de menor aporte, se consideran como poco críticos y en algunas oportunidades se descuidan debido a su poca importancia.

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El diagnóstico de problemas en el modelo de calidad se realiza a través del conocido Diagrama de Causa y Efecto o espina de pescado. Este diagrama permite recoger en un solo gráfico y clasificados por categorías los posibles factores causales de la avería. Este tipo de técnica es valiosa por su simplicidad, ya que requiere de una tormenta de ideas dirigida hacia las categorías del diagrama: factor humano, equipos, materias primas y método de trabajo. La dificultad puede consistir en poder identificar en el diagrama los factores más significativos o de mayor aporte al problema. Para obtener una conclusión del diagrama de Causa y Efecto se requiere de gran experiencia y conocimiento profundo del equipo. Cuando se pretende llegar a los niveles mínimos de pérdida, el diagrama de Causa y Efecto no es lo suficientemente potente debido a que quedan algunas posibles causas "triviales" sin solución. Para su eliminación se debe acudir a metodologías complementarias nacidas en el Mantenimiento Productivo Total como son el Método PM y la técnica Porqué-Porqué para identificar y estudiar la mayor cantidad de causas raíces que pueden producir la avería que se estudia.

B.- Estratificación de la información. Esta es quizás la técnica más importante en el análisis de un problema y en especial cuando se trata de problemas crónicos. La estratificación consiste en buscar "más información a la información", es como el detective que necesita buscar los indicios o pruebas (a partir de datos). Hay que escudriñar los datos para lograr solucionar el problema en forma definitiva. Es un método de análisis de los datos que permite clasificarlos teniendo en cuenta algunos factores que pueden afectarlos. Por lo general los factores que permite clasificar la información son de tipo cualitativo como: tipo de producto, materias primas, operario, cliente, proveedor, procedencia, etc. La estratificación permite encontrar causas no tenidas en cuenta u ocultas en el proceso o en el estudio de un problema. El proceso seguido en la estratificación se apoya en la construcción de varios diagramas de Pareto siguiendo diferentes criterios de clasificación; por ejemplo, clasificar las averías por tipo de turno, producto, materias primas, puede conducir a conclusiones que no se esperaban; es posible que un cierto día de la semana sea el más propicio para la presencia de averías. Existen ciertas averías que se presentan con mayor frecuencia en una determinada referencia de producto. El automatismo de empaque falla con más frecuencia con cierto proveedor de cajas de cartón, etc. La estratificación ayuda a identificar el problema de una planta o equipo, ya que facilita la concentración en aquellas causas que son las de mayor impacto. Por este 30

motivo, se recomienda emplear el principio de Pareto para identificar los factores que contribuyen a incrementar la frecuencia de la avería o su duración. La siguiente lista presenta los criterios más frecuentes empleados para la realización de la estratificación de la información de averías. Esta lista no pretende ser exhaustiva. • Tipo de máquina. Si la empresa posee diferentes marcas de equipos, es seguro que se puede realizar una clasificación tipo Pareto sobre la marca que más averías presenta. • Sitio donde se encuentra la máquina. En ciertos lugares de la planta afectan el funcionamiento de los equipos, por ejemplo, calor, contaminación, humedad, polvo, etc. • Tipo de materias primas. Si el equipo procesa diferentes tipos de materias primas, cierta clase de ellas producen más problemas a los elementos internos que otras. • Día de la semana. Determinados días son más propensos a presentar averías por diversos motivos. El inicio de la operación, el primer día de la semana, fin de semana o la proximidad a eventos especiales. • Hora del día. Es frecuente que los equipos experimenten dificultades adicionales en ciertas horas del día. Ciertos controles no trabajan adecuadamente durante la noche en zonas donde la temperatura ambiente desciende apreciablemente. • Operario. Algunas estadísticas tomadas de empresas que fabrican productos de consumo indican que aproximadamente el 65 % de las órdenes de trabajo que llegan a mantenimiento se deben a mala operación del equipo. Podríamos identificar con una estratificación cuál es el operario que más problemas tiene para operar correctamente el equipo y ayudarlo a mejorar su método de trabajo. • Tipo de producto o referencia de este. En un cierto proceso de envasado de producto en botellas se presentan un número mayor de averías con cierto tamaño o presentación del producto. La estratificación nos ayudará a identificar el tipo de producto más crítico, para posteriormente buscar sus causas. • Zonas del equipo. En determinadas zonas del equipo se pueden encontrar concentrados los problemas Por ejemplo, la ubicación de escapes en un reactor de un cierto producto químico. Al estratificar la ubicación se encontrará que existe una clase de escape que se presenta con mayor frecuencia.

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C.- Herramientas. 1. 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 seleccionar por orden de importancia y magnitud, la causa o problemas que se deben investigar hasta llegar a conclusiones que permitan eliminarlos de raíz. En el siglo XIX, Villefredo Pareto realizó un estudio sobre la distribución de la riqueza en Milán. Encontró que el 20% de las personas controla el 80% de la riqueza. Esta lógica de que los pocos poseen mucho y los muchos que tienen poco ha sido aplicada en muchas situaciones y es conocida como el principio de Pareto. 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 les conoce como causas vitales. Las causas que no aportan en magnitud o en valor al problema, se les conoce como las 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 estas, 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. También se conoce como Diagrama ABC o Ley de las Prioridades 20-80, que dice: “El 80% de los problemas que ocurren en cualquier actividad son ocasionados por el 20% de los elementos que intervienen en producirlos”. Sirve para conseguir el mayor nivel de mejora con el menor esfuerzo posible. Es pues una herramienta de selección que se aconseja aplicar en la fase A (concretar el problema) así como para seleccionar una causa (Etapa 7). Tiene el valor de concentrar la atención en el 20% de los elementos que provocan el 80% de los problemas, en vez de extenderse a toda la población. Se cuantifican las mejoras que se alcanzarán solucionando los problemas seleccionados.

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Figura 96.- Diagrama de 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 como 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 (sort) y la clasificación de la información que se desea. Es en este punto cuando se puede realizar la estratificación de la información sugerida anteriormente.

Paso 3 Clasificar en orden de magnitud la información obtenida. Se recomienda indicar con letras (A,B,C,...) los temas que se han ordenado.

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Paso 4 Dibujar dos ejes verticales (izquierdo y derecho) y otro horizontal. (1) Eje vertical. • En el eje vertical a la izquierda se marca una escala desde 0 hasta el total acumulado. • 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. La curva se divide en tres zonas: A, B y C. La Zona A muestra que aproximadamente 20% de las fallas producen el 80% de los costos; las fallas en esta zona deben claramente ser priorizadas. En la zona B se concentran 15% de los costos, que son producidos por el 30% de las fallas. La zona C solo concentra 5% de los costos producidas por el 50% de las fallas. Estas fallas tienen la prioridad de solución más baja.

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. 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: • Toda persona involucrada deberá colaborar activamente 34

• Concentrarse en la variable que mayor impacto produzca en la mejora. • 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 experiencia demuestra que es más fácil reducir a la mitad una barra alta que reducir una barra de reducida altura a cero.

Ejemplo: Considere un grupo de máquinas en un taller que llevan el registro de fallas listado en tabla 34.

Tabla 34.- Registro de Fallas

En la tabla 35 se realiza el análisis de Pareto. Los resultados indican que las máquinas 11, 10, 1, 8, 9 y 3 concentran el 79% de las horas de detención, lo que implica su priorización en las tareas de mantención.

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Las siguientes decisiones de mantención deben ser tomadas: 1. Los componentes que componen la zona A deben recibir los mayores esfuerzos de mantención: un programa de mantención preventiva, monitorio de su condición, nivel adecuado de stock de repuestos. 2. Un esfuerzo menor será concentrado en las máquinas pertenecientes al grupo B. 3. Los elementos del grupo C no requieren mantención preventiva hasta una nueva evaluación.

Tabla 35.- Análisis de Pareto

Figura 97.- Curva de Pareto

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2. El Diagrama de Ishikawa También denominado diagrama Causa-Efecto o de espina de pescado, es una representación gráfica de las relaciones lógicas existentes entre las causas que producen un efecto bien definido. Sirve para visualizar, en una sola figura, todas las causas asociadas a una avería y sus posibles relaciones. Ayuda a clasificar las causas dispersas y a organizar las relaciones mutuas. Es, por tanto, una herramienta de análisis aplicable en la fase B (DETERMINAR LAS CAUSAS).

Figura 98.- Diagrama de Ishikawa

Cuando se ha identificado el problema a estudiar, es necesario buscar las causas que producen la situación anormal. Cualquier problema por complejo que sea, es producido por factores que pueden contribuir en una mayor o menor proporción. Estos factores pueden estar relacionados entre sí y con el efecto que se estudia. El Diagrama de Causa y Efecto es un instrumento eficaz para el análisis de las diferentes causas que ocasionan el problema. Su ventaja consiste en el poder visualizar las diferentes cadenas Causa y Efecto, que pueden estar presentes en un problema, facilitando los estudios posteriores de evaluación del grado de aporte de cada una de estas causas. Cuando se estudian problemas de fallos en equipos, estos pueden ser atribuidos a múltiples factores. Cada uno de ellos puede contribuir positiva o negativamente al resultado. Sin embargo, algún de estos factores pueden contribuir en mayor proporción, siendo necesario recoger la mayor cantidad de causas para comprobar el grado de aporte de cada uno e identificar los que afectan en mayor proporción. Para resolver esta clase 37

de problemas, es necesario disponer de un mecanismo que permita observar la totalidad de relaciones causa-efecto. Un Diagrama de Causa y Efecto facilita recoger las numerosas opiniones expresadas por el equipo sobre las posibles causas que generan el problema Se trata de una técnica que estimula la participación e incrementa el conocimiento de los participantes sobre el proceso que se estudia. Tiene el valor de su sencillez, poder contemplar por separado causas físicas y causas latentes (fallos de procedimiento, sistemas de gestión, etc.) y la representación gráfica fácil que ayuda a resumir y presentar las causas asociadas a un efecto concreto.

Construcción del diagrama de Causa y Efecto. Esta técnica fue desarrollada por el Doctor Kaoru Ishikawa en 1953 cuando se encontraba trabajando con un grupo de ingenieros de la firma Kawasaki Steel Works. El resumen del trabajo lo presentó en un primer diagrama, al que le dio el nombre de Diagrama de Causa y Efecto. Su aplicación se incrementó y llegó a ser muy popular a través de la revista Gemba To QC (Control de Calidad para Supervisores) publicada por la Unión de Científicos e Ingenieros Japoneses (JUSE). Debido a su forma se le conoce como el diagrama de Espina de Pescado. El reconocido experto en calidad Dr. J.M. Juran publicó en su conocido Manual de Control de Calidad esta técnica, dándole el nombre de Diagrama de Ishikawa. El Diagrama de Causa y Efecto es un gráfico con la siguiente información: • El problema que se pretende diagnosticar. • Las causas que posiblemente producen la situación que se estudia. • Un eje horizontal conocido como espina central o línea principal. • El tema central que se estudia se ubica en uno de los extremos del eje horizontal. Este tema se sugiere encerrase con un rectángulo. Es frecuente que este rectángulo se dibuje en el extremo derecho de la espina central. • Líneas o flechas inclinadas que llegan al eje principal. Estas representan los grupos de causas primarias en que se clasifican las posibles causas del problema en estudio. • A las flechas inclinadas o de causas primarias llegan otras de menor tamaño que representan las causas que afectan a cada una de las causas primarias. Estas se conocen como causas secundarias.

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• El Diagrama de Causa y Efecto debe llevar información complementaria que lo identifique. La información que se registra con mayor frecuencia es la siguiente: título, fecha de realización, área de la empresa, integrantes del equipo de estudio, etc. Los pasos a seguir para su construcción son: 1. Precisar bien el efecto: Es el problema, avería o fallo que se va a analizar. 2. Subdividir las causas en familias. Se aconseja el método de las 4M (Métodos, Máquinas, Materiales, Mano de Obra), para agrupar las distintas causas, aunque según la naturaleza de la avería puede interesar otro tipo de clasificación. 3. Generar, para cada familia, una lista de todas las posibles causas. Responder sucesivamente ¿Por qué ocurre? hasta considerar agotadas todas las posibilidades.

En la figura 99 se presenta a modo de ejemplo el Diagrama de Ishikawa para el fallo de un rodamiento (Resumen de causas posibles de fallo de un rodamiento) y en la figura 100 el fallo en la rectificación de una pieza.

Figura 99.- Diagrama de Ishikawa. Fallo de rodamiento

Equipo: operación de prevención

Fecha análisis: Mayo 5 de 2009

Grupo: mantenimiento mecánico

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Figura 100.- Diagrama de Ishikawa. Fallo de rectificación

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Estructura de un diagrama de Causa y Efecto. Buena parte del éxito en la solución de un problema está en la correcta elaboración del Diagrama de Causa y Efecto. Cuando un equipo trabaja en el diagnóstico de un problema y se encuentra en la fase de búsqueda de las causas, seguramente ya cuenta con un Diagrama de Pareto. Este diagrama ha sido construido por el equipo para identificar las diferentes características prioritarias que se van a considerar en el estudio de causa-efecto. Este es el punto de partida en la construcción del diagrama de Causa y Efecto. Para una correcta construcción del Diagrama de Causa y Efecto se recomienda seguir un proceso ordenado, con la participación del mayor número de personas involucradas en el tema de estudio. El Doctor Kaoru Ishikawa sugiere la siguiente clasificación para las causas primarias. Esta clasificación es la más ampliamente difundida y se emplea preferiblemente para analizar problemas de procesos y averías de equipos; pero pueden existir otras alternativas para clasificar las causas principales, dependiendo de las características del problema que se estudia. a. Causas debidas a la materia prima Se tienen en cuenta las causas que generan el problema desde el punto de vista de las materias primas empleadas para la elaboración de un producto. Por ejemplo: causas debidas a la variación del contenido mineral, pH, tipo de materia prima, proveedor, empaque, transporte etc. Estos factores causales pueden hacer que se presente con mayor severidad una falla en un equipo. b. Causas debidas a los equipos En esta clase de causas se agrupan aquellas relacionadas con el proceso de transformación de las materias primas como las máquinas y herramientas empleadas, efecto de las acciones de mantenimiento, obsolescencia de los equipos, cantidad de herramientas, distribución física de estos, problemas de operación, eficiencia, etc. c. Causas debidas al método Se registran en esta espina las causas relacionadas con la forma de operar el equipo y el método de trabajo. Son numerosas las averías producidas por estrelladas de los equipos, deficiente operación y falta de respeto de los estándares de capacidades máximas.

d. Causas debidas al factor humano En este grupo se incluyen los factores que pueden generar el problema desde el punto de vista del factor humano. Por ejemplo, falta de experiencia del personal, salario, grado de entrenamiento, creatividad, motivación, pericia, habilidad, estado de ánimo, etc.

Debido a que no en todos los problemas se pueden aplicar las anteriores clases, se sugiere buscar otras alternativas para identificar los grupos de causas principales. De la experiencia se ha visto frecuentemente la necesidad de adicionar las siguientes causas primarias: e. Causas debidas al entorno. Se incluyen en este grupo aquellas causas que pueden venir de factores externos como contaminación, temperatura del medio ambiente, altura de la ciudad, humedad, ambiente laboral, etc. f. Causas debidas a las mediciones y metrología. Frecuentemente en los procesos industriales los problemas de los sistemas de medición pueden ocasionar pérdidas importantes en la eficiencia de una planta. Es recomendable crear un nuevo grupo de causas primarias para poder recoger las causas relacionadas con este campo de la técnica. Por ejemplo: descalibraciones en equipos, fallas en instrumentos de medida, errores en lecturas, deficiencias en los sistemas de comunicación de los sensores, fallas en los circuitos amplificadores, etc. El animador de la reunión es el encargado de registrar las ideas aportadas por los participantes. Es importante que el equipo defina la espina primaria en que se debe registrar la idea aportada. Si se presenta discusión, es necesario llegar a un acuerdo sobre donde registrar la idea. En situaciones en las que es difícil llegar a un acuerdo y para mejorar la comprensión del problema, se pueden registrar una misma idea en dos espinas principales. Sin embargo, se debe dejar esta posibilidad solamente para casos extremos.

3. Diagrama CEDAC (Causa Efecto con adición de cartas) El sistema CEDAC (Cause Effect Diagram with Addition of Cards - Diagrama de Causa Efecto con Adición de Cartas), fue desarrollado por Ruiji Fukuda de la empresa Sumitomo, a quien el comité del premio Deming le otorgó el premio Nikkei por el desarrollo de este procedimiento. El CEDAC en un principio tiene similitud al diagrama Causa y Efecto. Sin embargo, este diagrama opera sobre una dimensión 42

superior, ya que no solamente describe cuales son las causas de la situación que se estudia, sino que reúne en un solo gráfico las causas y la magnitud de la contribución de estas causas. El CEDAC posee dos partes: • Área de causas del problema que se estudia • Área de gráficos de efectos

Figura 101.- Diagrama CEDAC

Estructura del CEDAC En la parte derecha del diagrama Causa y Efecto se encuentra un espacio para graficar el comportamiento de la situación que se analiza, allí se pueden graficar estadísticas, gráficos, diagramas de Pareto, etc. Estos gráficos mostrarán la forma cómo evoluciona el tema en estudio cuando se toman acciones sobre las causas. En la parte izquierda del diagrama se registra "todo lo que sabemos y no sabemos sobre el problema" con el objeto de probar a través de la experiencia si cada factor contribuye o no. El efecto positivo o negativo de haber actuado sobre una causa se aprecia en los gráficos del extremo derecho del esquema.

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La filosofía de esta técnica es diferente al diagrama de Causa y Efecto. Esta técnica, aunque emplea el tradicional diagrama de espina de pescado, pretende explorar o buscar tanto factores favorables como desfavorables, logrando identificar mediante el principio de prueba y error, las causas que más contribuye al problema que se estudia. El CEDAC es un verdadero instrumento de gestión de conocimiento a través de la experimentación. Permite la formulación de hipótesis sobre factores que generan el problema y posteriormente, durante el trabajo diario, se verifica si la causa que se ha seleccionado contribuye o no al problema, o sea, se prueba la hipótesis. Esta forma de trabajo experimental contribuye a la acumulación de conocimiento ya que el trabajador puede evaluar directamente en la planta si sus creencias o si sus puntos de vista son válidos. El CEDAC es un instrumento en el que cualquier persona puede aportar en tarjetas pequeñas sus opiniones y en cualquier momento. Existe un tablero expuesto permanentemente en la planta, donde se recogen estos aportes para su posterior evaluación. Esta forma de trabajo evita esperar hasta la convocatoria de una reunión para que la persona pueda exponer sus inquietudes. Adicionalmente, no se siente la presión de la reunión, se puedan expresar las ideas de una manera informal y en el momento en que se le ocurra al empleado. El CEDAC facilita la participación y atrae la atención de todas las personas. Estimula y recoge el conocimiento de todos los involucrados. El resultado de los análisis es práctico y reduce las ideas generales que frecuentemente se aportan en el diagrama Causa y Efecto tradicional. Permite realizar inspección directa si la causa aportada tiene o no impacto en el efecto o en el gráfico del extremo derecho del diagrama. El CEDAC favorece la integración entre el proceso de análisis y la acción. Este es posiblemente el punto más útil del CEDAC en la dirección de planta, ya que permite gestionar las actividades en forma diaria evaluando el progreso en tiempo real . El empleo de tarjetas facilita la clasificación de las aportes y la revisión de las ideas. Se puede corregir una idea con una nueva tarjeta que se pega sobre la anterior si nuestro parecer ha cambiado; esto hace del CEDAC un instrumento dinámico, que ante otras técnicas, lo pueden hacer superior para el análisis de problemas complejos. El CEDAC estimula la investigación tanto de problemas como de situaciones deseables. Con esta clase de información y el análisis sistemático de los hechos, se puede conocer con mayor profundidad los procesos que producen las averías. Ruiji Fukuda creador del método CEDAC sugiere los siguientes pasos para su utilización efectiva: Paso 1. Definir el tema que se va a diagnosticar Seleccionar el problema que se desea eliminar y especificar un objetivo a alcanzar. 44

Paso 2. Preparar el tablero CEDAC Escribir "todo" el conocimiento posible que tenemos sobre el proceso que se investiga sobre un diagrama. Se puede construir un diagrama de espina de pescado. Sin embargo Fukuda no restringe la posibilidad de utilizar un esquema del equipo, plano, dibujo o fotografía del equipo o componente sobre el que se trazarán las flechas de posibles factores causales del problema. Esto lo hace muy práctico, ya que al emplear esquemas o diagramas de la máquina, el grupo de análisis aprende más sobre el equipo y puede aportar ideas más específicas y detalladas sobre la causa del problema. Este tipo de trabajo exige un entrenamiento previo para leer el plano o diagrama del equipo. Algunas empresas utilizan los esquemas del equipo por tipo de sistema: hidráulico, lubricación, térmico, eléctrico, etc., con el fin de estudiar las averías muy en detalle por clase de sistema.

Figura 102.- Esquema del equipo

Diagrama CEDAC para el análisis de averías de equipo Sobre el tablero CEDAC se escriben en tarjetas pequeñas cada uno de los conocimientos que se posee o no sobre las posibles causas del problema. A partir de esta información tanto los operadores, como los técnicos de la planta, seleccionan la información necesaria para clasificarla en el diagrama CEDAC.

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Paso 3. Comunicación del diagrama CEDAC Ubicar el diagrama en un sitio visible de la planta donde las personas lo puedan observar. El Propósito es el mostrar a todas las personas las causas y los efectos de las acciones que se tomen, como también, recoger la mayor cantidad de nuevas ideas de personas que no necesariamente están trabajando en el equipo de diagnostico. El CEDAC es un instrumento formidable de gestión visual, ya que permanentemente se muestran a todos los empleados los efectos de las acciones tomadas y las causas potenciales estudiadas. Paso 4. Evaluar el progreso de las acciones Se investigan las causas a través de reuniones, revisando la evolución de los resultados, por este motivo es útil incorporar al Diagrama CEDAC gráficos para las diferentes medidas que muestran que el problema se encuentra en proceso de eliminación total. Los gráficos más empleados en los diagramas CEDAC son: • Gráficos de valores MTBF • Gráficos de control de características de calidad • Gráficos de Efectividad Global de Equipo (EGP) • Gráficos de incrementos de disponibilidad • Número total de paradas y otros. Paso 5. Buscar acciones de mejora Se seleccionan las mejoras técnicas y se prepara una tarjeta con la solución. Esta tarjeta se ubica junto a la causa que se estudia. En algunas empresas emplean tarjetas de dos colores: el color amarillo para registrar las posibles causas del problema que se estudia y tarjeta de color rojo para indicar las acciones correctivas que se sugieren. Este diagrama facilita el registro de las mejoras históricas realizadas y las acciones tomadas anteriormente, lo mismo que los efectos de cada mejora. Al participar un mayor número de personas y con el método de registro de información, Fukuda considera que es más fácil descubrir aquellas causas que desconocemos y se eliminan sobre la base de mejoras paso a paso y progresivas

Beneficios La técnica CEDAC es un instrumento simple pero poderoso para realizar diagnósticos de problemas, en especial para aquellas averías crónicas y complejas de los 46

equipos. Se fundamenta en la teoría de la comunicación, en especial en los trabajos de Joseph Luft y Harry Ingram quienes crearon la conocida ventana de "Joharry" que busca incrementar el conocimiento de un objeto a partir del proceso de compartir información dentro de un grupo de individuos. El principio de la ventana de Joharry es el siguiente: Yo sé algo que tú no conoces y tú conoces algo que Yo no conozco, permite incrementar el saber necesario para la solución eficiente de un problema en equipo. Esta técnica permite llevar el problema al sitio de trabajo y lograr la mayor participación del personal involucrado en la búsqueda de las causas y soluciones. El CEDAC traerá beneficios de motivación del personal al poder comprender claramente lo que sucede en los equipos. Esta comprensión mayor de los procesos conduce a una mayor responsabilidad por el cuidado de los equipos. R. Fukuda sugiere emplear esta técnica como base para la implantación del TPM en plantas industriales, especialmente para identificar las deficiencias de conocimiento y formular el plan de entrenamiento futuro. Esta técnica complementada con los instrumentos estudiados en este apartado, pueden brindarle muy buenos resultados, tanto en la mejora del conocimiento, como de en el incremento de la confiabilidad y disponibilidad de los equipos.

4. El árbol de fallos El árbol de fallos es una representación gráfica de los múltiples fallos o eventos y de su secuencia lógica desde el evento inicial (causas raíz) hasta el evento objeto del análisis (evento final) pasando por los distintos eventos contribuyentes. Tiene el valor de centrar la atención en los hechos relevantes. Adicionalmente conduce la investigación hacia causas latentes. Esta presentación gráfica permite, igual que el diagrama de Ishikawa, resumir y presentar las causas, conclusiones y recomendaciones. Es, por tanto, una herramienta de análisis muy recomendable para realizar la fase B del Análisis de Averías (Determinar las Causas). A modo de ejemplo vamos a identificar, clasificar y jerarquizar las causas de desgaste de cojinetes, y las causas de no operación de un motor.

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Figura 103.- Árbol de fallas de cojinetes

Construya el árbol de falla del sistema mostrado en figura 104.

Figura 104.- Diagrama del circuito del motor

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El evento principal es la no operación del motor. Razones: • falla interna del motor, • no llega corriente al motor. • interruptor abierto, - abierto - falla interna • falla interna del cableado, • falla del fusible, - sobrecarga: por corto-circuito en el cableado o por falla de la fuente - falla interna.

Figura 105.- Árbol de fallas del motor eléctrico

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5. Matriz de criterios Para la fase C (Elaborar la solución) es muy útil utilizar ésta herramienta que supone disponer de varias soluciones viables y cuantificadas en coste y tiempo. La matriz de criterios nos ayudará a seleccionar la alternativa que resuelve el problema de la manera más global (efectiva, rápida, barata,…). Se trata de una matriz donde aparecen en las filas las distintas soluciones y en las columnas los criterios de valoración (sencillez, rapidez, coste, efectividad, etc.) En cada una de las citadas opciones de votación, cada persona usa sus propios criterios internos para tomar una decisión. Un criterio es una medida, pauta, principio u otra forma de tomar una decisión. Se conviene en la forma en que se toma una decisión colectiva. A menudo, al tomar decisiones, se usa más de un criterio al mismo tiempo. Algunas veces, el grupo analiza los criterios a usar y se pone de acuerdo en cuáles basarán sus opiniones los participantes. Una matriz de criterios o priorización es una herramienta para evaluar opciones basándose en una determinada serie de criterios explícitos que el grupo ha decidido que es importante para tomar una decisión adecuada y aceptable. Las matrices funcionan mejor cuando las opciones son más complejas o cuando se debe tener en cuenta múltiples criterios para fijar prioridades o tomar una decisión. La matriz que aparece a continuación muestra las opciones o alternativas a priorizar en las filas (horizontales) y los criterios para tomar la decisión en las columnas (verticales). Después se clasifica cada alternativa de acuerdo con los diversos criterios.

Figura 106.- Matriz de criterios 50

Cómo se usa Paso 1: Haga una lista con las opciones a evaluar. Cerciórese de que todos los miembros del equipo entiendan bien lo que cada una de las opciones significa. Paso 2: Elija los criterios para tomar la decisión. El grupo puede elegir estos criterios recurriendo a una lluvia de ideas y luego a una votación para determinar cuáles son los más importantes/pertinentes. Compruebe que todos entiendan los criterios elegidos de la misma manera. Los criterios que se usan normalmente para elegir problemas incluyen: importancia, apoyo para los cambios, visibilidad del problema, riesgos que se corren si no se hace nada, factibilidad de efectuar cambios en este área. Para elegir soluciones, a menudo se aplican los siguientes criterios: costo, posible oposición, factibilidad, apoyo de la administración, apoyo de la comunidad, eficiencia, oportunidad, impacto sobre otras actividades. Estos no son los únicos criterios posibles y el grupo tiene que elaborar una lista que sea adecuada para su situación. Si bien no existe un número mínimo o máximo de criterios, tres o cuatro es la cantidad óptima para las matrices. Si tiene más de cuatro la matriz se torna difícil de manejar. Una manera de reducir el número de criterios consiste en decidir si hay algún criterio que todas las opciones deban cumplir. Úselo primero para eliminar opciones. A continuación, use los otros criterios para elegir entre el resto de las opciones. Otra forma de evitar que la matriz se torne difícil es limitar el número de opciones que se consideran. Si la lista de opciones es muy larga (tiene más de 6 opciones), puede resultar más fácil acortar la lista primero eliminando algunas. Por ejemplo, los criterios que se usan más comúnmente para eliminar la consideración de posibles problemas incluyen: • El problema es demasiado grande o complejo para solucionarlo. • No es factible efectuar cambios en esta área (más allá del control o la autoridad del equipo). • Falta de interés por parte del personal para trabajar en el problema. Paso 3: Dibuje la matriz e indique las opciones y los criterios. Paso 4: Determine qué escala usará en la calificación de las opciones en relación con cada criterio. Las formas de calificar las opciones pueden ser simples o complejas Ejemplos de escalas de calificación: • Simple: Los puntajes se basan en el cumplimiento de un determinado criterio por parte de la opción, por ejemplo: 51

¿Se dispone de personal capacitado? Sí = 1, No = 0 • Común: Las opciones se califican en función del grado en que cumple con el criterio, por ejemplo: ¿En qué medida se cuenta con apoyo de la administración para esta opción? Mucho = 3, Normal = 2, Poco = 1 (o una escala de 1 a 5 ó 1 a 10, de poco a mucho). Nota: Cerciórese de que las escalas de calificación usadas para todos los criterios sean uniformes, es decir que las calificaciones para cada criterio oscilen entre lo «mejor» = el número más alto a lo «peor» = el número más bajo. De esta manera se puede calcular el puntaje general de una opción sumando los puntajes de cada criterio. Por ejemplo, si se calificaran las opciones en los dos criterios de factibilidad y costo, cada una en una escala de 1 (menos deseable) a 5 (más deseable), se calificarían los criterios de la siguiente manera: • Factibilidad: más factible = 5 • Costo: menor costo = 5 • Calificación general: mejor opción = 10

menos factible = 1 mayor costo = 1 peor opción = 2

• Complejo: Se asignan distintos puntajes (valores) máximos a cada uno de los criterios y se califica cada opción en función de cada criterio, de 1 hasta el valor máximo de ese criterio, por ejemplo: Criterio

Puntos máximos

Opción No. 1

Opción No. 2

Factibilidad

50 puntos

25

35

Aceptabilidad al cliente

35 puntos

30

20

Bajo costo

15 puntos

5

15

100 puntos

60

70

Calificación general

Paso 5: Tomando una opción por vez, analice cada criterio y decida cuál es la calificación adecuada mediante alguno de los métodos antes citados. Esta calificación puede hacerse en forma individual y luego sumarse. O bien, si el método de calificación es simple, puede hacerse como análisis de grupo. Paso 6: Sume el valor total de cada opción sumando la calificación de cada criterio.

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Paso 7: Evalúe los resultados formulando las siguientes preguntas: • ¿Alguna opción cumple con todos los criterios? • ¿Se puede eliminar alguna opción? • Si alguna opción cumple con un criterio pero no con todos, ¿todavía vale la pena tenerla en cuenta?

Precauciones • Cerciórese de que todos entiendan bien las opciones que se están considerando. • Todos tendrán que entender la definición operativa de los criterios y ponerse de acuerdo al respecto.

Ejemplo: Aplicación de la matriz de criterios para seleccionar un aceite lubricante entre dos alternativas posibles (Aceite A y Aceite B)

Tabla 36

Con estos datos construimos la siguiente matriz de criterios:

La mejor alternativa para los criterios manejados y con los pesos asignados a cada uno de ellos es el Aceite A. 53

La tabla siguiente es un resumen de la aplicabilidad de cada herramienta:

Tabla 37

6. Ciclo Deming o Ciclo PHVA La piedra angular de la Dirección de Políticas (DPP) es el ciclo PHVA (Planificar, Hacer o Ejecutar, Verificar y Actuar). Este ciclo refleja un mecanismo de evolución para la mejora continua. La planificación es simplemente la determinación de la secuencia de actividades necesarias para alcanzar los resultados deseados. Hacer es el acto de implantación del plan. Las actividades de planificación y ejecución nos son muy familiares. Cuando al implantar el plan no alcanzamos los resultados, algunas veces regresamos a nuestra "mesa de diseño" y tomamos una nueva hoja en blanco, descartando el plan que presenta fallos. Este es el proceso común en un ciclo que no es el PHVA. Bajo el ciclo Deming no tomamos una nueva hoja en blanco; en lugar de esto verificamos los resultados de lo que hemos ejecutado para determinar la diferencia con el resultado esperado. Cuando actuamos (en base al análisis) determinamos los cambios necesarios para mejorar el resultado. Repetimos el proceso, capitalizamos el nuevo conocimiento ganado para los planes futuros. El ciclo PHVA es un proceso iterativo que busca la mejora a través de cada ciclo. La filosofía básica del ciclo PHVA es hacer pequeños incrementos, en lugar de hacer grandes rupturas a la vez. Algunas organizaciones emplean el término "competición salto de rana" para ilustrar el concepto de saltos cuánticos de la mejora. El enfoque seguro y progresivo de aprender de la experiencia y construir con éxito en base

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a la experiencia pasadas lleva a numerosas ganancias que se acumulan en el tiempo pueden ser superiores las mejoras.

Ciclo Deming en la dirección del mantenimiento. El siguiente gráfico muestra la forma de organizar las acciones de mantenimiento aplicando el Ciclo Deming:

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MÉTODOS TPM La metodología de mantenimiento para el análisis y eliminación de averías se orienta a los siguientes puntos: a. Comprender y conocer el equipo profundamente. En los últimos años se ha venido insistiendo que las empresas que pretendan mantenerse competitivas en los mercados del futuro, deberán preocuparse por mejorar el conocimiento de todo el personal y garantizar que existe un proceso de adquisición y transferencia efectiva de experiencias o conocimiento entre todos los trabajadores. Este es el punto de partida del TPM, ya que busca crear una organización empresarial en continuo aprendizaje y de mejora del conocimiento del personal técnico y operativo. El TPM fue creado por el Instituto Japonés de Mantenimiento de Plantas (JIPM) para crear capacidades estratégicas competitivas en las empresas, fundamentadas en el recurso conocimiento de los trabajadores y la aplicación de un modelo de gestión integral del equipamiento. El TPM busca que el operario conozca lo mejor posible los equipos donde interviene diariamente, su estructura interna, funciones, restricciones, precisión y medios de seguridad, para de esta forma, pueda participar activamente en el cuidado y conservación del equipo. Sin este conocimiento no será posible llegar a identificar los factores causales profundos. Por este motivo, las metodologías TPM se apoyan en el aprendizaje continuo a partir de la experiencia y contacto diario con los equipos. b. Reflexión sobre los fenómenos. Los fenómenos son considerados cuidadosamente y en forma lógica. Se emplea un tiempo para realizar la reflexión sobre los fenómenos identificados y en lo posible, se verifica la hipótesis directamente sobre cada uno de los componentes de la máquina que se estudia. Se pretende evitar que el grupo humano tome decisiones con la única información tomada a partir de una tormenta de ideas. Este tipo de metodología permite adquirir conocimiento, no solo para la eliminación de los factores causales, sino que permite preparar al equipo para realizar aportes innovadores de cambio de diseño y modificaciones que permitan mejorar el rendimiento de la máquina. c. Priorizar la información con cuidado y método El experto japonés Shirose manifiesta que la priorización es necesaria para estudiar en forma ordenada una situación. Sin embargo, debido a una priorización realizada con poco conocimiento del equipo e información, se pueden descartar factores vitales para eliminar las pérdidas crónicas. En el procedimiento sugerido dentro del TPM se debe conocer profundamente el equipo para lograr establecer esta prioridad en los factores causales, de lo contrario, se deberá evitar la priorización y será necesario actuar en la mayoría de los factores causales posibles. 56

Técnicas TPM empleadas para el estudio de averías El TPM aporta varias metodologías poderosas para cumplir con los requisitos expuestos previamente. Las técnicas de mayor utilización y que estudiaremos a continuación son las siguientes: • Análisis PM (Physical Method). Esta técnica se concentra en el análisis de los principios físicos del problema en estudio. • Análisis Porqué-Porqué. Esta técnica emplea un proceso de diagnóstico riguroso. • Análisis Modal de Fallos y Efectos (AMFE) La estrategia de Mantenimiento Productivo Total para el diagnóstico de averías se inicia con la utilización de la técnica Porqué-Porqué. Esta técnica permite reducir en forma dramática la repetición de las averías, pero no la elimina en forma definitiva. Por este motivo es necesario emplear a continuación el método PM para lograr eliminar de raíz la mayor cantidad de factores causales y alcanzar altos niveles de confiabilidad en los equipos. Cuando un equipo se encuentra bien mantenido y presenta una avería, se puede realizar su diagnóstico aplicando un análisis PM. Pero si el equipo se encuentra deteriorado y sus condiciones básicas están descuidadas, se considera que es más apropiado iniciar un estudio con la técnica Porqué-Porqué, antes de aplicar un análisis PM.

Figura 107.- Estrategias de Mantenimiento Productivo Total 57

Diagnóstico en equipos avanzados o complejos Cuando se trata de equipos nuevos, complejos o donde el deterioro acumulado es mínimo, se recomienda emplear directamente el método PM. En algunas empresas japonesas emplean de forma sistemática la combinación de AMFE y método PM para eliminar problemas del equipo que afectan la calidad del producto (Mantenimiento de Calidad). Este diagnóstico puede llegar a ser sofisticado y lo realizan especialmente los ingenieros de proceso y mantenimiento.

Figura 108.- Diagnóstico de equipos complejos

Se puede concluir que cada problema puede estudiarse y diagnosticarse empleando y combinando una variedad de técnicas. Es importante tener en cuenta que se pueden llegar a recomendar algunas estrategias para el empleo sistemático de las técnicas de solución de problemas. Sin embargo, estas estrategias sugeridas no cubren todas las posibilidades, pero de la experiencia se puede decir que son las más frecuentes. Se podrán experimentar nuevas alternativas no estudiadas en este documento y aplicar otro tipo de técnicas de diagnóstico más sofisticadas, como la teoría del desgaste, tecnologías avanzadas de mantenimiento y estudios de lubricación, como también una técnica de reciente creación como el diseño de experimentos multivariable, minería de datos, redes neuronales y otras tecnologías complejas.

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MÉTODOS DE ANÁLISIS 1. Metodología Porqué-porqué. Esta técnica es conocida como: "Know-why", "conocer-porqué", "técnica porqué, porqué, porqué" o "quinto porqué". Esta técnica se emplea para realizar estudios de las causas profundas que producen averías en el equipo. El principio fundamental de esta técnica es la evaluación sistemática de las posibles causas de la avería empleando como medio la inspección detallada del equipo, teniendo presente el análisis físico del fenómeno. En las áreas de mantenimiento se ha utilizado para la búsqueda de factores causales. Es un método alterno del conocido Diagrama de Causa Efecto o de Ishikawa. Esta técnica de calidad como se analizó previamente presenta el inconveniente de recoger un gran número de factores, pero no prioriza entre ellos cuales son los que verdaderamente contribuyen a la presencia de la avería. La técnica porqué - porqué evita en los análisis de averías de equipos que el grupo de estudio se desvíe e identifique causas cualitativas y complejas de verificar como causas potenciales del problema de la falla de las máquinas. Para evitar caer durante el análisis de averías en temas con los siguientes: "es un problema de políticas de la compañía", "debido a la falta de personal...", "falta de capacitación del personal" "no hay repuestos", el método Porqué-Porqué busca a través de la inspección y el análisis físico identificar todos los posibles factores causales para lograr reconstruir el deterioro acumulado del equipo. Esta técnica es una buena compañera del método PM si se emplea previamente. En casos con alto grado de deterioro se recomienda este procedimiento.

Pasos a seguir Esta técnica estudia mediante preguntas sucesivas las causas de una avería mediante un proceso deductivo o socrático. Cada respuesta que se aporte el grupo de estudio debe confirmar o rechazar la respuesta. Si se acepta una cierta afirmación, nuevamente se pregunta cuál es la causa de la "causa".

Procedimiento para el estudio Una vez identificado el fenómeno en estudio (avería), se realiza un análisis físico del fenómeno en igual forma como se efectuó en el método PM. De este análisis se identifican posibles factores causales, los cuales se someterán a inspección para verificar la validez de la siguiente manera:

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Este proceso se continúa hasta el momento en que se identifican acciones correctivas para la causa. Las acciones correctivas se registran en un plan de mejora o plan Kaizen. Se espera que el diagnóstico no requiera de más de cinco rondas. Una vez finalizado este proceso se pueden seleccionar otras causas en las diferentes rondas y se repite el procedimiento. De esta forma se analizan la totalidad de posibles factores causales, obteniendo un plan general de mejora para el equipo.

2. Método PM. El análisis PM es una forma diferente de pensar sobre los problemas y del contexto donde estos se presentan. Consiste en el análisis de los fenómenos (P de la palabra inglesa Phenomena) anormales tales como fallas del equipamiento en base a sus principios físicos y poder identificar los mecanismos (M de la palabra inglesa Mechanisms) de estos principios físicos (P de la palabra inglesa Phisically) en relación con los cuatro inputs de la producción equipos: materiales, individuos y métodos). El principio básico del análisis PM es entender en términos precisos físicos que es lo que ocurre cuando la máquina, o sistema se avería o produce defectos de calidad y la forma como ocurren. Esta es la única forma de identificar la totalidad de factores causales y de esta manera eliminar estas pérdidas. Esta técnica considera todos los posibles factores en lugar de tratar de decidir cuál es el que tiene mayor influencia.

Fundamentos del análisis físico La investigación lógica de como ocurre el fenómeno en términos de principios físicos y cantidades, se ha visto que es el fundamento de la metodología de análisis PM. Desde el punto de vista de los equipos un análisis físico significa emplear los principios operativos del equipo para clarificar la forma como los componentes interactúan y producen el problema o la avería crónica. Se pretende estudiar y conocer en primer término, la forma como se presenta la desviación de la situación natural del equipo, en lugar de pretender abordar las causas de esta desviación desde el primer momento. El objetivo fundamental de esta metodología es llegar a comprender lo mejor posible la forma como se presentó el fallo y la forma como intervinieron las diferentes piezas y conjuntos del equipo para la generación del problema

Proceso del análisis PM Se ha explicado que el enfoque del análisis PM consiste en estratificar los fenómenos anormales adecuadamente, entender los principios operativos y analizar los mecanismos del fenómeno desde el punto de vista físico. El siguiente paso consiste en investigar todos los factores y el grado en que ellos contribuyen al problema. Todo esto 60

es necesario para poder eliminar estos factores a través de planes de acción y sistemas de control. Los pasos a seguir para la aplicación del análisis PM se muestran en la Figura siguiente:

Figura 109 61

3. Análisis Modal de Fallos y Efecto (AMFE) en equipos. Esta es una técnica de ingeniería conocida como el análisis FMEA o (Failure Mode and Effect Analysis) usada para definir, identificar y eliminar fallas conocidas o potenciales, problemas, errores, desde el diseño, proceso y operación de un sistema, antes que este pueda afectar al cliente (Omdahl 1988; ASQC 1983). El análisis de la evaluación puede tomar dos caminos: primero empleando datos históricos y segundo empleando modelos estadísticos, matemáticos, simulación ingeniería concurrente e ingeniería de fiabilidad que puede ser empleada para identificar y definir las fallas (Stamatis 1989). No significa que un modelo sea superior a otro. Ambos pueden ser eficientes, precisos y correctos si se realizan adecuadamente. Para efectos de este trabajo no se estudiará el segundo camino, ya que se pretende ofrecer una serie de metodologías que sean útiles para todas las personas de una empresa; mientras que las técnicas especializadas poseen algunos fundamentos matemáticos tediosos y su empleo queda restringido a aquellas personas que poseen buenas bases de estadística avanzada. El AMFE es una de las más importantes técnicas para prevenir situaciones anormales, ya sea en el diseño, operación o servicio. Esta técnica parte del supuesto que se va a realizar un trabajo preventivo para evitar la avería, mientras que las técnicas estudiadas hasta el momento, se orientan a evaluar la situación anormal ya ocurrida. Este es el factor diferencial del proceso AMFE. Esta técnica nació en el dominio de la ingeniería de fiabilidad y se ha aplicado especialmente para la evaluación de diseños de productos nuevos. El AMFE se ha introducido en las actividades de mantenimiento industrial gracias al desarrollo del Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad o RCM -Reliability Center Maintenance- que lo utiliza como una de sus herramientas básicas. En un principio se aplicó en el mantenimiento en el sector de aviación (Plan de mantenimiento en el Jumbo 747) y debido a su éxito, se difundió en el mantenimiento de plantas térmicas y centrales eléctricas. Hoy en día, el AMFE se utiliza en numerosos sectores industriales y se ha asumido como una herramienta clave en varios de los pilares del Mantenimiento Productivo Total (TPM). Los Propósitos del AMFE son: • Identificar los modos de fallas potenciales y conocidas • Identificar las causas y efectos de cada modo de falla • Priorizar los modos de falla identificados de acuerdo al número de prioridad de riesgo (NPR) o - frecuencia de ocurrencia, gravedad y grado de facilidad para su detección.

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El fundamento de la metodología es la identificación y prevención de las averías que conocemos (se han presentado en el pasado) o potenciales (no se han presentado hasta la fecha) que se pueden producir en un equipo. Para lograrlo es necesario partir de la siguiente hipótesis: Dentro de un grupo de problemas, es posible realizar una priorización de ellos Existen tres criterios que permiten definir la prioridad de las averías: • Ocurrencia (O) • Severidad (S) • Detección (D) La ocurrencia es la frecuencia de la avería. La severidad es el grado de efecto o impacto de la avería. Detección es el grado de facilidad para su identificación. Existen diferentes formas de evaluar estos componentes. La forma más usual es el empleo de escalas numéricas llamadas criterios de riesgo. Los criterios pueden ser cuantitativos y/o cualitativos. Sin embargo, los más específicos y utilizados son los cuantitativos. El valor más común en las empresas es la escala de 1 a 10. Esta escala es fácil de interpretar y precisa para evaluar los criterios. El valor inferior de la escala se asigna a la menor probabilidad de ocurrencia, menos grave o severo y más fácil de identificar la avería cuando esta se presente. En igual forma un valor de 10 de asignará a las averías de mayor frecuencia de aparición, muy grave donde de por medio está la vida de una persona y existe una gran dificultad para su identificación. La prioridad del problema o avería para nuestro caso, se obtiene a través del índice conocido como Número Prioritario de Riesgo (NPR). Este número es el producto de los valores de ocurrencia, severidad y detección. El valor NPR no tiene ningún sentido (Ford 1992) Simplemente sirve para clasificar en un orden cada unos de los modos de falla que existen en un sistema. Una vez el NPR se ha determinado, se inicia la evaluación sobre la base de definición de riesgo. Usualmente este riesgo es definido por el equipo que realiza el estudio, teniendo como referencia criterios como: menor, moderado, alto y crítico. En el mundo del automóvil (Ford 1992) se ha interpretado de la siguiente forma el criterio de riesgo: • Debajo de un riesgo menor, no se toma acción alguna • Debajo de un riesgo moderado, alguna acción se debe tomar • Debajo de un alto riesgo, acciones específicas se deben tomar. Se realiza una evaluación selectiva para implantar mejoras específicas. • Debajo de un riesgo crítico, se deben realizar cambios significativos del sistema. Modificaciones en el diseño y mejora de la fiabilidad de cada uno de los componentes. 63

Descripción del Método A continuación se indican los pasos necesarios para la aplicación del método AMFE de forma genérica, tanto para diseños como para procesos. Los pasos siguen la secuencia indicada en el formato AMFE que se presenta a continuación.

Figura 110

Nota: Los números de cada una de las casillas se corresponden con los pasos de aplicación del método AMFE.

Paso 1: Nombre del producto y componente En la primera columna del formato AMFE se escribe el nombre del producto sobre el que se va a aplicar. También se incluyen todos los subconjuntos y los componentes que forman parte del producto a analizar, bien sea desde el punto de vista de diseño del producto o del proceso que se vaya a utilizar para la fabricación.

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Paso 2: Operación o función La segunda columna se completa con distinta información según se esté realizando un AMFE de diseño o proceso. - Para el AMFE de diseño se incluyen las funciones que realiza cada uno de los componentes, además de las interconexiones existentes entre los componentes. - Para el AMFE de proceso se reflejan todas las operaciones que se realizan a lo largo del proceso de fabricación de cada componente incluyendo las operaciones de aprovisionamiento, de producción, de embalaje, de almacenado y de transporte. Paso 3: Modo de fallo Para cumplimentar la tercera columna se recomienda comenzar con una revisión de los informes realizados en AMFEs anteriores, relacionados con el producto o proceso que se está analizando. Un modo de fallo significa que un elemento o sistema no satisface o no funciona de acuerdo con la especificación, o simplemente no se obtiene lo que se espera de él. El fallo es una desviación o defecto de una función o especificación. Con esa definición, un fallo puede no ser inmediatamente detectable por el cliente y sin embargo hemos de considerarlo como tal. Paso 4: Efecto/s del fallo Suponiendo que el fallo potencial ha ocurrido, en esta columna se describirán los efectos del mismo tal como lo haría el cliente. Los efectos corresponden a los síntomas. Generalmente hacen referencia al rendimiento o prestaciones del sistema. Cuando se analiza una parte o componente se tendrá también en cuenta la repercusión en todo el sistema, lo que ofrecerá una descripción más clara del efecto. Si un modo de fallo tiene muchos efectos, a la hora de evaluar, se elegirá el más grave. Entre los efectos típicos de fallo podrían citarse los siguientes: • diseño: ruido, acabado basto, inoperante, olor desagradable, inestable, etc. • proceso: no puede sujetar, no puede alinearse, no puede perforar, no se puede montar, etc. Para la obtención de los efectos se utiliza mucho el "Diagrama causaconsecuencia" entendiendo por consecuencia el efecto.

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Paso 5: Gravedad del fallo Este índice está íntimamente relacionado con los efectos del modo de fallo. El índice de gravedad valora el nivel de las consecuencias sentidas por el cliente. Esta clasificación está basada únicamente en los efectos del fallo. El valor del índice crece en función de: • La insatisfacción del cliente. Si se produce un gran descontento, el cliente no comprará más. • La degradación de las prestaciones. La rapidez de aparición de la avería. • El coste de la reparación. El índice de gravedad o también llamado de Severidad es independiente de la frecuencia y de la detección. Para utilizar unos criterios comunes en la empresa ha de utilizarse una tabla de clasificación de la severidad de cada efecto de fallo, de forma que se objetivice la asignación de valores de S. En la siguiente tabla se muestra un ejemplo en que se relacionan los efectos del fallo con el índice de severidad. En cada empresa se debería contar con unas tablas similares adaptadas al producto, servicio, diseño o proceso concreto para el que se vayan a utilizar.

Tabla 38.- Cuadro de clasificación según Gravedad o Severidad de fallo

Gravedad del fallo o Severidad Relacionada con los efectos S

Este índice sólo es posible mejorarlo mediante acciones de diseño, y no se ve afectado por los controles actuales.

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Como la clasificación de gravedad está basada únicamente en el efecto de fallo, todas las causas potenciales del fallo para un efecto particular de fallo, recibirán la misma clasificación de gravedad. Paso 6: Características críticas Siempre que la gravedad sea 9 ó 10, y que la frecuencia y detección sean superiores a 1, consideraremos el fallo y las características que le corresponden como críticas. Estas características, que pueden ser una cota o una especificación, se identificarán con un triángulo invertido u otro signo en el documento de AMFE, en el plan de control y en el plano si le corresponde. Aunque el NPR resultante sea menor que el especificado como límite, conviene actuar sobre estos modos de fallo. Paso 7: Causa del fallo En esta columna se reflejan todas las causas potenciales de fallo atribuibles a cada modo de fallo. La causa potencial de fallo se define como indicio de una debilidad del diseño o proceso cuya consecuencia es el modo de fallo. Las causas relacionadas deben ser lo más concisas y completas posibles, de modo que las acciones correctoras y/o preventivas puedan ser orientadas hacia las causas pertinentes. Entre las causas típicas de fallo podrían citarse las siguientes: • en diseño: porosidad, uso de material incorrecto, sobrecarga... • en proceso: daño de manipulación, utillaje incorrecto, sujeción, amarre.. Decir que al igual que en la obtención de los efectos se hacía uso del diagrama "causa-efecto", a la hora de detectar las causas de un fallo se hace uso del "Árbol de fallos" que permitirá obtener las causas origen de un fallo. Paso 8: Probabilidad de ocurrencia Ocurrencia se define como la probabilidad de que una causa específica se produzca y dé lugar al modo de fallo. El índice de la ocurrencia representa más bien un valor intuitivo más que un dato estadístico matemático, a no ser que se dispongan de datos históricos de fiabilidad o se haya modelizado y previsto éstos. En esta columna se pondrá un valor de probabilidad de ocurrencia de la causa específica. Tal y como se acaba de decir, este índice de frecuencia está íntimamente relacionado con la causa de fallo, y consiste en calcular la probabilidad de ocurrencia en una escala del 1 al 10, como se indica en la tabla siguiente:

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Tabla 39.- Cuadro de clasificación según la Probabilidad de ocurrencia

Probabilidad de ocurrencia: de la causa y de que ésta produzca el efecto O

Cuando se asigna la clasificación por ocurrencia, deben ser consideradas dos probabilidades: • La probabilidad de que se produzca la causa potencial de fallo. Para esto, deben evaluarse todos los controles actuales utilizados para prevenir que se produzca la causa de fallo en el elemento designado. • La probabilidad de que, una vez ocurrida la causa de fallo, ésta provoque el efecto nocivo (modo) indicado. Para este cálculo debe suponerse que la causa del fallo y de modo de fallo son detectados antes de que el producto llegue al cliente. Para reducir el índice de frecuencia, hay que emprender una o dos acciones: • Cambiar el diseño, para reducir la probabilidad de que la causa de fallo pueda producirse. • Incrementar o mejorar los sistemas de prevención y/o control que impiden que se produzca la causa de fallo. El consejo que se da para reducir el índice de frecuencia de una causa es atacar directamente la "raíz de la misma". Mejorar los controles de vigilancia debe ser una acción transitoria, para más tarde buscar alguna solución que proporcione una mejora de dicho índice. Paso 9: Controles actuales En esta columna se reflejarán todos los controles existentes en la actualidad para prevenir las causas del fallo y detectar el efecto resultante. 68

Paso 10: Probabilidad de no Detección Este índice indica la probabilidad de que la causa y/o modo de fallo, supuestamente aparecido, llegue al cliente. Se está definiendo la "no-detección", para que el índice de prioridad crezca de forma análoga al resto de índices a medida que aumenta el riesgo. Tras lo dicho se puede deducir que este índice está íntimamente relacionado con los controles de detección actuales y la causa. A continuación se muestra un ejemplo de tabla que relaciona la probabilidad de que el defecto alcance al cliente y el índice de no-detección.

Tabla 40.- Cuadro de clasificación según la Probabilidad de no detección

Probabilidad de no detección: relacionada con los controles actuales y que la causa y/o efecto lleguen al cliente D

Es necesario no confundir control y detección, pues una operación de control puede ser eficaz al 100%, pero la detección puede resultar nula si las piezas no conformes son finalmente enviadas por error al cliente. Para mejorar este índice será necesario mejorar el sistema de control de detección, aunque por regla general aumentar los controles signifique un aumento de coste, que es el último medio al que se debe recurrir para mejorar la calidad. Algunos cambios en el diseño también pueden favorecer la probabilidad de detección. Paso 11: Número de Prioridad de Riesgo (NPR) El Número de Prioridad de Riesgo (NPR) es el producto de la probabilidad de ocurrencia, la gravedad, y la probabilidad de no detección, y debe ser calculado para 69

todas las causas de fallo. El NPR es usado con el fin de priorizar la causa potencial del fallo para posibles acciones correctoras. El NPR también es denominado IPR (índice de prioridad de riesgo). Número de Prioridad de Riesgo: NPR = S * O * D Paso 12: Acción correctora En este paso se incluye una descripción breve de la acción correctora recomendada. Para las acciones correctoras es conveniente seguir un cierto orden de prioridad en su elección. El orden de preferencia en general será el siguiente: 1. Cambio en el diseño del producto, servicio o proceso general. 2. Cambio en el proceso de fabricación. 3. Incremento del control o de la inspección. Para un mismo nivel de calidad o un mismo valor del índice de prioridad NPR en dos casos, suele ser más económico el caso que no emplea ningún control de detección. Es en general más económico reducir la probabilidad de ocurrencia de fallo (si se encuentra la manera de conseguirlo) que dedicar recursos a la detección de fallos. Es conveniente considerar aquellos casos cuyo índice de gravedad sea 10, aunque la valoración de la frecuencia sea subjetiva y el NPR menor de 100 o del valor considerado como límite. Cuando en un modo de fallo intervienen muchas causas que no son independientes entre sí, la primera medida correctora puede ser la aplicación del Diseño de Experimentos (DDE), que permitirá cuantificar objetivamente la participación de cada causa y dirigir acciones concretas. Es un medio muy potente y seguro para reducir directamente la frecuencia de defectos. Paso 13: Definir responsables En esta columna se indicarán los responsables de las diferentes acciones propuestas y, si se cree preciso, las fechas previstas de implantación de las mismas. Paso 14: Acciones implantadas En esta columna se reflejarán las acciones realmente implantadas que pueden, en algunos casos, no coincidir con las propuestas inicialmente recomendadas.

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Paso 15: Nuevo Número de Prioridad de Riesgo Como consecuencia de las acciones correctoras implantadas, los valores de la probabilidad de ocurrencia (O), la gravedad (S), y/o la probabilidad de no detección (D) habrán disminuido, reduciéndose, por tanto, el Número de Prioridad de Riesgo. Los nuevos valores de S, O, D y NPR se reflejarán en las columnas 15, 16, 17 y 18. Si a pesar de la implantación de las acciones correctoras, no se cumplen los objetivos definidos en algunos Modos de Fallo, es necesario investigar, proponer el implantar nuevas acciones correctoras, hasta conseguir que el NPR sea menor que el definido en los objetivos. Una vez conseguido que los NPR de todos los modos de fallo estén por debajo del valor establecido, se da por concluido el AMFE.

Cartagena, marzo 2013 71