Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC) Nivel Expertos Reliability Centered Maintenance (RCM)
Facilitador: Carlos Parra
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2010 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Contenido Introducción Parte 1: • Proceso de implantación de la técnica: Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) • AMEF (Análisis de Modos y efectos de fallas) • Árbol lógico de decisión del RCM • Cálculo de frecuencias de inspección: por condición y por fallas ocultas Parte 2: • Optimización de frecuencias de mantenimiento obtenidas del RCM, a partir del uso de técnicas de análisis estadístico para modos de fallas reparables: modelo estocástico NHPP – No Homogeneous Poisson Process) Parte 3: • Optimización de inventarios, a partir del análisis de modos de fallas (modelos: Criticidad Cualitativa y Reliability Centered Spares (RCS))
Parte final: • Norma RCM SAE JA1011-1012
• Softwares comunes utilizados en RCM • Índices de control del proceso de implantación del RCM (TPO, TPFS, Disponibilidad y Rentabilidad) • Reflexiones finales 2 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Introducción al proceso de optimización de la Confiabilidad Operacional (CO) 3 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Introducción a la Confiabilidad Operacional (CO) Concepto de Confiabilidad Operacional (CO): Capacidad de una instalación (infraestructura, personas, tecnología) para cumplir su función (haga lo que se espera de ella), y en caso de que falle, lo haga del modo menos dañino posible. Una instalación fiable debe incluir tanto continuidad operacional como control de riesgos
Características del proceso de mejora de la CO:
• • •
Mejorar CO se puede conseguir mediante muchas iniciativas. No existe una única metodología que domine todos sus aspectos.
Depende de la interacción entre los equipos, los procesos, las personas y el ambiente organizacional.
•
La presencia ineludible de la incertidumbre coloca a la Confiabilidad en el ámbito de las decisiones basadas en riesgo. 4 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Parámetros que conforman la CO Confiabilidad Operacional Capacidad de involucrarse Sentirse Dueño
Confiabilidad Humana Motivación al personal
Confiabilidad de Procesos
Operación en condiciones de diseño Comprensión de Procesos y Procedimientos
Confiabilidad de Equipos
Confiabilidad desde el diseño Extensión del TPPF
Confiabilidad de los procesos de mantenimiento
Efectividad y Calidad del Mantenimiento
(mantenibilidad)
Estrategias de Mantenimiento
Herramientas
Multihabilidades básicas Reducción del TPPR
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Valor agregado del proceso de optimización de la CO gente
proceso
E
tecnología
Y
recursos
Sistema Sistema Productor de Generador Beneficios funciones de fallas disponibles
C11
C2
E11 O
C111
productividad
C211
Confiabilidad
Valor económico agregado (EVA) y la Confiabilidad Operacional EVA = Ingresos - Gastos - Coste Capital “Los ingresos dependen de la disponibilidad del activo, factor que a su vez esta relacionado con la Confiabilidad y la mantenibilidad” 6 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Modelo desarrollado por INGEMAN para la gestión del Mantenimiento y de la Confiabilidad Operacional Eficacia Fase 1: Definición Fase 1:de objetivos, Cuadro de estrategias y mandos integral responsabilidades (BSC) de mantenimiento
Fase 8: Fase 8: del Implantación Matenimiento proceso de productivo total mejora continua y (TPM), adopción de nuevas e-maintenance tecnologías
Fase 7: Análisis del7:ciclo Fase de vida del y decoste la Análisis posible de ciclo de vida renovación (LCCA)de los equipos
Evaluación
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Fase 2: Jerarquización Fase 2: de los equiposdede Análisis acuerdo con la Criticidad importancia (AC) de su función
Fase 3: Fase de 3: Análisis Análisis de puntos débiles raíz en causa equipos de (RCFA) alto impacto
Mejora Fase Fase4:4: Diseño de planes Mantenimiento de mantenimiento basado en la preventivo y de los Confiabilidad recursos(RCM) necesarios
Fase Fase6:6: Evaluación y Análisis Confiabilidad control de la y análisis del ejecución del camino crítico mantenimiento (RA & CPM)
Fase 5: Fase 5: del Programación Optimizacióny mantenimiento Coste-Riesgooptimización en la Beneficio asignación de (RCO) recursos
Eficiencia
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Parte 1: Metodología RCM
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Metodología RCM
Antecedentes ¿Qué es el RCM? ¿Por qué se necesita? ¿Qué busca?
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Evolución del Mantenimiento
“Saltando a la nueva era” RCM • Mayor disponibilidad y Confiabilidad • Mayor Seguridad
• Mayor disponibilidad de la maquinaria
1940
• Armonía con el medio ambiente
• Mayor duración de los equipos
• Reparar en caso de avería
• Maximizar Cont.Operacional
• Menores costes
1950
1960
1970
• Mejor calidad del producto
• Costes más óptimos
1980
1990
2000 10
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¿Qué es el RCM? “Filosofía de gestión del mantenimiento, en la cual un equipo multidisciplinario de trabajo, se encarga de optimizar la Confiabilidad operacional de un sistema que funciona bajo condiciones de trabajo definidas, estableciendo las actividades más efectivas de mantenimiento en función de la criticidad de los activos pertenecientes a dicho sistema, teniendo en cuenta los posibles efectos que originarán los modos de fallas de estos activos, a la seguridad, al ambiente y a las operaciones ”.
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Esquema general de implantación del RCM
Análisis de criticidad:
- Selección de activos críticos.
Análisis de modos
- Estándar de ejecución esperado.
y efectos de fallas :
- Falla funcional. - Modo de falla
- Efecto o consecuencia del modo de falla
Selección de actividades de mantenimiento:
- Act. de mant. bajo un enfoque coste efectivo (balance entre el coste de mant.
y el coste de falla) Plan de mantenimiento optimizado (resultado principal del RCM) 12 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Proceso de implantación del RCM 13 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Flujograma de implantación del RCM Fase de implantación del RCM
Fase Inicial Formación del equipo natural de trabajo
Selección del sistema y definición del contexto operacional
Definición de funciones
Determinar fallas funcionales
Identificar modos de fallas
Efectos y consecuencias de los fallas Análisis de los modos y efectos de fallas (AMEF)
Herramienta que ayuda a responder las primeras 5 preguntas básicas del RCM
Aplicación de la hoja de decisión
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Fase Inicial Formación del equipo natural de trabajo
Importancia de los Equipos Naturales de Trabajo dentro del proceso de implantación del RCM
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Equipos Naturales de Trabajo en RCM FORMACION BASICA Expertos en el Manejo y Operabilidad de Sistemas y Equipos
OPERADOR
Asesor Metodológico
Expertos en Reparación y Mantenimiento de Sistemas y Equipos
FACILITADOR
MANTENEDOR
Visión Global de Procesos
Visión Sistémica de la Actividad
INGENIERO PROCESOS
PROGRAMADOR ESPECIALISTAS Expertos en Areas Especificas
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Flujograma de implantación del RCM Fase de implantación del RCM
Fase Inicial Formación del equipo natural de trabajo
Selección del sistema y definición del contexto operacional
Definición de funciones
Determinar fallas funcionales
Identificar modos de fallas
Efectos y consecuencias de los fallas Análsis de los modos y efectos de fallas (AMEF)
Herramienta que ayuda a responder las primeras 5 preguntas básicas del RCM
Aplicación de la hoja de decisión
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Selección del sistema /Contexto operacional 18 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Metodología de análisis de criticidad
Análisis Análisis de de Criticidad Criticidad
Sistema 1 Sistema 2 Sistema 3 Sistema 4 Sistema 5 Sistema 6 Sistema 7 Sistema 8
530 480 380 250 215 180 45 35 19
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Criterios más utilizados
Seguridad Ambiente Producción Costes (Operaciones y Mantenimiento) Frecuencia de fallas Tiempo promedio para reparar 20 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Ejemplo de un Modelo de Criticidad
Modelo de factores ponderados / Basado en la teoría del riesgo • Riesgo = Frecuencia x Consecuencia Frecuencia = # de fallas en un tiempo determinado Consecuencia = ( ( Impacto Operacional x Flexibilidad) + Costes Mtto. + Impacto SAH ) 21 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Criterios para definir criticidad
Criticidad Total = Frecuencia de fallas x consecuencia Consecuencia = (Impacto Operacional x Flexibilidad) + Coste Mtto. + Impacto SAH) Frecuencia de fallas: Parámetro mayor a 4 fallas/año Promedio 2 - 4 fallas/año Buena 1 - 2 fallas/año Excelente menores de 1 falla/año
4 3 2 1
Impacto operacional Parada inmediata de toda la refinería Parada del complejo planta y tiene repercusión en otros complejos Impacta en niveles de producción o calidad Repercute en costes operacionales adicionales asociados a disponibilidad No genera ningún efecto significativo sobre operaciones y producción Flexibilidad Operacional No existe opción de producción y no existe función de repuesto Hay opción de repuesto compartido Función de repuesto disponible
10
6 4
2 1
Coste de Mmto. Mayor o igual a 20.000$ Inferior a 20.000 $
2 1
Impacto en Seguridad Ambiente Higiene Afecta la seguridad humana tanto externa como interna 8 Afecta el ambiente produciendo daños reversibles 6 Afecta las instalaciones causando daños severos 4 Provoca daños menores (Accidentes e incidentes) personal propio 2 Provoca un impacto ambiental cuyo efecto no viola las normas ambientales 1 No provoca ningún tipo de daños a personas instalaciones o al ambiente 0
4 2 1
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Presentación de los resultados
4 SC SC F R E C U E N C I A
C
C
C
3 SC SC SC C
C
Leyenda: C: Crítico
2 1
NC NC SC SC C
SC: SemiCrítico
NC NC NC SC
NC: No crítico
C
10 20 30 40 50
Valor máximo: 200.
CONSECUENCIAS 23 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Análisis de Criticidad/ Resultados JERARQUIZACIÓN DE LOS SUBSISTEMAS FRECUENCIA
IM P A CTO OP ERA CIONA L
FLEXIB ILIDA D
COSTOS DE M A NT.
REACTOR
3
REGENERADOR TREN RECUPERADOR POTENCIA COMPRESOR GAS HÚMEDO VÁLVULAS DE CONTROL DE PRES. COLUMNA PRINCIPAL ABSORBEDOR PRIMARIO ABSORBEDOR SECUNDARIO
3 3
9 9 9
4 4 4
2 2 2
6 6 5
44 44 43
132 132 129
CRÍTICO CRÍTICO CRÍTICO
3
8
4
2
3
37
111
CRÍTICO
2
8
4
2
4
38
76
SEMI CRÍTICO
2
8
4
2
4
38
76
SEMI CRÍTICO
3
6
3
2
4
24
72
SEMI CRÍTICO
3
5
3
2
4
21
63
SEMI CRÍTICO
DEPENTANIZADORA DESPOJADOR DE H2S
3 3
5 4
3 3
2 2
4 4
21 18
63 54
SEMI CRÍTICO SEMI CRÍTICO
TOLVAS FRESCO TOLVAS DE EQUILIBRIO
2 2
6 6
4 4
1 1
1 1
26 26
52 52
SEMI CRÍTICO SEMI CRÍTICO
PRECIPITADOR E.S. SEPARADOR 3 ETAPA
2 2
6 5
3 4
3 2
3 1
24 23
48 46
SEMI CRÍTICO SEMI CRÍTICO
CALDERA
2 2
6 6
3 3
2 2
3 3
23 23
46 46
SEMI CRÍTICO SEMI CRÍTICO
1
5
4
2
3
25
25
NO CRÍTICO
1
4
4
2
3
21
46
NO CRÍTICO
1
4
4
2
3
21
21
NO CRÍTICO
SUBSISTEMAS
TREN DE PRECALENTAMIENTO DESPOJADOR DE NAFTA PESADA DESPOJADOR DE ALC DESPOJADOR DE APC
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IM P A CTO CONCECUENCIA S SHA
TOTA L
JERARQUIZACIÓN
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Análisis de Criticidad/ Resultados
4 F R E C U E N C I A
3
1
3
1
3
Leyenda: C: Crítico
2 1
6
2
3
10 20 30 40 50
SC: SemiCrítico NC: No crítico Valor máximo: 200.
CONSECUENCIAS 25 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Recopilación de información inicial para el desarrollo del contexto operacional P&ID´s del sistema.
Esquemáticos del sistema y/o diagramas de bloque.
Normalmente estos son desarrollados a partir de los P&ID´s. Manuales de Diseño y Operación de los Sistemas. Estos
proveerán información de la función esperada de los sistemas, como se relacionan con otros sistemas y que límites operacionales y reglas básicas son utilizadas. Manuales de los equipos pertenecientes al sistema, que
puedan contener información valiosa sobre el diseño y la operación. 26 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Diagrama -entrada proceso salida Consiste en un diagrama que permite una fácil visualización
del sistema, para su posterior análisis.
ENTRADAS
PRODUCTOS PRIMARIOS
SERVICIOS
PRODUCTOS SECUNDARIOS
PROCESO DESECHOS
CONTROLES CONTROLES ALARMAS 27 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Ejemplos prácticos de desarrollos de
contextos operacionales y AMEF
Caso 1: IBERDROLA Área de generación de electricidad
Caso 2: PDV-PETRO Área de producción de petróleo y gas
Ver archivos en CD de apoyo Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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EJEMPLO CASO IBERDROLA: CONTEXTO OPERACIONAL Contexto operacional enfoque Norma ISO 14224 (Bombas de alta presión: LAC30AP001/LAC40AP001)
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Análisis de Modos y efectos de fallas (AMEF)
Selección del sistema y definición del contexto operacional
Definición de funciones
Determinar fallas funcionales
Análsis de los modos y efectos de fallas (AMEF)
Herramienta que ayuda a responder las primeras 5 preguntas básicas del RCM
Identificar modos de fallas
Efectos y consecuencias de los fallas
Aplicación de la hoja de decisión 30
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Funciones y fallas funcionales 31 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Estándares de Funcionamiento
El objetivo del mantenimiento es mantener el funcionamiento del activo
El RCM define un estándar de funcionamiento como el valor (rango) que permite especificar, cuantificar y evaluar de forma clara la función de un activo (propósito cuantificado). Cada activo puede tener más de un estándar de ejecución en su contexto operacional.
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Tipos de Estándar de ejecución ESTÁNDAR EJECUCIÓN REAL
vs.
INFLUENCIA DEL MANTENIMIENTO .
SISTEMAS NO MANTENIBLES
estándar real > estándar asociado a la Confiabilidad o capacidad de diseño
Mantenimiento en exceso para ayudar a cumplir e estándar deseado.
EFECTIVIDAD MÁXIMA DEL MANTENIMIENTO (SISTEMAS MANTENIBLES).
estándar real = estándar asociado a la Confiabilidad o capacidad de diseño.
Mantenimiento puede ayudar a cumplir con el estándar deseado Influencia del mantenimiento llega hasta aquí y no más allá.
MANTENIMIENTO COMIENZA A NO SER EFECTIVO.
estándar real < estándar asociado a la Confiabilidad o capacidad de diseño.
Mantenimiento pierde efectividad (activo no es el adecuado para cumplir con el estándar deseado). 33
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Definición de funciones
Funciones primarias ¿Qué se necesita que haga el sistema dentro
del contexto operacional? ¿De qué quieres que sea capaz? Razón principal del porque el sistema existe
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Definición de funciones
Funciones secundarias
Environment
Ambiente
Safety Structural
Seguridad Estructural
Containment Confort Control
Contenedor Confort Control
Appearence
Apariencia
Protection
Protección
Economy Efficiency
Economía Eficiencia
Superfluos
Superfluos 35
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Ejemplo de funciones ¿Cuál es la función del activo? - Función: Transferir y mantener la circulación del agua de la toma de succión a la piscina. ¿Cuál es el estándar de ejecución esperado ?
- Estándar de ejecución esperado: 1. Transferir a la piscina en condiciones normales entre 25 (-5) gpm y 70 (+5) gpm de agua a 45 (+/- 5) psi .
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Ejemplo de funciones #
Estándar de ejecución
1
Comprimir gas a un promedio de 75-83 MMPCD proveniente de plantas 3/4, desde 1150/1300 hasta 5500/6400 psi, a una temperatura de descarga de 186°F
2
Indicar continuamente/alertar en SC las diferentes variables de operación del compresor (transmisores de: temperatura /presión / flujo)
3
Iniciar el proceso de paro automático cuando las temperaturas del compresor excedan los valores límites (temperaturas de gas, aceite de lubricación, aceite del turbo, agua de enfriamiento, etc)- Switches de paro por temperatura
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Análisis de Modos y efectos de fallas (AMEF)
Selección del sistema y definición del contexto operacional
Definición de funciones
Determinar fallas funcionales
Análsis de los modos y efectos de fallas (AMEF)
Herramienta que ayuda a responder las primeras 5 preguntas básicas del RCM
Identificar modos de fallas
Efectos y consecuencias de los fallas
Aplicación de la hoja de decisión 38
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Fallas funcionales
El RCM define falla funcional como el estado en el tiempo, en el cual el activo no puede alcanzar
el estándar de ejecución esperado y trae como consecuencia que el activo no pueda cumplir su función de forma total o la cumpla de forma parcial
(cada estándar de ejecución puede tener más de una falla funcional) .
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Tipos de fallas funcionales
Pérdida de una función Existe al menos una por cada parámetro funcional fallas funcionales Totales fallas funcionales Parciales.
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Ejemplo de fallas funcionales - Estándar de ejecución esperado: 1. Transferir a la piscina en condiciones normales entre 25 (-5) gpm y 70 (+5) gpm de agua a 45 (+/- 5) psi . ¿ Cuándo se pierde la función del activo ?
- falla funcional: 1.A. No ser capaz de transferir nada de agua a la piscina. 1.B. Transferir agua a menos de 20 gpm. 1.C. Transferir agua a más de 75 gpm. 1.D. Transferir agua a menos de 40 psi. 1.E. Transferir agua a más de 50 psi.
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Formato de registro propuesto
M.C.F. HOJA DE INFORMACION
SISTEMA SUB-SISTEMA
FUNCION
FALLA FUNCIONAL
Constituida por:
VERBO OBJETO ESTANDAR DE FUNCIONAMIENTO REAL
- Negar la función: Total / Parcial
42 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Ejemplo de fallas funcionales #
1
Estándar de ejecución
#
Falla Funcional
Comprimir gas a un promedio de 75-83 MMPCD proveniente de plantas 3/4, desde 1150/1300 hasta 5500/6400 psi, a una temperatura de descarga de 186°F
A
No ser capaz de comprimir el gas (total)
B
Comprimir parcialmente el gas: menos de 75-83 MMPCD, /por debajo de 5400-6400 psi/ por debajo de una temp. de descarga de 180-200°F/
43 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Modos de falla y análisis de los efectos 44 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Flujograma de implantación del RCM
Selección del sistema y definición del contexto operacional
Definición de funciones
Determinar fallas funcionales
Análsis de los modos y efectos de fallas (AMEF)
Herramienta que ayuda a responder las primeras 5 preguntas básicas del RCM
Identificar modos de fallas
Efectos y consecuencias de los fallas
Aplicación de la hoja de decisión 45
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¿Qué es un modo de falla? * El RCM define el modo de falla como la causa física de cada falla funcional. En otras palabras el modo de falla es el que provoca la pérdida de función total o parcial de un activo en su contexto operacional (cada falla funcional puede tener más de un modo de falla).
Áreas susceptibles a modos de fallas: • Suciedad, corrosión, erosión, abrasión • Lubricación inadecuada,ensamble Incorrecto • Operación Incorrecta, Materiales incorrectos
Clave • El mantenimiento está orientado a cada modo de falla • Enfocar en qué, no en quién causo el falla 46 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Fuentes de información para modos de falla
Fabricante o vendedor del equipo Listas genéricas de Modos de falla Registros e historiales técnicos Otros usuarios del mismo equipo El personal que opera y mantiene el equipo
Considerar fallas: - Históricos - Probables - Poco probables / alta consecuencia 47 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Ejemplo de modos de fallas - Falla funcional:
1.A. No ser capaz de transferir nada de agua a la piscina. 1.B. Transferir agua a menos de 25 gpm. 1.C…….. ¿ Qué causó las fallas funcionales ?
- Modos de falla: 1.A.1. Falle el suministro eléctrico. .
1.A.2. Falle el motor eléctrico de la bomba. 1.A.3......
1.A.6. El sello mecánico de la bomba se encuentre totalmente desgastado. 1.A.8....... 1.B.1. Falle parcialmente el suministro de agua. 1.B.2. El interruptor de bajo flujo no envíe la señal a la válvula de control. 1.B.5...... Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Formato de recopilación de información
M.C.C. HOJA DE INFORMACION
SISTEMA
SUB-SISTEMA
FUNCION 1
Sistema agua de enfriamiento
FALLA FUNCIONAL
Transferir agua del tanque X A al Y a no menos de 800 lt/min.
B
Indisponibilidad de transferir agua
Transfiere agua a menos de 800 t/min.
MODO DE FALLA 1
Rodamientos atascados
2
Impeler golpeado por objeto
3
Motor quemado
4
Acoples rotos por fatiga
5
Válvula de entrada bloqueada
49 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Ejemplo de modos de fallas
B
#
Falla Funcional
#
Modo de fallo
A
No ser capaz de comprimir el gas (total)
1A1
Fallo eléctrico (evento externo, el cual debería revisarse de forma detallada en posible ACR)
1A2
Fallo del sistema de control automático UPS ( este evento debe analizarse de forma detallada en otro MCC).
1A3 …
Fallo del suministro de gas combustible ( este evento debe analizarse de forma detallada en otro MCC).
1B1
Daños en las válvulas de gas combustible de los cilindros de fuerza(asiento,válvulas).
1B2
Daños en las válvulas de los cilindros compresores(asiento, disco, resorte)
1B3
Bujías dañadas
1B4
Daños/desgaste (C/F)
Comprimir parcialmente el gas: menos de 75-83 MMPCD, /por debajo de 5400-6400 psi / por debajo de una temp. de descarga de 180-200°F/
concha de biela
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Flujograma de implantación del RCM
Selección del sistema y definición del contexto operacional
Definición de funciones
Determinar fallas funcionales
Análsis de los modos y efectos de fallas (AMEF)
Herramienta que ayuda a responder las primeras 5 preguntas básicas del RCM
Identificar modos de fallas
Efectos y consecuencias de los fallas
Aplicación de la hoja de decisión 51
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Efectos de los fallas
“Información de los eventos secuenciales que ocurren cuando un modo de falla provoca la pérdida de la función” Característica • Debe tener la información necesaria para determinar consecuencias y tareas de mantenimiento • Debe describirse como si no estuviera haciendose algo para prevenirlos • Debe considerarse que el resto de los dispositivos y procedimiento operacionales funcionan normalmente 52 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Categorías de consecuencias de los modos de fallas No evidentes en condiciones normales de operación
Evidentes en condiciones normales de operación
Fallas ocultas
Seguridad ambiente
• Mayormente dispositivos de seguridad y control
• Ambiente • Legislación ambiental • Seguridad
operacional
No operacional
• Todo lo relacionado a producción excepto costes de reparación
• coste de reparación para volver a la función
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¿Qué es un falla oculta?
Se llama así a la falla no detectable por los operarios bajo circunstancia normales, haría falta un procedimiento para ser detectado
Pueden ser el motivo del 50% de modos de falla en equipos modernos
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Falla oculta
Preguntas claves ¿Es evidente esta Forma de falla cuando ocurre este modo de falla ? ¿Otra falla Ocurre primero?
Ejemplos Fusibles, paracaídas, disco de ruptura, detectores de gas, detectores de fuego, de humo, interruptores de nivel, carteles de advertencia, válvula de check, respaldos Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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¿Qué debe contener una descripción de efectos?
¿Qué evidencias hay de que ocurrió la falla?
¿De qué manera afecta la seguridad y al ambiente?
¿De qué manera afecta la producción o las operaciones?
¿Es necesario parar el proceso? ¿Hay impacto en la calidad? ¿cuanto? ¿Hay impacto en el servicio al cliente? ¿Se producen daños a otros sistemas?
¿Que daños físicos ocasionó la falla?
¿Que debe hacerse para reparar la falla? 56
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Ejemplo de descripción de efectos Modo de falla
Consecuencias
1.B.7. Daños de anillos de pistón de cilindro de fuerza
- Evidente/No evidente: Si - No tiene impacto sobre seguridad -ambiente. Descripción del evento: Se presuriza el cárter del motor, baja la compresión del cilindro, El aceite moja la bujía y se observa humo por el escape. ocurre una pérdida de capacidad se incrementan las RPM del motor. Operacionalmente se pierde la capacidad de compresión y bajan las RPM de la máquina. - Actividades de mantenimiento correctivo: Se para el equipo, y se procede a sacar el pistón, se inspecciona y si es necesario se reemplazan los anillos. Personal: 4 mecánicos. Tiempo de reparación: 16 horas x 120M$/hora: 1.920.000$, Costes directos: 10.000$. -Impacto total por falla: 1.930.000$ Riesgo: 1.930.000$/año
Se recomienda cuantificar el
Riesgo (R) para cada modo de falla (dólares/año): R = Frecuencia de fallas (fallas/año) x Consecuencias (dólares/falla)
“Ver ejemplos de estimación del indicador de Riesgo en CD de soporte” 57 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Hoja de decisión Estrategias (Árbol de decisión del RCM) 58 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Flujograma de implantación del RCM
Selección del sistema y definición del contexto operacional
Definición de funciones
Determinar fallas funcionales
Análsis de los modos y efectos de fallas (AMEF)
Herramienta que ayuda a responder las primeras 5 preguntas básicas del RCM
Identificar modos de fallas
Efectos y consecuencias de los fallas
Aplicación de la hoja de decisión 59
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Esquema de Tareas propuestas
Tareas proactivas (preventivas)
Tareas a condición
Tareas de reacondicionamiento cíclicas
Tareas de sustitución cíclicas
Búsqueda de fallas ocultos
Tareas reactivas
Rediseño
Ningún mantenimiento preventivo
60 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Tareas proactivas
Tareas a condición
Viabilidad técnica
Clara condición de falla potencial Intervalo p-f:
Razonablemente consistente. Suficientemente largo para/ejecutar alguna acción. Resulta práctico chequear a intervalos menores que pf. C O N D
P
F INTERVALO P-F Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
TIEMPO
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Cálculo de la frecuencia de inspección (I) Raphael Suárez, 2007. “Reliability Best Practices Handbook in food plants”. Cargill Group, USA
I = C x F x A (unidad = tiempo/inspección) I = es el tiempo entre inspecciones de la condición a monitorizar
C = es el factor de costo F = es el factor de falla A = es el factor de ajuste
C = Ci / Cf Ci = es el costo de una inspección predictiva (en unidades monetarias) Cf = es el costo en que se incurre por no detectar la falla (en unidades monetarias)
F = Fi / λ Fi = es la potencial cantidad de fallas que pueden ser detectados utilizando la tecnología predictiva (expresada en fallas por inspección) λ = es la tasa (ratio) de fallas presentada por el modo de fallas a evaluar, y que además, podrían ser detectadas por la tecnología predictiva a ser aplicada (expresada en fallas por año)
A ln(1 e )
Factor de ajuste (A), esta basado en la probabilidad de ocurrencia de más de 0 fallas en un año utilizando la distribución acumulativa de Poisson, con media igual a λ (tasa de fallas por año). A mayor frecuencia de fallas (λ), el intervalo de inspección predictiva se reducirá de forma exponencial (modelo recomendado para valores de λ menores ó cercanos a 1) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.enginzone.org www.confiabilidadoperacional.com
Ejemplo de cálculo de la frecuencia de inspección (I) I = C x F x A (unidad = tiempo/inspección) C = Ci / Cf Ci = 20 US$ Cf = 20.000 US$
C = 0,0010 F = Fi / λ Fi = 20 fallas/inspección λ = 0,3333 fallas/año F = 60,0060 años/inspección
A ln( 1 e ) ln( 1 e 0,33) 1,2691 I = 0,001 x 60,0060 años/inspección x 1,2691 = 0,0762 años/inspección
I = 0,9144 meses/inspección, aproximadamente 1 inspección por mes Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Tareas proactivas
Tareas de reacondicionamiento / sustitución cíclica
Equipos revisados y / o componentes reparados a frecuencias determinadas independientemente de su estado en ese momento.
Frecuencia determinada por la edad a la que el elemento o pieza exhibe un incremento rápido de probabilidad condicional de falla.
“Posteriormente, en la sección relacionada con el Modelo NHPP(No Homogeneous Poisson Process) se describirá detalladamente el proceso de optimización de frecuencias de mantenimiento por tiempo” 64 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Tareas proactivas
Tareas de reacondicionamiento / sustitución cíclica
Viabilidad técnica
Edad a partir de la cual se produce un rápido incremento en la probabilidad de las fallas.
La mayoría de los elementos sobreviven esta edad.
Es posible conseguir su estado inicial realizando la tarea.
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Datos para determinar frecuencias de tareas de reacondicionamiento / sustitución cíclica Sistema 1 (TO-días, TFS-días) Fallo TO TFS x 5,0 0,5 x 5,5 0,6 y 6,0 0,7 x 6,7 0,8 z 10,7 0,7 x 6,8 0,7 x 7,9 0,7 y 9,0 0,8 y 9,0 0,7 x 12,0 0,8 z 12,5 0,7
Sistema 2 (TO-días, TFS-días) Fallo TO TFS a 34 1,7 a 34 1,7 b 35 2 b 67 2,3 a 67 2 b 69 2,4 c 69 2 c 95 1,8 c 96 1,8 c 97 1,7 c 98 1,8
• TO = tiempos operativos hasta la falla • TFS = tempos fuera de servicio Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Datos para determinar frecuencias de tareas de reacondicionamiento / sustitución cíclica Resultados (días): • Sistema 1 (días):
• Sistema 2 (días):
Falla X TPO = 13,1 TPFS = 0,68 Falla Y TPO = 22,2 TPFS = 0,7 Falla Z TPO = 45,6 TPFS = 0,7
Falla A TPO = 79 TPFS = 1,8 Falla B TPO = 102 TPFS = 2,23 Falla C TPO = 152,2 TPFS = 1,82
“Posteriormente, en la sección relacionada con el Modelo NHPP(No Homogeneous Poisson Process) se describirá detalladamente el proceso de optimización de frecuencias de mantenimiento por tiempo” Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Tareas proactivas
Búsqueda de fallas
Técnicamente factible si disminuye el riesgo de falla múltiple y resulta práctico realizarla a la frecuencia deseada.
Frecuencia se establece según el nivel deseado de disponibilidad de la función y Confiabilidad del elemento.
Revisar una función oculta a intervalos regulares para ver si ha fallado. 68
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Intervalo de búsqueda de fallas ocultas n
•FFI: intervalo recomendado de búsqueda de fallas •Mgido: tiempo medio en el que es requerida la función de protección (cada cuanto tiempo el sistema de protección es exigido por fallas) •Mtor: tiempo medio entre fallas del dispositivo de protección (tiempo en el que el sistema de protección no ha actuado cuando se prueba) •Mfm: tiempo medio entre fallas esperadas del evento múltiple (que falle el sistema a proteger y que no funcione la protección) n = número de dispositivos de protección Moubray, J. “Reliability Centered Maintenance RCM II”; Publisher Butterworth - Heinemann, Second Edition, USA, 1999 69 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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EJERCICIO: - Definir el Intervalo de búsqueda de fallas ocultas (FFI) para la válvula de alivio PRV 1256-S:
Datos: •Mgido: tiempo medio en el que es requerida la función de protección: 6 meses •Mtor: tiempo medio entre fallas del dispositivo de protección: 36 meses •Mfm: tiempo medio entre fallas esperadas del evento múltiple: 360 meses •n = número de dispositivos de protección: 1 •Estimar el FFI: Ejercicio de fallas ocultas, utilizar hoja en excel incluida en CD
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Tareas reactivas
Rediseño
Si no se encuentra una tarea de búsqueda de fallas o mantenimiento preventivo que reduzca:
Los riesgos de falla múltiple.
Los niveles de riesgo alto: ambiental y/o impacto en la seguridad.
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Tareas reactivas
Ningún mantenimiento preventivo (esperar la falla).
Sólo si el mantenimiento preventivo es más costoso que las consecuencias operacionales y/o el coste de reparar la falla.
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Flujograma de decisión
¿Es evidente a los operarios? S
¿Afecta la seguridad ó el medio ambiente?
N
¿Tareas a Condición? S
N
¿Reacondicionamiento cíclico? S
N
¿Sustitución cíclica? S
N
¿Tareas de búsqueda de fallas?
N
N
S
¿Tareas a Condición? S
N
¿Reacondicionamiento cíclico? S
N
¿Sustitución cíclica? S
N
¿Combinación de tareas? S
¿El rediseño puede ser obligatorio?
¿Afecta las operaciones?
¿Tareas a Condición? S
N
¿Reacondicionamiento cíclico? S
N
¿Sustitución cíclica? S
N
¿Tareas a Condición? S
N
¿Reacondicionamiento cíclico? S
N
¿Sustitución cíclica? S
N
No realizar mantenimiento programado
No realizar mantenimiento programado
¿El rediseño debe justficarse?
¿El rediseño debe justficarse?
N
El rediseño es obligatorio
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S
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FRECUENCIA DE FALLOS
CURVA DE LA BAÑERA
ZONA DE DESGASTE
Curva de vida del activo
TIEMPO
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Ejemplo de acciones de mantenimiento #
Modo de fallo
Efecto de Fallo
Actividad de mantenimiento utilizando el árbol lógico de decisión del MCF
1B1 Daños en las válvulas de gas Evidente/No evidente: Si Mantenimiento combustible de los cilindros de Descripción del evento:Se observa en la sala de control la por condición fuerza(asiento,válvulas). alarma por alta temperatura en los C/F.Se eleva la temperatura en C/F, se dañan las bujías, se avisa al operador de campo y se regula o disminuye la entrada de gas combustible al cilindro,si continua aumentando la temperatura se deberá parar la máquina inmediatamente. Actividades de mantenimiento: sacar las bujías revisar y reemplazar, sacar la válvula de gas combustible y reemplazarla(válvulas,asiento,resortes etc) Personal: Tiempo de ejecución: 3 horas, dos mecánicos por maquina, el compresor debe estar fuera de servicio
1B23 Fallo en rodamientos de tensores Evidente/No evidente: si Preventivo de la cadena del motor Descripción del evento: Se incrementa la temperatura de agua de la camisa y la temperatura de aceite del motor y se produce el paro por alta temperatura de agua o aceite Actividades de mantenimiento: Se procede al paro de la máquina se retiran las tapas de inspección de las cadenas y se verifica su condición . se chequean los rodamientos del tensor y cambiar los rodamientos Personal: 3 mecánicos, 1 instrumentista Tiempo de ejecución: 10 horas
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Acción de mantenimiento a ejecutar
Frecuencia de aplicación
1)Seguimiento del 1 y 2)Diario incremento de temp. En los cilindros de fuerza (valor normal 700800-°F / valor de temperatura que indica problemas potenciales a partir 950-1000°F / 2)Chequeo del nivel de aceite de lubricación
Mant. Mayor / 3-4 años** Revisión y reemplazo según condición /para evitar fallas durante operación se debe garantizar el buen funcionamiento del sistema de lubricación
75
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Ejemplo parcial de selección de tareas y revisión de la programación del mantenimiento Modo de falla
Actividad de mantenimiento utilizando el árbol lógico de decisión del MCC
Acción de mantenimiento a ejecutar
Frecuencia de C Revisión de aplicación o actividades de smantto. con las t del Job-plan o s dIncluida. Mensual
Falla de motor MC eléctrico de bomba (prelubricadora)
Verificación de aislamiento, analisis de vibración, temperatura de rodamientos y ruido
Falla de la bomba de bacKup
Falla oculta
Prueba de verificación operación normal de la bomba
4000 horas (6 No esta meses, fórmula Incluida RCM Norma SAE JAE 1210)
Falla en las lineas y accesorios de aceite
MC
Inspección visual de condición de lineas y equipos del circuito de lubricación (autónomo)
Diaria
(desarrollar tendencias)
Modificar frecuencia actual de 3 meses a 1 mes
No esta Incluida
Caso PDV-PETRO Ver archivo completo en CD de apoyo Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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•Parte 3:
Optimización de estrategias de mantenimiento de los modos de fallas obtenidos del RCM, utilizando el modelo estadístico de estimación de tasa da fallos NHPP (No Homogeneous Poisson
Process)/ sistemas reparables
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ASPECTOS TEÓRICOS / MODELOS DE EQUIPOS REPARABLES
EQUIPOS NO REPARABLES:
• DESECHADOS O REEMPLAZADOS LUEGO DE FALLA • SE USAN MODELOS CLÁSICOS DE CONFIABILIDAD. • CONFIABILIDAD EXPRESADA EN TÉRMINOS DE LA PROBABILIDAD DE SOBREVIVENCIA
EQUIPOS REPARABLES:
• PUEDEN SER REPARADOS LUEGO DE UNA FALLA • LA CONFIABILIDAD SE EXPRESA EN TÉRMINOS
DE LA TASA DE OCURRENCIA DE FALLAS (ROCOF) • LA OCURRENCIA DE FALLAS DEBE REPRESENTARSE MEDIANTE PROCESOS ESTOCÁSTICOS
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(HPP , NHPP, GRP)
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MODELOS ESTOCÁSTICOS PARA SISTEMAS REPARABLES
Los modelos citados, tienen una limitación principal, consideran que los fallos encontrados, una vez que son reparados, su condición es restaurada a su estado original, es decir, el sistema queda en la condición de como cuando era nuevo y la tasa de fallos no se ve afectada por el proceso de restauración, lo cual, dentro de un contexto de operaciones y producción, no pareciese ser el escenario que más se ajuste a la realidad. Yañez et al. (2002), propone tres posibles escenarios después de un evento de fallo (proceso de reparación), estos escenarios son: - Tan bueno como nuevo (ideal, métodos tradicionales) - Tan malo como antes de reparar - Mejor que antes de reparar pero peor que cuando estaba nuevo
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EQUIPOS REPARABLES - CONFIABILIDAD BASADA EN LA HISTORIA
ANALISIS DE CONFIABILIDAD PARA EQUIPOS REPARABLES
RESTAURAR A LA CONDICION ORIGINAL
REPARACION MINIMA
RESTAURAR PARCIALMENTE
POSIBLE
PROCESO
PROCESO NO
ORDINARIO DE
PROCESO
HOMOGENEO
RESTAURACION
GENERALIZADO
DE POISSON
DE
(MÉTODOS
(NHPP)
ESTADÍSTICOS
RESTAURACION (GRP)
TRADICIONALES)
“MEJOR QUE COMO
“TAN BUENO COMO NUEVO”
80
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“TAN MALO COMO VIEJO”
ESTABA PERO PEOR QUE
CUANDO NUEVO”
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MODELO ESTOCÁSTICO: PROCESO NO HOMOGÉNEO DE POISSON (NHPP)
El modelo NHPP considera que la tasa de fallos varia a medida
que el sistema envejece, específicamente este modelo considera que al ocurrir el fallo, el sistema es sometido a una reparación
básica; y que por lo tanto el mismo queda “tan malo como estaba”, justo antes del evento de fallo. Este modelo es válido
para equipos complejos, con múltiples componentes, en los cuales, la política de restauración (mantenimiento), consiste en sólo hacer reparaciones básicas (propuestas originalmente por el fabricante) que permitan poner al equipo a operar nuevamente, ver detalles de este método en (Parra and Crespo, 2008, Meeker and Escobar, 1998; y Modarres, et al., 1999)
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MODELO PROCESO NO HOMOGENEO DE POISSON (NHPP-WEIBULL)
EQUIPOS REPARABLES - CONFIABILIDAD BASADA EN LA HISTORIA DE FALLA MINIMA REPARACION POSIBLE – “TAN MALO COMO ESTABA”
f(t)
P T t 2 / T t 1
t1
P T t 2 P T t 1 P T t 2 P T t 1 P T t 1 P T t 1
t t2
P T t 2 / T t 1
F t 2 F t 1 1 R t 2 1 R t 1 R t 2 R t [ i ] [i] [ i 1 ] 1 P T t / T t 1 R t 1 R t 1 R t 1 R t [ i 1 ]
SI SE ASUME QUE f(t) ES UNA DISTRIBUCION WEIBULL = Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com 82
t [ i 1 ]
F t [ i ] 1 e
t[ i ]
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MODELO PROCESO NO HOMOGENEO DE POISSON (NHPP-WEIBULL)
EQUIPOS REPARABLES - CONFIABILIDAD BASADA EN LA HISTORIA DE FALLA
MINIMA REPARACION POSIBLE – “TAN MALO COMO ESTABA” VARIABLES PROBABILISTICAS DE INTERES
t t i 1 F (t i ) 1 exp i
(t n , t n s ) TNF (
1
1
t
t s t n
n
ESTIMACION DE PARAMETROS
n = NUMERO DE FALLAS
tn ˆ n
1
tn ) tn
tiempo [ts] TNF: tiempo esperado en que ocurrirá la próxima falla (valor de referencia para diseñar el momento de ejecutar el mantenimiento)
ts: es el tiempo en el que se quiere conocer el número de fallas tn: tiempos totales de fallas (Modarres et al., 1999)
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1
n ˆ n tn ln ti i 1
Λ: número total de fallas esperadas en el intervalo de
esperadas después del último evento
Factores α y β obtenidos a partir del método de Máxima
Verosimilitud
(Ascher
and
Feinfold,
1984 and Crow, 1974) www.enginzone.org
ANÁLISIS DE TENDENCIA DE FALLOS DEL MODELO NHPP
(MODELO DE LAPLACE)
MÉTODO GRÁFICO
MÉTODO ANALÍTICO
• SE GRAFICAN LOS TIEMPOS ACUMULADOS
•BASADA EN EL MODELO DE LAPLACE O DEL
DE FALLAS VS NÚMERO DE FALLA EN ESCALA
CENTROIDE
LINEAL
• TOMA EN CUENTA EL VALOR DE LA
CUMULATIVE No.OF FAILURES
VARIABLE ESTADÍSTICA “U” • LOS16TIEMPOS DE FALLAS DEBEN ESTAR 14
ORDENADOS CRONOLÓGICAMENTE
n
ti
12 10
t o 2 U n 1 to 12n i 1
8 6 4 2 0
0
5000
to=Tiempo de observacion de las fallas n= número de fallas observadas ti=tiempo entre fallas
sucesivas.
10000
CUMULATIVE OPERATING TIME (DAYS) • VALIDO PARA n > 3 •SI U = 0, NO HAY EVIDENCIA DE TENDENCIA
TASA DE FALLA DECRECIENTE TASA DE FALLA CONSTANTE TASA DE FALLA CRECIENTE
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• SI U > 0 => LA TENDENCIA ES EVIDENTE Y CRECIENTE • SI U < 0 => LA TENDENCIA ES EVIDENTE Y
DECRECIENTE
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EXCEL PARA ESTIMAR PARÁMETROS DEL MODELO NHPP
Evento Instalacion 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tiempos 0 109 149 1820 67 5 573 178 7 136 196 131 71 114 247 119 161 1 116 4 448 111 263 102 68 43 334 8 187 100 114
T.Acumulado 0 109 258 2078 2145 2150 2723 2901 2908 3044 3240 3371 3442 3556 3803 3922 4083 4084 4200 4204 4652 4763 5026 5128 5196 5239 5573 5581 5768 5868 5982
(T/Ti)
Ln(T/Ti) 35
54,88073394 23,18604651 2,878729548 2,788811189 2,782325581 2,196841719 2,06204757 2,057083906 1,965177398 1,846296296 1,774547612 1,737943056 1,682227222 1,572968709 1,525242223 1,465099192 1,464740451 1,424285714 1,422930542 1,285898538 1,255931136 1,190210903 1,166536661 1,151270208 1,141820958 1,073389557 1,071850923 1,037101248 1,019427403 1
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4,005162357 3,143550654 1,057349068 1,025615408 1,023287118 0,787020747 0,723699455 0,721289401 0,67558252 0,61318163 0,573545524 0,552702262 0,520118643 0,452964731 0,422153232 0,381922948 0,38167806 0,353670435 0,352718507 0,251457726 0,227877238 0,174130521 0,154039241 0,140865861 0,13262432 0,070821452 0,069386988 0,03642956 0,0192411 0
# fallas
30 25 20 falla
15 10 5 0
0
2000
4000
6000
Tiempo total (tn): Sumatoria Acum= n= A= B= Laplace Test U=
8000
5982 114997 30 3833,2 2991 2,6714
Parameter Estimation: Sum= 19,04408671 1,575292135 3,36887E-05
Expected Number of failures @ ts is: ts: 125 : 0,993438361
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Ejercicio propuesto Tiempos
de falla (días)
65 45 55 67 134 123 178 7 136 196 131 71 114 124 119 161 123 116 112 189 176 154 178 169 188 176 8 187 187 186
Datos de costos del modo de falla Z: - Escenario de mantenimiento programado: Costos por mantenimiento preventivo: 5000 dólares
TPPR (programado): 8 horas Impacto en producción por hora (programado): 0 dólares - Escenario de mantenimiento no programado: Costos por corregir el modo de falla: 7500 dólares Impacto producción por hora (no programado): 5000 $/hora TPPR (correctivo): 12 horas Utilice el modelo NHPP para estimar la frecuencia de fallas (Λ) y el tiempo esperado entre fallas (TNF). Luego, recomiende una estrategia y una frecuencia de mantenimiento para el modo de falla Z (argumente su respuesta)** **Ver en CD, hoja en excel con el modelo NHPP
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Resultados del ejercicio propuesto
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Parte 3: Técnicas de análisis de repuestos: - Modelo cualitativo de Repuestos Centrados en Confiabilidad (RCC/RCS) - Modelo de optimización de repuestos basado en Análisis Costo Riesgo Beneficio
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Modo de falla (ítem mantenible) Se define el modo de falla como la causa física que provoca la indisponibilidad del proceso. En otras palabras el modo de falla
es el que provoca la pérdida de función total o parcial de un activo en su contexto operacional (cada modo de falla tiene
asociado al menos uno ó más repuestos).
Clave • El mantenimiento está orientado a cada modo de falla
• Enfocar la optimización de inventarios al diagnóstico de los modos de fallas
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Ejemplo de modos de fallos - Modos de falla / Repuestos asociados: 1. Falla en sistema de válvulas de sistema de gas Repuesto asociado: Válvulas de gas combustible 2. Falla en válvulas de cilindros de compresión Repuesto asociado; Válvulas de compresión 3. Falla del sistema de ignición Repuesto asociado: Bujías 4. Falla del conjunto de biela del cilindro de compresión Repuesto asociado: Biela de cilindro compresor 5. Falla del sistema de concha de zapata Repuestos asociado: Concha de zapata 6. Falla en anillos de pistón Repuesto asociado: Anillos de pistón cilindro fuerza 7. Falla en biela de cilindro fuerza Repuesto asociado: biela de cilindro de fuerza
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Análisis de criticidad cualitativo de repuestos (Modelo RCC) • Evaluación cualitativa del riesgo (Frecuencia de fallas x Consecuencias): •Factor de frecuencia de fallas/Escala 1-5
•1: Excelente: menos de 1 evento al año •2: Bueno: entre 1 y 2 eventos al años •3: Promedio: entre 2 y 4 eventos al año •4: Pobre: entre 4 y 6 eventos al año •5: Muy pobre: más de 6 eventos al año •Factor de Consecuencias - Tiempo de logística •5. Mayor de 20 días •4. Entre 10 – 20 días •3. Entre 5 – 10 días •2. Entre 1 – 5 días •1. Menos de un día - Impacto en el negocio (costos por: producción, indisponibilidad, repuesto (unitario), almacenamiento) •5. Costos superiores a 1.000.000 dólares •4. Costos entre 100.000 y 1.000.000 dólares
•3. Costos entre 10.000 y 100.000 dólares •2. Costos entre 1.000 y 10.000 dólares •1. Costos inferiores a 1.000 dólares
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Matriz de jerarquización RCC
F
5
M A
A
MA
MA
MA
4
M
M
A
A MA
MA
3
B M
M
M
A
MA
B
B
B M
M A
MA
B
B
M
B A
M A
R E E C U
E N C
2
1
1
2
I
B = Baja Criticidad
A
M = Media Criticidad
3
4
5
CONSECUENCIAS
A = Alta Criticidad 92
MA = Muy alta Criticidad
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Ejemplo de Evaluación de Repuestos Críticos Método RCC HOJA DE
PLANTA: Hidrógeno HD1 Sistema: Compresión de Hidrógeno
INFORMACION EQUIPO
1
Compresor
Criticidad de repuestos método RCC MODO DE FALLA 1a1
C-101A
Válvulas gas
FRECUENCIA
IMPACTO EN
DE FALLAS
LOGÍSTICA
3
3
IMPACTO EN
POSICIÓN
NEGOCIO
MATRIZ
3
(3-3)
combustible 1a2
Válvulas cilindros
Bujías Biela cilindro de
1a4
3
3
4
(3-4)
1a5
Alta
Criticidad
5
2
3
(5-3)
Muy Alta Criticidad
2
2
4
(2-4)
compresión Concha zapata
Media Criticidad
compresores 1a3
NIVEL DE CRITICIDAD
Alta Criticidad
1
2
4
(1-4)
Alta
Criticidad Anillos pistón
1a6
cilindro fuerza
1a7
Biela cilindro de
fuerza
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2
2
4
(2-4)
Alta
Criticidad 1
2
4
(1-3)
Media Criticidad www.enginzone.org
Ejercicio propuesto Desarrollar un Análisis de criticidad de repuestos basado en el Modelo de Repuestos Centrados en Confiabilidad (RCS)
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Ejercicio propuesto
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Optimización de inventarios a partir de técnicas de Análisis Costo Riesgo Beneficio
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ANÁLISIS DEL RIESGO EN EL ÁREA DE REPUESTOS
Consecuencias de no tener el repuesto (Bs, $)
Frecuencia de Falla (Demanda del repuesto) / repuestos de baja rotación
Impacto total de la gestión de inventario: Costos penalización + Costos mant., almac. y compra + Costo del dinero en el tiempo
Costos de almacenamiento y compra
Logística del suplidor
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DATOS A RECOPILAR
Unidades requeridas Política actual repuestos Datos relacionados con la instalación
(número actual) Demanda actual
Impacto de la indisponibilidad
Consecuencias por no
del repuesto / Tiempo de entrega
contar con el repuesto
Tiempo normal de entrega
Costos del repuesto / Valor del dinero
Costo de adquisición del repuesto
en el tiempo
% Valor dinero en el tiempo % Costo de almacenamiento-mant.
Impacto económico de no tener el repuesto Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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MODELO EVALUACIÓN DEL RIESGO - REPUESTOS RT(n) = Rtr(n) + Rnr(n) = unidad monetaria/tiempo = ($/año) Dónde: RT(n) = Riesgo total de tener (n) repuestos Rtr(n) = Riesgo de tener (n) repuestos Rnr(n) = Riesgo de no tener (n) repuestos
Riesgo total $/año
415039.64
909.0019 776.46363 639.2336 492.6204 334.2781
142611,3768
175.935868
0
1
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2
3
4
5
6
7
# repuestos www.enginzone.org
RIESGO DE TENER (n) REPUESTOS Rtr(n)
Rtr(n) = (n) x (CCI(n) + CAM(n)) = $/año Dónde: n = cantidad de repuestos a almacenar por año CCI(n) = Costo del capital inmovilizado (% del costo unitario del repuesto), expresado en $ CCI(n) = n x CUR x VDT CUR = costo unitario del repuesto ($) VDT = valor del dinero (tasa del mercado) (%) CAM(n) = Costo de almacenamiento por repuestos (% del costo unitario del repuesto), expresado en $ CAM(n) = CUR x CA CA = costo de almacenamiento (valor % estimado por la organización)
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EJEMPLO DE CÁLCULO DE Rtr(n) Datos: CUR = costo unitario del repuesto ($) = 1300 $/repuesto
VDT = valor del dinero (tasa del mercado) (%) = 5% CA = costo de almacenamiento (valor % estimado por la organización) = 5% •Opción de tener 0 repuesto: Rtr(n) = (n) x (CCI(n) + CAM(n)) Rtr(0) = 0 x ((1300 x 0,05) + (1300 x 0,05)) = 0 $/año •Opción de tener 1 repuesto:
Rtr(n) = (n) x (CCI(n) + CAM(n)) Rtr(1) = 1 x ((1300 x 0,05) + (1300 x 0,05)) = 130 $/año •Opción tener 2 repuestos: Rtr(n) = (n) x (CCI(n) + CAM(n)) Rtr(2) = 2 x ((1300 x 0,05) + (1300 x 0,05)) = 260 $/año
•Opción tener 3 repuestos: Rtr(n) = (n) x (CCI(n) + CAM(n)) Rtr(3) = 3 x ((1300 x 0,05) + (1300 x 0,05)) = 390 $/año •Opción tener 4 repuestos: Rtr(n) = (n) x (CCI(n) + CAM(n))
Rtr(4) = 4 x ((1300 x 0,05) + (1300 x 0,05)) = 520 $/año Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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EJEMPLO DE CÁLCULO DE Rtr(n) Datos: tf = tasa de fallos (demanda del repuesto, repuestos/año) = 2 repuestos/año CUR = costo unitario del repuesto ($) = 1300 $/repuesto
VDT = valor del dinero (tasa del mercado) (%) = 5% CA = costo de almacenamiento (valor % estimado por la organización) = 5%
# repuestos (n)
Riesgo por tener (n)repuesto/año Rtr(n), ($/año)
0
0
1
130
2
260
3
390
4
520
5
650
6
780
7
910
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RIESGO DE NO TENER (n) REPUESTOS Rnr(n) Rnr(n) = CI(n) = $/año Dónde: CI(n) = Costo por indisponibilidad del repuesto por año (impacto en el proceso por no tener el repuesto en almacén, depende del tiempo de procura y logística), expresado en $ CI(n) = (tf – n) x TPL x PIR n = cantidad de repuestos a almacenar por año tf = tasa de fallos (repuestos/año) TPL = tiempo de logística y procura del repuesto, (horas/repuesto) PIR = penalización por indisponibilidad del repuesto en almacén ($/hora) **Cuando la cantidad de repuestos (n) a mantener en stock es mayor que la demanda (tf), el Costo por indisponibilidad CI(n) se hace 0, para cada n evaluado.
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EJEMPLO DE CÁLCULO DE Rnr(n) Datos: tf = tasa de fallos (demanda del repuesto, repuestos/año) = 2 repuestos/año TPL = tiempo de logística y procura del repuesto, (horas/repuesto) = 48 horas/repuesto
PIR = penalización por indisponibilidad del repuesto en almacén ($/hora) = 5000 $/hora • Opción de no tener ningún repuesto almacenado Rnr(n) = (tf – n) x TPL x PIR Rnr(0) = ((2 – 0) x TPL x PIR ) = $/año
Rnr(0) = (2 x 48 x 5000) = 480000 $/año •Opción de no tener al menos 1 repuesto en stock: Rnr(n) = (tf – n) x TPL x PIR Rnr(1) = ((2 – 1) x TPL x PIR ) = $/año Rnr(1) = (1 x 48 x 5000) = 240000 $/año
•Opción de tener 2 repuestos en stock: Rnr(n) = (tf – n) x TPL x PIR Rnr(2) = ((2 – 2) x TPL x PIR ) = $/año Rnr(2) = (0 x 48 x 5000) = 0 $/año
Para n mayores a 2 Rnr(n) = 0 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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EJEMPLO DE CÁLCULO DE Rnr(n) tf = tasa de fallos (demanda del repuesto, repuestos/año) = 2 repuestos/año
TPL = tiempo de logística y procura del repuesto, (horas/repuesto) = 48 horas/repuesto PIR = penalización por indisponibilidad del repuesto en almacén ($/hora) = 5000 $/hora
# repuestos (n)
Riesgo por no tener (n)repuesto/año Rnr(n), ($/año)
0
480000
1
240000
2
0
3
0
4
0
5
0
6
0
7
0
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RT(n) = Riesgo total de tener (n) repuestos Datos:
tf = tasa de fallos (demanda del repuesto, repuestos/año) = 2 repuestos/año CUR = costo unitario del repuesto ($) = 1300 $/repuesto VDT = valor del dinero (tasa del mercado) (%) = 5%
CA = costo de almacenamiento (valor % estimado por la organización) = 5% TPL = tiempo de logística y procura del repuesto, (horas/repuesto) = 48 horas/repuesto PIR = penalización por indisponibilidad del repuesto en almacén ($/hora) = 5000 $/hora
# repuestos (n)
Riesgo por tener
Riesgo por no tener
Riesgo total de
(n)repuesto/año
(n)repuesto/año
tener
Rtr(n), ($/año)
Rnr(n), ($/año)
(n)repuesto/año
RT(n), ($/año) 0
0
480000
480000
1
130
240000
240130
2
260
0
260
3
390
0
390
4
520
0
520
5
650
0
650
6
780
0
780
7
910
0
910
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Cálculo del RT(n) = Riesgo total de tener (n) repuestos
Riesgo total $/año
480000
910 780
241130 520
650
390
260 0
1
2
3
4
5
6
7
n repuestos
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Parte Final del taller de RCM………….
108 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Disusión sobre la Norma SAE-JA-1011/1012 Ver los archivos de la norma incluidos en el CD de soporte
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Discusión sobre los softwares más utilizados en procesos de implantación de RCM Ver los archivos incluidos en el CD, relacionados sobre el uso de softwares de soporte para la implantación del método RCM Archivos: Comparación softwares RCM 2009.pdf RCM Benchmarking Software.pdf
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¿Cómo medimos los resultados obtenidos por la implantación del RCM?
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ÍNDICES BÁSICOS DE MANTENIMIENTO ÍNDICES BÁSICOS DE MANTENIMIENTO
El objetivo fundamental del Mantenimiento consiste en maximizar la disponibilidad y el funcionamiento de los equipos que conforman un contexto operacional (planta), a los costos más bajos posibles. ¿ De qué forma se puede verificar si la gestión de mantenimiento esta cumpliendo con este objetivo ? Evaluando los resultados obtenidos de los tres indicadores básicos del mantenimiento:
Disponibilidad (A) Confiabilidad (TPO) Mantenibilidad (TPFS)
Beneficios/Rentabilidad (Dinero) Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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ÍNDICE DE BÁSICOS A CONTROLAR
TPO = Sum TO / # fallas,
(Confiabilidad)
TPFS = Sum TFS / # fallas,
(Mantenibilidad)
Disponibilidad (A): Representa el porcentaje del tiempo disponible (de uso) del activo en un periodo determinado.
A = (TPO / (TPO + TPFS)) x 100% Rentabilidad: •Comparar presupuesto de mantenimiento antes de la implantación del RCM con el presupuesto del plan de mantenimiento desarrollado a partir de RCM •Cuantificar el beneficio adicional que se espera obtener por el incremento del índice de Disponibilidad al implantar el método RCM 113 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Beneficios de la implantación del RCM
•
Distribuir de forma efectiva y racional los recursos económicos asignados al sector mantenimiento. • Aprovechar al máximo el recurso humano y tecnológico existente para la realización de actividades de mantenimiento.
•
Establecer los requerimientos reales de mantenimiento de los distintos activos en su contexto operacional, tomando en cuenta básicamente la importancia y criticidad de estos activos y el posible impacto que pueden provocar las fallas de los mismos : al ambiente, a la seguridad humana y a las operaciones.
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Caminos del proceso de optimización de la CO
Este proceso depende de la integración de una serie de técnicas de Confiabilidad, las cuales permitirán a la organización: identificar los eventos de fallas, simular el comportamiento histórico de fallas y cuantificar la Confiabilidad de los activos, para poder pronosticar la ocurrencia de las fallas y disminuir la incertidumbre en el proceso de toma de decisiones relacionadas con los aspectos que afectan la continuidad operacional de los activos.
Paradas de plantas
Análisis de Criticidad
RCM
Análisis Causa Raíz
IBR / Análisis Materiales
Detección de oportunidades
coste Riesgo Beneficio
Clase Mundial
Vision / Apoyo Gerencial
Cambio Cultural Inicio Manejo del dato
Comunicación / Aspectos Humanos
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Reflexiones finales Enmarcar la implantación del RCM, dentro del proceso de mejora de la Confiabilidad Operacional de toda la organización, y no como una iniciativa aislada del área de mantenimiento. Justificar la aplicación del RCM y posteriormente identificar las áreas con oportunidades reales de mejora / no aplicar el RCM sólo porque sea una moda. No aislarse, ni pretender resolver todos los problemas de mantenimiento con el RCM, recordar que existen otras herramientas que pueden complementar los resultados del RCM y ayudar a optimizar la Confiabilidad operacional de forma integral. Gracias por atención…….. Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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Bibliografía 1. Jones, R.B. “ Risk-Based Management ”, Gulf Publishing Company, Houston, 1999.
2. Moubray, Jhon. “ Reliability Centred Maintenance II ”, Industrial Press Inc. New York, 1997. 3. Parra, Carlos. “Mantenimiento Centrado en Confiabilidad”, Universidad de Sevilla, Informe técnico, Doctorado en Ingeniería de Organización, Sevilla, 2003. 4. Smith, Anthony. “ Reliability Centred Maintenance ”, McGraw Hill Inc., New York, 1996. Instructor: Carlos Parra,
[email protected] www.confiabilidadoperacional.com Mantenimiento Centrado en Confiabilidad www.confiabilidadoperacional.com
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