20131DGA060F3_Apuntes_Curso

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  • Diploma en Gestin de Activos y Mantenimiento

    Estrategias de MantenimientoEstrategias de Mantenimiento

    Prof. Fredy Kristjanpoller R.

    [email protected]

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Contenidos

    Introduccin1

    Tipos de Mantenimiento2

    2

    Modelos Mantenimiento Preventivo Edad Constante3

    Modelos Inspecciones4

    Mantenimiento Basado en Condicin5

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Evaluacin

    Trabajo Grupal. 4 casos + final

    Fecha de Entrega: 26 de marzo de 2014.

    Cada da de atraso, implica descuento de 5 puntos.

    Copia de trabajos, se penalizar con la reprobacin

    del mdulo

    3

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Polticas de Mantenimiento

    Una de las aplicaciones interesantes de la teora

    de confiabilidad en el mbito de la gestin

    tiene relacin con la definicin de polticas de

    mantenimiento.

    4

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Identificacin Planificacin Programacin

    Anlisis Ejecucin Asignacin

    Proceso habitualde MantenimientoMejoramientoContinuo

    Dnde estn las oportunidades de negocio?

    El Proceso del Mantenimiento

    5

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Evolucin del Mantenimiento Industrial

    AOS 1955 1965 1975 1985

    MANTENCION MANTENCION MANTENCION MANTENCIONCORRECTIVA BASADA EN EL SEGUN PREVENTIVA

    TIEMPO CONDICION +MEJORA

    CONTINUA

    MANTENCIONDEBIDO

    A ROTURAMANTENCION PREVENTIVA

    MANTENCIONPRODUCTIVA

    P

    O

    L

    I

    T

    I

    C

    A

    S

    D

    E

    M

    A

    N

    T

    E

    N

    C

    I

    O

    N

    C

    O

    N

    C

    E

    P

    T

    O

    S

    D

    E

    M

    A

    N

    T

    E

    N

    C

    I

    O

    N

    6

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    -A la falla : (OTF)correctivaaccidental

    -Preventiva: Edad constante (FTM)Segn Condicin (CBM)Predictiva

    -Mejorativa (DOM)-Productiva: Preventiva + Mejorativa

    Estrategias de MantenimientoClasificacin

    7

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Intervencin de reparaciones despus

    de falla.

    Llevar la mquina o componente a condiciones de funcionamiento

    aceptables.

    Mantenimiento a la FallaCorrectivo

    Es la forma ms bsica y antigua de mantener.

    La accin est definida exclusivamente al evento de la falla.

    Prevalecen las capacidades tcnicas individuales.

    Escaso control de costos, nivel del servicio y capacidad organizacional.

    8

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Mantenimiento Preventivo Cclica Edad Constante

    K K K

    Sustituciones

    por falla

    Sustituciones

    PreventivasK = constante

    9

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    -Requiere conocimiento estadstico del fenmeno de la falla.

    -El momento de intervencin est definido por la vida esperada.

    -Forma de Mantenimiento de los aos 70.

    -Implica un crecimiento cultural y organizacional.

    -Tiene sentido su aplicacin-Segn comportamiento de la tasa de falla.-Cuando el costo preventivo es menor al correctivo.

    Mantenimiento CclicoCaractersticas

    10

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Mantenimiento Preventivo Bajo condicin

    Sustituciones

    por falla

    Sustituciones

    PreventivasK = variable

    Pronstico de Falla

    11

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    oEs un tipo de Mantenimiento preventivo que planea las intervenciones basndose, a travs deinspecciones o monitoreo, de las reales condiciones de funcionamiento.

    oElla permite as intervenciones ms dirigidas y oportunas, con la ventaja de aumentar la disponibilidaddel sistema.

    oSe basa en la medida de seales dbiles emitidas y en la consiguiente interpretacin del estado deldeterioro.

    oSe asume como discriminante para decidir la intervencin, la que ocurre por la superacin del umbralde la variable controlada.

    -Tiene sentido aplicarla cuando:El costo preventivo es menor que el correctivo.El costo de la inspeccin es menor del costo preventivo.El costo de la inspeccin es menor de la diferencia entre el correctivo y el preventivo.

    Mantenimiento Segn CondicinCaractersticas

    12

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Mantenimiento Segn Condicin

    Falla funcional

    Valor lmite tolerable

    Falla potencial

    rea de monitoreo

    Tiemporesiduallmite

    Tiempo

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  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Mantenimiento PreventivoPredictivo

    Sustituciones

    por falla

    Sustituciones

    PreventivasK = variable

    Pronstico de Falla

    Estadstico

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  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    .

    Es anloga al Mantenimiento segn condicin.

    Se basa en la medida instrumental de las seales dbiles y su modelacin.

    Presupone la existencia de una relacin pseudo-determinstico entre el valor de la sealemitida y la vida residual del componente.

    En condiciones de funcionamiento no correcto, las mquinas emiten seales("emisiones), clasificables en cuatro categoras:

    emisiones acsticas y vibratorias. emisiones trmicas. emisiones relativas a los fluidos (Lubricacin y Refrigeracin). emisiones relativas al producto.

    Mantenimiento PredictivoCaractersticas

    15

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Mantenimiento Predictivo

    Trend de largo plazo previsin de largo plazo

    previsin de corto plazo

    aceleracin del deterioro

    trend decorto plazo

    previsin de largocorrecta con aquelladi corto

    Tiempo

    16

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Intervenir el equipo e instalaciones para

    mejorar la seguridad de funcionamiento

    Modificar las Condiciones genticas de los

    equipos e instalaciones

    Mantenimiento Mejorativo

    -Es el conjunto de las acciones de mejoras o pequeas modificaciones que noincrementan necesariamente el valor patrimonial.

    -Superacin de la concepcin de la Mantenimiento entendida slo como reparacin y/oprevencin de la falla.

    - Incremento del productividad y orientacin hacia el mejoramiento continuo.- Desarrollo y fortalecimiento de la funcin de Ingeniera de Mantenimiento.

    17

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Es el conjunto de acciones orientadas a la prevencin, al mejoramiento continuo y a latransferencia de funciones elementales y rutinarias de Mantenimiento al operador de lamquina, basndose en la captura sistemtica de datos y del diagnstico precoz.

    -Representa el punto ms avanzado del desarrollo de Mantenimiento.-Requiere soluciones organizacionales innovadoras, en trminos de:

    -prevencin a travs del monitoreo de seales dbiles.-mejoramiento continuo.-Mantenimiento autnomo.-grupos interfuncionales de mejoramiento.-responsabilidad global.-gestin participativa.

    Mantenimiento Productivo

    18

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    .

    La eleccin de la estrategia de mantenimiento queda determinada por tres criterios bsicos:

    - La factibilidad tcnica de la inspeccin.- La criticidad de la falla (relacin entre frecuencia e impacto).- La relacin entre tasa de falla y los costos:

    Costo global de la intervencin a la falla. Costo global de la intervencin preventiva. Costo de la particular inspeccin.

    Eleccin de la Estrategia de Mantenimiento

    19

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Eleccin de la Poltica de MantenimientoSegn la criticidad de la falla

    PreventivaCclica

    Impacto

    de la

    Falla

    Frecuencia de la Falla

    A la Falla

    Preventiva On Condition

    Mejorativa

    20

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento 21

    Eleccin de Polticas de MantenimientoSegn estado del ciclo de vida

    GPGC CC

    GPGC CC >

    )( GPGCI CCC

    Tiempo

    Tasade

    Falla

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Casos en que existe un aumento real enla tasa de falla despus de unadeterminada edad.

    En este caso, tpico de motores a turbina, noexiste una edad en la cual la tasa de fallacomience a crecer rpidamente. Es comn queexista un lmite de edad para la cual sea posibleimplementar Mantenimiento preventiva.

    En estos casos no es aplicable ningn tipode intervencin de Mantenimiento

    preventivo.

    4%

    2%

    5%

    7%

    14%

    68%

    89%

    4%

    2%

    5%

    7%

    14%

    68%

    89%

    Comportamiento de la tasa de fallaComponentes de United Airlines

    11% estos componentespueden tener beneficios al serintervenidos de formapreventiva o a edad fija.

    89% para estoscomponentes, laMantenimiento preventivano agrega valor.

    22

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Lgica para definicin de poltica de mantenimiento

    23

  • Diploma en Gestin de Activos y Mantenimiento

    Estrategias de MantenimientoEstrategias de Mantenimiento

    Prof. Fredy Kristjanpoller R.

    [email protected]

    24

    Modelos para Mantenimiento Preventivo

    a Edad Constante

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Polticas de mantenimiento

    25

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Costos y Polticas de Mantenimiento

    26

    MP

    Cc

    Costo Total

    Cp

    tiempo

    Costos

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Tiempo

    Ec

    tp

    Modelos 1 Reemplazo a Edad Constante

    EC = [Costos de Mantenimiento)] / [tiempo]

    27

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Para que las actividades planificadas de Mantenimiento preventiva sean

    econmicamente convenientes se deben satisfacer dos condiciones:

    La tasa de fallas debe ser creciente.

    Los costos de la intervencin de emergencia deben ser mayores que

    la intervencin preventiva.

    Modelos 1 Reemplazo a Edad Constante Restricciones

    28

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Con este tipo de Mantenimiento se dispone que el componente se sustituya cuando falla o cuando alcanza cierta edad T

    CE : Costo total de cada intervencin en emergencia

    CP : Costo total de cada intervencin preventiva

    R(T): Confiabilidad al tiempo TF(T): Probabilidad de falla al tiempo T

    EC = [CE F(T) + CP R(T)] / [T]

    Modelo 1a Reemplazo a Edad ConstanteModelo simplificado

    29

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Con este tipo de Mantenimiento se dispone que el componente se sustituya cuando falla o cuando alcanza cierta edad T

    CE : Costo total de cada intervencin en emergencia

    CP : Costo total de cada intervencin preventiva

    R(T): Confiabilidad al tiempo TF(T): Probabilidad de falla al tiempo T

    EC = [CE F(T) + CP R(T)] / [MTBMT]

    MTBMT=R(T) T+F(T) MTBFT

    Modelo 1b Reemplazo a Edad ConstanteModelo de Optimizacin por horas de operacin

    30

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Con este tipo de Mantenimiento se dispone que el componente se sustituya cuando falla o cuando alcanza cierta edad T

    CE : Costo total de cada intervencin en emergencia

    CP : Costo total de cada intervencin preventiva

    R(T): Confiabilidad al tiempo TF(T): Probabilidad de falla al tiempo T

    EC = [CE F(T) + CP R(T)] / [MTBMT + MTTRT]

    MTBMT=R(T) T+F(T) MTBFTMTTRT=R(T) MTTRP+F(T) MTTRE

    Modelo 1c Reemplazo a Edad ConstanteModelo de Optimizacin por horas totales

    31

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Un equipo en etapa de desgaste tiene una curva de confiabilidad determinada

    por una distribucin Weibull con parmetros alfa = 100 y beta = 2. El costo de

    Mantenimiento preventiva del equipo es de $10,000 mientras que el costo de

    Mantenimiento de emergencia es de $100,000. Evale, desde el punto de vista

    de los costos, la programacin ptima de Mantenimiento para el equipo.

    Adicionalmente considero un perodo de operacin anual de 5.000 horas y que el

    MTTR preventivo es de 4 horas y el MTTR correctivo es de 8 horas.

    Modelos 1 a,b,c Reemplazo a Edad ConstanteEjemplo

    32

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Caso Prctico 1.1

    Considere los siguientes datos de TBF y datos de costos e intervenciones.

    Realice una recomendacin sobre una poltica de mantenimiento para el

    equipos. Identifique cada uno de los KPI de mantenimiento que sern

    resultado de la poltica.

    33

    Cp 125 Ce 870

    MTTRp MTTRc T.op ao

    3,5 9,7 5.000

    TBF640589323278224245236258288293224269236241223146148121142156

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Caso Prctico 1.2

    34

    Suponga un sistema compuesto por 2 equipos (X e Y) en configuracin en serie.

    Este sistema debe operar por 7.000 horas al ao. La informacin de los equipos X e

    Y, se entrega a continuacin:

    a. Calcule el MTBF de cada equipo.

    b. Determine la poltica de mantenimiento ptima para cada equipo de manera independiente.

    c. Recomiende la poltica de mantenimiento global ms conveniente para el sistema.

    d. En relacin a la respuesta c) indique la disponibilidad esperada de cada equipo, la cantidad de

    intervenciones en el ao y el costo de la intervencin promedio.

    Equipo X Equipo YDistribucin Confiabilidad Weibull WeibullParmetro Alfa 68,4 62,1Parmetro Beta 1,93 3,4Cp (UM/intervencin) 3.200 850Ce (UM/intervencin) 14.000 6.200MTTR preventivo (horas) 2,7 3,4MTTR correctivo (horas) 4,9 6,3

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Determine la frecuencia de reemplazos de un componente para que al final de la vida del elemento tenga al menos una confiabilidad del x%

    Sea:T: la longitud del intervalo de tiempo en que se aplicar el

    mantenimiento.R(t): es la confiabilidad sin mantenimiento.RM(t): es la confiabilidad con mantenimiento.TV: es el tiempo de vida til del sistema.

    Modelo 2 Reemplazo a Edad ConstanteConfiabilidad Mnima

    35

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Para 0 t < T, es claro que RM(t) = R(t).

    Para T t < 2T, y suponiendo que el mantenimiento deja alsistema como nuevo, la probabilidad de que funcione en eltiempo t es la probabilidad de que funcione en el tiempo T porla probabilidad de que funcione en el tiempo t-T, luego

    RM (t) = R(T) R(t-T).

    Modelo 2 Reemplazo a Edad ConstanteConfiabilidad Mnima

    36

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Para 2T t < 3T, la probabilidad de que funcione en el tiempot es la probabilidad de que funcione en el tiempo 2T por laprobabilidad de que funcione en el tiempo t-2T, luego

    RM(t) = RM(2T) R(t-2T) = R(T) R(2T-T) R(t-2T)RM(t) = R

    2(T) R(t-2T)

    Modelo 2 Reemplazo a Edad ConstanteConfiabilidad Mnima

    37

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    En general, aplicando el mismo argumento se tiene que:

    RM (t) = RN(T) R(t-NT) para NT t < (N+1)T, y

    N = 0,1,2, 3,

    Si se quiere un incremento en la confiabilidad se debe tenerque RM(t) > R(t) o lo que es lo mismo,

    RM(t)/R(t) > 1

    Modelo 2 Reemplazo a Edad ConstanteConfiabilidad Mnima

    38

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    En particular, para la distribucin Weibull se tiene que paraNT < t < (N+1)T

    luego

    =

    t

    etR )(

    =

    NTtN

    T

    M eetR )(

    =

    NTtTN

    M eetR )(

    39

    Modelo 2 Reemplazo a Edad ConstanteConfiabilidad Mnima

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ahora, si el sistema tiene un tiempo de vida de Tv, y se harnN reemplazos preventivos.

    T = Tv/N, Tv=NT

    Entonces la confiabilidad del sistema en el tiempo Tv=NT es:

    ===

    TNNTTv

    eeeTvR )(

    ==

    TNNTTvTN

    M eeeTvR )(

    Modelo 2 Reemplazo a Edad ConstanteConfiabilidad Mnima

    40

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Entonces:

    1)()(

    f

    ==

    TNTN

    e

    e

    e

    TvRTvR

    TN

    TN

    M

    1,0;0 1 fff

    NTNTN

    =

    11

    )()( NTvM e

    TvRTvR

    Modelo 2 Reemplazo a Edad ConstanteConfiabilidad Mnima

    41

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo:Un componente cuya ley de vida es una Weibull con=3 y =2 (aos), determine la frecuencia de Reemplazos para que al final de la vida del elemento(8 aos) tenga al menos una confiabilidad del 90%

    ( )27

    128

    2828

    10612.5)8()8(

    10604.1)8()(

    9.0)8()(

    313

    3

    =

    ===

    ==

    NM

    MM

    eR

    R

    eRTvR

    RTvR

    Modelo 2 Reemplazo a Edad ConstanteConfiabilidad Mnima

    42

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo:

    El valor de N que cumple la condicin anterior es N=25, luegoLa frecuencia de reemplazo preventivo adecuada para cumplirLa condicin de confiabilidad es:

    [ ] [ ]mesesaosNTvT 84.332.0

    258

    ====

    Modelo 2 Reemplazo a Edad ConstanteConfiabilidad Mnima

    43

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Caso Prctico 2

    Suponer un sistema cuyo tiempo (en horas) para fallar sigue

    una distribucin Weibull con = 2 y = 16.250.- . Determinar el intervalo de tiempo que se le debe dar mantenimiento

    preventivo al sistema para lograr que tenga al final una

    confiabilidad por lo menos del 80%, considerando una vida

    til de 6 aos. Suponer 7.000 horas ao

    44

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    Estrategias de MantenimientoEstrategias de Mantenimiento

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    45

    Modelos para Inspecciones

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Modelo 3 Inspecciones

    Este modelo se caracteriza por determinar la cantidad ptima de inspecciones que

    se le deben hacer a un componente, de acuerdo a su criticidad (c), el tiempo que

    se debe detener para inspeccionarlo (Ti) y el tiempo que el equipo se mantiene

    detenido ante una falla (Tb).

    En este sentido se puede definir el TDT, tiempo total de indisponibilidad por

    unidad de tiempo para un elemento, de la siguiente manera:

    En donde:

    TDT: Tiempo total de indisponibilidad por unidad de tiempo para el elemento.

    Ti: Tiempo de indisponibilidad por inspeccin del elemento.

    Tb: Tiempo de indisponibilidad por falla del elemento

    c: Constante de criticidad. Se evala de 1 a 5 (menor criticidad a mayor criticidad)

    y: Nmero de inspecciones por unidad de tiempo para el elemento.

    46

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Modelo 3 Inspecciones

    Al optimizar la funcin objetivo TDT y despejar la cantidad de inspecciones, se

    obtiene que:

    Este y* indicar la cantidad de intervenciones que se le deben realizar al elemento

    para aplicar un mantenimiento preventivo. Por lo general este y* es medido como

    nmero de intervenciones / mes.

    47

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Modelo 3 Inspecciones. Ejemplo

    Considere como equipo crtico una correa transportadora, que presenta

    problemas en uno de sus motores, y sta a travs de su variador de frecuencia. Se

    puede establecer que la constante c toma el valor de 4 5 (mximo). Para ambos

    casos se determinar el nmero de inspecciones ptimo.

    El tiempo medio de reparacin asciende a 6,01 horas, por lo que tenemos que:

    Tb = 6,01 horas / 720 (horas/mes) = 0,00834722 mes

    Adicionalmente se ha establecido que una inspeccin promedio al variador toma 2

    horas, por lo que:

    Ti = 2 horas / 720 (horas/mes) = 0,00277778 mes

    48

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Modelo 3 Inspecciones. Ejemplo

    Considerando una constante de criticidad c=4, se tiene que:

    y* = (4* 0,00834722 / 0,00277778) 0,5 = 3,467 inspecciones / mes

    o bien, inspecciones cada 210,2 horas.

    Considerando una constante de criticidad c=5, se tiene que:

    y* = (5* 0,00834722 / 0,00277778) 0,5 = 3,786 inspecciones / mes

    o bien, inspecciones cada 188,1 horas.

    49

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Caso Prctico 3

    Considere un equipo crtico, cuyo MTTR es de 4 horas. Este equipo en el

    caso de requerir una inspeccin, debe ser detenido por 1,3 horas y

    posteriormente preparado para operacin por 0,8 horas. El equipo opera

    por 480 horas al mes.

    a. Defina frecuencia de inspeccin

    b. Cmo vara la frecuencia de inspeccin, si aumentan las horas de

    operacin a 600 horas al mes?

    50

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Modelo 4 Inspecciones

    Este modelo es similar al anterior, pero incluye la incidencia de la tasa de falla para

    el clculo del tiempo total de indisponibilidad por unidad de tiempo para el

    elemento - TDT. Su objetivo es minimizar por unidad de tiempo la indisponibilidad

    del elemento, provocado por las detenciones por inspeccin.

    El tiempo TDT se explica de la siguiente manera:

    en donde:

    TDT: Tiempo total de indisponibilidad por unidad de tiempo para el elemento.

    DTi: Tiempo de indisponibilidad por inspeccin del elemento.

    DTr: Tiempo de indisponibilidad por reparacin del elemento.

    n: Frecuencia de inspeccin.

    (n): Tasa de falla del elemento.

    (n): Tasa de reparacin del elemento.

    1/: Promedio de la distribucin exponencial de los tiempos de inspeccin.

    51

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Modelo 4 Inspecciones

    Para optimizar y resolver la funcin TDT(n) es necesario estimar (n), la que

    usualmente se define como:

    El valor de f, es la tasa de falla para n=0. De esta manera, se minimiza la funcin

    TDT(n), obteniendo un valor para n, que es la frecuencia de inspecciones.

    Este n* indicar la cantidad de intervenciones que se le deben realizar al

    elemento, para aplicar un mantenimiento preventivo y que minimizan el tiempo

    total de detencin por unidad de tiempo.

    52

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Modelo 4 Inspecciones. Ejemplo

    A diferencia del ejemplo del modelo, en ste se considera como factor relevante la

    tasa de falla del elemento, en este caso el variador.

    Bajo esta perspectiva podemos calcular la tasa f definida en el modelo, de la

    siguiente manera, al incorporar el dato de MTBF de 212,67 horas:

    f = 720 (horas/mes) / 212,67 (horas/ falla) = 3,3856 (fallas /mes)

    Adicionalmente, se deben calcular los dems parmetros, pero estos ya fueron

    calculados en el modelo anterior, en donde se tiene:

    Ti = 1/ = 0,00277778 mes

    Tb = 1/ = 0,00834722 mes

    Por lo que se puede calcular el nmero ptimo de intervenciones, como:

    n* = ln (3,3856 * 0,00834722 / 0,00277778) = 2,320 inspecciones / mes

    o bien, inspecciones cada 310,4 horas

    53

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Caso Prctico 4

    Considere un equipo crtico, que posee un MTBF de 125 horas y un MTTR

    es de 2,5 horas. Este equipo en el caso de requerir una inspeccin, debe

    ser detenido por 1,14 horas y posteriormente preparado para operacin

    por 0,75 horas. El equipo opera por 400 horas al mes.

    a. Defina frecuencia de inspeccin

    b. Cmo vara la frecuencia de inspeccin, si aumentan las horas de

    operacin a 600 horas al mes?

    c. Cmo vara la frecuencia de inspeccin, si se utilizasen los costos

    asociados inspeccin y costos de la falta que ascienden respectivamente:

    500 [$/inspeccin] y 800 [$/hora]?

    54

  • Diploma en Gestin de Activos y Mantenimiento

    Estrategias de MantenimientoEstrategias de Mantenimiento

    Prof. Fredy Kristjanpoller R.

    [email protected]

    55

    Mantenimiento en base a condicin

    (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    El tiempo apropiado para el mantenimiento puede serdeterminado mediante el monitoreo de una condicin odesempeo.

    PROCESOMONITOREO

    Y CONTROL

    Materia Prima, Etc.

    Caracterstica de calidad (Variable de Salida)

    Variables Controlables

    Variables No Controlables

    PROCESOMONITOREO

    Y CONTROL

    Materia Prima, Etc.

    Caracterstica de calidad (Variable de Salida)

    Variables Controlables

    Variables No Controlables

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

    56

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Los parmetros de deterioro a ser monitoreados deben serfciles de medir.

    La ventaja del CBM sobre FTM es que permite maximizar laoperacin de un tem individual.

    CBM es particularmente importante para tems reparables de elevado costo.

    La efectividad del CBM no depende tanto de la medicin, si no de la confiabilidad con que se pueda determinar la curva de deterioro.

    57

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    El monitoreo puede ser realizada a travs de tres modos.

    Inspeccin simple. Inspeccin principalmente cualitativabasada en observar, escuchar y sentir. El costo esinsignificante comparado con el costo de reemplazar o reparar.El periodo entre inspecciones debe ser suficientemente cortopara que el mnimo problema pueda ser detectado antes quese desarrolle.

    Inspeccin por condicin. Inspeccin rutinaria de un parmetro el cual es comparado con sus limites de control.

    Monitoreo por tendencia. Se mide y grafica el desempeo o parmetro con el objetivo de detectar desviaciones graduales.

    58

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo (inspeccin por condicin).La siguiente tabla presenta las observaciones obtenidas almonitorear el parmetro de vibracin de una caja deengranajes de un reactor. Suponer que es un parmetroque sigue una distribucin normal.

    a) Obtener los lmites de control de una carta X y determinarsi el proceso est bajo control.

    b) Obtener los lmites de control de una carta R y determinarsi el proceso est bajo control.

    c) Obtener los lmites de control de una carta S2 (tipoShewhart) y determinar si el proceso est bajo control.

    59

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo.

    Muestra Xi S2i RiPromedio Varianza Rango

    1 214,280 215,534 216,511 215,442 1,2507 2,23102 213,285 215,041 215,990 214,772 1,8835 2,70503 216,692 213,400 213,862 214,651 3,1766 3,29204 216,326 215,563 216,903 216,264 0,4518 1,34005 213,047 212,747 218,095 214,630 9,0289 5,34806 217,425 216,002 213,183 215,537 4,6610 4,24207 217,317 215,436 214,934 215,896 1,5781 2,38308 216,377 214,428 216,088 215,631 1,1063 1,94909 214,195 214,131 214,046 214,124 0,0056 0,149010 213,969 212,571 213,867 213,469 0,6074 1,398011 215,262 213,935 211,881 213,693 2,9018 3,381012 215,120 212,555 212,511 213,395 2,2313 2,609013 213,630 215,534 215,292 214,819 1,0743 1,904014 214,763 214,201 214,395 214,453 0,0815 0,562015 213,931 214,585 215,084 214,533 0,3344 1,153016 214,804 214,843 214,126 214,591 0,1625 0,717017 213,871 217,328 213,346 214,848 4,6805 3,982018 214,957 214,715 214,676 214,783 0,0232 0,281019 216,472 214,983 214,496 215,317 1,0598 1,976020 214,244 217,639 213,518 215,134 4,8393 4,121021 216,533 215,752 220,740 217,675 7,1982 4,988022 215,077 213,976 210,855 213,303 4,7964 4,222023 216,030 215,403 214,042 215,158 1,0329 1,988024 210,682 212,922 214,075 212,560 2,9766 3,393025 218,687 213,159 214,447 215,431 8,3659 5,5280

    datos

    60

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo.

    574,225842,65

    k

    RR

    1,6187 25

    65,509k

    SS

    8043,21425

    107,5370k

    XX

    k

    1ii__

    k

    1i

    2i

    p

    k

    1ii

    ==

    =

    ==

    ==

    ==

    ==

    =

    =

    =

    61

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo.

    2123

    6187,138043,214n

    3LCS

    6,2173

    6187,138043,214n

    3LCS

    X carta

    X carta

    ==

    =

    =+=

    +=

    62

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo.

    63

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo.

    02407,513

    2316187,11n

    231 LCI

    4814,1013

    2316187,11n

    231 LCS

    22

    S carta

    22

    S carta

    2

    2

    ==

    ++=

    =

    =

    ++=

    +=

    64

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo.

    0)0(6337,2DRLCI

    7791,6)575,2(6337,2D RLCS

    3

    __

    R carta

    4

    __

    R carta

    ===

    ===

    65

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo.

    66

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo (monitoreo por tendencia).

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    1200

    1400

    1600

    1800

    1 5 9 13 17 21 25 29Tiempo

    P

    a

    r

    m

    e

    t

    r

    o

    m

    o

    n

    i

    t

    o

    r

    e

    a

    d

    o

    Vida temprana

    Nivel decae a normalidad

    Vida normal

    Los niveles de vibracin se encuentran dentro de los limites

    de control

    Vida final

    Los niveles de vibracin se incrementan en forma exponencial; prediccin

    21 - 25

    67

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Ejemplo (monitoreo por tendencia).

    y = 151.63e0.2109x

    R2 = 0.9755

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    1200

    1400

    1600

    1800

    21 22 23 24 25Tiempo

    P

    a

    r

    m

    e

    t

    r

    o

    m

    o

    n

    i

    t

    o

    r

    e

    a

    d

    o

    68

    Mantenimiento en base a condicin (CBM).

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Construccin del Plan matriz

    El plan matriz corresponde a la columna vertebral y eje del mantenimiento

    planificado. Actualmente una gestin moderna de mantenimiento se caracteriza

    por un plan robusto y de horizonte anual.

    Es indudable que el adecuado uso de recursos se ve facilitado en la medida de

    disponer de un horizonte de planificacin mayor y una disminucin de la

    variabilidad de los tiempos de ejecucin, herramientas, repuestos, es decir,

    definicin y documentacin de estndares.

    69

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Construccin del Plan matriz

    Modelacin matemtica

    Consiste en la modelacin matemtica de la funcin de costo globales y la

    determinacin de las restricciones asociadas con las condiciones de borde

    del problema en particular.

    Heursticas

    Consiste en la utilizacin de heursticas (aproximacin al ptimo analtico

    con reglas de decisin simples) que permitan obtener soluciones

    potenciales, es decir, alternativas que no violen las restricciones tcnicas.

    Una vez obtenidas esta soluciones potenciales, se someten a evaluaciones

    econmicas marginales, de tal modo de analizar escenarios alternativos

    con las variables de decisin ms importantes.

    70

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Construccin del Plan matriz

    Metodologa Heurstica:

    Las cuatro etapas iniciales permiten definir distintas alternativas de

    planes, para luego considerar las variables de decisin en forma

    agregada en la quinta etapa de modo tal de sensibilizar la

    conveniencia no slo tcnica sino la econmica.

    1.- Validacin de frecuencias principales de intervencin

    2.- Modelacin a capacidad infinita

    3.- Deteccin de restricciones tcnicas y jerarquizacin de las mismas

    4.- Cuantificacin de costos de ineficiencia

    5.- Sensibilizacin econmica

    71

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Construccin del Plan matriz

    1.- Validacin de frecuencias principales de intervencin

    La existencia de ciertas frecuencia inamovibles es un factor

    relevante en la definicin del plan matriz. Estas condicionan otras

    intervenciones de mayor flexibilidad. En general corresponden a

    aquellas intervenciones asociadas a desgastes y periodicidades

    claramente establecidas en equipos crticos, las que deben ser

    validadas por Ingeniera de Mantenimiento.

    2.- Modelacin a capacidad infinita

    Con el objeto de generar una planificacin base se considera una

    disponibilidad infinita de recursos. Esto permite simplificar la

    determinacin y visin global de la planificacin, para luego verificar

    la activacin de alguna restriccin.

    72

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Construccin del Plan matriz

    3.- Deteccin de restricciones tcnicas y jerarquizacin de las mismas

    Es la determinacin de limitaciones tcnicas, tales como disponibilidad de

    equipamiento complementario, tales como puentes gras, restricciones de espacio

    fsico, mano de obra con alto grado de especializacin, instrumental. Esto permite

    definir la situacin base la cual se puede ver modificada dependiendo de los resultados

    obtenidos en las prximas etapas

    4.- Cuantificacin de costos de ineficiencia

    La determinacin de costos de ineficiencia esta asociado directamente a la no

    produccin en alguna proporcin o porcentaje del producto esperado. Sin embargo

    esta determinacin va a depender de la redundancia y capacidad de recuperacin de la

    lnea en cuestin, es decir cuan crtica es, y del nivel de inventario inmediatamente ro

    abajo que permita amortiguar la indisponibilidad por un determinado perodo de

    tiempo. Este paso es fundamental para la ltima etapa.

    73

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Construccin del Plan matriz

    5.- Sensibilizacin econmica

    Una vez determinados los escenarios

    factibles tcnicamente se procede a

    evaluar econmicamente variantes de

    los mismos. Esto permite ajustar la

    disponibilidad de recursos internos,

    participacin de terceros versus el

    costo de ineficiencia total.

    74

  • Fredy Kristjanpoller R. Estrategias de Mantenimiento

    Construccin del Plan matriz

    75