Confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad Confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad de sistemas industrialesde sistemas industriales

INSTITUTO UNIVERSITARIO EXPERIMENTALINSTITUTO UNIVERSITARIO EXPERIMENTALDE TECNOLOGÍA DE LA VICTORIADE TECNOLOGÍA DE LA VICTORIADEPARTAMENTO DE POSTGRADODEPARTAMENTO DE POSTGRADO

ContenidoContenido

Indicadores Fundamentales del mantenimiento:Tiempo promedio operativo (TPO),

Tiempo promedio fuera de servicio (TPFS),

Tiempo promedio entre fallas (TPEF),

Tiempo promedio fuera de control (TPFC)

Toma de decisiones basadas en indicadoresFundamentales.

GeneralidadesGeneralidades

Actualmente el mantenimiento no se puede limitar sólo a

la simple disminución de la frecuencia de fallas de un activo a partir

de actividades de mantenimiento seleccionadas en función de un

registro histórico de fallas porque este principio ya no es vigente.

Por tanto, el papel que debe representar el mantenimiento es:

“Preservar la función de los equipos a partir de la aplicación de

estrategias efectivas de mantenimiento, inspección y manejo de

inventarios para minimizar los riesgos generados por los distintos modos

de fallas dentro del contexto operacional y maximizar la rentabilidad del

negocio”.

Toda función del mantenimiento debe estar orientado a:

Garantizar valores aceptables de riesgo reduciendo la probabilidad de presencia de fallas (confiabilidad) y/o minimizando las consecuencias de las fallas.

Recuperar la funcionabilidad del sistema una vez que se ha producido la falla (mantenibilidad).

Incrementar la continuidad operacional (disponibilidad) de los activos.

“Aplicando estrategias efectivas de mantenimiento que permitan, reducir o eliminar los factores que originan eventos de falla en el contexto

operacional (Ej: sustitución, reparación, restauración, renovación)”

GeneralidadesGeneralidades

¿De qué forma se puede verificar si la gestión de ¿De qué forma se puede verificar si la gestión de Mantenimiento esta cumpliendo con estos objetivos?Mantenimiento esta cumpliendo con estos objetivos?

Evaluando los resultados obtenidos de los Evaluando los resultados obtenidos de los

tres indicadores básicos: tres indicadores básicos:

Confiabilidad Confiabilidad R(t)R(t)

Disponibilidad Disponibilidad A A

Mantenibilidad Mantenibilidad M(t)M(t)

GeneralidadesGeneralidades

FUNCIONES Y FALLAS FUNCIONALESFUNCIONES Y FALLAS FUNCIONALESFUNCIONES Y FALLAS FUNCIONALESFUNCIONES Y FALLAS FUNCIONALES

El objetivo del mantenimiento es mantener el desempeño del

activo

Estándares de ejecuciónEstándares de ejecución

Se define un estándar de ejecución como el valor o rango de valores 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.

Estándar de ejecución asociado a la confiabilidad inherente o a la capacidad inherente: es aquel que describe de forma cuantificada la función que es capaz de cumplir un activo según su confiabilidad o capacidad de diseño.

Estándar de ejecución del sistema (requerido): es aquel que describe de forma cuantificada la función que se desea o se espera conseguir del activo en el contexto operacional.

Estándares de ejecuciónEstándares de ejecución

estándar requerido > estándar asociado Mantenimiento en exceso a la confiabilidad para ayudar a cumplir el o capacidad de diseño. estándar deseado. estándar requerido = estándar asociado Mantenimiento puede ayudar a la confiabilidad a cumplir con el estándar deseado. o capacidad de diseño. Influencia del mantenimiento llega hasta aquí y no más allá.

estándar requerido < estándar asociado Mantenimiento pierde efectividad a la confiabilidad (activo no es el adecuado para o capacidad de diseño. cumplir con el estándar deseado).

ESTÁNDAR ESPERADO vs. INFLUENCIA DEL MANTENIMIENTO

EFECTIVIDAD MÁXIMA DEL MANTENIMIENTO (SISTEMAS MANTENIBLES)

MANTENIMIENTO COMIENZA A NO SER EFECTIVO

SISTEMAS NO MANTENIBLES

Estándares de ejecuciónEstándares de ejecución

¿Qué se necesita que haga el sistema?

¿Qué se requiere que sea capaz el sistema?

Razón principal de la existencia del sistema

Definición de funcionesDefinición de funciones

Funciones primariasFunciones primarias

FuncionesFuncionessecundariassecundariasFuncionesFunciones

secundariassecundarias

SeguridadSeguridadEstructural Estructural

SeguridadSeguridadEstructural Estructural

Control Control

Control Control

Apariencia Apariencia

Apariencia Apariencia

Protección Protección

Protección Protección

Eficiencia Eficiencia

Eficiencia Eficiencia

Superfluos Superfluos

Superfluos Superfluos

Ambiente Ambiente Ambiente Ambiente

Definición de funcionesDefinición de funciones

Economía Economía Economía Economía

Contenedor Contenedor Contenedor Contenedor Confort Confort Confort Confort

¿Cuál es la función del activo?

Función: Transferir y mantener la circulación del agua de la succión (Tanque A) a la descarga (Tanque B).

¿Cuál es el estándar de ejecución esperado ?

Estándar de ejecución esperado:Transferir en condiciones normales 50 gpm de agua de la succión (Tanque A) a la descarga (Tanque B).

Ejemplo de estándar de desempeño

Ejemplo: Ejemplo:

Activo = Bomba de alimentación

Se 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 o la cumpla de

forma ineficiente.

(cada estándar de ejecución puede tener más de una falla funcional).

Definición de falla funcionalDefinición de falla funcional

Estándar de ejecución esperado:

Transferir y mantener la circulación del agua de la succión (Tanque A) a la descarga (Tanque B) en condiciones normales 50 gpm de agua a 80 psi.

¿ En qué forma puede fallar el activo ?

Falla funcional: No ser capaz de transferir nada de agua. Transferir agua a 25 gpm. No poder alcanzar la presión requerida de 80 psi.

Ejemplo: Ejemplo:

Activo = Bomba de alimentación

MODOS DE FALLA Y SUS EFECTOSMODOS DE FALLA Y SUS EFECTOSMODOS DE FALLA Y SUS EFECTOSMODOS DE FALLA Y SUS EFECTOS

Se define el modo de falla como la causa de cada falla funcional. En otras palabras el modo de falla es el que origina 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).

¿Qué es un modo de falla?¿Qué es un modo de falla?

Ejemplos:Ejemplos:

Suciedad, corrosión, erosión, abrasión

Lubricación inadecuada, ensamble incorrecto

Operación incorrecta, materiales incorrectos

Fabricante o proveedor del activo

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:

Relacionadas

Históricas

Probables

Fuentes de información para la identificación Fuentes de información para la identificación de los modos de fallade los modos de falla

Pocos detalles originan análisis superficiales y en ocasiones riesgosos

Demasiado detalleocasiona retraso en el

proceso de análisis (Parálisis Analítica)

Se debe llegar a un nivel apropiado y equilibrado, utilizando una estrategia adecuada que permita evitar el uso de un tiempo excesivo en el análisis pero

a la vez con suficiente detalle que permita obtener resultados exitosos.

DATA DE CALIDAD RESULTADOS DE CALIDAD

¿A qué nivel se debe llegar para definir el modo ¿A qué nivel se debe llegar para definir el modo de falla?de falla?

¿ Cuáles son las posibles causas de las fallas funcionales ?

Modos de falla:

Falla del suministro eléctrico. Falla del motor eléctrico de la bomba. Desgaste del sello mecánico de la bomba. Falla parcial del suministro de agua. El interruptor de bajo flujo no transmite la señal a la válvula de control.

Ejemplo de modos de fallas

¿ En qué forma puede fallar el activo ?

Falla funcional: No ser capaz de transferir nada de agua. Transferir agua a 25 gpm. No poder alcanzar la presión requerida de 80 psi.

Ejemplo: Ejemplo: Activo = Bomba de alimentación

“Eventos secuenciales que ocurren cuando se da un modo de falla”

Un Efecto:

Lleva implícita la información necesaria para determinar consecuencias

Debe describirse como si no se estuviera haciendo algo para prevenirlo.

Debe considerarse como si el resto de los dispositivos y procedimientos operacionales funcionan o se llevan a cabo en su integridad.

Efectos de una fallaEfectos de una falla

¿Qué evidencias se presentan al ocurrir 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 consecuencias en la calidad? ¿Hay consecuencias en el servicio al cliente? ¿Se producen daños a otros sistemas?

¿Que daños físicos ocasiona la falla?

¿Que debe hacerse para reparar la falla?

¿Qué debe contener la descripción¿Qué debe contener la descripción de un efecto?de un efecto?

Consecuencias de fallas ocultas

Consecuencias para la seguridad y el medio ambiente

Consecuencias operacionales

Consecuencias no operacionales

Clasificación

ConsecuenciasConsecuencias

“Una consecuencia es el impacto que produce cada modo de falla en el negocio”

01:00

Proporcionan una base para decidir si es rentable realizar

un mantenimiento preventivo.

Cuando la naturaleza del equipo no permita prevenir las

fallas, las consecuencias indicaran cuál es la acción a

ejecutarse.

Características de las consecuenciasCaracterísticas de las consecuencias

Una falla es una condición que puede interrumpir la continuidad o la secuencia ordenada de un proceso o de un sistema dinámico, alterando su desenvolvimiento.

La falla es el resultado de una secuencia de eventos, y cada secuencia tiene una “causa raíz”.

Una falla puede ser de carácter parcial o total y ocurrir súbita o gradualmente.

Las causas de una falla pueden ubicarse en una de estas siete categorías:

Defectos de diseño Defectos de los materiales Manufactura o procesos de fabricación defectuosos Ensamblaje o instalación defectuosos Imprevisiones en las condiciones de servicio Mantenimiento deficiente Malas prácticas de operación

Operación

Inactividad

Presencia de falla Inesperada

OperaciónOperación

Inactividad

Presencia de falla Inesperada

Operación

Falla:Falla:

To1

TFS1

To2 To3

TFS2 TFS3

TEF1 TEF2

Falla 1 Falla 2 Falla 3Estado Operativo

Estado de Falla

t

TO = Tiempo OperativoTFS = Tiempo Fuera de servicioTEF = Tiempo Entre FallasTFC = Tiempo Fuera de Control

TEFi = Toi-1+TFSiTEFi = Toi-1+TFSi

TFS

TFC TPR TFSi = TFCi+TPRiTFSi = TFCi+TPRi

Representación gráfica de los tiemposRepresentación gráfica de los tiempos

TPO = Tiempo Promedio Operativo.

TPFS = Tiempo Promedio Fuera de

Servicio.

TPEF = Tiempo Promedio Entre Fallas.

TPPR= Tiempo Promedio Para Reparar.

TPFC= Tiempo Promedio Fuera de Control.

n

i fallasde

TOiTPO

1 #

n

i fallasde

TOiTPO

1 #

n

i fallasde

TEFiTPEF

1 #

n

i fallasde

TEFiTPEF

1 #TPFSTPOTPEF TPFSTPOTPEF

n

i fallasde

TPRiTPPR

1 #

n

i fallasde

TPRiTPPR

1 #

n

i fallasde

TFCiTPFC

1 #

n

i fallasde

TFCiTPFC

1 #

n

i fallasde

TFSiTPFS

1 #TPFS = TPPR+TPFCTPFS = TPPR+TPFC

Estimación de los tiempos promediosEstimación de los tiempos promedios

Ejercicio práctico 1.aEjercicio práctico 1.a

Dado los datos correspondientes a los activos A y B. Determine los TPO, TPFS,TPEF y analice los resultados. ¿Qué conclusiones se pueden tomar a partir de los mismos?

Activo A Activo B

TO TFS(días) (días)

TO TFS(días) (días)

41 465 546 860 264 362 447 461 347 648 949 5

24 120 323 125 221 223 221 131 128 130 227 2

Resultados 1.aResultados 1.a

Activo A Activo B

TPO TPFS(días) (días)

TPO TPFS(días) (días)

53,6363 4,8181 24,8181 1,6363

TPEF(días)

TPEF(días)

58,4545 26,4545

El Activo A es más “confiable” que el activo BEl Activo A es más “confiable” que el activo BEl Activo B es más “mantenible” que el activo AEl Activo B es más “mantenible” que el activo A

Ejercicio práctico 1.bEjercicio práctico 1.bDado los datos correspondientes a los activos A y B. Determine los TPO,TPFS, y analice los resultados. ¿Qué conclusiones se pueden tomar a partir de los mismos?

Activo A Activo B

Modo TO TFS(días) (días)

Modo TO TFS(días) (días)

G8 41 4H2 65 5W5 46 8G8 60 2G8 64 3G8 62 4H2 47 4G8 61 3H2 47 6W5 48 9H2 49 5

M5 24 1P7 20 3M5 23 1P7 25 2M5 21 2L3 23 2M5 21 1M5 31 1L3 28 1M5 30 2P7 27 2

Resultados 1.bResultados 1.b

Activo A Activo B

Modo TPO TPFS(días) (días)

Modo TPO TPFS(días) (días)

G8 57,6 3,2H2 52 5W5 47 8,5

M5 25 1,3P7 24 2,3L3 25,5 1,5

¿ Qué frecuencia de mantenimiento recomienda Usted para cada un de estos activos ?

A A

To 1

TFS1

To 2 To 3

TFS 2

B B

To 1

TFS1

To 2

C

To 1

TFS1

Tiempos promedios por modo de fallaTiempos promedios por modo de falla

Los tiempos promedios operativos son de carácter acumulativo,

mientras los tiempos promedios fuera de servicio son de carácter

independiente.

Estado Operativo

Estado de Falla

t

To 1

TFS1

To 2 To 3

TFS 2 TFS3 TFS4

To 4 To 5

TFSn

TPO

? ? ?Decidimos el Intervalo Decidimos el Intervalo

Promedio de Mantenimiento Promedio de Mantenimiento en función del TPO

0 t0 t

Limitaciones de los datos históricosLimitaciones de los datos históricos

¿ ES ESTA LA MEJOR ¿ ES ESTA LA MEJOR FRECUENCIA DE FRECUENCIA DE APLICACIÓN DEL APLICACIÓN DEL

MANTENIMIENTO ?MANTENIMIENTO ?

To : tiempos Operativos

TPO: tiempo promedio operativo

Fallas

TO2TO1

TOn

TPO

"Una proporción muy grande de productos de consumo, industriales y militares que se fabrican en la actualidad tiene tal complejidad que sus usuarios no comprenden generalmente como funcionan ni como se reparan. También es verdad que las consecuencias de los fallos de muchos productos modernos pueden ser muy graves. Afortunadamente, a medida que se han desarrollado productos complejos, también se han desarrollado métodos para evaluar la fiabilidad de los mismos y para conseguir su mejora. ”

Ing. Joel A, Nachlas. FIABILIDAD. Madrid. Ediciones Isdefe Ingeniería de sistemas. 1995

ReflexiónReflexión

Referencias BibliográficasReferencias Bibliográficas

J. Bisschop and R. Entriken. AIMMS, The Modeling System. Paragon Decision Technology, The Netherlands, 1993. F. Boucly. Condition optimale de reemplacement preventif. Achats et entretien, 336:27–33, 1989.B.S. Dhillon. A hazard rate model. IEEE Transactions on Reliability, R-28:150–154, 1979. Hartmann P.E. Edward, H. Successfully Installing TPM in a Non-Japanese Plant. 1992.

02:00

Referencia en la WebReferencia en la Webwww.monografias@Isdefe.es