LIBRO - INGEMAN - APROXIMACIÓN A LA CONFIABILIDAD - Aplicaciones Practicas.pdf

APROXIMACINALACONFIABILIDAD.APLICACIONESPRCTICAS

Monografaelaboradaporla

RedTemticaNacionalSobreSeguridaddeFuncionamientoyCalidaddeServicio deSistemasProductivos

ISBN 978-84-693-7236-4 DL SE-6778-2010 Monografa elaborada por la Red Temtica Nacional Sobre Seguridad de Funcionamiento y Calidad de Servicio de Sistemas Productivos (DPI2008-05060-E) Editado por:

APROXIMACIN A LA CONFIABILIDAD,

APLICACIONES PRCTICAS

PRLOGO

Al meditar sobre el alcance de esta interesante Monografa sobre Seguridad de

Funcionamiento y Calidad de Servicio de los Sistemas Productivos, he sentido cierta

curiosidad por comparar el espritu , que se esconde tras esta Publicacin, con el

estado del arte, que iluminaba las tareas de quienes nos ocupbamos de temas

parecidos hace 50 60 aos. Tambin esta lectura me ha sugerido la idea de hacer

un pequeo resumen sobre la evolucin de las Tcnicas que sucesivamente se han

venido utilizando, a lo largo de todos estos aos, intentando con ellas superar los

retos con los que, ante distintas coyunturas, debamos enfrentarnos. Con ambas

cosas he buscado estimular a los lectores de este trabajo a descubrir en l, con

alguna perspectiva, el avance que su publicacin representa y a revelarles las

oportunidades de las que pueden beneficiarse, si conseguimos motivarlos a poner

en prctica algunas de las muchas orientaciones en el mismo contenidas. Estas

orientaciones pueden ayudar a mejorar la gestin no slo de los responsables en las

Empresas de definir las especificaciones a cumplir por los complejos Sistemas

Productivos de hoy sino tambin de quienes deban disearlos, comprarlos, utilizarlos,

mantenerlos.

Repasando Conferencias impartidas en Cursos y Ponencias presentadas en

Congresos, durante los aos 50 y 60 del siglo pasado, constato que se consideraba

como una limitacin, propia e inevitable de los medios de produccin entonces

existentes, su posibilidad de sufrir averas de manera casi imprevista y, adems, en

los momentos ms inoportunos (mientras estuvieran desarrollando su trabajo). Estos

contratiempos obligaban a tener que realizar reparaciones inmediatas (mediante el

llamado Mantenimiento Correctivo) con los gastos a l asociados como consecuencia

del coste de las horas de trabajo del personal responsable de la localizacin del fallo

(tarea no siempre intuitiva ni inmediata), del importe de los medios humanos y

tcnicos necesarios para las reparaciones correspondientes, del valor de los

materiales y los repuestos precisos, de la prdida de ingresos correspondientes a los

tiempos de produccin perdidos, etc, etc. Como es obvio estos gastos haba que

intentar minimizarlos y para ello pareca imprescindible:

1,- Evitar estas paradas imprevistas implantando Mantenimiento Preventivo que

permitiera, mediante diversas tcnicas, eliminar ciertas averas y programar las

paradas inevitables con el fin de ganar eficacia en su reparacin y para ejecutarlas

en los momentos de menor impacto negativo en el proceso productivo.

2,- Optimizar aquel Mantenimiento Preventivo sustituyendo las intervenciones

preventivas, programadas inicialmente en funcin del tiempo de funcionamiento de

los distintos Sistemas Productivos, por otras acciones aconsejadas por valores

constatados en ciertos parmetros que deban mantenerse dentro de un rango

preestablecido. As surgi el Mantenimiento Predictivo.

3.- Introducir mejoras en los diseos de tales sistemas para facilitar la

localizacin de los fallos, para aumentar la eficacia en los trabajos de reparacin,

para disponer de los sensores adecuados, para poder emplear repuestos

normalizados, para disponer de elementos en redundancia activa o pasiva, etc, etc.

Sucesivamente comenzaron a utilizarse los conceptos de Fiabilidad (valorando

el Tiempo Medio Entre Fallos -el conocido MTBF-, el tiempo medio entre revisiones,

el tiempo medio entre desmontajes y otros parmetros ms o menos representativos

de la respuesta de los componentes individuales y de los sistemas-como conjunto- a

la severidad del trabajo a que estaban siendo sometidos en su empleo normal), de

Mantenibilidad (valorando el Tiempo Medio necesario para las Reparaciones el

conocido MTTR-, de Disponibilidad (valorando el porcentaje de tiempo que estuviera

el sistema operativo durante toda su vida o la probabilidad de que se encontrara en

condiciones de trabajar en un instante dado o la probabilidad de que cumpliera sin

fallos una misin determinada). En paralelo hizo su aparicin en escena el Anlisis de

Riesgos (valorando la frecuencia prevista para un evento y las posibles

consecuencias negativas que de l podran derivarse) y se empezaban a explorar las

posibles aplicaciones de los rboles de Fallos para establecer, entre otras muchas

cosas, los Conjuntos de Corte capaces de darnos informaciones estadsticas valiosas

para modificar las partes convenientes de cualquier sistema con miras a disminuir la

probabilidad de ocurrencia de un fallo.

En los aos posteriores han venido ponindose en servicio diversos Planes de

Mantenimiento Optimizado como el conocido RCM (Reliability Centered Maintenance)

o el Anlisis RAMS (Reliability, Availability, Maintainability and Safety) o los modernos

estudios sobre renovacin de Equipos comparando la Inferioridad de Servicio que

tendramos que afrontar, por unidad de tiempo, si no cambisemos un Sistema

Productivo antiguo por otro nuevo frente a las Economas de Conservacin que

supondra, tambin por unidad de tiempo, el hecho de continuar utilizando el sistema

antiguo.

Recopilar las ideas, que subyacan en todos estos conceptos y tcnicas

operativas del pasado ms o menos reciente (muchas de las cuales ya son historia),

y resumir las inquietudes, que preocupaban a quienes tenan la responsabilidad de

utilizarlas, tiene muchsimo inters para afrontar el futuro y esto se ha conseguido, y

de manera brillante, en este magnfico trabajo sobre Confiabilidad. Este nuevo

concepto, a pesar de su carcter necesariamente cualitativo, permite desarrollar

modelos aptos para representar con generalidad las especificaciones a exigir a los

Sistemas Productivos actuales y tambin permite aportar, a la vez, ideas sobre

aspectos especficos en el uso y mantenimiento de los mismos. Esta combinacin,

que sin perder de vista la generalidad faculte para descender al pragmatismo de lo

cotidiano, no es fcil de conseguir y los responsables de esta Publicacin, sin duda,

lo han logrado.

Por otra parte, familiarizarse con el uso habitual de las ideas integradas en el

concepto de la Confiabilidad tambin ayuda a configurar logsticamente muchas

actividades de un sistema tan complicado como puede ser la propia Empresa, si

tenemos en cuenta el sentido de Logstica establecido por la Society of Logistcs

Engineers (SOLE), que la define como el arte y la ciencia que deben tutelar las

actividades tcnicas, la gestin y la ingeniera para interrelacionar de forma

adecuada necesidades y recursos de diseo, de aprovisionamiento y de

mantenimiento necesarios para alcanzar objetivos, desarrollar planes y servir de

soporte a todas las operaciones. Baste para comprobar la ayuda que esta

Publicacin puede ofrecer en este sentido analizar, con algn detenimiento y slo a

ttulo de ejemplo, algunas de las muchas aportaciones de esta Publicacin como

puedan ser la figura 2.1, en la que se pone de manifiesto las posibilidades de ahorro

en la ejecucin del proyecto de un sistema si se tienen en consideracin, desde el

principio de su programacin, las recomendaciones de su Confiabilidad necesaria, o

la figura 1.4, que permite minimizar los costes de explotacin de un dispositivo si

perseguimos el nivel ptimo de la Confiabilidad que precisa para cumplir

satisfactoriamente la funcin requerida por el mismo.

Agradezco sinceramente a la Red Temtica Nacional sobre Seguridad de

Funcionamiento y Calidad de Servicio la oportunidad que me ha ofrecido de prologar

esta Publicacin

Luis Garca Pascual

Madrid, Octubre 2010

PROLOGO

Este libro es una monografa que ofrece una aproximacin prctica a la problemtica

asociada con la confiabilidad de los equipos de produccin. Como se detalla

posteriormente, la confiabilidad es un trmino de reciente cuo que expresa un

concepto general, tambin denominado seguridad de funcionamiento (en ingls

dependality), que no tiene carcter cuantitativo y que engloba al conjunto de

propiedades utilizadas para describir la disponibilidad de un sistema de produccin y los

factores que la condicionan: fiabilidad, mantenibilidad y logstica (tambin denominada

en algunos casos soporte o sostenibilidad) de mantenimiento.

La confiabilidad se ha convertido en una indiscutible ventaja competitiva de la

empresa industrial moderna, permite la reduccin de costes de fabricacin y el

incremento de la calidad de los productos a la vez que garantiza una operacin con

mayores niveles de seguridad y de proteccin medioambiental. Es un rea donde

concurren modernas y muy distintas tecnologas conjuntamente con mtodos de

investigacin y de direccin de operaciones. Conforme las organizaciones actuales

van asimilando estas metodologas reaccionan acometiendo la transformacin de sus

organizaciones, en unidades de negocio ms proactivas, eficientes y de ms alto

nivel tecnolgico.

Este trabajo puede ayudar a estas organizaciones a conocer la relacin de la

confiabilidad con diversas reas de negocio y a explorar diferentes oportunidades de

mejora posibles en seguridad de funcionamiento y para cada escenario particular.

Con esta intencin se ha dividido el trabajo en tres partes fundamentales:

Parte 1. Introduccin a la confiabilidad;

Parte 2. Tcnicas para la mejora de la confiabilidad, y;

Parte 3. Terminologa internacional y soporte informtico.

Cada una de estas partes cubre un contenido diferente con diferentes propsitos:

La Parte 1 incluye una introduccin al concepto de confiabilidad de dispositivos en el contexto amplio de la calidad de servicio, para ello se ha utilizado la normativa

internacional actualizada sobre la materia. Igualmente se enfoca la visin de la

seguridad de funcionamiento desde la perspectiva de la fase preparatoria (de un

dispositivo industrial o incluso de un proyecto de ingeniera ms complejo) y

desde la fase operativa (viendo su interrelacin con aspectos especficos de

produccin y mantenimiento) de los equipos o dispositivos. Finalmente se incluye

una visin cuantitativa, y prctica a la vez, para la medida de la confiabilidad y

del riesgo de los dispositivos, a partir de la mejor informacin y datos sobre su

comportamiento existentes en nuestros sistemas.

La Parte 2 es un parte eminentemente prctica. En ella se presentan diferentes mtodos y tcnicas para el diseo, demostracin, control y mejora continua de la

confiabilidad de dispositivos en diferentes fases de su ciclo de vida. Se repasan

igualmente aspectos importantes que relacionan el factor humano y la

confiabilidad. Se presentan numerosos casos que describen situaciones reales,

analizadas con un adecuado nivel de detalle, y que pueden resultar de gran

ayuda para el lector en el desempeo de su actividad profesional.

La Parte 3 incluye gran cantidad de documentacin adicional sobre terminologa, sistemas de informacin y distintas fuentes de informacin sobre confiabilidad

existentes a nivel internacional. Se pretende incluir el estado del arte en estos

apartados, que se ir actualizando en futuras ediciones del trabajo.

Para finalizar comentar la vocacin de este trabajo de ser una obra viva que ir a

buen seguro mejorando su contenido y calidad con el paso del tiempo, conforme

miembros de la red vayan aadiendo aportaciones de inters al mismo.

Red Temtica sobre Seguridad de Funcionamiento y Calidad de Servicio

de Sistemas Productivos.

AGRADECIMIENTOS

La Red Temtica sobre Seguridad de Funcionamiento y Calidad de Servicio cumple en 2010 cuatro aos consecutivos de actividad. Est red ha estado financiada en sus inicios por el Ministerio de Educacin y Ciencia, y ahora por el Ministerio de Ciencia e Innovacin, a travs de las convocatorias de acciones complementarias correspondientes al rea de Diseo y Produccin Industrial (DPI: 2006-27208-E, DPI: 2007-29939-E, DPI: 2008-05060-E y DPI2009-08164-E) asociadas a los proyectos de investigacin del Plan Nacional (DPI:2004-01843 y DPI 2008-01012) cuyo investigador principal es el profesor Adolfo Crespo Mrquez de la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla. La creacin de esta red vino motivada por los siguientes objetivos: Conseguir coordinar a grupos de investigacin y desarrollo tecnolgico y a las

empresas que trabajan en la actualidad en nuestro pas en distintos mtodos, modelos y algoritmos para optimizar la seguridad de funcionamiento de los sistemas de produccin;

Coordinar esfuerzos dedicados al anlisis del problema anterior desde la perspectiva de la fase de preparacin (fase de proyecto, fabricacin, montaje y puesta a punto de los sistemas) con aquellos que profundizan en el anlisis del problema desde el punto de vista de la fase de operacin (fase de produccin/utilizacin y mantenimiento) de los sistemas productivos; y

Estudiar conjuntamente posibilidades actuales para el diseo, desarrollo y puesta a punto de herramientas software para la resolucin de estos problemas y su potencial transferencia a empresas interesadas en este tipo de investigacin en distintos sectores y entornos productivos.

La red la componen grupos de diferentes centros de investigacin y empresas, a saber: Centros de investigacin: Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla, Universidad

Politcnica de Valencia, Instituto Universitario de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numricas en Ingeniera (IUSIANI) y Escuela Tcnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad de las Palmas de Gran Canaria, Mondragn Unibersitatea, TECNUN de la Universidad de Navarra, Escuela Tcnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad de Vigo, la Escuela Tcnica Superior de Ingenieria Industrial de la Universidad Politcnica de Catalunya y la Universidad Henri Poincar de Nancy (Francia).

Empresas: IBERDROLA GENERACIN, IBERINCO, ENAGAS, Sociedad Andaluza para el Desarrollo de la Sociedad de la Informacin (SADESI), Fundacin TEKNIKER, PMM Institute for Learning, INGEMAN y Mirakonta.

La red quiere mostrar su gratitud a todas aquellas personas que han dedicado su tiempo y aportado su mejor contribucin a este trabajo, en concreto: Antonio Sola Rosique, de IBERDROLA GENERACIN, ha colaborado en la

elaboracin del Captulo sobre terminologa internacional y en el Captulo de introduccin a la confiabilidad.

Antonio Jos Fernndez Prez, de IBERINCO, ha colaborado en la elaboracin del Captulo de introduccin a la confiabilidad.

Luis Amndola y Tibaire Depool, de PMM Institute for Learning, ha colaborado en el Captulo sobre confiabilidad en la fase de preparacin y en el de tcnicas de fiabilidad humana.

Ricardo Conde Cavero, de ENAGAS, colabora en el Captulo sobre confiabilidad en la fase operativa, en los apartados de operacin y de mantenimiento.

Carlos Parra Mrquez, de INGEMAN, colabora con los materiales de los Captulos sobre mantenimiento centrado en fiabilidad (RCM) y Anlisis Causa Raz (ACR).

Elisabeth Viles Dez, de TECNUN, y Juan F. Gmez Fernndez, de SADESI, participan en la elaboracin del Captulo sobre medida de confiabilidad y riesgo.

Jorge Marcos Acevedo, de la ETSI de Vigo, ha desarrollado el Captulo dedicado a los ensayos de fiabilidad.

Manuel Martnez Cid y Javier Dies, de la ETSII de la UPC, colaboran con el Captulo dedicado a tcnicas APS para sistemas complejos y de riesgo significativo.

Aitor Goti Elordi, de Mondragn Unibersitatea, colabora con el Captulo sobre fuentes de informacin en Internet.

Luis Barber Martnez y Adolfo Crespo Mrquez, de la ESI de Sevilla, colaboran con el captulo sobre aplicaciones software para anlisis RAMS.

Maria Holgado Granados y Adolfo Crespo Mrquez, de la ESI de Sevilla, colaboran en la coordinacin del trabajo en su conjunto y en los captulos de introduccin a la confiabilidad, confiabilidad en la fase operativa y en el de medida de la confiabilidad y del riesgo, respectivamente

A todos ellos, gracias.

INDICE

__________________________________________________________________________________

PARTE 1. INTRODUCCION A LA CONFIABILIDAD I. Introduccin al Concepto e Importancia de la Confiabilidad en la Calidad de Servicio ....... 1 I.1.introduccin ......................................................................................................................... 1 I.2.LaCalidaddeunServicioylaConfiabilidad ......................................................................... 1 I.3.LaConfiabilidadylaEficacialaServibilidad...................................................................... 3 I.4.LaConfiabilidadylaSeguridad ............................................................................................ 5 I.5.LaConfiabilidadylosCostes ................................................................................................ 7 I.6.ConfiabilidadyMantenimiento........................................................................................... 9 I.7.MantenimientoyFuncinRequerida ................................................................................ 10 I.8.ReferenciasBibliogrficasdelCaptulo .............................................................................. 13 II. Confiabilidad y Fase de Preparacin ..................................................................................... 15 II.1.IntroduccindeConfiabilidadyFasedePreparacin....................................................... 15 II.2.ConsideracionesyConceptosdeConfiabilidadyFasedePreparacin............................ 17 II.3.ConfiabilidadenlaEtapadeDefinicionyDesarrollo. ....................................................... 22

II.3.1.AccionesyEnfoque/AlineacindeConfiabilidad ........................................................................26 II.4.RutadeImplantacindeConfiabilidadenlaEtapadeDefinicinyDesarrollo ............... 35 II.5.MejoresPrcticasdelaConfiabilidaddesdeelDiseo..................................................... 36 II.6.EnfoqueenlaConfiabilidaddesdeelDiseo,Negocio,yEliminacindelasRestriccionesTheBusinessReliability...................................................................................................... 38 II.7.ReferenciasBibliogrficasdelCapitulo ............................................................................. 40

III. Confiabilidad en la Fase Operativa........................................................................................ 43 III.1.Introduccin .................................................................................................................... 43 III.2.ConfiabilidadyOperacindelEquipoIndustrial ............................................................ 43

III.2.1.Introduccin .............................................................................................................................................43 III.2.2.IncidenciadelaOperacinenlaFiabilidad .................................................................................44 III.2.3.SoportedeOperacionesenlaMejoradelaFiabilidad..............................................................50 III.2.4.IncidenciadelaOperacinenlaMantenibilidad ......................................................................56

III.3.ConfiabilidadyGestindelMantenimiento................................................................... 57III.3.1.Introduccin...............................................................................................................................................57 III.3.2.UnmodeloPrcticoparalaGestindelMantenimiento .........................................................58

III.4.ConfiabilidadyLogisticadeMantenimiento .................................................................. 65III.4.1.Introduccin .............................................................................................................................................65 III.4.2.OrganizacindeMantenimiento ......................................................................................................66

III.4.3.SistemasdeGMAO..................................................................................................................................73 III.4.4.PlanificacinyProgramacindelosTrabajos............................................................................76 III.4.5.GestindeMaterialesyRepuestos..................................................................................................81

III.5ReferenciasBibliogrficasdelCapitulo ............................................................................. 88 IV. Medida de la Confiabilidad y del Riesgo .............................................................................. 89 IV.1.FuncionesBsicas............................................................................................................. 89

IV.1.1.IntroduccinyConceptosBsicos.....................................................................................................89 IV.1.2.ExpresionesEstadsticas .......................................................................................................................90 IV.1.3.EjemplosdeFuncionesdeDistribucindeFallo ........................................................................93 IV.1.4.RepresentacinGrficadelasFuncionesCaractersticas .......................................................96

IV.2.CalculosBsicosdeConfiabilidaddeSistemas ................................................................ 98IV.2.1.ClculosBsicosdeFiabilidad ............................................................................................................98

IV.3.RecomendacionesPrcticasparaClculosdeFiabilidad............................................... 109IV.3.1.EjemploSencillodeClculo .............................................................................................................. 111

IV.4.ElRegistroAdecuadodeFallos.BuenasPrcticasparalosClculosdeConfiabilidad.. 112IV.4.1.AbundandoenelConceptodeFallo .............................................................................................. 112 IV.4.2.ConsideracionesSobreEstadosyTiemposdeunDispositivo ........................................... 114 IV.4.3.ImportanciadelRegistrodeFallosenelAnlisisdeConfiabilidad.................................. 117

IV.5.ReferenciasBibligrficasdelCaptulo............................................................................ 128 __________________________________________________________________________________ PARTE 2.TECNICAS PARA LA MEJORA DE LA CONFIABILIDAD __________________________________________________________________________________ V. Ensayos.................................................................................................................................. 133 V.1Introduccin ..................................................................................................................... 133V.2ObjetivosdelosEnsayosdeFiabilidad ............................................................................ 136 V.3TiposdeEnsayosdeFiabilidad......................................................................................... 136

V.3.1EnsayosdeDemostracindelaFiabilidad.................................................................................... 137 V.3.2EnsayosparaMedirParmetrosdeFiabilidad............................................................................ 137 V.3.3SegnelLugardeEnsayo ..................................................................................................................... 137 V.3.4SegnelTiempodeEnsayo ................................................................................................................. 138 V.3.5SegnelReemplazamiento.................................................................................................................. 138 V.3.6OtrosTiposdeEnsayos ......................................................................................................................... 139

V.4EnsayosporMuestreo ..................................................................................................... 139

V.5ClculodelaVidaMediaEstimada ........................................................................... 141 V.6IntervaloyNiveldeConfianza ......................................................................................... 144

V.6.1EnsayoaTiempoFijoeIntervalonoCentrado............................................................................ 146 V.6.2EnsayoaTiempoFijoeIntervaloCentrado.................................................................................. 147

V.6.3EnsayoaFalloFijoeIntervalonoCentrado ................................................................................. 148 V.6.4EnsayoaFalloFijoeIntervaloCentrado........................................................................................ 148

V.7EnsayosAcelerados.......................................................................................................... 149V.7.1ModelodeArrhenius............................................................................................................................. 152 V.7.2ModelodeEyring .................................................................................................................................... 156 V.7.3LeydePotenciaInversa ....................................................................................................................... 158 V.7.4ModelodeCoffinManson.................................................................................................................... 159

V.8ReferenciasBibliogrficasdelCaptulo........................................................................... 160 VI. Confiabilidad En La Operacin a traves del RCM.............................................................. 163 VI.1.AntecedentesdelMantenimientoCentradoenFiabilidad(RCM) ................................ 163VI.2.AspectosTericosBsicosdelRCM............................................................................... 165VI.3.ProcesodeImplantacindelRCM................................................................................. 167

VI.3.1.FormacindelEquipoNaturalDeTrabajodelRCM............................................................... 168 VI.3.2.SeleccindelSistemayDefinicindelContextoOperacional ............................................ 171 VI.3.3.DesarrollodelAnlisisdeModosyEfectosdeFallos(FMEA)............................................ 183 VI.3.4.ProcesodeSeleccindelasEstrategiasdeMantenimiento(LgicaRCM).................... 196 VI.3.5.EjemplodeAplicacindeMtodoRCM ...................................................................................... 201

VI.4.ConsideracionesFinalessobrelaMetodologaRCM..................................................... 215VI.5.ReferenciasBibliogrficasdelCaptulo.......................................................................... 217 VII. Anlisis Causa-Raz............................................................................................................. 219 VII.1.IntroduccinalProcesodeAnlisisCausaRaz(RCA) .................................................. 219VII.2.AspectosTericosBsicosdelRCA ............................................................................... 220

VII.2.1.CambiosdeParadigmasenelProcesodeAnlisisdeProblemas ................................... 221 VII.3.ProcesodeImplantacindelRCA ................................................................................. 223

VII.3.1.Etapa1:FormacindelEquipoNaturaldeTrabajodeRCA ............................................. 224 VII.3.2.Etapa2:DefinicinyJerarquizacindelosProblemas ....................................................... 227 VII.3.3.Etapa3:DefinicinyPriorizacindelosModosdeFallos ................................................. 230 VII.3.4.Etapa4:DefinicinyValidacindeHiptesis ......................................................................... 232 VII.3.5.Etapa5:DefinicinyValidacindeCausasRaces ................................................................ 234 VII.3.6.Etapa6:DefinicinyEvaluacinEfectividaddeSolucionesPropuestas ..................... 236

VII.4.EjemplodeAplicacindelMtodoRCA ....................................................................... 241VII.4.1.AntecedentesenRecurrenciadeFallosenUnidadesdeBombeo .................................. 241 VII.4.2.ResultadosdelaAplicacindeRCAenSistemas:AmericanC456 ............................... 243

VII.5.ConsideracionesFinalessobrelaMetodologaRCA..................................................... 262VII.6.ReferenciasBibliogrficasdelCaptulo......................................................................... 264 VIII. Tcnicas de Fiabilidad Humana para la Mejora de la Confiabilidad............................... 267 VIII.1.IntroduccinfiabilidadHumana .................................................................................. 267VIII.2.TcnicasdeFiabilidadHumana.................................................................................... 268VIII.3.LaImportanciadelFactorHumano............................................................................. 269

VIII.4.FactoresdelaConfiabilidaddeSistemas.................................................................... 269VIII.5.ConfiabilidadIntegraldeActivos ............................................................................... 271VIII.6.GestindelCapitalIntelectual ................................................................................... 272VIII.7.ElFactorHumano........................................................................................................ 274

VIII.7.1ElComportamientoyelErrorHumano .................................................................................... 274 VIII.7.2IntegracindelosFactoresHumanosenlosSistemasdeTrabajo................................. 277

VIII.8.ModelodeFiabilidadHumana.................................................................................... 279VIII.8.1ReflexionesAcercadelModelodeFiabilidadHumana........................................................ 281

VIII.9.ElEslabnMsDbil ................................................................................................... 282VIII.10.ReferenciasBibliogrficasdelCapitulo...................................................................... 283 IX. Tcnicas de APS para Sistemas Altamente Complejos y de Riesgo Significativo......... 287 IX.1.IntroduccinalosAnlisisProbabilistasdeSeguridad.................................................. 287IX.2.ModelosdeFiabilidad .................................................................................................... 289IX.3.DistribucionesTpicasdelaFuncinDensidaddeProbabilidad................................... 292

IX.3.1.VariablesAleaotriasDiscretas ........................................................................................................ 292 IX.3.2.VariablesAleaotriasContinuas....................................................................................................... 294

IX.4.DesarrollodeunAPS..................................................................................................... 296IX.4.1.FamiliarizacinconlaPlanta;IdentificacindeSucesosIniciadores ............................ 299 IX.4.2.DelineacindelosrbolesdeSucesos ........................................................................................ 299 IX.4.3.rbolesdeFallo..................................................................................................................................... 301 IX.4.4.AnlisisdeDatos................................................................................................................................... 303 IX.4.5.Cuantificacin ........................................................................................................................................ 304 IX.4.6.AnlisisdeResultados........................................................................................................................ 305

IX.5.ReferenciasBibliogrficasdelCaptulo .......................................................................... 306 __________________________________________________________________________________ PARTE 3.TERMINOLOGIA INTERNACIONAL Y SOPORTE INFORMTICO __________________________________________________________________________________ X. Terminologa .......................................................................................................................... 309 X.1.DefinicionesyTrminos .................................................................................................. 309 XI. Aplicaciones Software para Anlisis RAMS....................................................................... 343 XI.1.IntroduccinyObjetivos ................................................................................................ 343XI.2.TiposdeAnlisismsUtilizados..................................................................................... 345XI.3.HerramientasSoftwaredeAnlisisRAMS ..................................................................... 350

XI.3.1.IntroduccinalasHerramientas.................................................................................................... 352 XI.3.2.CaractersticasdeMdulosComunes .......................................................................................... 355 XI.3.3.CaractersticasdeMdulosAdicionales(NoComunes)........................................................ 361 XI.3.4.FactoresdeCaracterizacinaConsiderar.................................................................................. 365

XI.5.ReferenciasBibliogrficasdelCaptulo .......................................................................... 370 XII. Fuentes de Informacin en Internet ................................................................................... 373 XII.1.Introduccin ................................................................................................................. 373XII.2.FuentesdeInformacin ............................................................................................... 374

XII.2.1Portales .................................................................................................................................................... 374 XII.2.2.Noticias.................................................................................................................................................... 375 XII.2.3.EBooks ................................................................................................................................................... 376 XII.2.4.CursosyMasteres............................................................................................................................... 376 XII.2.5.Libreras.................................................................................................................................................. 381 XII.2.6.RevistasYEZineS ......................................................................................................................... 381 XII.2.7.Freeware................................................................................................................................................. 382 XII.2.9.Asociaciones.......................................................................................................................................... 383 XII.2.10.Conferencias....................................................................................................................................... 385

XII.3.Conclusiones................................................................................................................. 385

Parte1

IntroduccinalaConfiablidad

I

INTRODUCCINALCONCEPTOEIMPORTANCIADELACONFIABILIDADENLACALIDADDESERVICIO

I.1.INTRODUCCIN

En este primer captulo nos aproximamos al concepto de confiabilidad, tambin

denominado seguridad de funcionamiento, y a su relacin con aspectos claves para

nuestros activos, productos y servicios industriales como son la calidad o el

mantenimiento.

La confiabilidad es un trmino cuya definicin est intrnsecamente asociada a

la fase operativa de los activos industriales o sistemas productivos, pero que en gran

medida depende igualmente de las actuaciones que se hayan realizado en la fase de

preparacin de los mismos. A su vez la confiabilidad es un trmino cualitativo, no

cuantitativo, y que relaciona diferentes aspectos y aptitudes de los activos

productivos y de las organizaciones que los alojan.

Veamos entonces una base conceptual de aquellos aspectos claves que tienen

que ver con la confiabilidad, que la condicionan, pero tambin que se ven afectados

o impactados por la situacin de la misma para un determinado activo industrial.

I.2.LACALIDADDEUNSERVICIOYLACONFIABILIDAD

La calidad de servicio es una aptitud de un servicio, un efecto global de las

caractersticas del servicio que determina el grado de satisfaccin del usuario del

mismo (esta definicin la obtenemos del vocabulario electrotcnico de la Comisin

Electrotcnica Internacional [CEI] que puede consultarse en www.electropedia.org,

en concreto estamos consultando el rea 191 sobre seguridad de funcionamiento y

calidad de servicio). La calidad de servicio depende de diversos factores como

podemos comprobar en la Figura 1.1.

2Aproximacin a la Confiabilidad. Aplicaciones Prcticas.

La anterior definicin es consistente con la definicin de ISO de calidad,

entendida como la aptitud de un producto de satisfacer las necesidades de un

usuario. En la figura 4.1 la CEI nos indica cmo, la confiabilidad influye en la calidad

de servicio a travs de la servibilidad, que es un trmino que se define como la

aptitud de un servicio a ser obtenido cuando sea requerido por un usuario y a

continuar su cometido durante un tiempo por l requerido, siempre dentro de unas

tolerancias y condiciones especificadas por el usuario. Es decir este es un trmino

que mezcla accesibilidad del servicio y continuidad del mismo. La servibilidad a su

vez depende de la capacidad y de la seguridad de funcionamiento del sistema o red

a travs del cual el servicio llega al usuario.

Calidad de servicio

Logstica de servicio

Facilidad de utilizacin

Accesibilidad del servicio

Continuidad del servicio

Integridad del servicio

Servibilidad

Capacidad

Seguridad de funcionamiento - Confiabilidad

Disponibilidad

Fiabilidad Mantenibilidad Logstica de mantenimiento

Servicio

Dispositivo

Figura 1.1. Factores que condicionan la calidad de servicio - CEI 50 (191).

Un aspecto curioso de las normas CEI es que las definiciones sobre aptitudes

de los servicios, llegan slo a factores de un primer nivel (logstica de servicio,

facilidad de utilizacin, servibilidad e integridad de servicio), los niveles siguientes (a

IntroduccinalConceptoeImportanciadelaConfiabilidadenlaCalidaddeServicio. 3

partir de capacidad y seguridad de funcionamiento) quedan definidos en este

vocabulario y en la norma tcnica 50-190 de CEI como aptitudes de los elementos

(items), que no del servicio. En este documento incidiremos por tanto

fundamentalmente en aptitudes de elementos o dispositivos industriales (item se

definen en la norma como toda parte, componente, subsistema, unidad funcional,

equipo o sistema que se pueda considerar individualmente).

I.3.LACONFIABILIDADYLAEFICACIALASERVIBILIDAD

Quin maneje el vocabulario electrotcnico observar que la servibilidad del servicio

es sinnimo de eficacia del dispositivo o sistema industrial, es decir la norma define a

un dispositivo industrial (podramos llegar a pensar en un sistema de produccin)

como eficaz cuando demuestra su aptitud para responder a una demanda de servicio

(expresada por ejemplo en unidades producidas durante un determinado tiempo) de

unas caractersticas cuantitativas dadas. De acuerdo con la norma adems, e igual

que suceda con la servibilidad del servicio, la eficacia del sistema productivo

depende de su capacidad de produccin y de su confiabilidad, seguridad de

funcionamiento o simplemente disponibilidad para producir.

La confiabilidad es un trmino que entendemos tiene su razn de ser asociada a

la fase operativa de los activos industriales o sistemas productivos (quin utilice la

norma en su versin inglesa observar cmo cada trmino en ingls que se utiliza para

caracterizar la confiabilidad tiene asociada la palabra performance a su derecha, es

decir por ejmplo, no se habla de reliability sino de reliability performance), en esa fase

la confiabilidad del sistema es su aptitud o capacidad de cumplir con su propsito

dentro de los lmites del diseo y para unas condiciones operacionales dadas a

travs de procesos, tecnologas y personas. El propsito del sistema productivo est

generalmente expresado en forma de compromisos cuantitativos de servicio durante


perodos de tiempo preestablecidos en sus planes y programas de produccin. La

aptitud del sistema para cumplir con estos propsitos satisfactoriamente nos permite

catalogarlo como un sistema eficaz.

Eficacia del dispositivo

Capacidad

Seguridad de funcionamiento - Confiabilidad

Disponibilidad

Fiabilidad Mantenibilidad Logstica de mantenimiento

Figura 1.2. La eficacia del dispositivo o del sistema de produccin.

La capacidad del sistema productivo es su aptitud, en condiciones internas dadas

(por ejemplo, con cualquier combinacin o configuracin de equipos que se encuentren

incluso en diferentes estados de funcionamiento posible, averiados o no), para

responder a una demanda de servicio de unas determinadas caractersticas

cuantitativas. Mientras que la disponibilidad del sistema de produccin ser la aptitud

del mismo para estar en situacin de realizar una funcin requerida en condiciones

dadas en un instante dado, o durante un intervalo de tiempo dado, suponiendo que se

proporcionan los medios exteriores necesarios. El trmino confiabilidad, tambin

denominado seguridad de funcionamiento (en ingls dependability) expresa un

concepto general, sin carcter cuantitativo, que engloba al conjunto de propiedades


utilizadas para describir la disponibilidad de un sistema de produccin y los factores que

la condicionan (figura 1.2): fiabilidad, mantenibilidad y logstica de mantenimiento.

Decir que la eficacia del sistema productivo depende de su capacidad y su

confiabilidad, es lo mismo que afirmar que su eficacia quedar condicionada por su

diseo, configuracin, estado de funcionamiento, correcta operacin y de manera

muy importante su adecuado mantenimiento. Un nivel de confiabilidad que garantice

la eficacia del sistema productivo se consigue activando una serie de procesos de

mejora continua que incorporan en forma sistemtica herramientas de diagnstico,

metodologas de anlisis y nuevas tecnologas, para optimizar el proyecto, la gestin, la

planificacin, la ejecucin y el control, asociados con la operacin y el mantenimiento

del sistema productivo. Es necesario por tanto actuar de manera integrada sobre los

activos, desde su diseo hasta su operacin, como tambin sobre aspectos

relacionados con los procesos y las personas.

Definido ya el concepto de eficacia de un sistema productivo, el concepto de

eficiencia de la explotacin del mismo se obtiene entonces como el cociente entre el

nivel de eficacia logrado en dicha explotacin y los costes incurridos para ello.

I.4.LACONFIABILIDADYLASEGURIDAD

Cuando un consumidor o una industria adquieren un determinado dispositivo, le

demandar su funcionamiento de manera ininterrumpida (como es el caso

normalmente de un frigorfico o un horno) o de forma discontinua (como en el caso de

un automvil). Adems de su disponibilidad para desarrollar su funcin prevista, le

requerir seguridad. Es decir, que opere sin provocar daos (ni al propio usuario, ni a

su entorno). En este contexto, la Fiabilidad de los dispositivos o capacidad de los

mismos para operar ininterrumpidamente en condiciones adecuadas, segn las


condiciones de diseo, se configura como la caracterstica operativa fundamental. Si un

dispositivo es totalmente fiable, ste estar siempre disponible y, si como normalmente

se establece en las sociedades del primer mundo donde la seguridad es una

caracterstica intrnseca a cualquier dispositivo que se lanza al mercado y, por tanto,

slo la avera del dispositivo podra ocasionar dao, a la vez, ser totalmente seguro.

t t = 0

(t) ( ) tdtt eeR(T)T

0 ==

Figura 1.3. Efecto del mantenimiento preventivo sobre la fiabilidad de un

dispositivo.

En la realidad, no existen equipos absolutamente fiables. Siempre hay una

probabilidad de fallo que debe reducirse hasta valores suficientemente pequeos que

permitan la aceptacin de los dispositivos por parte de la sociedad. Durante la vida

operativa de los equipos, aparecen fallos y averas por causas aleatorias, siendo

necesario reparar los equipos averiados y, por tanto, aplicarles mantenimiento

correctivo. Asimismo, durante la explotacin de los dispositivos en su entorno operativo

real, aparecen diversos procesos de degradacin o desgaste que incrementan su tasa

de fallo y reducen su fiabilidad. Para intentar paliar el impacto negativo de estos

procesos, se aplican tareas de mantenimiento preventivo cuyo efecto puede


visualizarse como la eliminacin de un "perodo de quemado de vida", devolviendo al

dispositivo un cierto perodo de vida til (Vase Fig. 1.3). Como es sabido, el perodo de

vida til de un dispositivo se caracteriza por presentar habitualmente una tasa de fallos

constante, lo que indica la inexistencia de procesos de desgaste que contribuyan a

incrementar la tendencia al fallo de los dispositivos.

Tanto la aplicacin de tareas de mantenimiento correctivo como aquellas tareas

de mantenimiento preventivo que requieren la indisponibilidad de los dispositivos para

su ejecucin afectan a su indisponibilidad. Lo mismo ocurre en relacin con la

seguridad, si se tiene en cuenta la correlacin existente entre el dao causado y la

duracin del perodo de tiempo en el que el foco fuente del agente daino permanece

activo o se considera el incremento del riesgo que se produce, por ejemplo, cuando se

dejan indisponibles temporalmente por mantenimiento programado determinados

sistemas de seguridad.

Como conclusin de lo dicho hasta ahora, puede indicarse que el mantenimiento

constituye una de las opciones ms adecuadas para conseguir altos niveles de eficacia

en la explotacin segura de las instalaciones, mxime cuando en un nmero elevado de

ocasiones no se puede actuar directamente sobre la fiabilidad intrnseca de los

dispositivos, ya sea modificando su diseo o sustituyndolos por otros ms fiables.

I.5.LACONFIABILIDADYLOSCOSTES

Los costes de explotacin de un dispositivo pueden desagregarse en costes de

utilizacin (CU), costes de confiabilidad (CCF) y costes de no confiabilidad (CNCF). Los

costes de utilizacin comprenden todos aquellos costes requeridos para conseguir

arrancar y operar el dispositivo en cuestin (combustible, personal, etc.). Los costes

de confiabilidad corresponden a los costes incurridos para el mantenimiento

preventivo de los equipos y los asociados a las medidas especficamente implantadas

para conseguir unos determinados niveles de fiabilidad, disponibilidad y seguridad.


Por su parte, los costes de No Confiabilidad representan los costes relativos a las

actividades de mantenimiento correctivo de los equipos averiados y a las

indemnizaciones econmicas a las que ha habido que hacer frente por los daos

derivados de los accidentes que se hayan podido ocasionar.

Si se supone que CU de un dispositivo es independiente de su confiabilidad,

CCF crece con sta y CNCF disminuye segn aumenta el nivel de confiabilidad, la curva

que representa la suma de CCF y CNCF tendr un mnimo que corresponde al nivel

ptimo de confiabilidad. Ser en este punto representativo de un determinado

proceso de explotacin del dispositivo considerado en el que se obtiene el mximo

beneficio de explotacin (Vase Figura 1.4, donde B=beneficio y VE=ventas). Por

consiguiente, es a este punto hacia el que se debe tender, adoptando las medidas

que se juzguen apropiadas.

Situaciones de explotacin a la derecha del punto ptimo indicarn que se

est en unas condiciones de confiabilidad superiores a las ptimas. En trminos de

mantenimiento, se podra decir que, en tal caso, el equipo est sobremantenido,

mientras que situaciones de explotacin posicionadas a la izquierda del punto O,

correspondern a procesos de inframantenimiento.

0 Confiabilidad

Unidades econmicas

A B

C CCF T NCFT+

C CCF T NCF T+

CCFT

CNCFT

CF OT( )CF A T ( ) CF BT( )

O

VE T

[ ]NCFCFU CCCVEB ++=

TUC

Figura 1.4. Coste de explotacin de un dispositivo.


Segn lo anterior, el mantenimiento de los dispositivos tiene como objetivos

fundamentales la consecucin del mximo beneficio de explotacin durante toda su

vida operativa (contribuyendo a la generacin de ingresos y minimizando los costes

asociados a dicha explotacin) y el alargamiento de su vida til. En este sentido, el

Departamento de Mantenimiento no debe visualizarse como un centro de costes,

sino como un verdadero centro de beneficios que acta sobre los costes incurridos,

pero tambin sobre los ingresos generados y, por tanto, a la hora de minimizar su

presupuesto conviene analizar profundamente la prdida de valor que se puede

ocasionar con dicha decisin.

En resumen, se puede concluir que, durante la fase de explotacin de un

dispositivo, se busca conseguir la mxima eficiencia de explotacin, lo que implica

maximizar el nivel de confiabilidad (eficacia) logrado por unidad econmica dedicada

en el perodo temporal bajo consideracin. De aqu, la gran importancia que la

confiabilidad tiene para el diseo y explotacin de componentes, equipos, sistemas e

instalaciones.

I.6.CONFIABILIDADYMANTENIMIENTO

La ingeniera en el campo de la confiabilidad, a travs del compromiso del factor humano y del

anlisis cuantitativo, debe observar el comportamiento de los equipos y de sus configuraciones

sistmicas, proyectar, mejorar y controlar el mantenimiento, desde la etapa de concepcin de

nuevos proyectos hasta la operacin de los mismos. Definitivamente la ingeniera debe

entregar un importante valor al mantenimiento. Su modelado de las variables asociadas con

la seguridad de funcionamiento de los equipos y sistemas, y de aquellas relacionadas con los

costes globales de los mismos (directos e indirectos) debe lograr identificar las criticidades y

riesgos de acuerdo a la combinacin de la frecuencia de los eventos y su consecuencia o

severidad. Ser entonces posible, no slo ejecutar eficientemente el mantenimiento, sino


adems convertirlo en un proceso eficaz que contribuya al objetivo final perseguido por el

negocio.

Si logramos este cambio en el mantenimiento superaremos su accin limitada a nivel

operativo, en una perspectiva del corto plazo, para lograr que asuma adems un papel

estratgico-tctico, con una visin amplia de mediano y largo plazo. Esta nueva forma de

concebir y hacer mantenimiento transformar esta funcin empresarial desde una unidad de

gasto a una de resultados y de oportunidades. Crear una cultura organizacional en la que

prevalezca la integracin, la prevencin, la mejora continua, el conocimiento, la tecnologa y

la innovacin.

I.7.MANTENIMIENTOYFUNCINREQUERIDA

Hemos comentado cmo para mejorar la confiabilidad de nuestros dispositivos tenemos

que intervenir en el plano de la gestin y del mantenimiento de los mismos. Ha

quedado claro cmo el mantenimiento incide en cada uno de los factores que

caracterizan la disponibilidad: Por un lado fiabilidad y mantenibilidad hacen referencia a

aptitudes propias de elementos o de sistemas, estas aptitudes son inherentes a los

mismos, pero siempre que se respeten unas condiciones fijadas para su utilizacin y

mantenimiento; Por otro lado la logstica de mantenimiento tiene que ver con aspectos

organizativos, es la aptitud de una organizacin de mantenimiento, en unas condiciones

dadas, para proporcionar sobre demanda los medios necesarios para mantener un

elemento conforme a una poltica de mantenimiento dada.

Para poder intervenir adecuadamente en la confiabilidad de un dispositivo

mediante una mejora de su mantenimiento es necesario conocer con precisin su

significado, el cometido de sus distintos tipos y su proceso de gestin para su mejora

continua. Profundizamos a continuacin en el concepto de mantenimiento para


preocuparnos a continuacin por ofrecer al lector una visin prctica de su proceso de

gestin.

Las operaciones en una instalacin industrial incluyen (definicin adaptada de

50-190-01-12 de CEI, donde nuevamente se realiza para un item) una combinacin de

todas las acciones tcnicas, administrativas y de gestin, durante el ciclo de vida de la

instalacin, destinadas a permitir que la misma cumpla una funcin requerida,

adaptando esta funcin segn la necesidad a las variaciones de las condiciones

exteriores. Se entiende por condiciones exteriores, por ejemplo, la demanda de servicio

y las condiciones ambientales. Dentro de las actividades operativas, las de

mantenimiento (UNE-EN 13306, 2001) se definen como una combinacin de todas las

acciones tcnicas, administrativas y de gestin, durante el ciclo de vida de un

elemento, destinadas a conservarlo, o devolverlo, a un estado en el cual puede

desarrollar una funcin requerida.

Un aspecto importante por tanto de las definiciones anteriores, as como de la

definicin de disponibilidad, es el concepto de funcin requerida. La funcin requerida

de un dispositivo se define como una funcin o conjunto de funciones que son

necesarias para que el dispositivo pueda cumplir un determinado servicio. Entonces, el

conocimiento de la funcin requerida del equipo es lo que nos permite denominar a

una tarea operativa como tarea de mantenimiento. De tal modo que no podemos decir

con propiedad que mantenemos un equipo si no conocemos su funcin requerida.

La definicin de la funcin requerida es una tarea compleja y debe ser precisa

en cada entorno operativo. Es compleja pues la funcin requerida consiste en varias

funciones en la mayora de los casos, adems la funcin requerida de un equipo puede

variar para un mismo contexto operacional, esto sucede en los casos en los cuales el

equipo tiene distintos modos de funcionamiento. Por ejemplo, un motor elctrico de

un submarino puede funcionar propulsndolo o frenndolo segn su modo de


operacin. Cada modo de operacin dicta as una funcin requerida del motor. La

definicin de la funcin requerida es tambin una tarea precisa, requiere que se detalle

lo que se denomina estndar de funcionamiento de cada funcin, o valor (rango) que

permite especificar, cuantificar y evaluar de forma clara esa funcin del equipo

(propsito cuantificado). Un ejemplo de descripcin de una funcin de un equipo

mediante su estndar de ejecucin es el siguiente:

__

Equipo: Bomba

Funcin: Transferir y mantener la circulacin del agua de la toma de succin a la piscina.

Estndar de ejecucin esperado: Transferir a la piscina en condiciones normales entre 25 (-5)

l/min y 70 (+5) l/min de agua a 10 (+/- 5) kg/cm2.

__

Conocida con precisin la funcin requerida del equipo, existen dos tipos

posibles de tareas de mantenimiento a realizar sobre el mismo. Cuando realizamos

tareas que intentan preservar esa funcin sin que el equipo la pierda o falle

funcionalmente (mantenimiento preventivo) o cuando realizamos tareas encaminadas a

restituir al equipo a unas condiciones en las cuales cumple con esa funcin

(mantenimiento correctivo). La determinacin de la tipologa de cada tarea de

mantenimiento nos obliga a declarar oportunamente las condiciones en que el equipo

ha perdido su funcin. As por ejemplo en el caso de la bomba anteriormente

comentado, el fallo funcional del equipo se produce si:

A. El equipo no es capaz de transferir nada de agua a la piscina; B. Transfiere agua a menos de 20 l/mim; C. Transfiere agua a ms de 75 l/min; D. Transfiere agua a menos de 5 kg/cm2; E. Transfiere agua a ms de 15 kg/cm2.


Por lo tanto, si hacemos mantenimiento sobre un equipo en que se dan alguna

de estas circunstancias y con el propsito de restituirlo a unas condiciones en las cuales

cumple con su funcin anteriormente expresada, estamos realizando un mantenimiento

correctivo del equipo. Cada prdida funcional podr estar producida por distintos

motivos (modos de fallo) y tendr consecuencias distintas en la instalacin

dependiendo de cada escenario productivo. Ser labor del mantenimiento determinar

las acciones convenientes, preventivas o correctivas, incluso rediseo, a asignar al

equipo en base a la naturaleza, criticidad y ocurrencia de cada evento que produzca la

prdida funcional.

I.8.REFERENCIASBIBLIOGRFICASDELCAPTULO

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Plantas Industriales. Ril Editores. Santiago de Chile.

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methods for complex systems maintenance. London: Springer Verlag.

- Crespo Marquez A, Gupta JND. 2006. Contemporary maintenance management:

Process, framework and supporting pillars. Omega, 34(3): 313-326.

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- EN 13306:2001. 2001. Maintenance Terminology. European Standard. CEN

(European Committee for Standardization), Brussels.


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Research, 32(4):797-805.

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to improve maintenance. European Journal of Operational Research, 82: 241-257.

- Wireman T. 1998. Developing performance indicators for managing maintenance.

New York: Industrial Press.

II

CONFIABILIDADYFASEDEPREPARACIN

II.1.INTRODUCCINDECONFIABILIDADYFASEDEPREPARACIN.

Durante nuestros aos de experiencia industrial y en proyectos de investigacin, nos

hemos encontrado que por lo general al escuchar la palabra proyecto, esta es

rpidamente asociada o relacionada solo al departamento de ingeniera y diseo, al

igual que el concepto confiabilidad es asociado al departamento o funcin

mantenimiento; sin embargo tanto como la primera apreciacin como la segunda son

errneas. Un proyecto implica la coordinacin de todos los recursos disponibles para

conseguir determinado objetivo, lo que supone la interaccin entre conocimiento

(experiencia), tecnologa, entorno, estructuras, procesos, servicios y productos

(Amendola, 2009). Lo que no se limita a una funcin en concreto. Por otro lado, la

confiabilidad no es nicamente materia de mantenimiento ni de un departamento

dedicado slo al clculo de indicadores y anlisis, No existe frmula de la

confiabilidad de un activo fsico, puesto que requiere datos que no slo genera un

nico aspecto de la organizacin sino mltiples..

Es as como las disciplinas de Proyecto y Confiabilidad, comparten

apreciaciones errneas estigmatizadas en el tiempo. Esto ha ocasionado que en la

prctica los proyectos no gocen por lo general de confiabilidad desde la fase de

preparacin (CDFP).

Por otro lado, el enfoque de la aplicacin de conceptos, metas y

procedimientos de confiabilidad (RCM, OCR, TPM, IBR, RCA, AMEF, etc.), ha estado

prcticamente limitado a instalaciones existentes en operacin o en fase de

construccin. La aplicacin de los conceptos de confiabilidad se ha reflejado en los

resultados al mejorar la disponibilidad de las instalaciones, lo cual a su vez ha


redundado en un incremento de valor de las mismas. Si se busca maximizar el valor

del dinero invertido (optimizar los costes) durante el ciclo de vida del proyecto1 , la

aplicacin de los conceptos, metas y procedimientos de confiabilidad no deberan

limitarse a la etapa de construccin y operacin, estos deberan ser aplicados a lo

largo de todo el ciclo de vida del proyecto asociado a la instalacin. Esto es lo que se

conoce como ya hemos mencionado confiabilidad desde la fase de preparacin

(CDFP).

La aplicacin de confiabilidad tendr un mayor impacto en los resultados, si

sta es aplicada desde la etapa ms temprana de un proyecto (fase de diseo del

proyecto), razn por la cual, se hace necesaria la generacin de un documento que

especifique las acciones a seguir en confiabilidad en las fases del proyecto.

En la ejecucin de una apropiada metodologa de direccin de proyectos de

inversin, se definen las acciones y enfoque de confiabilidad que deben considerarse

durante la fase de preparacin, especficamente la fase de definicin y desarrollo

(visualizacin, conceptualizacin y definicin). Esta metodologa va dirigida al

personal que participa durante las fases de preparacin de los proyectos y tiene el

propsito de asegurar, normalizar y uniformizar; de una manera ordenada, la

aplicacin de los conceptos, procedimientos y metodologas de confiabilidad durante

esta fase e integrarlas con las actividades y documentos que se generan durante el

desarrollo de los proyectos de inversin de capital2 .

1 El ciclo de vida del proyecto se refiere a que para facilitar la gestin, los directores de proyectos o laorganizacinpuedendividir losproyectosen fases,con losenlacescorrespondientesa lasoperacionesde laorganizacin ejecutante. La transicindeuna fase aotrapor lo general estdefinidapor alguna formadetransferenciatcnica.(PMI,2009).

2 Los proyectos de inversin de capital se refieren a aquellos proyectos para la operacin de nuevasinstalaciones,ampliacionesyrevampingsdentrodetodaslasreasoperacionalesdelaempresa.

ConfiabilidadyFasedePreparacino 17

A fin de reflejar ms fielmente las necesidades de la empresa y la manera de

hacer las cosas, el enfoque y acciones de confiabilidad, se generaran a partir de

bibliografa consultada y reuniones con miembros de las Comunidades de

Conocimiento de Confiabilidad Operacional, las acciones y enfoque que pretenden

ser las mejores prcticas de aplicacin de confiabilidad en la fase de diseo para

las empresas, considerando que la industria debe de promover el ambiente

colaborativo que permita que los trabajadores del conocimiento o knowledge

workers, trabajen juntos para cumplir con los proyectos y solamente entonces,

colectar ese conocimiento para que sea distribuido al resto de la empresa

(Amendola, 2008b). Con este enfoque se plantea ir ms all de las grandes teoras

de la definicin del Asset Management3 y Confiabilidad, para realmente construir y

fortalecer la inteligencia del negocio, y es por ello que es necesario el equilibrio entre

humanos, organizacin e indicadores (Amendola, 2007b).

II.2.CONSIDERACIONESYCONCEPTOSDECONFIABILIDADYFASEDEPREPARACIN.

En el presente captulo, se exponen las consideraciones que justifican y explican la

importancia de aplicar los conceptos de confiabilidad desde la etapa de diseo en los

proyectos de ingeniera, as como ciertos aspectos conceptuales relacionados con el

tema.

Recientemente, se ha reconocido que uno de los enfoques ms importantes

para incrementar valor en una instalacin, es mejorar la disponibilidad o la utilizacin

de la misma. El enfoque tradicional comnmente utilizado para incrementar valor, ha

sido aumentar el volumen de las ventas y la capacidad de manufactura del activo,

3Expresineninglsparareferirsealagestinintegraldeactivosfsicos


reducir costes, la apertura de nuevos mercados o la combinacin de estos factores.

Un incremento en la disponibilidad, se puede lograr mejorando los procedimientos de

operacin, tcnicas de mantenimiento de activos y con la confiabilidad intrnseca de

la instalacin.

A raz del reconocimiento de este nuevo enfoque, ha surgido el concepto de

Utilizacin de Activo (UA), el cual toma en consideracin las ventas y la

disponibilidad. El objetivo primordial de una instalacin, es maximizar la UA o

maximizar el valor del dinero invertido a lo largo del ciclo de vida del proyecto. Al

realizarse benchmarking con otras compaas, se ha encontrado que la prdida de

oportunidad de UA se debe a problemas que estn distribuidos equitativamente entre

Operaciones, Mantenimiento y Diseo. Para mejorar la disponibilidad de una

instalacin, se hace necesario aplicar conceptos, metas y procedimientos de

confiabilidad a lo largo de toda la vida del proyecto (CDFP).

La clave para obtener una instalacin que sea coste-efectiva y tener un

producto/instalacin confiable es a travs de la aplicacin de los conceptos de

confiabilidad desde la etapa ms temprana del proyecto o en la etapa de diseo y

preparacin (particularmente en la etapa de definicin y desarrollo).

Es en esta etapa cuando la aplicacin de confiabilidad tiene mayor impacto u

oportunidad de afectar los resultados, ya que el proyecto es lo suficientemente

flexible para ser modificado o rediseado sin un impacto elevado en los costes. De lo

contrario, si las mejoras por confiabilidad se aplican una vez que se haya

congelado el diseo, cualquier cambio o modificacin tendr un impacto sustancial

en los costes.

Al observarla curva de oportunidades de reduccin de coste/programacin en

un proyecto (ver Figura 2.1), existe un paralelismo entre esta oportunidad y la

correspondiente a la aplicacin de los conceptos de confiabilidad. Como se aprecia,

hay mucha ms oportunidad de influenciar los resultados de coste y tiempo durante


las etapas tempranas del proyecto, cuando los desembolsos son relativamente

mnimos que en las etapas subsiguientes, cuando se construye y opera la instalacin.

Lo mismo sucede al aplicar confiabilidad a las instalaciones, si los conceptos son

aplicados tempranamente, la influencia que puede tener en el nivel de confiabilidad

del producto/instalacin, ser mucho mayor que cuando se aplique en una fase

intermedia o tarda del proyecto.

PEP: Plan de Ejecucin de Proyectos

Definicin completa

alcance y PEP clase

presupuesto

Operacin Anlisis

Cumplimiento Expectativas de

Negocio

MaterializacinPEP Hasta

Completacin mecnica

Contratacin Seleccin Mejor(es)

Opcin(es) Mayor

Precisin de estimados

Identificacin de Proyecto,

Alineacin con el plan de Negocio

DEFINICIN Y DESARROLLO CONTRA- TACIN

EJECUCIN OPERACIN (FRONT END LOADING)

-

O

POR

TUN

IDA

D

+

-

D

ESEM

BO

LSO

+

Aprobacin del Proyecto

Otorgamiento de Buena Pro

Curva de Oportunidades de Reduccin de Coste / Programacin en un Proyecto

Figura 2.1. Coste/Programacin en un proyecto

Quines deben participar en la aplicacin de confiabilidad en la fase de

preparacin de un proyecto?, la respuesta a esta pregunta es que se requiere de la

participacin de las experiencias y habilidades multidisciplinarias de diferentes

especialistas. Para lograr un mximo valor, se requiere una combinacin de

prcticas de gerencia, financiera, de ingeniera, construccin y otras prcticas

aplicadas a activos en bsqueda de un coste de ciclo de vida econmico. Este

concepto tiene que ver directamente con CDFP y mantenibilidad de activos fsicos.


Un aspecto a considerar a lo largo del ciclo de vida de un proyecto, es lograr

un balance adecuado entre productividad y seguridad a un coste ptimo. Este coste

ptimo va dirigido a modelar y analizar los distintos escenarios con el fin de poder

determinar el momento oportuno para realizar una actividad, conocer la viabilidad

econmica de algn proyecto o bien determinar el nmero ptimo de repuestos

apoyando as al desarrollo de los paquetes de trabajo (Amendola, 2001; 2007).

Es de vital importancia para la confiabilidad en la fase de diseo y

preparacin, la adecuada instalacin y puesta en servicio de los equipos, lo que

implica la definicin de los procedimientos de operacin y la utilizacin de

documentos que nos permitan acumular informacin referida a: los sistemas y

subsistemas, modos y causas de fallo, funciones primarias y segundarias,

consecuencias, como los histricos de fallos. Es decir, tener documentadas adems

de las consideraciones anteriores, las frecuencias de fallos que sern empleadas

posteriormente para la implementacin de los programas, anlisis de riesgos y

evaluacin de costes. Supone tambin por parte del fabricante, la definicin del

grado de confianza que puede concederse a un elemento, atenindose a la calidad

de los materiales empleados, la perfeccin con que ha sido elaborado, la

multiplicidad, la modularidad y cuidado de los controles como pruebas a que ha sido

sometido dicho equipo. Cuando un elemento satisface a todas estas condiciones, se

puede tener una seguridad casi absoluta en su capacidad de funcionamiento y por lo

tanto en la confiabilidad.

En este sentido la tcnica OCR (Optimizacin Coste Riesgo) ayuda a modelar y

analizar estos distintos escenarios. La informacin requerida para el anlisis OCR

estar referida a la frecuencia de fallos y sus consecuencias, con la finalidad de

buscar el mnimo impacto total del negocio y la evaluacin de la posible extensin de

la vida til del activo fsico (Woodhouse, 2000). Todo ello tiene un efecto directo en

la confiabilidad, y por lo tanto debe considerarse como parte de los aspectos de


confiabilidad a ser aplicados en el ciclo de vida del proyecto. Para conseguirlo se

recomienda el enfoque de gerencia de los riesgos o Risk management (PMI, 2009).

Segn Ivorra (2002), los riesgos deben ser tratados teniendo en cuenta todos

los componentes y reas del conocimiento de un proyecto, como son: los aspectos

humanos, la normativa y entrega de cada resultado, lo intrnseco del propio

proyecto, lo concerniente al manejo de la informacin, las relaciones con terceros,

as como el manejo del cronograma, las suposiciones generales y particulares del

proyecto, el presupuesto y su manejo, y el entorno del proyecto. Es por ello que el

Risk Management debe integrar los procesos de: Identificacin y documentacin,

anlisis (Cualitativo y Cuantitativo), planificacin de la respuesta, plan de

seguimiento y control (Amendola, et al., 2005). Con la ejecucin de este grupo de

procesos, se pretende definir las estrategias para cada uno de los siguientes

aspectos, algunos de los cuales estn estrechamente relacionados:

- Diseo (diseo robusto vs. diseo de bajo coste).

- Estrategia de mantenimiento y operacin.

- Gerencia de eventos anormales.

- Desincorporacin del activo.

- Manejo de personal y cultura corporativa.

- Responsabilidad en seguridad y medio ambiente.

- Gerencia de escasez de recursos.

- Actitud ante agentes reguladores (entes gubernamentales).


La definicin de estrategias podra causar conflictos entre productividad y

seguridad. Por ejemplo, cuando una produccin ininterrumpida requiere tomar

acciones que afecten la seguridad a corto o a largo plazo. Las estrategias ms

prudentes se soportan en un diseo robusto, mantenimiento preventivo y proactivo,

respuestas tempranas a seales de deterioro con aplicacin de tcnicas de

confiabilidad. En el otro extremo, las estrategias estn movidas por un plan agresivo

de produccin lo que redunda en unas instalaciones o diseos menos robustos (a

menudo ms baratos), mnima inspeccin y mantenimiento en la espera de obtener

mxima produccin con un mnimo de interrupciones de operacin.

Las estrategias a aplicar en cada uno de los aspectos arriba sealados,

dependen de varios factores, entre ellos: la poltica de la empresa, el presupuesto

disponible, la proyeccin del mercado, etc. Los aspectos de gerencia de riesgo

necesario para tomar en consideracin durante la etapa de definicin y desarrollo

son los dos primeros sealados arriba: diseo, estrategia de mantenimiento y

operacin.

II.3.CONFIABILIDADENLAETAPADEDEFINICIONYDESARROLLO.

Para el diseo teniendo en cuenta la confiabilidad, supone implementar toda una

serie de actividades para garantizar, la no aparicin, de eventos crticos en la

ejecucin del proyecto y en las operaciones futuras. Entre estas actividades

podemos mencionar la coordinacin, preparacin, vinculacin y comunicacin de los

departamentos responsables del proyecto y de operacin, como por ejemplo de:

gerencia media y alta, produccin, mantenimiento y seguridad, teniendo en cuenta

tambin, aspectos relacionados con el fin ltimo de la organizacin que es hacer

negocio.


Adicionalmente, es importante considerar en esta etapa de diseo, aspectos

de construccin e instalacin bajo esquemas de rentabilidad, seguridad,

manteniabilidad y posibles contingencias para garantizar que las acciones de

mantenimiento y seguridad se puedan llevar a cabo de forma confiable y segura,

permitiendo a su vez, las condiciones especificadas para la operacin y produccin.

Es aqu donde hablamos de un concepto combinado para el diseo y preparacin

ptima como puesta en servicio de un activo. Se debe incluir adems, a el fabricante

de los equipos, para que suministre documentos o especificaciones que contengan

las caractersticas de seguridad y operacin.

Tambin todo el equipo responsable debe considerar los posibles escenarios,

riesgos y amenazas para esta etapa de diseo y futura utilizacin del activo. Esto

implica involucrar aspectos econmicos y externos como la demanda, requerimientos

y especificaciones de produccin, como los operativos que repercutirn en los costes

de produccin y mantenimiento.

Resulta importante implementar normativas y guas de confiabilidad para su

correcta gestin. Entre las normativas tenemos UNE-EN 60300-1 para gestin de los

programas de confiabilidad y UNE-EN 60300-2 para elementos y tareas del programa

de confiabilidad. A continuacin se enumeran las fases que conforman la etapa de

definicin y desarrollo.

La aplicacin de confiabilidad en la fase de preparacin se divide en las tres

fases que forman la etapa de Definicin y Desarrollo de un proyecto de inversin de

capital: Visualizacin, Conceptualizacin y Definicin. Cada fase viene esencialmente

dividida en Acciones de confiabilidad y Enfoque de confiabilidad.

En este sentido se dan las acciones, procedimientos o documentos a realizar o

a generar durante la fase correspondiente. Tambin se especifica el responsable

(grupo o posicin dentro del proyecto), los ejecutores (participantes) y en algunos


casos, una breve explicacin de la accin con ejemplos concretos que ayuden a

aclarar las ideas. El enfoque de confiabilidad, se refieren a acciones y sugerencias

("tips" bsicos) a llevar a cabo para facilitar y ayudar en la aplicacin de los

conceptos de confiabilidad durante la fase correspondiente.

La aplicacin de confiabilidad en la fase de preparacin de los proyectos debe

regirse por los siguientes principios fundamentales (Amendola, 2006):

- La aplicacin de confiabilidad en la fase de diseo, no requiere la intervencin

de un grupo de especialistas adicionales o con conocimientos particulares, ni

tampoco cambiando la estructura organizacional (a excepcin si se detectan

deficiencias en la misma). Los mismos participantes habituales de los

proyectos son los que deben aportar la confiabilidad a travs de sus acciones

y la generacin de documentos.

- Concienciar a los participantes de los proyectos de inversin de capital, en la

importancia y la necesidad de aplicar confiabilidad desde el diseo como

forma de maximizar la utilizacin del activo o el valor del dinero invertido a lo

largo del ciclo de vida del proyecto.

- La aplicacin de los conceptos y procedimientos de gestin de riesgo son

fundamentales para incrementar la confiabilidad de las instalaciones. Existe

una estrecha vinculacin entre productividad y seguridad, como tambin debe

establecerse un balance entre ambos, an cuando lo que se busca es lograr

altos niveles de productividad y seguridad. Estos aspectos deben considerarse

desde la fase de diseo y como parte integral de aplicacin de confiabilidad.

- An cuando los conceptos de confiabilidad puedan ser comprendidos por la

gerencia media, ingenieros y otros participantes de un proyecto, es muy


importante la participacin y la comprensin de la alta direccin de la

empresa.

Durante la ejecucin de los proyectos y a fin de asegurar la aplicacin exitosa

de conceptos de confiabilidad en la fase de preparacin, es importante contemplar

cierto enfoque comn en cada fase del proyecto. Veamos a continuacin, algunos

ejemplos importantes:

- Nuestras acciones estn alineadas al negocio? Mantener siempre presente la

alineacin del proyecto con el plan de negocios.

- Risk Management. Identificar los riesgos de desviacin con respecto al plan de

negocios y hacer un anlisis continuo de los potenciales riesgos identificados

que podran impedir el cumplimiento del mismo.

- Todo el equipo de proyecto comprende la aplicacin el concepto de

confiabilidad desde el diseo? Asegurar que cada participante de un proyecto

comprenda la aplicacin de los conceptos de confiabilidad durante la fase de

de preparacin de los proyectos. Aqu se implica a la gerencia encargada del

negocio, personal de mantenimiento y operaciones y todos los ingenieros que

participan en el proyecto.

- Tenemos los recursos? Asegurar que los recursos estarn disponibles para

cuando se requieran. Este proceso amerita el concurso de equipos

multidisciplinarios y deben planificar el tiempo para asegurar su participacin.

Este tiempo debe contemplar, adems de reuniones de trabajo, tiempo para

recopilacin de informacin y trabajo de preparacin.


- Informacin Disponible. Asegurar que la informacin estar disponible y que

los participantes de los proyectos sepan como tener acceso a la misma antes

que sta sea utilizada.

- Inseparables Confiabilidad e Ingeniera. No separar las actividades de

confiabilidad de las actividades de ingeniera. Estas actividades no deben ser

realizadas de manera paralela sino integradas.

- Inamovibles miembros claves. evitar en lo posible realizar cambios en los

miembros claves del equipo durante la fase de conceptualizacin y definicin.

Est demostrado que puede afectar negativamente los resultados del

proyecto.

- Comunicar los resultados. Comunicar los resultados de aplicar confiabilidad a

la gerencia y al equipo de trabajo.

A continuacin, se dan las acciones y enfoque de confiabilidad para cada fase

de la etapa de definicin y desarrollo de los proyectos. Es de destacar que las

acciones enumeradas no son secuenciales, algunas se pueden realizar de manera

simultnea y otras de manera secuencial.

II.3.1.ACCIONESYENFOQUE/ALINEACINDECONFIABILIDAD

II.3.1.1.CONFIABILIDADENLAFASEDEVISUALIZACIN

En la fase de Visualizacin se generan los proyectos de inversin, los cuales se

originan de cualquier parte de la empresa, aunque generalmente provienen del

anlisis del ambiente externo e interno de la empresa o anlisis DAFO (Debilidades,

Amenazas, Fortalezas, Oportunidades) que se realiza como parte de los ciclos de

planificacin. En esta fase se debe satisfacer tres objetivos principales:


- Establecer los objetivos y propsitos del proyecto.

- Verificar la alineacin de los objetivos del proyecto con las estrategias de la

empresa.

- Desarrollo preliminar del proyecto.

Las actividades para lograr este objetivo son:

- Elaborar alcance del proyecto.

- Elaborar el estimado de costes orden de magnitud aproximado.

- Preparar el plan de ejecucin orden de magnitud aproximado.

- Evaluar la factibilidad tcnica y econmica de proseguir con el proyecto.

Acciones de Confiabilidad

1) Realizar una vista preliminar por procesos y tecnologas asociadas a travs de

un banco de datos de procesos e instalaciones, el cual debe estar soportada con

informacin interna y externa. Esta accin permitira orientar la seleccin o

descarte de opciones de acuerdo a experiencias propias y externas a la empresa.

Responsable: Ejecutor.

2) Determinar el impacto que tendra la instalacin del punto de vista funcional del

negocio. Esto permitira de una manera global a la empresa establecer las

acciones a tomar del punto de vista de cumplimiento del mercado. Como parte de


esta accin es necesario establecer un plan de contingencias. Esta informacin

ayuda en la determinacin de la viabilidad o no del proyecto. Responsable:

Ejecutor

3) Para cada opcin considerada, realizar un estudio de sensibilidad considerando

escenario optimista/pesimista y el escenario ms probable. Esto permitira

seleccionar o descartar opciones consideradas. Responsable: Ejecutor

Enfoque/alineacin de la Confiabilidad

1) Identificar y acordar la tasa de descuento a ser utilizada en los anlisis de ciclo de

vida LCC a ser aplicados en sta y las siguientes fases del proyecto. Responsable:

Finanzas, Ejecutor.

2) Al elaborar el alcance preliminar del proyecto que debe ser realizado en funcin

de una mxima utilizacin del activo (UA) y tomando en consideracin los futuros

costes de mantenimiento. Responsable: Dueo de la instalacin y la organizacin

de Ingeniera y Proyectos, ya que ambos poseen la experiencia e informacin ms

valiosa y relevante para tal fin. Ejecutor.

3) En la elaboracin del alcance preliminar, evitar introducir elementos adicionales

que los distorsionen, como por ejemplo, disear para una capacidad superior a la

realmente requerida o plantear instalaciones asociadas no indispensables.

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