TESIS - ITSTa- Instituto Tecnológico Superior de Tantoyuca

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TANTOYUCA

SUBDIRECCIÓN DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN

“ANALISIS DE MODO, EFECTO Y FALLO EN EL PROCESO

DE PRODUCCIÓN DEL CAFÉ NEEKUUN COFFEE

EN HUATUSCO, VERACRUZ”

TESIS

Que para obtener el grado de:

MAESTRO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

Presenta:

JOSÉ ALFREDO MÁRQUEZ PONCE

DIRECTOR DE TESIS:

DRA. LIDILIA CRUZ RIVERO

COO-DIRECOR DE TESIS:

DR. MARIO FRANCISCO FLORES HERNÁNDEZ

TANTOYUCA, VERACRUZ ENERO 2020

.

Con mucho cariño y amor dedico el presente documento a mis padres y hermanos

quienes siempre me han alentado a seguir mis sueños y cumplir todas mis metas.

Esta es una de ellas, por y para ustedes.

i

.

AGRADECIMIENTOS

A Dios.

Por estar siempre presente en mi vida, por escucharme cuando más lo he

necesitado, por tener fe en mí y concederme el don del estudio para ser testigo de cada

uno de mis logros demostrándole que puedo superar todas sus pruebas.

A mi madre.

Mi motor de todos los días, la mujer más hermosa que pude conocer en esta vida

y que gracias a ella he logrado lo que nunca imaginé, quien nunca se va a cansar de

apoyarme y alentarme a cumplir mis metas y celebrar conmigo mis logros todos los días,

quien me ha enseñado a ser buen hijo, buen amigo, buen estudiante, buen hombre, pero

sobre todo buen ser humano, quien a pesar de los golpes de la vida siempre va a tener

una sonrisa lista para mí con tal de no truncar mi camino, quien daría la vida por verme

feliz.

Madre como la mía, no hay dos.

A mi padre.

Que a pesar de la distancia siempre ha estado pendiente de mí apoyándome y

nunca me ha dejado solo, con quien siempre puedo contar cuando las cosas se complican

porque siempre tendrá un buen consejo para darme animándome a seguir adelante sin

perder mi rumbo y que con cuatro simples palabras como “estoy orgulloso de ti” me da la

fortaleza para seguir luchando por mis sueños.

ii

.

A mis hermanos.

Dos personas que para bien han cambiado mi vida y mi forma de ser con el mundo,

de tal manera que se ven en mí y como un ejemplo a seguir, a quienes amo y por ningún

motivo dejaría solos, a quienes nunca les faltará su hermano mayor en situaciones

buenas ni mucho menos malas. Ellos son dos motivos más para seguir cumpliendo mis

metas.

A mis abuelos.

Porque aún que puedan pasar semanas, meses y hasta años sin verlos debido a

cientos de kilómetros que nos separan siempre contaré con su bendición y sus sabios

consejos para lograr todo lo que me proponga haciendo que estén siempre orgullosos de

mí.

A mi novia.

Una mujer valiente, que desde que la conozco ha estado siempre a mi lado

apoyándome y ha sido un pilar clave en mi vida demostrándome que, con fe, paciencia y

sin perder las esperanzas se pueden lograr grandes cosas.

A mis maestros.

Personas increíblemente asombrosas e inteligentes que a lo largo de este tiempo

he tenido el honor de conocer, quienes me han compartido todos sus sabios

conocimientos, haciendo de mí una persona fascinada por la ciencia al hacerme hacer

investigación para forjar un proyecto de calidad que sirva de apoyo para futuras

generaciones interesadas en la ciencia.

iii

.

Al Instituto Tecnológico Superior de Tantoyuca (ITSTa) y al Instituto Tecnológico

Superior de Xalapa (ITSX).

Por cobijarme entre sus aulas y concederme a sus mejores maestros para mi

aprendizaje, por esmerarse organizando eventos a favor de la tecnología, ciencia e

innovación con tal de transmitirme esa pasión por descubrir nuevas teorías y alentarme

a dar lo mejor de mí. Por demostrarme que gracias al sistema que los conforman sin duda

alguna son de las instituciones más reconocidas y competentes en educación y de las

que me siento orgulloso por formar parte.

iv

.

ÍNDICE

DEDICATORIA…………………………………………………………………………………... i

AGRADECIMIENTOS…………………………………………………………………………………. ii

RESUMEN/ABSTRACT….……………………………………………………………………. x

CAPÍTULO I. GENERALIDADES .................................................................................... 1

1.1 Introducción ............................................................................................................ 1

1.2 Planteamiento del problema ................................................................................... 3

1.3 Justificación ............................................................................................................ 5

1.4 Objetivos ................................................................................................................ 7

1.4.1 General ............................................................................................................ 7

1.4.2 Específicos ....................................................................................................... 7

1.5 Hipótesis ................................................................................................................ 8

1.6 Alcances y limitaciones .......................................................................................... 9

1.6.1 Alcances ......................................................................................................... 9

1.6.2 Limitaciones ................................................................................................... 9

1.7 Estado del arte ..................................................................................................... 10

1.7.1 Optimización del mantenimiento. ................................................................... 10

1.7.2 Recolección de datos. .................................................................................... 11

1.7.3 5S. Seiri (Clasificar), Seiton (Ordenar), Seiso (Limpiar), Seiketsu

(Estandarizar) y Shitsuke (Disciplinar). ................................................................... 11

1.7.4 Fallas ............................................................................................................. 14

1.7.5 Aplicación de acciones recomendadas .......................................................... 15

1.7.6 Numero de Prioridad de Riesgo (NPR) .......................................................... 16

CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO ................................................................................. 17

2.1 Proceso del café ................................................................................................... 17

2.1.1 Cosecha ......................................................................................................... 17

2.1.2 Recibido del café cereza ................................................................................ 17

2.1.3 Despulpado .................................................................................................... 18

2.1.4 Fermentación ................................................................................................. 18

2.1.5 Desmucilaginado mecánico ........................................................................... 19

v

.

2.1.6 Lavado ........................................................................................................... 19

2.1.7 Secado ........................................................................................................... 20

2.1.8 Pilado ............................................................................................................. 21

2.1.9 Clasificación ................................................................................................... 21

2.1.10 Trillado ......................................................................................................... 21

2.1.11 Tostado ........................................................................................................ 21

2.1.12 Empaque ...................................................................................................... 22

2.1.13 Almacenamiento del café ............................................................................. 22

2.1.14 Transporte .................................................................................................... 23

2.2 La calidad ............................................................................................................. 23

2.3 Mantenimiento ...................................................................................................... 24

2.3.1 Etapas del mantenimiento .............................................................................. 26

2.3.2 Mantenimiento correctivo ............................................................................... 26

2.3.3 Mantenimiento periódico ................................................................................ 27

2.3.4 Mantenimiento operacional ............................................................................ 28

2.3.5 Mantenimiento programado ........................................................................... 28

2.3.6 Mantenimiento predictivo ............................................................................... 28

2.3.7 Mantenimiento preventivo .............................................................................. 29

2.3.8 Mantenimiento total productivo TPM .............................................................. 29

2.3.9 Mantenimiento centrado en confiabilidad ....................................................... 30

2.3.10 Diagrama del mantenimiento centrado en confiabilidad. .............................. 31

2.4 Optimización del mantenimiento .......................................................................... 31

2.5 Confiabilidad......................................................................................................... 32

2.5.1 La confiabilidad en el factor humano .............................................................. 34

2.5.2 Ciclo de la confiabilidad ................................................................................. 35

2.5.3 Calculo de la confiabilidad ............................................................................. 35

2.5.4Ecuación utilizada para calcular el tamaño de la muestra. ............................. 35

2.5.5 Ecuación para estimar la confiabilidad ........................................................... 36

2.5.6 Ecuación para la distribución de fallas. .......................................................... 37

2.5.7 Ecuación para calcular la densidad de probabilidad de fallas ........................ 37

2.5.8 Ecuación para obtener la distribución de fallas .............................................. 38

vi

.

2.5.9 Formula para obtener la estimación de confiabilidad ..................................... 38

2.5.10 Ecuación para obtener la tasa de fallas ....................................................... 39

2.5.11 Ecuación para calcular el tiempo medio para las fallas ................................ 39

2.5.12 Ecuación para calcular el tiempo medio entre fallas .................................... 40

2.6 Disponibilidad ....................................................................................................... 40

2.6.1 Ecuación para calcular la confiabilidad .......................................................... 40

2.6.2 Ejemplo de disponibilidad .............................................................................. 41

2.7. Mantenibilidad ..................................................................................................... 42

2.7.1 Ecuación matemática de mantenibilidad ........................................................ 42

2.8. Detección de fallas .............................................................................................. 43

2.8.1 Presencia de fallas ......................................................................................... 44

2.8.2 Consecuencias de fallas ................................................................................ 44

2.9 Desgaste .............................................................................................................. 45

2.9.1 Ejemplo de desgaste, mostrado por las variables X y Y. ............................... 46

2.9.2 Demostración de desgaste en un motor por medio de las Revoluciones Por

Minuto RPM. ........................................................................................................... 46

CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO ................................................................... 47

3.1 Metodología empleada ......................................................................................... 47

3.2 Lugar de estudio ................................................................................................... 47

3.3 Implementación de la metodología AMEF en el proceso del beneficio Neekuun

Coffee ......................................................................................................................... 50

3.3.1 Flujo del proceso ............................................................................................ 50

3.3.2 Flujo del proceso de producción del beneficio Neekuun Coffee. ................... 51

3.3.3 Descripción de las etapas del proceso de café dentro del beneficio. ............. 51

3.3.4 Integración del equipo multidisciplinario ......................................................... 54

3.3.5 Encuesta ........................................................................................................ 55

3.3.6 Encuesta aplicada .......................................................................................... 55

3.3.7 Modos potenciales de fallas ........................................................................... 57

.3.8 Etapas que muestra las fallas potenciales detectadas..................................... 58

3.4 Métodos cualitativos ............................................................................................. 58

3.4.1 Diagrama de Ishikawa o Causa y efecto ........................................................ 58

vii

.

3.4.2 Diagrama de Ishikawa implementado ............................................................ 59

3.5 Determinación del modo de fallas ........................................................................ 59

3.6 Determinación del efecto de las fallas .................................................................. 60

3.7 Determinación de la causa de las fallas ............................................................... 61

3.8 Condiciones actuales para prevenir la causa de las fallas ................................... 62

3.8.1 Limpieza mecánica ........................................................................................ 63

3.8.2 Despulpado .................................................................................................... 63

3.8.3 Trillado ........................................................................................................... 63

3.8.4 Molido ............................................................................................................ 64

3.8.5 Empaque ........................................................................................................ 64

3.9 Métodos cuantitativos ........................................................................................... 65

3.9.1 Determinación del grado de severidad o gravedad ........................................ 65

3.9.2 Rango de severidad o gravedad .................................................................... 65

3.9.3 Asignación de los valores de severidad ......................................................... 67

3.9.4 Determinación del grado de ocurrencia ......................................................... 68

3.9.5 Rango de ocurrencia ...................................................................................... 69

3.9.6 Asignación de los valores de ocurrencia ........................................................ 70

3.9.7 Determinación del grado de detectabilidad .................................................... 71

3.9.8 Rango de detectabilidad ................................................................................ 72

3.9.9 Asignación de detectabilidad ......................................................................... 73

3.10 Interpretación del NPR ....................................................................................... 74

3.11 Acciones recomendadas para el modo de falla potencial .................................. 76

3.12 Matriz de características especiales ................................................................... 78

3.13 Generación del formato de análisis de modo y efecto de falla de proceso.

(AMEFP) .................................................................................................................... 79

3.13.1 Pasos para generar el formato AMEF de Proceso: ...................................... 79

CAPÍTULO IV. MARCO OPERATIVO ........................................................................... 84

4.1 Resultados y análisis de resultados ..................................................................... 84

4.1.1 Diagnostico de los resultados ............................................................................ 84

4.2 AMEF de limpieza mecánica ................................................................................ 84

4.2.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para limpieza mecánica ....... 86

viii

.

4.3 AMEF de despulpado ........................................................................................... 87

4.3.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para despulpado. ................. 89

4.4 AMEF de trillado ................................................................................................... 90

4.4.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para trillado .......................... 92

4.5 AMEF de molido ................................................................................................... 93

4.5.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para trillado .......................... 94

4.6 AMEF de empaque .............................................................................................. 95

4.6.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para empaque ...................... 96

CAPÍTULO V. CONCLUSIONES ............................................................................... 98

5.1 Recomendaciones .......................................................................................... 101

BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………..…………………102

ix

.

RESUMEN

Dentro de la presente investigación se Implementa la metodología AMEF en fases

vulnerables a la presencia de modos de falla dentro de la industria cafetalera, siendo

estas: Limpieza mecánica, despulpado, trillado, molido y empaque. Se procedió a la

agrupación de los factores cualitativos que intervienen para la generación de cada una

de ellas mediante un diagrama de pescado y se ejecutó un AMEF a cada modo de falla,

permitiendo conocer el nivel de severidad, ocurrencia y detectabilidad. Al contar con los

valores (S, O y D) se procedió a calcular el Número de Prioridad del Riesgo Inicial (NPRi)

que resulta de la multiplicación de (S x O x D), después se implementaron acciones

recomendadas (AR) en cada modo de falla para obtener como objetivo el Número de

Prioridad de Riesgo Final (NPRf). Por último, con los valores obtenidos de (NPRf), se hizo

uso del diagrama Matriz de Características Especiales con el objetivo de evaluar las

diferencias entre NPRi y NPRf de las 5 fases vulnerables, permitiendo observar un

panorama más amplio de las funciones que ejercen los criterios de S, O y D, haciendo

más eficientes las tomas de decisiones.

ABTRACT

Within the present investigation, the AMEF methodology is implemented in phases

vulnerable to the presence of failure modes within the coffee industry, being these:

Mechanical cleaning, pulping, threshing, grinding and packing. The grouping of the

qualitative factors involved in the generation of each of them was processed by means of

a fish diagram and it was executed in AMEF at each failure mode, knowing the level of

severity, occurrence and detectability. Having the values (S, O and D), the calculation of

the Initial Risk Priority Number (NPRi) that resulted from the multiplication of (S x O x D)

was processed, then recommended actions (AR) were implemented in each failure mode

to obtain the Final Risk Priority Number (NPRf) as its objective. Finally, with the values

obtained from (NPRf), the Matrix of Special Characteristics diagram was used with the

objective of evaluating the differences between NPRi and NPRf of the 5 vulnerable

phases, detecting a broader picture of the functions that the criteria exert of S, O and D,

making decision making more efficient

x

1

CAPÍTULO I. GENERALIDADES

1.1 Introducción

El siguiente proyecto de investigación se sustenta con la implementación,

evaluación y análisis de la metodología (AMEF) Análisis de Modo, Efecto y Fallo, misma

que hasta la fecha ha permitido principalmente a las industrias que cuentan con procesos

afines para la elaboración de productos a resaltar las etapas donde se presentan fallas

con mayor frecuencia haciendo de ellas la evaluación de su presencia, causa raíz dentro

de sus procesos productivos por medio de la obtención del Numero de Prioridad de

Riesgo Inicial (NPRi) de cada etapa a la cual se le asignan acciones recomendadas que

han sido propuestas, discutidas y elegidas por un equipo multidisciplinario formado por

elementos claves de cada empresa con la finalidad de aportar las mejores ideas para la

disminución o en el mejor de los casos la eliminación de las fallas potenciales presentes

en cada etapa y obteniendo un Numero de Prioridad de Riesgo Final (NPRf) menor y

favorable para cada AMEF implementado.

De esta manera, ya que la metodología AMEF ha tenido éxito llevándola a cabo en

grandes industrias, se propone su práctica dentro del proceso productivo del beneficio de

café Neekuun Coffee ubicado en el municipio de Huatusco, Veracruz haciendo una

evaluación actual del proceso implementado por la empresa, analizando a detalle cada

etapa para la detección de fallas, enfocándose en las que más presencia tengan y

representen riesgos mayores para el beneficio, decisiones que son tomadas y puestas

en práctica por el equipo multidisciplinario presente. Esto se hace posible a través de la

medición de la severidad, ocurrencia y detectabilidad (S), (O) y (D) de cada una de las

fallas potenciales presentes en cada etapa del proceso, favoreciendo el cálculo del

Numero de Prioridad del Riesgo inicial y final de cada modo de falla plasmados en un

AMEF a la vez, una vez que se implementan las acciones recomendadas durante el

estudio con la finalidad de reducir las fallas y su presencia, siendo evaluadas por medio

de un Diagrama de Características Especiales, herramienta que es utilizada para

2

visualizar de manera más clara la severidad y ocurrencia de fallas haciendo más fácil la

toma de decisiones interna para.

El presente proyecto tiene una estructura conformada por capítulos mediante los cuales

se describen las fases en las que se exponen las actividades ejercidas durante el estudio,

haciendo comprensible su lectura y ejecución de la metodología AMEF dentro de la

industria del café.

3

1.2 Planteamiento del problema

Uno de los principales problemas que enfrentan las Pymes, es la facilidad y rapidez

de poder crecer, donde se ven involucrados factores como: la integración familiar,

lineamientos y normas políticas y la falta o escasez de información de la mayoría del

personal que las compone (Paredes, 2016). Hoy en día las maquinas son las

herramientas más fuertes creadas por los seres humanos, estas realizan trabajos que

requieren de exactitud, fuerza, entre otras muchas características que el ser humano sin

su ayuda no lograría, el continuo avance requiere maquinas que tengan mejores

cualidades en sus materiales, esto garantiza un mejor trabajo y una mayor durabilidad de

las piezas que componen las maquinas, por esta razón, es necesario el conocimiento de

las características mecánicas y las condiciones a las que van a estar sometidos los

materiales. Uno de los grandes problemas que presentan las maquinas es el desgaste

abrasivo, este factor se debe tener en cuenta para el diseño de una máquina, es decir,

debemos conocer la resistencia a la fricción y al desgaste de los materiales a ser

utilizados (Marulanda, et al., 2009)

Debido a que dentro de la industria del café no existe un modelo integral de calidad

para la optimización del mantenimiento y predicción de confiabilidad en las máquinas que

operan durante el proceso, se hace mención el caso dentro del beneficio de café de la

empresa Neekuun Coffee donde es escaso el conocimiento de alguna metodología para

la optimización del mantenimiento y debido a esto ninguna metodología ha sido

implementada sobre sus máquinas para la estimación de la confiabilidad, disponibilidad

y mantenibilidad, lo que ocasiona que no se observe con claridad el costo de un activo,

en especial aquellos relacionados con el mantenimiento, simulaciones, entrenamiento del

personal, teniendo como consecuencia la existencia de cálculos erróneos en cada evento

de fallas, dejando un desconocimiento de la frecuencia de cada falla en la máquina de

estudio, contratiempos y la existencia de un completo desconocimiento sobre las técnicas

modernas de gestión del mantenimiento. Según para el pronóstico de futuras fallas se

requiere tener conocimiento previo de los tipos de fallas más probables, las actividades

que una máquina esté sujeta a realizar y saber con seguridad la relación entre los modos

de falla y la funcionalidad de la máquina. ISO (13381-1, 2015). Por ello se debe contar

4

con una metodología para la optimización del mantenimiento, que se pueda implementar

sobre las máquinas que interviene en el proceso del café, para reducir el riesgo de que

un equipo quede inservible, esto debido a la presencia de continuas fallas que llegan a

producirse debido al desconocimiento de metodologías que optimizan el mantenimiento

dentro de una industria y prevenga la presencia de fallas. Al implementar proyectos

complejos futuros donde uno de sus principales requisitos es la confiabilidad para que el

equipo o sistema en estudio opere efectivamente durante determinado tiempo, se

necesita un estudio de la metodología RAM (Solé, 2005). Ahora bien, para poder diseñar

un modelo integral de calidad para la optimización del mantenimiento, sería bueno

comenzar basándose en un estudio de campo donde se observaría paso a paso la

función de la máquina utilizada en el proceso para detectar el momento en que pueda

ocurrir una falla para que en el futuro sea posible evitarla, apoyándonos de datos

recaudados como: tiempo de operación de cada máquina, tiempo de reparación, tiempo

inactivo, tiempo sin producir, tiempo administrativo, tiempo de demoras, tiempo de

retrasos, tiempo de paros y mantenimientos planeados, estos como información para que

sea posible moldear un modelo matemático aplicable a la empresa Neekuun coffee.

5

1.3 Justificación

Todo proceso industrial tiene por meta principal el mantenimiento de sus

instalaciones, en perfecto estado y condiciones de "funcionamiento de la maquinaría" y

mano de obra, para así obtener los mejores resultados en la calidad y en la producción,

así como también para sus trabajadores poder dar el rendimiento requerido, tanto

personal como de confiabilidad de la empresa (Montaña, 2006)

Por ello, es importante la búsqueda de un modelo de gestión de calidad del

mantenimiento para ser diseñado e implementado dentro de una industria en la cual no

existe ningún tipo de modelo, específicamente en la industria del café tomando como

caso de estudio a la empresa Neekuun Coffee.

Con ese mismo nivel de confiabilidad que se obtiene sobre los equipos de

industrias con una gran relevancia en el mercado donde la confiabilidad para el cliente es

necesaria al cien por ciento “si el cliente exige confiabilidad, eso es lo que debe de recibir,

para que tanto como el vendedor y el cliente estén en total acuerdo, por lo que es

importante dejar clara toda duda respecto al tema” (Per Wikström, 2000).

También es necesario tener la misma confiabilidad en equipos que operan en

industrias pequeñas, tal es el caso de la empresa Neekuun Coffee para obtener con

ayuda de la metodología propuesta resultados favorables para la empresa en cuanto a la

implementación de un nuevo modelo que optimizará el mantenimiento aumentando la

confiabilidad y disponibilidad de sus máquinas, repercutiendo de manera benéfica sobre

el producto final el cual en un futuro generará mayor competitividad en el comercio. “la

confiabilidad es una teoría muy reconocida en la industria por la gran ventaja de planeo

y toma de decisiones a largo plazo centrado en confiabilidad” (Jin Lin, 2014).

El modelo matemático integral de calidad propone que dentro de la industria será

de vital importancia, ya que ayudaría a reducir la presencia de futuras fallas en la

maquinaria en estudio y con ayuda de la metodología implementada será posible tener

programado el debido mantenimiento para una máquina o equipo que se utiliza durante

el procesamiento del café.

6

De no implementar el modelo de calidad integral, podría ocasionar problemas en

el proceso como fallas, retrasos, pérdida de clientes que repercutirá en los ingresos

anuales que tiene la industria y aún más importante, accidentes de trabajo lo que

ocasionarían costos extras para la empresa, tomando en cuenta que con una correcta

implementación del nuevo diseño como herramienta se pretende disminuir estos

altercados.

El diseño e implementación de un nuevo modelo de calidad integral para la

predicción de fallas basado en la metodología que se propone, permite que la empresa

mantenga cierta confiabilidad sobre la maquinaria que interviene en la transformación de

la semilla de café, lo que va a ocasionar grandes ahorros muy importantes para la

empresa y la oportunidad de poder manejar mejor sus recursos para generar mayor

competitividad en el mercado.

7

1.4 Objetivos

1.4.1 General

Implementar la metodología AMEF sobre las fases del proceso que son más

vulnerables a la presencia de diferentes modos de falla para evaluar el Número de

Prioridad de Riesgo Inicial “NPRi” y final “NPRf” después de aplicar las acciones

recomendadas.

1.4.2 Específicos

1.- Identificar las fases del proceso que presenten fallas para la implementación del

AMEF.

2.- Aplicar un AMEF a cada una de las fases del proceso vulnerables a presentar fallas.

3.- Generar acciones de mejora para la implementación de un AMEF exitoso.

4.- Proponer una metodología que sea implementada dentro de la industria del café para

la evaluación por medio de la metodología AMEF.

8

1.5 Hipótesis

Al implementar la metodología AMEF en el proceso del beneficio de café Nekuun

Coffee, se reducen fallas, tiempos muertos y se disminuyen costos de reparación e

inventario, siendo esto una ventaja para alcanzar los objetivos de mercado que se

establezcan, dando a conocer la metodología para la optimización de mantenimiento con

la finalidad de que a futuro sea implementada en diferentes industrias cafetaleras de

acuerdo a sus requerimientos.

9

1.6 Alcances y limitaciones

1.6.1 Alcances

1.- Lograr mejoras por medio de la implementación de la metodología AMEF

2.- Una capacitación de calidad para los operarios encargados de ejecutar un AMEF.

3.- Uso de una nueva metodología para la evaluación de fallas en la industria cafetalera

con metodología AMEF.

1.6.2 Limitaciones

1.- Adentrar a los operarios sobre la importancia y concientización del uso de la

metodología AMEF.

10

1.7 Estado del arte

1.7.1 Optimización del mantenimiento.

Partiendo de los inicios de la década de 1960, la actividad sobre la optimización

del mantenimiento ha venido siendo desarrollada alrededor de todo el mundo por parte

de los investigadores sobre el tema donde, se exponen mediante literaturas los diversos

diseños y modelos para la optimización del mantenimiento clasificados con base a sus

características para diferentes sectores en los cuales pueden ser implementados

(Sharma, 2011) de esta manera las empresas manufactureras han sido capaces de

obtener un determinado nivel para la gestión de los procesos y mejoras de la calidad con

base a la certificación ISO 9001 donde (Psomas, 2011) dijo implementar en Grecia, una

investigación a 196 empresas con ayuda de la aplicación de un cuestionario dirigido a los

directivos de las empresas interpretando por medio de estadísticas descriptivas la

determinación del nivel de gestión de los procesos y mejora de la calidad mismas que

reflejaron un alto nivel en cuanto a la ejecución de la gestión de procesos centrales a

diferencia de las herramientas de calidad de soporte.

Por ende, para la mayoría de las industrias ha sido de suma importancia una

correcta implementación de un sistema de gestión de la calidad que se base en los

procesos logrando mejoras de manera continua, que ha venido facilitando la medición de

la calidad del producto tanto y así mismo la satisfacción del cliente ya que empresarios y

académicos han visto de manera viable la gestión basada en procesos como un requisito

que cumplir y que es fundamental por el sistema de gestión de calidad ISO 9001: 2000.

Por lo antes mencionado, retomamos la importancia de la aplicación de encuestas y

cuestionarios, mismos que se utilizan dentro para saber el nivel de impacto de la

importancia en el uso de herramientas de la calidad para la optimización del

mantenimiento con base en un sistema de gestión de calidad basadas en proyectos

aplicados previamente.

11

1.7.2 Recolección de datos.

De esta manera se recaudaron los datos con la implementación de un cuestionario

el cual fue diseñado de manera que describiera el análisis (Planear, Hacer, Verificar,

Actuar) PDCA por sus siglas en inglés y por consiguiente la muestra se tomó con base a

la norma ISO 9001 misma que rige las reglas para implementar sistemas de gestión de

calidad con orientación a los procesos. Este cuestionario fu enviado a los directores de

calidad de 1,066 empresas en Grecia vía correo electrónico donde solo se obtuvieron 196

completos lo que representa al 18.4% por lo que los resultaron reflejados que las

empresas que respondieron son del grado pequeñas y medianas empresas

manufactureras donde el 61.6% cuenta con menos de 100 empleados en ellas y el 20.5%

con más de 100 empleados pero menos que 250, el 10.5% tiene más de 250 empleados

pero menos que 500 y por último, tan solo el 7.4% cuenta con más de 500 empleados

resaltando que entre todas estas empresas se dedican a diferentes giros como lo son la

manufactura de metales, caucho, polímeros, no metálicos, minerales, materiales

eléctricos, productos químicos, maquinaria, muebles, cosméticos, etc. De todas estas

empresas que respondieron el cuestionario emitido, dijeron contar con la certificación ISO

9001: 2000 hasta el año 2003. De acuerdo con lo mencionado, de la misma manera se

elabora un cuestionario dirigido a los trabajadores y encargados de área para la

recolección de datos internos de la empresa que servirán como información para medir

el impacto en el uso de una metodología basada en la utilización de las herramientas de

la calidad para mejorar la optimización del mantenimiento.

1.7.3 5S. Seiri (Clasificar), Seiton (Ordenar), Seiso (Limpiar), Seiketsu (Estandarizar) y

Shitsuke (Disciplinar).

Por otra parte, de acuerdo con (Silva, 2013) hace referencia al concepto de

Producción Limpia (C.P.) por sus siglas en inglés, tema que ha sido muy recurrido por los

beneficios que conlleva en el ámbito ambiental, económico y social pero que también

enfrenta problemas por información escasa, técnicas y herramientas a implementar para

cumplir con los objetivos y obtener resultados deseados. Con base a esto se reporta la

12

ejecución de una nueva metodología de CP la cual es mejorada por herramientas de

calidad con la finalidad de resolver problemas existentes en las empresas. Dicha

metodología ha sido implementada en todo el mundo con éxito dentro de diferentes

industrias. Dentro de la investigación que fue realizada, se recabó literatura revisada de

metodologías sobre P2 Y CP que consistió en una búsqueda en internet principalmente

en bases de datos reconocidas por su contenido en CP, metodologías, prevención de la

contaminación, etc. De acuerdo con esto, se obtuvo un grupo de 43 artículos donde solo

dos de ellos resultaron con metodologías P2 Y CP aunque ninguno contó

específicamente con una metodología para implementar un programa de CP. Esta

metodología estándar hizo un análisis de comparación entre 9 metodologías de diferente

autor cada una que se reporta en la tabla número 2 tomando en cuenta los siguientes

factores: frecuencia de aparición, similitud y complementariedad.

En seguida las nueve metodologías se analizaron y definieron cada fase, para

saber dónde serán aplicadas de la manera que se identificaron herramientas de calidad.

Los resultados obtenidos fueron plasmados en la tabla de comparación número tres

mediante un marco PDCA revelando importantes descubrimientos donde se resalta que

las metodologías cuentan con elementos similares sobre política ambiental, mejoras,

evaluación, monitores, revisión apegados al ciclo de Deming por lo que todas las

metodologías se concentran en los aspectos de evaluación y recolección de datos donde

se describe cada paso y dan a conocer su objetivo específico por lo que no detallan

información sobre que herramientas utilizar ni como llevarlas a cabo. Por otra parte, dicha

metodología, reflejó el factor que más apareció en 8 de las 9 metodologías fue

“identificación de oportunidades P2 Y CP, después le sigue el factor “compromiso o apoyo

a la alta dirección”, seguido de “educación y capacitación de empleados”, “evaluación de

la empresa”, “planificación”, “organización”, “organización de equipo” y por último

“actividades de reevaluación”. Por lo que se sugieren 21 oportunidades de mejora en 9

de las 12 fases que se expusieron en la metodología denominada estándar incluyendo

un total de 10 herramientas de calidad dentro de ella. De esta manera, se hace uso de la

herramienta 5S dentro del beneficio de café lo que nos permitirá mejorar los procesos de

producción y mantenimiento al tener las instalaciones correctamente ordenadas y cada

13

material y herramienta en su lugar específico para facilitar la búsqueda de cada uno de

ellos de la misma manera que

En otro aspecto de acuerdo con (Colledani, 2012) quien reportó la implementación

de una metodología con la final de estimar la tasa efectiva de salida asíncrona, dijo incluir

los sistemas de fabricación multi etapa como producción, control, cálida y prácticas del

mantenimiento. Una vez implementada esta metodología obtuvo resultados sobre el

conocimiento de estas áreas donde el sistema se conformó por piezas fabricadas por

máquinas con un deterioro continuo, pero con un mantenimiento preventivo se ha

obtenido un mejor rendimiento sobre el sistema que al mismo tiempo ha sido mejorado

por medio de un análisis de diseño. Este estudio fue realizado en el área de pulido de

una planta manufacturera de cacerolas de acero, donde se compone de 4 máquinas en

serie donde el deterioro de los cepillos es debido al acabado de la superficie reportando

una disminución del rendim9oento de 0.995, 0.83 y 0.1. los defectos que más se

presentaron fueron agujeros en la fabricación de las cacerolas por causa del bajo

rendimiento de las maquinas utilizadas donde el principal causante fue el excesivo uso

de retrabajo con una tasa de defectos del 18% por lo que se mencionó que habría que

dar más importancia en el are de monitoreo lo que reduciría una disminución del

rendimiento de al menos el 25% donde un operador podría ahorrarse el proceso de

retrabajo.

Aterrizando el estudio según (Fischer, 2012) reporta que, al generar un sistema de

mantenimiento, este pueda ser rentable para la industria generadora de energía eólica,

así, como también con la ayuda de análisis y recolección de datos guiarse para una mejor

predicción de un mantenimiento centrado en la confiabilidad. De acuerdo con los

resultados que reportó se obtiene una gran cantidad de similitudes de falla entre los

modelos V44-600kW y V90-2MW debido a la amplia variedad y comportamiento de fallas

encontradas dentro de los dos modelos, por ello, los resultados de cada uno se presentan

juntos en una tabla dentro del artículo, por lo que se llega a la conclusión donde al

finalizar, las fallas son las limitantes de la correcta funcionabilidad de los sistemas, en

este caso las turbinas eólicas, en específico las principales partes que la componen, por

14

ello es importante implementar un análisis a profundidad con la ayuda de historiales de

fallas y con la ayuda de la experiencia de expertos en el tema.

1.7.4 Fallas

(Otero et al., 2010) considera, a lo largo de su formación que, toda falla existente en una

planta de procesos conlleva un importante riesgo potencial y debido a ello es necesario

conocer el origen donde se genera, como actúa y que riesgos representa de manera que

debemos entender la funcionalidad de los equipos utilizados dentro de la planta. Es así

como ha sido posible generar acciones correctivas con la finalidad de disminuir con las

fallas presentes en cada proceso. Estas acciones son fruto de la aplicación de un análisis

de modos de falla donde cada una, individualmente o en grupo, van de la mano con una

fase del proceso donde se ejecuta una tarea en específico y de esta manera es como se

ha venido definiendo como la forma en que un equipo o maquinaria falla.

De esta manera los efectos de la falla son considerados como la forma en la que

la falla se manifiesta. Por ejemplo, así como se ve afectado el sistema ante la falla de un

equipo o máquina, ya sea local o en otra parte su sistema, estas manifestaciones pueden

abarcar de: aumento a disminución de nivel, mayor a menor temperatura, activación de

señales, alarmas o dispositivos de seguridad, entre otras; similarmente, se considera

también la sintomatología de la falla, ruido, aumento de vibración, etc. Para el caso de

las consecuencias, éstas son referidas a los impactos derivados de la falla en los diversos

receptores de interés. Se consideran las consecuencias a la seguridad de las personas,

medio ambiente y producción. Cabe mencionar que, a fin de darle consistencia normativa

al análisis, las categorías de consecuencias evaluadas son tomadas como referencia de

la norma NRF-018-PEMEX-2007 ESTUDIOS DE RIESGO Rev. 0, de fecha 05-Enero-

2008, de Petróleos Mexicanos.

Es importante tomar en cuenta a (Guzmán, 2015) quien argumenta que, para

realizar un análisis de causas de falla de los equipos críticos, se necesita el histórico de

fallas y de tiempos perdidos de la línea de producción, teniendo en cuenta la codificación

de las máquinas y los efectos de fallas, es posible realizar los siguientes cálculos, ya que

15

de esta manera la información que se obtiene del estado de las máquinas y de los tiempos

de paradas evaluados en el diagrama de Pareto, se realizan cálculos en el software

llamado Weibull de la compañía Reliasoft, utilizado en ingeniería de confiabilidad y en la

universidad como material educativo, sirve para observar el estado de un equipo o una

línea de producción utilizando como referencia los tiempos perdidos de las máquinas y

los tiempos suspendidos de los demás equipos que generan paradas de la línea de

producción y se obtuvo que, sobre la línea de producción se realizó un ejercicio donde se

buscaba un valor de confiabilidad que se aproximara al propuesto en objetivo principal

de proyecto, pero, al llegar al 75% de disponibilidad y/o confiabilidad operacional dentro

de la línea nos da como resultado que la línea se debe intervenir cada hora y media

aproximadamente. Este mismo ejercicio se realizó con cada uno de los equipos críticos

objeto de este proyecto, (la llenadora y el inspector de envase vacío). Con estos cálculos

se puede observar que para cada una de los equipos críticos los tiempos de intervención

son más amplios, pero aun así son muy cortos debido a que para mantener la

confiabilidad en 75% hay que intervenir los equipos aproximadamente cada 4 horas y

media para no afectar ninguno de los equipos, pero pasando por alto el más mínimo, la

intervención seria cada 7 horas y media lo cual sigue siendo un tiempo de intervención

demasiado pequeño.

1.7.5 Aplicación de acciones recomendadas

Se ha descubierto que para hacer posible la aplicación de las acciones

recomendadas en un mayor detalle, se requiere de los modos de falla resultantes en la

primera fase del análisis, especialmente de aquellos críticos por su nivel de riesgo. Para

ello se emplea el RCM (siglas en inglés para Reliability Centered Maintenance o

mantenimiento centrado en la confiabilidad). A los modos de falla resultantes de riesgo

medio es recomendable aplicar la estrategia derivada del análisis de modos de falla y sus

efectos, AMFE (FMEA, en inglés), mientras que los modos de falla de bajo riesgo, son

elegibles para continuar aplicando las acciones que actualmente se vienen aplicando,

dado que el riesgo a administrar es mínimo. Este proceso de decisión es fundamentado

16

en los principios de ALARP “Tan bajo como sea razonablemente práctico” (del inglés As

Low As Reasonably Practical) de la Administración del Riesgo (Otero et al., 2010)

1.7.6 Numero de Prioridad de Riesgo (NPR)

De acuerdo con evidencias de los reportes sobre un proyecto de implementación

AMEF en la línea de producción de juguetes de la marca Harley Davidsons, (Martínez,

2004) revela que, las estaciones 7276 y 9010 con el máximo NPR de 432, (también

identificadas con el hallazgo número 3 y 4) que después de la acción tomada en su

segunda evaluación se logra una mejora de un NPR de 16 en la estación 7276 y un NPR

de 8 en la estación 9010. Cabe mencionar que esto fue manejado con ayuda de un

software llamado Project 2000 donde, los resultados de los NPR en la primera fase o

evaluación de la línea Harley., Fueron los siguientes: En solo 4 estaciones de operación

tenemos altos índices de NPR, superando los 300 especificados por Mattel como

acciones inmediatas atacar. De esta manera, una vez que se tomaron acciones

inmediatas de las cuatro estaciones y en todas aquellas que repercutían en el término de

severidad y los NPR´s, se volvieron a evaluar y se obtuvieron datos de salida donde, se

puede apreciar que las estaciones 9020,9010,7276 y 9080 cayeron por debajo de un

NPR de 20, lo cual nos confirma que la implementación fue un éxito a implementar

controles con mayor detectabilidad y sobre todo informar que los reportes de campo no

presentaron más defectos por esos hallazgos.

17

CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO

2.1 Proceso del café

2.1.1 Cosecha

Según (López, 2013) la primera cosecha sobre una planta de café sucede

alrededor de los 2 años, esto pasa cuando los granos de café maduran y se encuentran

aptos para ser retirados, tal acción se debe al clima y condiciones en que el suelo se

encuentra. Esta forma de cosechar se hace llamar “pepiteo” donde solo se retira de la

planta las cerezas maduras, evitando dañar el tallo o pezón pegado a la planta y cerezas

que aún faltan por madurar, esto aplica para el beneficio por vía húmeda y seca.

Por otra parte, resalta que, dentro de la temporada de cosecha se pueden hacer

2 o 3 recolecciones según el estado de madurez de los granos de café, con la finalidad

de obtener la mayor cantidad de los frutos.

2.1.2 Recibido del café cereza

El café debe de clasificarse e inspeccionarse antes de introducirlo al beneficiado.

Es una buena idea separar los frutos dañados y verdes junto con los restos de hojas y

madera que pueda caer por accidente dentro de los recipientes de recolección del café

con la finalidad de asegurar la calidad del producto y alejarlo de contaminantes que

influyan principalmente en el sabor del mismo.

Es importante tener un sistema para la evaluación de la calidad al momento de

recibir el café de manera que este aparte todo tipo de residuos como materiales no

comestibles, insectos y todo tipo de plaguicidas que sean difícil de eliminar sobre del café

cereza y puedan ocasionar una baja calidad del producto (Puerta, 2013)

18

2.1.3 Despulpado

De acuerdo con (López, 2013) el despulpado por medio de vía húmeda se hace

colocando los granos de café sobe la tolva de una maquina despulpadora la cual se

encargará de retirar la cascara de color rojo y solamente dejando el grano con una

pequeña capa llamada mucilago.

El proceso del despulpado abarca la separación de la cascara y pulpa que

envuelven al café, de tal manera que solo quede la semilla expuesta a la intemperie y se

debe de efectuar el mismo día de la recolección, casi enseguida, donde no se debe dejar

pasar más de 10 horas después de su recibimiento, para no afectar sus propiedades.

Este proceso se lleva a cabo con la ayuda de una máquina despulpadora que se encarga

por medio de una navaja llamada “camisa” con aspecto de un rayador de queso en forma

circular de pelar cada uno de los granos de café cereza para llevarlos al siguiente paso

del proceso, es así como lo indica (Puerta, 2013).

2.1.4 Fermentación

El fermentado por vía húmeda según (López, 2013) pasa cuando se dejan

fermentando unas horas los granos de café, de manera que se pierdan las mínimas

propiedades que contiene, principalmente del sabor.

La fermentación se hace en unos tanques grandes donde es importante observar

el tiempo que se le dará a cada lote de acuerdo con las temperaturas y clima que

predomina en el área de la finca, (Puerta, 2013) menciona que una fermentación sin agua

debería de estar en promedio entre las 10 y 18 horas. Así mismo es importante

asegurarse que el mucilago se aparte fácilmente del grano justo después de cada

fermentada, como también evitando que los granos en este paso, se mesclen con granos

de días y recolecciones diferentes. La fermentación depende del grado de madurez del

fruto y sanidad, influyendo en la composición química del mismo. Algunos factores que

también intervienen den la fermentación es la higiene en los materiales utilizados e

instalaciones, temperaturas y tipos de clima.

19

2.1.5 Desmucilaginado mecánico

De acuerdo con este paso el mucilago se retirará de manera mecánica, por lo cual

es necesario estar al pendiente de que a cada grano de café se le haya retirado por

completo. Por otra parte, si no se ha desprendido el mucilago al cien por ciento, se deberá

lavar todo el lote de granos de café y frotarlos entre sí para que este se desprenda

correctamente antes del paso de secado (Puerta, 2013)

2.1.6 Lavado

El lavado por medio de la vía húmeda consta de colocar los granos de café dentro

de unas canaletas con poca agua de manera que todos los granos queden cubiertos

mientras son removidos por corriente. Las canaletas pueden ser construidas de

diferentes materiales y pueden ser de varias capacidades de acuerdo al nivel de

producción del beneficio. Después se transporta el café a otros recipientes donde será

nuevamente removido con palas de madera o plástico hasta que cada grano pierda esa

mucosa que lleva adherida por fuera y se note una textura áspera (López, 2013)

Para esta fase del proceso (Puerta, 2013) sugiere el lavado diario del grano

después de haber concluido la fase de fermentación. Este proceso se debe de efectuar

con agua completamente descontaminada, limpia y no debe de ser reciclada para cuidar

la inocuidad del café. Se hace énfasis en el tipo de agua a utilizar en el lavado, la cual

deberá de tener un PH promedio de entre 6 y 7, esta debe ser libre de residuos,

contaminantes, hongos e incolora. De otra manera existen procedimientos para la

preparación del agua por medio de filtración, sedimentación, etc. para tener como

resultado un agua incolora y poder utilizarla en el lavado.

De acuerdo con la no contaminación y cuidado del agua (Puerta, 2013) comenta

que para el lavado es necesario ocupar 150 litros de agua por cada 100 kilos de café

aproximadamente, haciendo enjuagues seguidos, lo que permitirá observar residuos

flotantes y la aparición de los famosos granos vanos que se apartaran del resto para un

correcto lavado del grano de café.

20

2.1.7 Secado

Es recomendable que el secado por la vía húmeda se haga colocando al aire libre

los granos de café sobre placas de cemento o mallas metálicas donde no se escape

ningún grano y los rayos del sol hagan contacto directamente. En el caso del beneficio

por vía seca, después de la cosecha las cerezas de café se traen directamente hasta

esta fase extendiéndolas sobre tendales de cemento o mallas para secarse con la luz

solar o si se cuenta con los equipos adecuados se hace con ayuda de secadoras de

energía eléctrica o gas (López, 2013)

Para el secado del café (Puerta, 2013) recomienda que se haga con ayuda de

secadores mecánicos o con la luz solar con la finalidad de que esta tarea sea ejecutada

lo más rápido posible para aprovechar los recursos que se tienen dentro del beneficio y

reducir tiempos.

Por otra parte, es importante realizar el secado justo después de terminado el

lavado, si se hace por la técnica solar, los granos deberán ser removidos con rastrillos

limpios 4 veces al día para obtener un secado uniforme de cada grano, no se deben

mezclar los granos que contengan niveles de humedad diferente y es recomendable

acomodar los granos de café en capas de 2 a 4 centímetros, lo que resulta de 13 a 25

kilogramos de café húmedo por m2, también es posible colocar capas más gruesas en

temporadas más cálidas.

Como ultima paso de esta tarea, los granos de café se deben dejar con un nivel

de humedad de 10 a 12% antes de ser empacados. Para una buena medida de la

humedad se utilizan medidores bien calibrados y la muestra se toma una vez que el café

se deja enfriar a temperatura ambiente.

21

2.1.8 Pilado

(López, 2013) sugiere el pilado después del secado del café en cereza por la vía

seca. Esta acción se hace colocando café cereza ya seco dentro de una máquina piladora

para pilarlo y remover la cascara de color rojo una vez que esta toma un color negro.

2.1.9 Clasificación

Esta etapa se hace en seguida de que los granos de café salen de la piladora y es

parte del beneficiado por vía seca. (López, 2013) comenta que se deben recoger los

granos y depositarlos en bandas que vibran y que cuentan con unos orificios de tamaños

específicos clasificando los granos con un tamaño deseado. Una de las características

más relevantes de este café es que el sabor es más fuerte y contiene un mayor nivel de

cafeína a comparación del café beneficiado por vía húmeda.

2.1.10 Trillado

Este paso se hace antes de que el café sea empacado en costales de yute

colocando los granos dentro de una trilladora de café para que esta por medio de fricción

retire la cascara amarilla de manera que se obtenga un color verde uniforme sobre el

grano (López, 2013). Unas de las características de este tipo de café es suavidad y

notable disminución de amargura al beberlo.

2.1.11 Tostado

El tueste es muy importante dentro del proceso ya que define y adiciona la calidad

con mayor presencia que la clasificación escogida.

Esta acción consiste en colocar los granos verdes de café en una tostadora

durante cierto tiempo a una temperatura adecuada, monitoreando su transformación la

22

cual se refleja en el cambio de color de verde a café, la pérdida de peso del grano,

aumento de volumen y la obtención de aromas característicos de un tueste correcto. Es

así como se realiza esta fase del proceso productivo, misma que le da el color, olor y

aroma adecuado de acuerdo a las especificaciones del mercado (López, 2013)

2.1.12 Empaque

(Puerta, 2013) comenta que, el empaque se produce en costales fabricados con

material de yute para el adecuado transporte del café. Al momento de empaquetar los

granos de café, se debe verificar que se haga con la mejor higiene posible en costales

secos, limpios, libres de insectos, humedad, etiquetados o rotulados donde se describirán

las características del café como tipo de lote, cultivo, café, nivel de humedad, peso neto,

fecha de beneficio y de empaque para identificarlo fácilmente.

2.1.13 Almacenamiento del café

Según (Puerta, 2013) se debe tener un lugar apropiado para el almacén del café

en costales que cumpla con las condiciones de resguardo al contar con limpieza del

espacio, colocándolo en estibas limpias y secas que lo separen al menos 30 centímetros

del suelo, paredes y techo evitando el contacto con las mismas, protegiéndolo de

roedores, insectos, sustancias toxicas y químicas y que no tenga contacto directo con la

luz solar, ni acercamiento con máquinas que eleven la temperatura y humedad.

Es recomendable mantener un registro e inventariar cada costal de café que entre

y salga del almacén como también es importante almacenar el café con niveles de

humedad entre 10% y 12%, nunca mayor a esos porcentajes y jamás almacenar juntos

diferentes calidades y tipos de café para evitar confusión en la administración.

23

2.1.14 Transporte

Para el adecuado transporte del café, es necesario que el camión de carga se

encuentre en las condiciones de higiene óptimas para el traslado de los costales, debe

estar protegido contra la lluvia en la parte de la batea o área de carga evitando que el

café se rehumedezca, el contacto con residuos químicos, polvos, líquidos, desperdicios

de alimentos, y cualquier otra sustancia de origen animal o vegetal (Puerta, 2013)

2.2 La calidad

De acuerdo con (Abbott,1999) este concepto define el grado de excelencia de un

producto, así como también toma en cuenta la diminuta presencia de defectos a los que

llama sensoriales y ocultos siendo posibles de encontrar abarcando toda la información

sobre el producto donde la parte sensorial se caracteriza según su forma, textura, color,

olor, dimensiones, aspecto y es fácilmente detectarlo por medio de los sentidos, mientras

que la parte oculta abarca las propiedades químicas, biológicas y es necesario emplear

ciertos instrumentos de medición para hacer un correcto calculo. Por otra parte, la

personas que consumen el producto dan otro punto de vista de acuerdo a su satisfacción

sobre la calidad la cual se muestra más fácil de comprender al ser poco cuantificable y

tangible.

Existen diferentes maneras de medir la calidad en los productos tomando en

cuenta reputación del mismo, marcas, demanda, información nutricional, etc. según lo

que comentó (Lawless, 1995). De otra manera la calidad es definida por los compradores

que regularmente adquieren el mismo producto y tienen una opinión propia, lo que hace

que la apariencia del producto cambie ocasionando una construcción histórica de su

calidad (Cardello, 1995)

24

2.3 Mantenimiento

(Montaña, 2006) relata sobre el mantenimiento mismo que comenzó a tener

importancia cuando se adecuo la producción en masa, lo que conllevaba una

manufactura con el sistema conocido como cadena, todo esto debido a la severidad de

las averías en el proceso que ocasionaban retrasos, trastornos y tiempos muertos dentro

parte o de toda la industria. Hasta ese momento el mantenimiento no era considerado de

suma importancia como hasta ahora lo ha sido y con el paso del tiempo y de

complicaciones producidas dentro de las industrias por falta de presencia del mismo no

pasó mucho tiempo para considerar la implementación de mantenimiento dentro de las

empresas como actividad repetitiva que genera mejoras y evita retrasos. (Moubray,

1997) hizo una definición referente al mantenimiento expresando que es un tipo de

servicio el cual se encarga de reunir ciertas tareas a ejecutar en un futuro de manera que

al efectuarse se consiga una confiabilidad sobre las máquinas, procesos, equipos,

industria, construcciones y por otro lado ofrecen seguridad a las personas eliminando

acciones de riesgo.

(Anzola, 1992) define al mantenimiento como la acción que facilita la reducción o

eliminación total de costos, mejorando la funcionalidad de máquinas y equipos de la

industria.

De acuerdo con (Montaña, 2006) hace referencia al mantenimiento por la tarea de

prestar un servicio de calidad, rápido, eficaz, eficiente y óptimo que repercute en la

producción de productos, volviéndolos confiables debido al desarrollo de cada actividad

que se ejecuta principalmente por máquinas. Por ello es de vital importancia la tarea que

ejerce el mantenimiento sobre los elementos utilizados para la manufactura de productos

permitiendo alcanzar objetivos, cumplir metas, conseguir eficacia y demostrar confianza

sobre las máquinas y todos sus componentes que influyen en la producción.

(Hung, 2009) se refiere al mantenimiento como la conjugación de tareas y

actividades a cumplir con la finalidad de la conservación y adecuación de un sistema,

equipo o máquina a su estado de origen para operar con normalidad, disminuyendo

25

económicamente costos y favoreciendo directamente a las industrias con reglamento a

las normas integrales de calidad.

En tema de mantenimiento personal (Montaña, 2006) sugiere mediante las normas

adecuadas, capacitar a los trabajadores para enseñar a operar las herramientas, equipos

y máquinas de primer contacto, volviéndose responsables con el uso de las mismas que

usarán para la producción de algún bien. Esto será realizado mediante una práctica con

seguimiento de la metodología teórica y práctica de la cual se apoyarán durante el

proceso de capacitación utilizando equipos que estén fuera del horario de servicio de

operación para no perjudicar el proceso de producción, adquiriendo conocimientos y

habilidades que los enseñara a dar el mantenimiento correcto y adecuado a cada uno de

los sistemas utilizados dentro de la empresa.

Citando a (Hung, 2009) comenta que el mantenimiento solo cumplía con una

función en el pasado y esta sugería cumplir con requerimientos y estatutos que los

proveedores de las máquinas establecían en ese entonces, por lo que hoy en día la

competencia entre empresas manufactureras ha revolucionado el mantenimiento que

utilizan, de tal manera que se encargue de asegurar los procesos productivos ejecutados

por máquinas y equipos, garantizando todos los cambios que se realicen sean en el

momento necesario y de ser posible fuera del horario de servicio para no afectar la

producción, así como reduciendo riesgos y fallas. El principal objetivo que persigue el

mantenimiento es preservar, es decir, conservar las máquinas y equipos manipulados

manteniendo la esencia del objetivo (Montaña, 2006)

26

2.3.1 Etapas del mantenimiento

Figura 1. Evolución del mantenimiento. Fuente: (Moubray, 1997)

Toda máquina debe encontrarse en un estado adecuado para su manipulación

tomando en cuenta todas las características que la conforman y hacen funcionar de

manera acertada, es así como cada característica de origen se va modificando de

acuerdo al uso, desgaste, suciedad y trabajo para el que se emplee. Debido a esto, cada

equipo debe contar con un mantenimiento que sea constante, breve y eficaz

solucionando la posible falla a presentarse, reparando por partes o supliendo por

completo refacciones que sean necesarias. Por otra parte, es importante resaltar que el

máximo aprovechamiento de las máquinas se observa al utilizarlas durante el tiempo de

sus horas diarias asignadas sin parar, por ello, para las industrias en tema de

mantenimiento el principal objetivo radica en aprovechar el máximo de horas que los

equipos puedan trabajar como se muestra en la Fig. 1 es decir, la utilización al cien por

ciento de los equipos-mano de obra (Montaña, 2006) En resumen (Hung, 2009) asegura

que el mantenimiento a las máquinas y equipos dentro de las industrias deberán ejecutar

las tareas que los operadores o usuarios indiquen, para la optimización de costos y

tiempos.

2.3.2 Mantenimiento correctivo

Se considera mantenimiento correctivo al conjunto de actividades que interactúan

entre sí con el fin de reparar una avería no programada poniendo en acción a la máquina,

27

equipo o sistema en contexto después del mantenimiento aplicado, resultado de los paros

inesperados provocados por una mala inspección en el proceso, no completar dichas

tareas propuestas o por órdenes estrictas del encargado del departamento de inspección

de no reparar hasta que ocurra la próxima falla (Guzmán, 2005).

Es así como (Montaña, 2006) explica el mantenimiento como la acción de reparar

una falla producida en cualquier momento del ciclo de vida de un activo, por lo que su

principal función es poner a trabajar la maquina averiada lo más rápido que sea posible

reduciendo los costos de la reparación actual, ya que este tipo de mantenimiento es

utilizado con frecuencia en las empresas más pequeñas. Enseguida se muestra una lista

del proceso que se tiene que seguir cuando se presenta una avería que necesite de un

mantenimiento correctivo, por ejemplo:

• Como primer paso se debe identificar el origen del problema.

• Observar y estudiar las mejores alternativas para poder resolverlo.

• De todas las alternativas, hacer una evaluación y escoger la mejor para ser

implementada.

• Acordar un pan de acción con los operadores, máquinas y equipos disponibles a utilizar.

• Documentar toda la información que comprende el tiempo de reparación de acuerdo al

plan, respuesta del personal sobre cada tarea realizada y observaciones que surgieron

durante el proceso de mantenimiento.

2.3.3 Mantenimiento periódico

(Montaña, 2006) menciona que este tipo de i es realizado comúnmente después

de periodos largos, por lo que et proceso se practica entre 6 y 12 meses y se ve

frecuentemente en plantas industriales como azucareras, petroquímicas, cementeras,

etc. realizando paradas considerablemente grandes, donde se realizan reparaciones

grandes y de mayor importancia para la industria. Este tipo de mantenimiento conlleva

una planeación minuciosa para ejecutarlo correctamente en tiempo y forma por parte del

28

área de mantenimiento en colaboración con los demás departamentos, con la finalidad

de completar cada tarea en el menor tiempo, considerando los costos tan altos que se

manejan durante el proceso.

2.3.4 Mantenimiento operacional

En cuanto a este tipo de mantenimiento (Guzmán, 2005) se refiere a él como la

acción implementada sobre una máquina, sistema o equipo con el objetivo de que

cualquiera de estos siga desempeñando las tareas correcta y normalmente de manera

que se realice mientras la máquina sigue en horario de trabajo sin afectar su función.

2.3.5 Mantenimiento programado

Para este tipo de mantenimiento es necesario tener un detallado registro del

estudio aplicado en los equipos y máquinas existentes dentro de la industria para que así

con ayuda del mismo, por datos estadísticos y documentación de fábrica, ciertas partes

puedan ser cambiadas y de la misma manera el rol de cambio de cada una de estas.

También se ven reflejadas ciertas fallas, como, por ejemplo, el hecho de que al hacer el

servicio de mantenimiento implique retirar algunas partes que trabajan de manera

correcta y que uno de los principios que persigue cierto mantenimiento es que dos o más

piezas se degastan de igual manera, aunque tengan tareas diferentes a cubrir. (Montaña,

2006).

2.3.6 Mantenimiento predictivo

La idea que plantea (Altmann, 2005) sobre el Mantenimiento Predictivo, se basa

en las fallas que se identifican mediante la utilización de técnicas como chequeo y análisis

de vibraciones, lubricantes, radiografías, ultrasonidos, que facilitan la detección del origen

de una falla en potencia. Este mantenimiento se hace a base de mediciones con ayuda

29

de equipos especiales en partes de la máquina de mayor valor done no está permitido

fallar, ya que ponen en riesgo al personal que labora dentro de la empresa (Montaña,

2006).

2.3.7 Mantenimiento preventivo

Contempla cierto grupo de actividades que mediante un plan se ejecutan en un

tiempo determinado de manera que los equipos y maquinas realicen su función

correctamente dentro de lo que es su ciclo de vida programado. Este tipo de

mantenimiento establece mantenimientos de manera intermitente de acuerdo a las

ordene de los encargados de área y requerimientos del equipo (Guzmán, 2005). Según

(Montaña, 2006; Altmann, 2005) definen al mantenimiento preventivo como la tarea que

se realiza por medio de programas que incluyen actividades de revisión y lubricantes, de

manera que estos se hagan anticipadamente ante la presencia de fallas en las máquinas

dentro de las instalaciones de la industria.

Este sistema está basado sobre el mantenimiento que debe recibir un equipo o

máquina no dejando de lado las actividades que deban hacerse mientras la máquina está

en paro o activa ya que es conocido que las partes que la conforman tienen un desgaste

por uso de forma diferente y se tiene que dar el servicio adecuado de manera equivalente

para preservar un buen desempeño de estas.

2.3.8 Mantenimiento total productivo TPM

(Montaña, 2006) sostiene que este tipo de mantenimiento es gestionado

totalmente mediante una filosofía japonesa que va de la mano con técnicas actualizadas,

sistematizadas, bajo el concepto de calidad y de la filosofía justo a tiempo (just in time) lo

que compromete a la empresa entera junto con sus trabajadores a mantener las tareas

de mantenimiento de manera que se optimice el ciclo de vida de las máquinas y equipos,

teniéndolos en las condiciones adecuadas para alcanzar una alta productividad,

confiabilidad y mantenibilidad de todo el conjunto de equipos que conforman el sistema.

30

• T = (total): Mejoras en la eficiencia, ciclo de vida de los equipos y maquinas dentro del

proceso de producción y participación de todas las técnicas avanzadas.

• P = (productivo): Cero perdidas, defectos en los productos, fallas en los equipos y

accidentes presentes.

• M = (mantenimiento): Se encarga de preservar la vida útil del sistema productivo en

general.

2.3.9 Mantenimiento centrado en confiabilidad

(Hung, 2009) habla sobre el Mantenimiento Centrado en Confiabilidad RCM

(Reliability Centered Maintenance) análisis de proceso que se demuestra en la Fig. 2 otro

tipo de mantenimiento donde es necesario tener una confianza precisa sobre las

máquinas, equipos y logística, mismo que surge de la implementación en el sector, aéreo,

marino y del ejercito donde es de suma importancia el término de la confiabilidad. De esta

manera todos los componentes de una máquina o equipo ejercen las funciones

adecuadas en el requerimiento que el operador lo desee, manteniendo el estado original

del proceso por lo que todos los equipos en función deben ejecutar el conjunto de tareas

para las que han sido programadas.

31

2.3.10 Diagrama del mantenimiento centrado en confiabilidad.

Figura 2. Diagrama de análisis del proceso RCM. Fuente: (Hung, 2009)

2.4 Optimización del mantenimiento

En tema de optimización del mantenimiento (Montaña, 2006) comenta que, la

mayor parte del tiempo las fallas inesperadas están presentes, por lo que su intento por

dar solución siempre es constante de manera que se minimicen los tiempos de paros

para la reparación de cada una, ya que debido a esto el proceso productivo se vuelve

vulnerable a los famosos traumatismos, acción que consta en el paro de una máquina

para la corrección de fallas inesperadas. Por ello los encargados en el área de

mantenimiento se ven en constante labor dando solución a las fallas y que, debido a su

seguida presencia, los equipos y las máquinas de la empresa sufren un deterioro, lo que

provoca la presencia de paros frecuentes.

Según (Pérez, 2012) uno de los objetivos más importantes que persiguen las

estrategias de mantenimiento, es el manejo y control adecuado de las refacciones,

equipos, material, herramientas e insumos, debido a que la falta de planeación sobre el

manejo de estos, provoca costos de inventario por una lenta rotación de repuestos y la

32

presencia de paros por tiempos largos a consecuencia de la falta del recurso en almacén

al momento.

2.5 Confiabilidad

La confiabilidad existente dentro de un sistema es dependiente del área de

mantenimiento con personal especializado para la prevención de fallas dentro del

proceso productivo (Amendola & Depool, 2005).

En materia de confiabilidad y detección de fallas (Karki, 2004) aporta que la

implementación de modelos de confiabilidad junto con detección de fallas de tipo FMEA

(failure modes and effects analysis) dentro de la industria eólica y sus sistemas son punto

clave de acuerdo a los lineamientos en el ámbito energético que abarca a nuestro país.

Los nuevos avances que se han hecho sobre el mantenimiento, incitan a minimizar

la presencia de fallas provocadas por las máquinas, tomando en cuenta los factores

(costo-riesgo-beneficio) por lo que es sugerido con firmeza la implementación del

Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad MCC, que se caracteriza por la forma

compleja de su ejecución donde la producción se ve alterada por los tiempos fuera del

horario de operación (Guzmán, 2005).

La mejora en materia de confiabilidad operacional de cualquier sistema y

componente, va de la mano con cuatro factores importantes como lo son: confiabilidad

del proceso, confiabilidad del diseño, confiabilidad del mantenimiento y confiabilidad

humana (Mendoza, 2005)

Confiabilidad en los equipos y máquinas, se refiere la probabilidad de que estos

desempeñen sus funciones de manera correcta y satisfactoria para las que fueron

diseñados, durante un tiempo específico y bajo las normas establecidas para su

operación (Melo-González, et al., 2009). Para esto fue diseñada un tipo de distribución

llamada Weibull, ya que es una distribución triparamétrica y continua, es decir, se define

33

por tres parámetros y es una de las más usadas en el área de la confiabilidad

(Reliabilityweb.com, 2018)

(López-Leal & Siliceo-Rodriguez, 2010) explica que la clave del término

confiabilidad se relaciona con la operación continua, es decir, se puede asegurar que

cualquier proceso que la lleve a cabo dentro de su producción se caracterizará por ser

confiable, lo que con lleva a realizar todas sus actividades de manera correcta y eficiente

a lo largo del ciclo de vida estimado. Por otra parte, cuando la producción se ve

amenazada por un conjunto de fallas que se presentan frecuentemente de manera

continua e imprevista, es decir, que existe una (baja confiabilidad), acción que provoca

costos muy altos para la empresa al tratar de solucionar lo imprevistos al momento

(costos directos) y de la misma manera repercutiendo en el proceso de producción o

también mejor conocido como (costos de penalización).

Ecuación (2.1) demuestra el Tiempo promedio entre fallas (Mean time between failures

- MTBF):

i

TBFMTBF

i=

(2.1)

TBF = tiempo entre fallas

i = número de fallas

Sistemas con MTBF cortos, reflejan valores de confiabilidad bajos y un alto número de

fallas.

Ecuación (2.2) demuestra el Tiempo promedio para reparar (Mean time to repair -

MTTR):

i

TTRMTTR

i=

(2.2)

TTR = tiempo para reparar

34

i = número de fallas

Sistemas con MTTR largos, reflejan valores de Mantenibilidad bajos (sistemas en los que

se necesita gran cantidad de tiempo para poder recuperar su función).

2.5.1 La confiabilidad en el factor humano

Existen diversos factores que influyen en la confiabilidad de un sistema de

mantenimiento de activos, pero uno de los más importantes es el factor humano y uno de

los principales campos de aplicación son las plantas petroleras, electicas, de gas,

nucleares, aviación, cementeras, etc. donde un descuido sea fatal al ocasionar un

accidente y por consecuencia se presenten pérdidas humanas junto con altos costos de

reparación para la empresa (Amendola & Depool, 2005).

De acuerdo con lo que menciona (Montaña, 2006) asegura que el personal

encargado del área de mantenimiento, es responsable de llevar a cabo de forma rápida

y eficiente el servicio sobre los equipos, de tipo eléctrico, mecánico o general (máquinas

y equipos) lo cual se debe realizar a diario para asegurar la confiabilidad y disponibilidad

de los equipos en contexto de manera que se logre participar en el desempeño de

actividades para la solución de problemas. Para ello los operadores cuentan con la

capacitación adecuada para reforzar el conocimiento sobre las tareas con la finalidad de

cumplir con los objetivos planteados sobre mantenimiento.

Cuando se habla de confiabilidad operacional, se habla sobre los factores de

confiabilidad del equipo, factor humano y factor proceso, es así como el supervisor de

mantenimiento se ve obligado a garantizar la calidad y eficiencia de un buen servicio

como se plasma en Fig. 3. Para esto se puede basar en la recolección de datos y

documentación sobre equipos de trabajo para tener bases confiables y poder concluir de

manera adecuada junto con algunas observaciones importantes (Amendola & Depool,

2005).

35

2.5.2 Ciclo de la confiabilidad

Figura 3. Ciclo de la confiabilidad. Fuente: (Melo-González, et al., 2009)

2.5.3 Calculo de la confiabilidad

(Marulanda, et al., 2009) hace referencia sobre una fórmula para el cálculo de la

confiabilidad donde describe que existe una muestra para el error y confiabilidad

esperados y se puede obtener por medio de la siguiente ecuación de Mendenhall.

2.5.4Ecuación utilizada para calcular el tamaño de la muestra.

(2.3)

Ecuación (2.3) de Mendenhall es utilizada para determinar el tamaño de la muestra,

para el error y confiabilidad esperado. Fuente: (Marulanda, et al., 2009)

36

Se redondea hacia arriba el tamaño de muestra para mantener la confianza

superior, el error inferior y el valor de Z se obtiene de la tabla para la distribución normal

en Mendenhall.

(Manotas, et al., 2008) comenta dentro de su artículo la obtención a través de una

simulación la exploración de los efectos causados, en los casos de dos modos de falla

lognormales y de la misma manera dos modos de falla Weibull por lo que en los

resultados se logra apreciar que cuando se ignora la dependencia, no existe ninguna

diferencia entre la confiabilidad verdadera y la estimada. (Melo-González, et al., 2009)

habla sobre la confiabilidad y la define como probabilidad (Pr) en la que un activo funciona

durante un tiempo (t). Esto es posible explicarlo matemáticamente por una variable

aleatoria continua (T) con el tiempo a la falla del componente cuando T≥0 y se define por:

2.5.5 Ecuación para estimar la confiabilidad

(2.4)

Ecuación (2.4) se emplea para el cálculo de la confiabilidad. Fuente: (Melo-González, et

al., 2009)

La función R(t) se utiliza para estimar la confiabilidad.

De acuerdo con (Melo-González, et al., 2009) quien explica la función de

distribución de fallas acumuladas donde: existe la probabilidad que un activo no falle al

instante (t) o antes de (t) y se define de la siguiente manera.

37

2.5.6 Ecuación para la distribución de fallas.

(2.5)

La Ecuación (2.5) es utilizada para la distribución de fallas acumuladas. (Melo-

González, et al., 2009)

(Melo-González, et al., 2009) explica la función de densidad de probabilidad de

fallas donde: existe la probabilidad de que un elemento por unidad de tiempo falle en el

instante establecido como (t), lo que significa que es el cociente entre la probabilidad de

que un elemento en el intervalo (t t+∆t) y ∆t y se define así:

2.5.7 Ecuación para calcular la densidad de probabilidad de fallas

(2.6)

Ecuación (2.6) se ocupa para la estimación de la densidad de probabilidad de fallas.

Fuente: (Melo-González, et al., 2009)

Dentro de esta ecuación es descrita la forma de la distribución de fallas y es usada

para estimar su probabilidad. No es más que una distribución de probabilidad que parte

de la definición de la función de distribución de fallas acumuladas como se mencionó

antes y es obtenida por medio de la siguiente expresión.

38

2.5.8 Ecuación para obtener la distribución de fallas

(2.7)

La Ecuación (2.7) se emplea para la obtención de la distribución de fallas. Fuente:

(Melo-González, et al., 2009)

y, de acuerdo con la Ecuación (2.8), se obtiene la función típica para estimar la

confiabilidad de un equipo o sistema:

2.5.9 Formula para obtener la estimación de confiabilidad

(2.8)

La Ecuación (2.8) es diseñada para la estimación de la confiabilidad. Fuente: (Melo-

González, et al., 2009)

Es así como (Melo-González, et al. 2009) explica la Ecuación (2.9) de tasa de falla,

donde: es la probabilidad en que un elemento se mantiene funcionando en el instante (t)

deje de funcionar en el intervalo t t +∆. De esta manera, la función de la tasa de falla λ (

)t proporciona la descripción de la distribución de fallas. Por ello la función λ ( )t es la que

describe el comportamiento del número de fallas de una población cualquiera por unidad

de tiempo y se ve expresada de la siguiente manera:

39

2.5.10 Ecuación para obtener la tasa de fallas

(2.9)

Ecuación (2.9) es requerida para obtener la tasa de falla. Fuente: (Melo-González, et

al., 2009)

La Ecuación (2.10) es empleada para la obtención del tiempo medio para fallas

por sus siglas en inglés (MTTF), es un estimado clásico en el área de la confiablidad ya

que es usado como parámetro de interés al seleccionar equipos y diseño de sistemas

(Melo-González, et al., 2009) como:

2.5.11 Ecuación para calcular el tiempo medio para las fallas

(2.10)

La Ecuación (2.10) es creada para el cálculo del tiempo medio para fallas. Fuente:

(Melo-González, et al., 2009)

Que es la media o valor esperado, de la distribución de probabilidad definida por f (t).

(Melo-González, et al., 2009) explica también de acuerdo con la Ecuación (2.11)

el tiempo medio entre fallas por sus siglas en inglés (MTBF) lo cual es la vida media del

elemento y esperanza matemática del tiempo de funcionamiento hasta que ocurra un fallo

de un elemento lo cual su densidad de fallos es f (t) y se define así:

40

2.5.12 Ecuación para calcular el tiempo medio entre fallas

(2.11)

La Ecuación (2.11) que refiere al tiempo medio entre fallas. Fuente: (Melo-González, et

al., 2009)

2.6 Disponibilidad

Según con lo que describe (Altmann, 2005) resume que al contar con una

disponibilidad alta no asegura una alta confiabilidad, pero si se tiene una alta

confiabilidad, esta si implicaría una fuerte disponibilidad y seguridad dentro del sistema a

medida que los equipos y máquinas reflejan en sus resultados baja probabilidad de

presencia de fallas. De la misma manera (Melo-González, et al., 2009) afirma que la

disponibilidad se basa en la distribución de las fallas y la distribución del tiempo en que

se reparan, de la misma manera que puede ser utilizada como indicador para el diseño.

2.6.1 Ecuación para calcular la confiabilidad

(2.12)

Ecuación (2.12) para el cálculo de confiabilidad. Fuente: (Melo-González, et al., 2009)

De acuerdo con (Hung, 2009) quien relata que en donde hay un ambiente con una

alta competencia las industria del giro energético por ejemplo para salir adelante se ven

obligadas a desempeñar diversas técnicas avanzadas de mantenimiento que les

garanticen seguridad, disponibilidad, menor presencia de paros forzados de las máquinas

41

y equipos, permitiendo la optimización de costos y ofreciendo rentabilidad a inversionistas

interesados, siempre y cuando los equipos se mantengan en condiciones óptimas como

lo requiere el proceso productivo (Altmann, 2005). Esto quiere decir que el o los activo si

cumple con su función.

De la misma manera y tomando como ejemplo la acería eléctrica (Guzmán, 2005)

explica por simple naturaleza del proceso utilizado, los componentes mecánicos que

conforman el sistema se van deteriorando de manera rápida debido a múltiples factores

que existen en el amiente como lo son; la temperatura, clima, polvo, etc.

En seguida, dentro de la Fig. 4 se presenta una gráfica de control donde el eje Y

contiene información sobre el porcentaje de disponibilidad de las máquinas de colada

continua de planchones y el eje X representa los periodos. De la misma manera se dan

a conocer las demoras que se generan por fallas electromecánicas de las máquinas.

2.6.2 Ejemplo de disponibilidad

Figura 4. Demoras no operativas por causas electromecánicas de máquinas de colada

continua de planchones. Fuente: (Guzmán, 2005)

Actualmente se ha hablado sobre el término confiabilidad ya que tener una alta

disponibilidad no ha sido suficiente, de la misma manera que se ha buscado la reducción

42

de falla de los equipos y máquinas durante su tiempo de producción. En resumen, el

objetivo es buscar una alta confiabilidad según (Altmann, 2005).

2.7. Mantenibilidad

Todas las tareas y actividades de mantenimiento van de la mano con la adecuación

de cada máquina y equipo (Blanchard, 2006). Por otra parte, si la mantenibilidad tuviera

un alto grado, dependería del diseño de equipos y máquinas que conforman el sistema

con la finalidad de la prevención y descubrimiento de lo que causa cada falla, averías y

eliminación de cada una de ellos por medio de mantenimientos adecuados según

(Fernández & Shkiliova 2012)

Cuanto menos sea el tiempo invertido en las tareas de mantenimiento y reparación

de fallas, la mantenibilidad va aumentando de nivel de acuerdo con lo que comentó

(Shkiliova, 2010). Es por eso que la Ecuación (2.13) corresponde a las máquinas, su

instalación, disponibilidad de operarios, planes, procedimientos y ambiente para lograr

un mantenimiento correcto (Melo-González, et al., 2009)

2.7.1 Ecuación matemática de mantenibilidad

(2.13)

La Ecuación (2.13) utilizada para expresar matemáticamente la mantenibilidad de los

equipos. Fuente: (Melo-González, et al., 2009)

Dónde: g (t) Es la función de densidad de probabilidad de la variable aleatoria (tiempo

para reparar).

43

Según con lo que expone (Fernández & Shkiliova 2012) sobre mantenibilidad con

la técnica agrícola comenta que, la mayor parte del tiempo esta depende de la facilidad

de acceso que se tenga a las estaciones de mantenimiento, es decir, como la facilidad

de desmontar una pieza, intercambio de refacciones, mediciones, adaptaciones de

complementos, reparaciones y otros aspectos desarrollados en el proceso de diseño a

los que en ocasiones se deja de lado por falta de atención ocasionando retrasos en la

producción.

2.8. Detección de fallas

(Hung, 2009) fundamenta de manera segura que la ineficiencia conlleva a la

aparición de fallas, retrasos, averías de diferentes tipos dentro de las instalaciones

industriales donde son observadas con frecuencia cuando no se ejecuta de manera

correcta un plan de mantenimiento o donde ni siquiera existe uno. Esto provoca que la

disponibilidad de las máquinas utilizadas en el proceso comience a disminuir de manera

significativa trayendo consigo pérdidas considerables en la producción, aumento de

costos-operación, costos-reparación, reducción de entrada de ingresos, accidentes

laborales capaces de ocasionar daños severos de manera directa a los trabajadores de

la planta o al medio ambiente.

De acuerdo con lo que comenta (Manotas, 2008) en materia de fallas, el autor las

considera como el tipo de diferentes formas en que una máquina, equipo o componente

pueden fallar durante su tiempo de operación y a esto se le conoce como “modos de

falla”. También explica que existen sistemas y subsistemas en los que se encuentran uno

o más modos de falla, por lo que es importante aprender a distinguir entre un modo de

falla y otro para saber qué solución se le puede dar con el objetivo de que la confiabilidad

del equipo se mejore (Meeker & Escobar, 2014).

44

2.8.1 Presencia de fallas

Figura 5. Inicio y detección de una falla. Fuente: (Altmann, 2005).

Cuando existe un sistema con diferentes modos de falla este puede ser modelado

por medio de un sistema en serie o mejor llamado un modelo de “Competing Risks” es

decir, que cada falla existente se deriva como componente del sistema antes llamado en

serie donde cada uno de estos cuenta con un tiempo de vida aleatorio, esperando que

todo el sistema falle como es demostrado en el ejemplo de la Fig. 5 cuando el modo de

falla que tenga menos tiempo de vida falle (Manotas, 2008).

2.8.2 Consecuencias de fallas

Unas de las principales causas que generan una falla engloban desde el lucro

cesante o una pérdida de la producción que conllevan tiempos muertos de mano de obra,

hasta el desgaste y descomposición de los equipos y máquinas utilizadas en el proceso.

Como dato interesante y basado en estadísticas, se comprueba que de un 75% a 85%

del total de fallas en los sistemas hidráulicos, son provocaos por la contaminación de

fluido con el que operan, ocasionando que estos contaminantes afecten a diferentes

componente que integran el circuito del proceso como lo son: bombas, cilindros, motores,

válvulas y articulaciones por corrosión que se produce gracias a los ácidos formados por

la oxidación natural del aceite y contaminación con agua (Altmann, 2005).

45

2.9 Desgaste

Según (Marulanda, et al., 2009) el análisis sobre el desgaste es de suma

importancia, ya que los factores como la fatiga y corrosión son los que más ocasionan

fallas y averías en las máquinas y equipos resaltando que el término “desgaste” ha sido

el menos estudiado, tomando en cuenta que el predecirlo es un tanto difícil ya que no es

una propiedad intrínseca del material, sino que es dependiente de todo el sistema con el

que interactúa el componente que se desgasta.

El tipo de desgaste que se presenta en el área de las máquinas y transporte con

un estimado del 50%, es el desgaste abrasivo, con la posibilidad de alcanzar un 85% si

la maquinaria es de tipo agrícola, siendo esta utilizada como parámetro para sustentar

diferentes métodos de elaboración de materiales como el pulido, esmerilado, etc.

La acción de que un componente de la máquina se desgaste de manera excesiva

nos dirige a la destrucción de la maquinaria al ser superado un límite, ocasionando la

necesidad de que se remplace antes de que se exceda el límite marcado. Entre varios

métodos dentro del tema de mantenimiento, existe uno que reduce la fricción donde el

desgaste se encarga de la lubricación de superficies, por lo que la ausencia de esta tarea

junto con los agentes ambientales tales como el oxígeno y humedad, pueden actuar como

lubricantes (Marulanda, et al., 2009)

La Fig. 6 muestra un ejemplo del motor de una máquina, donde existen dos

variables, dependiente e independiente donde: el eje Y refiere a la potencia que requiere

el motor y el eje X las revoluciones por minuto RPM que se generan con base al eje Y.

Se observan como las revoluciones tienen inicio de 200 hasta 800 RPM guiadas por la

potencia que el eje Y necesita, de manera que se sobre una comparación por revolución

requerida y revolución generada de acuerdo a la potencia del mismo.

46

2.9.1 Ejemplo de desgaste, mostrado por las variables X y Y.

Figura 6. Potencia requerida en el motor Vs RPM del disco

Fuente: (Marulanda, et al., 2009)

En la Fig. 7 se observan las revoluciones contra la potencia del motor, donde, las

revoluciones son generadas partiendo aproximadamente desde las 450 RPM hasta las

1600 RPM de 0.1 hasta 1 HP.

2.9.2 Demostración de desgaste en un motor por medio de las Revoluciones Por Minuto

RPM.

Figura 7. Potencia del motor Vs. RPM del disco

Fuente: (Marulanda, et al., 2009)

47

CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO

3.1 Metodología empleada

Se compone de cuatro etapas, simples de comprender donde, se mencionan los

puntos más importantes que llevan a cabo la ejecución de la metodología diseñada

como se muestra en la Fig. 8.

Figura 8. Estructura de la metodología implementada.

-

3.2 Lugar de estudio

Dentro de la región montañosa central del estado de Veracruz, se encuentra el

municipio Huatusco de Chicuellar, con coordenadas 19º 09´ de latitud norte y 96º 58´

de longitud Oeste, estando a 1,300 metros de altura sobre el nivel del mar, colindando

con las comunidades al norte como Tlaltetela y Sochiapa, noreste con Comapa, al

sureste con Zentla y Tepatlaxco, al sur con Ixhuatlan del café y Coscomatepec, al

Metodología empleada para la medición y control del modo y

efecto de fallas.

Diagostico del proceso.

1.- Estatus actual del beneficio

2.- Integración de equipo multidiciplinario

3.- Aplicaión de encuesta

4.- Definición de modos potenciales de fallas prsentes

Agrupación de metodos cualitativos y cuantitativos

1.- Diagrama de Ishikawa

2.- Det. Modo, efecto y causa de fallas.

3.- Det. Severidad, ocurrencia y detectabilidad

Diseño del AMEF

1.- Diseño de diagramas.

2.- Acciones recomendadas.

3.- Generación de NPR´s

Validación del diseño

1.- Evaluación de AMEF´s

48

oeste con Calcahualco y al noreste con el estado de Puebla, teniendo una superficie

de 202.47 Km2 que representa solo un 0.20% del total del estado Fig. 9. Se mantiene

sobre las estribaciones de la sierra madre oriental y denotan sus barrancas y

montañas con caídas pronunciadas.

Ubicación geográfica de Huatusco de Chicuellar, Ver.

Figura 9. Fuente: (Enciclopedia de Los Municipios y Delegaciones de México)

Posee un clima cálido-húmedo mismo que tiene una temperatura promedio de

19.1°C con precipitaciones de lluvia medias anuales de 1,825.5 milímetros. El

ecosistema que vive en esta área es subtropical donde el 70% del territorio municipal

es agrícola, un 20% es ocupado por viviendas, un 7% es destinado para el comercio

y un 3% es utilizado en oficinas y espacios públicos (Enciclopedia de Los Municipios

y Delegaciones de México) consultado el 9 mayo del 2018, recuperado de:

http://siglo.inafed.gob.mx/enciclopedia/EMM30veracruz/municipios/30071a.html

Esta región es conocida por ser zona cafetalera donde el 70% del total del territorio

es agrícola y en mayor parte es cultivado por plantas de café, lo que ha impulsado en

mayor parte a la economía del pueblo.

http://siglo.inafed.gob.mx/enciclopedia/EMM30veracruz/municipios/30071a.html

49

Dentro de la zona montañosa del estado de Veracruz, conocida como zona

cafetalera, se encuentra ubicado el beneficio de café Neekuun Coffee, como se

muestra en la Fig. 10 mismo que se da la tarea de cumplir con el proceso tan completo

que comprende desde la crianza de plantas de café, siembra, cosecha, beneficiado y

venta de café.

Fotografía tomada en el beneficio de las instalaciones de café Neekuun Coffee

Figura 10. Fuente: (Neekuun Coffee, 2018)

El beneficio del café se compone por una pequeña plantilla de 12 trabajadores, de

los cuales comprende a, 1 director, 1 gerente, 1 jefe de producción, 1 jefe de

mantenimiento, 1 jefe de ventas y logística y 7 trabajadores quienes realizan diversas

actividades para el apoyo y beneficio a las diferentes áreas de trabajo dentro del

mantenimiento. Fig. 11.

50

Foto del personal del beneficio Neekuun Coffee

Figura 11. Fuente: (Neekuun Coffee, 2018)

Las actividades que se realizan dentro del beneficio de café son con fines de

comercio en la región, estado y a lo largo del territorio mexicano, haciendo posible la

llegada del grano de café a lugares diversos, generando recurso monetario para el

sustento desde la crianza de plantas de café hasta el empaque y envío del grano.

3.3 Implementación de la metodología AMEF en el proceso del beneficio Neekuun Coffee

3.3.1 Flujo del proceso

Para dar un correcto seguimiento a la metodología AMEF, de primera instancia se

acudió a las instalaciones del beneficio de café Neekuun Coffee donde se pudo observar

el estado actual en el que se encontraba y la manera en que opera durante el beneficiado

del café, lo cual nos dio una idea más clara del funcionamiento de cada etapa por la que

es procesado el café. Fig. 12 De esta manera se realiza un flujo del proceso especificando

las áreas que lo comprenden.

51

3.3.2 Flujo del proceso de producción del beneficio Neekuun Coffee.

Figura 12. Flujo del proceso de café en la planta Neekuun Coffee.

3.3.3 Descripción de las etapas del proceso de café dentro del beneficio.

Dónde:

Recepción de materia prima

(grano en cereza)Transporte Limpieza a mano Transporte

Limpieza mecánica

TransporteDespulpadoTransporteFermentadoTransporte

Lavado Transporte Secado Transporte Trillado

TransporteTostadoTransporteMolidoTransporte

Empaque

52

3.3.3.1 Recepción de materia prima

Esta acción comprende el recibimiento del café recién cosechado (café en cereza) mismo

que es depositado desde el transporte de carga, a una especie de pileta limpia y cubierta

con azulejos para su fácil lavado.

3.3.3.2 La limpieza a mano

Consiste en la separación de materiales como ramas, hojas, madera y cualquier solido

visible al alcance del trabajador que no sea grano de café.

3.3.3.3 Limpieza mecánica

Aquí es removido todo aquel material pequeño que se cuela en la limpieza a mano por

su tamaño, camuflaje o descuido del operador y que no es un grano de café para que

finalmente solo queden los granos en cereza y puedan proseguir al despulpe. Esto se

realiza con la ayuda de una especie de colador giratorio gigante en forma cilíndrica

compuesto por delgadas y largas laminillas metálicas con una pequeña separación entre

una y otra con la finalidad de contener los granos de café cereza y separar los materiales

pequeños que no son granos de café.

3.3.3.4 Despulpado

Aquí es removida la cascara de color rojo con ayuda de la máquina despulpadora, la cual

ejerce presión sobre los granos por medio de una pared y una camisa de bronce con

forma de rayador de queso cilíndrico y que gira para hacer un completo retiro de la

cubierta y dejar solo el grano expuesto.

3.3.3.5 Fermentado

En esta etapa del proceso los granos son colocados en grandes piletas con agua y son

sometidos a estar por casi 18 horas para la descomposición de los azucares que no

ofrecen ningún beneficio al grano de café.

53

3.3.3.6 Lavado

Los granos de café son lavados con el fin de eliminar la mayor parte de agua utilizada

durante la fermentación y que contiene propiedades las cuales buscan eliminarse por

completo.

3.3.3.7 Secado

El secado se hace colocando el café en grandes explanadas de cemento para que, por

acción del sol, este pierda la mayor cantidad de humedad contenida en el grano.

3.3.3.8 Trillado

Una vez seco el café, es necesario trillarlo para separar la última capa que lo cubre

llamada pergamino y de no hacerlo, esta capa seria la responsable de repercutir en el

buen color, sabor y aroma del producto final. Esto se hace con ayuda de una máquina

trilladora, misma en donde se colocan en una tolva los granos de café y poco a poco esta

los va aventando por propulsión contra una pared haciéndolos pasar por una malla

cilíndrica la cual va desprendiendo el pergamino del grano ya en almendra, de la misma

manera separa los granos por tamaño para una selección adecuada en cuanto a

calidades de café.

3.3.3.9 Tostado

El grano de café ya sin pergamino, se puede colocar en el tostador para eliminar ese

último grado de humedad con el que aun cuenta y darle el color, sabor y aroma

adecuados, lo que caracterizara y diferenciara por ser un buen café. Esto se realiza

introduciendo el café por medio de una tolva y ya que el café está adentro del tostador

con forma cilíndrica, este comienza a girar y remover el café por toda su circunferencia

interna para que poco a poco que vaya adquiriendo calor, los granos vayan obteniendo

el color y aroma adecuado durante el tiempo sugerido según la experiencia y

especificaciones del operador calificado.

3.3.3.10 Molido

Con el café en grano ya tostado, se procede a molerlo mediante un molino eléctrico donde

los granos de café deberán ser introducidos por cantidades pequeñas y pasarán a ser

54

machacados por un tornillo, grueso, en forma de espiral, que gira contra las paredes del

mismo equipo lo cual arroja diminutas cantidades de café que caerán en un contenedor.

3.3.3.11 Empaque

Cuando ya se tiene el café en el empaque, en este caso la bolsa final para su venta, se

sella con ayuda de una selladora o empaquetadora eléctrica la que, por medio de una

prensa con calor añadido, pellizca la parte superior de la bolsa uniendo las dos partes y

sellándola para su distribución.

Seguido del proceso, se enfocó la atención en el área de las máquinas,

principalmente con la finalidad de observar con cuidado el trabajo de cada una y de los

complementos que la componen para tener un amplio conocimiento y visión sobre la

participación que desempeñan los equipos en el proceso de producción del café.

3.3.4 Integración del equipo multidisciplinario

Para tener una referencia más concreta sobre las fallas potenciales presentes en

el proceso de producción del café, se formó un equipo multidisciplinario para la ejecución

del AMEF.

Este equipo se conformó por la integración de los 7 trabajadores, 5 jefes de área

y un ingeniero industrial externo al beneficio.

La primera función del equipo se enfocó en establecer una metodología la cual

permitiera categorizar cuantitativamente las fallas de cada etapa funcional del proceso.

Esto se hizo con el fin de obtener información más detallada para poder sustentar nuestra

recaudación de datos de cada área, mientras observábamos todo durante el recorrido

por la planta.

55

3.3.5 Encuesta

Se aplicó una encuesta a todo el personal que labora dentro del beneficio de café

como herramienta de recolección de datos para conocer más a fondo las fases más

latentes del proceso de forma cualitativa y así tener una base de la cual partir para diseñar

la implementación de la metodología AMEF.

3.3.6 Encuesta aplicada

A personal que labora dentro del beneficio de café Neekuun Coffee para la recolección

de datos sobre fallas presentes en el proceso de producción del café.

1.- ¿Sabe usted que es una falla?

a) si (describa) b) no

2.- ¿Tiene conocimiento sobre las fallas ocurridas dentro del proceso de producción del

café?

a) si b) no

3.- ¿Qué tipo de fallas se han presentado durante el proceso de producción del café?

R=

4.- ¿Qué áreas o departamentos del proceso de producción del café son más vulnerables

a la presencia de fallas?

R=

5.- ¿Cuáles son los peligros más graves que pueden ocurrir al presentarse una falla?

R=

56

6.- ¿Qué fallas se presentan con más ocurrencia?

R=

7.- ¿De qué tipo son los riegos que más se presentan?

a) mecánicas b) hidráulicas c) eléctricas d) todas las

anteriores

8.- ¿Sabe detectar cuando ocurre una falla?

a) si (describa cuando) b) no

9.- ¿Qué acciones realiza para solucionar la falla presente?

R=

10.- ¿Tiene éxito al solucionar la falla con la acción que ejecutó?

a) si b) no c) a

veces

11.- ¿Qué tan probable es que vuelva a presentarse la misma falla a la que le dio

solución?

a) muy probable b) poco probable c) nada

probable

12.- ¿Qué otros métodos, soluciones o acciones conocen para resolver las fallas

presentes en el proceso de producción del café?

R=

13.- ¿Sabe en qué consiste el Análisis de Modo y Efecto de Falla AMEF?

a) si (describa) b) no

57

14.- ¿le gustaría identificar la severidad, ocurrencia y nivel posible de detección de una

falla que pueda presentarse en el proceso de producción del café?

a) si b) no

Al terminar de hacer el recorrido por el beneficio de café y una vez finalizada las

encuestas, se hizo un análisis de la información recolectada, recapitulando cada

momento en que una máquina ejecutaba su operación en el proceso con el objetivo de

detectar fallas como factores críticos de riesgo, para enriquecer la información obtenida

de la encuesta antes aplicada y detectar riesgos que no se hayan detectado por parte de

los trabajadores. Esto nos es útil para conocer los tipos de fallas potenciales presentes

en las fases del proceso y con la implementación del AMEF será posible conocer, su

severidad, ocurrencia, detección y calcular su NPR inicial y final, tomando en cuenta que

el beneficio estará trabajando como normalmente lo hace en temporada alta de cosecha

donde existe más demanda de pedidos por costales de café y tiempo en el que se

realizará esta recaudación de la información.

3.3.7 Modos potenciales de fallas

Dentro de los modos potenciales de fallas, se enlistan las fallas que más se

presentan dentro de cada etapa del proceso, misma que son las más sensibles y

vulnerables a presentar este fenómeno.

Estas etapas se enlistan en orden por medio de un diagrama, indicando que son

las fases donde hay existencia de diferentes modos de fallas como se plasma en la Fig.

13.

58

.3.8 Etapas que muestra las fallas potenciales detectadas.

Figura 13. Fallas potenciales en el proceso del café.

3.4 Métodos cualitativos

3.4.1 Diagrama de Ishikawa o Causa y efecto

El presente diagrama de Ishikawa o diagrama Causa-Efecto, presentado en la Fig.

14 fue diseñado con la finalidad de agrupar todas aquellas opiniones resultantes de la

lluvia de ideas que se obtuvieron por parte del equipo multidisciplinario y tomar en cuenta

las condiciones que provocan distintos modos de fallas potenciales en el proceso de

producción del café.

Limpieza mecánica

Despulpado

Trillado

Molido

Empaque

59

3.4.2 Diagrama de Ishikawa implementado

Figura 14. Diagrama de Ishikawa implementado en la metodología.

Esta información nos es útil para integrarla en un formato para la elaboración del

AMEF con ayuda del programa Excel el cual nos permitirá graficar el grado de severidad,

ocurrencia y detección de cada una de las fallas por etapa del proceso y así poder

presentar los resultados pertinentes y hacer una comparación entre ellos para la

elaboración de las conclusiones.

3.5 Determinación del modo de fallas

De acuerdo con la metodología AMEF, sugiere identificar el modo de fallas

existentes en cada una de las etapas más vulnerables del proceso, mismas en las que

Fallas potenciales

en el proceso de

producción del

café

Mano de obra

Maquinaria

Medio ambiente

Medición

Métodos

Materiales

Falta de capacitación

Humedad

Desconocimiento de herramientas de la calidad

Viento

Desconocimiento del AMEF

Desconocimiento de AMEF

Ruptura

Oxidación

Desgaste

Mala calidad

Escases de

lubricantes

Escases de refacciones

Inadecuado uso de la comunicación

Deficiente

reporte de fallas

60

se presentan las fallas más comunes. Por ello, en la Tabla 1 se enlistan y enumeran para

tener un control y relación más específico sobre cada una.

Tabla 1. Modos de fallas.

ETAPAS DEL

PROCESO

MODOS DE FALLAS

Limpieza mecánica 1 Ruptura de una laminilla

2 Bloqueo de los espacios entre laminillas

3 Desgaste de chumaceras

4 Deformación de una laminilla

Despulpado 1 Ruptura de la camisa

2 Bloqueo de las navajas

3 Bloqueo de giro por sobrecargo de materia

prima

4 Desgaste de la camiseta despulpadora

5 Deformación de la camiseta despulpadora

Trillado 1 Ruptura de las mallas

2 Deformación de las mallas

3 Desgaste de las mallas

4 Bloqueo del proceso

5 Pérdida de fuerza expulsiva

Molido 1 Desgaste de la cuchilla

Empaque 1 Deformidad del chicote

2 Sobrecalentamiento de la prensa

3.6 Determinación del efecto de las fallas

En este paso del AMEF, en la Tabla 2 se enlistan los efectos de cada falla dentro

de cada una de las etapas más vulnerables del proceso propensas a sufrir este

61

fenómeno, lo cual es de suma importancia para integrar dentro del formato para la

elaboración de un AMEF.

Tabla 2. Efecto de las fallas.

ETAPAS DEL

PROCESO

EFECTO DE FALLAS

Limpieza mecánica 1 Perdida de materia prima

2 Evita la separación de residuos contaminantes

3 Deficiente centrifugado para la separación de residuos

4 Bloqueo de la salida de contaminantes y perdida de

materia prima

Despulpado 1 Ruido y paro de la línea

2 Mal despulpe del café

3 Paro de la línea y limpieza

4 Mal despulpe del café

5 Mal despulpe del café y ruidos extraños

Trillado 1 Ruido, paro de línea y mala separación del pergamino

2 Selección errónea de tamaños de café

3 Mala separación del pergamino

4 Paro de la línea

5 Mala separación del pergamino

Molido 1 Molienda deficiente y mal aspecto

Empaque 1 Sellado deficiente

2 Mal empaque y ruptura de la bolsa

3.7 Determinación de la causa de las fallas

Como sugiere la metodología AMEF, en la Tabla 3 se enlistan las causas de las

fallas por áreas más sensibles del proceso, permitiendo observar lo que da pie a la

62

presencia de efectos por cada modo de falla generada. De esta manera se logró tener un

criterio más amplio de la determinación de causa de cada falla.

Tabla 3. Causa de las fallas.

ETAPAS DEL

PROCESO

CAUSA DE FALLAS

Limpieza mecánica 1 Mala calidad del material

2 Diseño mal planteado

3 Falta de lubricación

4 Mala calidad del material.

Despulpado 1 Mala calidad del material

2 Presencia de madera, plásticos y materiales solidos

3 Exceso de materia prima

4 Exceso de trabajo y no mantenimiento

5 Mala calidad del material

Trillado 1 Mala calidad del material

2 Presencia de sólidos

3 Exceso de trabajo y no mantenimiento

4 Exceso de granos de café

5 Mala calibración

Molido 1 Exceso de trabajo y no mantenimiento

Empaque 1 Mal sellado del producto

2 Exceso de presión y calor utilizado

3.8 Condiciones actuales para prevenir la causa de las fallas

A continuación, se describen las etapas del proceso que comprende la

metodología AMEF para la categorización de las condiciones actuales del proceso que

previenen la causa de las fallas. Estas son ordenadas en relación a la numeración que

63

se tiene en los modos, efectos y causas de fallas descritas anteriormente en forma de

lista dentro de las tablas anteriores.

3.8.1 Limpieza mecánica

Dentro de esta etapa, las causas más probables de las fallas fueron: mala calidad

del material, diseño mal planteado, falta de lubricación y mala calidad del material donde

las condiciones actuales que previenen estas causas son:

1 Detección por observación


3 Detección por rechinido – lubricar periódicamente al término del día


3.8.2 Despulpado

Para esta parte del proceso, las causas más probables de fallas fueron: mala

calidad del material, presencia de madera, plástico y materiales sólidos, exceso de

materia prima, exceso de trabajo y no mantenimiento y mala calidad del material donde

las condiciones actuales que previenen estas causas son:

1 Detección por ruidos y golpes

2 Retiro de agentes obstructivos por observación

3 Detección por ruido y golpes

4 Reparación hasta que es detectada


3.8.3 Trillado

Para la fase de trillado las causas más probables de falla fueron: mala calidad del

material, presencia de sólidos, exceso de trabajo y no mantenimiento, exceso de granos

64

de café y una mala calibración. A lo que las condiciones actuales que previenen estas

causas son:

1 Detección por observación y cambio de refacción

2 Detección visual y retiro manual de solidos si son detectados

3 Reparación hasta que es detectada

4 Detección por ruido elevado y disminución de la cantidad colocada

5 Detección visual y limpieza hasta que es detectada

3.8.4 Molido

Las causas más probables de falla en la etapa de molido fueron: exceso de trabajo y

no mantenimiento por lo que las condiciones actuales implementadas para prevenir estas

causas son:

1 Limpieza de la cuchilla y cambio fuera de tiempo

3.8.5 Empaque

En la etapa de empaque, las causas más probables ocurridas fueron: mal sellado del

producto y exceso de presión y calor utilizado. Por lo que las condiciones actuales

implementadas para corregir estas causas son:

1 Recorte y ajuste del chicote

2 Ajuste de fuerza y temperatura

65

3.9 Métodos cuantitativos

3.9.1 Determinación del grado de severidad o gravedad

Ahora, para poder estimar el grado de severidad, se toma en cuenta el grado de

repercusión del efecto de la falla sobre el cliente, donde, se pone en contexto riesgos de

accidentes o lesiones que pueda afectarlo. Es así que, utilizando una escala de niveles

de severidad que contiene efecto, rango y criterio, en la que se fija de 1 a 10 los niveles

y que 1 indica una consecuencia sin efecto y 10 una consecuencia muy grave, se

asignarán valores a cada efecto de falla. A continuación, se presenta la Tabla 4 de rango

de severidad.

Para ello, antes de asignar un valor de riesgo por severidad, el equipo

multidisciplinario ya conformado se puso de acuerdo para definir los criterios de

aceptación para cada rango, con la finalidad de que no se tengan descontentos en cada

una de las actividades realizadas y se respeten las decisiones tomadas por todo el

equipo.

3.9.2 Rango de severidad o gravedad

Tabla 4. Rango de severidad.

Efecto Rango Criterio

No 1 Sin efecto

Muy poco

2 Cliente no molesto. Poco efecto en el desempeño del artículo

o sistema.

66

Poco 3 Cliente algo molesto. Poco efecto en el desempeño del

producto o proceso.

Menor 4 El cliente se siente algo insatisfecho. Efecto moderado en el

desempeño del producto o proceso.

Moderado

5 El cliente se siente algo insatisfecho. Efecto moderado en el

desempeño del producto o proceso.

Significativo 6 El cliente se siente algo inconforme. El desempeño del

producto o proceso se ve afectado, pero es operable y está a

salvo. Falla parcial, pero operable.

Mayor 7 El cliente está insatisfecho. El desempeño del producto o

proceso se ve seriamente afectado, pero es funcional y está a

salvo. Proceso afectado.

Extremo 8 El cliente muy insatisfecho. Producto o proceso inoperable,

pero a salvo. Proceso inoperable

Serio 9 Efecto de peligro potencial. Capaz de descontinuar el uso sin

perder tiempo, dependiendo de la falla. Se cumple con el

reglamento del gobierno en materia de riesgo.

Peligro 10 Efecto peligroso. Seguridad relacionada – falla repentina.

Incumplimiento con reglamento del gobierno.

De esta manera en la Tabla 5 se le asignan valores de severidad a cada uno de los

efectos de la falla por fase del proceso haciendo más fácil la lectura por el método

cuantitativo para la recolección de datos palpables y generación de resultados concretos

al final del AMEF.

67

3.9.3 Asignación de los valores de severidad

Tabla 5. Valores de severidad asignados.

ETAPAS DEL

PROCESO

EFECTO DE FALLAS RANGO DE SEVERIDAD

Limpieza

mecánica

1 Perdida de materia prima 6

2 Evita la separación de

residuos contaminantes

7

3 Deficiente centrifugado para

la separación de residuos

5

4 Bloqueo de la salida de

contaminantes y perdida de

materia prima

4

Despulpado 1 Ruido y paro de la línea 7

2 Mal despulpe del café 7

3 Paro de la línea y limpieza 6

4 Mal despulpe del café 7

5 Mal despulpe del café y ruidos

extraños

7

Trillado 1 Ruido, paro de línea y mala

separación del pergamino

6

2 Selección errónea de

tamaños de café

5

3 Mala separación del

pergamino

7

68

4 Paro de la línea 6

5 Mala separación del

pergamino

7

Molido 1 Molienda deficiente y mal

aspecto

6

Empaque 1 Sellado deficiente 6

2 Mal empaque y ruptura de la

bolsa

6

3.9.4 Determinación del grado de ocurrencia

El grado de ocurrencia es definido como la probabilidad de que una causa ocurra,

dando como resultado un modo de falla durante el ciclo de vida del producto lo que da

paso a que el cliente o trabajador sea espectador del modo de falla ocurrido.

Para obtener la estimación del grado de ocurrencia de cada una de las fallas

potenciales, es necesario el uso de la escala de evaluación de 1 a 10, donde, el 1 se

define como la presencia remota de ocurrencias y el numero 10 significa una alta

probabilidad de ocurrencias en el proceso. En la Tabla 6 que comprende, ocurrencia,

rango, criterios y probabilidad de falla, se muestran los niveles de los rangos de

ocurrencia.

69

3.9.5 Rango de ocurrencia

Tabla 6. Rango de ocurrencia

Ocurrencia Rango Criterios Probabilidad de

Falla

Remota 1 Falla improbable. No

existen fallas

asociadas con este

proceso o con un

producto casi idéntico.

<1 en 1,500,000

Muy Poca 2 Sólo fallas aisladas

asociadas con este

proceso o con un

proceso casi idéntico.

1 en 150,000

Poca 3 Fallas aisladas

asociadas con

procesos similares.

1 en 30,000

Moderada 4

5

6

Este proceso o uno

similar ha tenido fallas

ocasionales

1 en 4,500

1 en 800

1 en 150

Alta 7

8

Este proceso o uno

similar han fallado a

menudo.

1 en 50

1 en 15

70

Muy Alta 9

10

La falla es casi

inevitable

1 en 6

>1 en 3

De esta manera se facilita la asignación de un valor a cada causa de las fallas

presentes en cada etapa del proceso, permitiendo obtener datos palpables para la

generación de resultados y conclusiones dentro del AMEF en proceso que se visualiza

en la Tabla 7.

3.9.6 Asignación de los valores de ocurrencia

Tabla 7. Rango de ocurrencia asignado

ETAPAS DEL

PROCESO

CAUSA DE FALLAS RANGO DE OCURRENCIA

Limpieza

mecánica

1 Mala calidad del material 8

2 Diseño mal planteado 7

3 Falta de lubricación 9

4 Mala calidad del material. 7

Despulpado 1 Mala calidad del material 8

2 Presencia de madera,

plásticos y materiales solidos

8

3 Exceso de materia prima 7

4 Exceso de trabajo y no

mantenimiento

8

71

5 Mala calidad del material 8

Trillado 1 Mala calidad del material 8

2 Presencia de sólidos 7

3 Exceso de trabajo y no

mantenimiento

8

4 Exceso de granos de café 7

5 Mala calibración 7

Molido 1 Exceso de trabajo y no

mantenimiento

8

Empaque 1 Mal sellado del producto 6

2 Exceso de presión y calor

utilizado

7

3.9.7 Determinación del grado de detectabilidad

El rango de detectabilidad o detección, tiene la finalidad de mostrarnos la eficiencia

de las condiciones actuales en las operaciones y diferentes estaciones de trabajo, incluso

es capaz de demostrarnos que tan fácil es detectar la presencia de una falla potencial en

alguna parte del proceso antes de que esta sea detectada por el cliente mismo, siempre

y cuando el equipo multidisciplinario que participa en la elaboración del AMEF esté

organizado y de acuerdo para realizar esta actividad.

En seguida, dentro de la Tabla 8 se muestra la tabla de rango de detectabilidad

compuesta por parámetros como: probabilidad, rango, criterio y probabilidad de detección

de la falla.

72

3.9.8 Rango de detectabilidad

Tabla 8. Rango de detectabilidad

Probabilidad Rango Criterio Probabilidad de

detección de la falla.

Alta 1 El defecto es una

característica funcionalmente

obvia

99.99%

Medianamente

alta

2-5 Es muy probable detectar la

falla. El defecto es una

característica obvia.

99.7%

Baja 6-8 El defecto es una

característica fácilmente

identificable.

98%

Muy Baja 9 No es fácil detecta la falla por

métodos usuales o pruebas

manuales. El defecto es una

característica oculta o

intermitente

90%

Improbable 10 La característica no se puede

checar fácilmente en el

proceso.

Menor a 90%

De esta manera es así como también se logra ponderar valores al grado de

detectabilidad de las fallas potenciales presentes en diferentes áreas sensibles del

73

proceso, mismas que son atacadas por controles de seguridad actuales, logrando

generar datos palpables para la elaboración de resultados al final del AMEF y

conclusiones fundamentadas.

En seguida en la Tabla 9 se muestra la tabla con información sobre los valores

asignados a los controles actuales con las que se combaten las fallas potenciales.

3.9.9 Asignación de detectabilidad

Tabla 9. Rango de detectabilidad asignado.

ETAPAS DEL

PROCESO

MODOS DE FALLAS RANGO DE

DETECTABILIDAD

Limpieza

mecánica

1 Ruptura de una laminilla 10

2 Bloqueo de los espacios entre

laminillas

8

3 Desgaste de chumaceras 5

4 Deformación de una laminilla 10

Despulpado 1 Ruptura de la camiseta 8

2 Bloqueo de las navajas 9

3 Bloqueo de giro por sobrecargo de

materia prima

9

4 Desgaste de la camiseta despulpadora 9

5 Deformación de la camiseta

despulpadora

10

Trillado 1 Ruptura de las mallas 9

2 Deformación de las mallas 9

3 Desgaste de las mallas 9

74

4 Bloqueo del proceso 8

5 Pérdida de fuerza expulsiva 9

Molido 1 Desgaste de la cuchilla 10

Empaque 1 Deformidad del chicote 7

2 Sobrecalentamiento de la prensa 8

3.10 Interpretación del NPR

El significado de NPR es Numero de Prioridad del Riesgo y es un valor que resulta

de la fórmula que multiplica, Severidad, Ocurrencia y Detectabilidad (S x O x D) = NPR

lo que da a conocer que al tener valores elevados de (S, O, D) por lógica se tendrá un

elevado grado de NPR, lo que da paso a priorizar NPR más elevados.

Para la interpretación de los primeros NPR, es muy importante tomar en cuenta que

una vez evaluada la primera fase del AMEF en curso, se volverá a hacer por segunda

vez, pero ya con las condiciones tomadas por el equipo multidisciplinario conformado por

personal ajeno al beneficio de café. Esto se realiza con la finalidad de obtener valores

menores de NPR en la fase 2 que en la fase 1, dejando en claro por parte del encargado

del equipo que conforma el AMEF los criterios de severidad serán los mismos que los

propuestos en la primera fase, esto quiere decir que ni con el mayor control de seguridad

o método se eliminara el daño el dicho proceso pueda provocar. Tabla 10.

Tomamos en cuenta lo que no debemos hacer para la generación de NPR.

1. Que se considere la cifra de “0” dentro de la fórmula que multiplica el NPR

2. O bien, que se obtenga resultado de 1 en la multiplicación para el NPR

No siempre los NPR más altos reflejan los puntos críticos, sino que, se les da mayor

importancia a los valores donde la severidad y ocurrencia mayor, volviéndose una

operación critica ya que el riesgo es latente, aunque su resultado final de NPR sea menor

que otros.

75

Tabla 10. Diseño AMEF de limpieza mecánica sin acciones recomendadas

ANÁLISIS DE MODOS DE EFECTO DE FALLAS (AMEF)

Nombre del Sistema

(Título): Proceso de producción del café

Fecha

AMFE: 15/05/2018

Responsable (Dpto. /

Área): Eduardo Debernardi Grajales

Fecha

Revisión 15/07/2019

Responsable de AMFE

(persona): José Alfredo Márquez Ponce

Función o

Component

e del

Servicio

Modo de

Fallo Efecto Causas

Método

de

detecció

n

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

inici

al

Accion

es

recome

nd.

Respons

able

Acción

Tomad

a

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

fin

al

Limpieza

mecánica

(Colador)

Ruptura de

una

laminilla

Perdida

de

materia

prima

Mala

calidad

del

materia

l.

Detecci

ón por

observa

ción

6 8 10 480 0

Bloqueo

de los

espacios

entre

laminillas

Evita la

separació

n de

residuos

contamina

ntes

Diseño

mal

plantea

do

Detecci

ón por

observa

ción

7 7 8 392 0

Desgaste

de

chumacera

s

Deficiente

centrifuga

do para la

separació

n de

residuos

Falta

de

lubrica

ción

Detecci

ón por

rechinid

o

5 9 5 225 0

Deformaci

ón de una

laminilla

Bloqueo

de la

salida de

contamina

ntes y

perdida

de

materia

prima

Mala

calidad

del

materia

l

Detecci

ón por

observa

ción

4 7 10 280 0

76

De acuerdo con la fase N° 1 como lo indica la metodología del AMEF, se ejecuta la

multiplicación de Severidad, Ocurrencia y Detectabilidad mostrando los primeros

resultados para los NRP que nos sirven como base fundamental para comparar con los

NRP de la fase N° 2 y agregando las nuevas acciones recomendadas para cada modo

de falla potencial, tenemos lo que da como resultado una disminución en los rangos de

ocurrencia y detección, reflejando nuevos NRP menores.

3.11 Acciones recomendadas para el modo de falla potencial

En este apartado, asignamos las acciones recomendadas para cada modo de falla

potencial por área del proceso de producción de café, con la finalidad de disminuir el nivel

de ocurrencia y detección del nuevo NPR.

A continuación, en la Tabla 11 se pueden observar las acciones recomendadas con

los nuevos valores de ocurrencia y detección asignados, dando a conocer el valor final

de los NRP.

77

Tabla 11. Diseño AMEF de limpieza mecánica con acciones recomendadas


Nombre del Sistema (Título):

Proceso de producción del café

Fecha

AMFE: 15/05/2018

Responsable (Dpto. / Área):

Eduardo Debernardi Grajales

Fecha


Responsable de AMFE

(persona):

José Alfredo Márquez Ponce

Función

o

Compon

ente del

Servicio

Modo de Fallo Efecto

Caus

as

Métod

o de

detecci

ón

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

ini

cia

l

Accione

s

recomen

d.

Respon

sable

Acción

Tomad

a

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

N

P

R

fin

al

Limpieza

mecánica

(Colador)

Ruptura de una

laminilla

Perdida

de materia

prima

Mala

calid

ad

del

mate

rial.

Detecc

ión por

observ

ación

6 8 1

0

48

0

Inspecci

ón

mensual

Eduard

o

Debern

ardi

Se

implant

ó lo

recome

ndado

6 5 2 60

Bloqueo de los

espacios entre

laminillas

Evita la

separació

n de

residuos

contamina

ntes

Dise

ño

mal

plant

eado

Detecc

ión por

observ

ación

7 7 8 39

2

Inspecci

ón inicial

Eduard

o

Debern

ardi

Se

implant

ó lo

recome

ndado

7 5 2 70

Desgaste de

chumaceras

Deficiente

centrifuga

do para la

separació

n de

residuos

Falta

de

lubri

cació

n

Detecc

ión por

rechini

do

5 9 7 31

5

Lubricac

ión

periódic

a

semanal

Eduard

o

Debern

ardi

Se

implant

ó lo

recome

ndado

5 5 3 75

Deformación de

una laminilla

Bloqueo

de la

salida de

contamina

ntes y

perdida de

Mala

calid

ad

del

mate

rial

Detecc

ión por

observ

ación

4 7 1

0

28

0

Limpiez

a y

manteni

miento

predictiv

o

Eduard

o

Debern

ardi

Se

implant

ó lo

recome

ndado

4 5 5 10

0

78

materia

prima

3.12 Matriz de características especiales

Se hace uso del diagrama de una matriz de características especiales para tener un

panorama más claro de la función que realizan los criterios de detectabilidad, severidad

y ocurrencia, de esta manera es posible un análisis más simple y la toma de decisiones.

Se puede ver en la Tabla 12

Tabla 12. Tabla de características especiales

S 10 CARACTERISTICA POTENCIAL CRITICA

E 9 (Seguridad – Regulatorio)

V 8 CARACTERISTICAS POTENCIALES

SIGNIFICANTES

(Insatisfacción del cliente)

E 7

R 6

I 5

D 4 ZONA DE MOLESTIA

(Todas las demás características, acciones

apropiadas y

controles ya

implementados)

A 3

D 2

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

O C U R R E N C I A

79

3.13 Generación del formato de análisis de modo y efecto de falla de proceso. (AMEFP)

3.13.1 Pasos para generar el formato AMEF de Proceso:

3.13.1.1 Número del formato AMEF

Se le da un numero al formato AMEF para que quede guardado como un

documento, el cual se podrá manipular cuantas veces se requiera.

En este caso comenzamos con la numeración del formato: 0001

3.13.1.2 Nombre del proceso

Se asigna el nombre del proceso que será analizado, en este caso: “línea de

producción de café”

3.13.1.3 Departamento o grupos responsables

En esta parte se describen las áreas que contribuyen en las tareas que se les

asignen, siempre y cuando sean capaces de cumplirlas beneficiando al proceso en

contexto.

Para la elaboración de este AMEF las partes que contribuyen son: área de operación,

área de mantenimiento, área de dirección, área de gerencia y área externa por el

ingeniero encargado del AMEF.

3.13.1.4 Nombre del responsable

Se debe de coloca el nombre, en este caso del ingeniero a cargo y responsable

del AMEF tomando en cuenta la importancia de que el mismo realice el llenado del

formato AMEF.

El ingeniero y responsable a cargo del AMEF es: José Alfredo Márquez Ponce

80

3.13.1.5 Numero de producto

Aquí se debe indicar el número de productos que se fabrican en el proceso.

3.13.1.6 Fecha del AMEF

Asignar la fecha del inicio del AMEF, siempre y cuando esta no exceda la fecha de

arranque de la producción.

Para esto, dentro del beneficio de café, la fecha inicial del primer AMEF comienza en

(marzo 11, 2018) en el área de limpieza mecánica del café.

3.13.1.7 Fecha de actualización

Es asignada durante la última fecha de actualización del formato AMEF y cabe

resaltar que para el AMEF no se tendrá fecha de término por lo que siempre se

deberán de realizar actualizaciones mientras que las fallas potenciales vayan

surgiendo durante cada proceso.

3.13.1.8 Listado de miembros involucrados en el AMEF

Se anotan nombre de las áreas participes y de los responsables designados para

cada operación.

3.13.1.9 Numeración por operación

Es importante que cada operación y proceso sean enlistados y enumerados, así

como también realizar la numeración de cada estación y subestación.

3.13.1.10 Funcionalidades del proceso listado

Se coloca una pequeña descripción de la operación que se analizará, esto nos

sirve para agregar requerimientos medibles y poder generar lluvias de ideas.

81

3.13.1.11 Modos de fallas potenciales

Ya descrita la operación, se procede a realizar con ayuda del equipo

multidisciplinario y el ingeniero encargado del AMEF, a analizar cada una de las

operaciones, generando tormenta de ideas por cada uno de los involucrados para

enlistar los modos de falla que se puedan presentar todo o solo partes del proceso.

Es importante considerar los acontecimientos de reporte de fallas durante el

proceso en fechas pasadas y de la misma manera considerar las fallas presentadas

en procesos similares al que se tiene en estudio.

Para este caso, se presentaron fallas potenciales en el proceso del café en las

áreas como:

- Limpieza mecánica

- Despulpado

- Trillado

- Molido

- Empaque

3.13.1.12 Efectos del modo de falla

Estos son catalogados como la consecuencia del modo de falla en la operación.

Estos deberán describir la acción que ocurrirá en el momento que la falla se presente.

3.13.1.13 Severidad

Este es un valor que se le asigna al efecto de cada modo de falla de impacto a los

clientes y esta se representa en una escala de 1 a 10, donde, 10 es lo más grave que

pueda presentarse y 1 lo menos probable en presentarse. Es importante recalcar que,

al asignar un valor a la severidad, este quedara firme durante el proceso del AMEF y

solo se podrá modificar a menos que el diseño del producto o proceso cambie.

82

3.13.1.14 Causas de falla

La importancia de la causa de falla es identificar el por qué pudo haber ocurrido

una, de manera que se describa en términos de, si puede ser corregida o solo

controlada. Para esto, resultó importante la generación de un diagrama de pescado

para que conforme se realice una lluvia de ideas, las causas probables de falla se

enlisten de acuerdo al área de conveniencia de acuerdo al diagrama de ISHIKAWA

o Causa y Efecto.

3.13.1.15 Ocurrencia

En este apartado se describe la frecuencia con la que se presenta la causa de

acuerdo a los reportes de fallas ocurridas en el proceso y reportes de procesos

similares.

Esta también cuanta con una escala para comprender mejor el grado que genera

cada ocurrencia. Para mayor claridad, podemos consultar la tabla de rango de

ocurrencia antes mencionada.

3.13.1.16 Controles actuales del proceso

Estas son las acciones que se implementan actualmente para atacar una falla

presente en el proceso y ya sea que esta acción controle o no dicha falla, esto es útil

para evaluar los controles actuales ya que van de la mano con la detectabilidad del

AMEF implementado, dando a conocer el grado de confiabilidad de los controles

actuales para la falla potencial presente.

Estos controles son evaluados en el momento lo que dará a conocer si son

capaces de detectar la falla o bien, prevenirla, de lo contrario se buscaran controles

mejorados para ser implementados.

83

3.13.1.17 Detectabilidad

Es la probabilidad de detectar una causa de falla potencial que va de la mano con

los controles actuales propuestos del proceso. Estima que tan efectivos son los

controles. Se puede observar con más claridad en la tabla anterior de: Rango de

detectabilidad.

Numero de Prioridad de Riesgo. (NPR)

Es el resultado de la multiplicación de (Severidad x Ocurrencia x Detectabilidad)

Su fórmula es NPR = (S) x (O) x (D)

3.13.1.18 Acciones recomendadas

Se asignan acciones recomendadas establecidas por el equipo multidisciplinario,

con la finalidad de disminuir el nivel de ocurrencia y detección de cada una de las

fallas latentes presentes en las fases vulnerables del proceso.

3.13.1.19 Segundo NPR.

Una vez que se aplicó la acción y se evaluó, se dejó pasar un tiempo de manera

que se pudieran observar los resultados. Se generaron graficas donde se reflejen los

NPR iniciales y los NPR finales para hacer comparaciones y determinar si hubo

mejoras o el proceso de control nunca fue modificado.

84

CAPÍTULO IV. MARCO OPERATIVO

4.1 Resultados y análisis de resultados

4.1.1 Diagnostico de los resultados

En este apartado se puede visualizar toda la implementación de la metodología

AMEF en el proceso de producción del café, misma que llevó al éxito este estudio

demostrando que con la manipulación de los datos obtenidos en el proceso del beneficio,

siendo plasmados a través del formato AMEF y con la generación de gráficas, se

obtuvieron los resultados esperados.

Cabe mencionar que el AMEF fue ejecutado con ayuda de la herramienta Excel, hoja

de cálculo apropiada para el diseño del formato AMEF y software adecuado para la

manipulación y transformación de la información plasmada.

4.2 AMEF de limpieza mecánica

Tabla 13. Resultados del AMEF del área de limpieza mecánica


Nombre del Sistema


Fecha

AMFE: 15/05/2018



Fecha


Responsable de AMFE


85

Función o

Component

e del

Servicio

Modo de

Fallo Efecto

Causa

s

Método

de

detecci

ón

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

inic

ial

Acciones

recomen

d.

Respon

sable

Acción

Tomada

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

fin

al

Limpieza

mecánica

(Colador)

Ruptura

de una

laminilla

Perdida

de

materia

prima

Mala

calidad

del

materi

al.

Detecci

ón por

observa

ción

6 8 10 480

Inspecció

n

mensual

Eduardo

Deberna

rdi

Se

implantó

lo

recomen

dado

6 5 2 60

Bloqueo

de los

espacios

entre

laminillas

Evita la

separació

n de

residuos

contamin

antes

Diseño

mal

plante

ado

Detecci

ón por

observa

ción

7 7 8 392 Inspecció

n inicial

Eduardo

Deberna

rdi

Se

implantó

lo

recomen

dado

7 5 2 70

Desgaste

de

chumacer

as

Deficient

e

centrifug

ado para

la

separació

n de

residuos

Falta

de

lubrica

ción

Detecci

ón por

rechinid

o

5 9 7 315

Lubricaci

ón

periodica

semanal

Eduardo

Deberna

rdi

Se

implantó

lo

recomen

dado

5 5 3 75

Deformaci

ón de una

laminilla

Bloqueo

de la

salida de

contamin

antes y

perdida

de

materia

prima

Mala

calidad

del

materi

al

Detecci

ón por

observa

ción

4 7 10 280

Limpieza

y

mantenim

iento

predictivo

Eduardo

Deberna

rdi

Se

implantó

lo

recomen

dado

4 5 5 10

0

En la presente hoja de cálculo presentada en la Tabla 13 se encuentra plasmado el

formato AMEF, herramienta que nos ayudó en su elaboración y diseño para el llenado

correcto con la información recolectada.

El primer AMEF implementado comprende el área de limpieza mecánica (colador),

donde se observan 4 modos de falla de los cuales 2 de ellos mantienen NRP altos:

Ruptura de una laminilla con 480NRP y Bloqueo de espacios entre laminillas con

392NRP. Resultados presentes con métodos de detección actuales. Puesto que después

86

de implementar las acciones recomendadas generadas por el equipo multidisciplinario

basado en los rangos y criterios de severidad, ocurrencia y detección, se obtuvieron NRP

muy bajos como se muestra en la gráfica.

4.2.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para limpieza mecánica

Gráfica 1. Demostración de los niveles de NPR inicial y final

En la Gráfica 1 se puede observar una disminución por debajo del 50% de los NPR

iniciales a los NPR finales, en los cuatro modos de fallas expuestos. Es decir, las acciones

recomendadas dieron fruto al ser implementadas dentro del proceso.

050

100150200250300350400450500

1 2 3 4

NPR inicial 480 392 315 280

NPR final 60 70 75 100

Niv

el d

e N

PR

alc

anza

do

Título del eje

NPR Limpieza mecánica (Colador)Inicial y final

NPR inicial

NPR final

87

4.3 AMEF de despulpado

Tabla 14. Resultados del AMEF del área de despulpado.

ANÁLISIS DE MODOS Y EFECTO DE FALLA (AMEF)

Nombre del Sistema

(Título): Proceso de producción del café Fecha AMFE: 15/05/2018



Fecha


Responsable de AMFE

(persona): Hosé Alfredo Márquez Ponce

Función o

Component

e del

Servicio

Modo de

Fallo

Efect

o Causas

Método

de

detecció

n

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

inici

al

Accione

s

recome

nd.

Respons

able

Acción

Tomada

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

fin

al

Despulpado

(Despulpad

ora)

Ruptura

de la

camisa

Ruido

y paro

de

línea

Mala

calidad

del

material

Detecci

ón por

ruido y

golpes

7 8 8 448

Inspecci

ón más

detallad

a de la

pza.

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

impleme

ntó lo

recomen

dado

7 6 5 21

0

Bloqueo

de las

navajas

Mal

despu

lpe

del

café

Presencia

de

madera,

plásticos

y

materiale

s solidos

Retiro

de

agentes

obstruct

ivos por

observa

ción

7 8 9 504

inspecci

ón por

observa

ción

antes

del

despulp

e

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

impleme

ntó lo

recomen

dado

7 7 5 24

5

Bloqueo

de giro por

sobrecarg

o de

materia

prima

Paro

de la

línea

y

limpie

za

Exceso

de

materia

prima

Detecci

ón por

ruido y

golpes

6 7 9 378

Control

en el

vaciado

de la

materia

prima

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

impleme

ntó lo

recomen

dado

6 5 4 12

0

Desgaste

de la

camiseta

Mal

despu

lpe

exceso

de trabajo

y no

Repara

ción

hasta

que es

7 8 9 504

inspecci

ón de

refacció

n

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

impleme

ntó lo

7 6 5 21

0

88

despulpad

ora

del

café

mantenim

iento

detecta

da

periódic

a

semana

l.

Cambio

si lo

amerita

recomen

dado

Deformaci

ón de la

camiseta

despulpad

ora

Mal

despu

lpe

del

café y

ruidos

extrañ

os

Mala

calidad

del

material

Detecci

ón por

observa

ción

7 8 10 560

Cambio

de

proveed

or de

refacció

n

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

impleme

ntó lo

recomen

dado

7 6 8 33

6

En la Tabla 14 se puede observar el segundo AMEF implementado comprende el

área de Despulpado (Despulpadora), donde se observan 5 modos de falla, de los cuales

3 de ellos mantienen NRP altos, 2 son similares y 1 es el más elevado: Bloqueo de las

navajas con 504NPR, Desgaste de la camisa despulpadora con 504NPR y Deformación

de la camiseta despulpadora con 560NPR siendo este el más elevado. Resultados

presentes con métodos de detección actuales. Puesto que después de implementar las

acciones recomendadas generadas por el equipo multidisciplinario basado en los rangos

y criterios de severidad, ocurrencia y detección, se obtuvieron NRP muy bajos como se

muestra en la gráfica siguiente.

89

4.3.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para despulpado.

Gráfica 2. Demostración de los NPR inicial y final


iniciales a comparación de los NPR finales, en este caso a excepción de la última falla

que también es parte de los 5 modos de fallas totales expuestos, este último modo de

falla tiene un valor de porcentaje de NPR final de aproximadamente 60%, lo que es

excelente ya que si hubo disminución. Es decir, las acciones recomendadas dieron fruto

al ser implementadas dentro del proceso.

0

100

200

300

400

500

600

12

34

5

Niv

el d

e N

PR

alc

anza

do

NPR DespulpadoInicial y final

1 2 3 4 5

NPR inicial 448 504 378 504 560

NPR final 210 245 120 210 336

NPR inicial

NPR final

90

4.4 AMEF de trillado

Tabla 15. Resultados del AMEF del área de trillado.

ANÁLISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLAS (AMEF)

Nombre del Sistema


Fecha

AMFE: 15/05/2018



Fecha


Responsable de AMFE


Función o

Component

e del

Servicio

Modo de

Fallo Efecto Causas

Método

de

detecci

ón

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

inic

ial

Acciones

recomend

.

Respon

sable

Acción

Tomada

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

fin

al

Trillado

(Trilladora)

Ruptura

de las

mallas

Ruido,

paro

de

línea y

mala

separa

ción

del

perga

mino

Mala

calidad

del

material.

Detecci

ón por

observa

ción y

cambio

de

refacció

n

6 8 9 432

revisión y

mantenimi

ento

periódico

semanal

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

implanto

lo

recomen

dado

6 6 4 14

4

Deformaci

ón de las

mallas

Selecci

ón

erróne

a de

tamañ

os de

café

Presenci

a de

solidos

Detecci

ón

manual

y retiro

manual

de

solidos

si son

detecta

dos

5 7 9 315

Inspecció

n

detallada

de

costales

con grano

de café

siempre

antes del

trillado

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

implanto

lo

recomen

dado

5 5 2 50

91

Desgaste

de las

mallas

Mala

separa

ción

del

perga

mino

Exceso

de

trabajo y

no

manteni

miento

Repara

ción

hasta

que es

detecta

da

7 8 9 504

revisión

de las

mallas

periódica

mente

semanal y

limpieza

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

implanto

lo

recomen

dado

7 4 4 11

2

Bloqueo

del

proceso

Paro

de

línea

Exceso

de

granos

de café

Detecci

ón por

ruido

elevado

y

disminu

ción de

la

cantida

d

colocad

a

5 7 8 280

estandariz

ación del

control en

el vaciado

de granos

a la

trilladora

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

implanto

lo

recomen

dado

5 4 1 20

Pérdida

de fuerza

expulsiva

Mala

separa

ción

del

perga

mino

Mala

calibració

n

Detecci

ón

visual y

limpiez

a hasta

que es

detecta

da

7 7 9 441

Inspecció

n y

limpieza

continua

después

de cada

lote de

trillado y

calibració

n semanal

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

implanto

lo

recomen

dado

7 5 7 24

5

En la Tabla 15 se plasma el tercer AMEF implementado acorde a la tercera fase que

comprende el área de Trillado (Trilladora), donde se observan 5 modos de falla, de los

cuales 3 de ellos mantienen NRP altos: Perdida de fuerza expulsiva con 441NPR,

Ruptura de las mallas con 432NPR y Desgaste de las mallas con 504NPR siendo este el

más elevado. Resultados presentes con métodos de detección actuales. Puesto que

después de implementar las acciones recomendadas generadas por el equipo

multidisciplinario basado en los rangos y criterios de severidad, ocurrencia y detección,

se obtuvieron NRP muy bajos como se muestra en la gráfica siguiente.

92

4.4.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para trillado

Gráfica 3. Demostración de los NPR inicial y final en el área de trillado.


iniciales a comparación de los NPR finales, en este caso a excepción de la última falla

que también es parte de los 5 modos de fallas totales expuestos, este último modo de

falla tiene un valor de porcentaje de NPR final de aproximadamente 58%, lo que sigue

siendo excelente ya que si hubo disminución. Es decir, las acciones recomendadas

dieron fruto al ser implementadas dentro del proceso.

1 2 3 4 5

NPR inicial 432 315 504 280 441

NPR final 144 50 112 20 245

432

315

504

280

441

144

50112

20

245

0

100

200

300

400

500

600

Niv

el d

e N

PR

R a

lcan

zad

o

Título del eje

AMEF TrilladoNPR Inicial y final

NPR inicial

NPR final

93

4.5 AMEF de molido

Tabla 16. Resultados del AMEF en el área de molido.

ANÁLISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLA (AMEF)

Nombre del Sistema




Fecha


Responsable de AMFE


Función o

Componente

del Servicio

Modo de

Fallo Efecto Causas

Métod

o de

detecc

ión

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

inici

al

Accion

es

recome

nd.

Respons

able

Acción

Tomada

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

fin

al

Molido

(Molino)

Desgast

e de la

cuchilla

Molien

da

deficie

nte y

mal

aspect

o del

café

Exceso

de trabajo

y no

mantenimi

ento

Limpie

za de

la

cuchill

a y

cambi

o de

refacci

ón

fuera

de

tiempo

6 8 10 480

Inspec

ción

periódi

ca

mensu

al

despué

s de

cambia

r la

refacci

ón y

limpiez

a

despué

s de

cada

lote

Eduardo

Deberna

rdi

Grajales

Se

implanto

lo

recomen

dado

6 6 4 14

4

En la Tabla 16 se visualiza el cuarto AMEF implementado comprende el área de

molido (molino), donde se observa solo 1 modo de falla: Desgaste de la cuchilla con

94

480NPR. Resultados presentes con métodos de detección actuales. Puesto que después

de implementar las acciones recomendadas generadas por el equipo multidisciplinario

basado en los rangos y criterios de severidad, ocurrencia y detección, se obtuvieron NRP

muy bajos como se muestra en la gráfica.

4.5.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para trillado

Gráfica 4. Demostración de los NPR inicial y final en el área de molido.

Dado que en esta fase solo se presentó un modo de falla, también fue necesario

aplicar acciones recomendadas mismas que generaron una disminución de 480NPR

iniciales a 144NPR finales. Es por ello que, en la Gráfica 4 se puede observar una

disminución de casi un 27% de los NPR iniciales a comparación de los NPR finales.

1

NPR inicial 480

NPR final 144

480

144

0

100

200

300

400

500

600

Títu

lo d

el e

je

Título del eje

NPR (Molido)inicial y final

NPR inicial

NPR final

95

4.6 AMEF de empaque

Tabla 17. Resultados del AMEF en el área de empaque.

ANÁLISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLA (AMEF)

Nombre del Sistema




Fecha


Responsable de AMFE


Función o

Component

e del

Servicio

Modo de

Fallo Efecto

Caus

as

Método

de

detecció

n

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

inici

al

Accione

s

recome

nd.

Respons

able

Acción

Tomada

G g

ravedad

O o

curre

ncia

D d

ete

cció

n

NP

R

fin

al

Empaque

(Prensa)

Deformidad

del chicote

Sellad

o

deficie

nte

Mal

sellad

o del

produ

cto

Recorte

y ajuste

del

chicote

6 6 7 252

Cambio

del

chicote

por uno

nuevo si

es

necesari

o y

siempre

calibrad

o

Eduardo

Debernar

di

Grajales

Se

implantó

lo

recomen

dado

6 4 4 96

Sobre

calentamie

nto de la

prensa

Mal

empaq

ue y

ruptur

a de la

bolsa

Exces

o de

presió

n y

calor

utiliza

do

Ajuste

de

fuerza

de

prensad

o y

tempera

tura

6 7 8 336

Ajuste

de la

tempera

tura

correcta

siempre

y antes

de usar

la

prensa.

Llevar

protocol

Eduardo

Debernar

di

Grajales

Se

implantó

lo

recomen

dado

6 6 6 21

6

96

o de

control

En la Tabla 17 se observa la elaboración del quinto y último AMEF implementado

comprende el área de empaque (prensa), donde se observan 2 modos de falla:

Deformidad del chicote con 225NPR y Sobre calentamiento de la prensa con 362NRP.

Resultados presentes con métodos de detección actuales. Puesto que después de

implementar las acciones recomendadas generadas por el equipo multidisciplinario

basado en los rangos y criterios de severidad, ocurrencia y detección, se obtuvieron NPR

bajos como se muestra en la gráfica.

4.6.1 Demostración gráfica de resultados de NPR´S para empaque

Gráfica 5. Demostración de los NPR inicial y final para el área de empaque.

1 2

NPR inicial 252 336

NPR final 96 216

252

336

96

216

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Niv

el d

e N

PR

alc

anza

do

s

Título del eje

NPR (Empaque)Inicial y final

NPR inicial

NPR final

97


iniciales a comparación de los NPR finales para el modo de falla de deformidad del

chicote y el último modo de falla tiene un valor de porcentaje de NPR final de

aproximadamente 70%, lo que sigue siendo excelente ya que si hubo disminución. Es

decir, las acciones recomendadas dieron fruto al ser implementadas dentro del proceso.

98

CAPÍTULO V. CONCLUSIONES

De acuerdo con el proyecto de investigación planteado anteriormente, se concluye

que, es de suma importancia implementar un Análisis de Efecto y Modo de Fallas (AMEF)

dentro de los procesos productivos donde se lleven a cabo actividades de manufactura

mediante la manipulación de máquinas, siendo que estas dependen de un estricto control

para evitar la presencia de fallas lo que impediría cumplir con los objetivos que la empresa

se plantea, tomando en cuenta que este tipo de pequeñas industrias como lo son los

beneficios de café, van creciendo lentamente y no deben dejar pasar por alto ningún

detalle que afecte el proceso productivo, siendo que gracias a la gran cantidad existente

de empresas como esta y de diferentes giros, son las que en la actualidad impulsan la

economía mexicana a nivel estatal, nacional e internacional por el simple hecho de que

algunas exportan parte de su producto a tierras extranjeras.

Por lo que:

• El primer AMEF implementado comprende el área de limpieza mecánica

(colador), donde se observan 4 modos de falla de los cuales 2 de ellos

mantienen NRP altos: Ruptura de una laminilla con 480NRP y Bloqueo de

espacios entre laminillas con 392NRP. Resultados presentes con métodos de

detección actuales. Puesto que después de implementar las acciones

recomendadas generadas por el equipo multidisciplinario basado en los

rangos y criterios de severidad, ocurrencia y detección, se obtuvieron NRP

muy bajos observando una disminución por debajo del 50% de los NPR

iniciales a los NPR finales, en los cuatro modos de fallas expuestos. Es decir,

las acciones recomendadas dieron fruto al ser implementadas dentro del

proceso.

• El segundo AMEF implementado comprende el área de Despulpado

(Despulpadora), donde se observan 5 modos de falla, de los cuales 3 de ellos

mantienen NRP altos, 2 son similares y 1 es el más elevado: Bloqueo de las

navajas con 504NPR, Desgaste de la camisa despulpadora con 504NPR y

Deformación de la camiseta despulpadora con 560NPR siendo este el más

99

elevado. Resultados presentes con métodos de detección actuales. Puesto

que después de implementar las acciones recomendadas generadas por el

equipo multidisciplinario basado en los rangos y criterios de severidad,

ocurrencia y detección, se obtuvieron NRP muy bajos, observando una

disminución por debajo del 50% de los NPR iniciales a comparación de los

NPR finales, en este caso a excepción de la última falla que también es parte

de los 5 modos de fallas totales expuestos, este último modo de falla tiene un

valor de porcentaje de NPR final de aproximadamente 60%, lo que es

excelente ya que si hubo disminución.

• El tercer AMEF implementado acorde a la tercera fase que comprende el área

de Trillado (Trilladora), donde se observan 5 modos de falla, de los cuales 3

de ellos mantienen NRP altos: Perdida de fuerza expulsiva con 441NPR,

Ruptura de las mallas con 432NPR y Desgaste de las mallas con 504NPR

siendo este el más elevado. Resultados presentes con métodos de detección

actuales. Puesto que después de implementar las acciones recomendadas

generadas por el equipo multidisciplinario basado en los rangos y criterios de

severidad, ocurrencia y detección, se obtuvieron NRP muy bajos, al observar

una disminución por debajo del 50% de los NPR iniciales a comparación de

los NPR finales, en este caso a excepción de la última falla que también es

parte de los 5 modos de fallas totales expuestos, este último modo de falla

tiene un valor de porcentaje de NPR final de aproximadamente 58%.

• El cuarto AMEF implementado comprende el área de molido (molino), donde

se observa solo 1 modo de falla: Desgaste de la cuchilla con 480NPR.

Resultados presentes con métodos de detección actuales. Puesto que

después de implementar las acciones recomendadas generadas por el equipo

multidisciplinario basado en los rangos y criterios de severidad, ocurrencia y

detección, se obtuvieron NRP muy bajos, dado que en esta fase solo se

presentó un modo de falla, también fue necesario aplicar acciones

recomendadas mismas que generaron una disminución de 480NPR iniciales

a 144NPR finales. Es por ello que, se puede observar una disminución de casi

un 27% de los NPR iniciales a comparación de los NPR finales.

100

• El quinto y último AMEF implementado comprende el área de empaque

(prensa), donde se observan 2 modos de falla: Deformidad del chicote con

225NPR y Sobre calentamiento de la prensa con 362NRP. Resultados

presentes con métodos de detección actuales. Puesto que después de

implementar las acciones recomendadas generadas por el equipo

multidisciplinario basado en los rangos y criterios de severidad, ocurrencia y

detección, se obtuvieron NPR bajos, observando una disminución por debajo

del 50% de los NPR iniciales a comparación de los NPR finales para el modo

de falla de deformidad del chicote y el último modo de falla tiene un valor de

porcentaje de NPR final de aproximadamente 70%.

Dicho lo anterior, se resalta la importancia de la investigación realizada, ya que,

demostró la presencia de fallas, sus principales causas y el nivel de severidad, ocurrencia

y detectabilidad con las que se presentan dentro del proceso del café. Es por ello que,

con ayuda de la aplicación de un AMEF como herramienta dentro del beneficio, fue

posible detectar los principales modos de fallas potenciales gracias a la encuesta

aplicada a los trabajadores quienes son los que cuentan con más experiencia sobre el

tema de producción de café. De esta manera se comprobó que lo que ocasionaba la

presencia de fallas era la falta de conocimiento de la herramienta AMEF para calcular las

principales y más latentes dentro del proceso, haciendo que hubiera desconocimiento

sobre cuándo y cómo hacer mantenimiento en las máquinas utilizadas para prevenir la

falla.

Es así que, al concluir la investigación, se deja una importante aportación de

manera interna a la empresa, capacitando a todos sus trabajadores y dueños del

beneficio, sobre la correcta ejecución de un AMEF, comenzando con la comprensión de

la parte teórica lo que facilita hacer la parte operativa, tan así que, una vez contando con

el conocimiento y la capacidad de aplicar un Análisis de Modo y Efecto de Falla, es

posible llevarlo a cabo en empresas con características similares a las de un beneficio de

café, donde, se trabaje con máquinas y sea necesario corregir y mejorar el tema de fallas

potenciales que afectan a las empresas por su principal enemigo, el desconocimiento de

las herramientas de mejora de procesos.

101

Por último, se alienta a todos los interesados en el tema o temas similares para

que se adentren en investigaciones como esta, ya que tienen un campo extenso donde

explorar y poder aportar mejoras en los procesos.

5.1 Recomendaciones

• Que se establezca como norma interna de las empresas la capacitación para la

aplicación de un AMEF, de manera que los trabajadores tengan conocimiento e

interés por aportar mejoras al proceso de producción.

• La posibilidad de llevar a cabo esta metodología en empresas del mismo giro o de

uno diferente, con la finalidad de conocer otros riesgos existentes y poder aportar

mejoras en cada proceso de producción para bien de las empresas.

• Ofertar la posibilidad de aprendizaje a los interesados en el tema para enriquecer

de conocimiento, alentar a la comunidad a ofrecer mejoras y aportaciones a futuro.

102

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