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Dr. Rodrigo Pascual J.Dpto. Ing. MecnicaUniversidad de Chile
Optimizacin en la gestin de
activos fsicosDr. Ing. Rodrigo Pascual J.Departamento de Ing. Mecnica, Universidad de [email protected]
Presentado en: V Foro INFOR, Santiago, 29 de Junio de 2007
www.ing.uchile.cl/~rpascual
www.dimec.uchile.cl
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Resumen
IntroduccinPriorizacinAsignacin de recursos con restriccin de
presupuestoGestin de conocimiento y sistemas de
informacin
Cierre
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Impacto de la gestin del mantenimiento enla organizacin
2da guerra mundial
fuerza area britnica indicador de gestin: S
aeronaves en misin nf
disponibles para volar
na
en mantenimiento
nm
Fuente: Crowther, J.G., Whiddington, R., Science at war,
H.M.S.O., Gran Bretaa, 1963.Indicador alternativo?
S=fraccin de aviones
disponibles o en misin
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Mantenibilidad en 1940-45
por cada hora devuelo aviones pasaban
dos enmantenimiento,
unidades en mant.
unidades en misin= =2
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fraccin de aviones e n m i s i n
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Anlisis de sensibilidad
Fraccin de aviones disponibles y en misinFraccindeavionesenm
isin
= (unidades en mant.)/(unidades en misin)
Seleccin deindicadorescrucialMantenibili
daden1940-1945
Mantenibilidaden1955-1960
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Importancia del mantenimiento
Costos In most mining operations today, maintenance typicallyaccounts for more than 35% of the operating costs.Unnecessary downtime from poor maintenance can add300% more in lost production costs..
Fuente:Tomlingson P.D., Maintenance: An opportunity forimprovement, Mining Engineering, 1319, Feb. 2001.
In refineries... it is not uncommon that the maintenance
and operations departments are the largest and that eachcomprises about 30% of total manpower. Fuente:Dekker, R., Applications of maintenance optimization
models: a review and analysis, Reliability Engineering & SystemSafety, 51, 229-40, 1996.
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El Mercurio, 5 de enero de 2007
redundancia
Costo de oportunidad
Primas de seguros
Complejidad creciente?
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Complejidad creciente de sistemas
estimated cost of maintenance for aselected group of companies increased
from $200 billion in 1979 to $600 billion in1989 Fuente:B.S. Blanchard, An enhanced approach for implementing total
productive maintenance in the manufacturing environment, Journal ofQuality in Maintenance Engineering, 3(2) , 69-80, 1997.
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CostosComponentes del costo global de mantenimiento
Costo de
oportunidadCosto de
almacenamiento
Sobre-
inversionesmantenimiento
Costos directos
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Ejemplos de indicadores claveKey Performance Indicators (KPI)
En organizaciones Orientadas al lucro
Costo global Orientadas al servicio
Horizonte estratgico
Disponibilidad Horizonte tctico
Confiabil idad de misin
Ok: Que medir?
Ahora, como actuar?
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Estrategias por equipo
Mantenimientooportunista
Mantenimiento
MantenimientoPost-falla
MantenimientoPre-falla
Mantenimiento
Preventivo
Mantenimiento
Predictivo
Mantenimiento
Proactivo
Mantenimiento
Correctivo
Mantenimiento
Proactivo
M. Preventivo: centrado en el tiempo/uso M. Predictivo :centrado en la condicin; M. Proactivo: para evitar aparicin o recurrencia; M. Correctivo: tras fallas M. oportunista Ejemplos?
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Esquema general
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Gestin de mantenimientoMapa conceptual
Nova
k,
J.D.,
Gowin,
D.B.,
Learninghow
tole
arn,
CambridgeUn
iversityPress,
1984
.
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0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
5
10
15
20
25
C
ostos
Nivel de mantenimiento preventivo
Balance de estrategiasCriterio costo global
Costo global
C. falla
C. interv.
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Estrategias generales
Mantenimiento Centrado en la confiabilidad
Productivo Total Centrado en el negocio
Centrado en el costo de ciclo de vida
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Mantenimiento centrado en laconfiabilidad (RCM)
Origen: 60s Industrias
Aeronutica
Nuclear Definicin
estrategia de mantenimiento global de un sistema
usando mtodos de anlisis estructurados
que permiten asegurar la confiabilidad del sistema. Fuente: Nowlan & Heap, Reliability Centered Maintenance, United Airlines, 1978.
Moubray, J., Reliability-Centered Maintenance, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, 1997.
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Caractersticas
Progresivo varias etapas
Por subsistemaEstructurado Metodologas
Dinmico Feedback en el tiempo
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4 etapas
1. Estudio delconjunto deequipos
2. Anlisis de fallas1. Anlisis funcional2. Anlisis de
modos de falla
3. Definicin plan4. Afinamiento
BombeoAcondicionamiento
del aguaCalefaccinFlujo
Flujofiltrado
Recirculacin de Cloro
SpaPiscinaPiscina
Spa
Gases residuosTemperaturaStatuspresin
Drenajede
sobreflujo
Statusde bombeoautomtico
Energaelctrica
Tabletas
de Cloro
Medicin
Ph
Energa
elctrica
Gas
natural
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FMECA
US MIL-STD-1629, Procedures for Performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis
Sistema
Plano
Funcin
Numero Identificacin Funcin Modos de Fase en Efectos
Identificacin funcional falla y causas que ocurre locales
FechaHoja de
Hecha por
Aprobada por
Efectos Efectos Mtodo de Medidas Nivel de Observaciones
en nivel superior finales deteccin compensatorias severidad
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Otros similares
HAZOP HAZards and OPerability Analysis
Incluye anlisis de operacinSnapshot Similar a FMECA
rbol de falla
Ver apuntes
www.ing.uchile.cl/~rpascual/
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Mantenimiento ProductivoTotal (TPM)
Origen Japan Institute of Plant Maintenance , 70s
S. NakajimaCaractersticas Sistema de mantenimiento programado
Involucrados
todos
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Maximizacin de la efectividad delequipo (OEE)
disponibilidad (A)
eficiencia de operacin (PE)
tasa de calidad (RQ)
OEE = A * PE * RQ
OEE: Overall Equipment Effectiveness
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Seis Grandes Prdidas
Disponibilidad Fallas del equipo Puesta a punto y ajustes de las mquinas
Curvas de aprendizaje Otros tiempos muertos
Eficiencia operativa Velocidad de operacin reducida
Calidad Defectos en el proceso
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Mantenimiento centrado en el negocio
Kelly (1997) Business centered maintenance (BCM)
Alinear objetivos de mantenimiento conobjetivos corporativos Requiere coordinacin entre funciones
Orientado a organizaciones orientadas allucro
Fuente: Kelly, A., Maintenance Strategy, Butterworth Heinemann, 1997.
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Enfoques LCCCosto de ciclo de vida
B. Blanchard, Systems EngineeringStandard BS3811, Terotechnology
Reconoce interaccin conceptualizacin y diseo con la fase de
operacin (y mantenimiento) del sistema
Conceptualizacin Diseo ImplementacinOperacin &
mantenimiento Retirro
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Ventajas
Envuelve a operadoresEnvuelve a operadores y
mantenedores
Se enfoca en indicador integradoOEE (disponibilidad,productividad, calidad)
Integracin entre etapas yfunciones
Incremento en preocupacin por laseguridad y el ambienteIncremento en produccin
Aplicacin correcta traeconsiderables beneficiosen la mayora de loscasosReduccin costos directos
Se enfoca en incrementarmargen econmicoRacionalizacin
Reduccin en la integral decostos en el ciclo devida
Incremento en calidad (vinculado aTQM)
Integra auditorias a losprocesosReduccin costos directos
Mejora en la operabilidad(enfoque al sistema y elciclo de vida)Incremento en productividadExactitudTrazabilidad
Ventajas
LCCTPMBCMRCM
Adaptado a.pd.: G.Waeyenbergh, L. Pintelon, A framework for maintenance concept developmentInt. J. Production Economics 77 (2002) 299313
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Desventajas
No contempla mecanismos paramejorar la estrategia(paquete cerrado)
No reconoce completamente que el
mantenimiento es tambin unproblema econmico
Menos estructurado(conjunto deprocedimientos en vezde un mtodo standard)
No toma en cuenta variableseconmicas
Se enfoca en confiabilidad,disponibilidad ymantenibilidad no soncentrales
Implementacin difcil, loscostos en el ciclo devida son muy inciertos ydifciles de predecir
No propone reglas de decisin paramtodos bsicos demantenimiento
Requerimientos masivos dedata de otras funciones(planes de produccin,estrategiacorporativa,)Requerimientos masivos de data
Mas bien un marco filosficoterico
No es realmente una estrategiapara el mantenimiento (masbien Total ProductiveManagement)ComplejidadComplejidad
LCCTPMBCMRCM
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rioriz cin
Escasez de recursos
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Anlisis de Pareto o ABC
zona A 20% de fallas
80% de costos;
zona B 30% de fallas
15% de costos
zona C 50% de fallas.
5% de costos 0%
20%
40%
60%
80%
100%
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Nro. fallas
Horas
de
detencin
A
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Variable de anlisis
Podemos ordenar solo por horas de parada (criticidad)
solo por nmero de fallas (frecuencia) solo por costos directos
solo por costos globales
...
Pareto: un solo criterio
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Deficiencias de Pareto
Varios Criterios posibles Si disponibilidad
Frecuencia? duracin?
Gran cantidad de informacin en historiales Pareto solo para equipos supercrticos
Difcil anlisis de tendencia
F i d ti d t id
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Fraccin de tiempo detenidopara intervencin i (Di)
tiempo
MTTRi
MTBFi=1/i
Falla i
Inspeccin j
Ambos
Di=frecuenciaduracin
MTTIj
MTBIj=1/fj
Diagrama Ti F S i i
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Mantenibilidad
Confiabilidad
D
isponibilid
ad
Diagrama -TiempoFueraServicio
Knights, P.F., Downtime Priorities,Jack-knife Diagrams, and theBusiness Cycle, MaintenanceJournal, 17(2), 14-21, 2004.
TiempoFuerad
eServicio
Frecuencia
Crnica
y critica
Isonodisp
onibilidad
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Anlisis de tendencias
TiempoF
ueradeServ
icio
Frecuencia
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Asignacin de recursos para overhaul
de flotascon restriccin presupuestaria
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Contexto Horizonte de tiempo
varios aos
Presupuestos Conocidos y limitados
Flota Varias subflotas
Varias zonas militares Programas de adquisiciones y retiros Mantenimiento programado
Tasa de arribos conocida
1
2
3
4
A
B
Aos
b l d d d d
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Disponibilidad y poder disuasivo
Disponibilidad Para cada tipo de
equipo
Se requiere un nro.mnimo disponible
Por zona
Por ao
Poder disuasivo Depende de:
Poder de fuego
Blindaje
Movilidad
Sinergia
Poderes disuasivos distintos
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Modelo apoyo a toma de decisiones
Decisin Asignacin de recursos overhaul
Criterios Maximizar poder disuasivo
Minimizar costos
Restricciones Presupuesto
Disponibilidad
Taller
1
2
3
4
A
B
Aos
Estudio de caso
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Estudio de casoEjercito de Chile
3 flotas Leopard, Unimog, Camiones
4 zonas/talleresAnlisis a posteriori Comparemos con hecho a mano
D t
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Datos
Disponibilidad mnima aceptablePoder disuasivo individual
Importancia de cada zona militarCostos unitarios de overhaulPlan de overhauls sin restriccin de
presupuesto
Resultados: Plan con recursos asignados
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gMax PoderDisuasivo
(u/ao)
Cuales, de que tipo y cuando recibirn overhaul
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Sistemas de informacin ygestin de activos fsicos
Datos, informacin, conocimiento
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Datos, informacin, conocimiento
Eventos Agente
Data Informacin
Filtros conceptuales y de percepcin
Propiedadde las cosas
Data que activaal agente
Propiedad delagente
Conocimiento
Directamenteobservable
No observable
directamente
Inferible a.p.d. de lasacciones del agente
Directamenteobservable
Adaptado de: Boisot, M., Knowledge assets, Oxford University Press, 1999.
Aplicado al mantenimiento
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Aplicado al mantenimiento
Eventosfallas, datos deCondicin,
AgenteTomadoresde decisiones
Data Informacin
Filtros conceptuales y de percepcin
Conocimiento
Sistema deInformacin
Educacin
Toma de decisionesobjetiva y en basea evidencia
Unidadesde ing. deMantenimiento
Sistema demonitoreo
Sistema deInformacin
(apoyo a tomade decisiones)
Conocimiento
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Dr. Rodrigo Pascual J.
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Conocimiento ...knowledge has increasingly come to be recognized as a
primary source of wealth. The evidence has becomeoverwhelming that economies that are poor in naturalresources but skilled in the production and exploitation of
knowledge generally outperform economies that haveabundant natural resources but are lacking in such skills....knowledge minimizes an organisms consumption ofenergy, space, and time for a given amount of effort.
Fuente: Boisot, M., Knowledge assets, Oxford University Press, 1999.
En breve: Disponer de data, Poder convertirla en informacin, quederive en acciones juiciosas (conocimiento)
Ok, como aplicar esto en mantenimiento?
Ubicuidad de la informacin
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Gestin de conocimiento
...the information stored on RCM worksheets reduces theeffects of staff turnover with its attendant loss ofexperience and expertise.
Fuente:Moubray, J., Reliability-Centered Maintenance, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, 1997.
Clave: El anlisis y registro de informacinreduce el efecto de la rotacin de personal y la
consecuente prdida de experiencia y expertise.
Datosconocimiento
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Datosconocimiento
... developing CMMS in several automotive industries has shown that
managers rely on such systems for data collection and dataanalysis, but seldom for decision analysis... Fuente: A.W. Labib., World-class maintenance using a computerised maintenance management system,
Journal of Quality in Maintenance Engineering, 4(1), 66-75, 1998.
Clave: El conocimiento es propiedad de los agentes,puede existir si dispone de los filtros para convertirlosen informacin: EDUCACION
Ingeniera de confiabil idadInvestigacin operativa para Activos Fsicos
CBM
...
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Comentarios finales
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Comentarios finales
Seleccionar estrategiaPriorizacin
Asignacin recursosGestin de conocimiento