UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
“FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO
EN CONFIABILIDAD”
MONOGRAFÍA
Que para obtener el título de: INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA
PRESENTA:
CARLOS MANUEL MORENO BELLO
DIRECTOR:
MTRA. MARTHA EDITH MORALES MARTÍNEZ
XALAPA, VER. Septiembre 2013
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
PROLOGO
El siguiente material tiene la intención de proporcionar los fundamentos básicos de
la metodología "Mantenimiento Centrado en Confiabilidad", el cual ha
revolucionado la forma en que se planea, realiza y evalúa el mantenimiento; todo
debido a la cambiante necesidad de adaptarse a nuevos retos, no sólo debido a la
complejidad de los equipos y sistemas, sino también a la imperiosa necesidad de
optimizar el mantenimiento para hacerlo más efectivo y a menor costo. En este
trabajo, se describe la historia del mantenimiento así como las nuevas
expectativas y desafíos para lograr la optimización de este.
La información aquí recabada, corresponde a una recopilación de los principales
documentos que han sido base para la formación del personal que se hace cargo
de la implementación del Programa de Confiabilidad de Equipo, en una central de
generación de energía eléctrica. Esto no ha sido fácil ya que es necesario romper
con los métodos tradicionales de mantenimiento preventivo basados en las
recomendaciones del fabricante, los cuales suelen ser muy cómodos tanto para el
personal que lo planea, personal que adquiere las partes de repuesto, personal
operativo que tiene ya definidos los periodos con los que va a dejar fuera de
servicio los equipos, personal de diseño que ya no tiene que buscar cambios al
diseño y por último el personal ejecutor del mantenimiento que solo se apega a lo
que le dicen que tiene que realizar sin buscar nuevas estrategias como serian un
mantenimiento predictivo. Sin embargo, de manera global para la visión de la
empresa, el método tradicional no se alinea con sus expectativas de producción y
económicas, al no obtener los resultados esperados de eficiencia y confiabilidad
en la operación de sus procesos.
Lo que busca el Mantenimiento Centrado en Confiabilidad es definir las tareas
requeridas y su frecuencia de ejecución, para asegurar que los equipos que son
críticos para el proceso, están disponibles y confiables durante todos los periodos
requeridos maximizando la producción, reduciendo los mantenimientos
correctivos, así como también se reduce el tiempo y frecuencia de las salidas de
producción. Para lograr esto, se valdrá de un equipo de trabajo multidisciplinario
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
que pueda con base en las experiencias internas y externas, definir nuevas
estrategias, nuevas tareas de mantenimiento e incluso cambios al diseño; y por si
fuera poco también optimizara los recursos humanos, económicos y de partes de
repuesto al mismo tiempo que proporcionará mayor disponibilidad de las
estructuras, sistemas y equipos.
Algunos otros beneficios del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad son
aumentar la vida útil de los equipos, mejorar la calidad del producto final, mejorar
la seguridad e incluso menor daño al medio ambiente. Por todo esto la mejor
opción actual para los procesos industriales, es el Mantenimiento Centrado en
Confiabilidad.
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Índice
1.0 Introducción 1
1.1 Antecedentes 3
1.2 Nuevas expectativas 3
1.3 Nuevas investigaciones 5
1.4 Nuevas Técnicas 6
1.5 Los desafíos que enfrenta el mantenimiento 7
2.0 Metodología RCM 8
2.1 Fallas Funcionales 10
2.2 Modos de Falla 11
2.3 Efectos de Falla 11
2.4 Consecuencias de la Falla 12
2.5 Tareas Proactivas 13
2.6 Tareas a Condición 15
2.7 Acciones a falta de 16
2.8 El Proceso de Selección de Tareas de RCM 16
3.0 Aplicación del método simplificado del RCM 19
3.1 Selección de sistemas 20
3.2 Datos requeridos 20
3.3 Análisis de criticidad 21
3.4 Selección de tareas 23
3.5 Comparación de tareas 25
3.6 Implementación 25
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
3.7 Otros temas de la Confiabilidad 25
4.0 Programa Viviente (dinámico) 26
5.0 Análisis de Modo de Falla y Efectos (AMEF) 36
6.0 Conclusiones 46
7.0 BIBLIOGRAFIA 49
8.0 ANEXOS 49
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Capítulo 1
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
1.0 INTRODUCCIÓN
A partir de la década de los 80’s el mantenimiento ha cambiado quizás más que
cualquier otra disciplina gerencial. Estos cambios se deben principalmente al
enorme aumento en número y en variedad de los activos físicos (plantas, equipos,
edificios) que requieren mantenimiento en todo el mundo, con diseños más
complejos, nuevos métodos de dar ese mantenimiento, y una óptica cambiante en
la administración del mantenimiento y sus responsabilidades.
El mantenimiento también está respondiendo a expectativas cambiantes. Estas
incluyen una creciente toma de conciencia para evaluar hasta qué punto las fallas
en los equipos afectan a la seguridad y al medio ambiente; conciencia de la
relación entre el mantenimiento y la calidad del producto, y la presión de alcanzar
una alta disponibilidad en la planta y mantener los costos lo más bajo posible.
El Mantenimiento Centrado en Confiabilidad llamado RCM, es la respuesta a tales
demandas de los equipos y este puede ser definido como un enfoque que emplea
prácticas y estrategias de mantenimiento reactivo, preventivo, predictivo y
proactivo de una manera integrada para incrementar la probabilidad que una
máquina o componente funcionará en la manera requerida sobre su ciclo de vida
de diseño con el mantenimiento mínimo. El logro del RCM es preservar la función
del equipo con la disponibilidad y confiabilidad requerida al costo más bajo. El
RCM requiere que las decisiones de mantenimiento sean basadas en los
requerimientos para efectuarlo soportados por justificaciones técnicas y
económicas.
El RCM ha sido usado extensamente en aviación, industria espacial, defensa
militar e industria nuclear donde las fallas funcionales tienen el potencial de causar
grandes pérdidas de vidas, implicaciones de seguridad nacional, o impacto
medioambiental extremo. El análisis del RCM se basa en un detallado “Análisis de
Efectos y Modos de Fallas (FMEA: Failure Modes and Effects Analysis) e incluye
identificación de modos de fallas de equipo (como este tiende a fallar) y las causas
de fallas (el porqué falla). Los resultados son usados para determinar las tareas de
mantenimiento apropiado para direccionar cada uno de los modos de falla, las
causas y sus consecuencias.
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
1.1 ANTECEDENTES
La evolución del RCM se ha adaptado a los cambios y necesidades de la industria,
así como a los requerimientos de los clientes, de forma tal que esta evolución se
puede describir en tres etapas o generaciones:
La primera generación cubre el período que se extiende hasta la Segunda
Guerra Mundial. En estos días la industria no estaba altamente mecanizada, por lo
que el tiempo de parada de máquina no era de mayor importancia. Esto
significaba que la prevención de las fallas en los equipos no era una prioridad para
la mayoría de los gerentes. A su vez, la mayor parte de los equipos era simple, y
la gran mayoría estaban sobredimensionados. Esto los hacía confiables y fáciles
de reparar. Como resultado, no había necesidad de un mantenimiento sistemático
más allá de una simple rutina de limpieza, servicio y lubricación. Se necesitaban
menos habilidades para realizar el mantenimiento que hoy en día.
La segunda generación: Durante la Segunda Guerra Mundial todo cambio
drásticamente. La presión de los tiempos de guerra aumentó la demanda de todo
tipo de bienes, al mismo tiempo que decaía abruptamente el número de
trabajadores industriales. Esto llevó a un aumento en la mecanización. Para los
años 50’s había aumentado la cantidad y complejidad de todo tipo de maquinas.
La industria estaba empezando a depender de ellas.
Al incrementarse esta dependencia, comenzó a concentrarse la atención en el
tiempo de parada de máquina. Esto llevo a la idea de que las fallas en los equipos
podían y debían ser prevenidas, dando lugar al concepto de mantenimiento
preventivo. En la década de los sesenta, éste mantenimiento consistió
principalmente en reparaciones mayores a intervalos prefijados mediante sistemas
de planeación y control del mantenimiento, lo anterior buscando maximizar la vida
útil de los activos fijos.
Con la tercera generación a partir de los 80’s, el proceso de cambio en la
industria ha adquirido aun más impulso. Los cambios han sido clasificados en:
nuevas expectativas, nuevas investigaciones, y nuevas técnicas.
1.2 Nuevas Expectativas
La figura 1.1 muestra la evolución de las expectativas de mantenimiento. El tiempo
de parada de maquina afecta la capacidad de producción de los activos físicos al
reducir la producción, aumentar los costos operacionales, y afectar el servicio al
cliente. En las décadas del sesenta y setenta esto ya era una preocupación en los
sectores mineros, manufactureros y de transporte. Los efectos del tiempo de
parada de máquina fueron agravados por la tendencia mundial hacia sistemas
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
“Just-in-time", donde los reducidos inventarios de material en proceso hacen que
una pequeña falla en un equipo probablemente hiciera parar toda la planta.
Actualmente el crecimiento en la mecanización y la automatización, han tornado a
la confiabilidad y a la disponibilidad en factores clave en sectores tan diversos
como el cuidado de la salud, el procesamiento de datos, las telecomunicaciones y
la administración de edificios.
Figura 1.1 Evolución de las expectativas del mantenimiento
Una mayor automatización también significa que más y más fallas afectan nuestra
capacidad de mantener parámetros de calidad satisfactorios. Esto se aplica tanto
para parámetros de servicio como para la calidad del producto. Por ejemplo, las
fallas en los equipos pueden afectar el control del clima en los edificios o la
puntualidad de las redes de transporte, así como interferir con el logro de las
tolerancias deseadas en la producción.
Más y más fallas acarrean serias consecuencias para el medio ambiente o la
seguridad, al tiempo que se elevan los requisitos en estas áreas. En algunas
partes del mundo se ha llegado a un punto que las organizaciones deben, o bien
adecuarse a las expectativas de seguridad y cuidado ambiental de la sociedad, o
dejar de operar. Nuestra dependencia a la integridad de nuestros activos físicos
cobra ahora una nueva magnitud que va más allá del costo, y que se torna en una
cuestión de supervivencia de la organización.
PRIMERA Y SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
Primera Generación
•REPARAR CUANDO SE ROMPE (A LA FALLA)
DE LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL A LA
MECANIZACION Y COMPLEJIDAD: NACE
MANTTO. PREVENTIVO
Segunda Generación
•MAYOR DISPONIBILIDAD
•MAYOR VIDA DE LOS EQUIPOS
•MENOR COSTO.
MAYOR AUTOMATIZACION NUEVAS EXPECTATIVAS
NUEVAS INVESTIGACIONES NUEVAS TÉCNICAS
Tercera Generación
•MAYOR DISPONIBILIDAD
•CONFIABILIDAD DE PLANTA
•MAYOR SEGURIDAD
•MEJOR CALIDAD
•SIN DAÑO AL MEDIO AMBIENTE.
•MAYOR VIDA DE LOS EQUIPOS.
•MAYOR COSTO-EFICACIA
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
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Al mismo tiempo que crece nuestra dependencia a los activos físicos, crece
también el costo de tenerlos y operarlos. Para asegurar el máximo retorno de la
inversión que representa tenerlos, deben mantenerse trabajando eficientemente
tanto tiempo como se requiera. Por último, el costo de mantenimiento también está
aumentando, tanto en términos absolutos como en proporción del gasto total. En
algunas industrias representa ahora el segundo rubro más alto, o hasta el más alto
costo operativo. En consecuencia, en sólo treinta años ha pasado de ser un costo
casi sin importancia a estar en la más alta prioridad en el control de costos.
1.3 Nuevas Investigaciones
Más allá de la existencia de mayores expectativas, las nuevas investigaciones
están cambiando muchas de nuestras creencias más profundas referidas a la
edad y las fallas. En particular, parece haber cada vez menos conexión entre la
edad de la mayoría de los activos y la probabilidad de que estos fallen.
La figura 1.2 muestra como en un principio la idea era simplemente que a medida
que los elementos envejecían eran más propensos a fallar. Una creciente
conciencia de la "mortalidad infantil" llevó a la Segunda Generación a creer en la
curva de "bañera", o “bañadera”.
Sin embargo, investigaciones en la Tercera Generación revelan no uno ni dos sino
seis patrones de falla que realmente ocurren en la práctica. Como se discutirá con
mayor detalle en el capítulo 2, una de las conclusiones más importantes que se
deduce de estos estudios es que un gran número de tareas que surgen de los
conceptos tradicionales de mantenimiento, a pesar de que se realicen
exactamente como se planeó, no logran ningún resultado, mientras que otras son
contraproducentes y hasta peligrosas. Esto es especialmente cierto con muchas
Figura 1.2 Cambios en los puntos de
vista sobre fallas de equipos
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
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de las tareas que se hacen en nombre de mantenimiento preventivo. Por otro lado,
para operar con seguridad los sistemas industriales más modernos y complejos se
necesita realizar un gran número de tareas que no figuran en los programas de
mantenimiento.
En otras palabras, la industria en general es devota a prestar mucha atención para
hacer las tareas de mantenimiento correctamente (hacer correctamente el trabajo),
pero se necesita hacer mucho más para asegurarse que los trabajos que se
planean son los trabajos que deben hacerse (hacer el trabajo correcto).
1.4 Nuevas Técnicas
Ha habido un crecimiento explosivo de nuevos conceptos y técnicas de
mantenimiento. Cientos de ellos han sido desarrollados en los últimos veinte años,
y emergen aun más cada semana. La Figura 1.3 muestra como ha crecido el
énfasis en los clásicos sistemas administrativos y de control para incluir nuevos
desarrollos en diferentes áreas. Los nuevos desarrollos incluyen:
Herramientas de soporte para la toma de decisiones, tales como el estudio
de riesgo, análisis de modos de falla y sus efectos, y sistemas expertos.
Nuevos métodos de mantenimiento, tal como el monitoreo de condición.
Diseño de equipos, con un mayor énfasis en la confiabilidad y facilidad para
el mantenimiento.
Un drástico cambio en el modo de pensar de la organización hacia la
participación, trabajo en equipo y flexibilidad.
Como se dijo anteriormente, uno de los mayores desafíos que enfrenta el personal
de mantenimiento es no sólo aprender qué son estas técnicas sino decidir cuáles
valen la pena y cuáles no para sus propias organizaciones. Si hacemos elecciones
adecuadas es posible mejorar el rendimiento de los activos y al mismo tiempo
contener hasta reducir el costo del mantenimiento. Si hacemos elecciones
inadecuadas se crean nuevos problemas mientras empeoran los que ya existen.
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Figura 1.3 Cambios en las técnicas de mantenimiento
1.5 Los desafíos que enfrenta el mantenimiento
La primera industria que enfrentó estos desafíos sistemáticamente fue la industria
de la aviación comercial. El elemento crucial que provocó esta reacción, fue el
darse cuenta que se debe dedicar tanto esfuerzo en asegurarse que se están
realizando las tareas correctamente como en asegurarse que se están haciendo
las tareas correctas. El darse cuenta de esto dio lugar al desarrollo de procesos de
toma de decisión comprensivos que se conocieron dentro de la industria
aeronáutica con el nombre de MSNG3 y fuera de esta como Mantenimiento
Centrado en la Confiabilidad o RCM.
En casi todos los campos de esfuerzos humanos organizados, RCM se está
volviendo fundamental para la custodia responsable de los activos físicos de la
misma manera que lo es la contabilidad de doble entrada para la custodia
responsable de los activos financieros. No existe ninguna otra técnica comparable
para determinar la cantidad mínima segura de tareas que deben ser hechas para
preservar las funciones de los activos físicos, especialmente en situaciones
críticas o peligrosas. El creciente reconocimiento mundial del papel fundamental
que juega el RCM en la formulación de las estrategias de administración de
activos físicos - y la importancia de aplicar RCM correctamente-condujo a la
American Society of Automotive Engineers 1999 a publicar la norma SAE JA1011:
"Criterio de Evaluación del Proceso de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad
(RCM)".
Pri
mer
a G
ener
ació
n
Reparar cuando falla
Segu
nd
a G
ener
ació
n
Reparaciones programadas
Sistemas de Planeamiento y control de trabajo
Computadoras grandes y lentas
Tere
cera
Gen
erac
ión
Monitoreo de condición
Diseño direccionado a la confiabilidad
Estudio de riesgos
Computadoras pequeñas y rapidas
Análisis de modos de falla y sus efectos
Sistemas expertos
Trabajo multifacético y en grupos
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
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Capítulo 2
MÉTODOLOGIA RCM
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
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2.0 MÉTODOLOGIA RCM
La sección 5 del estándar de SAE JA-1011, da los criterios de evaluación para los
procesos del RCM, resumiendo los atributos clave de cualquier proceso del RCM.
Este estándar requiere que las 7 preguntas siguientes sean contestadas
satisfactoriamente y en la secuencia mostrada abajo como parte de un análisis del
RCM:
• ¿Cuáles son las funciones y los parámetros de funcionamiento asociados al
activo en su actual contexto operacional?
• ¿De qué manera falla en satisfacer dichas funciones?
• ¿Cuál es la causa de cada falla funcional?
• ¿Qué sucede cuando ocurre cada falla?
• ¿En qué sentido es importante cada falla?
• ¿Qué puede hacerse para prevenir o predecir cada falla?
• ¿Qué debe hacerse si no se encuentra una tarea proactiva adecuada?
Funciones y Parámetros de Funcionamiento
Antes de poder aplicar un proceso para determinar qué debe hacerse para que
cualquier activo físico continúe haciendo aquello que sus usuarios quieren que
haga en su contexto operacional, necesitamos hacer dos cosas:
• determinar qué es lo que sus usuarios quieren que haga
• asegurar que es capaz de realizar aquello que sus usuarios quieren que haga
Por esto el primer paso en el proceso de RCM es definir las funciones de cada
activo en su contexto operacional, junto con los parámetros de funcionamiento
deseados. Lo que los usuarios esperan que los activos sean capaces de hacer
puede ser dividido en dos categorías:
• Funciones primarias, que en primera instancia resumen el por qué de la
adquisición del activo. Esta categoría de funciones cubre temas como velocidad,
producción, capacidad de almacenaje o carga, calidad de producto y servicio al
cliente.
• Funciones secundarias, la cual reconoce que se espera de cada activo que haga
más que simplemente cubrir sus funciones primarias. Los usuarios también tienen
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
expectativas relacionadas con las áreas de seguridad, control, contención, confort,
integridad estructural, economía, protección, eficiencia operacional, cumplimiento
de regulaciones ambientales, y hasta de apariencia del activo.
Los usuarios de los activos generalmente están en la mejor posición por lejos para
saber exactamente qué contribuciones físicas y financieras hace el activo para el
bienestar de la organización como un todo. Por ello es esencial que estén
involucrados en e l proceso de RCM desde el comienzo.
Si es hecho correctamente, este paso toma alrededor de un tercio del tiempo que
implica un análisis RCM completo. Además hace que el grupo que realiza el
análisis logre un aprendizaje considerable - muchas veces una cantidad alarmante
- acerca de la forma en que realmente funciona el equipo.
2.1 Fallas Funcionales
Los objetivos del mantenimiento son definidos por las funciones y expectativas de
funcionamiento asociadas al activo en cuestión. Pero, ¿Cómo puede el
mantenimiento alcanzar estos objetivos?
El único hecho que puede hacer que un activo no pueda desempeñarse conforme
a los parámetros requeridos por sus usuarios es alguna clase de falla. Esto
sugiere que el mantenimiento cumple sus objetivos al adoptar una política
apropiada para el manejo de una falla. Sin embargo, antes de poder aplicar una
combinación adecuada de herramientas para el manejo de una falla, necesitamos
identificar qué fallas pueden ocurrir.
El proceso de RCM lo hace en dos niveles:
• En primer lugar, identifica las circunstancias que llevaron a la falla
• Luego se pregunta qué eventos pueden causar que el activo falle.
En el mundo del RCM, los estados de falla son conocidos como fallas funcionales
porque ocurren cuando el activo no puede cumplir una función de acuerdo al
parámetro de funcionamiento que el usuario considera aceptable.
Sumado a la incapacidad total de funcionar, esta definición abarca fallas parciales
en las que el activo todavía funciona pero con un nivel de desempeño inaceptable
(incluyendo las situaciones en las que el activo no puede mantener los niveles de
calidad o precisión). Evidentemente estas sólo pueden ser identificadas luego de
haber definido las funciones y parámetros de funcionamiento del activo.
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
2.2 Modos de Falla
Como se mencionó en el párrafo anterior, una vez que se ha identificado cada falla
funcional, el próximo paso es tratar de identificar todos los hechos que de manera
razonablemente posible puedan haber causado cada estado de falla. Estos
hechos se denominan modos de falla. Los modos de falla "razonablemente
posibles" incluyen aquellos que han ocurrido en equipos iguales o similares
operando en el mismo contexto, fallas que actualmente están siendo prevenidas
por regímenes de mantenimiento existentes, así como fallas que aún no han
ocurrido pero son consideradas altamente posibles en el contexto en cuestión.
La mayoría de las listas tradicionales de modos de falla incorporan fallas causadas
por el deterioro o desgaste por uso normal. Sin embargo, para que todas las
causas probables de fallas en los equipos puedan ser identificadas y resueltas
adecuadamente, esta lista debería incluir fallas causadas por errores humanos
(por parte de los operadores y el personal de mantenimiento), y errores de diseño.
También es importante identificar la causa de cada falla con suficiente detalle para
asegurarse de no desperdiciar tiempo y esfuerzo intentando tratar síntomas en
lugar de causas reales. Por otro lado es igualmente importante asegurarse de no
malgastar el tiempo en el análisis mismo al concentrarse demasiado en los
detalles.
2.3 Efectos de Falla
El cuarto paso en el proceso de RCM tiene que ver con hacer un listado de los
efectos de falla, que describen lo que ocurre con cada modo de falla. Esta
descripción debería incluir toda la información necesaria para apoyar la evaluación
de las consecuencias de la falla, tal como:
• Qué evidencia existe (si la hay) de que la falla ha ocurrido
• De qué modo representa una amenaza para la seguridad o el medio ambiente (si
la representa)
• De qué manera afecta a la producción o a las operaciones (si las afecta)
• Qué daños físicos (si los hay) han sido causados por la falla
• Qué debe hacerse para reparar la falla
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
2.4 Consecuencias de la Falla
Un análisis detallado de la empresa industrial promedio probablemente muestre
entre tres mil y diez mil posibles modos de falla. Cada una de estas fallas afecta a
la organización de algún modo, pero en cada caso, los efectos son diferentes.
Pueden afectar operaciones del proceso, también pueden afectar a la calidad del
producto, el servicio al cliente, la seguridad o el medio ambiente. Todas para ser
reparadas tomarán tiempo y costarán dinero.
Son estas consecuencias las que más influencian el intento de prevenir cada falla.
En otras palabras, si una falla tiene serias consecuencias, haremos un gran
esfuerzo para intentar evitarla. Por otro lado, si no tiene consecuencias o tiene
consecuencias leves, quizás decidamos no hacer más mantenimiento de rutina
que una simple limpieza y lubricación básica.
Un punto fuerte del RCM es que reconoce que las consecuencias de las fallas son
más importantes que sus características técnicas. De hecho reconoce que la única
razón para hacer cualquier tipo de mantenimiento proactivo no es evitar las fallas
per se sino evitar o reducir las consecuencias de las fallas. El proceso de RCM
clasifica estas consecuencias en cuatro grupos, de la siguiente manera:
• Consecuencias de fallas ocultas: las fallas ocultas no tienen un impacto directo,
pero exponen a la organización a fallas múltiples con consecuencias serias y
hasta catastróficas. (La mayoría están asociadas a sistemas de protección sin
seguridad inherente)
• Consecuencias ambientales y para la seguridad: una falla tiene consecuencias
para la seguridad si es posible que cause daño o la muerte a alguna persona.
Tiene consecuencias ambientales si infringe alguna normativa o reglamento
ambiental tanto corporativo como regional, nacional o internacional.
• Consecuencias Operacionales: Una falla tiene consecuencias operacionales si
afecta la producción (cantidad, calidad del producto, atención al cliente, o costos
operacionales además del costo directo de la reparación).
• Consecuencias No-Operacionales: Las fallas que caen en esta categoría no
afectan a la seguridad ni la producción, sólo implican el costo directo de la
reparación.
Como veremos luego, el proceso de RCM hace uso de estas categorías como la
base de su marco de trabajo estratégico para la toma de decisiones en el
mantenimiento. Obligando a realizar una revisión de las consecuencias de cada
modo de falla en relación con las categorías recién mencionadas, integra los
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
objetivos operacionales, ambientales, y de seguridad a la función mantenimiento.
Esto contribuye a colocar a la seguridad y al medio ambiente dentro de las
prioridades principales de la administración del mantenimiento.
El proceso de evaluación de las consecuencias también cambia el énfasis de la
idea de que toda falla es negativa y debe ser prevenida. De esta manera focaliza
la atención sobre las actividades de mantenimiento que tienen el mayor efecto
sobre el desempeño de la organización, y resta importancia a aquellas que tienen
escaso resultado. También nos alienta a pensar de una manera más amplia
acerca de diferentes maneras de manejar las fallas, más que concentrarnos en
prevenir fallas. Las técnicas de manejo de fallas se dividen en dos categorías:
• Tareas proactivas.- estas tareas se emprenden antes de que ocurra una falla,
para prevenir que el ítem llegue al estado de falla. Abarcan lo que se conoce
tradicionalmente como mantenimiento "predictivo" o "preventivo", aunque veremos
luego que el RCM utiliza los términos reacondicionamiento cíclico, sustitución
cíclica, y mantenimiento a condición.
• Acciones a falta de: estas tratan directamente con el estado de falla, y son
elegidas cuando no es posible identificar una tarea proactiva efectiva. Las
acciones a falta de incluyen búsqueda de falla, rediseño, y mantenimiento a rotura.
2.5 Tareas Proactivas
Mucha gente todavía cree que la mejor manera de optimizar la disponibilidad de la
planta es hacer algún tipo de mantenimiento proactivo de rutina. El pensamiento
de la Segunda Generación sugería grandes reparaciones, o reposición de
componentes a intervalos fijos. La figura 1.4 muestra la perspectiva de la falla a
intervalos regulares.
La figura 1.4 se basa en la presunción de que la mayoría de los equipos operan
confiablemente por un período "X", y luego se desgastan. El pensamiento clásico
sugiere que los registros extensivos acerca de las fallas nos permiten determinar y
planear acciones preventivas un tiempo antes de que ellas ocurran.
Este patrón es cierto para algunos tipos de equipos simples, y para algunos ítems
complejos con modos de falla dominantes. En particular las características de
Figura 1.4 La perspectiva
tradicional de la falla
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
desgaste se encuentran a menudo en casos en los que el equipo tiene contacto
directo con el producto. Las fallas relacionadas con la edad frecuentemente van
asociadas a la fatiga, corrosión, abrasión y evaporación.
Sin embargo, los equipos en general son mucho más complejos de lo que eran
hace veinte años atrás. Esto ha traído al mismo tiempo sorprendentes cambios en
los patrones de falla, como lo muestra la Figura 1 .5. Los gráficos muestran la
probabilidad condicional de la falla con relación a la edad operacional para una
variedad de elementos mecánicos y eléctricos.
El patrón A es la ya conocida curva de
la "bañadera". Comienza con una
gran incidencia de fallas (llamada
mortalidad infantil), seguida por un
incremento constante o gradual de la
probabilidad condicional de falla, y por
último una zona de desgaste. El
patrón B muestra una probabilidad
condicional de falla constante o de
lento incremento, y que termina en
una zona de desgaste (igual que la
Figura 1.4).
El patrón C muestra una probabilidad
condicional de falla que crece
lentamente, pero no tiene una edad
de desgaste claramente identificable.
El patrón D muestra una baja
probabilidad condicional de falla
cuando el equipo es nuevo o recién
salido de la fábrica y luego un veloz
incremento a un nivel constante, mientras que el patrón E muestra una
probabilidad condicional de falla constante a todas las edades por igual (falla al
azar). El patrón F comienza con una alta mortalidad infantil que finalmente cae a
una probabilidad de falla constante o que asciende muy lentamente.
Estudios realizados en aeronaves comerciales demostraron que un 4% de los
elementos correspondían al patrón A, un 2% al B, un 5% al C, un 7% al D, un 14%
al E, y no menos de un 68% al patrón F. (El número de veces que estos patrones
ocurren en aeronaves no es necesariamente el mismo que en la industria, pero no
cabe duda de que a medida que los elementos se hacen más complejos.
encontramos cada vez más patrones E y F).
Figura 1.5 Seis patrones de falla
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Estos descubrimientos contradicen la creencia de que siempre hay conexión entre
la confiabilidad y la edad operacional. Esta creencia dio origen a la idea de que
cuanto más seguido un ítem es reparado, menos posibilidades tiene de fallar.
Actualmente esto es cierto en muy pocos casos. A menos que exista un modo de
falla dominante relacionado con la edad, los límites de edad tienen que ver poco o
nada con mejorar la confiabilidad de los componentes complejos. De hecho las
reparaciones pueden en realidad aumentar los promedios de fallas generales al
introducir la mortalidad infantil en sistemas que de otra manera serían estables.
La toma de conciencia de estos hechos ha llevado a algunas organizaciones a
abandonar por completo la idea de mantenimiento proactivo. Y esto puede que
sea lo más acertado para fallas con consecuencias menores. Pero cuando las
consecuencias de las fallas son importantes, algo debe hacerse para prevenir o
predecir las fallas, o al menos para reducir las consecuencias.
Esto nos lleva nuevamente a la cuestión de las tareas proactivas. Como ya
mencionamos anteriormente el RCM divide a las tareas proactivas en tres
categorías:
• Tareas de reacondicionamiento cíclicas
• Tareas de sustitución cíclicas
• Tareas a condición
Tareas de reacondicionamiento y sustitución cíclicas
El reacondicionamiento cíclico implica reconstruir un componente o reparar un
conjunto antes de un límite de edad específico sin importar su condición en ese
momento. De manera parecida, las tareas de sustitución cíclica implican sustituir
un componente antes de un límite de edad específico, más allá de su condición en
ese momento.
En conjunto estos dos tipos de tareas son conocidos generalmente como
mantenimiento preventivo. Solían ser los tipos de mantenimiento proactivo más
ampliamente usados. Sin embargo, debido a las razones mencionadas
anteriormente, se usan mucho menos de lo que se usaba veinte años atrás.
2.6 Tareas a condición
El crecimiento de nuevos tipos de manejo de falla se debe a la continua necesidad
de prevenir ciertos tipos de falla, y la creciente ineficacia de las técnicas clásicas
para hacerlo. La mayoría de las nuevas técnicas se basan en el hecho de que la
mayoría de las fallas dan algún tipo de advertencia de que están por ocurrir. Estas
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
advertencias se denominan fallas potenciales, y se definen como condiciones
físicas identificables que indican que una falla funcional está por ocurrir o están en
el proceso de ocurrir.
Las nuevas técnicas son utilizadas para detectar fallas potenciales y permitir
actuar evitando las posibles consecuencias que surgirían si se transformaran en
fallas funcionales. Se llaman tareas a condición porque los componentes se dejan
en servicio a condición de que continúen alcanzando los parámetros de
funcionamiento deseados. (El mantenimiento a condición incluye el mantenimiento
predictivo, mantenimiento basado en la condición y monitoreo de condición).
Si son utilizadas correctamente, las tareas a condición son una muy buena
manera de manejar las fallas, pero a la vez pueden ser una pérdida de tiempo
costosa. RCM permite tomar decisiones en esta área con certeza particular.
El monitoreo de la condición de un equipo rotatorio puede ser llevado a cabo por
medio de una toma de vibraciones cada cierto periodo de tiempo, termografías en
rodamientos y partes eléctricas susceptibles a calentamiento por el paso de la
corriente, falsos contactos, etc.; y para complementar la parte eléctrica, se puede
utilizar equipo de diagnostico en línea como el PDM
2.7 Acciones a falta de
El RCM reconoce tres grandes categorías de acciones a falta de:
• búsqueda de fallas: las tareas de búsqueda de falla implican revisar
periódicamente funciones ocultas para determinar si han fallado (mientras que las
tareas basadas en la condición implican revisar si algo está por fallar)
• rediseño: rediseñar implica hacer cambios de una sola vez a las capacidades
iniciales de un sistema. Esto incluye modificaciones al equipo y también cubre los
cambios de una sola vez a los procedimientos.
•ningún mantenimiento programado: como su nombre lo indica, aquí no se hace
esfuerzo alguno en tratar de anticipar a prevenir los modos de falla y se deja que
la falla simplemente ocurra, para luego repararla. Esta tarea a falta de también es
llamada mantenimiento "a rotura" o mantenimiento a la falla.
2.8 El Proceso de Selección de Tareas de RCM
Un punto fuerte del RCM es la manera en que provee criterios simples, precisos y
fáciles de entender, para decidir cuál de las tareas proactivas es técnicamente
factible en el contexto operacional dado (si existe alguna), y para decidir quién
debería hacerlas y con qué frecuencia.
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Si una tarea proactiva es técnicamente factible o no, está determinado por las
características técnicas de la tarea y de la falla que pretende prevenir. Si vale la
pena hacerlo o no depende de la manera en que maneja las consecuencias de la
falla. De no hallarse una tarea proactiva que sea técnicamente factible y que valga
la pena hacerse, entonces debe tomarse una acción a falta de adecuada. La
esencia del proceso de selección de tarea es el siguiente:
• Para fallas ocultas, la tarea proactiva vale la pena si reduce significativamente el
riesgo de falla múltiple asociado con esa función a un nivel tolerablemente bajo. Si
esto no es posible, debe realizarse una tarea de búsqueda de falla. De no hallarse
una tarea de búsqueda de falla que sea adecuada, la decisión a falta de
secundaria indicará que el componente pueda ser rediseñado (dependiendo de las
consecuencias de la falla múltiple).
• Para fallas con consecuencias ambientales o para la seguridad, una tarea
proactiva sólo vale la pena si por sí sola reduce el riesgo de la falla a un nivel muy
bajo, o directamente lo elimina. Si no puede encontrarse una tarea que reduzca el
riesgo a niveles aceptablemente bajos, entonces el componente debe ser
rediseñado o debe cambiarse el proceso.
• Si la falla tiene consecuencias operacionales, una tarea proactiva sólo vale la
pena sí el costo total de realizarla a lo largo de un cierto período de tiempo es
menor al costo de las consecuencias operacionales más el costo de la reparación
en el mismo periodo de tiempo. En otras palabras, la tarea debe tener justificación
en el terreno económico. Si no se justifica, la decisión a falta de inicial es ningún
mantenimiento programado. (Si esto ocurre y las consecuencias operacionales
siguen siendo inaceptables, entonces la decisión a falta de secundaria es
nuevamente el rediseño).
• Si una falla tiene consecuencias no operacionales sólo vale la pena una tarea
proactiva si el costo de la tarea a lo largo de un período de tiempo es menor al
costo de reparación en el mismo tiempo. Entonces estas tareas también deben
tener justificación en el terreno económico. Si no se justifica, la decisión a falta de
inicial es otra vez ningún mantenimiento programado, y si los costos son
demasiado elevados entonces la siguiente decisión a falta de secundaria es
nuevamente el rediseño.
Este enfoque significa que las tareas proactivas son sólo definidas para las fallas
que realmente lo necesitan, lo que a su vez lleva a reducciones sustanciales en
cargas de trabajo de rutina. Un menor trabajo de rutina también significa que es
más probable que las tareas restantes sean realizadas correctamente. Esto,
18
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
sumado a la eliminación de tareas contraproducentes, lleva a un mantenimiento
más efectivo.
Comparemos esto con el enfoque tradicional usado para el desarrollo de políticas
de mantenimiento. Tradicionalmente, los requerimientos de mantenimiento de
cada activo son definidos en términos de sus características técnicas reales o
asumidas, sin considerar las consecuencias de la falla. El programa resultante es
utilizado para todos los activos similares, nuevamente sin considerar que se
aplican a diferentes consecuencias en diferentes contextos operacionales. Esto
tiene como resultado un gran número de programas desperdiciados, no porque
estén 'mal' en el sentido técnico, sino porque no logran ningún resultado.
Debemos notar además que el proceso de RCM considera los requerimientos de
mantenimiento de cada activo, antes de preguntarse si será necesario
reconsiderar el diseño. Esto es así simplemente porque el ingeniero de
mantenimiento que está a cargo hoy tiene que mantener el equipo tal como está
hoy, y no pensando en lo que quizás sea en algún otro momento en el futuro.
19
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Capítulo 3
APLICACIÓN DEL MÉTODO SIMPLIFICADO DEL RCM
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
3.0 Aplicación del Método Simplificado del RCM
La figura del Anexo 1 muestra el flujograma de la metodología del Mantenimiento
Centrado en Confiabilidad de manera gráfica, además los siguientes puntos
describen algunos pasos clave en el análisis.
3.1 Selección de Sistemas
Antes que el análisis del RCM sea iniciado, el sistema y sus límites serán
apropiadamente definidos. Todo el equipo primario y de soporte requerido para un
éxito funcional del sistema a ser analizado debe ser identificado y englobado
dentro de los límites establecidos. Esto incluye el equipo mecánico y eléctrico así
como la instrumentación y mecanismos de control.
La metodología del RCM al inicio del análisis, permite la exclusión de ciertos
componentes dentro de los límites del sistema de la evaluación adicional. Estos
componentes incluyen aquellos que se considera tienen comparativamente
menores índices de fallas y también los que no tienen impacto en la seguridad o
en el medioambiente. Un ejemplo serían válvulas manuales, indicaciones locales,
sistemas de tubería, push-buttons e interruptores manuales cuya falla no debería
afectar la seguridad, medioambiente o la producción. Estos componentes han sido
analizados en el pasado y son típicamente identificados como “No Críticos” y “A la
Falla”.
La evaluación de equipo tal como vasijas y sistemas de tuberías presurizadas con
respecto a la integridad de la frontera de presión ha sido omitida del análisis ya
que la cuestión está típicamente cubierta bajo un programa de inspección (por
ejemplo, “In Service Inspection” o ISI por sus siglas). La exclusión de tal
evaluación implicaría que, o el programa de inspección existente es adecuado y
no requiere acción adicional para verificar o cuestionar la adecuación del mismo o
bien un análisis separado (por ejemplo: la inspección de análisis de riesgo) debe
ser realizado para evaluar tuberías y vasijas con respecto a la integridad de la
frontera de presión si como programa tal ya no existe.
3.2 Datos Requeridos:
Típicamente los datos requeridos para realizar un análisis de RCM incluye:
información de diseño, manuales de entrenamiento, diagramas de flujo, eléctricos
y lógicos, lista de equipo, PM’s normales y regulatorios, códigos y requerimientos
de aseguramientos (si aplican). Adicionalmente, otra información puede ser
obtenida por intervención del staff de operación la cual es especialmente útil.
Información tal como el relatorio del operador y el historial de mantenimiento
puede ser útil en un análisis de RCM.
21
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
3.3 Análisis de Criticidad
Una vez que las funciones primarias están definidas, los componentes dentro del
límite de la función son sujetos a un Análisis Crítico. El análisis crítico realizado
aquí es una combinación de un FMEA y un análisis de consecuencia.
El objetivo del Análisis Crítico es determinar la criticidad del componente (es
decir, si el componente es Crítico o No-crítico con respecto al valor de los
objetivos financieros o de seguridad del usuario/propietario). Esto en cambio es
usado para determinar el nivel de recursos que deben ser destinados para cada
uno de los componentes de acuerdo a su criticidad. Un componente que es
determinado crítico, demandaría más atención y recursos en cuestiones de
mantenimiento que otro que es determinado No crítico.
Los análisis de criticidad empiezan con un FMEA. Todos los modos de falla
creíbles para el componente analizado serán identificados. Debe ser notado que
en ciertos casos un modo de falla puede ser caracterizado como deterioro del
componente en un nivel no aceptable y no como falla total del componente. Todos
los modos de falla identificados son revisados y aprobados a la satisfacción del
usuario/propietario.
Una vez que los modos de falla son identificados, los efectos de cada modo de
falla son específicamente valorados con un FMEA. Los efectos de falla
esencialmente describen que sucedería si un modo de falla ocurriera. Estos
efectos podrían incluir efectos operativos (por ejemplo: la falla funcional o
degradación de la función primaria, indisponibilidad, pérdida de la redundancia,
efectos en la seguridad (daños al personal), efectos medioambientales
(liberaciones al medioambiente) y daño colateral (daño a otro equipo).
La evaluación de las consecuencias parte de un Análisis Crítico enfocado sobre el
grado al cual los efectos de la falla pueden o no ser tolerados por los recursos del
usuario/propietario. A continuación se proporcionan algunos ejemplos de criterios
críticos o cruciales son los siguientes, los cuales fueron tomados del AP-913 así
como de la base de datos de EPRI:
• CRITICO “A” Posible muerte o daños serios al personal
• CRITICO “B” Impacto al medio ambiente
• CRITICO “A” Paro de planta
• CRITICO “A” Derrateo de planta > 50 %
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
• CRITICO “B” Derrateo de planta entre 10 y 50 %
• CRITICO “B” Pérdida de un tren o un tren múltiple de generación
• CRITICO “A” Pérdida de un tren simple con función de seguridad
• CRITICO “B” Pérdida de uno de los trenes de un tren múltiple de alto nivel
de seguridad
• CRITICO “A” > a un día de retraso después de un paro
• CRITICO “B” Retraso entre 1 – 10 días después de un paro
• CRITICO “B” Costo para reparación / reemplazo de componente no
aceptable
• CRITICO “B” Impacto grande en los recursos de personal
• CRITICO “B” Provoca la falla de otro componente crítico o significante
El criterio “A” representa consecuencias de mayor severidad que el criterio “B”.
El modo de falla de un componente (evaluado dentro del contexto de la función a
ser analizada) si como resultado cae dentro de uno o más criterios listados arriba,
haría al componente crítico y las recomendaciones para la tarea apropiada se
harían proporcionales a la importancia del componente en el sistema. Si ninguno
de los modos de falla se encuentra en por lo menos uno de los criterios críticos,
entonces el componente es clasificado como “No Crítico”.
Para componentes que han sido determinados como “No Críticos”, un conjunto
diferente de criterios (Criterios No Críticos) deben ser aplicados. La intención aquí
es poner énfasis en lo económico y otras consideraciones juzgadas importantes
más que la protección del equipo. Estos criterios evalúan los beneficios de dar
mantenimiento a un componente o bien “llevarlo a la falla” (run to failure). Estos
criterios son los siguientes:
• MINOR Posible daño al personal (requiriendo primeros auxilios)
• MINOR Reducción en la potencia térmica o eléctrica < al 10 %
• MINOR impacto menor al medio ambiente
• MINOR Costo para reparación / reemplazo de componente grande
• MINOR Impacto menor en los recursos de personal
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
• MINOR Historial grande de mantenimientos correctivos
• MINOR Costo del correctivo en exceso al costo del preventivo
esperado
• MINOR Deterioro en la rutina de operación o de las actividades de
mantenimiento
• MINOR Reducción en la capacidad para realizar las actividades de
monitoreo del desempeño de equipo (predictivo)
Si por lo menos el componente cae dentro de uno de estos criterios, este es
clasificado como “No Crítico” y las recomendaciones para la tarea apropiada se
harían proporcionales con la importancia del componente en el sistema. Si no cae
en ninguno de los criterios anteriores entonces el componente será llevado a la
falla y se realizará solo por mantenimiento correctivo.
Aunque los procesos para el equipo típicamente siguen las reglas descritas
anteriormente, hay ciertas situaciones en las cuales un componente crítico puede
ser categorizado “a la falla”. Estos ejemplos típicamente incluyen casos donde un
componente es determinado a ser crítico, sin embargo, las tareas de preventivo y
el costo-efectivo no evitarán las fallas. En tales circunstancias, el cambio de
diseño será recomendado.
Debe ser notado que en los Análisis Críticos la acción del operador en respuesta a
los eventos es explícitamente creíble como una parte del FMEA y del Análisis de
Consecuencia, cuando es apropiado, en ciertos casos, las fallas pueden ser
detectadas, diagnosticadas y exitosamente mitigadas por el operador sin ningún
impacto funcional, de seguridad o medioambiental.
También se debe notar que en la evaluación de las causas de falla son solamente
identificados los componentes Críticos de acuerdo a la guía del INPO AP-913.
Adicionalmente, las causas de falla son identificadas a un nivel que hace posible
asignar tareas apropiadas que evitarán que ocurran estas causas de falla.
3.4 Selección de Tareas
Una vez que un componente ha sido determinado como Crítico o No Crítico, por lo
tanto, candidato de irse “a la falla”, el siguiente paso es desarrollar las tareas de
mantenimiento proactivo aplicables y de costo-efectivo basadas en la criticidad del
componente (es decir, importante).
24
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Los componentes determinados como Críticos demandarán más atención y
recursos en su mantenimiento que los No Críticos.
El proceso de selección de tareas es usado para identificar tareas apropiadas de
monitoreo de condición (recorridos del operador), tareas de predictivo, tareas
periódicas tradicionales y tareas de vigilancias/búsqueda de fallas.
Las tareas de monitoreo de condición (es decir, mantenimiento autónomo) son las
primeras en la jerarquía de las tareas y son aplicadas en el mayor grado posible
cuando sea apropiado. Estos tipos de tareas son con equipo en línea, con un
costo recuperable y pueden efectivamente valorar la condición del equipo y
detectar fallas potenciales.
Las tareas de predictivo (por ejemplo, monitoreo de vibraciones), son las
segundas en jerarquía. Estas también son con el equipo en línea y pueden ser
usadas para detectar la degradación de un equipo. Una vez que empieza a
degradarse un equipo, este puede programarse para poder sacarlo de servicio en
un tiempo apropiado para inspección y reparación.
Las tareas de monitoreo de condición y predictivo pueden identificar el inicio de
fallas potenciales y son particularmente efectivas en prevenir modos específicos
de fallas. Por lo tanto, reducen la probabilidad de fallas críticas y sus
consecuencias que son un resultado del modo de falla. Por esta razón, también
reducen el costo promedio de reparación evitando el daño secundario el cual es
más costoso y que puede ser causado por una falla.
Ya que estas tareas mencionadas anteriormente identifican el inicio de fallas,
significa que el equipo realizará casi todas sus funciones. Adicionalmente, los
costos de reparación y el número de unidades de repuestos necesarias para
soportar el proceso de reparación son mantenidas al mínimo.
Las tareas programadas (por ejemplo: overhauls), aunque requieren equipo fuera
de servicio, son apropiadas y necesarias.
Finalmente, las vigilancias y la búsqueda de fallas (por ejemplo: pruebas de
carrera a válvulas, calibración, etc), son aplicadas como apropiadas para verificar
la operabilidad y maximizar la disponibilidad del equipo.
Las frecuencias de las tareas no son desarrolladas usando métodos estadísticos,
más bien son desarrolladas cualitativamente basadas en la criticidad del equipo,
medioambiente, frecuencia de uso, juicio de ingeniería estimado y experiencia
operacional genérica.
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
El resultado de este ejercicio debe ser las tareas recomendadas junto con sus
frecuencias y el responsable de realizarla con el propósito de mantener la
confiabilidad de los Componentes Críticos. Lo mismo para componentes No
Críticos.
Posteriormente de acuerdo a los procedimientos y políticas de cada empresa se
deberá elaborar un Plan de Trabajo para cada tarea recomendada donde para la
cual un detalle adicional del desempeño de la tarea será necesario.
3.5 Comparación de Tareas
Después que las tareas apropiadas han sido recomendadas, el siguiente paso en
el proceso será reconciliar estas recomendaciones con el programa de
Mantenimiento Preventivo (o con el que se cuente) y finalice todas las
recomendaciones. Estas recomendaciones finales constituirán el programa de
Mantenimiento Preventivo revisado y optimizado.
3.6 Implementación
Una vez que las recomendaciones de la tarea son finalizadas y un programa de
Mantenimiento Preventivo es desarrollado, es recomendado que los resultados
sean implementados tan pronto como sea posible. La implementación puede
incluir el uso de compra de nueva tecnología, paquetes y procedimientos de
desarrollo de trabajos, incorporando cambios de diseño, entrenamiento y
desarrollo de un mecanismo de retroalimentación. La implementación apropiada
puede influenciar enormemente la efectividad total del programa.
3.7 Otros Temas de la Confiabilidad
La metodología de la evaluación tiene la habilidad para identificar deficiencias en
áreas como diseño, operación, procedimientos, entrenamiento, etc. Como este
proceso es un enfoque integrado para desarrollo del programa, los vacíos entre
las demandas del sistema y la confiabilidad inherente son identificados
rutinariamente y pueden ser direccionados vía acciones recomendadas.
Hay temas que no pueden ser cargados al mantenimiento y por lo tanto pueden
ser direccionados como cambios de diseño, cambios de procedimientos operativos
o análisis adicional tal como un análisis causa raíz (RCFA: root cause failure
analisis).
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Capítulo 4
PROGRAMA VIVIENTE
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
4.0 Programa Viviente (dinámico)
En línea con el proceso de confiabilidad de equipo (AP-913 de INPO), un
programa dinámico debe ser establecido para permitir la revisión periódica de la
información usada para decisiones soporte y decisiones en sí mismas. El
programa dinámico asegurará que el mantenimiento preventivo será siempre
optimizado y permanece actualizado. Es recomendable que una persona
específica sea asignada para que el mantenimiento al análisis de RCM esté
siempre óptimo.
Una parte del programa dinámico, historial de fallas, historial del preventivo,
información de la industria y los nuevos desarrollos de las técnicas y tecnología
del mantenimiento serán revisadas y el impacto en los análisis del RCM deberá
ser evaluado. El análisis del RCM deberá ser actualizado adecuadamente.
Adicionalmente, el impacto de cualquier cambio de diseño, cambio operacional,
con respecto a la industria y fallas mayores de los supuestos hechos con el
análisis del RCM deben ser evaluados y dicho análisis debe ser optimizado
cuantas veces sea necesario.
Estableciendo las fechas para la primera ejecución del MP (centrales
generadoras)
a. Propósito/Objetivos
Las consideraciones primordiales cuando se establece la primera ejecución del
MP, es la confiabilidad del equipo afectado y la necesidad de MP oportuno. Sin
embargo, las consideraciones prácticas (tales como recursos, requisitos
regulatorios, paros/metas de producción, y calendarios de los trenes o grupos de
equipos) deben manejarse adecuadamente para implementar exitosamente un
conjunto de MP. Sobre todo cuando se genera una gran cantidad de MP nuevos.
b. Metodología
1.- Evaluación del Riesgo
Asignar rangos de riesgo a las revisiones del MP para establecer las fechas de
primera ejecución y las de mayor prioridad.
Las siguientes características de equipo son incluidas típicamente en esta
evaluación:
Probabilidad de falla hasta que se implemente el primer mantenimiento-
esta evaluación considera historial interno y externo de falla, experiencia
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
operacional, edad del componente, recomendaciones del vendedor, y
condición del equipo basada en monitoreo, retroalimentación del grupo, y
observación. Típicamente, la probabilidad de falla previa al MP por primera
vez se le asigna un valor (alto, medio, bajo). La probabilidad de falla está
basada en una evaluación cualitativa. Si la confianza en la precisión de la
probabilidad es baja, la probabilidad de falla debe ser ajustada (a media o
alta).
Consecuencia de la falla-esta evaluación es completada típicamente con
consideraciones de la criticidad del equipo. Vulnerabilidades de falla-única
(SPV’s) se les asigna de forma típica la más alta consecuencia. Los
componentes de baja criticidad se les asigna la consecuencia inmediata
inferior basado en criterios específicos. Estos criterios pueden incluir costo,
recursos, e impacto regulatorio. La consecuencia de la falla se le asigna
normalmente una valor de alto, medio, o bajo.
También se puede considerar la evaluación de riesgo probabilístico (PRA)
durante la priorización de las fechas de primera ejecución.
Además de los criterios arriba mencionados considere la importancia de una tarea
de MP específica para mitigar un modo de falla. Las tareas que están dirigidas a
modos de falla pueden ser consideradas más importantes que los monitoreos
rutinarios. Una vez que la probabilidad y consecuencia de la falla son definidas, el
nivel de riesgo relativo es determinado por una matriz de aproximación para
asignar el riesgo apropiado. El nivel de riesgo asignado se correlaciona con la guía
para programar la primera ejecución del MP.
Un punto de referencia cuando se implementa la revisión de MP para
componentes de alto riesgo es completarlo dentro del periodo de dos ciclos de
operación, y no exceder cuatro años. Las vulnerabilidades de falla única, un
subgrupo de componentes de alto riesgo, deben considerarse a ser
implementados en un ciclo de operación. Para mantenimientos preventivos con
intervalos más cortos, la referencia apropiada es el doble del intervalo. Los
componentes no críticos o de bajo riesgo pueden programarse en los siguientes
ciclos.
Cuando se determina la fecha de ejecución del MP inicial, considere la edad del
componente y el historial de trabajo que pudiera conducir a un modo de falla y el
alcance de la nueva estrategia de mantenimiento. Por ejemplo, una tarea nueva
de mantenimiento con frecuencia de 10 años para un componente con
vulnerabilidad de falla única (SPV) que fue instalado hace 2 años, sería razonable
programar su mantenimiento en 8 años. Para un componente de falla única que
29
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
fue completamente re-ensamblado como nuevo hace un año, un MP nuevo con
frecuencia de 5 años, puede darse por primera vez en 4 años en lugar del primer
ciclo de operación.
2.-Planes para Reducción del Riesgo/ Planes de Contingencia
Desarrolle planes de contingencia o reducción del riesgo cuando la revisión del
MP no pueda ser implementada en un componente de alto riesgo de acuerdo a
los resultados de la evaluación de riesgo. Un plan de contingencia/reducción de
riesgo puede incluir monitoreos mas frecuentes, cambios en la operación, acelerar
la adquisición de partes, colocar el componente en la lista de componentes
protegidos, o realizar el MP en un componente similar para inferir la condición del
componente en cuestión.
3.- Medición
Desarrolle indicadores para completar los MP por primera vez para los
componentes críticos y no críticos, y asegúrese que estos indicadores están
visibles para los directivos. Los indicadores pueden incluir el total de los MP por
primera vez para los componentes críticos y no críticos, fechas proyectadas para
terminar, graficas de seguimiento del avance, y número de MP que exceden la
fecha de implementación recomendada. Estos parámetros son apropiados para
ser revisados en las reuniones de directivos o el comité de salud de los sistemas.
30
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Capítulo 5
Análisis de Modo de Falla y Efectos
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
5.0 Análisis de Modo de Falla y Efectos (AMEF)
Un AMEF es un método sistemático para identificar y prevenir problemas de un
producto ó proceso antes de que pudieran ocurrir. Los AMEF están enfocados en
la prevención de defectos, aumentar la seguridad e incrementar la satisfacción del
cliente. Idealmente, los AMEF son aplicados en las etapas de desarrollo del diseño
del producto ó de un proceso, aunque también puede ser de gran beneficio
realizar AMEF a los productos y procesos ya existentes.
El objetivo de un análisis AMEF es identificar todas las formas posibles que un
producto ó proceso podría fallar. Se dice que ocurre la falla de un artículo cuando
no funciona como debería o cuando de alguna forma tiene un mal funcionamiento.
Aún los productos más simples tienen muchas posibilidades de falla.
Las fallas no se limitan a problemas con el artículo o proceso. También ocurren
cuando el usuario u operador comete errores.
A las diversas formas que un artículo o proceso pueden fallar se le denomina
MODOS DE FALLA. Y cada modo de falla tiene un EFECTO potencial. Algunos
efectos son más probables de ocurrir que otros. En suma, cada efecto potencial
tiene un riego relativo asociado.
El análisis AMEF es una forma de identificar las fallas, efectos y los riesgos
asociados con un artículo o proceso, y por lo tanto, es una metodología para
vislumbrar la forma de eliminar o reducir dichos modos de falla.
El riesgo relativo de una falla y sus efectos se determina mediante tres factores:
SEVERIDAD: las consecuencias de la falla si ésta llegara ocurrir.
OCURRENCIA: la probabilidad de presentarse la falla (o frecuencia con que se
presenta).
DETECCIÓN: la probabilidad de que la falla sea detectada antes de alcanzar el
impacto del efecto.
Usando datos y conocimientos del proceso o del artículo, cada modo de falla
potencial y sus efectos son cuantificados para los tres factores mencionados en
una escala de 1 a 10 y de un rango bajo a alto.
Multiplicando los tres factores (severidad, ocurrencia y detección), se determina un
número de riesgo para cada modo de falla y sus efectos.
El número de riesgo (podría estar en un rango de 1 a 1000 para cada modo de
falla). Éste número podría ser utilizado para priorizar las acciones correctivas y así
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
eliminar o reducir los modos de falla potenciales. Los modos de falla con números
de riesgo más altos serían los primeros en ser atendidos, aunque si el rango de
severidad es alto (9 ó 10) recibirán atención especial (mayor prioridad) sin importar
el número de riesgo.
Una vez que se han implantado las Acciones Correctivas, mediante una
reevaluación de los rangos de severidad, ocurrencia, y detección, se podría
determinar un nuevo número de riesgo para la falla. Éste nuevo número de riesgo
es llamado “número de riesgo resultante”. Mediante un proceso iterativo podrían
continuar las mejoras y acciones correctivas hasta que el “número de riesgo
resultante” alcance a un nivel aceptable para todos los modos de falla potenciales.
b). AMEF de productos/diseño y de Procesos.
Los fundamentos y etapas de desarrollo de todos los análisis AMEF son los
mismos, ya sea que estén enfocados al producto o al proceso, aún cuando los
objetivos sean diferentes.
1. Análisis del Producto/diseño:
- El objetivo de un AMEF para un producto o un diseño es descubrir debilidades
que darían lugar a problemas de seguridad, malfuncionamiento del producto, o un
acortamiento en la vida útil del producto.
- Un análisis AMEF a un producto podría ser llevado a cabo en cada fase del
proceso del diseño (diseño preliminar, prototipo ó diseño final), o podrían ser
aplicados a productos que ya están en producción. La pregunta clave en el AMEF
al diseño sería: ¿Cómo puede fallar el producto?
2. Análisis de Procesos:
Un análisis AMEF a un proceso podría descubrir problemas relacionados con la
fabricación del producto. Por ejemplo, en un proceso de fabricación de productos
químicos, la temperatura y el tiempo de mezclado podrían ser fuente de fallas
potenciales, y se obtendrían productos no útiles. Cuando se realiza un AMEF a un
proceso, es útil pensar en términos de los cinco elementos de un proceso: el
trabajador, materiales, equipo, métodos y medio ambiente. Con estos cinco
elementos en mente la pregunta es: ¿Cómo afectaría una falla del proceso al
producto, la eficiencia del proceso o la seguridad?
Todos los análisis AMEF de productos/diseño y de procesos siguen los siguientes
10 pasos:
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Paso 1 Revisar el producto/diseño.
Paso 2 Tormenta de ideas para identificar modos de falla potenciales.
Paso 3 Enlistar efectos potenciales para cada modo de falla.
Paso 4 Asignar un rango de severidad para cada efecto.
Paso 5 Asignar un rango de probabilidad de ocurrencia para cada
modo de falla.
Paso 6 Asignar un rango de detección para cada modo de falla y/o
efecto.
Paso 7 Calcular el número de riesgo para cada efecto.
Paso 8 Priorizar los modos de falla por Acción.
Paso 9 Tomar acción para eliminar o reducir los modos de falla de alto
riesgo.
Paso
10
Calcular el “número de riesgo resultante” cuando los modos de
falla son reducidos o eliminados.
Hoja de trabajo AMEF.
El proceso AMEF deberá ser documentado usando una hoja de trabajo similar al
anexo Núm. 1. En dicho formato se captura todo la información importante acerca
del análisis AMEF y sirve como una excelente herramienta de comunicación.
PASOS DEL AMEF
Paso 1: revisión del proceso o producto.
El equipo de trabajo deberá revisar los planos de ingeniería relacionados con el
artículo, o un diagrama de flujo detallado de la operación si se está realizando un
AMEF del proceso. Esto asegurará que todo el personal del equipo AMEF tiene el
mismo entendimiento del producto o proceso sobre el cual está trabajando.
Con el plano o diagrama de flujo en la mano, los miembros del equipo deberán
familiarizarse con el producto ó proceso. Para un AMEF de un producto, deberán
revisar físicamente el producto o prototipo. Para un AMEF de un proceso, el
equipo de trabajo deberá hacer un recorrido exactamente como fluye el proceso.
Sería de mucha utilidad contar con un experto del producto ó del proceso para que
responda las preguntas que el equipo de trabajo podría tener.
34
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Paso 2: Tormenta de ideas de Modos de falla potenciales.
Una vez que el equipo de trabajo haya entendido el proceso (o producto), los
miembros del equipo empiezan a pensar acerca de los modos de falla potenciales
que podrían afectar el proceso de fabricación ó la calidad del producto.
Debido a la complejidad de la mayoría de los productos y procesos de fabricación,
lo mejor es realizar varias sesiones de tormentas de ideas, enfocándose a los
diferentes elementos del proceso (es decir: la gente, métodos, equipo, materiales
y el medio ambiente). Se debe enfocar a un sólo elemento en cada análisis y se
obtendrá una lista de Modos de Falla potenciales.
No es raro obtener decenas de ideas en un proceso de tormentas de ideas. De
hecho, ese es el objetivo.
Una vez terminado el proceso de tormenta de ideas, éstas deben ser agrupadas
según su semejanza. El equipo de trabajo debe decidir la mejor forma de
agruparlas, pues hay muchas formas de agrupar modos de falla. Por ejemplo, se
podrían agrupar por el tipo de falla (eléctrica, mecánica u otro) donde el producto o
proceso pudiera fallar; o según la seriedad de la falla (conforme a la información
que tenga el grupo de trabajo hasta ese momento). El agrupamiento de modos de
falla podría hacer más fácil el proceso AMEF. Sin el paso de agrupamiento previo,
el equipo de trabajo podría invertir muchos esfuerzos en saltar de un aspecto del
producto a otro aspecto completamente diferente y luego regresar. Una forma fácil
de obtener un agrupamiento es poner todos los modos de falla en notas adherible
y colocarlos en una pared o pizarrón para que sea fácil visualizarlos y agruparlos.
El agrupamiento también proporciona al grupo de trabajo la oportunidad de
considerar si algunos modos de falla podrían ser combinados debido a su
similitud. Una vez que los modos de falla han sido agrupados y combinados, si
fuera apropiado, son incluidos en la hoja de trabajo AMEF. Ver ejemplo en la tabla
siguiente:
35
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Paso 3: Lista de efectos potenciales para cada modo de falla.
Con los modos de falla enlistados en la hoja de trabajo AMEF, el equipo de trabajo
AMEF revisa cada modo de falla e identifica los efectos potenciales si ocurriera
dicha falla. Para algunos de los modos de falla, podría existir sólo un efecto,
mientras que para otros modos pudiera haber varios efectos.
Este paso debe ser minucioso porque la información servirá para asignar el rango
del riesgo para cada una de las fallas. Es beneficioso pensar en este paso como
un proceso condicional “Si ... entonces” : Si la falla ocurre, entonces cuáles son
las consecuencias?
ASIGNACIÓN DE RANGOS de severidad, ocurrencia y detección.
Cada uno de estos tres rangos están con base a una escala de diez puntos, donde
1 es el valor más bajo, y 10 es el más alto.
Es importante establecer de manera clara y concisa las descripciones para cada
puntaje en cada una de las escalas, de tal forma que todos los miembros del
equipo de trabajo tengan el mismo entendimiento de los rangos. Deben
36
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
establecerse las escalas antes de que el grupo de trabajo inicie el proceso de
rangueo.
A manera de ejemplo, se presenta a continuación un sistema de rangueo
genérico para cada una de las escalas. Nótese que hay una escala para AMEF de
diseños y uno para AMEF de procesos en cada una de las tres clasificaciones de
severidad, ocurrencia, y detección.
Paso 4: asignar un rango de severidad para cada efecto.
Ejemplo de Criterios para evaluar la SEVERIDAD de AMEF de diseños
(genérico).
Efecto: Criterios: severidad de efectos en productos
(efectos para el cliente)
Rango
Falla para cumplir
con los requisitos de
seguridad y/o
regulatorios.
El modo de falla afecta la operación segura y/o
involucra un incumplimiento con la regulación sin
previo aviso.
10
El modo de falla afecta la operación segura y/o
involucra un incumplimiento con la regulación con
aviso previo.
9
Pérdida o
degradación de la
función primaria.
Perdida de la función primaria (inoperable, pero no
afecta la operación segura).
8
Degradación de la función de la función primaria
(operable, pero con un bajo nivel de desempeño).
7
Pérdida o
degradación de la
función secundaria.
Pérdida de la función primaria (inoperable, pero las
funciones de confort/conveniencia inoperable).
6
Degradación de la función primaria (inoperable, pero
las funciones de confort / conveniencia con bajo
desempeño).
5
Disgusto ó
insatisfacción.
Mal aspecto o ruido audible, operable, el artículo no
cumple con lo esperado y es notado por la mayoría de
los clientes (>75 %).
4
Mal aspecto o ruido audible, operable, el artículo no
cumple con lo esperado y es notado por muchos
clientes (>50 %).
3
Mal aspecto o ruido audible, operable, el artículo no
cumple con lo esperado y es notado por ciertos
clientes (>25 %).
2
Ningún efecto. Efecto no detectable. 1
37
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Ejemplo de Criterios para evaluar la SEVERIDAD de AMEF de PROCESOS
(genérico).
Un rango de severidad es una estimación de qué tan serio son los efectos si
ocurriera una falla determinada. En algunos casos, por experiencias en eventos no
Efecto: Criterios: severidad de
efectos en PRODUCTOS
(efectos para el cliente)
Rango. Efecto Criterios: severidad de
efectos en PROCESOS.
(efectos en la fabricación /
ensamble)
Falla para
cumplir con los
requisitos de
seguridad y/o
regulatorios.
El modo de falla afecta la
operación segura y/o involucra
un incumplimiento con la
regulación sin previo aviso.
10 Falla para
cumplir con
los requisitos
de seguridad
y/o
regulatorios.
Operador podría ser dañado
sin aviso previo.
El modo de falla afecta la
operación segura y/o involucra
un incumplimiento con la
regulación con aviso previo.
9
Operador podría ser dañado
con aviso previo
Pérdida o
degradación de
la función
primaria.
Perdida de la función primaria
(inoperable, pero no afecta la
operación segura). 8
Interrupción o
paro
considerable.
100 % de los productos
podrían ser desechados.
Parar la línea de producción
o el embarque.
Degradación de la función de
la función primaria (operable,
pero con un bajo nivel de
desempeño). 7 Interrupción
significativa.
Una porción de la producción
podría ser desechada.
Existe desviación del
proceso primario con
disminución de velocidad de
producción o incremento en
mano de obra.
Pérdida o
degradación de
la función
secundaria.
Pérdida de la función primaria
(inoperable, pero las funciones
de confort/conveniencia
inoperable).
6
Interrupción
moderada
100 % de la producción
podría ser re-trabajada fuera
de la línea de producción y
aceptada.
Degradación de la función
primaria (inoperable, pero las
funciones de confort /
conveniencia con bajo
desempeño).
5
Una porción de la producción
podría ser re-trabajada fuera
de la línea de producción y
aceptada.
Disgusto ó
insatisfacción.
Mal aspecto o ruido audible,
operable, el artículo no cumple
con lo esperado y es notado
por la mayoría de los clientes
(>75 %).
4
Interrupción
moderada.
100 % de la producción
podría ser re-trabajada en la
línea de producción antes de
ser procesada.
Mal aspecto o ruido audible,
operable, el artículo no cumple
con lo esperado y es notado
por muchos clientes (>50 %).
3
Una porción de la producción
podría ser re-trabajada en la
línea de producción antes de
ser procesada.
Mal aspecto o ruido audible,
operable, el artículo no cumple
con lo esperado y es notado
por ciertos clientes (>25 %).
2 Interrupción
menor.
Ligera inconveniencia al
proceso, operación u
operador.
Ningún efecto. Efecto no perceptible. 1 Sin efectos Ningún efecto perceptible.
38
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
deseados, está muy claro qué tan serio sería el problema. Sin embargo, en otros
casos es necesario estimar la severidad con base al conocimiento y experiencia
de los miembros del equipo de trabajo AMEF.
Es importante notar que para cada falla puede haber diferentes efectos, y cada
efecto puede tener diferentes niveles de severidad. Es el efecto, no la falla, lo que
se esta rangueando. Por lo tanto, cada efecto debe tener su propio rango de
severidad, aún cuando existieran varios efectos para un mismo modo de falla.
Paso 5: Asignar un rango de probabilidad de ocurrencia para cada modo de
falla.
Ejemplo de Criterios para evaluar la probabilidad de OCURRENCIA en
AMEF de diseños (genérico).
Probabilidad
de falla:
Criterios: ocurrencia de causas. (Vida útil /
confiabilidad del artículo /vehículo).)
Incidencia por
artículo / vehículo
Rango
Muy alta Nueva tecnología / nuevo diseño sin historial
previo.
≥ 100 en mil
(≥ 1 en 10) 10
Alta
La falla es inevitable por diseño nuevo, nueva
aplicación, o cambio en las condiciones de
operación.
50 en mil
(1 en 20) 9
La falla es probable por el diseño nuevo, nueva
aplicación, o cambio en las condiciones de
operación.
20 en mil
(1 en 50) 8
La falla es incierta por el diseño nuevo, nueva
aplicación, o cambio en las condiciones de
operación
10 en mil
(1 en 100) 7
Moderada
Fallas frecuentes asociadas con diseños
similares, o en simuladores y pruebas del
diseño.
2 en mil
(1 en 500) 6
Fallas ocasionales asociadas con diseños
similares, o en simuladores y pruebas del
diseño.
0.5 en mil
(1 en 2000) 5
Fallas aisladas asociadas con diseños
similares, o en simuladores y pruebas del
diseño.
0.1 en mil (1 en 10000)
4
Baja
Sólo fallas aisladas asociadas con diseños casi
idénticos, o en simuladores y pruebas del
diseño.
0.01 en mil
(1 en 100000) 3
Fallas no observadas asociadas con diseños
casi idénticos, o en simuladores y pruebas del
diseño.
≤0.001 en mil
(1 en 1000000) 2
Muy baja
La falla es eliminada mediante controles
preventivos.
La falla es
eliminada mediante
controles
preventivos.
1
39
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
El mejor método para la determinación del rango de ocurrencias es usar datos
reales de los procesos. Esto puede ser en forma de bitácoras de fallas o datos del
proceso. Cuando no están disponibles los datos de fallas, el equipo de trabajo
AMEF debe estimar cuál es la frecuencia puede ocurrir el modo de falla.
Conociendo la causa potencial de la falla, el equipo de trabajo puede hacer una
mejor estimación de qué tan probable es un modo de falla y con qué frecuencia
podría ocurrir. Una vez que la causa potencial ha sido identificada para todos los
modos de falla, un rangueo de ocurrencias puede ser asignado aún si los datos
de falla no existieran.
Ejemplo de Criterios para evaluar la probabilidad de OCURRENCIA en AMEF
de PROCESOS (genérico).
Probabilidad de
falla:
Incidencia por artículo /
vehículo
Rango
Muy alta ≥ 100 en mil
(≥ 1 en 10) 10
Alta
50 en mil
(1 en 20) 9
20 en mil
(1 en 50) 8
10 en mil
(1 en 100) 7
Moderada
2 en mil
(1 en 500) 6
0.5 en mil
(1 en 2000) 5
0.2 en mil (1 en 10000)
4
Baja
0.01 en mil
(1 en 100000) 3
≤0.001 en mil
(1 en 1000000) 2
Muy baja La falla es eliminada mediante
controles preventivos. 1
Paso 6: Asignar un rango de detección para cada Modo de Falla y/o efecto.
Un rango de detección nos indica que tan probable es detectar una falla o detectar
los efectos de una falla. Primero identificamos los controles actuales que pueden
detectar una falla o los efectos de la falla. Si actualmente no tenemos controles, la
probabilidad de detección será baja, y el ítem recibirá un rango alto, por ejemplo 9
40
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
o 10. Primero, los controles actuales deberán ser enlistados para todos los modos
de falla, o los efectos de las fallas, y luego asignar los rangos de detección.
Ejemplo de Criterios de evaluación para prevención / detección de AMEF de
diseño (genérico).
Oportunidad en la
detección.
Probabilidad de detección por
control de diseño. Rango.
Probabilidad
de detección.
No hay oportunidad de
detección.
Actualmente no hay control de diseño.
No puede detectar o no esta
analizado.
10 Casi
imposible.
No es probable
detectarlo en cualquier
escenario.
El análisis de diseño / controles de
detección tiene una capacidad débil
de detección. Los análisis no están
correlacionados a las condiciones de
operación actuales.
9 Muy remoto.
Después de congelar el
diseño y antes de
operación.
La Verificación del producto /
validación después de congelar el
diseño y antes de operación con
pruebas de aceptación / rechazo
(probar subsistemas o sistemas con
criterios de aceptación tales como
manejo, embarque, etc.)
8 Remoto.
La Verificación del producto /
validación después de congelar el
diseño y antes de operación con
pruebas a la falla (probar
subsistemas o sistemas hasta que
ocurra la falla, pruebas de interacción
de sistemas, etc.)
7 Muy bajo.
La Verificación del producto /
validación después de congelar el
diseño y antes de operación con
pruebas de degradación (probar
subsistemas o sistemas después de
las pruebas de durabilidad, es decir,
verificar la función)
6 Bajo.
Antes de congelar el
diseño
Validación del producto (prueba de
confiabilidad, pruebas de validación o
de desarrollo) antes de congelar el
diseño usando pruebas de
aceptación y rechazo(es decir:
criterios de aceptación por
desempeño, verificación funcional,
etc.)
5 moderado
41
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Oportunidad en la
detección.
Probabilidad de detección por
control de diseño. Rango.
Probabilidad
de detección.
Validación del producto (prueba de
confiabilidad, pruebas de validación o
de desarrollo) antes de congelar el
diseño usando pruebas a la falla (es
decir: hasta que fugue, punto de
cadencia, fracturas, etc.).
4 Altamente
moderado
Validación del producto (prueba de
confiabilidad, pruebas de validación o
de desarrollo) antes de congelar el
diseño usando pruebas de
degradación (es decir: tendencia de
datos, valores de antes / después,
etc.).
3 alto
Análisis preliminar
mediante programas
informáticos -
correlacionado
Análisis de diseño / controles de
detección tienen una fuerte capacidad
de detección; el análisis preliminar
está altamente correlacionado con
las condiciones actuales ó esperadas
de operación antes de congelar el
diseño.
2 Muy alto
Detección no aplicable;
se anticipa la falla.
La causa de la falla o el modo de falla
no puede ocurrir porque está
totalmente atendido mediante
soluciones al diseño (es decir: prueba
estándar del diseño, mejores prácticas
o material adecuado y comúnmente
usado, etc.)
1 Casi cierto.
Ejemplo de Criterios de evaluación para detección de AMEF de PROCESOS
(genérico).
Probabilidad de la detección por control de proceso
Rango. Probabilidad de detección.
Ninguno de los controles disponibles detectar incidente Modo o causa
10 Casi imposible.
Los controles actuales tienen una probabilidad muy alejada de detectar modo o causa de fallo
9 Muy remoto.
Los controles actuales tienen una probabilidad alejada de detectar modo o causa de fallo
8 Remoto.
Los controles actuales tienen una probabilidad muy baja de detectar modo o causa de fallo
7 Muy bajo.
Los controles actuales tienen una probabilidad baja de detectar Modo o causa de fallo
6 Bajo.
Los controles actuales tienen una probabilidad moderada de detectar modo o causa de fallo
5 moderado
42
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Probabilidad de la detección por control de proceso
Rango. Probabilidad de detección.
Los controles actuales tienen una probabilidad moderadamente alta de detectar modo o causa de fallo
4 Altamente moderado
Los controles actuales tienen una alta probabilidad de detectar modo o causa de fallo
3 alto
Los controles actuales tienen una probabilidad muy alta de detectar modo o causa de fallo
2 Muy alto
Controles actuales detectan casi seguros al modo o a la causa de fallo. Los controles confiables de la detección se saben con procesos similares.
1 Casi cierto.
Paso 7: Cálculo del Número de Riesgo para cada modo de falla.
El número de riesgo se calcula multiplicando directamente los rangos de
severidad, ocurrencia y detección.
Número de riesgo = severidad x ocurrencia x detección
El número de riesgo total deberá ser calculado sumando todos los números de
riesgo. Éste número, por si mismo no tiene significado alguno porque cada AMEF
tiene un número diferente de modos de falla y efectos. Sin embargo, podría servir
como un indicador para compararlo con el número de riesgo total revisado una vez
que las acciones de mejora recomendadas han sido implementadas.
Paso 8: Priorizar los modos de falla para las acciones de mejora.
Los modos de falla pueden ser priorizados ordenándolos del número de riesgo
más alto al más bajo. Es posible tener una relación de 80 /20 y aplicar las
metodologías de mejora de calidad. En este caso, significaría que el 80 % del total
de números de riesgos del AMEF provienen del 20 % de modos de fallas y efectos
potenciales. Un diagrama de Pareto sería útil para visualizar las diferencias entre
los rangos de las fallas y efectos.
El equipo de trabajo puede decidir sobre cuáles ítem va a trabajar. Generalmente
se establece un valor límite del número de riesgo, donde cualquier modo de falla
con un número de riesgo superior sería atendido. Aquellos números de riesgo
menores al valor límite son dejados al tiempo. Por ejemplo, una organización
podría decidir que cualquier número de riesgo arriba de 200 establece un riesgo
inaceptable.
43
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Paso 9: Tomar acción de mejora para eliminar o reducir los modos de falla
de alto riesgo.
Idealmente, los modos de falla deberían ser eliminados completamente.
Cuando un modo de falla ha sido eliminado completamente, el nuevo número de
riesgo se aproxima a cero porque el rango de ocurrencia se hace uno.
Aunque la eliminación del modo de falla es ideal, podría no ser alcanzable en
todos los casos. Cuando esto pasa, es útil regresarse a los rangos de severidad,
ocurrencia y detección asignados a cada ítem. Piense en las formas posibles para
reducir los rangos en una, dos o en las tres escalas correspondientes.
Frecuentemente, la forma más fácil de hacer mejoras a un proceso o producto es
incrementar la detectabilidad de la falla y, por lo tanto, baja el rango de detección.
Por ejemplo, una cafetera podría tener una alarma cada diez minutos para
recordarnos que está encendida y que debemos de apagarla antes de irnos a
casa; o el fabricante de una computadora incluye un software que avisa al usuario
que tiene muy poca memoria disponible en su disco duro.
Sin embargo, estas advertencias son frecuentemente costosas y no mejoran la
calidad del producto. Incrementando la detectabilidad sólo hará más fácil detectar
la falla una vez que ésta ocurra.
Reducir la severidad es importante, especialmente en situaciones que puedan
provocar daños significativos. Sin embargo, la mejor oportunidad de mejora es
reducir la probabilidad de ocurrencia del modo de falla. Después de todo, si fuera
poco probable que ocurra una falla, hay menos necesidad para medidas de
detección. A manera de ejemplo, la siguiente tabla especifica algunas acciones
que pueden ser tomadas para reducir los rangos de severidad, ocurrencia y
detección.
Ejemplos de ACCIONES específicas para reducir los rangos de:
Severidad Ocurrencia Detección
Equipo de protección personal (pe. Casco, gogles, careta, guantes, etc.)
Botón de paro de emergencia.
Uso de material
Mecanismos que deben ser activados por el producto o por el proceso (pe. Algunas cortadoras de pasto que tienen una
Control estadístico (para monitorear el proceso e identificar cuándo el proceso está saliendo de control).
Asegurar que los dispositivos de medición son precisos y son recalibrados periódicamente.
Establecer mantenimientos
44
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Severidad Ocurrencia Detección
diferente, como cristales de seguridad que no causan daño severo al estrellarse.
palanca que debe ser oprimida para operar el equipo).
preventivos para detectar problemas antes de que ocurran.
Usar códigos tales como colores y formas geométricas para alertar al usuario o trabajador que algo está correcto o incorrecto.
Para los modos de falla donde ya se tomaron acciones de mejora, debería
alcanzarse una reducción significativa en el número de riesgo. Si esto no sucede,
significa que la acción de mejora no fue efectiva para reducir la severidad,
probabilidad de ocurrencia ó detectabilidad de la falla.
Los números de riesgo resultantes pueden ser organizados en un diagrama de
Pareto y ser comparado con los números de riesgo originales. Adicionalmente, los
números de riesgo total (antes y después) del producto o proceso pueden ser
comparados y contrastados. Se espera una reducción de al menos 50 %, o más,
del número de riesgo total después de las acciones requeridas en un AMEF.
No hay una meta para los Números de Riesgo de los AMEF. La decisión de qué
tan lejos se puede ir con las mejoras del producto o proceso depende del equipo
de trabajo del AMEF y de las políticas de la compañía.
Siempre existe la posibilidad de que ocurra un modo de falla del producto ó
proceso. La gerencia debe decidir cuánto riesgo relativo se espera que tome el
equipo de trabajo. La respuesta dependerá del tipo de industria y la seriedad de la
falla. Por ejemplo, en la industria nuclear, hay muy poco margen para el error, no
se puede arriesgar que ocurra un desastre nuclear. En otras industrias, puede ser
aceptable tomar riesgos mayores. Si el equipo de trabajo está satisfecho con los
números de riesgo resultantes, debe presentar los resultados del AMEF a la
gerencia, quien determinará si se debe hacer trabajo adicional para reducir los
números de riesgo.
Paso 10.- Calcular el “número de riesgo resultante” cuando los modos de
falla son reducidos o eliminados.
Como consecuencia de las acciones correctivas implantadas, los valores de la Severidad, Ocurrencia y Detección se verán disminuidos, afectando por lo tanto el Número de Riesgo para cada modo de falla, dependiendo de los requerimientos y los nuevos valores, se deberá tomar la decisión si se continúa aplicando el análisis hasta obtener los valores de “riesgo” aceptable.
45
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
El AMEF concluirá cuando se logren dichos valores aceptables de riesgo, y se continuara con el proceso de confiabilidad de acuerdo al Flujograma descrito en el Anexo 1.
Otra salida que se puede obtener del AMEF es el rediseño de los componentes e incluso del sistema o proceso.
46
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Conclusiones
47
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
6.0 Conclusiones
En la historia del mantenimiento ha sido esencial el entendimiento de los procesos
y de los equipos para conocer sus modos de falla de esos equipos, así como las
consecuencias para los procesos que dependen de su funcionalidad. Si bien es
cierto que un buen principio para definir las tareas de mantenimiento a realizar y
sus frecuencias, son las recomendaciones de los fabricantes de dichos equipos,
también es cierto que en la actualidad la experiencia de otras industrias nos puede
ser muy útil para la optimización del mantenimiento, lo anterior aunado al
entendimiento de nuestro proceso, nos ayudara a definir los criterios para
asegurar que los equipos reciben el mantenimiento óptimo para cumplir con las
expectativas tanto de servicio y funcionalidad como también las de recursos
económicos y de mano de obra calificada.
En la búsqueda de ese balance de expectativa, están las herramientas mostradas
en este documento para lograr la optimización del mantenimiento: la metodología
del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad soportada con la metodología de
Análisis de Modo y Efecto de Falla, las cuales nos conducirán a esa meta que
exige la industria actual.
Por lo anterior es necesario que el equipo de trabajo para implementar estas
metodologías se componga de personal que conoce los procesos de la
instalación, experiencia de otras instalaciones similares, históricos de
mantenimiento y fallas de los equipos, información de las bases de diseño,
estándares de desempeño (no solo de producción sino ambientales y de
seguridad), metas y objetivos de la organización, tareas existentes de
mantenimiento y sus costos, así como los costos derivados de las fallas. Sólo con
ese panorama global podrán iniciar el cambio dirigiéndolo hacia la verdadera
optimización.
Y posterior a la implementación deberá existir un seguimiento adecuado con
parámetros que midan lo adecuado del programa, al mismo tiempo que sea capaz
de detectar la carencia de tareas de mantenimiento o bien los ajustes requeridos
en la frecuencia de ejecución. Lo anterior se logra con un buen reporte de
mantenimiento en donde se describa ampliamente la condición de cómo se
encontró el equipo (as-found) antes de ser intervenido por mantenimiento, e
incluso sugerencias del mismo técnico experto sobre los mantenimientos
anteriores, en cuanto a lo adecuado de las tareas y su frecuencia. Otro indicador
es el de mantenimientos correctivos, el cual, deberá tener una meta no sólo en
número de incidencias, sino también en cuanto el impacto de estas como podría
ser el número de días fuera de línea provocados por la falla. De esta manera se
logra mantener vivo el programa de Optimización del Mantenimiento.
48
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Adicionalmente, el departamento de diseño deberá estar pendiente de las nuevas
tecnologías, equipos obsoletos, experiencias de otras instalaciones, y
problemáticas de su diseño propio para poder implementar a tiempo los cambios
requeridos en el diseño, con el mismo propósito de optimizar el mantenimiento.
49
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
Bibliografía y Anexos
50
FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
7.0 BIBLIOGRAFIA
1. “Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, RCM”. John Moubray, edición en
español 2004
2. “The basics of FMEA”. Robin E. McDermontt / Raymond J. Mikulak / Michael R.
Beauregard
3. “Metodologia Simplificada del RCM”. SKF
4. “AP-913 Equipment Reliability Process Description Rev. 3”. INPO, marzo 2011
8.0 ANEXOS
Anexo 1.- Flujograma de proceso RCM
Anexo 2.- Hoja de trabajo AMEF
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
ANEXO 1, FLUJOGRAMA DE PROCESO RCM
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FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD
ANEXO 2, HOJA DE TRABAJO DE ANALISIS DE MODO Y EFECTOS DE FALLA
Proceso o Producto
Número
AMEF
Equipo AMEF Fecha AMEF (original)
Líder del equipo (Revisado)
Página 1 de 1
Proceso AMEF Resultados de Acción
Fila
Componente y
función
Modo
de Falla
Efecto
potencial de la
falla
severid
ad
Causas
potenciales
de falla
ocurre
ncia
Controles
Prevención
Controles
Detección
dete
cció
n
Núm
.
Rie
sgo
Acción
recomendada
Responsabilidad
y fecha
compromiso
Acción
tomada
didireses
aucrriruee
siiiuueer
.múN
oeidia
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10