libro2010 version final

APROXIMACIÓN A LA CONFIABILIDAD. APLICACIONES PRÁCTICAS

Monografía elaborada por la

Red Temática Nacional Sobre Seguridad de Funcionamiento y Calidad de Servicio de Sistemas Productivos

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

APROXIMACIÓN A LA CONFIABILIDAD,

APLICACIONES PRÁCTICAS

PRÓLOGO

Al meditar sobre el alcance de esta interesante Monografía sobre “ Seguridad de

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

curiosidad por comparar el “espíritu “, que se esconde tras esta Publicación, con el “

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

parecidos hace 50 ó 60 años. También esta lectura me ha sugerido la idea de hacer

un pequeño resumen sobre la evolución de las Técnicas que sucesivamente se han

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

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

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

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

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

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

orientaciones pueden ayudar a mejorar la gestión no sólo de los responsables en las

Empresas de definir las especificaciones a cumplir por los complejos Sistemas

Productivos de hoy sino también de quienes deban diseñarlos, comprarlos, utilizarlos,

mantenerlos.

Repasando Conferencias impartidas en Cursos y Ponencias presentadas en

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

como una limitación, propia e inevitable de los medios de producción entonces

existentes, su posibilidad de sufrir averías de manera casi imprevista y, además, en

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

contratiempos obligaban a tener que realizar reparaciones inmediatas (mediante el

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

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

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

técnicos necesarios para las reparaciones correspondientes, del valor de los

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

tiempos de producción perdidos, etc, etc. Como es obvio estos gastos había que

intentar minimizarlos y para ello parecía imprescindible:

1,- Evitar estas paradas imprevistas implantando Mantenimiento Preventivo que

permitiera, mediante diversas técnicas, eliminar ciertas averías y programar las

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

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

2,- Optimizar aquel Mantenimiento Preventivo sustituyendo las intervenciones

preventivas, programadas inicialmente en función del tiempo de funcionamiento de

los distintos Sistemas Productivos, por otras acciones aconsejadas por valores

constatados en ciertos parámetros que debían mantenerse dentro de un rango

preestablecido. Así surgió el Mantenimiento Predictivo.

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

localización de los fallos, para aumentar la eficacia en los trabajos de reparación,

para disponer de los sensores adecuados, para poder emplear repuestos

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

Sucesivamente comenzaron a utilizarse los conceptos de Fiabilidad (valorando

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

el tiempo medio entre desmontajes y otros parámetros más o menos representativos

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

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

Mantenibilidad (valorando el Tiempo Medio necesario para las Reparaciones –el

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

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

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

fallos una misión determinada). En paralelo hizo su aparición en escena el Análisis de

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

consecuencias negativas que de él podrían derivarse) y se empezaban a explorar las

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

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

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

probabilidad de ocurrencia de un fallo.

En los años posteriores han venido poniéndose en servicio diversos Planes de

Mantenimiento Optimizado como el conocido RCM (Reliability Centered Maintenance)

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

estudios sobre renovación de Equipos comparando la Inferioridad de Servicio que

tendríamos que afrontar, por unidad de tiempo, si no cambiásemos un Sistema

Productivo antiguo por otro nuevo frente a las Economías de Conservación que

supondría, también por unidad de tiempo, el hecho de continuar utilizando el sistema

antiguo.

Recopilar las ideas, que subyacían en todos estos conceptos y técnicas

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

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

utilizarlas, tiene muchísimo interés para afrontar el futuro y esto se ha conseguido, y

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

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

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

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

aspectos específicos en el uso y mantenimiento de los mismos. Esta combinación,

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

cotidiano, no es fácil de conseguir y los responsables de esta Publicación, sin duda,

lo han logrado.

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

concepto de la Confiabilidad también ayuda a configurar logísticamente muchas

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

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

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

actividades técnicas, la gestión y la ingeniería para interrelacionar de forma

adecuada necesidades y recursos de diseño, de aprovisionamiento y de

mantenimiento necesarios para alcanzar objetivos, desarrollar planes y servir de

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

Publicación puede ofrecer en este sentido analizar, con algún detenimiento y sólo a

título de ejemplo, algunas de las muchas aportaciones de esta Publicación como

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

en la ejecución del proyecto de un sistema si se tienen en consideración, desde el

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

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

perseguimos el nivel óptimo de la Confiabilidad que precisa para cumplir

satisfactoriamente la función requerida por el mismo.

Agradezco sinceramente a la Red Temática Nacional sobre Seguridad de

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

esta Publicación

Luis García Pascual

Madrid, Octubre 2010

PROLOGO

Este libro es una monografía que ofrece una aproximación práctica a la problemática

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

posteriormente, la confiabilidad es un término de reciente cuño que expresa un

concepto general, también denominado seguridad de funcionamiento (en inglés

“dependality”), que no tiene carácter cuantitativo y que engloba al conjunto de

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

factores que la condicionan: fiabilidad, mantenibilidad y logística (también denominada

en algunos casos soporte o sostenibilidad) de mantenimiento.

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

empresa industrial moderna, permite la reducción de costes de fabricación y el

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

mayores niveles de seguridad y de protección medioambiental. Es un área donde

concurren modernas y muy distintas tecnologías conjuntamente con métodos de

investigación y de dirección de operaciones. Conforme las organizaciones actuales

van asimilando estas metodologías reaccionan acometiendo la transformación de sus

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

nivel tecnológico.

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

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

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

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

Parte 1. Introducción a la confiabilidad;

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

Parte 3. Terminología internacional y soporte informático.

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

• La Parte 1 incluye una introducción al concepto de confiabilidad de dispositivos en

el contexto amplio de la calidad de servicio, para ello se ha utilizado la normativa

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

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

dispositivo industrial o incluso de un proyecto de ingeniería más complejo) y

desde la fase operativa (viendo su interrelación con aspectos específicos de

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

una visión cuantitativa, y práctica a la vez, para la medida de la confiabilidad y

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

comportamiento existentes en nuestros sistemas.

• La Parte 2 es un parte eminentemente práctica. En ella se presentan diferentes

métodos y técnicas para el diseño, demostración, control y mejora continua de la

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

igualmente aspectos importantes que relacionan el factor humano y la

confiabilidad. Se presentan numerosos casos que describen situaciones reales,

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

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

• La Parte 3 incluye gran cantidad de documentación adicional sobre terminología,

sistemas de información y distintas fuentes de información sobre confiabilidad

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

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

Para finalizar comentar la vocación de este trabajo de ser una obra viva que irá a

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

miembros de la red vayan añadiendo aportaciones de interés al mismo.

Red Temática sobre Seguridad de Funcionamiento y Calidad de Servicio

de Sistemas Productivos.

AGRADECIMIENTOS

La Red Temática sobre Seguridad de Funcionamiento y Calidad de Servicio cumple en 2010 cuatro años consecutivos de actividad. Está red ha estado financiada en sus inicios por el Ministerio de Educación y Ciencia, y ahora por el Ministerio de Ciencia e Innovación, a través de las convocatorias de acciones complementarias correspondientes al área de Diseño y Producción Industrial (DPI: 2006-27208-E, DPI: 2007-29939-E, DPI: 2008-05060-E y DPI2009-08164-E) asociadas a los proyectos de investigación del Plan Nacional (DPI:2004-01843 y DPI 2008-01012) cuyo investigador principal es el profesor Adolfo Crespo Márquez de la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla. La creación de esta red vino motivada por los siguientes objetivos: • Conseguir coordinar a grupos de investigación y desarrollo tecnológico y a las

empresas que trabajan en la actualidad en nuestro país en distintos métodos, modelos y algoritmos para optimizar la seguridad de funcionamiento de los sistemas de producción;

• Coordinar esfuerzos dedicados al análisis del problema anterior desde la perspectiva de la fase de preparación (fase de proyecto, fabricación, montaje y puesta a punto de los sistemas) con aquellos que profundizan en el análisis del problema desde el punto de vista de la fase de operación (fase de producción/utilización y mantenimiento) de los sistemas productivos; y

• Estudiar conjuntamente posibilidades actuales para el diseño, desarrollo y puesta a punto de herramientas “software” para la resolución de estos problemas y su potencial transferencia a empresas interesadas en este tipo de investigación en distintos sectores y entornos productivos.

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

Politécnica de Valencia, Instituto Universitario de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería (IUSIANI) y Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad de las Palmas de Gran Canaria, Mondragón Unibersitatea, TECNUN de la Universidad de Navarra, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad de Vigo, la Escuela Técnica Superior de Ingenieria Industrial de la Universidad Politécnica de Catalunya y la Universidad Henri Poincaré de Nancy (Francia).

• Empresas: IBERDROLA GENERACIÓN, IBERINCO, ENAGAS, Sociedad Andaluza para el Desarrollo de la Sociedad de la Información (SADESI), Fundación TEKNIKER, PMM Institute for Learning, INGEMAN y Mirakonta.

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

elaboración del Capítulo sobre terminología internacional y en el Capítulo de introducción a la confiabilidad.

• Antonio José Fernández Pérez, de IBERINCO, ha colaborado en la elaboración del Capítulo de introducción a la confiabilidad.

• Luis Améndola y Tibaire Depool, de PMM Institute for Learning, ha colaborado en el Capítulo sobre confiabilidad en la fase de preparación y en el de técnicas de fiabilidad humana.

• Ricardo Conde Cavero, de ENAGAS, colabora en el Capítulo sobre confiabilidad en la fase operativa, en los apartados de operación y de mantenimiento.

• Carlos Parra Márquez, de INGEMAN, colabora con los materiales de los Capítulos sobre mantenimiento centrado en fiabilidad (RCM) y Análisis Causa Raíz (ACR).

• Elisabeth Viles Díez, de TECNUN, y Juan F. Gómez Fernández, de SADESI, participan en la elaboración del Capítulo sobre medida de confiabilidad y riesgo.

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

• Manuel Martínez Cid y Javier Dies, de la ETSII de la UPC, colaboran con el Capítulo dedicado a técnicas APS para sistemas complejos y de riesgo significativo.

• Aitor Goti Elordi, de Mondragón Unibersitatea, colabora con el Capítulo sobre fuentes de información en Internet.

• Luis Barberá Martínez y Adolfo Crespo Márquez, de la ESI de Sevilla, colaboran con el capítulo sobre aplicaciones software para análisis RAMS.

• Maria Holgado Granados y Adolfo Crespo Márquez, de la ESI de Sevilla, colaboran en la coordinación del trabajo en su conjunto y en los capítulos de introducción a la confiabilidad, confiabilidad en la fase operativa y en el de medida de la confiabilidad y del riesgo, respectivamente

A todos ellos, gracias.

INDICE

__________________________________________________________________________________

PARTE 1. INTRODUCCION A LA CONFIABILIDAD I. Introducción al Concepto e Importancia de la Confiabilidad en la Calidad de Servicio ....... 1 I.1. introducción ......................................................................................................................... 1 I.2. La Calidad de un Servicio y la Confiabilidad ......................................................................... 1 I.3. La Confiabilidad y la Eficacia ó la Servibilidad...................................................................... 3 I.4. La Confiabilidad y la Seguridad ............................................................................................ 5 I.5. La Confiabilidad y los Costes ................................................................................................ 7 I.6. Confiabilidad y Mantenimiento........................................................................................... 9 I.7. Mantenimiento y Función Requerida ................................................................................ 10 I.8. Referencias Bibliográficas del Capítulo .............................................................................. 13 II. Confiabilidad y Fase de Preparación ..................................................................................... 15 II.1. Introducción de Confiabilidad y Fase de Preparación....................................................... 15 II.2. Consideraciones y Conceptos de Confiabilidad y Fase de Preparación............................ 17 II.3. Confiabilidad en la Etapa de Definicion y Desarrollo. ....................................................... 22

II.3.1. Acciones y Enfoque/Alineación de Confiabilidad ........................................................................26 II.4. Ruta de Implantación de Confiabilidad en la Etapa de Definición y Desarrollo ............... 35 II.5. Mejores Prácticas de la Confiabilidad desde el Diseño..................................................... 36 II.6. Enfoque en la Confiabilidad desde el Diseño, Negocio, y Eliminación de las Restricciones – “The Business Reliability”...................................................................................................... 38 II.7. Referencias Bibliográficas del Capitulo ............................................................................. 40

III. Confiabilidad en la Fase Operativa........................................................................................ 43 III.1.‐ Introducción .................................................................................................................... 43 III.2.‐ Confiabilidad y Operación del Equipo Industrial ............................................................ 43

III.2.1.‐ Introducción .............................................................................................................................................43 III.2.2.‐ Incidencia de la Operación en la Fiabilidad .................................................................................44 III.2.3. Soporte de Operaciones en la Mejora de la Fiabilidad..............................................................50 III.2.4.‐ Incidencia de la Operación en la Mantenibilidad ......................................................................56

III.3.‐ Confiabilidad y Gestión del Mantenimiento................................................................... 57 III.3.1. Introducción...............................................................................................................................................57 III.3.2. Un modelo Práctico para la Gestión del Mantenimiento .........................................................58

III.4.‐ Confiabilidad y Logistica de Mantenimiento .................................................................. 65 III.4.1.‐ Introducción .............................................................................................................................................65 III.4.2.‐ Organización de Mantenimiento ......................................................................................................66

III.4.3.‐ Sistemas de GMAO..................................................................................................................................73 III.4.4.‐ Planificación y Programación de los Trabajos............................................................................76 III.4.5.‐ Gestión de Materiales y Repuestos..................................................................................................81

III.5 Referencias Bibliográficas del Capitulo ............................................................................. 88 IV. Medida de la Confiabilidad y del Riesgo .............................................................................. 89 IV.1. Funciones Básicas............................................................................................................. 89

IV.1.1. Introducción y Conceptos Básicos.....................................................................................................89 IV.1.2. Expresiones Estadísticas .......................................................................................................................90 IV.1.3. Ejemplos de Funciones de Distribución de Fallo ........................................................................93 IV.1.4. Representación Gráfica de las Funciones Características .......................................................96

IV.2. Calculos Básicos de Confiabilidad de Sistemas ................................................................ 98 IV.2.1. Cálculos Básicos de Fiabilidad ............................................................................................................98

IV.3. Recomendaciones Prácticas para Cálculos de Fiabilidad............................................... 109 IV.3.1. Ejemplo Sencillo de Cálculo .............................................................................................................. 111

IV.4. El Registro Adecuado de Fallos. Buenas Prácticas para los Cálculos de Confiabilidad.. 112 IV.4.1. Abundando en el Concepto de Fallo .............................................................................................. 112 IV.4.2. Consideraciones Sobre Estados y Tiempos de un Dispositivo ........................................... 114 IV.4.3. Importancia del Registro de Fallos en el Análisis de Confiabilidad.................................. 117

IV.5. Referencias Bibligráficas del Capítulo............................................................................ 128 __________________________________________________________________________________ PARTE 2.TECNICAS PARA LA MEJORA DE LA CONFIABILIDAD __________________________________________________________________________________ V. Ensayos.................................................................................................................................. 133 V.1 Introducción ..................................................................................................................... 133 V.2 Objetivos de los Ensayos de Fiabilidad ............................................................................ 136 V.3 Tipos de Ensayos de Fiabilidad......................................................................................... 136

V.3.1 Ensayos de Demostración de la Fiabilidad.................................................................................... 137 V.3.2 Ensayos para Medir Parámetros de Fiabilidad............................................................................ 137 V.3.3 Según el Lugar de Ensayo ..................................................................................................................... 137 V.3.4 Según el Tiempo de Ensayo ................................................................................................................. 138 V.3.5 Según el Reemplazamiento.................................................................................................................. 138 V.3.6 Otros Tipos de Ensayos ......................................................................................................................... 139

V.4 Ensayos por Muestreo ..................................................................................................... 139

V.5 Cálculo de la Vida Media Estimada “ ” ........................................................................... 141 V.6 Intervalo y Nivel de Confianza ......................................................................................... 144

V.6.1 Ensayo a Tiempo Fijo e Intervalo no Centrado............................................................................ 146 V.6.2 Ensayo a Tiempo Fijo e Intervalo Centrado.................................................................................. 147

V.6.3 Ensayo a Fallo Fijo e Intervalo no Centrado ................................................................................. 148 V.6.4 Ensayo a Fallo Fijo e Intervalo Centrado........................................................................................ 148

V.7 Ensayos Acelerados.......................................................................................................... 149 V.7.1 Modelo de Arrhenius............................................................................................................................. 152 V.7.2 Modelo de Eyring .................................................................................................................................... 156 V.7.3 Ley de Potencia Inversa ....................................................................................................................... 158 V.7.4 Modelo de Coffin‐Manson.................................................................................................................... 159

V.8 Referencias Bibliográficas del Capítulo........................................................................... 160 VI. Confiabilidad En La Operación a traves del RCM.............................................................. 163 VI.1. Antecedentes del Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (RCM) ................................ 163 VI.2. Aspectos Teóricos Básicos del RCM............................................................................... 165 VI.3. Proceso de Implantación del RCM................................................................................. 167

VI.3.1. Formación del Equipo Natural De Trabajo del RCM............................................................... 168 VI.3.2. Selección del Sistema y Definición del Contexto Operacional ............................................ 171 VI.3.3. Desarrollo del Análisis de Modos y Efectos de Fallos (FMEA)............................................ 183 VI.3.4. Proceso de Selección de las Estrategias de Mantenimiento (Lógica RCM).................... 196 VI.3.5. Ejemplo de Aplicación de Método RCM ...................................................................................... 201

VI.4. Consideraciones Finales sobre la Metodología RCM..................................................... 215 VI.5. Referencias Bibliográficas del Capítulo.......................................................................... 217 VII. Análisis Causa-Raíz............................................................................................................. 219 VII.1. Introducción al Proceso de Análisis Causa Raíz (RCA) .................................................. 219 VII.2. Aspectos Teóricos Básicos del RCA ............................................................................... 220

VII.2.1. Cambios de Paradigmas en el Proceso de Análisis de Problemas ................................... 221 VII.3. Proceso de Implantación del RCA ................................................................................. 223

VII.3.1. Etapa 1: Formación del Equipo Natural de Trabajo de RCA ............................................. 224 VII.3.2. Etapa 2: Definición y Jerarquización de los Problemas ....................................................... 227 VII.3.3. Etapa 3: Definición y Priorización de los Modos de Fallos ................................................. 230 VII.3.4. Etapa 4: Definición y Validación de Hipótesis ......................................................................... 232 VII.3.5. Etapa 5: Definición y Validación de Causas Raíces ................................................................ 234 VII.3.6. Etapa 6: Definición y Evaluación Efectividad de Soluciones Propuestas ..................... 236

VII.4. Ejemplo de Aplicación del Método RCA ....................................................................... 241 VII.4.1. Antecedentes en Recurrencia de Fallos en Unidades de Bombeo .................................. 241 VII.4.2. Resultados de la Aplicación de RCA en Sistemas: American C‐456 ............................... 243

VII.5. Consideraciones Finales sobre la Metodología RCA..................................................... 262 VII.6. Referencias Bibliográficas del Capítulo......................................................................... 264 VIII. Técnicas de Fiabilidad Humana para la Mejora de la Confiabilidad............................... 267 VIII.1. Introducción fiabilidad Humana .................................................................................. 267 VIII.2. Técnicas de Fiabilidad Humana.................................................................................... 268 VIII. 3. La Importancia del Factor Humano............................................................................. 269

VIII. 4. Factores de la Confiabilidad de Sistemas.................................................................... 269 VIII. 5. Confiabilidad Integral de Activos ............................................................................... 271 VIII. 6. Gestión del Capital Intelectual ................................................................................... 272 VIII. 7. El Factor Humano........................................................................................................ 274

VIII. 7.1 El Comportamiento y el Error Humano .................................................................................... 274 VIII.7.2 Integración de los Factores Humanos en los Sistemas de Trabajo................................. 277

VIII. 8. Modelo de Fiabilidad Humana.................................................................................... 279 VIII.8.1 Reflexiones Acerca del Modelo de Fiabilidad Humana........................................................ 281

VIII. 9. El Eslabón Más Débil ................................................................................................... 282 VIII.10. Referencias Bibliográficas del Capitulo...................................................................... 283 IX. Técnicas de APS para Sistemas Altamente Complejos y de Riesgo Significativo......... 287 IX.1. Introducción a los Análisis Probabilistas de Seguridad.................................................. 287 IX.2. Modelos de Fiabilidad .................................................................................................... 289 IX.3. Distribuciones Típicas de la Función Densidad de Probabilidad................................... 292

IX.3.1. Variables Aleaotrias Discretas ........................................................................................................ 292 IX.3.2. Variables Aleaotrias Continuas....................................................................................................... 294

IX.4. Desarrollo de un APS..................................................................................................... 296 IX.4.1. Familiarización con la Planta; Identificación de Sucesos Iniciadores ............................ 299 IX.4.2. Delineación de los Árboles de Sucesos ........................................................................................ 299 IX.4.3. Árboles de Fallo..................................................................................................................................... 301 IX.4.4. Análisis de Datos................................................................................................................................... 303 IX.4.5. Cuantificación ........................................................................................................................................ 304 IX.4.6. Análisis de Resultados........................................................................................................................ 305

IX.5. Referencias Bibliográficas del Capítulo .......................................................................... 306 __________________________________________________________________________________ PARTE 3.TERMINOLOGIA INTERNACIONAL Y SOPORTE INFORMÁTICO __________________________________________________________________________________ X. Terminología .......................................................................................................................... 309 X.1. Definiciones y Términos .................................................................................................. 309 XI. Aplicaciones Software para Análisis RAMS....................................................................... 343 XI.1. Introducción y Objetivos ................................................................................................ 343 XI.2. Tipos de Análisis más Utilizados..................................................................................... 345 XI.3. Herramientas Software de Análisis RAMS ..................................................................... 350

XI.3.1. Introducción a las Herramientas.................................................................................................... 352 XI.3.2. Características de Módulos Comunes .......................................................................................... 355 XI.3.3. Características de Módulos Adicionales (No Comunes)........................................................ 361 XI.3.4. Factores de Caracterización a Considerar.................................................................................. 365

XI.5. Referencias Bibliográficas del Capítulo .......................................................................... 370 XII. Fuentes de Información en Internet ................................................................................... 373 XII.1. Introducción ................................................................................................................. 373 XII.2. Fuentes de Información ............................................................................................... 374

XII.2.1 Portales .................................................................................................................................................... 374 XII.2.2. Noticias.................................................................................................................................................... 375 XII.2.3. E‐Books ................................................................................................................................................... 376 XII.2.4. Cursos y Masteres............................................................................................................................... 376 XII.2.5. Librerías.................................................................................................................................................. 381 XII.2.6. Revistas Y “E‐Zine”‐S ......................................................................................................................... 381 XII.2.7. Freeware................................................................................................................................................. 382 XII.2.9. Asociaciones.......................................................................................................................................... 383 XII.2.10. Conferencias....................................................................................................................................... 385

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

Parte 1

Introducción a la Confiablidad

I

INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LA CONFIABILIDAD EN LA CALIDAD DE SERVICIO

I.1. INTRODUCCIÓN

En este primer capítulo nos aproximamos al concepto de confiabilidad, también

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

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

mantenimiento.

La confiabilidad es un término cuya definición está intrínsecamente asociada a

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

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

preparación de los mismos. A su vez la confiabilidad es un término cualitativo, no

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

productivos y de las organizaciones que los alojan.

Veamos entonces una base conceptual de aquellos aspectos claves que tienen

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

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

I.2. LA CALIDAD DE UN SERVICIO Y LA CONFIABILIDAD

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

características del servicio que determina el grado de satisfacción del usuario del

mismo (esta definición la obtenemos del vocabulario electrotécnico de la Comisión

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

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

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

podemos comprobar en la Figura 1.1.

2 Aproximación a la Confiabilidad. Aplicaciones Prácticas.

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

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

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

de servicio a través de la servibilidad, que es un término que se define como la

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

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

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

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

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

a través del cual el servicio llega al usuario.

Calidad de servicio

Logística de servicio

Facilidad de utilización

Accesibilidad del servicio

Continuidad del servicio

Integridad del servicio

Servibilidad

Capacidad

Seguridad de funcionamiento - Confiabilidad

Disponibilidad

Fiabilidad Mantenibilidad Logística de mantenimiento

Servicio

Dispositivo

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

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

de los servicios, llegan sólo a factores de un primer nivel (logística de servicio,

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

Introducción al Concepto e Importancia de la Confiabilidad en la Calidad de Servicio. 3

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

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

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

fundamentalmente en aptitudes de elementos o dispositivos industriales (item se

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

equipo o sistema que se pueda considerar individualmente).

I.3. LA CONFIABILIDAD Y LA EFICACIA Ó LA SERVIBILIDAD

Quién maneje el vocabulario electrotécnico observará que la servibilidad del servicio

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

un dispositivo industrial (podríamos llegar a pensar en un sistema de producción)

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

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

unas características cuantitativas dadas. De acuerdo con la norma además, e igual

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

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

funcionamiento o simplemente disponibilidad para producir.

La confiabilidad es un término que entendemos tiene su razón de ser asociada a

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

norma en su versión inglesa observará cómo cada término en inglés que se utiliza para

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

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

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

dentro de los límites del diseño y para unas condiciones operacionales dadas — a

través de procesos, tecnologías y personas. El “propósito” del sistema productivo está

generalmente expresado en forma de compromisos cuantitativos de servicio durante


períodos de tiempo preestablecidos en sus planes y programas de producción. La

aptitud del sistema para cumplir con estos propósitos satisfactoriamente nos permite

catalogarlo como un sistema eficaz.

Eficacia del dispositivo

Capacidad

Seguridad de funcionamiento - Confiabilidad

Disponibilidad

Fiabilidad Mantenibilidad Logística de mantenimiento

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

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

(por ejemplo, con cualquier combinación o configuración de equipos que se encuentren

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

responder a una demanda de servicio de unas determinadas características

cuantitativas. Mientras que la disponibilidad del sistema de producción será la aptitud

del mismo para estar en situación de realizar una función requerida en condiciones

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

proporcionan los medios exteriores necesarios. El término confiabilidad, también

denominado seguridad de funcionamiento (en inglés “dependability”) expresa un

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


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

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

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

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

diseño, configuración, estado de funcionamiento, correcta operación y ― de manera

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

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

mejora continua que incorporan en forma sistemática herramientas de diagnóstico,

metodologías de análisis y nuevas tecnologías, para optimizar el proyecto, la gestión, la

planificación, la ejecución y el control, asociados con la operación y el mantenimiento

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

activos, desde su diseño hasta su operación, como también sobre aspectos

relacionados con los procesos y las personas.

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

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

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

I.4. LA CONFIABILIDAD Y LA SEGURIDAD

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

demandará su funcionamiento de manera ininterrumpida (como es el caso

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

un automóvil). Además de su disponibilidad para desarrollar su función prevista, le

requerirá seguridad. Es decir, que opere sin provocar daños (ni al propio usuario, ni a

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

mismos para operar ininterrumpidamente en condiciones adecuadas, según las


condiciones de diseño, se configura como la característica operativa fundamental. Si un

dispositivo es totalmente fiable, éste estará siempre disponible y, si como normalmente

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

característica intrínseca a cualquier dispositivo que se lanza al mercado y, por tanto,

sólo la avería del dispositivo podría ocasionar daño, a la vez, será totalmente seguro.

t t = 0

λ (t) ( ) tλdttλ

eeR(T)T

0 ⋅−⋅−=∫=

λ

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

dispositivo.

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

probabilidad de fallo que debe reducirse hasta valores suficientemente pequeños que

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

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

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

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

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

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

procesos, se aplican tareas de mantenimiento preventivo cuyo efecto puede


visualizarse como la eliminación de un "período de quemado de vida", devolviendo al

dispositivo un cierto período de vida útil (Véase Fig. 1.3). Como es sabido, el período de

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

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

incrementar la tendencia al fallo de los dispositivos.

Tanto la aplicación de tareas de mantenimiento correctivo como aquellas tareas

de mantenimiento preventivo que requieren la indisponibilidad de los dispositivos para

su ejecución afectan a su indisponibilidad. Lo mismo ocurre en relación con la

seguridad, si se tiene en cuenta la correlación existente entre el daño causado y la

duración del período de tiempo en el que el foco fuente del agente dañino permanece

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

dejan indisponibles temporalmente por mantenimiento programado determinados

sistemas de seguridad.

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

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

en la explotación segura de las instalaciones, máxime cuando en un número elevado de

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

dispositivos, ya sea modificando su diseño o sustituyéndolos por otros más fiables.

I.5. LA CONFIABILIDAD Y LOS COSTES

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

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

costes de utilización comprenden todos aquellos costes requeridos para conseguir

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

de confiabilidad corresponden a los costes incurridos para el mantenimiento

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

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


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

actividades de mantenimiento correctivo de los equipos averiados y a las

indemnizaciones económicas a las que ha habido que hacer frente por los daños

derivados de los accidentes que se hayan podido ocasionar.

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

CCF crece con ésta y CNCF disminuye según aumenta el nivel de confiabilidad, la curva

que representa la suma de CCF y CNCF tendrá un mínimo que corresponde al nivel

óptimo de confiabilidad. Será en este punto representativo de un determinado

proceso de explotación del dispositivo considerado en el que se obtiene el máximo

beneficio de explotación (Véase Figura 1.4, donde B=beneficio y VE=ventas). Por

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

que se juzguen apropiadas.

Situaciones de explotación a la derecha del punto óptimo indicarán que se

está en unas condiciones de confiabilidad superiores a las óptimas. En términos de

mantenimiento, se podría decir que, en tal caso, el equipo está sobremantenido,

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

corresponderán a procesos de inframantenimiento.

0 Confiabilidad

Unidades económicas

A B

C CCF T NCFT+

C CCF T NCF T+

CCFT

CNCFT

CF OT( )CF A T

( ) CF BT( )

O

VE T

[ ]NCFCFU CCCVEB ++−=

TUC

Figura 1.4. Coste de explotación de un dispositivo.


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

fundamentales la consecución del máximo beneficio de explotación durante toda su

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

asociados a dicha explotación) y el alargamiento de su vida útil. En este sentido, el

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

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

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

presupuesto conviene analizar profundamente la pérdida de valor que se puede

ocasionar con dicha decisión.

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

dispositivo, se busca conseguir la máxima eficiencia de explotación, lo que implica

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

en el período temporal bajo consideración. De aquí, la gran importancia que la

confiabilidad tiene para el diseño y explotación de componentes, equipos, sistemas e

instalaciones.

I.6. CONFIABILIDAD Y MANTENIMIENTO

La ingeniería en el campo de la confiabilidad, a través del compromiso del factor humano y del

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

sistémicas, proyectar, mejorar y controlar el mantenimiento, desde la etapa de concepción de

nuevos proyectos hasta la operación de los mismos. Definitivamente la ingeniería debe

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

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

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

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

severidad. Será entonces posible, no sólo ejecutar eficientemente el mantenimiento, sino


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

negocio.

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

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

estratégico-táctico, con una visión amplia de mediano y largo plazo. Esta nueva forma de

concebir y hacer mantenimiento transformará esta función empresarial desde una unidad de

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

prevalezca la integración, la prevención, la mejora continua, el conocimiento, la tecnología y

la innovación.

I.7. MANTENIMIENTO Y FUNCIÓN REQUERIDA

Hemos comentado cómo para mejorar la confiabilidad de nuestros dispositivos tenemos

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

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

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

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

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

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

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

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

elemento conforme a una política de mantenimiento dada.

Para poder intervenir adecuadamente en la confiabilidad de un dispositivo

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

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

continua. Profundizamos a continuación en el concepto de mantenimiento para


preocuparnos a continuación por ofrecer al lector una visión práctica de su proceso de

gestión.

Las operaciones en una instalación industrial incluyen (definición adaptada de

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

todas las acciones técnicas, administrativas y de gestión, durante el ciclo de vida de la

instalación, destinadas a permitir que la misma cumpla una función requerida,

adaptando esta función según la necesidad a las variaciones de las condiciones

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

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

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

acciones técnicas, administrativas y de gestión, durante el ciclo de vida de un

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

desarrollar una función requerida.

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

definición de disponibilidad, es el concepto de función requerida. La función requerida

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

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

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

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

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

La definición de la función requerida es una tarea compleja y debe ser precisa

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

funciones en la mayoría de los casos, además la función requerida de un equipo puede

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

equipo tiene distintos modos de funcionamiento. Por ejemplo, un “motor eléctrico” de

un submarino puede funcionar propulsándolo o frenándolo según su modo de


operación. Cada modo de operación dicta así una función requerida del motor. La

definición de la función requerida es también una tarea precisa, requiere que se detalle

lo que se denomina estándar de funcionamiento de cada función, o valor (rango) que

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

(propósito cuantificado). Un ejemplo de descripción de una función de un equipo

mediante su estándar de ejecución es el siguiente:

__

Equipo: Bomba

Función: Transferir y mantener la circulación del agua de la toma de succión a la piscina.

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

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

__

Conocida con precisión la función requerida del equipo, existen dos tipos

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

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

funcionalmente (mantenimiento preventivo) o cuando realizamos tareas encaminadas a

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

(mantenimiento correctivo). La determinación de la tipología de cada tarea de

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

ha perdido su función. Así por ejemplo en el caso de la bomba anteriormente

comentado, el fallo funcional del equipo se produce si:

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


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

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

cumple con su función anteriormente expresada, estamos realizando un mantenimiento

correctivo del equipo. Cada pérdida funcional podrá estar producida por distintos

motivos (modos de fallo) y tendrá consecuencias distintas en la instalación

dependiendo de cada escenario productivo. Será labor del mantenimiento determinar

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

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

pérdida funcional.

I.8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEL CAPÍTULO

- Arata Andreani A. 2009. Ingeniería y Gestión de la Confiabilidad Operacional en

Plantas Industriales. Ril Editores. Santiago de Chile.

- Campbell JD, Jardine AKS. 2001. Maintenance excellence. New York: Marcel

Dekker.

- Crespo Márquez A. 2007. The maintenance management framework. Models and

methods for complex systems maintenance. London: Springer Verlag.

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

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

- Duffuaa SO. 2000. Mathematical models in maintenance planning and scheduling.

In Maintenance, Modelling and Optimization. Ben-Daya M, Duffuaa SO, Raouf A,

Editors. Boston: Kluwer Academic Publishers.

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

(European Committee for Standardization), Brussels.


- Gelders L, Mannaerts P, Maes J. 1994. Manufacturing strategy, performance

indicators and improvement programmes. International Journal of production

Research, 32(4):797-805.

- Kaplan RS, Norton DP. 1992. The Balanced Scorecard - measures that drive

performance. Harvard Business Review, 70(1): 71-9.

- Lee J, 2003. E-manufacturing: fundamental, tools, and transformation. Robotics

and Computer-Integrated Manufacturing, 19(6): 501-507.

- Moubray J. 1997. Reliability-Centred Maintenance (2nd ed.). Oxford: Butterworth-

Heinemann.

- Palmer RD. 1999. Maintenance Planning and Scheduling. New York: McGraw-Hill.

- Pintelon LM, Gelders LF. 1992. Maintenance management decision making.

European Journal of Operational Research, 58: 301-317.

- Tsang A, Jardine A, Kolodny H. 1999. Measuring maintenance performance: a

holistic approach. International Journal of Operations and Production

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- Vagliasindi F. 1989. Gestire la manutenzione. Perche e come. Milano: Franco

Angeli.

- Vanneste SG, Van Wassenhove LN. 1995. An integrated and structured approach

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

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

New York: Industrial Press.

II

CONFIABILIDAD Y FASE DE PREPARACIÓN

II.1. INTRODUCCIÓN DE CONFIABILIDAD Y FASE DE PREPARACIÓN.

Durante nuestros años de experiencia industrial y en proyectos de investigación, nos

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

rápidamente asociada o relacionada solo al departamento de ingeniería y diseño, al

igual que el concepto confiabilidad es asociado al departamento o función

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

erróneas. Un proyecto implica la coordinación de todos los recursos disponibles para

conseguir determinado objetivo, lo que supone la interacción entre conocimiento

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

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

confiabilidad no es únicamente materia de mantenimiento ni de un departamento

dedicado sólo al cálculo de indicadores y análisis, No existe fórmula de la

confiabilidad de un activo físico, puesto que requiere datos que no sólo genera un

único aspecto de la organización sino múltiples..

Es así como las disciplinas de Proyecto y Confiabilidad, comparten

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

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

preparación (CDFP).

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

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

prácticamente limitado a instalaciones existentes en operación o en fase de

construcción. La aplicación de los conceptos de confiabilidad se ha reflejado en los

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


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

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

aplicación de los conceptos, metas y procedimientos de confiabilidad no deberían

limitarse a la etapa de construcción y operación, estos deberían ser aplicados a lo

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

conoce como ya hemos mencionado confiabilidad desde la fase de preparación

(CDFP).

La aplicación de confiabilidad tendrá un mayor impacto en los resultados, si

ésta es aplicada desde la etapa más temprana de un proyecto (fase de diseño del

proyecto), razón por la cual, se hace necesaria la generación de un documento que

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

En la ejecución de una apropiada metodología de dirección de proyectos de

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

durante la fase de preparación, específicamente la fase de definición y desarrollo

(visualización, conceptualización y definición). Esta metodología va dirigida al

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

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

aplicación de los conceptos, procedimientos y metodologías de confiabilidad durante

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

desarrollo de los proyectos de inversión de capital2 .

1 El ciclo de vida del proyecto se refiere a que para facilitar la gestión, los directores de proyectos o la organización pueden dividir los proyectos en fases, con los enlaces correspondientes a las operaciones de la organización ejecutante. La transición de una fase a otra por lo general está definida por alguna forma de transferencia técnica. (PMI, 2009).

2 Los proyectos de inversión de capital se refieren a aquellos proyectos para la operación de nuevas instalaciones, ampliaciones y “revampings” dentro de todas las áreas operacionales de la empresa.

Confiabilidad y Fase de Preparacióno 17

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

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

bibliografía consultada y reuniones con miembros de las Comunidades de

Conocimiento de Confiabilidad Operacional, las acciones y enfoque que pretenden

ser “las mejores prácticas” de aplicación de confiabilidad en la fase de diseño para

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

colaborativo que permita que los trabajadores del conocimiento o knowledge

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

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

(Amendola, 2008b). Con este enfoque se plantea ir más allá de las grandes teorías

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

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

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

II.2. CONSIDERACIONES Y CONCEPTOS DE CONFIABILIDAD Y FASE DE PREPARACIÓN.

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

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

proyectos de ingeniería, así como ciertos aspectos conceptuales relacionados con el

tema.

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

para incrementar valor en una instalación, es mejorar la disponibilidad o la utilización

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

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

3 Expresión en inglés para referirse a la gestión integral de activos físicos


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

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

operación, técnicas de mantenimiento de activos y con la confiabilidad intrínseca de

la instalación.

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

Utilización de Activo (UA), el cual toma en consideración las ventas y la

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

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

realizarse “benchmarking” con otras compañías, se ha encontrado que la pérdida de

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

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

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

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

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

producto/instalación confiable es a través de la aplicación de los conceptos de

confiabilidad desde la etapa más temprana del proyecto o en la etapa de diseño y

preparación (particularmente en la etapa de definición y desarrollo).

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

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

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

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

“congelado” el diseño, cualquier cambio o modificación tendrá un impacto sustancial

en los costes.

Al observarla curva de oportunidades de reducción de coste/programación en

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

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

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


las etapas tempranas del proyecto, cuando los desembolsos son relativamente

mínimos que en las etapas subsiguientes, cuando se construye y opera la instalación.

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

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

del producto/instalación, será mucho mayor que cuando se aplique en una fase

intermedia o tardía del proyecto.

PEP: Plan de Ejecución de Proyectos

Definición completa

alcance y PEP clase

presupuesto

Operación Análisis

Cumplimiento Expectativas de

Negocio

MaterializaciónPEP Hasta

Completación mecánica

Contratación Selección Mejor(es)

Opción(es) Mayor

Precisión de estimados

Identificación de Proyecto,

Alineación con el plan de Negocio

DEFINICIÓN Y DESARROLLO CONTRA- TACIÓN

EJECUCIÓN OPERACIÓN (FRONT END LOADING)

-

O

POR

TUN

IDA

D

+

-

D

ESEM

BO

LSO

+

Aprobación del Proyecto

Otorgamiento de Buena Pro

Curva de Oportunidades de Reducción de Coste / Programación en un Proyecto

Figura 2.1. Coste/Programación en un proyecto

¿Quiénes deben participar en la aplicación de confiabilidad en la fase de

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

participación de las experiencias y habilidades multidisciplinarias de diferentes

especialistas. Para lograr un máximo valor, se requiere una combinación de

prácticas de gerencia, financiera, de ingeniería, construcción y otras prácticas

aplicadas a activos en búsqueda de un coste de ciclo de vida económico. Este

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


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

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

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

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

económica de algún proyecto o bien determinar el número óptimo de repuestos

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

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

preparación, la adecuada instalación y puesta en servicio de los equipos, lo que

implica la definición de los procedimientos de operación y la utilización de

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

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

consecuencias, como los históricos de fallos. Es decir, tener documentadas además

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

posteriormente para la implementación de los programas, análisis de riesgos y

evaluación de costes. Supone también por parte del fabricante, la definición del

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

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

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

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

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

tanto en la confiabilidad.

En este sentido la técnica OCR (Optimización Coste Riesgo) ayuda a modelar y

analizar estos distintos escenarios. La información requerida para el análisis OCR

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

buscar el mínimo impacto total del negocio y la evaluación de la posible extensión de

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

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


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

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

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

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

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

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

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

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

“Risk Management” debe integrar los procesos de: Identificación y documentación,

análisis (Cualitativo y Cuantitativo), planificación de la respuesta, plan de

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

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

aspectos, algunos de los cuales están estrechamente relacionados:

- Diseño (diseño robusto vs. diseño de bajo coste).

- Estrategia de mantenimiento y operación.

- Gerencia de eventos anormales.

- Desincorporación del activo.

- Manejo de personal y cultura corporativa.

- Responsabilidad en seguridad y medio ambiente.

- Gerencia de escasez de recursos.

- Actitud ante agentes reguladores (entes gubernamentales).


La definición de estrategias podría causar conflictos entre productividad y

seguridad. Por ejemplo, cuando una producción ininterrumpida requiere tomar

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

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

respuestas tempranas a señales de deterioro con aplicación de técnicas de

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

de producción lo que redunda en unas instalaciones o diseños menos robustos (a

menudo más baratos), mínima inspección y mantenimiento en la espera de obtener

máxima producción con un mínimo de interrupciones de operación.

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

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

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

necesario para tomar en consideración durante la etapa de definición y desarrollo

son los dos primeros señalados arriba: diseño, estrategia de mantenimiento y

operación.

II.3. CONFIABILIDAD EN LA ETAPA DE DEFINICION Y DESARROLLO.

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

serie de actividades para garantizar, la no aparición, de eventos críticos en la

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

podemos mencionar la coordinación, preparación, vinculación y comunicación de los

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

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

también, aspectos relacionados con el fin último de la organización que es hacer

negocio.


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

de construcción e instalación bajo esquemas de rentabilidad, seguridad,

manteniabilidad y posibles contingencias para garantizar que las acciones de

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

permitiendo a su vez, las condiciones especificadas para la operación y producción.

Es aquí donde hablamos de un concepto combinado para el diseño y preparación

óptima como puesta en servicio de un activo. Se debe incluir además, a el fabricante

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

las características de seguridad y operación.

También todo el equipo responsable debe considerar los posibles escenarios,

riesgos y amenazas para esta etapa de diseño y futura utilización del activo. Esto

implica involucrar aspectos económicos y externos como la demanda, requerimientos

y especificaciones de producción, como los operativos que repercutirán en los costes

de producción y mantenimiento.

Resulta importante implementar normativas y guías de confiabilidad para su

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

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

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

definición y desarrollo.

La aplicación de confiabilidad en la fase de preparación se divide en las tres

fases que forman la etapa de Definición y Desarrollo de un proyecto de inversión de

capital: Visualización, Conceptualización y Definición. Cada fase viene esencialmente

dividida en Acciones de confiabilidad y Enfoque de confiabilidad.

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

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

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


casos, una breve explicación de la acción con ejemplos concretos que ayuden a

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

("tips" básicos) a llevar a cabo para facilitar y ayudar en la aplicación de los

conceptos de confiabilidad durante la fase correspondiente.

La aplicación de confiabilidad en la fase de preparación de los proyectos debe

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

- La aplicación de confiabilidad en la fase de diseño, no requiere la intervención

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

tampoco cambiando la estructura organizacional (a excepción si se detectan

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

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

y la generación de documentos.

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

importancia y la necesidad de aplicar confiabilidad desde el diseño como

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

largo del ciclo de vida del proyecto.

- La aplicación de los conceptos y procedimientos de gestión de riesgo son

fundamentales para incrementar la confiabilidad de las instalaciones. Existe

una estrecha vinculación entre productividad y seguridad, como también debe

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

altos niveles de productividad y seguridad. Estos aspectos deben considerarse

desde la fase de diseño y como parte integral de aplicación de confiabilidad.

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

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


importante la participación y la comprensión de la alta dirección de la

empresa.

Durante la ejecución de los proyectos y a fin de asegurar la aplicación exitosa

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

cierto enfoque común en cada fase del proyecto. Veamos a continuación, algunos

ejemplos importantes:

- ¿Nuestras acciones están alineadas al negocio? Mantener siempre presente la

alineación del proyecto con el plan de negocios.

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

negocios y hacer un análisis continuo de los potenciales riesgos identificados

que podrían impedir el cumplimiento del mismo.

- ¿Todo el equipo de proyecto comprende la aplicación el concepto de

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

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

de preparación de los proyectos. Aquí se implica a la gerencia encargada del

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

participan en el proyecto.

- ¿Tenemos los recursos? Asegurar que los recursos estarán disponibles para

cuando se requieran. Este proceso amerita el concurso de equipos

multidisciplinarios y deben planificar el tiempo para asegurar su participación.

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

recopilación de información y trabajo de preparación.


- Información Disponible. Asegurar que la información estará disponible y que

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

que ésta sea utilizada.

- Inseparables Confiabilidad e Ingeniería. No separar las actividades de

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

realizadas de manera paralela sino integradas.

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

miembros claves del equipo durante la fase de conceptualización y definición.

Está demostrado que puede afectar negativamente los resultados del

proyecto.

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

la gerencia y al equipo de trabajo.

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

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

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

simultánea y otras de manera secuencial.

II.3.1. ACCIONES Y ENFOQUE/ALINEACIÓN DE CONFIABILIDAD

II.3.1.1. CONFIABILIDAD EN LA FASE DE VISUALIZACIÓN

En la fase de Visualización se generan los proyectos de inversión, los cuales se

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

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

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

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


- Establecer los objetivos y propósitos del proyecto.

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

empresa.

- Desarrollo preliminar del proyecto.

Las actividades para lograr este objetivo son:

- Elaborar alcance del proyecto.

- Elaborar el estimado de costes “orden de magnitud aproximado”.

- Preparar el plan de ejecución “orden de magnitud aproximado”.

- Evaluar la factibilidad técnica y económica de proseguir con el proyecto.

Acciones de Confiabilidad

1) Realizar “una vista” preliminar por procesos y tecnologías asociadas a través de

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

información interna y externa. Esta acción permitiría orientar la selección o

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

Responsable: Ejecutor.

2) Determinar el impacto que tendría la instalación del punto de vista funcional del

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

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


esta acción es necesario establecer un plan de contingencias. Esta información

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

Ejecutor

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

escenario optimista/pesimista y el escenario más probable. Esto permitiría

seleccionar o descartar opciones consideradas. Responsable: Ejecutor

Enfoque/alineación de la Confiabilidad

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

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

Finanzas, Ejecutor.

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

de una máxima utilización del activo (UA) y tomando en consideración los futuros

costes de mantenimiento. Responsable: Dueño de la instalación y la organización

de Ingeniería y Proyectos, ya que ambos poseen la experiencia e información más

valiosa y relevante para tal fin. Ejecutor.

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

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

realmente requerida o plantear instalaciones asociadas no indispensables.

4) Es importante considerar si existe la posibilidad de un cambio futuro en las

especificaciones del producto. Ej.: si se diseña una planta para producir un

producto con un contenido máximo aceptable de metanol, es necesario prever si


para el futuro la demanda del producto tendrá cambio de especificaciones en

cuanto al contenido de metanol (más exigente). En este caso, habrá que orientar

el diseño de la planta para que sea más adaptable a los cambios de

especificaciones de producto.

II.3.1.2 CONFIABILIDAD EN FASE DE CONCEPTUALIZACIÓN

El propósito de esta fase es la selección de la(s) mejor(es) opción(es) y la mejora en

la precisión de los estimados de costes y tiempo de implantación para reducir la

incertidumbre y cuantificar los riesgos asociados y determinar el valor esperado para

la(s) opción(es) seleccionada.

En la fase de conceptualización se deben cumplir los siguientes objetivos:

- Organizarse para la fase de planificación del proyecto.

- Seleccionar la(s) opción(es) preferida(s) y solicitar los fondos para ejecutar las

actividades que permitan obtener un estimado de coste “Estimado

Aproximado”.

Acciones de Confiabilidad


1) Generar directrices de mantenimiento e inspección preliminares para cada una de

las opciones seleccionadas. Apoyarse en experiencias de otras plantas.

Responsable: Personal de mantenimiento e inspección.

2) Realizar un análisis de ciclo de vida (LCC) para determinar la viabilidad económica

del proyecto. Esto permitirá descartar o aceptar diversas opciones seleccionadas

en la fase de Visualización. Previa a la realización del análisis LCC, deberán

tomarse en consideración las siguientes acciones (Amendola, 2006):

Identificar las estrategias preliminares de mantenimiento que puedan

afectar el diseño conceptual del proyecto.

Especificar el desempeño mínimo esperado y de protección de los activos a

ser adquiridos en el futuro (relacionado con confiabilidad y seguridad).

Responsable: Unidad de negocio soportada por el grupo FEL.

3) Realizar un Análisis Preliminar de Peligro (APP). Responsable: Líder de Proyecto y

personal de Mantenimiento y Operaciones.

4) Este proceso permite dimensionar la instalación y toma en cuenta mantenimiento,

probabilidad de fallo y capacidad efectiva (% de disponibilidad x capacidad de

procesamiento). Este proceso facilita la selección de la(s) opción(es) generada.

5) Aplicar técnicas de incremento de valor (Ingeniería de Valor, Constructibilidad,

Simplificación de procesos) para justificar del punto de vista técnico/económico

la(s) opción(es) seleccionada. Responsable: Personal de Confiabilidad y equipos

mecánicos, Ingeniería de Procesos y de Operaciones.


6) Determinar el Safety Integrity Level (SIL) de la instalación. Esta acción va

orientada a establecer el control de la instalación. Responsable: Ejecutores de

Mantenimiento y Operaciones.

7) Elaborar el documento: Principios de Confiabilidad (Principios de Confiabilidad) el

cual es requerido como parte del Sistema Unificado de Calidad (SUC). El

documento debe contener la siguiente información:

Definición de los sistemas y subsistemas de la instalación.

Entorno operacional de la instalación y subsistemas.

Funciones primarias y secundarias (aplicación de principios de Ingeniería de

Valor) y analizar los modos y efectos de falla, y sus consecuencias.

Diagrama de decisión y estructurar el plan de mantenimiento sobre la base

de tareas predictivas, correctivas, preventivas y proactivas.

Nivel de Integridad del Sistema (SIL).

Nivel de Integridad de la Instalación (SIL).

Criterios de respaldo de equipos bajo los conceptos de redundancia activa o

pasiva.

Cálculo de disponibilidad inherente y operacional de equipos y sistemas, sobre

la base de un registro histórico de paros y arranques, documentado con las

causas de paro.

Confiabilidad de servicios (electricidad, aire de suministro, combustible, etc.)

Redundancia del sistema de control, seguridad y de emergencia.

Coste de ciclo de vida de la instalación.


Coste de penalización por impacto en la producción, calidad, seguridad y

ambiente por fallos catastróficos de la instalación.

Incidencia de la instalación en el brillo/imagen de la empresa.

Confiabilidad de los procesos aguas arriba de la instalación.

Tareas y procedimientos requeridos para extender la vida útil de los equipos.

Tareas y procedimientos para medir la eficiencia operacional de

equipos/sistemas.

8) Realizar análisis “What If” al final de la fase. Esto aplicará a proyectos que

contengan un alto número de procesos químicos, físicos y mecánicos

interrelacionados. La decisión de realizar el análisis será del equipo de proyectos.

Responsable: Líder de proyecto y ejecución de operaciones y mantenimiento.

Enfoque/alineación de la confiabilidad

1) En la medida que avanza el proyecto, el alcance se va definiendo con mayor

precisión. Esto implica que es posible desarrollar modelos de confiabilidad más

sofisticados que soporten el diseño, las especificaciones y el desarrollo de

estrategias de paradas de planta y de mantenimiento en etapas más avanzadas

del proyecto. Sin embargo, hay que prestar particular atención a estos modelos,

ya que pueden tener una importante incidencia en el coste final del proyecto y

quizás no sean justificables del todo. Dependiendo de la naturaleza del proyecto,

es preferible utilizar modelos más sencillos que pueden llevar a resultados

igualmente útiles.


2) Los diagramas de ubicación de equipos (utlizado 3D CAD) deberán ser realizados

lo más temprano posible aún teniendo poca información de los equipos mayores.

Lo que permitirá tener una mejor idea de la disposición de los equipos durante el

desarrollo del proyecto y particularmente antes de realizar el HAZOP (Payne et al,

2004).

3) Al elaborar los alcances, es necesario que se preparen siguiendo la misma

metodología, el mismo nivel de detalles y en lo posible, con el mismo equipo de

trabajo. En otras palabras, es necesario tener consistencia en la elaboración de

los alcances que traería como beneficio una mayor confianza en el trabajo de

evaluación, el cual a la larga se traduce en mayor confiabilidad a la opción

seleccionada.

II.3.1.3 CONFIABILIDAD EN FASE DE DEFINICIÓN

El propósito de esta fase es desarrollar en detalle el alcance y los planes de ejecución

de la opción seleccionada, para obtener el financiamiento requerido para ejecutar el

proyecto, preparar la documentación que sirva de base para la ingeniería de detalle y

la contratación de la ejecución del proyecto y confirmar si el valor esperado del

proyecto cumple con los objetivos del negocio.

La fase de Definición debe satisfacer tres objetivos principales:

- Desarrollar el paquete de definición del proyecto.

- Establecer proceso de contratación y el documento de solicitud de ofertas.


- Preparar el paquete para la autorización del proyecto.

Acciones de confiabilidad

1) Definir la funcionalidad del proyecto. Una vez seleccionada una opción (en la fase

de Conceptualización), se requiere que las definiciones funcionales de todos los

equipos y sistemas sean documentadas formalmente en la medida que los

diagramas de tuberías e instrumentación (DIT) sean preparados. Para esto, se

debe generar un documento que contenga el diseño conceptual del sistema, o

lista de funciones primarias y activos asociados (relacionar la funcionalidad de los

equipos), a saber:

• Estudio de disposición de equipos.

• Especificación de equipos y tuberías.

• Definición funcional de la instrumentación.

• Filosofía de control.

• Descripción de proceso.

Responsable: Equipo de diseño del proyecto.

Ejecutor: Personal de Operaciones y Mantenimiento.

2) Realizar un estudio de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM); OCR; IBR

en conjunto al análisis HAZOP. El resultado de este estudio llevará a una

recopilación de los modos de fallo que podrán esperarse cuando la instalación

esté operando. La combinación de ambos estudios, es decir, HAZOP y RCM, OCR,


IBR son lo que se conoce como HAZROP. Responsable: Ejecutor. El mismo

personal responsable de realizar HAZOP. La combinación de ambos estudios es

de mayor efectividad y de mayor eficiencia que realizar los estudios separados.

3) Realizar Análisis Cuantitativo de Riesgo (ACR) a fin de cuantificar el riesgo de un

fallo de la instalación, basado en la identificación de modos de fallo y el cálculo

de sus probabilidades. En los modos de fallo es importante incluir fallos humanos.

Responsable: Ejecutor.

4) Identificar estrategias de mantenimiento (mantenibilidad). Se debe generar una

política de mantenimiento adecuado buscando optimizar costes. En este caso, los

costes de mantenimiento requerido para alcanzar un cierto nivel de confiabilidad

(y por lo tanto seguridad y producción a largo plazo) están balanceados con los

costes de los fallos. Esta consideración, lleva a incrementar la disponibilidad de la

instalación y se logra considerando la accesibilidad, detección y aislamiento

rápido de fallo, mantenimiento en línea, facilidad de remoción de reemplazo y de

reparación con mínimos ajustes.

Estas recomendaciones y tareas evitarán que al final de la ingeniería de

detalle, el diseño final sea total o parcialmente sometido a revisión por razones de

mantenibilidad, el cual puede llevar a realizar rediseño antes de la fase de

construcción. Este rediseño puede llegar a ser costoso en labor y tiempo.

II.4. RUTA DE IMPLANTACIÓN DE CONFIABILIDAD EN LA ETAPA DE DEFINICIÓN Y

DESARROLLO

La implantación de los conceptos y acciones de confiabilidad descritas en las fases de

visualización, conceptualización y definición se esquematiza en la Figura 2.2, donde


se muestra de manera ordenada y secuencial. Dentro de la secuencia hay acciones

que pueden ser aplicadas de manera simultánea.

Definir guías de diseño y respaldo de equipos (“spares”)

Definir la funcionalidad del proyecto

Realizar un estudio RCM/HAZOP

Identificar estrategias de mantenimiento (mantenibilidad)

Análisis Cuantitativo de Riesgo (ACR)

Análisis de variabilidad

Definir nivel de confiabilidad requerido

Criterios/esfuerzo de inspección para equipos estáticos

DEFINICIÓN

Análisis preliminar de peligro (APP).

Determinar valor de disponibilidad (o el valor de UA)

por medio de simulación de eventos discretos.

Aplicar técnicas de incremento de valor

Realizar análisis “What If”

Determinar el SIL de la instalación

Documento “Principios de Confiabilidad”

CONCEPTUALIZACIÓN

Determinar impacto del punto de vista funcional

del negocio.

“Screening” preliminar por procesos y tecnologías.

Estudio de sensibilidad ante diferentes escenarios

Análisis de ciclo de vida (LCC) para cada opción

Generar directrices de mantenimiento e inspección preliminares para cada

opción seleccionada

VISUALIZACIÓN

Figura 2.2. Ruta de implantación de confiabilidad en la etapa de definición y desarrollo.

II.5. MEJORES PRÁCTICAS DE LA CONFIABILIDAD DESDE EL DISEÑO

La correcta y completa aplicación de confiabilidad desde la etapa de diseño de un

proyecto, permitiría una mejor utilización del activo (UA) y maximizará el valor del

dinero invertido en una instalación hasta la Fase de Desincorporación de un

proyecto.


La metodología planteada es susceptible a evolucionar en el tiempo en la

medida que se adquiera mayor experiencia en su aplicación. Es un proceso de

mejora continua a fin de lograr las “mejoras prácticas” de confiabilidad adaptadas a

nuestra realidad y a nuestra manera de hacer las cosas, y así lograr instalaciones

que sean de “clase mundial”.

Los aspectos de confiabilidad señalados, van dirigidos a centrar el alcance del

proyecto de una manera más eficiente ya que permite identificar alcances

innecesarios. Esto llevaría a identificar áreas incompletas del diseño conceptual y un

mejor entendimiento de los requerimientos de mantenimiento de las instalaciones

(mantenimiento en diseño), lo que redunda en el futuro en una reducción de costes

de mantenimiento, una mejor aplicación de las actividades de mantenimiento donde

sea requerido y reducción de la tasa de fallos.

La etapa de diseño de un proyecto no está limitada únicamente a la etapa de

definición y desarrollo, también se encuentra la etapa de Implantación que

comprende la ingeniería de detalle, aprovisionamiento de materiales y la

construcción. Sin embargo, si los conceptos de confiabilidad son aplicados a

cabalidad desde Definición y Desarrollo, las consideraciones de confiabilidad en las

etapas posteriores serán de poco impacto en la instalación, ya que es en las etapas

iniciales del proyecto donde se tiene mayor efecto.

No se puede esperar obtener el 100% del beneficio potencial la primera vez

que se aplique confiabilidad en la fase de preparación de proyectos. Esto requiere de

un proceso de aprendizaje y cada uno de los participantes debe “internalizar” el

proceso de aplicación de confiabilidad desde esta fase.

La aplicación de confiabilidad en la fase de preparación de proyectos debe

llevar implícito el balance entre la productividad, seguridad y riesgo. Este balance

debe alinearse con el diseño y estrategia de mantenimiento. Sin un adecuado


balance entre productividad, seguridad y riesgo, se puede comprometer la integridad

mecánica (seguridad) de la instalación al momento de tomar decisiones

operacionales.

IDENTIFICACIÓNDE PROYECTO

IDENTIFICACIÓNDE PROYECTO

SELECCIÓN MEJOR(ES)OPCIÓN(ES) MAYOR

PRECISIÓN ESTIMADOS

SELECCIÓN MEJOR(ES)OPCIÓN(ES) MAYOR

PRECISIÓN ESTIMADOS

DEFINICIÓNALCANCE

P.E.P.DETALLADO

DEFINICIÓNALCANCE

P.E.P.DETALLADO

PROC.CONTRATACIÓN MATERIALIZACIÓN

P.E.P. HASTACOMPLETACIÓN

MECÁNICA

PROC.CONTRATACIÓN MATERIALIZACIÓN

P.E.P. HASTACOMPLETACIÓN

MECÁNICA

PUESTA EN OPERACIÓN ANÁLISIS CUMPLIMIENTO

EXPECTATIVAS DEL NEGOCIO

PUESTA EN OPERACIÓN ANÁLISIS CUMPLIMIENTO

EXPECTATIVAS DEL NEGOCIO

VISIÓNVISIÓN CONCEPTUALIZACIÓNCONCEPTUALIZACIÓN DEFINICIÓNDEFINICIÓN CONTRATACIÓNY EJECUCIÓN

CONTRATACIÓNY EJECUCIÓN

OPERACIÓN YEVALUACIÓN CONTINUA

OPERACIÓN YEVALUACIÓN CONTINUA

DEFINICIÓN Y DESARROLLO IMPLANTACIÓN OPERACIÓN

Rol Principal Rol Moderado Rol Menoro Co-Gerencia

N = Unidad NegocioI = IngenieríaM = MantenimientoP = Proyecto

NN NN

NN NN

NNII

I/PI/PMM MM

MM MM

MMI/PI/PI/PI/P

I/PI/P

Figura 2.3. Proceso de ejecución proyectos / roles (Amendola, 2006).

Generar un banco de datos, el cual sería obtenido con la información de

cierre de cada proyecto. Esta información debería ir complementada con fuentes

externas de información. Este banco de datos debe de incluir información de

procesos, tecnologías asociadas, datos de confiabilidad e información de costes.

II.6. ENFOQUE EN LA CONFIABILIDAD DESDE EL DISEÑO, NEGOCIO, Y ELIMINACIÓN DE LAS

RESTRICCIONES – “THE BUSINESS RELIABILITY”


Una estrategia robusta debe ser construida con la suma de diferentes enfoques

(asset management, project management, energy management, CDD y confiabilidad

humana) y soportada por diferentes elementos: alineación, conocimiento del

negocio, habilidades, competencias, sostenibilidad, competitividad y sobre todo

integración (PMM Institute for Learning).

Figura 2.4. CBR – Modelo de confiabilidad basada en la restricción (PMM Institute

for Learning, 2005)

Nuestra propuesta es que la verdadera confiabilidad del negocio dependerá de

la integración y retroalimentación de 3 áreas (ver figura 4): Diseño e ingeniería

(Alimentada por las áreas operaciones, mantenimiento e información), Eliminar las


restricciones 4 (identificando con datos todo aquello que esté impidiendo a la

organización alcanzar su máximo rendimiento), y Funcionamiento y Sostenibilidad

(que es el centro y eje interactivo que alimenta a la inteligencia del negocio).

Crear una estrategia no es lo más complicado (esta puede comprarse quizás

con unos pocos euros o bajarse de internet), lo más complicado es operacionalizarla;

es decir, crear el ambiente y definir las acciones necesarias que lleven a que la

estrategia sea implementada (Amendola, 2009b).

II.7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEL CAPITULO

− Amendola L, Depool T. 2006. Validación del Modelo de Confiabilidad Humana en

la Gestión de Activos, VIII Congreso de Confiabilidad, Asociación Española de la

Calidad, Madrid. España

− Amendola L. 2007b. Gestión de Activos: negocio en el negocio “El necesario

equilibrio entre humanos, organización e indicadores”. Con Mantenimiento

Productivo Nº 47. México.

− Amendola L. 2001. Modelos Mixtos en la Gestión del Mantenimiento. Dpto. de

Proyectos de Ingeniería e Innovación Universidad Politécnica de Valencia España.

− Amendola L. 2006. Gestión de Proyectos de Activos Industriales. ISBN: 84-8363-

052-4. Editorial Universidad Politécnica. España.

4 La teoría de las restricciones (TOC) define restricción a todo aquello que impide que se logre la meta de la organización, estas pueden ser tanto físicas como no físicas por ejemplo: políticas, falta de formación de los empleados, estratégicas erróneas, etc. (Goldratt, 1994)


− Amendola L. 2007. Dirección y Gestión de Proyectos de Paradas de Plantas:

Propuesta Metodológica para su Mejora Basada en Juicios de Experto, Validación

de la misma y Generación de un Modelo Maestro. Tesis Doctoral Documento

Inédito UPV. España.

− Amendola L. 2008b. “Debemos cambiar” Cuidado con el entorno en la

implementación de modelos integrados de activos”. Ingeniería y Gestión de

Mantenimiento Nº 60.

− Amendola L. 2009. Alineación del Project Management con la Estrategia de la

Organización. ISBN Editorial Renacimiento: 978-84-8472-440-7 / ISBN Editorial

PMM Institute for Learning: 978-84-935668-2-1. España.

− Amendola L. 2009b.Operacionalizando la estrategia. ISBN: 978-84-935668-5-2.

Editorial PMM.

− Amendola L, Depool T, Gonzalez M, Palacios E. 2005. Aplicación del Risk

Management en la Dirección y Gestión de Proyectos con soporte en Tecnología de

la Información. AEIPRO. IX Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos.

− Goldratt E. 1994. La Meta. Editorial Diaz de Santos.

− Ivorra J. 2002. La Gerencia de Riesgos- Factor Crítico de Éxito. Tercer Congreso

Ibero-Americano de Gerencia de Proyectos. Caracas-Venezuela.

− Payne J, Roberts M, Thomas N. 2004. Case History: Fawley FCCU Olefins Project.

Careful planning enabled the delivery construction and installation of a

replacement of 860-ton reactor within a 64 days turnaround. Hydrocarbon

Processing.

− PMI (Project Management Institute). 2009. Guía del PMBOK® Guía para la

Dirección y Gestión de Proyectos 4ta Edición. ISBN: 9781933890722. PMI


− PMM Institute for Learning. 2005. Disponible en: www.pmmlearning.com.

− UNE-EN 60300-1. 1996. Gestión de la Confiabilidad. Parte 1: Gestión del

Programa de Confiabilidad.

− UNE-EN 60300-2. 1997. Gestión de la Confiabilidad. Parte 2: Elementos y Tareas

del Programa de Confiabilidad.

− Woodhouse J. 2002. User Guides, de software APT-Integrated Toolkit. Versión

3.0. Asset Performance Tools Ltd.

III

CONFIABILIDAD EN LA FASE OPERATIVA

III.1.‐ INTRODUCCIÓN

Por lo general, para actuar de manera integrada sobre los activos y mejorar la

confiabilidad de los mismos en la fase operativa podemos considerar la oportunidad de

intervenir en dos vertientes:

- En el plano de la organización, favoreciendo su actividad productiva principal o

esencial, los procesos en ella existentes y la gestión participativa (organización

aligerada – lean organization) sobre las estructuras funcionales y jerárquicas; y

- En el plano de la gestión y el mantenimiento de los activos físicos, desarrollando

una visión amplia sobre todo el ciclo de vida de los equipos e instalaciones

(impulsando la gestión e ingeniería del mantenimiento en esta fase).

A continuación presentamos aspectos que relacionan nuestra mejor operación y

mantenimiento con la confiabilidad de los equipos industriales en esta fase operativa.

Como sabemos la gestión de estos aspectos es clave a la hora de conseguir una

fiabilidad y mantenibilidad operativas que se aproximen a los valores inherentes

obtenidos durante el diseño de los equipos.

III.2.‐ CONFIABILIDAD Y OPERACIÓN DEL EQUIPO INDUSTRIAL

III.2.1.‐ INTRODUCCIÓN

La buena operación de los equipos influye en la fiabilidad y mantenibilidad de los

mismos. En este apartado se van a proponer buenas prácticas observadas para

asegurar la operación de los equipos dentro de su estándar operativo y se


comentarán casos donde se pueda apreciar el impacto de operaciones fuera de

control en la seguridad de funcionamiento de los equipos.

Como se ha descrito anteriormente, la fiabilidad de un equipo o instalación

depende en gran medida del diseño de los mismos así como de las acciones de

mantenimiento en la fase de explotación, tanto en sus aspectos de mantenimiento

preventivo como en la calidad de las reparaciones.

Otro aspecto de gran incidencia en la fiabilidad es la operación de los equipos.

Este es el que trataremos en este apartado.

A su vez, la mantenibilidad se ve afectada por el diseño de los equipos e

instalaciones (accesibilidad) así como por los medios de acceso, conocimientos del

personal, herramientas, repuestos y procedimientos operativos. Igualmente, nos

centraremos en esta última parte.

III.2.2.‐ INCIDENCIA DE LA OPERACIÓN EN LA FIABILIDAD

La operación de los equipos es una de las principales causas que inciden

directamente sobre la fiabilidad y la mantenibilidad. Concretamente, si nos

centramos en la primera, podemos decir que es la segunda en importancia después

de los fallos mecánicos.

Como puede verse en la siguiente figura, los fallos operacionales son la

segunda causa de fallos en una refinería de petróleo después de los fallos de

equipos.

Las rutinas de operación tales como procedimientos de puesta en marcha,

limpieza de equipos, comprobaciones periódicas, regimenes de carga,

Confiabilidad en la Fase Operativa 45

procedimientos de parada son de suma importancia para la fiabilidad de los equipos.

Refiriéndonos al entorno de una planta de proceso, veamos algunos ejemplos:

Figura 3.1. Fallos de equipos en una refinería de petróleos. Fuente: Hydrocarbon processing market.

• Sellos mecánicos en bombas centrífugas: Estos son equipos idóneos para

asegurar la estanqueidad de las bombas. Sin embargo, en muchas ocasiones no

cumplen su función y se producen rotura de los mismos. Dejando a un lado un

diseño y/o un montaje inadecuado que producen no pocas averías, habría que

señalar que uno de los principales motivos de mal función y/o rotura de los

mismos es debido a una operación inadecuada causada habitualmente por falta

de limpieza una vez parado el equipo por lo que, cuando se pone en servicio de

nuevo, produce daño en las caras o por falta de calentamiento de las tuberias en

la puesta en servicio por lo que el fluido de proceso es más viscoso produciendo

ello daño en las caras del sello.


• Instrumentación: Aquí podríamos diferenciar entre la instrumentación en línea y

fuera de línea. Para la primera, es frecuente encontrarnos con malfuncionamiento

en los equipos debido a la deposición de solidos en las mismas procedentes de

suciedad en las lineas y/o los equipos de o por la solidificación del fluido de

proceso. En ambos casos está relacionado con las rutinas de operación de

limpieza de las instalaciones, parada y puesta en marcha. Como ejemplos

especificos podríamos mencionar:

o válvulas de control que no hacen un cierre adecuado o con los asientos

dañados.

o Medidores de caudal tipo Coriolis con tubos total o parcialmente

obstruidos por solidificación del fluido de proceso en los mismos.

o Placa de orificio para medida de caudal con obstrucción parcial por

deposición en la misma de suciedad o restos del montaje (cartones,

trapos, etc.).

o Medidores de caudal tipo vortex con obstrucción de orificios de medida.

o Medidores de presión con sello separador dañados por una

sobrepresión provocada por un golpe de ariete producido por una

apertura brusca de una válvula.

o Medidores de caudal de tipo rotámetro dañados por un golpe de ariete

o con una medición incorrecta por suciedad en el tubo.

o Analizadores de líquidos (PH, conductividad, etc.): La suciedad de la

muestra es causa frecuente de medidas incorrectas en estos equipos.

En el caso de instrumentación fuera de línea, la casuística es muy similar

pero con el añadido de el instrumento no está en contracto directo con el


proceso sino que es este el que ha de ser llevado hasta él para realizar la

medida. Algunos ejemplos:

o Analizadores de gases (Infrarrojos, ultravioletas, cromatografos, etc):

Una muestra inadecuada tanto en composición como en presión y/o

temperatura produce alteraciones en los sistemas de toma y

adquisición de muestras (SAM) provocando medidas incorrectas e

incluso daño de los equipos en ocasiones.

o Medidores de presión / presión diferencial: Utilizados tanto para medida

de presión, presión dieferencial como de nivel por altura manométrica

como también para medida de caudal mediante la utilización de

elementos primarios deprimógenos (placas de orificios, toberas, pitot,

etc.). Una de las principales causas de malfuncionamiento son debidas

a obstrucción del tubing de conexión con el proceso o a daños

originados por sobrepresiones.

Figura 3.2. La apertura de una válvula demasiado rápido puede producir golpe de ariete.

• Tuberías: Daños en las tuberías o en sus soportaciones por golpes de ariete

producidos por apertura brusca de válvulas, fenómenos de corrosión/deposiciones

por dejar fluido durmiente en tuberías que no están en operación.


• Válvulas manuales: Daños en los asientos por aplicación de un par excesivo para

“asegurar un buen cierre”. En muchas ocasiones se uilizan barras para ejercer un

par mayor en la falsa creencia de que cuanto mas se apriete, mejor cierra la

válvula.

Figura 3.3. Husillo pandeado debido a la operación mediante barras y válvula con suciedad arrastrada por la línea.

• Compresores alternativos: Daños en las válvulas de los cilindros por arrastre de

liquido e, incluso sólidos, con los gases a comprimir.

• Motores eléctricos: Es frecuente por parte de muchos operadores arrancar de

forma repetida y continuada un motor eléctrico hasta “la rotura” sin pararse a

pensar que hay un problema que hace que las protecciones del mismo disparen.

Es también frecuente someter a los motores a sobrecargas continuadas. En

ocasiones se elimina o se cambia el valor de tarado de las protecciones eléctricas:

protección térmica, diferencial, de cortocircuito, de número de arranques, etc.

• Bombas: Por utilización de estos equipos fuera de los rangos de funcionamiento

para los que fueron diseñados: sobrecarga continuada produciéndose vibraciones

y desgaste de piezas “acelerado”, regímenes de funcionamiento muy bajos


produciendo que el equipo entre en cavitación al bajar por debajo de la presión

de vapor. Este tipo de operaciones afecta también a otro tipo de equipos

dinámicos como soplantes.

Figura 3.4. Curva de la bañera de una máquina infra y sobrecargada. Fuente ATISAE.

• Gestión de alarmas: En muchas ocasiones, se reconocen las alarmas pero no son

comunicadas adecuadamene produciendo una falta de acción por mantenimiento

cuando se requiere y ocasionando, por tanto, un daño en los equipos.

Se han mencionado algunos ejemplos, aunque la lista sería interminable, pero son lo

suficientemente claros para comprender como incide la operación en la fiabilidad de

las instalaciones. Mediante un plan de entrenamiento y seguimiento puede

conseguirse optimizar este impacto.


III.2.3. SOPORTE DE OPERACIONES EN LA MEJORA DE LA FIABILIDAD

Si en el apartado anterior veíamos como las tareas de operación tienen una alta

incidencia sobre la fiabilidad, ahora veremos como operaciones puede ser una ayuda

fundamental en la detección de fallos incipientes, en la reparación de pequeñas

averías así como en la realización de sencillas labores de mantenimiento preventivo.

En estos principios en los que se basa el mantenimiento productivo total o

TPM. Por tanto, si llevamos a cabo esta metodología cubriremos todos los

planteamientos expuestos en este apartado (y muchos mas). Sin embargo, hay que

puntualizar que no es necesario implantar toda la metodología para realizar acciones

con resultados positivos en el planteamiento realizado.

Partiendo de la base que el operador es quien está en mayor contacto con la

máquina es fundamental aprovechar esa situación para sacar el máximo beneficio en

términos de fiabilidad. Así, es necesario que esté entrenado para detectar cualquier

anomalía en la misma: Un ruido raro distinto al “ habitual”, un olor fuera de lo

común, un aspecto distinto, manchas, derrames, fugas, parámetros de operación

anormales, etc. Deben de ser “señales de alarma” que pongan en marcha

mecanismos de actuación.

Además, se deben desarrollar listas de chequeo que, integradas con el resto

de comprobaciones propias de la producción, obliguen a la realización de estas

tareas así como que permiten tracear estas actuaciones.


HOJA DE RUTA DE AGUAS Rev 6 TURNO ___ TURNO ___ TURNO ___Operador Operador Operador

Día de la semana: .Fecha: / / . Unidad Rango Mañana Tarde NocheWWTPSalida H68501 (TI-68511-102) °C 20-35Flotantes aerator N/P/MAir lift (FI68512101) Nm3/h 80 -140MLSS en Aerator (1) ppm 5500 - 6000Estado thickener (Agua+Fango/Fango) AF/FN° Extracción/XCV fango (2) N°/N°CWNivel portafeed NaClO Litros (aprox.)Nivel portafeed DN2760 Litros (aprox.)Nivel portafeed DN2300 Litros (aprox.)Nivel portafeed BD1500 Litros (aprox.) Jueves 19:00 h.Cloro residual (Cloro Libre con kit) ppm 0.3-0.5 Conectar el 1º y 3º juevesCWR (FI-68101-102) AP bar 8-10 de cada mes la bombaCWR (PI-68101-101) bar 1.5-2.5 diesel de La Mina.Caudal Total entrada a F-68412 A/B/C (Qt) * m3/h aprox 300Caudal de entrada al F-68412A (Qfa) * m3/h aprox 100 Bomba arrancada por:Caudal de entrada al F-68412B (Qfb) * m3/h aprox 100Caudal de entrada al F-68412C (Qfc) * m3/h aprox 100CHEMICAL STORAGEN69702A Cubrebridas atacados/fugas S/N Jueves 19:00 h.Presión en impulsión N69702A bar 4 Conectar el 2º y 4º juevesN69703A/B fugas S/N de cada mes la bombaPresión en impulsión N69703A/B bar 8 diesel de la Cooling Tower.Temperatura Cuerpo N-69702 A (Sulfúrico) ºC 0 - 55 (4)RWTP Bomba arrancada por:Nivel biocida Litros (aprox.)

N68439A (biocida) L/h 4(5) Observando la pantalla Analizadores ROI de AIM, se ven picos de Cloro (aprox. cada 12 horas) debidos a la inyección de biocida, y entre estos picos el nivel de cloro es 0. Sí / NoN68422 A/B dosificando (HCl), poner pH pH S/N - 5.5 Domingo 19:00 h.T68420 (bisulfito) m3 >3 (1/10)N68423 A/B (bisulfito), poner Redox mV máx 400 Medir caudal de agua bruta.T68421 A/B (antiincrustante) Litros (aprox.)N68424 A/B (antiincrustante) L/h 1,6 FQIR6840321 m3/hSDI entrada F-68411 A/B/C/D 3-6.5 FQIR6840381 m3/hCaudal de entrada al F-68411A (Qa) * m3/h -Caudal de entrada al F-68411B (Qb) * m3/h -Caudal de entrada al F-68411C (Qc) * m3/h -Caudal de entrada al F-68411D (Qd) * m3/h -

Caudal total a los F-68411 A/B/C/D (Qt) * m3/hSuma de los

anteriores

SDI salida F-68402 A/B/C 1-3.5Cloro libre a la salida F68411A/B/C/D ppm 0(1) Si los MLSS están por encima de 6000 habrá que realizar una extracción hacia el espesador de fangos.(2) Si sale fango por la XCV 09 habrá que realizar una extracción hacia el filtro de bandas.(3) Si la presión diferencial es alta, habrá que lavar el filtro por el que pase menor caudal en primer lugar.(4) Si la temperatura de la bomba de Sulfúrico es superior a 55 ºC, comprobar si hay alguna válvula sanders mal abierta.(5) Si no hay picos de cloro podrá ser debido a que no ha entrado biocida. Esto habrá que comprobarlo, detectar la causa y actuar.NOTA: Cualquier acción que se tome de acuerdo con los epígrafes (1) al (5) anteriores se deberá anotar en el libro de relevos.

* El criterio para ver si es necesario lavar algún filtro de arena será el siguiente:Si el caudal que pasa por un filtro activo (Qf) es inferior a 0.25 multiplicado por el caudal total que pasa por los tres filtros (Qt) en servicio entonces habrá que lavar ese filtro.Resumiendo:Si Qf > 0.25 x Qt no lavar filtro, excepto cuando ΔP es alta (3).Si Qf < 0.25 x Qt lavar filtro, y anotar en libro de relevos.

EHS avisará puntualmente sobre la venida del laboratorio externo para la toma de muestras del efluente al mar.

Figura 3.5. Ejemplo de ronda de operaciones con acciones para detección de anomalías de equipos integrada.


En la siguiente Figura 3.5 se ve un ejemplo de una ronda de operaciones en

una planta de tratamiento de aguas. En la misma se han incluido tareas de detección

del estado de los equipos que den información a mantenimiento de la evolución de

los mismos: fugas, presiones, temperatura, etc.

En cuanto a la realización de pequeñas reparaciones, podríamos mencionar el

famoso TLC (Tightening, Lubrication and Cleaning) de TPM que incluye las tareas de

limpieza, lubricación y apriete de conexiones como filosofia de tareas básicas.

Hay muchas tareas de mantenimiento de fácil ejecución que pueden ser

realizadas por los operadores con un entrenamiento adecuado produciendo con ello

una rápida resolución de las mismas y con el consiguiente ahorro de costes de

mantenimiento así como la simplificación de las labores burocraticas del flujo de la

orden de trabajo: creación de aviso, aprobación de mismo, planificación, ejecución,

cierre, notificación, etc. Pongamos algunos ejemplos centrados nuevamente en una

planta de proceso:

• Equipos estáticos:

o Engrase de válvulas manuales: Del husillo y de la válvula en general.

o Limpieza filtros aspiración de bombas con vapor o condensado. Incluye desmontaje y montaje del mismo.

o Colocación de discos ciegos hasta 4”

o Apriete de bridas hasta 4”.

o Cambio de juntas.

o Purgadores: Incluye inspección de correcto funcionamiento, apriete de bridas, cambio de juntas.

• Equipos dinámicos:


o Lubricación de bombas: Incluye retirada aceite viejo, llenado de aceite nuevo y limpieza. Reposición cuando sea necesario.

o Ajuste de prensas de bombas: Apriete cuando exista una fuga.

o Sellos de Bombas: Incluye eliminación de fugas, calentamiento de tomas de lavado, desconexión y soplado con vapor o condensado cuando se sospeche de obstrucción en las lineas.

• Electricidad

o Rejillas de motores: Inspección y limpieza

o Rearme de interruptores de motores: Cuando se rearme un máximo de 3 veces, enclavar y pasar aviso a mantenimiento.

o Cambio de luminarias: Con enclavamiento previo de interruptores.

o Arranque de grupos electrógenos: en modo manual.

o Apriete de conexiones sueltas en baja tensión.

• Instrumentación

o Válvulas de control: Engrase de vástago, eliminación de fugas de aire por apriete de racord o sustitución, eliminación de fugas en empaquetadura mediante apriete.

o Niveles visuales: Reapriete de conexiones para eliminación de fugas.

o Detectores de llama: Limpieza del cristal del detector. Incluye desmontaje para detectores en hornos y calderas.

o Transmisores de presión diferencial: reapriete o sustitución de racord, comprobación del cero del instrumento, limpieza de conexiones con agua, condensado o vapor.

o Manómetros: Reapriete de conexiones para eliminación de fugas, limpieza y/o sustitución.

o Medidores de temperatura locales: Sustitución del medidor incluyendo aflojamiento y reapriete de conexiones.


Figura 3.6 : Aplicación de metodología TPM a una planta industrial .

Por último, dentro de las acciones a realizar por los operadores con el fin de

ayudar a mantenimiento en la mejora de la fiabilidad al tiempo que se optimizar los

recursos, estaría la realización de pequeñas tareas de mantenimiento preventivo.

Muchas de estas acciones podrían ser las ya mencionadas pero, en lugar de

realizarlas cuando ya hay un síntoma de mal función, se harían con una frecuencia

preventiva determinada. Los 3 niveles mencionados los combinamos en la siguiente

figura que corresponde a la implementación de la metodología TPM a una planta de

extrusionado de plástico y en el que se tomó la metodología 6 sigma para el

desarrollo. Distinguimos 3 niveles:

• Nivel 1: Observación e investigación

• Nivel 2: Comprobación y control

• Nivel 3: Mantenimiento preventivo. Tareas no muy técnicas para

operadores y las más técnicas y complejas para mantenimiento.


Nivel 3Tareas de mantenimiento preventivo Repetative Procedure

en EMPACAssets Asset

Schedule No.Frecuencia

Cambiar helicoilsLimpieza codigo 30 (Apoyo)Quitar tapones vacio (Vent ports) (Apoyo)Cambio piston apriete rodillo pelitizadoraCambiar juntos de vent portInjeción de mesamol en la linear (Sis de vacio) 7 diasLi mpieza los cuchillos de la Peletizadora 7 diasCambiar los ceramicas en peletizadoraCambiar thermoparasCambiar electrovalular de agua de baralimpiar filtro de aire de refrigeracion de motor 28 dias

Nivel 2Tarea o Comprobar Repetative Procedure

en EMPAC

Assets Asset

Schedule No.

Frecuencia

Comprobar nivel de aceite y fugas en el reductora 5001, 5002 cada linea 1644 7 diasComprobar Suciodad de filtros de Aire 5003, 5004 cada linea 1644 7 diasComprobar sujecciones y presados de los cables DE LAS RESISTENCIAS DEL EXTRUSOR.

5020, 5021, 5022 cada linea 1644 7 dias

Comprobar el estado de termopares y vainas 5023, 5024, 5025 cada linea 1644 7 diascomprobar fugas de RDP en tubing e injectores de las lineas 5026, 5027, 5028 cada linea 1644 7 diasComprobar nivel de aceite y fugas en la bomba de RDP de cada linea

5029, 5030, 5031 cada linea 1644 7 dias

Peletizador: Combrobar fugas de aire en los pistones, Comprobar

estado de las ceramicas, Comprobar que estan limpios los

detectores de velocidad.

5032, 5033, 5034 cada linea 1644 7 dias

Comprobar estado de las ruedas en los baños de agua 5035, 5036, 5037 cada linea 1644 28 dias

Nivel 1Tarea Repetative Procedure

en EMPACAssets Asset

Schedule No.Frecuencia

Limpiar los cables y tuberiasLimpiar la zona de prensas diariolimpiar los feeders bienComprobar PDI Aire diarioComprobar Helicoils diario

Figura 3.7. Aplicación de la metodología TPM. Fuente: Conde Cavero. Tesis Doctoral

En la Figura 3.7 se incluye una hoja de aplicación de esta metodología a la

zona de extrusión. Se pueden ver los tres niveles de tareas mencionados. Ha de

incluirse también el procedimiento a que corresponde, los equipos asociados y la

frecuencia de realización de dicha tarea.


III.2.4.‐ INCIDENCIA DE LA OPERACIÓN EN LA MANTENIBILIDAD

Según comentado, los procedimientos operativos afectan a la mantenibilidad de los

equipos e instalaciones. Así, cuando es necesario realizar una intervención de

mantenimiento en un equipo, ya sea de carácter preventivo como correctivo, los

tiempos necesarios para que mantenimiento pueda empezar a trabajar pueden ser

bastante significativos. Estos incluyen las siguientes tareas:

• Parada del equipo

• Aislamiento del equipo del resto de la instalación: cierre de válvulas, colocación de discos ciegos, etc.

• Enclavamiento de fuentes de energía: eléctrica, térmica, neumática, etc.

• Limpieza de equipos.

• Firma de permisos de trabajo.

Una vez concluida la intervención, es necesario realizar las tareas a la inversa

para restablecer al equipo a sus condiciones de servicio.

TBF: Tiempo de Buen Funcionamiento.TTI: Tiempo de Indisponibilidad.1, 2, 3, 4 instantes de interrupción.

1 2 3 4TBF1 TTI1 TBF2 TTI2 TBF3 TTI3 TBF4 TTI4 TBF5

AA BB1 2 3 4TBF1 TTI1 TBF2 TTI2 TBF3 TTI3 TBF4 TTI4 TBF5

AA BB

Aviso a MtoTiempo pasivo 1

Restricciones seguridad 1 TTR

Aviso a Producción

Elim inación restricciones seguridad 2

Tiempo pas ivo 2

Diagnóstico Logística Reparación

TTR: tiempo de reparación

Figura 3.8. Representación gráfica de los tiempos de mantenimiento.


Con el fin de optimizar estos tiempos, es necesario analizar cada uno de ellos

e intentar eliminar aquello que es superfluo. En este sentido, puede ser muy

interesante la aplicación de metodologías “LEAN” o de producción ajustada.

III.3. CONFIABILIDAD Y GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO

III.3.1. INTRODUCCIÓN

De manera precisa podemos decir que la moderna gestión de mantenimiento incluye

(UNE-EN 13306, 2001) todas aquellas actividades de gestión que determinan los

objetivos o prioridades de mantenimiento (que se definen como las metas asignadas y

aceptadas por la dirección del departamento de mantenimiento), las estrategias

(definidas como los métodos de gestión que se utilizan para conseguir esas metas u

objetivos), y las responsabilidades en la gestión. A las actividades anteriores debemos

sumar también aquellas que luego, en el día a día, nos permiten implementar estas

estrategias planificando, programando y controlando la ejecución del mantenimiento

para su realización y mejora, teniendo siempre en cuenta los aspectos económicos que

resulten relevantes para la organización.

La gestión de mantenimiento debe ser eficaz y eficiente. La eficacia muestra la

bondad con que un departamento o función de mantenimiento consigue los objetivos

impuestos en base a las necesidades de la empresa. La eficacia de la gestión se

concentra entonces en lo correcto de los procesos que se emprenden y en que los

procesos produzcan el resultado esperado de los mismos. La eficacia de la gestión de

mantenimiento nos permitirá entonces minimizar los costes indirectos de

mantenimiento, aquellos asociados con las pérdidas de producción y en última instancia

con la insatisfacción del cliente. Por tanto, en el caso de mantenimiento, la eficacia de


la gestión de esta función podemos entenderla como la satisfacción que la empresa

tiene con la capacidad y condición de sus activos, o con la mejora general de los costes

que experimenta cuando la capacidad de producción está disponible cuando se

necesita.

La eficiencia de nuestra gestión de mantenimiento es realizar estas tareas con el

mínimo esfuerzo, minimizando derroche o desperdicio de recursos, y los gastos

asociados a los mismos. Si logramos mejoras de eficiencia en el proceso de gestión,

éstas nos permitirán minimizar los costes directos de mantenimiento, es decir realizar

un servicio de mantenimiento de igual o mejor calidad a costes más competitivos.

Se puede demostrar, que para la gestión eficaz y eficiente del mantenimiento, es

posible conseguir los anteriores puntos entendiendo bien los dos siguientes aspectos:

• El proceso de gestión de mantenimiento, que tiene un curso de acción, es decir

una serie de pasos a seguir y;

• El marco general de referencia para la gestión, es decir la estructura básica de

soporte constituida por una serie de herramientas, métodos y técnicas

específicas que conforman un sistema básico, que es necesario para una gestión

avanzada del mantenimiento.

III.3.2. UN MODELO PRÁCTICO PARA LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO

A continuación se concreta lo anteriormente comentado de forma sencilla y práctica,

pensando siempre en facilitar a los gestores de mantenimiento la aplicación de los

conceptos anteriores. Se presenta entonces un modelo genérico propuesto para la

gestión de mantenimiento, que tiene en cuenta e integra muchos de los modelos

encontrados en la literatura hasta la fecha, o de los empleados en la práctica en

empresas de amplia tradición y excelencia en este campo. El modelo está compuesto


por ocho bloques (Figura 3.9), que distinguen y caracterizan acciones concretas a

seguir en los diferentes pasos del proceso de gestión de mantenimiento. Es un modelo

dinámico, secuencial y en bucle cerrado que intenta caracterizar de forma precisa el

curso de acciones a llevar a cabo en este proceso de gestión para asegurar la

eficiencia, eficacia y mejora continua del mismo.

Tal y como se indica en la figura de referencia, los primeros tres bloques

condicionan la eficacia de la gestión, los siguientes bloques aseguran la eficiencia de las

misma y su mejora continua de la siguiente forma: Los bloques 4 y 5 incluyen acciones

para la planificación y programación del mantenimiento, incluyendo por supuesto la

planificación de la capacidad del departamento de mantenimiento. Los bloques 6 y 7

están dedicados a la evaluación y control del mantenimiento y del coste de los activos a

lo largo de su ciclo de vida. Finalmente el bloque 8 se centra en acciones para asegurar

la mejora continua de la gestión.

Phase 1:Definition of the

maintenance objectives and

KPI’s

Phase 2:Assets priority

and maintenance strategy definition

Phase 3:Immediate

intervention on high impact

weak points

Phase 4:Design of

the preventive maintenance

plans and resources

Phase 5:Preventive plan,

scheduleand resourcesoptimization

Phase 7:Asset life cycle

analysis and replacement

optimization

Phase 6:Maintenance

executionassessment and control

Phase 8:Continuous

Improvement and new

techniquesutilization

Assessment Efficiency

Effectiveness

Improvement

Figura 3.9. Modelo del proceso de gestión del mantenimiento (Crespo, 2007)


Dentro de cada una de estos bloques de nuestro modelo de proceso de

mantenimiento encajan diferentes herramientas, métodos y técnicas específicas (Figura

3.10). Para hacer esto, en esta sección introduciremos brevemente cada técnica y

discutiremos como puede ser de mayor ayuda a los procesos de tomas de decisiones

que tienen lugar en cada etapa del proceso. De esta forma caracterizamos además la

estructura de soporte de mantenimiento.

Phase 1:Definition of the

maintenance objectives and

KPI’s

Phase 2:Assets priority

and maintenance strategy definition

Phase 3:Immediate

intervention on high impact

weak points

Phase 4:Design of

the preventive maintenance

plans and resources

Phase 5:Preventive plan,

scheduleand resourcesoptimization

Phase 7:Asset life cycle

analysis and replacement

optimization

Phase 6:Maintenance

executionassessment and control

Phase 8:Continuous

Improvement and new

techniquesutilization

Assessment Efficiency

Effectiveness

Improvement

Phase 1:Balance

Score Card(BSC)

Phase 2:CriticalityAnalysis

(CA)

Phase 3:Failure Root

Cause Analysis(FRCA)

Phase 4:Reliability-

CentredMaintenance

(RCM)

Phase 5:Risk―Cost

Optimization(RCO)

Phase 7:Life Cycle

Cost Analysis(LCCA)

Phase 6:Reliability

Analysis (RA)& Critical Path

Method(CPM)

Phase 8:Total Productive

Maintenance(TPM),

e-maintenance

Figura 3.10. Ejemplo de técnicas dentro de la estructura de soporte para la gestión de mantenimiento (Crespo, 2007)

Así por ejemplo, para poder asegurar que los objetivos operacionales de

mantenimiento y la estrategia no son inconsistentes con los objetivos generales del

negocio (Fase 1), podemos introducir e implementar en el área de mantenimiento

técnicas como el Cuadro de Mandos Integral (The Balanced Scorecard –BSC). El BSC es

específico para la organización para la cual es desarrollado y permite la creación de una

serie de indicadores claves de rendimiento (KPIs) para medir el desempeño de la


gestión de mantenimiento, que están alineados con los objetivos estratégicos de la

organización. Al contrario que otras medidas convencionales que están orientadas al

control, BSC coloca en el centro de su análisis la estrategia global y la visión del

negocio para de esta forma enfatizar en la consecución de una serie de metas en el

rendimiento de la organización. Estas metas se diseñan para alinear a la gente con una

visión general para la organización. Las metas para los indicadores seleccionados se

establecen siguiendo un proceso participativo que requiere de la involucración de

agentes interiores y exteriores a la organización de mantenimiento, la participación de

la dirección de la empresa, y de personal considerado clave en las unidades operativas

de la función mantenimiento, junto con usuarios claves del servicio (Fase 1). De esta

forma, las medidas de rendimiento de la función mantenimiento se ligan con el éxito de

la organización al completo.

Para jerarquizar los activos de producción (Fase 2). Cuando los objetivos y

estrategias de mantenimiento están definidos, existen un número importante de

técnicas cualitativas y cuantitativas que nos ofrecen una base sistemática sobre la cual

basar nuestras decisiones a la hora de clasificar los activos productivos en base a la

importancia de su función para la consecución de los objetivos del negocio. Muchas de

las técnicas cuantitativas utilizan algún tipo de variación de un concepto clave en esta

fase que es la evaluación probabilística del riesgo y la obtención del número/índice

probabilística de riesgo del activo (PRA/PRN). Los activos con índice mayor serán los

primeros en ser analizados.

Existen igualmente métodos para eliminar los puntos débiles en

equipos/sistemas de alto impacto (Fase 3). En activos críticos, antes de pasar a

desarrollar las acciones a incluir en nuestro planes de mantenimiento, es muy

conveniente analizar posibles fallos repetitivos, crónicos, cuya frecuencia de aparición

pueda incluso ser excesiva. Si somos capaces de encontrar, y eliminar si es posible, las

causas de estos fallos podremos ofrecer un alto retorno inicial a la inversión en nuestro


programa de gestión de mantenimiento. Entonces, nos será mucho más fácil acometer

las fases sucesivas de análisis y diseño de planes de mantenimiento, que requieren de

una importante inversión de tiempo y recursos. Existen diferentes métodos para

realizar este análisis de puntos débiles en activos críticos, una de los más conocidos es

el del análisis de causa raíz de fallos (Root Cause Failure Análisis – RCFA). Este método

consiste en una serie de acciones que son tomadas para encontrar la razón por la cual

existe un determinado modo de fallo y la forma de corregirla. Las causas por las cuales

los fallos aparecen pueden clasificarse en físicas, humanas o latentes. La causa física es

la razón por la que el activo falla, la explicación técnica del motivo por el cual el activo

tuvo el problema o falló. La causa humana incluye los errores humanos (acción u

omisión) que acaban dando lugar a causas físicas de fallo. Finalmente, las causas

latentes incluyen a todas aquellas deficiencias organizacionales y de gestión que hacen

posible que aparezcan errores humanos y que no se corrijan con el paso del tiempo

(fallos en sistemas y procedimientos). Las causas latentes de fallo serán por lo general,

nuestra mayor preocupación en esta etapa del proceso de gestión del mantenimiento.

El diseño del plan de mantenimiento preventivo para un determinado sistema

(Fase 4) requiere la identificación de sus funciones y de la forma en que estas

funciones dejan de cumplirse, además del establecimiento de una serie de tareas

efectivas y eficientes de mantenimiento, basadas en consideraciones que tienen que

ver con las seguridad y economía de nuestro sistema. Un método formal para la

consecución de este objetivo es el Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad (Reliability

Centred Maintenance - RCM).

Existen igualmente técnicas de optimización para la mejora de los programas de

mantenimiento. La optimización de los planes y programas de mantenimiento (Fase 5)

puede ser realizada para mejorar la eficacia y eficiencia de las políticas de

mantenimiento que resultan de un diseño inicial del plan y del programa de tareas. Los

modelos a aplicar dependen, por lo general, del horizonte de tiempo elegido para el


análisis. De esta forma, los modelos con largo horizonte temporal se preocupan de

aspectos relacionados con la capacidad de mantenimiento, el diseño del almacén de

repuestos, o por ejemplo, los tiempos o intervalos más idóneos para realizar las tareas

de mantenimiento. Los modelos de optimización a medio plazo pueden ocuparse, por

ejemplo, de optimizar la secuencia de actividades a realizar en una parada importante

de una planta, mientras que los modelos de mantenimiento cuyo horizonte temporal es

de un más corto plazo se centran en la mejora de la asignación de recursos y en su

control. Los enfoques de modelado, analíticos y empíricos, son muy diversos. La

complejidad del problema es a menudo muy alta y fuerza a la consideración de ciertas

suposiciones para simplificar la resolución analítica de los modelos, o a veces reducir las

necesidades computacionales.

La ejecución de las actividades de mantenimiento — una vez diseñadas,

planificadas y programadas tal y como se ha descrito en apartados anteriores — tiene

que ser evaluada y las desviaciones controladas para perseguir continuamente los

objetivos de negocio y los valores estipulados para KPIs de mantenimiento

seleccionados por la organización (Fase 6). Muchos KPIs, son construidos o se

componen a partir de otra serie de indicadores técnicos y económicos de nivel más

bajo. Por lo tanto, es muy importante asegurarse que la organización captura datos

convenientes y que esto los datos son correctamente agregado/desagregados según el

nivel requerido de análisis de operaciones de mantenimiento.

Para determinados escenarios y activos de producción, el análisis de costes de

ciclo de vida (Fase 7) se hace imprescindible. Imaginemos por ejemplo las empresas de

transporte público colectivo, que destinan cada año cantidades muy importantes a la

renovación de equipos, siendo la elección de la configuración de estos un aspecto muy

importante a considerar. Mientras que los costes de adquisición del equipo (que

incluyen investigación, diseño, prueba, producción y construcción) son por lo general

obvios, el análisis de costes de ciclo de vida depende crucialmente de valores derivados


de la fiabilidad que no son aparentemente visibles. Por ejemplo del análisis de la tasa

de fallos, del coste de las piezas de recambio, de los tiempos de reparación, de los

costes de los componentes, etc. Por lo tanto, un análisis de costes de ciclo de vida es

importante para tomar decisiones sobre la adquisición de nuevos equipos (reemplazo o

la nueva adquisición), donde proporciona tres ventajas importantes:

- Todos los costes asociados con un activo se hacen visibles.

- Permite a un análisis entre funciones del negocio. Por ejemplo, comprobar cómo

bajos costes de R&D puede conducir a altos costes de mantenimiento en el

futuro;

- Permiten a la gerencia desarrollar predicciones exactas.

Finalmente, comentar que existen técnicas para la mejora continua del

mantenimiento. La mejora continua de la gestión de mantenimiento (Fase 8) será

posible utilizando técnicas y tecnologías emergentes en áreas que se consideren de alto

impacto como resultados de los estudios realizados en fases anteriores de nuestro

proceso de gestión. Por lo que respecta a la aplicación de nuevas tecnologías de

mantenimiento, el concepto “e-maintenance” emerge como componente del concepto

“e-manufacturing”, el cual promueve el beneficio de las nuevas tecnologías de la

información y comunicación para crear entornos corporativos y distribuidos multi-

usuario. “E-Maintenance” puede ser definido como un soporte de mantenimiento que

incluye recursos, servicios y gestión necesarios para permitir la ejecución de un proceso

proactivo de toma de decisiones en mantenimiento. Este soporte no sólo incluye

tecnologías de Internet (i.e. ICT, Web-based, tether-free, wireless, infotronic

technologies) sino también, actividades “e-maintenance” (operaciones y procesos)

como los de “e-monitoring”, “e-diagnosis”, “e-prognosis”…etc. Además de nuevas

tecnologías para el mantenimiento, la participación de la gente de mantenimiento

dentro del proceso de mejora será un factor crítico para el éxito. Desde luego,


requerirán los niveles más altos de conocimiento, experiencia y educación

(entrenamiento), pero al mismo tiempo, las técnicas simples que permitan la

involucración de operadores en la realización de tareas de mantenimiento serán

sumamente importantes para alcanzar los niveles más altos de calidad de

mantenimiento y la eficacia total del equipo.

III.4. CONFIABILIDAD Y LOGISTICA DE MANTENIMIENTO

III.4.1.‐ INTRODUCCIÓN

Una buena logística de mantenimiento impacta en la seguridad de funcionamiento de

los equipos. En este apartado se proponen buenas practicas y se comentan casos

donde puede apreciarse el impacto de una buena logística de mantenimiento en la

seguridad de funcionamiento de los equipos.

En el apartado de definiciones se ha incluido la logística de mantenimiento

como la capacidad de una organización de mantenimiento, en determinadas

condiciones, para proporcionar bajo demanda, los recursos necesarios para mantener

un elemento, en virtud de una política de mantenimiento dada (191 IEC 50). Tiene

por tanto que ver con aspectos organizativos. En línea con la definición, vamos a

considerar como elementos clave para proporcionar los recursos necesarios bajo

demanda:

• Organización de Mantenimiento.

• GMAO´s

• Gestión de materiales y repuestos.

• Planificación y programación de los trabajos.


III.4.2.‐ ORGANIZACIÓN DE MANTENIMIENTO

La organización de Mantenimiento está íntimamente relacionada con el tipo o clase

de instalación de que se trate y la eficiencia que se requiera de la misma. Se puede

decir que no existen reglas fijas ni organización estandarizada aplicable a todos los

casos, ni siquiera a gran parte de ellos. Son tantas las variables que intervienen en el

mantenimiento que puede afirmarse que no existen bases de comparación válidas y

que, en cada caso particular, deben estudiarse y definirse sus propias características.

Los principales aspectos a tener en cuenta son:

• Tipo de instalación.

• Ubicación geográfica.

• Distribución e implantación

• Régimen de producción.

• Estado de equipos y máquinas.

• Tecnología y grado de automatización.

• Política de personal

• Formación del personal

• Disponibilidad de medios y recursos.

• Normativa legal y sindical.

• Antecedentes y futuro de la actividad productiva

El problema, pues, está influenciado por muchas variables difícilmente

cuantificables, lo que descarta todo planteamiento puramente cuantitativo. Incluso

hay dificultades para definir con carácter general lo que se entiende por

mantenimiento.


Dejando aparte las definiciones conceptuales y sus variantes que figuran en la

literatura técnica, sin ánimo por lo tanto de ser exhaustivo y desde un punto de vista

práctico, las tareas que se consideran propias y directas del mantenimiento son:

• Inspecciones, revisiones y pruebas: Constituyen la base de los demás tipos de

intervención. En ellas se examina la calidad funcional de la máquina y las

condiciones de seguridad.

• Engrases: Se trata de uno de los trabajos más importantes de mantenimiento

de maquinaria en su aspecto preventivo

• Reparaciones elementales: Corresponden a trabajos que se realizan sin

desmontar la máquina como por ejemplo: nivelación, ajuste de asientos,

limpieza general, limpieza de circuitos de engrase, limpieza de circuitos

calefactores o refrigeradores, pintado parcial, sustitución de partes

desgastadas que tienen una vida muy corta, etc.

• Reparaciones parciales: Se refiere a los trabajos que exigen el desmontaje

parcial más o menos importante de la maquinaria o instalación pero sin retirar

esta completamente de su emplazamiento. Pueden incluir todos los trabajos

de la reparación elemental así como la reposición de piezas, equilibrado de

partes giratorias o alineación general de los ejes.

• Reparaciones generales: Son las reparaciones en que prácticamente se

desmonta la totalidad de la máquina o instalación, reparando o reponiendo

todas las piezas que presentan algún desgaste y, por lo tanto, dejando el

conjunto como nuevo. Pueden efectuarse en el propio emplazamiento de la

máquina, según la clase de industria o en un taller propio o externo.


• Reparaciones totales: Se trata de la sustitución completa de un equipo,

maquina o instalación por otra nueva que pueda aportar, o no, características

de producción y rendimientos más elevadas.

Las reposiciones totales e incluso alguna parte de las reparaciones generales

cuando se trata de piezas muy costosas, normalmente a partir de un determinado

valor, variable según criterios financieros en cada empresa e incluso en cada

ejercicio, se consideran como gastos capitalizables y se tratan como inversiones,

fuera del presupuesto de mantenimiento, aún cuando es la organización de

mantenimiento la que se ocupa totalmente de la gestión del trabajo correspondiente

El número de empleados de mantenimiento en las empresas españolas es en la

actualidad en torno a 22 personas y supone un 9% del total de la plantilla según la

encuesta de la asociación española de mantenimiento AEM en el año 2005 . El

número es muy similar a datos de encuestas anteriores aunque en términos

porcentuales si se observa un aumento en la encuesta del año 2005 con respecto a

la anterior del año 2000.

No existe una estructura ideal de mantenimiento aplicable a toda empresa

debido a la gran variedad de factores que pueden condicionarla. Algunos de ellos

están ligados con el tipo de industria: trabajo continuo o discontinuo, trabaja todo el

año o por campañas, con alto grado de automatización o no. Igualmente influye la

localización de la factoría: no es igual una zona fuertemente industrializada que una

zonal rural, un clima seco que húmedo, un solo centro de producción que distintas

plantas. También hay condicionantes internos a mantenimiento: formación y edad de

la plantilla, absentismo, medios de trabajo, medidas de seguridad necesarias, etc. Se

considera necesario, por tanto, antes de definir una estructura organizativa concreta,

establecer las funciones que se han de desarrollar para la consecución de los

objetivos:


• Ejecución: Para garantizar la continuidad productiva de las instalaciones, la

primera y fundamental función de mantenimiento es la ejecución de una serie

de trabajos. Estas son básicamente de mantenimiento preventivo o de

reparaciones y éstas, a su vez, urgentes o programables. Esta función viene

cuantificada por la carga de trabajo que genera la instalación ya que su valor

y naturaleza aportará datos para definir los medios humanos para llevarla a

cabo y sus especialidades así como las bases para definir con precisión el

contenido del resto de funciones básicas.

• Materiales: Tiene por objeto asegurar que la función ejecución va a disponer

del material preciso en el momento preciso. Para ello será necesario:

o Definir qué materiales hay que tener en inventario y cuales no.

o Niveles de existencias.

o Organización/distribución de almacenes de repuestos

o Criterios de reposición.

o Política de compras.

• Contratos: La ejecución de los trabajos de mantenimiento puede realizarse

con personas pertenecientes a la plantilla propia de la empresa o con personal

de otra compañía. La función contratos tiene por objeto:

o Determinar que parte de la carga de trabajo ha de contratarse y cual

no.

o Establecer procedimientos de contratación que se basan en el

cumplimiento de normativas vigentes y en los mejores requisitos de

calidad y precio.

o Desarrollar sistemas de supervisión y control que garanticen el

cumplimiento de las condiciones contractuales.


• Planificación: Conseguir el uso eficiente de los medios humanos y materiales

de mantenimiento. En esta función se incluyen tareas como:

o Preparación previa del trabajo diario, definiendo medios, herramientas

y materiales asignando las personas que lo han de ejecutar, fijando las

medidas de seguridad a emplear.

o Lanzar el programa de mantenimiento preventivo sistemáticamente.

o Fijar métodos de trabajo.

o Preparación y programación de grandes trabajos y paradas generales

de plantas

o Dimensionar las necesidades de plantilla propia y contratada, fijando

las peculiaridades de trabajo continuado, a turnos, etc.

o Cumplimiento de los programas de mantenimiento preventivo.

• Fiabilidad: Tiene por objeto la medida y control de la disponibilidad, fiabilidad

y mantenibilidad. Para ello debe:

o Estudiar las averías que se presentan o son susceptibles de presentarse

adoptando el criterio de reparación más adecuado.

o Recomendar modificaciones de diseño de materiales o de operación

para evitar la avería.

o Hacer recomendaciones para la modificación de los planes de

mantenimiento o para iniciar un proceso de formación.

o Verificación de la calidad técnica de las reparaciones.

• Control de costes: Como ya hemos visto en el capítulo anterior, el objetivo de

mantenimiento es la obtención de una alta disponibilidad optimizando los


recursos, minimizando los costes. Esta función es, por lo tanto, fundamental y,

sin embargo, es muchas veces olvidada o no tenida en cuenta con la

suficiente consideración. Mantenimiento ha de prestar unos servicios pero no

a cualquier coste, sino precisamente al coste mínimo. El cometido de la

función de costes es:

o Elaborar y analizar los datos relativos a costes.

o Presentar y comunicar estos datos al resto de la organización para que

se tomen las acciones adecuadas.

o Control desviaciones de presupuesto, productividad de la plantilla, etc.

o Elaboración del presupuesto anual..

• Auditorias/reingeniería/Mejora continua: Tiene por objeto analizar los procesos

y los índices de mantenimiento proponiendo e implementando proyectos de

mejora sobre la base de los resultados obtenidos mediante la utilización de

metodologías específicas como Six Sigma o Lean.

PLANIFICACIÓN

MANTENIMIENTO

EJECUCIÓN FIABILIDAD MATERIALES CONTROLDE COSTES

MEJORA CONTINUA

CONTRATOSPLANIFICACIÓN

MANTENIMIENTO

EJECUCIÓN FIABILIDAD MATERIALES CONTROLDE COSTES

MEJORA CONTINUA

CONTRATOS

Figura 3.11. Estructura funcional característica de mantenimiento


Un aspecto que puede incidir de manera importante en la estructura

organizativa de la función o departamento de mantenimiento es la contratación de

servicios de mantenimiento existentes. Esta contratación de servicios tiene dos

aspectos a revisar fundamentales:

• Estrategia de contratación: Definir que se contrata y de que manera. Esta

debe ser realizada por la dirección de mantenimiento con el apoyo de la

dirección y la ayuda de los responsables de especialidad y del departamento

de compras.

• Negociación: Esta parte compete por lo general enteramente al departamento

de compras.

Ejecucióndelos trabajos

Supervisióndelos trabajos

Análisisdelosdatos

(Fiabilidad)

PlanificaciónyProgramaciónde los trabajos

Realimentaciónde

laejecución

OrdendeTrabajo

PersonalPropio

Personalcontratado

Ejecucióndelos trabajos

Supervisióndelos trabajos

Análisisdelosdatos

(Fiabilidad)

PlanificaciónyProgramaciónde los trabajos

Realimentaciónde

laejecución

OrdendeTrabajo

PersonalPropio

Personalcontratado

PersonalPropio

Personalcontratado

Figura 3.12. Distribución tipo entre personal propio y personal contratado.

En cuanto a la estrategia a seguir a que contratar y que no, la recomendación

del autor es contratar todo lo posible pero sin perder el conocimiento ni el control.

Como puede verse en la se propone mantener personal propio para la preparación


de los trabajos, la supervisión, la realimentación de la ejecución y el análisis de los

datos mientras que la ejecución es realizada por personal contratado. Únicamente se

recomienda que aquellos trabajos que sean críticos desde el punto de vista de la

seguridad o si hay un riesgo de paro de la producción sean realizados por personal

propio. Hablando en términos porcentuales, se considera razonable disponer de un

25/30 % del total del personal como propio y el resto contratarlo. Según datos de la

asociación española de Mantenimiento AEM encuesta 2005, la distribución media

sobre las empresas encuestadas está en torno a un 45% de personal contratado por

lo que el modelo propuesto es más agresivo en ese sentido.

III.4.3.‐ SISTEMAS DE GMAO

La estrategia de la gestión de activos, para la consecución de alta disponibilidad,

fiabilidad y calidad, se apoya en equipos y sistemas informáticos incorporados a los

procedimientos de operación. La planificación automática de trabajos mediante

paquetes informáticos se suele asumir con cierta rapidez en la parte administrativa y,

sin embargo, la gestión de producción se queda a medio camino en un buen número

de casos, sin ser frecuente tener en cuenta los factores de optimización específicos

para cada fábrica. La implantación de un sistema de gestión de mantenimiento

asistido por ordenador requiere un estudio previo de la organización y

funcionamiento del mantenimiento existente. Debe existir una política de

mantenimiento formalmente establecida; sino es así, no se considera recomendable

la implantación del GMAO. Existe un alto riesgo de fracaso, con un 90% de las

implantaciones del sistema GMAO con fallos. El GMAO necesita su propio

mantenimiento y, con él, la provisión de recursos tanto materiales como humanos. Si

el GMAO funciona correctamente, se agiliza el flujo de información entre

departamentos.


Se considera crítica la definición de circunstancias relativas a quién, cómo y

para qué se utilizará esta herramienta planteándose la necesidad de dar con

soluciones integrales más allá del simple uso del GMAO, siendo frecuente sobre todo

en la pequeña y mediana empresa se incurra en el error de cifrar en una solución

informática el paliativo a una menor capacidad de gestión. Así, uno de los problemas

que se suscitan con la informatización es el perfil de los técnicos de mantenimiento.

A veces se trata de magníficos profesionales de oficio, pero con importantes

carencias en el empleo de medios informáticos. El uso de un programa de gestión les

puede exigir un importante esfuerzo personal. Para garantizar el éxito, es necesario

implantarlo teniendo en cuenta sus necesidades, de forma que el GMAO suponga

una herramienta que facilite su trabajo y no un mero sistema colector de información

que será otro quien la analice. Igualmente, es fundamental invitarlos a participar en

el proceso de su implantación.

La informatización permite abundar en el análisis de fallos ocultos, de causas

difíciles de determinar. Se consideran etapas precisas en el proceso de

informatización las siguientes:

• Aprobación del proyecto por la dirección de la empresa.

• Análisis y diagnóstico del mantenimiento, considerando aspectos como:

o Estructura organizativa

o Procedimientos y normas existentes

o Grado de capacitación y experiencia de los usuarios.

o Relación entre el área de mantenimiento y el resto de la empresa.

o Problemas existentes en el área.


• Selección de software, con participación de los técnicos informáticos para

definir sus características:

o Funcionalidades: lista de requerimientos

o Interfase adecuada: sencillez y ergonomía.

o Flexibilidad y crecimiento escalonado: carga de datos de forma

escalonada.

o Plataforma adecuada: hardware necesario

o Soporte técnico del proveedor.

• Capacitación de los usuarios, tanto en mantenimiento como informativamente

• Puesta en marcha planificada del sistema informático, que considere:

o Niveles de trabajo

o Recursos humanos: internos, externos y mixtos. Carga inicial para un

año y seguimiento.

En EEUU, como resultado de la encuesta de la SMRP (Sociedad de Profesionales

de Mantenimiento y Fiabilidad), el grado de adopción de la GMAO figura en su punto

más alto en las fábricas del país. También la mayoría ha adoptado un sistema formal

de programación de trabajos de mantenimiento. En nuestro país, según la encuesta

de la AEM año 2005, ha aumentado la informatización utilizándose el ordenador en

actividades como control de gastos, gestión de stocks, programa de ordenes de

trabajo, mantenimiento preventivo, planificación, datos de inventario de equipos y

otros. Hay varias opciones para la realización del procesado del sistema informático:

un ordenador central, un ordenador central con terminales para mantenimiento o PC

locales exclusivos para mantenimiento siendo más frecuentes los dos últimos tipos.


La información es concebida como un factor más de la producción, junto con los

activos materiales, el capital y los recursos humanos. El Mantenimiento, como una

parte componente que es de la producción, requiere, para alcanzar el nivel de la alta

competitividad existente en los tiempos presentes y previsiblemente en los futuros, la

disponibilidad de gran cantidad de información técnica, económica e histórica

disponible en el tiempo y lugar adecuado para lograr una gestión eficaz que

contribuya a la consecución de unos niveles de producción adecuados, en cantidad y

calidad, con el mínimo de costes de producción alcanzable, y con unos niveles de

seguridad máximos en personas e instalaciones.

Al objeto de conseguir la optimización de Mantenimiento, se desarrollan en la

actualidad en todos los sectores productivos importantes esfuerzos para poner a

disposición de los responsables de mantenimiento sistemas, normalmente

informatizados, para garantizar la información que cada situación pueda requerir. El

establecimiento de estos sistemas y de los soportes informáticos asociados

representa un esfuerzo económico de gran importancia. Es práctica general en

empresas de tamaño medio o grande el tratar esta cuestión como un proyecto

multidisciplinar con intervención de profesionales externos, de Mantenimiento,

administración, informática, finanzas, etc.

Según un estudio realizado por una consultora británica (AK Engineering

services) en el reino unido, la mayor parte de las empresas británicas se encuentran

en un nivel bajo de desarrollo del mantenimiento debido a un desarrollo pobre de su

planificación del mantenimiento y a un desarrollo inadecuado de sus sistemas de

gestión de mantenimiento.

III.4.4.‐ PLANIFICACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE LOS TRABAJOS

En el contexto de mantenimiento esta palabra puede tener dos significados. En

primer lugar “planificación estratégica” se refiere a la fijación de criterios generales


de actuación encaminados a obtener unos resultados concretos a medio y a largo

plazo. A través de ella se definen los medios humanos y organizativos que necesita

mantenimiento, se fijan los criterios de contratación, de almacenamiento de

repuestos, de mantenimiento preventivo, etc. La planificación “táctica” se refiere mas

a la forma de acometer el trabajo concreto y diario de mantenimiento, es decir, sus

intervenciones directas sobre los equipos e instalaciones.

GMAO

Trabajos a ejecutar

Ejecución

Reporte de ejecuciónSupervisión

Parte de ejecución

Validación

Feedback trabajo

ejecutado

Propiedad

Contratista

Feedback costes (horas,

servicios...)

Figura 3.13. Ejemplo de usuarios del sistema de GMAO, desde la generación al registro de la ejecución del trabajo.

Hay que diferenciar dentro de la planificación el concepto de programación. Los

términos planificar y programar tendemos a utilizarlos de forma conjunta, al ser

conceptos que se complementan, como vamos a ver.


Planificación de un trabajo es su estudio detallado en cuanto a como debe

realizarse, por qué personas, con qué medios y herramientas, con qué medidas de

seguridad. Planificar lo asociamos a determinar cómo se debe realizar un trabajo

analizado, quién debe efectuarlo (qué oficio), llevando implícita la definición del

método, los materiales requeridos, la estimación de recursos, tiempos de ejecución,

herramientas y medios necesarios; y también la asignación de prioridades relativas y

estados a las solicitudes que figuran en la carga de trabajo.

“P a ra q u e u n d e p a rta m e n to d e m a n te n im ie n to s e a re a lm e n te e f ic ie n te e l tra b a jo d e b e s e r p la n if ic a d o , p ro g ra m a d o y c o n la s p r io r id a d e s a d e c u a d a s ”

“ P la n ic a r y p ro g ra m a r lo s tra b a jo s d e m a n te n im ie n to e s la c la v e p a ra e l c o rre c to fu n c io n a m ie n to d e u n a o rg a n iz a c ió n d e m a n te n im ie n to ”

“ E l d e s a rro llo d e u n a e s tra te g ia d e m a n te n im ie n to s e d iv id e e n 4 e ta p a s . S i n o s e p la n if ic a b ie n , n o s e p u e d e s u p e ra r la p r im e ra e ta p a ”

Pla nt M a intena nce Resource Center

“ L o s tra b a jo s b ie n p la n if ic a d o s , a d e c u a d a m e n te p ro g ra m a d o s y e fe c tiv a m e n te c o m u n ic a d o s a s e g u ra n m a y o r tra b a jo , m a s e fic ie n te y a u n m e n o r c o s te ” .

“ L a p la n if ic a c ió n n o s o lu c io n a to d o p o r s i s o la . T ie n e u n a g ra n in te rre la c ió n c o n o tra s a re a s d e l m a n te n im ie n to ”















“ L a p la n if ic a c ió n n o s o lu c io n a to d o p o r s i s o la . T ie n e u n a g ra n in te rre la c ió n c o n o tra s a re a s d e l m a n te n im ie n to ”“ L a p la n if ic a c ió n n o s o lu c io n a to d o p o r s i s o la . T ie n e u n a g ra n in te rre la c ió n c o n o tra s a re a s d e l m a n te n im ie n to ”

Figura 3.14. Importancia de la planificación en el mantenimiento industrial

Programación es la actividad de determinar cuándo debe iniciarse un trabajo,

fijando la duración esperada del mismo.


Programar es establecer el cuándo, un calendario de las actividades elementales

definidas en la fase de planificación, compatible con el tiempo total disponible, de

forma que, en la medida de lo posible, se empleen unos recursos constantes con una

utilización máxima, que permita un coste mínimo. La planificación y programación

constituye la herramienta que permite llevar a cabo la gestión dinámica de los

recursos de ejecución de Mantenimiento.

Dice A. Kelly, que el objetivo de la Planificación es tratar de disponer de los

recursos correctos, en el lugar correcto, para hacer el trabajo correcto, de la forma

correcta, en el tiempo correcto, con el mínimo costo total.

En una instalación industrial media, para completar un trabajo pueden llegar a

intervenir en él entre uno y diez grupos de trabajo, pertenecientes a mas de una

decena de oficios distintos: ajustador mecánico, tubero, calderero, soldador, albañil,

pintor, electricista, instrumentista, carpintero, fontanero y cualquiera de los

relacionados con la instalación de andamios, aislamiento térmico, materiales

refractarios, limpiezas industriales, etc.

Así para realizar un trabajo de sustitución en planta de una válvula soldada

puede ser necesario: montar alumbrado suplementario, instalar un andamio,

desmontar instrumentos, quitar el aislamiento térmico, dar dos cortes en la tubería,

realizar las soldaduras, radiografiarlas, realizar el tratamiento térmico etc. En este

sencillo ejemplo interviene sin embargo un especialista distinto en cada una de las

operaciones descritas, que deberán ser ejecutadas en una secuencia determinada.

Organizar racionalmente y, sobre todo, coordinar la larga cadena de intervención

descrita resulta una actividad compleja, donde con facilidad pueden producirse

esperas y retrasos o interferencias con otros trabajos. La grúa, un material de

almacén etc. se necesitarán en un momento dado, en un lugar dado. Por otra parte

con frecuencia se plantean trabajos urgentes que obligan a cambiar el orden de


actuación previsto. En otras ocasiones la actividad está condicionada por las

condiciones ambientales (humedad, lluvia, temperatura, etc

Optimizar la función planificación conduce a minimizar la duración de las

intervenciones, empleando los recursos adecuados, balanceando la dualidad coste y

calidad, realizando las actividades con seguridad y minimizando el impacto ambiental

generado. Todo ello nos permite mejorar la seguridad de funcionamiento

(disponibilidad , fiabilidad y mantenibilidad) de los equipos, minimizando el coste,

convirtiéndose en consecuencia en una herramienta que nos ayuda a conseguir los

auténticos objetivos de la función Mantenimiento.

Figura 3.15. Contenido del tiempo de trabajo.

La Planificación y programación de los trabajos son la principal estrategia para

aumentar la eficiencia, actuando directamente sobre la Utilización, incrementando el

tiempo efectivo de trabajo en detrimento de los tiempos muertos.


Una métrica que se puede utilizar es el “Wrench” time o tiempo efectivo de

trabajo donde podremos obtener mejoras de hasta un 25%, pasando de un tiempo

efectivo del 25%-35% de media en plantas sin planificación, hasta un 55% con una

planificación funcionando de manera adecuada. Intuitivamente, un planificador

aumentará la productividad de un técnico 1.57 veces (55%/35%), además la

experiencia demuestra que un planificador puede preparar el trabajo de entre 20 y

30 técnicos, por lo tanto, si de la plantilla de 30 técnicos seleccionamos un

planificador, la productividad del conjunto será equivalente a la de 45 técnicos

(1,57x29=45,53).

Por lo expuesto hasta ahora, podemos concluir que la función de planificación

es un mecanismo de coordinación del departamento de mantenimiento tal y como

puede verse en la siguiente figura:

III.4.5.‐ GESTIÓN DE MATERIALES Y REPUESTOS

El costo de los materiales empleados en mantenimiento supone una parte importante

del costo total de mantenimiento que puede oscilar entre el 20% y el 40% del total

del presupuesto lo cual justifica de por sí una gestión eficaz; pero además ha de

tenerse en cuenta que el valor del inmovilizado del almacén es bastante elevado y

genera unos costes como son los financieros, de personal, de obsolescencia, de

medios, etc. Igualmente la gestión de compras genera un costo adicional.

La mejora de la gestión de materiales mejora cuando los costes generados por

esta gestión disminuyen y, a la vez, la disponibilidad de las instalaciones mejora o, al

menos, no se ve afectada.

Los objetivos de un almacén de mantenimiento han de ser:


Planificación

Solicitud de trabajo

Personal necesario

Horas estimadas

Repuestos necesarios

Herramientas

Procedimientos

Documentación

EjecuciEjecucióónn

Arreglar problemas

Hacer PM

IngenierIngenierííaa

Eliminar problemas

Trabajos de proyectosTrabajos de proyectos

OperacionesOperaciones

Encontrar problemas

Resolverlos o reportarlos

RCMRCM

Qué PM&PdM

PdMPdM

Buscar problemas

PMPM

Prevenir problemas

Buscar problemas

ControlControl

Programación semanal “cuanto”(Planificación)

Programación diaria “quién” (Supervisores)

FeedbackFeedbackProblemas adicionales encontrados

Mejora de los PM

Mejora de las planificaciones

GestiGestióónn

Liderazgo y comunicación

Plan estratégico

Organización

Definir capacidad

Métricas, etc

SystemsSystems

GMAO

Proceso OT

TPMTPM

Quién hace trabajo Mto vs Ops

ProducciProduccióón n y y CalidadCalidad

Supervisores en campo

Procesos directos Areas indirectas

Figura 3.16. Planificación dentro de la organización de mantenimiento. Fuente: Planificación y programación del mantenimiento industrial. A. Garcia Saura

Elevado nivel de servicio: Disponer de los repuestos dados de alta cuando son

solicitados.

Bajos costes de gestión: Cumplir el punto anterior al mínimo coste.

Las variables a tener en cuenta:

Consumo de materiales por parte de mantenimiento.

Valor del inmovilizado: Tener en el almacén una cantidad de materiales

genera una serie de gastos que son proporcionales al capital desembolsado


para adquirirlos. Entre los que destacan los intereses de capital, la

depreciación, el deterioro y las primas de seguros.

Costes de la gestión de compras, de los stocks y del almacén.

Influencia sobre la disponibilidad: Cuando falte un repuesto crítico

El tipo de industria influye mucho sobre el tipo de almacén. En una industria de

tipo continuo como una planta petroquímica o una central eléctrica, el almacén de

mantenimiento es el mas importante. Sin embargo, en un astillero o en una fábrica

de automóviles, el almacén de producción es muy grande con respecto al de

mantenimiento. Podemos considerar que las características específicas

fundamentales de un almacén de mantenimiento son:

• Gran número de artículos a almacenar.

• Gran diversidad de artículos. Podemos clasificarlos en:

o Repuestos específicos:

Partes de un equipo concreto

Validos para un grupo de equipos muy reducido

De seguridad: elementos de muy alto valor que en caso de fallo

son susceptibles de reparación pero con un tiempo de

intervención largo. Son repuestos con una duración igual al

equipo.

o Repuestos comunes: de un gran número de instalaciones como pueden

ser manómetros, válvulas, etc.


o Material de consumo: No se corresponden a ninguna instalación pero

son de uso generalizado como pueden ser los electrodos de soldadura,

fúsibles eléctricos o botellones de acetileno.

• Gran variedad en los consumos y en los precios unitarios: El 80% de los

artículos tienen un consumo anual inferior a la unidad.

La tendencia natural de mantenimiento es que haya en el almacén todo aquello

que en algún momento pueda necesitarse mientras que el responsable del almacén

no quiere tener que custodiar materiales que durante años no se mueven.

La proliferación de almacenes tiende de forma inevitable a incrementar la

cantidad de piezas que se tienen. Disminuye la capacidad de control, incrementa las

necesidades de personal y espacio, dificulta la localización de repuestos y las

operaciones de inventario. Es habitual la práctica de mantener pequeños almacenes

diseminados por los distintos talleres de mantenimiento con la excusa de excesivas

roturas de stocks en el almacén.

• Reposición de stocks.

En el momento en que el repuesto llega al valor fijado como mínimo o punto de

pedido, es necesario poner en marcha el proceso de reposición de materiales o

compra.

La fijación del punto de pedido debe hacerse en función de:

o Rotación o uso de la pieza: Siempre que se utilice un artículo ha de

quedar reflejado en el GMAO.

o Plazo de suministro del fabricante: Ha de manejarse un plazo que sea

realista. Si es necesario, tomar un valor conservador.


o Stock de seguridad: Es la cantidad de unidades que debo tener siempre

almacenadas. Se calcula restándole al valor del punto de pedido la

cantidad que se prevee consumir durante el plazo de entrega del

repuesto (desde que llegamos al punto de pedido hasta que el material

es repuesto de nuevo).

o Nivel de servicio requerido

Almacén

Figura 3.17. El almacén de repuestos de mantenimiento. Fuente: Conde Cavero. Tesis Doctoral

La fijación del punto de pedido es responsabilidad de mantenimiento. En

muchos sitios es muy habitual confundir el stock de seguridad con el punto de

pedido y que sea el oficial de mantenimiento, en contacto con el dia a dia el que fije

este parámetro en función a su criterio subjetivo que, si bien conoce las necesidades

de la instalación puesto que tiene que afrontar las reparaciones, tiende a pedir una


cantidad suficiente para cubrir cualquier contingencia y, desde luego sin utilizar la

información necesaria.

Utilizando los datos mencionados estadísticamente seremos capaces de

optimizar el binomio inventario-punto de pedido. Además, Una buena planificación

del mantenimiento evita disponer en el almacén de ciertos repuestos y materiales

cuyo uso se puede anticipar.

III.4.5.1. GESTIÓN DE COMPRAS.

Incluye los siguientes pasos (ver Figura 3.18):

• Determinación del punto de pedido

• Petición de ofertas

• Aprobación del presupuesto

• Emisión del pedido

• Activación del pedido

Veamos a continuación brevemente aspectos importantes de cada uno de estos

apartados:

Punto de pedido: Una referencia es consumida y llega hasta el valor del punto

de pedido. Es necesario llevar un control diario de éstos. Se inicia el proceso de

compras.

Petición de ofertas: Hay que ponerse en contacto con el suministrador y pedirle

oferta actualizada del/los artículos.

• Si se trata de un repuesto original, posiblemente no haya otra alternativa que

ir al suministrador original. Si se trata de piezas con alta rotación, se


recomienda negociar con el suministrador precios periódicamente para evitar

tener que pedir oferta cada vez que se pida una referencia.

• En el caso de suministros más genéricos, puede haber más de una alternativa

con lo que tendremos que pedir más de una oferta. En este caso, también se

recomienda agrupar referencias y negociar con un operador logístico los

mejores precios.

• Para suministros o fungibles se recomienda disponer de pedidos abiertos

anuales con almacenes de suministro próximos a la instalación.

Stock pordebajo del

mínimo o en Punto de Pedido

Peticiónde

ofertas

Aprobacióndel

presupuesto

Emisióndel

pedidoRecepción Activación

Consumo

Figura 3.18. Fases del proceso de reposición de materiales en un almacén de repuestos.

Aprobación del presupuesto: Una vez se tiene la oferta actualizada, hay que ver

si se dispone de presupuesto para realizar la compra. En teoría y con todo lo que se


ha visto hasta ahora, esto debería ser automático. Sin embargo, la compra de

repuestos es parte de un presupuesto de mantenimiento y hay que compatibilizar

esta necesidad con otras y que al final los números cuadren.

Emisión del pedido al suministrador y activación del pedido: Para asegurarnos

de que se cumple con los plazos de suministro marcados. Hay que estar en contacto

periódico con el suministrador para que no haya sorpresas en los plazos de entrega.

III.5 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEL CAPITULO

- Campbell JD, Jardine AKS. 2001. Maintenance excellence. New York: Marcel

Dekker.

- Conde Cavero R. Tesis Doctoral. Universidad Politécnica de Cartagena.

- Crespo Márquez A. 2007. The maintenance management framework. Models and

methods for complex systems maintenance. London: Springer Verlag.

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

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

- Crespo Márquez A, Moreu de Leon P, Sánchez Herguedas A. 2004. Ingeniería de

mantenimiento. Métodos y técnicas de aplicación a la fase operative de los

equipos. Editorial AENOR. Madrid.

- Duffuaa SO, Raouf A, Campbell JD. 2000. Sistemas de Mantenimiento. Planeación

y Control. Limusa. Mexico.



- Kelly A. 2006. Maintenance management Auditing. Industrial Press. New York.

IV

Medida de la Confiabilidad y del Riesgo

IV.1. FUNCIONES BÁSICAS

IV.1.1. INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS

Como sabemos la fiabilidad es una aptitud que tiene un elemento (pieza,

componente, aparato, ó sistema) para cumplir con unas funciones prefijadas y

mantenerse en los límites establecidos para las condiciones de explotación

dadas durante un intervalo de tiempo requerido. Esta propiedad se expresa en

forma de probabilidad. Así, según AENOR (norma AENOR X 06-501 de

Noviembre de 1977), “la fiabilidad es la característica de un dispositivo

expresada por la probabilidad de que este dispositivo cumpla con una función

requerida en las condiciones de utilización y para un periodo de tiempo

determinado”. Es decir, el concepto de fiabilidad puede definirse como la

probabilidad de que un elemento funcione de manera satisfactoria durante un

periodo de tiempo determinado en el que es utilizado en unas condiciones de

funcionamiento especificadas.

Para ello, se deben establecer los criterios que describen lo que se

considera por funcionamiento satisfactorio que puede ser una combinación de

factores cualitativos y cuantitativos que definen las funciones que el elemento

debe cumplir. La definición de este funcionamiento requerido implicará

establecer un nivel de admisibilidad a partir del cual el artículo falla

(recordemos lo visto en el primer capítulo sobre aspectos relacionados con la

función requerida de un dispositivo y el concepto de fallo o pérdida de función

del mismo). De igual forma deben definirse las condiciones de uso del elemento

que vendrá estipulado en la documentación técnica, ya que parece evidente


que un mismo material utilizado en dos contextos de funcionamiento diferentes

no tienen porqué tener la misma fiabilidad. Luego las condiciones de

funcionamiento indicarán factores ambientales como la localización geográfica

donde se espera que el artículo opere, el perfil operacional, el perfil de

transporte, ciclos de temperatura, humedad, vibraciones y un largo etcétera.

Factores que además, no sólo corresponden a las condiciones para el periodo

en que el artículo está operativo sino que también cuando éste se encuentra

almacenado o es transportado. Se define entonces el plazo de funcionamiento

como el periodo de explotación del artículo hasta la aparición del estado límite

estipulado en la documentación técnica. Esta duración puede estar medida en

horas, ciclos ó incluso volumen de trabajo.

IV.1.2. EXPRESIONES ESTADÍSTICAS

La estadística define la fiabilidad como la probabilidad de que un elemento no

falle en un intervalo de tiempo prefijado (0,t):

)tT(P)t(F1)t(R ≥=−=

donde F es la Función de Fallo representada por una variable aleatoria

continua. Para cada valor de t, F(t)=P(T<t) proporciona la probabilidad de fallo

del elemento en ese tiempo (o, análogamente, el porcentaje de la población

que ha fallado en ese tiempo t).

La función de densidad de probabilidad de fallo f(t) representa la

probabilidad en cada punto del espacio de la variable aleatoria t. El área total

Medida de la Confiabilidad y del Riesgo 91

debajo de la curva de función de densidad es igual a 1, entonces la

probabilidad de que la variable aleatoria t tome un valor en el intervalo [ta, tb]

es el área bajo la curva en ese intervalo.

)(dtd-f(t) tR=

La función de distribución de la probabilidad de fallos F(t) es la integral

de la función de densidad de probabilidad f(t), y representa la probabilidad

acumulada de todos los puntos del espacio de la variable aleatoria (t), hasta un

valor específico dado (tb). Luego es reflejada por el área bajo la curva entre 0 y

el valor específico dado (tb).

)(1)()(F(t)0

tRdttftTP −=×=≤= ∫∞

De esta forma, la probabilidad de la variable aleatoria (t) dentro del

intervalo [ta, tb] es:

∫ ×==≤≤b

a

t

t

dttf )()F(t-)F(t)ttP(t abba

La tasa de fallos es la velocidad con la que se producen los fallos, y cada

punto de la misma indica la posibilidad instantánea de fallo de un equipo que

ha sobrevivido hasta ese punto (t).

)()(

)()(')(

tRtf

tRtRt =−=λ

Integrando ahora esta expresión entre 0 y t:

∫ −−=λt

0))0(Rln)t(R(lndt)t(

Así, despejando R(t) y considerando que R(t=0)=R0 una fiabilidad inicial,

normalmente R0=1,


∫ λ−=t0

dt)t(0eR)t(R

Esta expresión establece que cualquiera que sea la ley de fiabilidad, si se

conoce la evolución de las tasas de fallos, se puede realizar un trazado

experimental de la fiabilidad en función del tiempo.

La fiabilidad condicional es la fiabilidad de que un elemento sigua

funcionando durante un tiempo (t) cuando ya ha funcionado un intervalo (T).

)()()/(

TRtTRTtR +

−=

Una característica importante de la fiabilidad es lo que se conoce por

MTBF que son las siglas de Mean Time Between Failure o lo que es lo mismo,

es la media de los tiempos de buen funcionamiento de un sistema.

Matemáticamente MTBF se corresponde con la esperanza matemática o

media de la variable aleatoria T, que es la Función de fallo o lo que es lo

mismo, el tiempo medio que fecha la aparición de una avería:

∑∫ ⋅=⋅= )t(ftdt)t(ftMTBF

De la misma forma, el mantenimiento expresado como la probabilidad

que tiene un sistema para que después de un fallo sea puesto de nuevo en

funcionamiento en un tiempo dado puede caracterizarse por MTTR, Mean Time

To Repair o media de los tiempos de reparación.

Luego, suele habitualmente definirse la disponibilidad de un sistema

como la probabilidad de que éste esté en estado de funcionamiento, es decir,

que no falle ni esté en revisión. La disponibilidad media de un sistema,

entonces, se calculará así:


MTTRMTBFMTBFA

+=

El objetivo de los servicios de mantenimiento es el de aumentar la

disponibilidad de los equipos: esto implica el aumento de la fiabilidad de los

mismos y la disminución de los tiempos de reparación.

IV.1.3. EJEMPLOS DE FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN DE FALLO

• Modelo Exponencial

Es el caso en que la tasa de fallos es una función constante en el tiempo, es

decir, que el fallo en cuestión tiene un comportamiento totalmente aleatorio.

Entonces se tiene que R(t)=e-λt. (Figura 4.1).

Fiabilidad y Tasa de Fallos

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Tiempo

λ(t)R(T)

Figura 4.1. Representación gráfica de R(t) y λ(t), caso λ(t) constante.

Con la expresión anterior de la fiabilidad y de acuerdo a las fórmulas

expuestas con anterioridad se deduce que:


λλ

λλ

λ

==

=<=

>= −

)()()(

e-1)(F(t)0 t,)(

t-

tRtft

tTPetf t

En este caso es fácil además conocer el valor de MTBF, es decir, la

duración media del buen funcionamiento del sistema:

λ=⋅= ∫

1dt)t(ftMTBF

• Modelo de Weibull

La distribución de Weibull es muy flexible en cuanto a que contiene tres

parámetros que permiten ajustar dicha distribución a toda clase de resultados

experimentales:

γ≥>η>β⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ηγ−

ηβ

=

β

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ηγ−

−−β

y t 0 0,con et)t(ft1

donde β es el parámetro de forma, η es el parámetro de escala y γ es el

parámetro de posición.

Contrariamente al modelo Exponencial, este modelo Weibull sirve para

cubrir los caso del sistema donde la tasa de fallos es variable, luego se adapta

también a los periodos de infancia y vejez del sistema. Por tanto, con esta

expresión de la fiabilidad se deduce que:

1

-t-

-t-

-t)()()(

e)(

e-1)(F(t)

−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛==

=

=<=

β

ηγ

ηγ

ηγ

ηβλ

β

β

tRtft

tR

tTP


De forma que el tiempo medio de buen funcionamiento viene dado por la

siguiente expresión:

)11()T(EMTBFβ

+Γη+γ==

siendo Γ la función matemática Gamma.

El parámetro de forma β, permite adaptar la forma de las curvas λ(t) a las

diferentes fases de vida de un sistema:

β<1, λ(t) decrece, lo que se ajusta al periodo de infancia del sistema debido

a su rodaje o desarrollo.

β=1, λ(t) es constante, por lo que se vuelve a encontrar la distribución

exponencial para explicar la fase de vida con tasa de fallos constante en un

sistema

β>1, λ(t) crece, coincidiendo con la fase de envejecimiento del sistema.

Incluso sirven igualmente como indicador de un determinado tipo de fallo:

1.5<β<2.5: fenómeno de fatiga

3<β<4: fenómeno de desgaste, de corrosión iniciado en el tiempo t=γ

β≈3.5, f(t) es bastante simétrica pareciéndose bastante a una distribución

normal.

El parámetro η es un parámetro de escala que tiene unidades de tiempo y el

parámetro de posición γ, también en unidades de tiempo, sirve para localizar la

fecha de inicio de fallos:

γ>0, indica que el sistema no falla entre t=0 y t=γ

γ=0, indica que los fallos comienzan desde el instante inicial, t=0


γ<0, los fallos han comenzado antes del origen del tiempo.

Diversos estudios de investigación justifican la utilización de la distribución

exponencial en sistemas de índole eléctrica/electrónica. Para sistemas de tipo

mecánico, desde la matemática más formal se considera más adecuada la

distribución de Weibull aunque a veces se ha observado que, incluso a nivel de

componentes mecánicos los resultados de fiabilidad alcanzados mediante la

utilización de la distribución Weibull frente a la Exponencial apenas si difieren.

• Modelo Normal

En este caso, la variable aleatoria continua de tiempo hasta el fallo t sigue una distribución normal de parámetros μ y σ y se denota N(μ, σ) si su función de densidad está dada por:

2)(21

21)( σ

μ

πσ

−−

=t

etf

donde μ es la media y σ es la desviación típica (σ2 es la varianza).

IV.1.4. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS FUNCIONES CARACTERÍSTICAS

Las funciones anteriores pueden ser representadas mediante curvas

características en función del tiempo, que se emplea como variable aleatoria (t)

continua y de valores positivos entre 0 e ∞.

A modo de ejemplo, veamos gráficamente la función de densidad de

probabilidad, la función de distribución y la tasa instantánea de fallos para los

tres modelos de fallos más usuales: modelo exponencial, normal y weibull.

Debido a la variedad de formas que puede representar las funciones tipo

weibull en función de los valores de η y β, se toman para la siguiente tabla los

valores η=1 y β=3.


Modelo Función densidad Fiabilidad Tasa de fallo

Exponencial f(t)

t -> ∞

F(t) R(t)

R(t)

t -> ∞

λ(t)

t -> ∞

Weibull f(t)

t -> ∞

F(t) R(t)

R(t)

t -> ∞

λ(t)

t -> ∞

Normal f(t)

t -> ∞

F(t) R(t)

R(t)

t -> ∞

λ(t)

t -> ∞

Figura 4.2. Representación gráfica de funciones características

Para el caso de la fiabilidad condicional resulta útil la representación

gráfica, pues basta con desplazar la curva de R(T+t) en el eje de abscisas

(horizontal) dividiendo el valor resultante para el punto T por el valor de R(t) en

ese mismo punto, como veremos a continuación.

t -> ∞T-T

R(t)R(T+t)

Figura 4.3. Representación gráfica de la fiabilidad condicional


IV.2. CALCULOS BÁSICOS DE CONFIABILIDAD DE SISTEMAS

IV.2.1. CÁLCULOS BÁSICOS DE FIABILIDAD

Con frecuencia, a la hora de calcular la fiabilidad de un sistema sólo se dispone

de algunos datos de los componentes del mismo, que normalmente son las

tasas de fallo. Lo que es evidente, es que la fiabilidad final del sistema depende

de la disposición de sus distintos componentes. Para poder obtener la fiabilidad

conjunta de un sistema, la estadística proporciona diferentes métodos de

cálculo que parten de la denominada Cadena de Fiabilidad del Sistema que

plantea las relaciones que existen entre los componentes del sistema de cara al

estudio de los fallos en los mismos y proceden a simplificar esta cadena

agrupando los componentes en pequeños subsistemas con los que se opera

más fácilmente.

A continuación se van a obtener las variables de fiabilidad, disponibilidad

y mantenibilidad de dos subsistemas dispuestos en serie o en paralelo, así

como en el caso de un sistema formado por “n” subsistemas idénticos en

paralelo donde el sistema se considerará que falla si “m” subsistemas o más

fallan (caso “m_out_of_n”).

Para estos casos se deducirán las características del sistema mencionadas

anteriormente: "Tasa de fallo del sistema” (Failure Rate), "Tiempo entre fallos

del sistema" (Mean Time Between Failure), "Disponibilidad e indisponibilidad del

sistema" (Availability and Unavailability), y “Tiempo de inactividad del sistema"

(Mean Down Time).

a) Configuración en Serie


Un subsistema compuesto por dos o más componentes en serie se

caracteriza porque el fallo de cualquiera de estos componentes provoca el fallo

del subsistema.

A B

Figura 4.4: Subsistema en Serie

Tasa de Fallo del Sistema (Failure Rate): Considerando sólo un

subsistema, su ratio de fallo será λ1. La probabilidad de fallo en dt es λ1dt.

Cuando son dos subsistemas en serie, la probabilidad de fallo en dt será

entonces (λ1dt + λ2dt ). El ratio de fallo del sistema es por tanto (λ1 + λ2).

λseries = λ1 + λ2

La función de fiabilidad será:

R(t)=exp[‐(λ1 + λ2)t].

Tiempo Entre Fallos del Sistema (Mean Time Between Failure): Partiendo

de la forma exponencial de la función de fiabilidad, se deduce que:

MTBFseries=1/(λ1 + λ2 )= 21

21

MTBFMTBFMTBFMTBF

+⋅

Disponibilidad e Indisponibilidad del Sistema (Availability and

Unavailability): Para que el sistema esté disponible, cada subsistema debe estar

disponible. Con lo cual:

21 AAAseries ⋅=

Por el contrario, la indisponibilidad será:


212121 )1()1(11 UAUAUAUAUAUAAUA seriesseries ⋅−+=−⋅−−=−=

Tiempo de Inactividad del Sistema (Mean Down Time): Sean dos

subsistemas, ambos reparables, uno con tiempo de actividad MDT1 y el otro

con MDT2, ¿Cuál sería el Tiempo de Inactividad para los dos subsistemas en

serie?

En cualquier momento del tiempo, el sistema se encontrará en uno de los

siguientes 4 estados:

Ambos subsistemas funcionan,

El subsistema #1 no funciona, pero el #2 sí.

El subsistema #2 no funciona, pero el #1 sí.

Ninguno de los dos subsistemas funcionan.

Los últimos tres casos son responsables de que el sistema completo no

funcione.

Considerando un sistema inactivo, la probabilidad de que sea a causa de un

fallo en el subsistema #1 será:

21

1

λλλ+

Dado que el subsistema #1 necesita un MDT1 para ser reparado, el tiempo de

reparación asociado a este subsistema será entonces:

121

1 * MDTλλ

λ+

Una expresión similar será aplicada al caso del subsistema #2. Sintetizándolas

para el sistema completo se obtiene:


21

1221

MTBFMTBFMDTMTBFMDTMTBF

MDTseries +⋅+⋅

=

b) Configuración en Paralelo: se caracteriza porque sólo el fallo de todos los

componentes provoca el fallo del subsistema.

A

B

Figura 4.5. Subsistema en Paralelo

Supongamos los dos subsistemas son reparables, siendo los tiempos de

inactividad MDT1 y MDT2.

Tasa de Fallo del Sistema (Failure Rate): Si el sistema solo estuviese

constituido por el subsistema #1, el ratio de fallo del sistema completo sería λ1

y la probabilidad de fallo en dt sería λ1dt. Añadiendo el subsistema #2 en

paralelo, la probabilidad de fallo del sistema en dt será λ1dt reducido por la

probabilidad de que el subsistema #2 esté en modo de fallo. La probabilidad de

encontrar el subsistema #2 averiado viene dada por:

22

2

MDTMTBFMDT

+

Asumiendo 22 MTBFMDT << , y utilizando 2

21λ

=MTBF , la tasa de fallo

reducida para el subsistema #1 vendrá dado por

221 MDT⋅⋅ λλ

De igual modo, la tasa de fallo reducida para el subsistema #2 será


121 MDT⋅⋅ λλ

Por consiguiente,

)( 2121 MDTMDTparalelo +⋅⋅= λλλ

Tiempo Entre Fallos del Sistema (Mean Time Between Failure): Tomando la

aproximación de que la inversa del ratio de fallo es MTBF (cierto para una

distribución exponencial), se obtiene:

MTBFparalelo=1/λparalelo=21

21

MDTMDTMTBFMTBF

+⋅

Se observa que si los dos subsistemas son no reparables, entonces el

MTBF para el caso en paralelo es la suma de los MTBFs individuales.


Unavailability): Para que el sistema esté disponible, cualquiera de los

subsistemas debería estar disponible. Con lo cual,

2121 AAAAAparallel ⋅−+=

Por el contrario, la indisponibilidad será:

21212121 )1()1()(11 UAUAAAAAAAAUA paraleloparalelo ⋅=−⋅−=⋅−+−=−= (1)

Tiempo de Inactividad del Sistema (Mean Down Time): De la definición

de

MTBFMDT

MDTMTBFMDTlityUnavailabiilidadIndisponib ≈+

=)(

se puede obtener el MDT para el caso en paralelo, usando la expresión (1)

anterior.


21

21

MDTMDTMTBFMTBF

MDTMTBFMDT

UA paralelo

paralelo

paraleloparalelo

+⋅

==

2

2

1

121 MTBF

MDTMTBFMDT

UAUA ⋅=⋅

Consecuentemente,

21

21

MDTMDTMDTMDT

MDTparalelo +⋅

=

C) Caso de n subsistemas idénticos en paralelo: Consideremos ahora el

caso de un sistema constituido por n subsistemas idénticos, donde el sistema se

considera que falla si m o más subsistemas fallan. ¿Cuales son las fórmulas

para el ratio de fallo, MTBF, disponibilidad y tiempo de inactividad para el

sistema completo?

Tasa de Fallo del Sistema (Failure Rate): Si el sistema consiste solamente

en el subsistema #1, entonces el ratio de fallo es λ, y la probabilidad de fallo en

dt es λdt. Para tener un fallo del sistema, necesitamos tener otros (m-1)

subsistemas en modo de fallo. La opción a que alguno de los subsistemas esté

en modo de fallo está dado por MDT/(MTBF+MDT), o (MDT/MTBF), asumiendo

que MDT<< MTBF.

Para encontrar (m-1) subsistemas en modo de fallo, la probabilidad será

1)( −m

MTBFMDT

Habrá 11 −− mn C caminos para el grupo (m-1) fuera de los (n-1)

subsistemas. Además, se puede seleccionar cualquier subsistema para que sea

el subsistema #1 en el análisis. Expresándolo todo junto se obtiene:


111

1___ )!1()!(

!)( −−−

− ⋅−−

=⋅⋅= mmmn

mnofoutm MDT

mmnnnC

MTBFMDT λλλ (2)

Este es el ratio de fallo para exactamente m subsistemas fallidos. El ratio

de fallo para un número de subsistemas mayor que m estará reducido por un

factor de ( )MDT⋅λ .

Para una comprobación consistente, vamos a considerar n=m=2. Esto

corresponde por tanto a dos subsistemas idénticos en paralelo. Cuando m=2

subsistemas fallan, el sistema completo falla. La expresión (2) para este caso

será

)2(2 MDTsystem ⋅⋅= λλ ,

la cual está de acuerdo con la fórmula del apartado anterior de dos

subsistemas conectados en paralelo.

Tiempo Entre Fallos del Sistema (Mean Time Between Failure):

Considerando la aproximación de que el inverso del ratio de fallo es el MBTF

(cierto, como se ha comentado anteriormente, para una distribución

exponencial), se obtiene

MTBFm_out_of_n=1/λm_out_of_n=1

)!1()!(! −⋅

−⋅−m

m

MDTmmn

nMTBF


Unavailability): Para que el sistema esté disponible, al menos (n-m+1)

subsistemas deben estar disponibles. Con lo cual:

∑+−=

−−⋅−

=n

mni

ininofoutm AA

iinnA

1___ )1(

!)!(!

Utilizando la siguiente igualdad,


∑=

−−⋅−

=−+=n

i

inin AAiin

nAA0

)1(!)!(

!)]1([1

se puede rescribir la disponibilidad como

mmn

i

ininofoutm A

mnmnAA

iinnA )1(

)!(!!1)1(

!)!(!1

0___ −

−⋅−≈−

⋅−−= ∑

−

=

−

Y la indisponibilidad será dada por (de nuevo, para MDT<<MTBF):

mnofoutm UA

mnmnUA

)!(!!

___ −⋅=

Tiempo de Inactividad del Sistema (Mean Down Time): De la definición

de

nofoutm

nofoutmnofoutm MTBF

MDTUA

___

______ =

se obtiene que MDT para el caso de “m_out_of_n”, mediante la aplicación de

los apartados anteriores para UAm_out_of_n y MTBFm_out_of_n.

Por consiguiente:

mMDTMDT nofoutm =___


Dos subsistemas en Serie

(λ es la tasa de fallo)

Dos subsistemas en Paralelo n subsistemas idénticos en paralelo; el sistema falla si m o más subsistemas fallan. (m_out_of_n)

System Failure Rate

λseries = λ1 + λ2

)( 2121 MDTMDTparallel +⋅⋅= λλλ

1___ )!1()!(

! −⋅−−

= mmnofoutm MDT

mmnn λλ

System MTBF

MTBFseries=21

21

MTBFMTBFMTBFMTBF

+⋅

MTBFparallel=21

21

MDTMDTMTBFMTBF

+⋅

1___

)!1()!(! −⋅

−⋅−

=m

m

nofoutm

MDTmmn

nMTBFMTBF

System Avail- ability (A)

21 AAAseries ⋅=

2121 AAAAAparallel ⋅−+=

mnofoutm A

mnmnA )1(

)!(!!1___ −−⋅

−=

System Unavail- ability (UA)

2121 UAUAUAUAUAseries ⋅−+=

21 UAUAUAparallel ⋅=

mnofoutm UA

mnmnUA

)!(!!

___ −⋅=

System Mean Down Time (MDT)

MDTseries=

21

1221

MTBFMTBFMDTMTBFMDTMTBF

+⋅+⋅

21

21

MDTMDTMDTMDT

MDTparallel +⋅

=

mMDTMDT nofoutm =___

Tabla 4.1. Tasa resumen de formulas por configuración


IV.2.1.1. EJEMPLO SENCILLO DE CÁLCULO

Un sistema está formado por 9 componentes de acuerdo a la siguiente

estructura: los componentes B, C, D y E están conectados en paralelo

secuencial y los G y H en paralelo activo. Los fallos se considera que ocurren de

manera exponencial y son estadísticamente independientes en los distintos

componentes. Obtener la fiabilidad del sistema para un funcionamiento de 1000

horas si las tasa de fallos de cada componente son las siguientes:

Figura 4.6: Subsistema en Paralelo Secuencial

Componentes A B, C, D y E F G y H I

λ 610− 4102 −⋅ 6102 ⋅

6102 −⋅ 5103 −⋅

Tabla 4.2. Tasa de fallo de cada componente

Para calcular la fiabilidad total del sistema se debe ir descomponiendo

éste en subsistemas en los que previamente se calculará su fiabilidad que será

luego utilizada para el calculo final. Así, si T, que es la función de fallo de los

componentes es para todos exponencial, se tiene que:

A F I

G

H

B

C

D

E

108 Aproximación a la Confiabilidad. Aplicaciones Prácticas

0 t,e)t(f)(ExpT t >λ=⇒λ= λ−

Luego, la fiabilidad en cada componente por separado se calcula como

sigue:

te)tT(P)t(R λ−=≥=

Así, las fiabilidades de los componentes A, F e I son, respectivamente:

970.0e)1000(Re)t(R

998.0e)1000(Re)t(R

999.0e)1000(Re)t(R

25

36

36

103I

t103I

102F

t102F

10A

t10A

==⇒=

==⇒=

==⇒=

−−

−−

−−

⋅−⋅⋅−

⋅−⋅⋅−

−⋅−

Los componentes G y H, al estar en paralelo activo tienen una fiabilidad

de:

9999.0)1000(R)e1(1))t(R1(1)t(R GH2t1022

iGH

6

=⇒−−=−−= ⋅⋅− −

Los componentes B, C, D y E por estar conectados en paralelo secuencial

su fiabilidad es de:

9998.0!i

)1000102(e)t(R

!i)t(e)4)t(PX(P)t(R

3

0i

i4t102

BCDE

2

0i

it

BCDE

4

∑

∑

=

−⋅⋅−

=

⋅λ−

=⋅⋅

=

⇒λ

=<λ==

−


Por último, como los componentes A, {BCDE}, F, {GH} e I están

conectados en serie, la fiabilidad total del sistema para un funcionamiento de

1000 horas es:

9668.0970.09999.0998.09998.0999.0)1000(R)t(R)t(R)t(R)t(R)t(R)t(R IGHFBCDEA

=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=

IV.3. RECOMENDACIONES PRÁCTICAS PARA CÁLCULOS DE FIABILIDAD

Los datos para los estudios de fiabilidad provienen muy a menudo de datos

históricos y a veces son resultados de ensayos realizados para tal fin. En

cualquier caso, la variable aleatoria que se tiene en cuenta en los estudios de

fiabilidad es el tiempo y tras el registro de N datos se puede calcular el TBF que

es el tiempo de buen funcionamiento entre dos fallos y que, en un histórico, se

localiza por sus fechas y, para un ensayo, se considera el tiempo que transcurre

desde el inicio hasta que el componentes supera el umbral de degradación.

Una vez considerados los N valores, se deben clasificar por orden

creciente para reagrupar los datos en intervalos de tiempo de la forma:

1ii ttt −−=Δ

No existe una única manera de establecer cuál debe ser el número de

grupos que deben realizarse, ni el tamaño del incremento de t en cada grupo.

Algunos autores proponen que el número de grupos sea inferior a N/10 y

superior a 5, estableciendo posteriormente cual será el valor de Δt.

Una vez reagrupados los N datos en clases o intervalos, se estima la

distribución de los fallos F(t) con la frecuencia acumulada de fallos observados

en el tiempo considerado. Así:


totalesfallosdenº tde antes fallos de nº

N

nF i

i

1jj

i ==∑=

Es decir, nj cuenta el número de ocasiones de las N observadas en que el

tiempo de buen funcionamiento ha estado comprendido entre tj-1 y tj. Luego, Fi

estima la probabilidad de que un fallo del sistema se produzca antes de ti.

Como en toda estimación, la aproximación de Fi a la verdadera P(T<ti) será

tanto mejor cuanto mayor sea el valor de N, el número de datos observados.

En caso de muestras pequeñas, existen divergencias entre la distribución de la

población y la muestral que con frecuencia son corregidas de la siguiente

manera:

Si 20<N<50, la frecuencia acumulada se calcula utilizando la aproximación

de rangos medios, resultando:

1N

nF

i

1jj

i +=∑=

Si N<20, la aproximación que se utiliza es la de rangos medianos. Entonces,

4.0N

3.0nF

i

1jj

i +

−=∑=

En cualquiera de los casos, la fiabilidad se estimará por:

ii F1R −=

En el caso de muestras grandes, las estimaciones empíricas de la

fiabilidad proporcionan resultados muy precisos, no siendo necesario el ajuste

de las tasas de fallos a las distribuciones exponencial, weibull u otras.


Para el caso en el que la función de fallo se ajusta al modelo

exponencial, es muy fácil estimar también cual será el tiempo medio de

funcionamiento Como:

λ=

−=λ⇒= λ−

1MTBF

t)t(Rlne)t(R t

Otra forma de estimar de manera empírica este tiempo medio de buen

funcionamiento de un sistema si se ensayan n, depende si los sistemas que han

ido fallando han sido sustituidos o no.

Si no se reponen los sistemas averiados durante el tiempo de ensayo una

buena estimación del tiempo medio de fallo del sistema es:

r

t)rn(tMTBF

t

r

1ii −+

=∑=

donde ahora r son los sistemas averiados en el tiempo de ensayo t y ti

son los tiempos en los que han fallado los r sistemas.

Si durante el ensayo, los sistemas que se averían se sustituyen, el

estimador del tiempo medio hasta el fallo es:

rnt

MTBF t=

IV.3.1. EJEMPLO SENCILLO DE CÁLCULO

Estimar la tasa de fallos de un cierto componente si se han ensayado 50

durante un tiempo de 1000 horas y al cabo de dicho periodo de tiempo se han


observado 6 fallos que no han sido sustituidos. Los tiempos de fallos han ido

apareciendo a las 870, 882, 899, 932, 940 y 987 horas.

De acuerdo a lo expuesto anteriormente si el ensayo a tenido lugar

durante 1000 horas y los componentes averiados en este tiempo no han sido

repuestos, la estimación del tiempo medio de buen funcionamiento del

componente ensayado es:

horas 6.8251MTBF6

1000)650(987940932899882870r

t)rn(tMTBF

t

r

1ii

=

−++++++=

−+=∑=

Luego, la tasa de fallos del componente, si este siguiera un modelo

exponencial sería:

afallos/hor 00012.0MTBF

1==λ

IV.4. EL REGISTRO ADECUADO DE FALLOS. BUENAS PRÁCTICAS PARA LOS CÁLCULOS DE CONFIABILIDAD

IV.4.1. ABUNDANDO EN EL CONCEPTO DE FALLO

Se ha mencionado cómo por fallo se entiende el cese de la aptitud de un

elemento para realizar una función requerida. Por tanto, tras el fallo el

elemento se encuentra en estado de avería. Fallo es el paso, la transición, de

un estado a otro, por oposición a avería que es un estado (este concepto de

fallo no se aplica a elementos constituidos sólo por material lógico). Siempre

que un fallo tiene lugar, existe el mecanismo que lo hace posible, la forma

cómo se ha producido ese cese de la aptitud del elemento. Este concepto, el

proceso físico, químico, o de otro tipo que conduce al fallo, se denominará a

partir de ahora modo de fallo del elemento. Además de conocer el cómo se


produce el fallo del elemento, será de enorme interés averiguar por qué este

tuvo lugar, la razón que condujo al fallo o causa de fallo. Las causas del fallo

serán circunstancias asociadas con el diseño, fabricación, instalación, uso y

mantenimiento del elemento. Existen, por tanto, fallos de diseño, fallos de

fabricación, fallos de instalación, fallos por mal uso, fallos por mal manejo o

manutención y fallos que son el resultado de un inadecuado o incorrecto

mantenimiento.

El análisis de las causas de determinados modos de fallo es una tarea

complicada. Es necesaria experiencia, y en muchos casos un buen número de

recursos y horas de investigación. Además, los elementos tendrán fallos

primarios (cuya causa directa o indirecta no es un fallo en otro elemento), pero

en muchos casos los fallos de los elementos serán secundarios, cuya causa

directa o indirecta será un fallo de otro elemento (por ejemplo, el fallo del

inyector en el ejemplo anterior, o del filtro de admisión). Obsérvese además,

como también puede ser un subsistema completo el que falle, con motivo de

algún tipo de desajuste existente entre los elementos que lo componen. Puede

esto suceder incluso en el caso en que todos los elementos del subsistema se

encuentren en buenas condiciones de funcionamiento. Esto pone de manifiesto

el carácter sistémico de los sistemas productivos.

Es fundamental que exista la capacidad de clasificación de los distintos

modos de fallo de los elementos que componen las instalaciones a mantener, y

que no falte la capacidad de discriminación entre las posibles causas de los

mismos. Esto nos permitirá, como se verá en adelante, asociarlos a patrones de

comportamiento o, desde un punto de vista estadístico, a funciones de

distribución de las probabilidades de que estos fallos tengan lugar. De tal forma

que será posible hacer una clasificación de los mismos de acuerdo con la

naturaleza de esta función distribución. Con este criterio se podría hacer, por

ejemplo, la agrupación inicial siguiente: Fallos por desgaste, Fallos repentinos,

etc.


Antes de finalizar esta sección dedicada a aclarar los conceptos

relacionados con los fallos de los elementos y su registro, hay que decir que

evidentemente todos los fallos no son iguales, pues pueden tener efectos muy

diferentes sobre el sistema de producción y su entorno. La determinación de las

consecuencias de cada fallo orientará las respuestas del gestor de

mantenimiento para resolver cada problema (prevención, predicción, rediseño,

sustitución periódica, no mantenimiento, etc.) específico. Obviamente aquellos

fallos llamados críticos, susceptibles de producir heridas a personas, al medio

ambiente, daños materiales significativos u otros de consecuencias

inaceptables, serán los que necesitarán una mayor atención por parte de la

función mantenimiento.

IV.4.2. CONSIDERACIONES SOBRE ESTADOS Y TIEMPOS DE UN DISPOSITIVO

Estados y tiempos de un dispositivo son datos que se desprenden de la

definición del concepto de fallo del mismo, que es la transición desde un estado

en que cumple con su función requerida, a otro en el que no la cumple. Si se

supone entonces que en todo momento se suministran los medios exteriores

que son necesarios para el funcionamiento de un elemento, existen dos estados

fundamentales del dispositivo: el estado de disponibilidad, o estado de un

elemento caracterizado por su aptitud para realizar una función requerida; y el

estado de indisponibilidad, o estado de un elemento caracterizado por su

inaptitud para realizar esa función.

Si la aptitud del elemento para cumplir con una función requerida cesa

con motivo de la falta de suministro de medios exteriores, se dice entonces que

el elemento sigue en estado de disponibilidad, pero que se encuentra en un

estado de incapacidad externa. Un equipo podrá entonces encontrarse en un

estado de incapacidad, o de inaptitud para cumplir una función requerida, como

consecuencia del cese en el suministro de los medios externos necesarios para


su funcionamiento (incapacidad externa) o bien por que se encuentre en estado

de incapacidad interna, o estado de un elemento caracterizado, bien por una

avería, o bien por una posible inaptitud para realizar una función requerida

durante el mantenimiento. El estado de incapacidad interna coincide por tanto

con el estado de indisponibilidad del equipo.

Estado del dispositivo

Incapacidad Capacidad Interna Externa Funcionamiento Espera Reposo Avería Mantenimiento Preventivo Estado del dispositivo

Indisponibilidad Disponibilidad Incap. Externa Funcionamiento Espera Reposo Avería Mantenimiento Preventivo

Figura 4.7. Cuadros de estados de un dispositivo (UNE-EN 13306:2001)

Atendiendo al párrafo anterior, el estado de avería, o simplemente

avería, se caracteriza por la inaptitud de un elemento para realizar la función

requerida, excluida la inaptitud debida al mantenimiento preventivo u otras

acciones programadas, o a una falta de medios exteriores. A su vez, cuando un

equipo se encuentra disponible, puede hallarse en los siguientes estados


posibles: En estado de funcionamiento, o estado en que un elemento realiza la

función requerida.; en estado de espera, también llamado estado de reserva,

que es un estado de disponibilidad no operativo durante el tiempo requerido5; o

en estado de inactividad, también llamado libre de servicio o de reposo (“idle”),

que es un estado de disponibilidad y de no funcionamiento durante un tiempo

no requerido. Haciendo un resumen de los anteriores estados, podemos

obtener los cuadros de la figura 4.7. Una vez definidos los posibles estados en

que puede encontrarse un elemento, se pueden definir cada uno de los tiempos

que el dispositivo permanece en cada estado, atendiendo a la clasificación

general de la figura 4.8. Donde puede comprobarse cómo, salvo que exista

incapacidad como consecuencia de la ausencia de medios exteriores, la

indisponibilidad del elemento será achacable al tiempo de mantenimiento del

mismo que le impide cumplir con su función requerida, o intervalo de tiempo

durante el que se efectúa una acción de mantenimiento sobre el mismo,

manual o automáticamente, incluidos los retrasos técnicos y logísticos, que le

impiden cumplir con su función.

En efecto, el tiempo de mantenimiento de un elemento incluirá un

tiempo llamado de mantenimiento activo, durante el que se le efectuará la

acción de mantenimiento, pero también a menudo se incurrirá en retrasos,

fundamentalmente cuando se producen fallos y las actuaciones de

mantenimiento no se han programado con antelación6. Los retrasos pueden ser

de tipo administrativo (por ejemplo, los retrasos provocados por la imposibilidad

de ejecutar acciones de mantenimiento por la necesidad de obtención de

permisos o autorizaciones de acceso a los equipos, la necesidad de

5 Tiempo requerido es un intervalo de tiempo durante el cual el usuario demanda que el elemento se encuentre en condición de desarrollar su función requerida.

6 En estos casos, es común obtener valore medios de los tiempo totales necesarios para la reparación del equipo, o tiempos de mantenimiento correctivo, en particular el MTTR (“Mean Time To Repair”, o tiempo medio de reparación).


determinados trámites oficiales para el comienzo de la realización de un

trabajo, etc.), o de tipo logístico (por ejemplo, los debidos al desplazamiento

hasta instalaciones no atendidas, a la espera de piezas de recambio, de equipos

de ensayo, de informaciones y de condiciones ambientales adecuadas, etc.).

Figura 4.8. Cuadro de tiempos de un dispositivo

IV.4.3. IMPORTANCIA DEL REGISTRO DE FALLOS EN EL ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD

El fenómeno de la aparición de fallos se comporta como un proceso estocástico,

esta claro que no podemos llegar a predecir cuando ocurrirán los fallos, pero si

determinar, en base a nuestra mejor información, los tiempos para realizar

mantenimiento preventivo, y las políticas de mantenimiento más adecuadas a

Tiempo de funcionamiento

Tiempo de espera

Tiempo de reposo

Tiempo de incapacidad externa

Indispon

ibilidad

Tiempo de correctivo o de

avería

Dispo

nibilidad

Tiempo de preventivo

Tiempo de retraso logístico y

administrativo

Tiempo de correctivo activo


largo plazo. Por tanto, los datos existentes en una planta industrial acerca de

los fallos de los elementos que la componen se convierten en un activo

fundamental para la gestión de la confiabilidad y mantenimiento de la misma.

La utilización adecuada de los datos operacionales de los equipos puede ser

de gran ayuda en el proceso de toma de decisiones para:

− Obtener medidores de control;

− Diseñar políticas de mantenimiento en un contexto operacional dado;

− Encontrar frecuencias idónea de sustitución o mantenimiento de un elemento;

− Calcular la cantidad de repuesto a almacenar de un determinado elemento crítico;

− Estimar la calidad de la reparación realizada por distintos proveedores;

− Predecir averías para así diseñar los recursos de mantenimiento necesarios;

− etc.

Para cada elemento cuya fiabilidad se desee estudiar (más aun para los

elementos críticos), deberemos almacenar el tiempo (o bien número de

unidades de uso como los km, o los kW, etc., en función al parámetro elegido

para el control del mantenimiento) en que tienen lugar sus fallos, los modos de

fallo y, de ser posible, las causas de los mismos. Para cada elemento cuya

mantenibilidad se desee estudiar (más aun para los elementos críticos),

deberemos almacenar el tiempo necesario para reparar sus fallos, y las causas

por las que se produce ese tiempo de parada.


IV.4.3.1. UTILIZACIÓN PRÁCTICA DEL REGISTRO EN ESTUDIOS DE FIABILIDAD

Como comentamos en secciones anteriores, para la realización de cualquier

estudio de fiabilidad necesitaremos conocer cuatro funciones básicas que tienen

que ver con el fallo de los equipos a analizar:

− La función de densidad de la probabilidad de fallo (f(t)),

− La función de distribución acumulada de la probabilidad de fallos (F(t)),

− La función fiabilidad (R(t)) y

− La función tasa de fallos (λ(t)).

PERIODO Autobús 1 Autobús 2 Autobús 3 Autobús 4 Autobús 5

1 ‐ fallo ‐ fallo ‐ 2 ‐ ‐ fallo fallo ‐ 3 ‐ ‐ ‐ ‐ fallo 4 fallo fallo ‐ fallo fallo 5 ‐ ‐ fallo ‐ ‐ 6 ‐ ‐ fallo ‐ ‐ 7 fallo ‐ fallo ‐ ‐ 8 ‐ fallo ‐ fallo fallo 9 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 10 fallo fallo ‐ ‐ ‐

Tabla 4.3. Distribución de fallos de los autobuses (Adaptado de Crespo et al. 2004).

Presentamos a continuación un ejemplo que nos ayuda a comprender cómo

transformamos el dato sobre el fallo en las correspondientes funciones

elementales mencionadas. Esto lo hacemos utilizando un ejemplo que creamos

a partir de un listado del GMAO de una empresa de autobuses. Listando los

fallos experimentados por cinco equipos idénticos en los últimos diez meses,

funcionando en igualdad de condiciones operativas, se obtiene la siguiente lista


(suponemos que en ningún caso aparecen más de un fallo en un mes y que

después de la reparación del fallo el equipo queda como nuevo):

En la Tabla 4.3 se detalla el período en que tiene lugar el fallo, y aparece

entre paréntesis el coste asociado al mismo, donde se incluyen los costes de

reparación, así como los costes de oportunidad considerados por la empresa de

autobuses.

Número de fallos en cada autobús correspondientes a la edad de la correa especificada en la primera columna de

la tabla. Supuesto igual modo de fallo.

i‐ésimo período de vida de la correa (Meses)

Bus 1 Bus 2 Bus 3 Bus 4 Bus 5 TOTAL FLOTA

1º ‐ 1 2 2 1 6

2º ‐ 1 1 1 ‐ 3

3º 2 1 1 ‐ 1 5

4º 1 1 ‐ 1 1 4

Tabla 4.4. Número de fallos y tiempo de vida de la correa.

La Tabla 4.4 la obtenemos a partir de la 4.3 ordenando los datos de

distinta forma. La idea es obtener la máxima información posible de la muestra

de fallos de correas existente en la base de datos. A partir de la Tabla 4.4, es

fácil construir una estimación de la función de densidad de las probabilidades

de fallo y de la tasa de fallo de la correa para el modo de fallo objeto de estudio

conforme a la Tabla 4.5.

Obsérvese además cómo dado que f(t)=R(t-1)-R(t), que λ(t)=f(t)/R(t-1),

y que F(t)=1-R(t), conocida una de las cuatro funciones anteriores se obtienen


las tres restantes. A partir de la Tabla 4.5 podemos obtener la representación

gráfica de las funciones estimadas, que se presenta en la Figura 4.9.

1014/18= 2/94º.

5/94/18 = 2/97/95/183º.

1 /49/18 = 1/2½3/18 = 1/62º.

1/312/18 = 2/31/36/18 = 1/31º.

Tasa de falloλ(t)=f(t)/R(t-1)

Fiabilidad.R(t)=1-F(t)

F(t)Función de densidad de la PF,

f(t)

i-ésimo período de vida de la correa

(Meses)

Partiendo de:Número total de fallos en la muestra:6+3+5+4=18

Tiempo máximo de vida observado de la correa paraeste modo de fallo = 4 períodos

1014/18= 2/94º.

5/94/18 = 2/97/95/183º.

1 /49/18 = 1/2½3/18 = 1/62º.

1/312/18 = 2/31/36/18 = 1/31º.

Tasa de falloλ(t)=f(t)/R(t-1)

Fiabilidad.R(t)=1-F(t)

F(t)Función de densidad de la PF,

f(t)

i-ésimo período de vida de la correa

(Meses)

Partiendo de:Número total de fallos en la muestra:6+3+5+4=18

Tiempo máximo de vida observado de la correa paraeste modo de fallo = 4 períodos

Tabla 4.5. Probabilidades de fallo.

Funciones básicas

0

1/5

2/5

3/5

4/5

1

1 2 3 4

Período de tiempo

Pro

babi

lidad

es

f(t)F(t)R(t)λ(t)

Figura 4.9. Representación gráfica de las funciones básicas estimadas.

En el ejemplo anterior la muestra de fallos era de un total de 18 eventos

distribuidos a lo largo de los diez meses que se han investigado con el GMAO.

Suponiendo buena calidad en las anotaciones, la obtención de las funciones

representadas en la Figura 4.9 nos permite tener cierta información a partir de

la cual podemos ya comenzar a tomar decisiones en ciertos problemas de

fiabilidad y mantenimiento. En cualquier caso, las funciones obtenidas se


calculan a partir de un tamaño de muestra que condiciona nuestro estimación

de la probabilidad de fallo. Por ejemplo, si consideramos las funciones empíricas

obtenidas asumimos que ningún autobús funcionará más de cuatro meses sin

fallar. Lo cual no tiene por que ser de todo cierto.

En la actualidad lo que hacemos es aproximar de manera rápida el

comportamiento de la probabilidad de fallo de los equipos a funciones continuas

de distribución que se demuestra reproducen fielmente el comportamiento de

los equipos para los modos de fallo que sean objeto de estudio. De esta forma

tenemos dos ventajas: 1) necesitamos un tamaño de muestra menor, 2)

mejoramos las estimaciones de las probabilidades de fallo.

Así por ejemplo para el caso de los autobuses podemos estimar la

función de distribución de la probabilidad de fallos utilizando ahora el método

Weibull y un software convencional (Relest), y obtener resultados adecuados

par un tamaño de muestra inferior. Por ejemplo supóngase que en ejemplo de

los autobuses se tuviese una información más exacta (en horas) de cuando se

producen los cinco primeros fallos, de manera que la tabla para los tres

primeros períodos (meses) de funcionamiento de los cinco autobuses pudiera a

expresarse de la siguiente forma (supóngase que cada autobús trabaja unas

300 horas al mes y que se consideran los datos hasta el final del tercer mes):

Autobús 1 Autobús 2 Autobús 3 Autobús 4 Autobús 5

‐ 100 ‐ 250 ‐

‐ ‐ 350 450(200) ‐

‐ ‐ ‐ ‐ 850

Tabla 4.6. Probabilidades de fallo.

En la Tabla 4.6 aparecen entre paréntesis las horas que lleva

funcionando la correa cuando falla, en caso de que el fallo no sea el primero


que tiene lugar en ese autobús. Entonces obsérvese que el número de horas

que llevan funcionando sin fallar las correas instaladas en los camiones, al final

de la prueba, son las siguientes:

Autobús 1 Autobús 2 Autobús 3 Autobús 4 Autobús 5

900 800 550 450 50

Tabla 4.7. Horas de funcionamiento sin fallo de las correas al final del tercer mes.

Figura 4.10. Representación gráfica de las funciones teóricas estimadas.


Cuando utilizamos el método Weibull, tenemos no sólo los datos de los

fallos en Tabla 4.6, sino también los datos de las horas de funcionamiento sin

fallo registradas, que serían denominados datos censurados de nuestra muestra

(Tabla 4.7.). Estos datos son igualmente considerados en los cálculos de

fiabilidad (en la Figura 4.10. correspondiente al software Relest los datos

censurados aparecen con un símbolo “+” a continuación del valor numérico de

la lista de tiempos operativos).

Utilizando ahora esta función de distribución, R(t)=⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ −26,832

23,1

t

e , la

probabilidad de funcionar por encima de los 4 meses (1200 horas) sería de

24,96%.

Finalmente comentar que, como se ha comentado, es habitual utilizar

distintos tipos de función distribución dependiendo de los equipos y modos de

fallos que se analizan. De tal forma que las funciones exponencial, Weibull y

lognormal son las más utilizadas para equipos eléctricos y de instrumentación,

dinámicos y estáticos respectivamente.

IV.4.3.2. UTILIZACIÓN PRÁCTICA DEL REGISTRO EN ESTUDIOS DE MANTENIBILIDAD

Para la realización de estudios de mantenibilidad de los equipos y para los

modos de fallo que sean de nuestro interés, necesitamos registrar

convenientemente los tiempos en que los equipos se encuentran fuera de

servicio (Figura 4.11).


Figura 4.11. Representación gráfica de los tiempos a registrar.

Los diferentes tiempos empleados en la ejecución de cada ensayo

individual de tarea de mantenimiento, son el resultado de la influencia de

distintos factores que afectarán a cada operación de mantenimiento del equipo,

a saber:

• Factores personales, que representan la influencia de la habilidad,

motivación, experiencia, actitud, capacidad física, vista, autodisciplina,

formación, responsabilidad y otras características similares relacionadas con

el personal involucrado;

• Factores operacionales, que representan la influencia del entorno operativo,

en función de las consecuencias que ha producido el fallo sobre las

operaciones, el ambiente, la seguridad y la condición física del activo en

recuperación;

• Entorno, que representa la influencia de factores como temperatura,

humedad, ruido, iluminación, vibración, momento del día, época del año,

viento, ruido, etc. en el personal de mantenimiento durante la operación de

restauración del equipo.


Las medidas de mantenibilidad están relacionadas con el tiempo que un

elemento pasa en estado de reparación. El cálculo de la Mantenibilidad, se

expresa como la probabilidad de que la variable aleatoria del tiempo de

reparación (TTR - time to repair, en inglés) tome un determinado valor. Es

decir, La función de distribución de esta variable aleatoria llamada función de

Mantenibilidad M(t) indica la probabilidad de que la función del sistema sea

recuperada antes de un tiempo de evaluación (t).

Las funciones exponencial, Weibull y normal son las más comunes

utilizadas para la función de mantenibilidad en los dispositivos industriales. La

utilidad de estos cálculos son claros para los gerentes de mantenimiento.

Por ejemplo supongamos que hemos realizado un total de 10

reparaciones sobre un determinado compresor de las cuales tenemos

registrados los tiempos de reparación que se corresponden con la siguiente

serie numérica: 16-16-14-14-15-15-17-18-17-19. Supongamos que utilizamos la

función de distribución exponencial y que queremos calcular:

1) La probabilidad de reparar el equipo antes de un tiempo t = 4 horas;

2) El tiempo medio de recuperación MTTR - Valor esperado de la variable;

3) Tiempo de recuperación del equipo (TTR) dada una probabilidad de

completar una tarea de mantenimiento M(t) = 20%, M(t)=95%.

Entonces, M(t)=1-exp(-λt), con t = tiempo evaluación, λ=frecuencia de

reparación = (1/MTTR) y

MTTR= n

TTRini

i∑=

=1 es el tiempo promedio de reparación.

En tal caso los resultados obtenidos serían:

- MTTR = 16,10 horas


- λ = 1/16,10 h = 0,062112 reparaciones/hora

- M(t=4) = 1-e-(0,062112x4)=0,22, es decir tenemos un 22% de probabilidad de

que el equipo sea reparado en un tiempo de 4 horas.

Además y dado que para esta distribución se tiene TTR(M(t)) = (1/λ) [-Ln( 1-

M(t) )]

- Caso 1: M(t) = 20%, TTR(20%) = 3,6 horas - Tiempo de recuperación

dada una probabilidad de completar la tarea de mantenimiento del 20%.

- Caso 2: M(t) = 95%, TTR(95%) = 48,2 horas - Tiempo de recuperación

dada una probabilidad de completar la tarea de mantenimiento del 95%.

Finalmente, en esta apartado comentar como la realización de cualquier

tarea de mantenimiento está relacionada con diversos costes: unos costes

directos (repuestos, mano de obra, etc.) y los costes indirectos que resultan

como consecuencia de no tener el sistema disponible para la operación. Razón

por la cual los departamentos de mantenimiento pueden ser cada vez más

impactantes y el factor mantenibilidad, representa hoy en día, una de las

mayores áreas de oportunidad para agregar valor en cualquier sistema

producción.

IV.4.3.3. UTILIZACIÓN PRÁCTICA DEL REGISTRO EN ESTUDIOS DE DISPONIBILIDAD

La disponibilidad es una característica que resume cuantitativamente el perfil de

operabilidad de un elemento. Representa el porcentaje del tiempo disponible

(de uso) del activo en un periodo determinado. Es una medida importante y útil

en casos en los que el usuario tiene que tomar decisiones con respecto a la

adquisición de un elemento entre varias posibilidades alternativas. La

disponibilidad relaciona básicamente los tiempos promedios de reparación de

los fallos (MTTR o TPPR - relacionado con la mantenibilidad) y los tiempos

promedios operativos (MTTF o TPO – relacionado con la fiabilidad (función de la


tasa de fallos). Los cálculos de disponibilidad operacional los podemos realizar

utilizando los datos de nujestro re gistro de fallos, operando como se ha

indicado con anterioridad y la siguiente expresión:

TPPRTPOTPOA+

=

IV.4.3.4. PRECAUCIONES CON LA UTILIZACIÓN PRÁCTICA DE LAS FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN

A menudo es necesario realizar pruebas de ajuste de los datos utilizados que

permiten validar si la distribución se ajusta al comportamiento del modelo

estadístico seleccionado. Un test estadístico recomendado en estos casos es el

de Kolmogorov- Smirnov. Al realizar este test se calcula la distancia máxima

entre la frecuencia acumulada de los tiempos observados y la frecuencia

teórica acumulada provista por el modelo seleccionado. Si la distancia entre

estas frecuencias acumuladas es igual o mayor, se puede concluir que el

modelo seleccionado no provee un buen ajuste para los datos evaluados. EL

lector puede consultar más información en Kececioglu D (1991).

IV.5. REFERENCIAS BIBLIGRÁFICAS DEL CAPÍTULO

- Arata Andreani A. 2009. Ingeniería y Gestión de la Confiabilidad Operacional

en Plantas Industriales. Ril Editores. Santiago de Chile.

- Crespo Márquez A. 2007. The maintenance management framework.

Models and methods for complex systems maintenance. London: Springer

Verlag.

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

management: Process, framework and supporting pillars. Omega, 34(3):

313-326.


- Crespo Márquez A, Moreu de Leon P, Sánchez Herguedas A. 2004.

Ingeniería de mantenimiento. Métodos y técnicas de aplicación a la fase

operative de los equipos. Editorial AENOR. Madrid.

- Campbell JD, Jardine AKS, 2001. Maintenance excellence. New York:

Marcel Dekker.

- Duffuaa SO. 2000. Mathematical models in maintenance planning and

scheduling. In Maintenance, Modelling and Optimization. Ben-Daya M,

Duffuaa SO, Raouf A, Editors. Boston: Kluwer Academic Publishers.

- Duffuaa SO, Raouf A, Campbell JD. 2000. Sistemas de Mantenimiento.

Planeación y Control. Limusa. Mexico.



- Henley EJ, Kumamoto H. 1991. Probabilistic Risk Assessment. IEEE Press.

- Kececioglu D. 1991. Reliability and Life Testing Handbook, Prentice Hall.

- MIL-HDBK-781 “Reliability Test Methods, Plans and Environment”

- MIL-HDBK-189 “Reliability Growth Management” “Reliability Toolkit:

Commercial Practices Edition”, Morris et al, RAC

- Smith D.S. 1993. Reliability, Maintainability and Risk: Practical Methods for

Engineers. Butterworth Heinemann. Oxford.

- Monchy F. 1990. Teoría y práctica del mantenimiento industrial. Ed.

Masson., Barcelona

- Viles E. 2001. Estadística básica para universitarios. EUNSA, Pamplona

Parte 2

Técnicas para la Mejora de la Confiabilidad

V

ENSAYOS

V.1 INTRODUCCIÓN

Se denominan ensayos de fiabilidad a las pruebas que se realizan a

componentes, dispositivos o sistemas, desde su concepción y hasta su fase de

utilización, pasando por todas las fases de diseño, fabricación de prototipos,

fabricación en serie e instalación, para obtener datos cualitativos y cuantitativos

de fiabilidad.

Según normas, ensayo de fiabilidad se define como el ensayo que se

realiza con el propósito de estimar, verificar o comparar valores de fiabilidad de

elementos de uno o más diseños o lotes de producción.

Como se ha indicado anteriormente los ensayos se pueden aplicar a un

componente o a un sistema, por lo que en el resto de este capítulo se utilizará

una u otra denominación indistintamente, junto con la de elemento, dispositivo,

etc.

En general se trata de obtener datos de fiabilidad para una determinada

población de componentes, por lo que será necesario realiza ensayos sobre los

mismos. Si se ensayan todos los componentes será una Inspección 100%, o

Inspección detallada. En este caso los resultados serán de gran calidad porque

hemos analizado toda la población. Sin embargo este tipo de ensayo presenta

varias dificultades, entre las que destacan:

1. Es muy costosa económicamente.

2. Lleva mucho tiempo.

3. Cuando el ensayo es destructivo resulta imposible, ya que nos quedaríamos sin componentes para comercializar.


Debido a estas razones se recurre al ensayo de un conjunto de

componentes pertenecientes al total de la población o colectivo, lo que se

denomina Inspección por Muestreo. A este conjunto de componentes que se

van a ensayar se le denomina muestra y al número de unidades que la

componen Tamaño de la muestra. Este tipo de ensayos presenta también sus

propias características:

• Son más económicos.

• Se puede obtener buena información pero siempre tiene sesgo al ser

una muestra y no ser el total de la población.

• El personal que lo realiza deber estar más especializado porque tiene

que utilizar diversas técnicas estadísticas para obtener datos que

sean extrapolables al conjunto de la población.

• La muestra debe ser elegida de forma aleatoria sobre la población

total, de forma que cualquier componente tenga la misma

probabilidad de ser elegido.

• El tamaño de la muestra debe ser el adecuado de manera que sea

una muestra significativa.

• En este caso el riesgo de cometer un error es mayor que en el

ensayo al 100% por lo que se debe cuantificar el mismo en términos

de margen de confianza o intervalo de confianza.

Por otra parte los ensayos de fiabilidad pueden pretender dos objetivos:

1. Determinar si el componente es aceptable o no. Es decir, se comprueba si

cumple o no con un determinado requisito o especificación, lo que se

denomina control por atributos.

2. Determinar el valor cuantitativo de una determinada característica, lo que

se denomina control por variables.

Ensayos 135

En general la realización de ensayos es costosa por lo que se debe definir

claramente la funcionalidad y el uso del componente para planificar los

correspondientes ensayos. En particular en los ensayos de vida del componente

resulta fundamental conocer el medio ambiente en el que va a trabajar el

mismo, así como el esfuerzo al que se verá sometido. Precisamente las

condiciones ambientales y el esfuerzo, son características que en muchos casos

aceleran el fallo del componente por lo que un incremento de esas

características hace que los fallos aparezcan antes. Esto es lo que da lugar a los

ensayos acelerados, que permiten obtener datos de fiabilidad en un corto

período de tiempo y que se analizan posteriormente.

Cuando se realiza un ensayo se deben definir una serie de aspectos a

tener en cuenta, como son:

1. Requisitos del ensayo: Es el conjunto de especificaciones que hay que tener

en cuenta para realizar un ensayo, como es el equipamiento a utilizar, la

duración del ensayo, las condiciones ambientales, etc.

2. Plan de ensayo: Representa la secuencia de actividades que se deben

realizar para llevar a cabo el ensayo, el número de componentes a ensayar,

cuando se termina el ensayo, si los componentes que fallan se reemplazan,

la documentación del mismo, etc.

3. Lugar de realización: Es la instalación concreta donde se va a realizar el

ensayo y que deberá cumplir con los requisitos de seguridad, ambientales,

etc., que le sean exigibles.

4. Personal: El equipo humano que realice el ensayo deberá tener la

formación y experiencia adecuada a la complejidad del mismo.


V.2 OBJETIVOS DE LOS ENSAYOS DE FIABILIDAD

El objetivo general de un ensayo de fiabilidad es conocer el comportamiento del

componente o sistema en cuanto a su funcionalidad a lo largo del tiempo, su

comportamiento en determinados ambientes, su período de vida, etc.

En general los objetivos que se persiguen con los ensayos de fiabilidad

son los siguientes:

1. Demostrar la fiabilidad de un componente o sistema.

2. Medir parámetros de fiabilidad.

3. Seleccionar componentes para una determinada aplicación. También se denomina cribado de componentes.

4. Comparar varias alternativas de diseño.

5. Detectar posibles deficiencias en el componente o sistema, y corregirlas.

6. Conocer los modos de fallo (forma en la que se manifiesta un fallo), los mecanismos de fallo (procesos físico-químicos internos que dan lugar a los modos de fallo) y las causas que originan ese mecanismo de fallo.

7. Elaborar un plan de mantenimiento optimizado.

V.3 TIPOS DE ENSAYOS DE FIABILIDAD

Existen diversas formas de clasificar los ensayos de fiabilidad. En párrafos

sucesivos se muestran las más habituales.

Ensayos 137

V.3.1 ENSAYOS DE DEMOSTRACIÓN DE LA FIABILIDAD

Son ensayos que permiten demostrar que un componente o sistema cumple

con los requisitos exigibles. En general podemos considerar dos tipos de

componentes:

1. Componentes de un solo uso, porque ello supone su destrucción. Es el caso

de fusibles, dispositivos pirotécnicos para el despliegue de antenas de

satélites, sistema de guiado de un misil, resistencia máxima que un

componente presenta a un esfuerzo determinado, etc. En este caso se

realiza un ensayo destructivo sobre una muestra significativa del total de la

producción.

2. Componentes que se pueden ensayar antes de su utilización. Aquí el

ensayo puede ser al 100%, o bien se ensaya una muestra elegida al azar y

del tamaño adecuado.

V.3.2 ENSAYOS PARA MEDIR PARÁMETROS DE FIABILIDAD

Son ensayos que tienen como objetivo obtener un valor cuantitativo de alguno

de los parámetros de fiabilidad. En general se trata de obtener los valores de la

distribución estadística que sigue el parámetro estudiado, como puede ser el

tiempo medio de vida de una determinad población de componentes. Lo dicho

en el apartado anterior es válido para este caso.

V.3.3 SEGÚN EL LUGAR DE ENSAYO

Dependiendo del lugar de realización, los ensayos pueden ser:


1. Ensayos en el laboratorio. En este caso las condiciones del ensayo suelen

estar muy controladas y son fácilmente reproducibles. En general este tipo

de ensayos son más caros.

2. Ensayos en la explotación. En este caso las condiciones de funcionamiento

no son tan reproducibles como en el caso anterior pero si son más reales.

Este tipo de ensayos suelen ser más baratos.

V.3.4 SEGÚN EL TIEMPO DE ENSAYO

Según el tiempo que tardan en llevarse a cabo los ensayos, estos pueden ser:

1. Ensayos normales. Son los que se producen en condiciones normales de

funcionamiento.

2. Ensayos acelerados. Son los que someten a los componentes a condiciones

de funcionamiento más severas (estrés funcional y ambiental), de forma

que se reduzca el tiempo que tarda en aparecer el fallo. Estas condiciones

están muy por encima de los valores habituales de funcionamiento.

V.3.5 SEGÚN EL REEMPLAZAMIENTO

Según lo que se hace con el componente que falla, pueden ser:

1. Ensayos con reemplazamiento o reposición: Son ensayos en los que si falla

un componente, se repara y se devuelve al ensayo o bien se sustituye por

uno nuevo.

2. Ensayos sin reemplazamiento o reposición: Son los ensayos en los que el

dispositivo que falla se retira del ensayo y no se reemplaza por otro.

Ensayos 139

V.3.6 OTROS TIPOS DE ENSAYOS

A continuación se enumeran otro conjunto de ensayos que son muy habituales:

1. Ensayos escalonados. Son ensayos en los que el valor de una de las

variables aplicadas al componente, durante el ensayo, se realiza de forma

escalonada y creciente, a lo largo de varios períodos de tiempo.

2. Ensayos secuenciales. Son un conjunto de ensayos que se llevan a cabo

unos a continuación de otros, según el plan previsto. Al final de cada uno

de los ensayos se toma la decisión de seguir o detener el proceso, según el

plan de ensayos establecido.

3. Ensayos de selección o Screening (cribado): Ensayos destinados a eliminar

dispositivos potencialmente defectuosos por tener algunas características al

límite o en un rango que sean potencialmente candidatos a presentar fallos

prematuros.

4. Ensayos de quemado inicial (Burn-In). Se realizan en condiciones de estrés

para acelerar el mecanismo de fallo. De esta forma los elementos

defectuosos fallan en esta etapa. Tienen como misión eliminar la etapa de

mortalidad infantil.

5. Ensayos completos. Son los ensayos durante los cuales fallan todos los

componentes que se están ensayando.

6. Ensayos censurados. Son los ensayos que se detienen cuando se produce

un determinado número de fallos o bien cuando se ha alcanzado un tiempo

de ensayo determinado.

V.4 ENSAYOS POR MUESTREO

Si se coge la totalidad de los componentes y se ponen a funcionar en

condiciones normales, no todos los componentes tienen el mismo resultado por


lo que la variable analizada, como por ejemplo el tiempo de vida del conjunto

sigue una determinada distribución estadística con valores que realmente

corresponden al total de la población. Estos valores son los que realmente que

realmente nos gustaría conocer, pero ante la imposibilidad de llevar a la

práctica este ensayo, lo que hacemos es ensayar una muestra significativa. En

este caso, tanto el valor medio, como la desviación típica y la varianza, tienen

valores distintos a los mencionados anteriormente. La Tabla 5.1 muestra los

parámetros que buscamos, que son los de la población y los que realmente

obtenemos que son los de la muestra.

Denominación Población Muestra

Valor medio θ

Desviación típica σ S

Varianza σ2 S2

Tabla 5.1. Datos estadísticos

Los valores de la muestra, se denominan valores estimados y cambian de

un ensayo a otro. Para poder extrapolarlo a toda la población se hace necesario

dar una indicación del error que se comete.

Resulta bastante habitual en fiabilidad realizar ensayos de vida. En este

caso se pretende obtener el “Tiempo medio entre fallos” (MTBF – Mean Time

Between Failures) si el elemento es reparable y si no lo es, el “Tiempo medio

hasta el fallo” (MTTF - Mean Time To Failure). Para ello se toma una muestra

significativa de componentes y se hace un ensayo que puede durar hasta que

fallan todos los componentes. Sin embargo, frecuentemente se establecen

ensayos censurados, bien por tiempo o bien por fallo. Si el ensayo se suspende

al cabo de un determinado tiempo, se denomina “ensayo a tiempo fijo”,

mientras que si se suspende después de que hayan ocurrido un determinado

número de fallos, se denomina “ensayo a fallo fijo”. Algunos autores utilizan la

Ensayos 141

denominación de ensayo truncado si el ensayo es a tiempo fijo, y ensayo

censurado si el ensayo es a fallo fijo.

Según lo indicado en el párrafo anterior y teniendo en cuenta que el

ensayo, a su vez, puede ser con o sin reemplazamiento, tenemos cuatro tipos

de ensayos muy habituales:

1. Ensayo a tiempo fijo sin reemplazamiento

2. Ensayo a tiempo fijo con reemplazamiento

3. Ensayo a fallo fijo sin reemplazamiento

4. Ensayo a fallo fijo con reemplazamiento

V.5 CÁLCULO DE LA VIDA MEDIA ESTIMADA “ ”

La vida media estimada de un ensayo se obtiene como el cociente entre el

tiempo acumulado de funcionamiento “ ” y el número de fallos registrados.

(1)

Donde:

• K: Número de fallos durante el ensayo

• N: Número de componentes sometidos a ensayo

• T: Tiempo que dura el ensayo

Para el caso de los ensayos mencionados en el párrafo anterior, se tiene:

a) Ensayo a tiempo fijo sin reemplazamiento

(2)


b) Ensayo a tiempo fijo con reemplazamiento

(3)

c) Ensayo a fallo fijo sin reemplazamiento

(4)

d) Ensayo a fallo fijo con reemplazamiento

(5)

A continuación se muestran dos ejemplos que ilustran lo dicho

anteriormente.

Ejemplo 1: Se ensayan 10 componentes electrónicos y se obtienen los

datos de tiempos hasta el fallo, Tabla 5.2. Si el ensayo se suspende a las 240

horas, determinar:

Nº de Componente

Tiempo hasta el fallo (h)

1 85 2 106 3 124 4 131 5 142 6 163 7 187 8 235

Tabla 5.2. Datos del ensayo

Ensayos 143

a) La vida media estimada si es un ensayo sin reemplazamiento. Según (2):

b) La vida media estimada si es un ensayo con reemplazamiento. Según (3):

Ejemplo 2: Con los mismos datos de la tabla II y si el ensayo se suspende

al octavo fallo, determinar:

a) La vida media estimada si es un ensayo sin reemplazamiento. Según (4):

=

b) La vida media estimada si es un ensayo con reemplazamiento. Según (5):


V.6 INTERVALO Y NIVEL DE CONFIANZA

La realización de un ensayo sobre una muestra de la población, significa que los

datos obtenidos no van a coincidir exactamente con los valores reales de la

población. En estos casos es necesario evaluar la bondad de los datos, es decir

cuantificar la probabilidad de equivocarse. Esto se realiza mediante los

intervalos de confianza y la probabilidad de estos.

Un intervalo de confianza representa el margen de valores en el que se

encuentra el verdadero valor de la variable buscada. Pero esto no es suficiente

para dar una solución satisfactoria, sino que además debemos cuantificar la

probabilidad de que el valor real se encuentre dentro de ese margen de

valores. Esta probabilidad se denomina “Nivel de confianza” y se representa por

1- α. El complemento a 1 del nivel de confianza se denomina “Nivel de

significación” y se representa por “α”. Realmente, el nivel de significación

cuantifica la probabilidad de que el valor real del parámetro buscado se

encuentre fuera del intervalo de confianza.

Para el caso de sistemas electrónicos en el período de vida útil, tasa de

fallos constante y distribución de tiempos de vida exponencial, se suele utilizar

la distribución Chi-cuadrado de Pearson para calcular el intervalo de confianza

con un determinado nivel de significación.

Se puede demostrar que la expresión (6) sigue la distribución Chi-cuadrado

de Pearson. Por combinación de la ecuación (6) y la (1), se obtiene la (7), que

también sigue la distribución Chi-cuadrado. De esta forma, aunque no vamos a

conocer el valor real de la vida media de la población, lo que si vamos a

conocer es el intervalo de valores entre los que se mueve y la probabilidad de

que sea cierto.

(6)

Ensayos 145

(7)

Los intervalos de confianza pueden ser:

• Centrados o bilaterales. En esta caso el intervalo de confianza se define por

dos valores, que son el límite inferior (LI) y el límite superior (LS), Figura

5.1.

• No centrados o unilaterales. Los intervalos no centrados definen solo un

límite, que puede ser el límite inferior (LI) o el límite superior (LS). Si

conocemos el límite inferior, Figura 5.2, significa que el valor es mayor que

LI. Si conocemos el límite superior, Figura 5.3, significa que el valor real es

menor que LS.

Por ejemplo un intervalo de confianza no centrado, para un ensayo de vida,

en el que el límite inferior son 30000h y el nivel de confianza es del 90%

(nivel de significación del 10%), supone que el valor real de la vida media

del lote de componentes es mayor de 30000h, con una probabilidad de que

sea cierto del 90%.

χ2

f(χ2)

1-α

α/2α/2

LI LS

Figura 5.1. Intervalo centrado


χ2

f(χ2)

1-α

α

LI

Figura 5.2. Intervalo a la derecha

χ2

f(χ2)

1-α

α

LS

Figura 5.3. Intervalo a la izquierda

Para un determinado ensayo con una muestra de tamaño “n”, que

durante el ensayo han dado lugar a un tiempo acumulado de funcionamiento “

“, la expresión (7) sigue la distribución Chi-cuadrado con “K” grados de libertad.

Mediante la utilización de dicha distribución estadística podemos obtener los

valores de los límites superior (LS) y/o inferior (LI) del intervalo de confianza,

para un determinado grado de significación. En los párrafos siguientes se

muestra la forma de hacerlo.

V.6.1 ENSAYO A TIEMPO FIJO E INTERVALO NO CENTRADO

● Límite superior (LS): (8)

Ensayos 147

• Límite inferior (LI): (9)

V.6.2 ENSAYO A TIEMPO FIJO E INTERVALO CENTRADO

(10)

Ejemplo 3: Supongamos un ensayo a tiempo fijo con los datos de la tabla II,

correspondientes al ejemplo 1. Determinar:

a) Los límites superior e inferior, suponiendo un intervalo no centrado y un

límite de significación dl 10%.

De acuerdo con los datos del enunciado tenemos: = 300h, K=8 y α=10%

• Límite superior (LS):

• Límite inferior (LI):

b) Los límites superior e inferior, suponiendo intervalo centrado y un límite de

significación del 10%.

De acuerdo con los datos del enunciado tenemos: = 300h, K=8 y α=10%


V.6.3 ENSAYO A FALLO FIJO E INTERVALO NO CENTRADO

• Límite superior (LS): (11)

• Límite inferior (LI): (12)

V.6.4 ENSAYO A FALLO FIJO E INTERVALO CENTRADO

(13)

Ejemplo 4: Supongamos un ensayo a fallo fijo con los datos de la tabla II del

ejemplo 1. Si el ensayo se detiene al octavo fallo, determinar:

a) Los límites superior e inferior, suponiendo un intervalo no centrado y un

límite de significación del 10%.

De acuerdo con los datos del enunciado tenemos: = 235h, K=8, α=10%

• Límite superior (LS):

• Límite inferior (LI):

b) Los límites superior e inferior, suponiendo un intervalo centrado y un límite

de significación del 10%.

De acuerdo con los datos del enunciado tenemos: = 235h, K=8, α=10%

Ensayos 149

V.7 Ensayos Acelerados

Para evaluar la fiabilidad que un determinado producto va a tener se necesita

realizar cálculos de fiabilidad predictiva. Para esto existen varias opciones, entre

las que figuran las siguientes:

1. Utilizar datos de productos similares desarrollados anteriormente y que ya

son conocidos. Opción muy utilizada cuando se diseña un producto que

constituye una versión mejorada de otra ya existente.

2. Lo mismo que lo indicado en el punto anterior pero con productos con

similar tecnología o bien productos similares.

3. Datos obtenidos de los suministradores de componentes.

4. Otras fuentes.

En general estos datos deben estar disponibles en un corto espacio de

tiempo por lo que frecuentemente y a falta de otras opciones o bien si dichas

opciones no aportan datos suficientes, solo es posible recurrir a la realización

de ensayos acelerados.

Constituyen una forma ampliamente utilizada para obtener datos

experimentales de fiabilidad y en un corto espacio de tiempo. Sin embargo

presentan algunas limitaciones que se deben tener en cuenta:


1. Se debe ser especialmente cuidadoso en la interpretación de estos datos,

porque pueden también llevar a errores si no se tiene en cuenta la forma

de obtenerlos.

2. También se debe tener en cuenta que los ensayos acelerados provocan a

veces mecanismos de fallo, que no se producirían en condiciones normales

de funcionamiento.

Los ensayos acelerados provocan que el fallo aparezca antes, como

consecuencia de las condiciones de trabajo a las que se somete el componente.

Estas condiciones de estrés hacen que se aceleren los mecanismos de fallo del

componente porque lo estresan a base de someterlo a determinadas

condiciones de temperatura, humedad, presión, combinación de estas, etc. De

esta forma, y desde un punto de vista teórico, le provocamos al componente en

un corto período de tiempo, funcionando con niveles altos de estrés, el mismo

daño que el funcionamiento en condiciones normales durante un tiempo muy

superior.

La Figura 5.4 muestra la gráfica del estrés en función del tiempo. Se

puede observar como para un determinado nivel de estrés, el tiempo hasta el

fallo varía siguiendo una determinada distribución. Este puede ser el caso de

una muestra de componentes electrónicos sometidos a determinadas

condiciones de estrés y en los que se mide el tiempo hasta el fallo de cada uno

de ellos.

De igual forma la Figura 5.5 muestra el estrés en función del tiempo. Es

el caso, por ejemplo, de una muestra de componentes sometidos a

determinadas condiciones de estrés y se comprueba su estado a determinados

intervalos de tiempo. Se podrá observar como para el mismo tiempo sobreviven

más o menos componentes según el estrés aplicado.

Ensayos 151

Estrés

Tiempo

Figura 5.4. Variación del tiempo para el mismo estrés

Existen diversos procedimientos para modelar matemáticamente las

curvas antes mencionadas, que se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Figura 5.5. Variación del estrés para el mismo tiempo

• Modelos basados en los mecanismos de fallo. Estos modelos describen

matemáticamente los mecanismos de fallo que internamente se producen

en el componente.


• Modelos empíricos. Representan matemáticamente los datos obtenidos de

los ensayos o los datos existentes del componente, obtenidos de a partir

del uso del mismo.

En los apartados siguientes e muestra cuatro de los modelos más utilizados

en ensayos acelerados.

V.7.1 MODELO DE ARRHENIUS

El modelo de Arrhenius se utiliza en ensayos acelerados de componentes, en

los que el mecanismo de fallo analizado se puede acelerar por temperatura. Es

adecuado en aquellos mecanismos de fallo que actúan como una reacción

química. Resulta muy útil en ensayos acelerados de componentes electrónicos

porque muchos de los mecanismos de fallos de estos componentes, se aceleran

por temperatura. Responde a la ecuación (14).

(14)

Donde:

• V: Velocidad de la reacción.

• A: Constante

• EA: Energía de activación [eV]

• K: Constante de Boltzman = 8,617 · 10-5 [eV/ºK]

• T: Temperatura en [ºK]

La velocidad de la reacción “V”, en este caso es la tasa de fallos “λ”, por lo

que la (14) se transforma en la (15). La ecuación (16) permite calcular la vida

media.

Ensayos 153

(15)

(16)

En un ensayo acelerado se pretende aumentar la velocidad a la que se

producen los fallos. Si suponemos que el mecanismo de fallo se desarrolla de

igual forma que en funcionamiento normal pero más rápido porque se ve

acelerado por temperatura, se cumple la ecuación (17), en la que t1 y t2 son los

tiempos que tarda en fallar el componente cuando sus tasas de fallo son λ1 y

λ2, respectivamente.

(17)

Supongamos un mecanismo de fallo que se acelera por temperatura y

que tiene una energía de activación (EA), y supongamos que en condiciones

normales de operación su temperatura de funcionamiento es T1. En estas

condiciones de operación el componente fallará al cabo de un tiempo t1. Si

hacemos funcionar al componente a una temperatura superior T2, el

componente falla al cabo de un tiempo t2. Nuestro objetivo sería conocer

durante cuánto tiempo (t1) funcionaría el componente en condiciones normales

(T1). Si suponemos que el mecanismo de fallo es el mismo en ambos casos

pero con distinta velocidad, se cumple la (17), que se puede poner de la forma

que indica la (18). Ahora se puede obtener el tiempo de funcionamiento t1.

(18)

(19)

Cuanto mayor sea la energía de activación (EA) mayor será t1. La

ecuación (20) muestra el factor de aceleración.


(20)

Ejemplo 5: Supongamos que la vida media de una muestra de componentes

sometidos a un ensayo acelerado es de 100[h], funcionando a 175[ºC]. Si la

energía de activación del mecanismo de fallo correspondiente es de 0,5[eV] y la

temperatura de funcionamiento en condiciones normales del componente es de

20[ºC], determinar:

a) El tiempo medio de vida que cabe esperar del componente.

b) El factor de aceleración del mecanismo de fallo.

La clave está en conocer las energías de activación. Estas energías son

conocidas para muchos mecanismos de fallo, como por ejemplo los que

habitualmente se dan en semiconductores. Pero también se pueden usar los

ensayos acelerados para determinar la energía de activación de un determinado

mecanismo de fallo. Si se realiza un ensayo acelerado con un determinado tipo

de componentes a dos temperaturas distintas (T1 y T2) y se obtienen unos

tiempos medios hasta el fallo t1 y t2, respectivamente, la energía de activación

se puede obtener de la ecuación (21).

(21)

Cuando se realiza un ensayo acelerado con una determinada muestra de

componentes, es necesario determinar el tiempo medio hasta el fallo de los

mismos. Los tiempos obtenidos del ensayo seguirán una determinada

distribución estadística, que en general será del tipo lognormal, Weibull o

exponencial.

Ensayos 155

Este modelo es aplicable cuando el mecanismo de fallo se acelera por

temperatura, como es el caso de la mayoría de fallos en los semiconductores.

En la Tabla 5.3, se muestran algunos mecanismos de fallos habituales en

componentes electrónicos y la energía de activación correspondiente.

Mecanismo EA [eV]

Corrosión: Ataque de la metalización por el efecto de humedad y residuos químicos

0,3 a 0,6

Electromigración: Movimiento de partículas de Al en la dirección del flujo electrónico

0,4 a 0,8

Defectos de óxido: Su origen se debe a un procesado defectuoso 0,3

Plaga púrpura: Consiste en la formación de compuestos AuAl2 que originan circuitos abiertos

1,03

Tabla 5.3. Mecanismos de fallo en componentes electrónicos

Ejemplo 5: Para llevar a cabo un estudio de fiabilidad de un determinado

componente electrónico se han realizado ensayos del mismo a 175[ºC] y a

50[ºC]. De los resultados de dichos ensayos se ha podido determinar que las

tasas de fallo a dichas temperaturas son de 600 y 60 fallos por millón de horas,

respectivamente. Suponiendo que las tasas de fallo de dichos componentes

siguen el modelo de Arrhenius, se pide:

a) Energía de activación.


b) Tasa de fallos del dispositivo a 40[ºC].

λ40 = 6,87 Fallos por millón de horas

V.7.2 MODELO DE EYRING

Este modelo incluye dos factores que provocan estrés en el componente y

aceleran el fallo. Uno de estos factores es siempre la temperatura, mientras que

el otro puede ser otro como el campo eléctrico, el voltaje, la humedad, el estrés

mecánico, la corriente eléctrica, ciclos de temperatura, etc. Dos factores

comúnmente usados son la temperatura y la humedad. La velocidad de la

reacción se representa por la expresión (22).

(22)

Donde:

• V: Velocidad de la reacción (λ)

• C: Constante que depende de las características del producto y de las

condiciones del test.

• b: Constante

• EA: Energía de activación [eV]

• K: Constante de Boltzman = 8,617 · 10-5 [eV/ºK]

• T: Temperatura en [ºK]

• S: Segundo factor de estrés

De igual forma que para el modelo de Arrhenius, la ecuación (23) permite

el cálculo de la vida media del componente.

Ensayos 157

(23)

Supongamos que un determinado mecanismo de fallo tiene una energía

de activación (EA) y supongamos que en condiciones normales de operación su

temperatura de funcionamiento es T1 y que el otro factor de estrés es S1. Si

hacemos funcionar al componente a una temperatura superior T2 y con el

segundo factor de estrés de valor S2. Supongamos que el componente falla al

cabo de un tiempo t2. Nuestro objetivo sería conocer durante cuánto tiempo

“t1” funcionaría el componente en condiciones normales (T1 y S1). De la

aplicación de la ecuación (17) para este caso, se obtiene la (24). A partir de

esta expresión se puede obtener el tiempo de funcionamiento “t1” (25) y el

factor de aceleración “AF” (26).

(24)

(25)

(26)

En componentes electrónicos son habituales valores próximos a 0,9[eV]

para EA y valores comprendidos entre 2 y 3 para b. Concretamente en estos

componentes el ensayo temperatura-humedad 85[ºC] - 85%[HR], es muy

utilizado.

Ejemplo 6: Supongamos que la vida media de una muestra de componentes

sometidos a un ensayo acelerado es de 576h funcionando a 85[ºC] y a

85[%HR]. La energía de activación del mecanismo de fallo correspondiente es

de 0,5[eV] y en condiciones normales de operación HR es del 75% y la

temperatura es de 25[ºC]. Si b = 2,5 determinar:


a) El tiempo medio de vida que cabe esperar para este componente.

Mediante la aplicación de la (25), obtenemos:

b) El factor de aceleración del mecanismo de fallo.

Mediante la aplicación de la (26) se obtiene:

V.7.3 LEY DE POTENCIA INVERSA

Este modelo resulta de utilidad cuando la vida del componente es inversamente

proporcional al estrés aplicado. La distribución de la tasa de fallos puede ser

Lognormal, exponencial o de Weibull.

Este modelo se utiliza frecuentemente con estrés de tensión y estrés de

fatiga por estrés cíclico, como por ejemplo vibración mecánica. La ecuación (27)

muestra este modelo.

(27)

Donde:

• t: Tiempo hasta el fallo

• A: Constante característica del componente ensayado

• S: Estrés aplicado

• N: Constante característica del componente ensayado

Ensayos 159

V.7.4 MODELO DE COFFIN‐MANSON

Es una variedad de la ley de potencia inversa, ecuación (28). Este modelo tiene

su aplicación en componentes sometidos a esfuerzos mecánicos.

(28)

Donde:

• Nf: Número de ciclos hasta el fallo

• A: Constante relativa al material

• ∆εp: Rango de esfuerzo

• B: Constante relativa al material

Se han desarrollado diversos modelos basados en esta ley para distintas

aplicaciones. En algunos casos se han realizado modelos basados en esta ley

que utilizan el estrés por fatiga mecánica debido a ciclos de trabajo y estrés

mecánico por fatiga debido a ciclos térmicos. Si el estrés por fatiga debido al

esfuerzo mecánico aplicado, es más elevado que el límite elástico, el factor de

aceleración responde a la ecuación (29). De igual forma, el factor de

aceleración para la fatiga por estrés de temperatura se obtiene mediante la

ecuación (30).

(29)

(30)

La Tabla 4 muestra valores del parámetro “B” para algunos casos, que

han sido obtenidos empíricamente.


Material Valor de B

Metales 2 a 3

Soldaduras de componentes electrónicos 2 a 3

Encapsulados de plástico para circuitos integrados

4 a 8

Agrietado de circuitos integrados 7

Compuestos intermetálicos Al-Au 4 a 7

Tabla 5.4. Algunos valores de B

Ejemplo 7: Las soldaduras de un sistema electrónico se han sometido a un test

en el que se ha producido un desplazamiento en ellas de 0,01[mm], y de media

fallaron al cabo de 50 ciclos. Si en operación normal tienen un desplazamiento

de 0,002[mm], determinar el número de ciclos que pueden soportar

suponiendo en este caso un valor B = 2´5.

Aplicando la ecuación (29), se obtiene:

V.8 Referencias Bibliográficas del Capítulo

- CEI 60300-3-5:2001. Gestión de la confiabilidad. Parte 3-5: Guía de

aplicación. Condiciones para los ensayos de fiabilidad y principios para la

realización de contrastes estadísticos.

- CEI 61123:1991. Ensayos de fiabilidad. Planes de ensayo de conformidad

con una proporción de éxitos.

Ensayos 161

- UNE 200001-3-5:2002. Gestión de la confiabilidad. Parte 3-5: Guía de

aplicación. Condiciones para los ensayos de fiabilidad y principios para la

realización de contrastes estadísticos.

- UNE 20501-2-20:1994. Procedimientos de ensayos ambientales básicos.

Parte 2: Ensayos. Ensayo T: Temperatura.

- UNE 20501-2-46:1985. Equipos electrónicos y sus componentes. Ensayos

fundamentales climáticos y de robustez mecánica. Guía para el ensayo Kd:

Ensayo ácido sulfhídrico para contactos y conexiones.

- UNE 20501-2-49:1986. Equipos electrónicos y sus componentes. Ensayos

fundamentales climáticos y de robustez mecánica. Guía para el ensayo Kc:

Ensayo del anhídrido sulfuroso para contactos y conexiones.

- UNE 20932:1996. Ensayos de fiabilidad. Planes de ensayo de conformidad

con una proporción de éxitos

- UNE 66020-1:2001. Procedimientos de muestreo para la inspección por

atributos. Parte 1: Planes de muestreo para las inspecciones lote por lote,

tabulados según el nivel de calidad aceptable (NCA).

- UNE 66020-1:2002. ERRATUM Procedimientos de muestreo para la

inspección por atributos. Parte 1: Planes de muestreo para las inspecciones

lote por lote, tabulados según el nivel de calidad aceptable (NCA).

- UNE 66020-2:2001. Procedimientos de muestreo para la inspección por

atributos. Parte 2: Planes de muestreo para las inspecciones de lotes

independientes, tabulados según la calidad límite (CL).

- UNE-EN 61124:2008. Ensayos de fiabilidad. Planes de ensayos de

conformidad para tasa de fallo constante y para intensidad de fallo

constante.


- UNE-IEC 60605-3-1:2006. Ensayos de fiabilidad de equipos. Parte 3:

Condiciones de ensayo preferentes. Equipos portátiles de interior. Bajo grado

de simulación (IEC 60605-3-1:1986).

VI

CONFIABILIDAD EN LA OPERACIÓN A TRAVES DEL RCM

VI.1. ANTECEDENTES DEL MANTENIMIENTO CENTRADO EN FIABILIDAD (RCM)

El método de optimización de planes de mantenimiento denominado:

Mantenimiento Centrado en Fiabilidad, conocido comúnmente por sus siglas en

inglés “RCM: Reliability Centered Maintenance”, se originó hacia el final de la

década de los años 60, en un esfuerzo conjunto del gobierno y la industria

aeronáutica norteamericana, a fin de establecer un proceso lógico y diseñar

actividades de mantenimiento apropiadas con frecuencias optimas para estas

actividades, para atender el advenimiento de nuevas aeronaves de mayor

tamaño, capacidad y complejidad, así como el crecimiento del parque aéreo

(Jones, 1995). La complejidad de los nuevos sistemas hacía casi imposible que

los mismos fueran mantenidos con los antiguos conceptos y políticas. El

objetivo de este grupo de trabajo fue establecer procedimientos de

mantenimiento apropiados que permitieran reducir los tiempos de parada por

mantenimiento, reducir los costes de mantenimiento e incrementar la seguridad

de los vuelos (Moubray, 1991). Como resultado de este esfuerzo se publicó el

documento “MSG-1: Maintenance Evaluation and Program Development”, el

cual formaliza y establece nuevos criterios para el desarrollo de programas de

mantenimiento.

Anterior a la publicación del MSG-1, los programas de mantenimiento

estaban diseñados para ser ejecutados en cada equipo sin considerar la

importancia del mismo en el funcionamiento del sistema. La importancia de

este documento radica en el cambio de los paradigmas existentes hasta ese

momento para la conceptualización de las políticas de mantenimiento. A partir


de este documento la orientación cambia desde la evaluación de las funciones

del equipo hacia el análisis de las funciones del sistema.

Posteriormente, se publicó el documento MSG-2 para generalizar en toda

la industria aeronáutica el uso de los procedimientos desarrollados en el MSG-1.

En este segundo documento se incorporó una herramienta simple pero

poderosa, llamada árbol de decisión lógico. Un árbol de decisión lógico es un

diagrama que provee una secuencia de preguntas acerca de una serie de

posibles eventos y sus consecuencias, estructurado de manera lógica y

jerárquica. Cada pregunta en el árbol de decisión sólo puede ser contestada

con un SI ó NO. La respuesta a cada pregunta puede conducir a una acción ó a

la próxima pregunta en la secuencia. El árbol es semejante a un mapa lógico de

carreteras. Cada posible fallo de un sistema es categorizado mediante la

aplicación del árbol lógico de preguntas, conduciendo al evaluador a un análisis

lógico que finaliza al obtener una respuesta SI. En cada respuesta NO, el

evaluador continúa con la siguiente pregunta en la secuencia. Si se alcanza el

final del árbol, entonces la conclusión lógica es que no se requiere ninguna

actividad para el modo de fallo en evaluación.

El éxito del RCM en la industria aeronáutica no tuvo precedentes, en un

periodo de 16 años posterior a su implantación, las aerolíneas comerciales no

experimentaron incremento en los costes unitarios de mantenimiento, aún

cuando el tamaño y la complejidad de las aeronaves, así como los costes de

operación se incrementaron durante el mismo periodo. También, para el mismo

periodo, se incrementaron los records de seguridad de las aerolíneas (Moubray,

1991).

Los beneficios obtenidos por la industria aeronáutica no fueron un

secreto y pronto el RCM fue adaptado y adecuado a las necesidades de otras

industrias y sectores como la de generación de potencia mediante energía

nuclear y solar, la minería, el transporte marítimo, etc., así como el ámbito

militar. En todos estos sectores se presentan exitosos resultados tras la

Confiabilidad en la Operación a través del RCM 165

aplicación del RCM, mediante la conservación o incremento de la disponibilidad,

al mismo tiempo que se ahorra en costes de mantenimiento. Algunos detalles

del método se encuentran aún en desarrollo para adaptarse a las necesidades

cambiantes de una amplia variedad de industrias, sin embargo, los principios

básicos se mantienen.

VI.2. ASPECTOS TEÓRICOS BÁSICOS DEL RCM

El RCM sirve de guía para identificar las actividades de mantenimiento con sus

respectivas frecuencias a los activos más importantes de un contexto

operacional. Esta no es una fórmula matemática y su éxito se apoya

principalmente en el análisis funcional de los activos de un determinado

contexto operacional, realizado por un equipo natural de trabajo. El esfuerzo

desarrollado por el equipo natural permite generar un sistema de gestión de

mantenimiento flexible, que se adapta a las necesidades reales de

mantenimiento de la organización, tomando en cuenta, la seguridad personal,

el ambiente, las operaciones y la razón coste/beneficio (Jones, 1995).

Según Moubray (1991), el Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (RCM)

es un método empleado para determinar las necesidades de mantenimiento de

cualquier activo físico en su contexto de operación. Entendiéndose por

mantenimiento (UNE-EN 13306:2002) la combinación de todas las acciones

técnicas, administrativas y de gestión, durante el ciclo de vida de un elemento,

destinadas a conservarlo o devolverlo a un estado en el cual pueda desarrollar

la función requerida. En términos más amplios, Parra (1996), define el RCM

como un proceso de gestión del mantenimiento, en la cual un equipo

multidisciplinario de trabajo, se encarga de optimizar la fiabilidad operacional

de un sistema que funciona bajo condiciones de trabajo definidas,

estableciendo las actividades más efectivas de mantenimiento en función de la

criticidad de los activos pertenecientes a dicho sistema, tomando en


cuenta los posibles efectos que originarán los modos de fallos de estos

activos, a la seguridad, al ambiente y a las operaciones.

El aplicar correctamente el método RCM, permitirá que las

organizaciones que implanten esta metodología, puedan identificar estrategias

efectivas de mantenimiento que garanticen el cumplimiento de los estándares

requeridos por los procesos de producción y que ayuden a maximizar la

rentabilidad de sus activos. A continuación se resumen las características

generales del RCM:

Herramienta que permite ajustar las acciones de control de fallos

(estrategias de mantenimiento) al entorno operacional.

Metodología basada en un procedimiento sistemático que permite generar

planes óptimos de mantenimiento / produce un cambio cultural.

Los resultados de la aplicación del RCM, tendrán su mayor impacto, en

sistemas complejos con diversidad de modos de fallo (ejemplo: equipos

rotativos grandes).

Maduración: mediano plazo a largo plazo.

La metodología RCM propone un procedimiento que permite identificar

las necesidades reales de mantenimiento de los activos en su contexto

operacional, a partir del análisis de las siguientes siete preguntas (Bloom,

2006):

1. ¿Cuáles son las funciones y los estándares de ejecución asociados con el

activo en su actual entorno de operación?

2. ¿En qué forma fallo el equipo, con respecto a la función que cumple en

el contexto operacional?

3. ¿Qué causa cada fallo funcional?

4. ¿Qué ocurre cuando sucede un fallo?

5. ¿Cómo impacta cada fallo?

6. ¿Qué puede hacerse para predecir o prevenir cada fallo funcional?


7. ¿Qué puede hacerse si no se conoce una tarea de prevención adecuada

a este fallo?

Estas preguntas se van respondiendo a medida que se avanza en el

proceso de implantación del RCM ordenada y metódicamente.

VI.3. PROCESO DE IMPLANTACIÓN DEL RCM

Antes de comenzar el análisis de las necesidades de mantenimiento de los

activos en cualquier organización, es fundamental conocer qué tipo de activos

físicos existen y decidir cuáles son los que deben someterse al proceso de

revisión del RCM. Esto significa que debe realizarse un registro completo de los

equipos, en el caso de que no existiera, aunque actualmente la mayoría de las

industrias tienen ya esta clase de registro.

Figura 6.1. Flujograma de implantación del RCM

Una vez obtenido este registro, para una correcta aplicación del RCM es

necesario una meticulosa planificación de los pasos a seguir. La Figura 6.1


ilustra el orden que se debe seguir en los pasos del proceso de implantación

del RCM:

Se observan en el flujograma dos grandes fases del proceso de

implantación del RCM:

1. FASE INICIAL:

• Formación del equipo natural de trabajo.

2. FASE DE IMPLANTACIÓN:

• Selección del sistema y definición del contexto operacional.

• Análisis de los modos y efectos de fallos (FMEA: Failure Modes and

Effects Analysis)

• Aplicación de la lógica RCM (árbol de decisión de estrategias de

mantenimiento)

En los siguientes apartados se describen detalladamente cada una de las

etapas del proceso de implantación de RCM mostrado en la Figura 6.1.

VI.3.1. FORMACIÓN DEL EQUIPO NATURAL DE TRABAJO DEL RCM

Para dar respuesta a las 7 preguntas básicas del RCM, es necesario crear un

equipo natural de trabajo constituido por personas con distintas funciones

dentro de la organización que sean capaces de responder entre todos dichas

preguntas. En la práctica, el personal de mantenimiento de la organización no

puede responder a todas las preguntas por si mismo debido a que algunas de

las respuestas deben ser proporcionadas por el personal de producción u

operación, sobre todo las relacionadas con el funcionamiento deseado del

equipo y las consecuencias y efectos de los fallos. Por este motivo, las personas

que trabajan diariamente con los equipos son una valiosa fuente de información

que no hay que ignorar en el análisis mediante la metodología RCM.


Para asegurar que todos los puntos de vista estarán contemplados a la

hora de hacer el estudio, es importante que haya personas de diferentes

departamentos. En general, esto no debe significar formar grupos de menos de

4 ni más de 7 personas, lo ideal es un grupo formado por 5 o 6 componentes

(ver Figura 6.2).

O P E R A D O R

IN G E N IE R O D E P R O C E S O S M A N T E N E D O R

P R O G R A M A D O R

E S P E C IA L IS T A S

F A C IL IT A D O R

V isió n g lo b a ld e l n e g o c io

A se so r m e to d o ló g ic o

E x p e r to e n á r e a

V is ió n s is te m ic ad e la a c t iv id a d

E x p e r to e n m a n e jo /o p e r a c ió n d e sis te m a s y e q u ip o s

E x p e r to s e n r e p a r a c ió ny m a n te n im ie n to

Figura 6.2. Integrantes de un Equipo Natural de Trabajo

El grupo de trabajo, según Moubray (1991), debe incluir los siguientes

participantes:

- Personal de Operación: experto en manejo de sistemas y equipos, las

personas que viven el día a día de la operación de los equipos son una

valiosa fuente de información.

- Personal de Mantenimiento: expertos en reparación y mantenimiento de

sistemas y equipos.

- Ingeniero de Procesos: aporta visión global de los procesos.

- Programador: aporta visión sistémica de la actividad.

- Especialista externo: experto en un área específica. En ocasiones, también

es interesante incluir al fabricante de equipos.

- Facilitador: asesor experto en la metodología RCM.


El objetivo de cada grupo de trabajo (Moubray, 1991) es usar la

metodología RCM para determinar las necesidades de mantenimiento de un

activo específico o una parte concreta de un proceso. Para que el grupo de

trabajo sea efectivo se debe facilitar la interacción y participación de todos los

miembros en las discusiones, en una atmósfera relajada e informal donde los

desacuerdos sean ampliamente debatidos con el fin de resolverlos. Además, no

existen jerarquías en el grupo de trabajo, se escucha a cada uno y no hay

miedo a hacer sugerencias. La ayuda externa es bienvenida y usada cuando es

adecuado. Hay aceptación y compromiso con el objetivo por parte de todos. La

clave para del éxito del proceso de implantación del RCM es el consenso de los

diferentes integrantes del grupo de trabajo. Cada miembro del grupo contribuye

en la medida que pueda en cada etapa del proceso. Ninguna decisión debe ser

tomada mientras no haya sido aceptada por todo el grupo.

Dentro del equipo natural de implantación del método RCM, la

responsabilidad del facilitador del grupo de trabajo es de suma importancia, su

función principal consiste en guiar y conducir el proceso de implantación del

RCM, es decir, es el encargado de asegurar que el proceso de implantación del

RCM se realice de forma ordenada y efectiva. El facilitador debe realizar dentro

del grupo de trabajo una serie de actividades:

- Guiar al equipo de trabajo en la realización del análisis de los modos y

efectos de fallos (FMEA), y en la selección de las actividades de

mantenimiento.

- Ayudar a decidir a qué nivel debe ser realizado el análisis de modos y

efectos de fallos.

- Ayudar a identificar los activos que deben ser analizados bajo la

metodología RCM.

- Asegurar que las reuniones de trabajo sean conducidas de forma

profesional y se lleven a cabo con fluidez y normalidad.


- Asegurar un verdadero consenso en las decisiones.

- Motivar al equipo de trabajo.

- Asegurar que toda la documentación a registrar durante el proceso de

implantación del RCM sea conducida correctamente.

Según Moubray (1991), de todos los factores que afectan a la calidad

final de los resultados del RCM, el perfil y las habilidades del facilitador es uno

de los más importantes. Esto influye tanto en la calidad técnica del análisis

como en el ritmo al que el análisis es realizado y la actitud de los participantes

hacia el RCM. Las características principales que debe cumplir el perfil del

facilitador son: amplia capacidad de análisis, alto nivel técnico, alto desarrollo

de cualidades personales como liderazgo, credibilidad, seguridad, confianza, y

habilidades para conducir reuniones de trabajo, es decir, tener facilidad para

comunicarse.

VI.3.2. SELECCIÓN DEL SISTEMA Y DEFINICIÓN DEL CONTEXTO OPERACIONAL

El primer paso a dar en la implantación del RCM es la selección de los sistemas

o equipos a los que se va a aplicar esta metodología. Se debe determinar la

parte de nuestras instalaciones a estudiar y la parte o elementos que quedarán

excluidos de ese estudio y, una vez delimitado el sistema a estudiar, determinar

su composición, los elementos de nivel inmediatamente inferior que lo

constituyen y así sucesivamente, siguiendo con una estructura de árbol hasta el

nivel que ya se considere como un todo indivisible desde el punto de vista del

mantenimiento. Téngase en cuenta que esta estructura puede no ser jerárquica

en el sentido estricto, sino tener ramas que se interrelacionan en un mismo

nivel o ramas entre niveles no contiguos. Los subsistemas que a su vez tienen

bucles de control están en este caso y, por tanto, se deben tratar los bucles

como unidades indivisibles, desde el punto de vista del sistema principal, de

manera que quede reducido a una estructura jerárquica en árbol pura. Para

establecer el sistema o sistemas a los que se va a aplicar el método RCM,


definir sus límites y su estructura es necesario responder a las dos preguntas

(Moubray, 1991):

1. ¿Cuál debería ser el nivel de detalle que se requiere para realizar el

análisis de los modos y efectos de fallos del sistema seleccionado?

2. ¿Debería ser analizada toda el área seleccionada, y si no es necesario,

que debería hacerse para seleccionar la parte a analizar y con qué

prioridad deben analizarse cada una de las partes?

Para entender mejor lo que significa nivel de detalle es necesario que los

grupos de trabajo confirmen o definan los distintos niveles que presenta una

determinada organización, es decir, el grado de división existente en la

organización: corporación, filiales, departamentos, plantas, sistemas, equipos,

componentes son ejemplos de división de una determinada organización. A

continuación se definen algunos términos necesarios para entender el concepto

de nivel de detalle (Moubray, 1991 y Smith and Hinchcliffe, 2004):

- Parte: representa el nivel más bajo de detalle al cual un equipo puede

ser desensamblado sin que sea dañado o destruido. Ejemplos:

engranajes, bolas de cojinetes, ejes, resistores, chips… (El tamaño no es

el criterio a considerar para establecer qué elemento constituye una

parte de un equipo determinado).

- Equipo: nivel de detalle constituido por un grupo o colección de partes

ubicadas dentro de un paquete identificable, que cumple al menos una

función relevante como ítem independiente. Ejemplos: válvulas, motores,

bombas, compresores, etc.

- Sistema: nivel de detalle constituido por un grupo lógico de equipos

que cumplen una serie de funciones requeridas por una organización. La

mayoría de los sistemas están agrupados en función de los procesos más


importantes. Ejemplos: sistema de generación de vapor, de tratamiento

de aguas, de condensado, de protección, etc.

- Planta: nivel de detalle constituido por un grupo lógico de sistemas que

funcionan en conjunto para proveer un producto o servicio por

procesamiento o manipulación de materiales o recursos.

- Complejo ó polígono industrial: nivel de detalle constituido por un

grupo lógico de plantas que funcionan en conjunto para proveer varios

productos o servicios de una misma clase o de distintas clases. Por

ejemplo, un grupo de plantas de hidrógeno, azufre, etc., que constituyen

un área denominada “Complejo de Refinería, Polígono Petroquímico,

etc.”.

La experiencia de expertos en metodología RCM considera más eficaz el

análisis de los distintos “sistemas” como nivel de detalle de la organización

(Moubray, 1991). Esto se debe a que en la mayoría de las organizaciones los

“sistemas” son normalmente identificados y usados para los bloques

funcionales, esquemas, diagramas,.. etc., y por tanto se tiene de ellos una

información más detallada y precisa.

Es necesario que los grupos de trabajo tengan un especial cuidado con

respecto a la selección del nivel de detalle que se espera del FMEA, ya que un

análisis realizado a un alto nivel de detalle (partes) puede llegar a ser

complicado e irrealizable, o por el contrario, un análisis realizado a un bajo nivel

de detalle (planta) podría ser muy superficial y poco eficiente para la gestión

del mantenimiento en la organización.

Partiendo del nivel de detalle del sistema, para responder la segunda

pregunta es necesario que el grupo de trabajo identifique todos los sistemas

existentes del área seleccionada y luego proceda a jerarquizar de acuerdo a los

criterios de mayor importancia y criticidad del entorno operacional en el que

operan dichos sistemas.


VI.3.2.1. TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE CRITICIDAD APLICADAS EN EL PROCESOS DE JERARQUIZACIÓN DE LOS SISTEMAS

Las técnicas de análisis de criticidad, son metodologías que permiten

jerarquizar sistemas, instalaciones y equipos, en función de su impacto global,

con el fin de optimizar el proceso de asignación de recursos (económicos,

humanos y técnicos). Un método de criticidad cualitativo muy utilizado dentro

de las aplicaciones de RCM, es el proceso de jerarquización de sistemas basado

en matrices de criticidad, que consideran dentro de su proceso de análisis la

evaluación del factor “Riesgo” (Parra, 1996). Este método integra el análisis de

la probabilidad (frecuencia) de que se produzca un fallo y las consecuencias

(nivel de severidad) que pueden traer consigo los fallos de los sistemas a

evaluar. La definición de criticidad puede tener varias interpretaciones

dependiendo del objetivo que se pretenda y de las necesidades de la

organización, por lo que existe una gran diversidad de herramientas de

criticidad. Para realizar un análisis de criticidad es necesario tener en cuenta los

siguientes aspectos:

- Definir un alcance y propósito para el análisis de criticidad.

- Establecer criterios (atributos) de importancia.

- Seleccionar ó desarrollar un método de evaluación para jerarquizar los

sistemas seleccionados.

En relación a los criterios de importancia a ser considerados, estos

dependerán básicamente del objetivo principal del proceso de jerarquización y

del entorno organizacional y operacional. Entre los atributos más utilizados en

los procesos de criticidad se encuentran: Seguridad, Ambiente, Producción,

Costes (Operaciones y Mantenimiento), Frecuencia de Fallos y Tiempo

promedio para reparar (Jones, 1995). Es importante mencionar que los


resultados que se obtienen con la aplicación de las técnicas de criticidad,

representan el insumo básico con el cual se debe dar inicio a cualquier proceso

de aplicación de la metodología RCM. A continuación se presenta un modelo

de jerarquización basado en la evaluación semi-cuantitativa del Riesgo (se tomo

como referencia la matriz de criticidad, diseñada para activos de la industria del

petróleo, ver (Parra, 1996)). Como ejemplo, el modelo propuesto está basado

en la estimación del factor Riesgo a través de la siguiente expresión:

Riesgo = Frecuencia de Fallos x Consecuencias

Dónde:

Frecuencia fallos = Número de fallos en un tiempo determinado

Consecuencias = (Impacto Seguridad y Salud x 0,25) +

(Impacto Medio Ambiente x 0,25) +

(Impacto Producción y/ó Costos de Mantto. x 0,5)

El proceso de evaluación de la frecuencia de fallos y de las consecuencias

se realiza a través de los siguientes factores ponderados:

• Factores de frecuencia de fallos / escala 1-5

o 1: Sumamente improbable: menos de 1 evento en 5 años

o 2: Improbable: 1 evento en 5 años

o 3: Posible: 1 evento en 3 años

o 4: Probable: entre 1 y 3 eventos al año

o 5: Frecuente: más de 3 eventos por año

• Factores de Consecuencias

- Impacto Seguridad y Salud

o 5. Evento catastrófico: pérdida de vidas humanas

o 4. Evento que genera: lesión incapacitante ó efectos a la salud de

por vida


o 3. Evento que genera: lesión incapacitante ó efectos a la salud de

forma temporal

o 2. Evento que genera: lesión ó efectos a la salud menores (no

incapacita al trabajador)

o 1. No genera ningún impacto en la seguridad y salud

- Impacto Medio Ambiente

o 5. Afectación catastrófica al ambiente ( cierre total de las

operaciones)

o 4. Afectación sensible al ambiente (daños ambientales

recuperables a largo plazo, multas, indemnizaciones y cierre

temporal)

o 3. Afectación moderada al ambiente (daños ambientales

recuperables en corto plazo, multas e indemnizaciones)

o 2. Incidente ambiental controlable (no genera daños ambientales,

costos directos menores)

o 1. No genera ningún impacto ambiental

- Impacto en Producción y/ó en los Costos del Mantenimiento

o 5: Pérdidas de producción superiores al 75%, costos de reposición

mayores a 75.000$

o 4: Pérdidas de producción entre el 50% y el 74%, costos de

reposición entre 50.000$ y 74.999$





o 1: Pérdidas de producción menor al 5%, costos de reposición

menores a 9.999$

Los resultados de la evaluación de los factores anteriores, se presentan

en una matriz de criticidad 5 x 5, donde el eje vertical expresa cinco categorías

de frecuencia de los fallos, mientras que el eje horizontal indica cinco categorías


de frecuencia de fallos. La matriz está dividida en cuatro zonas para indicar la

criticidad de los equipos (ver Figura 6.3):

Figura 6.3. Representación genérica de la matriz de criticidad.

Zonas de criticidad consideradas:

B = Baja criticidad

M = Media criticidad

A = Alta criticidad

MA = Muy Alta criticidad

A continuación se presentan algunas consideraciones importantes del

proceso de evaluación de criticidad:

• La asignación de los pesos de importancia de cada uno de los factores

(atributos) seleccionados para evaluar el factor “Consecuencias” dentro

del proceso de análisis de criticidad, es una decisión propia de cada

organización, que debe ser tomada, teniendo en cuenta la misión y los

objetivos del negocio; y bajo el consenso de un grupo de trabajo RCM,


estos pesos podrían cambiar en el tiempo y ajustarse a las necesidades

del proceso de producción.

• El adicionar ó eliminar factores (atributos) dentro del modelo de

criticidad a desarrollar, debe ser el resultado de un proceso de análisis

específico, el cual debe realizar el grupo de trabajo encargado de aplicar

el método RCM.

VI.3.2.2. DEFINICIÓN DEL CONTEXO OPERACIONAL

Una vez identificados el (los) sistema(s) crítico(s), la metodología de RCM

propone que se desarrolle el contexto operacional del (los) sistema(s) a

evaluar. Para el desarrollo del contexto operacional hay que tener en cuenta

los siguientes aspectos (Moubray, 1991):

- Resumen Operativo: Especificar el propósito que cumple el sistema a

analizar, describiendo los equipos, procesos y dispositivos de seguridad

implicados, así como detallar las metas relativas a la seguridad y medio

ambiente y establecer planes futuros.

- Personal: Especificar la rotación de turnos de trabajo, las operaciones

realizadas y los parámetros de calidad definidos.

- División de Procesos: Especificar la división del proceso en sistemas,

definir los límites y listar los componentes de los mismos, incluyendo

indicadores y dispositivos de seguridad.

La información que necesita recopilarse inicialmente para el desarrollo

del contexto operacional es la siguiente (Moubray, 1991):

- Perfil de operación.

- Ambiente de operación.

- Calidad/Disponibilidad de las entradas requeridas (combustible, aire,

etc.).


- Alarmas, Monitorización.

- Políticas de repuestos, recursos, logística.

- P&IDs (diagramas de tuberías e instrumentación) del sistema.

- Esquemas del sistema y/o diagramas de bloque, que normalmente son

desarrollados a partir de los P&IDs.

Una herramienta gráfica que facilita la visualización del contexto

operacional, es el diagrama de entrada-proceso-salida (ver Figura 6.4). En

estos diagramas se deben identificar las entradas, los procesos y las salidas

principales del sistema.

Figura 6.4. Diagrama entrada-proceso-salida

A continuación se detallan los factores más importantes del Diagrama

EPS (Moubray, 1991):

Las entradas pueden ser de tres tipos:

- Materia prima: son los recursos tomados directamente por el proceso

(sistema/equipo) para transformarlos o convertirlos (gas, crudo,

madera…).

- Servicios: son los recursos utilizados por el proceso para la

transformación de la materia prima (electricidad, agua, vapor…).

PROCESO

MATERIA PRIMA

SERVICIOS

CONTROLES

PRODUCTOS PRIMARIOS

PRODUCTOS SECUNDARIOS

CONTROLES


- Controles: entrada referida a los sistemas de control y sus efectos

sobre los equipos o procesos pertenecientes al área en cuestión.

Normalmente, no necesitan ser registrados como una función

separada ya que su fallo siempre va asociado a una pérdida de señal

de salida en alguna parte del proceso.

Las salidas van a estar asociadas a las funciones inherentes al sistema y

pueden ser clasificadas como:

- Productos primarios: Constituyen los principales propósitos del

sistema, generalmente son especificados por la tasa de producción y

los estándares de calidad.

- Productos secundarios: se derivan de funciones principales que

cumple el sistema dentro del proceso. La pérdida de los productos

secundarios puede causar, en la mayoría de los casos, la pérdida de

las funciones primarias y sus consecuencias pueden ser catastróficas.

- Controles y alarmas: van asociadas a las funciones de protección y

control del sistema.

Los procesos deben registrarse como una descripción de la función a

ejecutar por el sistema en un lugar específico, con el fin de concentrar los

esfuerzos de mantenimiento sobre la función que esté siendo analizada y

averiguar qué actividades de mantenimiento deben ejecutarse para que el

activo cumpla la función dentro del contexto operacional.

Una guía interesante para el desarrollo del contexto operacional es la

Norma ISO 14224, esta norma permite definir los límites de contorno del

sistema a evaluar y determinar los ítems mantenibles dentro de los

subsistemas de los equipos. En esta norma hay una serie de ejemplos de

equipos, describiendo de forma general los aspectos que conforman el contexto

operacional: clasificación del tipo de equipo, definición del límite de contorno,


subdivisión en niveles, datos referenciales más importantes del equipo (datos

específicos por cada clase de equipo).

A continuación se presenta un ejemplo de definición de un contexto

operacional:

• CONTEXTO OPERACIONAL SISTEMA: COMPRESOR DE RECICLO GEMINI

1. PROPÓSITO

Este subproceso cumple la siguiente función: comprimir en dos etapas

los gases enviados desde las separaciones previas y la estabilización,

para luego de enfriamientos intermedios y finales dirigir estos gases a la

fase de deshidratación.

2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA

Los compresores de Reciclo (KAE 2330/2340/2350) constan de 2 etapas

de compresión. La primera recibe el Gas de la Torre Estabilizadora y de

la Separación Flash. Estos flujos se unen en una sola línea que ingresa al

Servidor de Succión de Primera Etapa (V2300/2310/2320), donde se les

separa los líquidos que pudiesen contener, luego pasan por los Pulmones

de Succión de la primera etapa (V02 A/B/C), donde se amortiguan las

variaciones pulsantes del flujo, posteriormente a la primera etapa de

compresión pasan por los Pulmones de Descarga de Primera Etapa (V03

A/B/C) para luego ser enfriados a través de los Aeroenfriadores

Intermedios (AEA 2360/2370/2385), para la siguiente etapa de

compresión. Esta descarga de primera etapa se une a la corriente

proveniente del Separador Principal, para luego dirigirse al Scrubber de

Succión de 2da etapa, (VBF 2410/2420/2430) pasa por los Pulmones de

Succión (VOG A/B/C) de segunda etapa, sus comprimidos en esta parte

del proceso, pasa por los Pulmones de Descarga de 2da etapa (V 07


A/B/C), esta descarga de 2da etapa es enfriada en los Aeroenfriadores

de Salida (AEA 2470/2480/2490). Finalmente sale a la descarga por los

Scrubbers de Descarga (VBF 2440/2450/2460) donde se arrastran

posibles líquidos que pudiesen permanecer. Al final de este proceso el

gas se une a la corriente de entrada a la Fase de Deshidratación.

3. VARIABLES MÁS IMPORTANTES DEL PROCESO

- Caudal de gas: 13 MMPCD (9 - 14.6) MMPCD

- Composición de gas de salida: 8-10% (molar), propano 8%, butanos

2,5%, pentanos 0.9%, C6+ 0.98% (todos en % molar), ge. 0.83

- Relación compresión entre 1 etapa e inter-etapa (2.7 a 2.8)

- Relación compresión entre inter-etapa y 2 etapa (2.6 y 2.7)

- Temperatura descarga 1 etapa: 236 F

- Temperatura descarga 2 etapa: 245 F

4. EQUIPOS PRINCIPALES

- Motor Eléctrico

- Compresor

- Enfriamiento (bomba de agua, aero-enfriador, intercambiador)

- Lubricación (bomba, aero-enfriador, intercambiador)

- Límites:

- Entrada: Válvula PV2120B (lazo control PIC2120B)

- Salida: Válvulas SDV 2440, SDV 2450, SDV 2460

5. DIAGRAMA ENTRADA - PROCESO - SALIDA


Figura 6.5. Diagrama entrada proceso salida: sistema de compresión

VI.3.3. DESARROLLO DEL ANÁLISIS DE MODOS Y EFECTOS DE FALLOS (FMEA)

El Análisis de los Modos y Efectos de Fallos (FMEA) es la herramienta principal

del RCM para optimizar la gestión de mantenimiento en una organización

determinada ya que ayuda a responder las primeras cinco preguntas básicas del

RCM (Woodhouse, 1996). El FMEA es un método sistemático que permite

identificar los problemas antes de que ocurran y puedan afectar a los procesos

y productos en un área determinada, bajo un contexto operacional dado. A

partir del análisis realizado por los grupos de trabajo RCM a los distintos activos

en su contexto operacional, se obtiene la información necesaria para prevenir

las consecuencias y los efectos de los posibles fallos a partir de la selección

adecuada de las actividades de mantenimiento. Estas actividades se eligen de

forma que actúen sobre cada modo de fallo y sus posibles consecuencias (ver

Figura 6.6).


Figura 6.6. Esquema de análisis de los modos y efectos de fallos.

El objetivo básico del FMEA es encontrar todas las formas o modos en los

que puede fallar un activo dentro de un proceso, e identificar las posibles

consecuencias de los fallos en función de tres criterios básicos en el RCM:

seguridad humana, seguridad del medio ambiente e impacto en la producción.

Para cumplir este objetivo, los grupos de trabajo deben realizar el FMEA

siguiendo la siguiente secuencia:

- Definir las funciones de los activos y sus respectivos estándares de

operación/ejecución.

- Definir los fallos funcionales asociados a cada función del activo.

- Definir los modos de fallos asociados a cada fallo funcional.

- Establecer los efectos y consecuencias asociados a cada modo de

fallo.

VI.3.3.1. FMEA. DEFINICIÓN DE FUNCIONES Y ESTÁNDARES DE EJECUCIÓN

Una función se define como el propósito o la misión de un activo en un

contexto operacional específico. La metodología define los siguientes tipos de

funciones (Moubray, 1991):


• Funciones Primarias: Son las funciones que un activo tiene que cumplir

dentro de un proceso, usualmente vienen definidas por el propio nombre del

activo. Por ejemplo, la función primaria de una bomba es bombear un

determinado fluido.

• Funciones Secundarias: Son las funciones que el activo está capacitado para

cumplir en adición a las salidas principales descritas por las funciones

primarias. Entre las funciones secundarias más características están:

- Contención: La mayoría de los activos cuyas funciones primarias son

la transferencia de material, especialmente si es un fluido, tienen

que contener a su vez a estos materiales.

- Soporte: Algunos activos tienen una función secundaria estructural

de soporte. Por ejemplo la función primaria de un edificio es

proteger a personas, pero además sirve de soporte del techo del

mismo.

- Apariencia: La apariencia de algunos activos envuelve funciones

específicas. Por ejemplo la función primaria de la pintura de los

equipos industriales es proteger frente a la corrosión, por otro lado

una pintura de color brillante puede ser usada para mejorar la

visibilidad del mismo por razones de seguridad.

- Higiene y Seguridad: Los activos deben ser capaces de operar de

forma segura y limpia.

• Funciones de Protección: Existen equipos que tienen como misión proteger

en primera instancia a las personas de los posibles efectos de los fallos y

posteriormente proteger a los activos.

• Funciones de Control: El patrón de funcionamiento de los equipos de control

consiste en tomar mediciones con dispositivos especiales, que se encargan

de captar señales de temperatura, presión, flujo, etc., las cuales serán

traducidas en valores específicos y comparadas con rangos normales de

operación, permitiendo de esta forma controlar y vigilar el buen

funcionamiento de los distintos procesos.


• Funciones Subsidiarias: Son funciones realizadas en el proceso principal por

equipos especiales adecuados a procesos específicos que no están

relacionados directamente con el producto final del proceso principal.

Para poder identificar claramente cuándo un activo no está cumpliendo sus

funciones de manera eficiente es necesario que el grupo de trabajo defina de

forma precisa los estándares de ejecución asociados a cada función de los

activos a analizar con respecto a su contexto operacional. La metodología RCM

define un estándar de ejecución como el parámetro que permite especificar,

cuantificar y evaluar de forma clara la función de un activo (Moubray, 1991).

Cada activo puede tener más de un estándar de ejecución en su contexto

operacional. Los estándares de ejecución están normalmente relacionados con

las salidas de cada función del sistema, es decir, con el desempeño de la

función esperada del sistema. Sin embargo, existen otros estándares de

ejecución tales como calidad del producto, seguridad, eficiencia energética y

medio ambiente, entre otros.

Respecto al estándar de calidad del producto, consiste en lograr de forma

satisfactoria productos que cumplan los estándares de calidad exigidos. Esto

depende fundamentalmente de la capacidad de los activos con los que se

obtiene esos productos.

Los estándares ambientales, con penalizaciones por incumplimiento cada

vez más fuertes y estrictas, obligan a las personas responsables del desarrollo

de planes de mantenimiento a conocer con precisión las consecuencias que

puede ocasionar un fallo en el ambiente.

A continuación se presenta un ejemplo básico de definición de funciones

principales, secundarias y sus respectivos estándares de ejecución:

• Activo: Bomba centrífuga: P - 101.

- Función principal:

1. Transferir agua del tanque a al piscina a 800 litros por minuto

(+/- 100 litros por minuto), a una presión de 45 psig. (+/- 5


psig.) y a una temperatura promedio de 28 grados centígrados

(+/- 2 grados centígrados).

- Funciones secundarias:

2. Controlar el caudal de agua entre el rango de 750 y 850 litros

por minuto.

3. Parar la bomba cuando el caudal cae por debajo de 650 litros

por minuto.

4. Parar la bomba cuando la temperatura llega a 32 grados

centígrados.

5. Etc.

VI.3.3.2. FMEA. DEFINICIÓN DE FALLOS FUNCIONALES

Una vez definida las funciones que cada activo debe cumplir en un contexto

operacional dado, el siguiente paso es determinar cómo ese activo deja de

cumplir sus funciones. La pérdida de una función es lo que en RCM se

denomina fallo funcional.

Un fallo funcional se define como una ocurrencia no previsible, que no

permite que el activo alcance el funcionamiento esperado en el contexto

operacional en el cual se desempeña (Moubray, 1991). El nivel de insatisfacción

producido por causa del fallo funcional dependerá de las consecuencias que

pueda generar la aparición de dicho fallo dentro del contexto operacional. Los

diferentes fallos funcionales pueden incidir sobre una función de forma parcial o

total. La pérdida total de la función ocurre cuando un activo se detiene por

completo de forma inesperada. La pérdida parcial ocurre cuando el activo no

puede alcanzar el estándar de ejecución esperado, es decir, cuando opera de

forma ineficiente o fuera de los límites específicos tolerados.


La definición precisa de un fallo funcional para un activo depende en

gran parte del contexto operacional del mismo, por lo que activos idénticos

pueden sufrir diferentes fallos funcionales si el contexto operacional es

diferente.

A continuación se presenta un ejemplo básico de definición de fallos

funcionales:

- Función:

1. Transferir agua del tanque a la piscina a 800 litros por minuto

(+/- 100 litros por minuto), a una presión de 45 psig. (+/- 5 psig.)

y a una temperatura promedio de 28 grados centígrados (+/- 2

grados centígrados).

- Fallos funcionales (totales y parciales):

1.a. No ser capaz de transferir nada de agua (fallo funcional total).

1.b. Transferir agua a menos 700 litros por minuto (fallo funcional

parcial).

1.c. Transferir agua a más de 900 litros por minuto (fallo funcional

parcial).

1.d. Transferir agua a una presión menor de 40 psig. (fallo

funcional parcial).

1.e. Etc.


VI.3.3.3. FMEA. DEFINICIÓN DE MODOS DE FALLOS

Las secciones anteriores se han referido a la definición de las funciones de los

activos con sus respectivos estándares de ejecución deseados y sus fallos

funcionales. Las funciones de los activos en el contexto operacional y los fallos

funcionales dictarán el nivel al cual es requerido el mantenimiento o en otras

palabras la definición clara de estos conceptos permitirá establecer los objetivos

del mantenimiento con respecto a los activos en su actual contexto operacional.

Los fallos funcionales tienen causas físicas que originan la aparición de las

mismas, estas causas son lo que la metodología RCM define como modos de

fallos (causas físicas que provocan los fallos funcionales totales ó parciales)

(Moubray, 1991). Las actividades de prevención, anticipación o corrección

según el RCM, deben estar orientadas a atacar modos de fallos específicos.

Esta afirmación, constituye una de las mayores diferencias entre el RCM y

forma tradicional de gestionar el mantenimiento, es decir, que para el RCM, las

actividades de mantenimiento generadas a partir del análisis realizado por

el grupo de trabajo RCM, atacarán específicamente a cada uno de los modos

de fallos asociados a cada fallo funcional (cada fallo funcional puede tener más

de un modo de fallo).

El nivel al cual se gestiona el mantenimiento de un activo, se relaciona

con el nivel al cual se identifica el modo de fallo. Muchas veces el nivel al cual

se identifica el modo de fallo no corresponderá al nivel de detalle seleccionado

para analizar el activo y sus funciones, por lo cual, para poder desarrollar un

sistema de gestión de mantenimiento de un determinado grupo de activos en

un contexto operacional, es necesario identificar el nivel al cual se a producirán

los distintos modos de fallos asociados a las funciones de un activo en su

actual contexto operacional.

En el proceso de análisis de modos de fallos, el grupo de trabajo buscará

información consultando:


o Listas genéricas de modos de fallos.

o Personal de operación y/o mantenimiento que haya tenido una larga

asociación con el activo.

o Registros e historiales técnicos existentes del activo.

o Fabricantes y vendedores de activos.

o Otros usuarios del mismo activo.

Para entender el proceso de definición de modos de fallos, a

continuación se presenta el siguiente ejemplo básico:

- Función:

1. Transferir agua del tanque a la piscina a 800 litros por minuto

(+/- 100 litros por minuto), a una presión de 45 psig. (+/- 5 psig.)

y a una temperatura promedio de 28 grados centígrados (+/- 2

grados centígrados).

- Fallos funcionales (totales y parciales):

1.a. No ser capaz de transferir nada de agua (fallo funcional total).

1.b. Transferir agua a menos 700 litros por minuto (fallo funcional parcial).

- Modos de fallos:

1.a.1. Motor eléctrico quemado (nivel de detalle: equipo).

1.a.2. Eje del impulsor fracturado (nivel de detalle: parte).

1.a.3. Impulsor trancado por entrada de objeto extraño (nivel de detalle:

parte).

1.a.4. Línea de succión totalmente bloqueada (nivel de detalle: parte).

1.a.5 Etc.


…

1.b.1. Línea de succión con roturas parciales (nivel de detalle parte)

1.b.2. Sello desgastado (nivel de detalle parte)

1.b.3. Impulsor desgastado (nivel de detalle parte)

1.b.4 Etc.

VI.3.3.4. FMEA. DEFINICIÓN DE LOS EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LOS MODOS DE

FALLOS

En esta parte del proceso, el objetivo principal del grupo de trabajo consiste en

identificar lo que sucederá en el contexto operacional cuando ocurre el modo

de fallo previamente identificado. La identificación de los efectos del modo de

fallo deberá incluir toda la información necesaria que ayude a soportar la

evaluación de las consecuencias de los fallos (Moubray, 1991). Para identificar y

describir de forma precisa los efectos producidos por cada modo de fallo, el

grupo de trabajo debe responder de forma clara las siguientes preguntas:

1. ¿Cómo se evidencia (si puede ser evidente) que un modo de fallo ha

ocurrido?

La descripción del efecto del fallo deberá especificar si la ocurrencia del

modo de fallo se evidencia a partir de algún tipo de señal o de

manifestación física (síntomas: como ruido, humo, señales de variables

operacionales, alarmas, etc.

2. ¿Cómo podría afectar la ocurrencia de cada modo de fallo a la seguridad

humana o al ambiente?

Se debe detallar si existe la posibilidad de que alguna persona pueda

resultar herida o pueda incumplirse alguna norma ambiental.

Normalmente, estos modos de fallo aparecen por la mala operación de


los equipos, caídas de objetos, presiones excesivas de trabajo, derrames

de sustancias químicas, etc., y suelen ser inusuales gracias al avance en

el diseño moderno de las instalaciones y sus equipos.

3. ¿Cómo afectaría la ocurrencia de cada modo de fallo a la producción y

las operaciones?

Para decidir cuál es la mejor actividad de mantenimiento a ejecutar sobre

los activos, es necesario que el grupo de trabajo tenga claramente

definido la naturaleza y severidad de las consecuencias de los modos de

fallos dentro del proceso de producción (se recomienda cuantificar el

impacto económico de cada modo de fallo). En algunos casos los modos

de fallo afectarán al producto final, a los procesos, calidad del producto o

eficiencia del servicio prestado, en otros, podrán afectar a la seguridad

humana o al ambiente. Se debe describir de forma clara si el modo de

fallo conlleva impacto en la producción o en las operaciones. En estos

casos, normalmente, los modos de fallo generan paros completos de los

procesos, reducción de la producción o de la calidad de los productos,

aumento de costes de los procesos, etc.

El impacto del modo de fallo en la organización depende del contexto

operacional donde trabaje el activo, del estándar de ejecución deseado para la

función del activo y de las consecuencias físicas generadas tras la aparición del

modo de fallo. La combinación de estos tres factores hace que cada modo de

fallo tenga una forma característica de impactar en la seguridad, en el ambiente

y en las operaciones.

Algunas categorías en las que se pueden clasificar los modos de fallo

son:

- Modos de fallo con consecuencias ocultas: las consecuencias se

generan a partir de funciones ocultas o no evidentes que presentan

algunos activos en su contexto operacional, por ejemplo los equipos de


reserva, de control o de seguridad. La aparición de estos modos de fallo

no será evidente dentro del desarrollo normal de las operaciones de un

determinado sistema, en el caso de que estos fallos ocurran por si solos.

Este tipo de fallos, que no son evidentes por si solos sino cuando otro

fallo ocurre, se denominan fallos ocultos.

- Modos de fallo con consecuencias sobre la seguridad humana y el

medio ambiente: las consecuencias surgen a partir de funciones

evidentes de los activos y afectarán, a la seguridad humana y al medio

ambiente.

- Modos de fallo con consecuencias operacionales: Surgen a partir de

funciones evidentes de los activos cuyos fallos funcionales afectarán de

forma importante a la producción o las operaciones (cantidad de

producto, calidad del mismo, costes de operación, costes directos de

reparación, etc.).

- Modos de fallo con consecuencias no operacionales: Surgen a partir de

funciones evidentes y sus consecuencias son aceptables respecto a la

seguridad, ambiente y operaciones, únicamente repercute

económicamente, en el coste directo de su reparación.

Las consecuencias de los modos de fallo se determinan apoyándose en el

siguiente diagrama (ver Figura 6.7):

Para la descripción de los efectos se ha diseñado una guía de preguntas

que permiten simplificar la evaluación de las consecuencias de los modos de

fallos:

1. ¿Qué evidencias hay de que ocurrió el fallo?

2. ¿De qué manera afecta la seguridad y al ambiente?

3. ¿De qué manera afecta la producción o las operaciones?


No

Modo de fallo con consecuencias NO operacionales

Sí

Modo de fallo con consecuencias operacionales

Sí

Modo de fallo con consecuencias sobre la seguridad humana y/o el ambiente

¿Tiene este modo de fallo efectos directos sobre la capacidad operacional (calidad, servicio al cliente, proceso de producción y costes de operación?

No

Sí

¿El modo de fallo causa una pérdida de función que pueda herir o dañar a una persona, y/o quebrantar alguna norma o regulación medioambiental?

¿Bajo circunstancias normales será evidente la pérdida de la función causada por este modo de fallo para los operadores?

Modo de fallo con consecuencias ocultas

No

Figura 6.7. Diagrama para determinar consecuencias de modos de fallos.

3.1. ¿Cuáles son los efectos operacionales? 3.2. ¿Es necesario parar el proceso? 3.3. ¿Hay impacto en la calidad? ¿Cuánto? 3.4. ¿Hay impacto en el servicio al cliente? 3.5. ¿Se producen daños a otros sistemas? 3.6. ¿Qué tiempo se requiere para reparar el fallo (acciones

correctivas)? 3.7. ¿Cuánto es la pérdida económica por el fallo (costes

directos, impacto en producción, costes en seguridad y ambiente, etc.)?

Para entender el proceso de definición de los efectos y consecuencias, a

continuación se presenta el siguiente ejemplo básico:

Activo: Moto-compresor de Gas

- Función:


1. Comprimir gas (ge 0.7 composición química) a un promedio de 75-83

MMPCD., proveniente de las plantas 3/4, desde 1150/1300 hasta

5500/6400 lppcm., a una temperatura de descarga de 186°F, con un

punto de rocío menor a 6 lbm./MMPC

2. Etc.

- Fallo funcional

1.a. No comprimir el gas

1.b. Comprimir el gas fuera de las especificaciones

2.a Etc.

- Modo de fallo

1.a.1. …….

1.b.1. …….

1.b.7. Problemas en anillos de pistones del cilindro de fuerza

2.a.1 Etc.

- Efectos de los modos de fallo

1.a.1.1. …….

1.b.1.1. …...

1.b.7.1. Evidente/No evidente: Si. No afecta a la seguridad ni al

ambiente. Efectos operacionales: Se despresuriza el cárter del motor,

baja la compresión del cilindro, el aceite moja la bujía y se observa humo

por el escape, ocurre una pérdida de capacidad de compresión y se

disminuyen las RPM del motor. Acciones correctivas: Se para el motor, se

despresuriza el sistema, se gira el motor, se colocan las bielas en


posición, sesegura el volante del motor, se aflojan los tornillos de la

biela, se saca el pistón, se revisan los anillos y en caso de ser necesario

se reemplazan los mismos. Personal necesario: 4 mecánicos. Tiempo de

reparación: 16 horas/fallo. Impacto en producción: 120.000 $/hora.

Impacto total por fallo: 1.920.000 $/fallo.

VI.3.4. PROCESO DE SELECCIÓN DE LAS ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO (ÁRBOL LÓGICO DE DECISIÓN DEL RCM)

Una vez realizado el FMEA, el equipo natural de trabajo, deberá seleccionar el

tipo de actividad de mantenimiento que ayude a prevenir la aparición de cada

modo de fallo previamente identificado, a partir del árbol lógico de decisión del

RCM (herramienta diseñada por el RCM, que permite seleccionar el tipo de

actividad de mantenimiento más adecuada para evitar los posibles efectos de

cada modo de fallo). Luego de seleccionar el tipo de actividad de

mantenimiento a partir del árbol lógico de decisión, se tiene que especificar la

acción de mantenimiento a ejecutar asociada al tipo de actividad de

mantenimiento seleccionada, con su respectiva frecuencia de ejecución,

teniendo en cuenta que uno de los objetivos principales del MCC, es evitar o al

menos reducir las posibles consecuencias a la seguridad humana, al ambiente y

a las operaciones, que traerán consigo la aparición de los distintos modos de

fallos (Moubray, 1991). El equipo de trabajo debe identificar el tipo de actividad

de mantenimiento, apoyándose en el árbol lógico del RCM (ver Figura 6.8). Tras

seleccionar el tipo de actividad adecuada, se procede a especificar la acción de

mantenimiento concreta a ejecutar y la frecuencia de ejecución de la misma.

El RCM clasifica las actividades de mantenimiento en dos grandes

grupos: las de actividades preventivas (proactivas) y las actividades correctivas,

estas últimas, se ejecutarán sólo en el caso de no encontrar una actividad

efectiva de mantenimiento preventivo. Cada grupo de actividades de


mantenimiento tiene sus respectivos tipos de tareas de mantenimiento, las

cuales se detallan a continuación.

¿Es evidente a los operarios?

¿Tareas a Condición?

¿Reacondicionamientocíclico?

¿Sustitucióncíclica?

¿Tareas de búsqueda de

fallas?

¿El rediseño puede ser

obligatorio?

¿Afecta la segu-ridad ó el medio

ambiente?




¿Combinación de tareas?

¿El rediseño es obligatorio?

¿Afecta las operaciones?




No realizarmantenimiento

programado

¿El rediseño debe justficar-

se?




No realizarmantenimiento

programado

¿El rediseño debe justficar-

se?

SN

SN

N NSS

SN

SN

SN

S N

SN

S N

SN

SN

SN

SN

SN

S N

Figura 6.8. Descripción de la lógica del método rcm.

VI.3.4.1. ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO PREVENTIVAS (PROACTIVAS)

Para la metodología de RCM, las actividades de mantenimiento preventivas se

dividen en 4 categorías:

1. Tareas programadas en base a condición. Las actividades programadas

en base a condición (predictivas), se basan en el hecho de que la

mayoría de los modos de fallos no ocurren instantáneamente, sino que

se desarrollan progresivamente en un periodo de tiempo. Si la evidencia

de este tipo de modo de fallo puede ser detectada bajo condiciones

normales de operación, es posible que se puedan tomar acciones

programadas en base a la condición del activo, que ayuden a prevenir

estos modos de fallo y eliminar sus consecuencias. El momento en el

proceso en el cual es posible detectar que el fallo está ocurriendo o está


a punto de ocurrir es conocido como fallo potencial y se define como una

condición física identificable que indica que el fallo funcional está a punto

de ocurrir o que ya está ocurriendo dentro del proceso. Entre los

ejemplos más comunes de fallos potenciales tenemos: lecturas de

vibración que indiquen inminentes fallos en los cojinetes, grietas

existentes en metales indican inminentes fallos por metales fatigados,

partículas en el aceite de una caja de engranajes, indican inminentes

fallos en los dientes de los engranajes, puntos calientes indican deterioro

en el material refractario del hogar de una caldera, etc.

Figura 6.9: Curva de comportamiento de los fallos potenciales.

El comportamiento en el tiempo de gran parte de los distintos

tipos de modos de fallos cuya por evidencia por condición puede

monitorizarse, se presenta en la Figura 6.9: Curva del comportamiento

de los fallos potenciales. En esta figura, se muestra como un fallo

comienza a ocurrir (punto de inicio “I”, muchas veces este punto no

puede ser detectado), incrementado su deterioro (condición a medir)

hasta el punto en el cual el fallo puede ser detectado (punto de fallo

potencial “P”). Si en este punto el fallo no es detectado y corregido,

continua aumentando su deterioro (usualmente de forma acelerada)


hasta que alcanza el punto donde se produce el fallo funcional (punto

“F”, el activo ha dejado de cumplir su función).

2. Tareas de reacondicionamiento. Son las actividades periódicas que se

llevan a cabo para restaurar un activo a su condición original, es decir,

actividades de prevención realizadas a los activos a un intervalo de

frecuencia menor al límite de vida operativo del activo, en función del

análisis de sus funciones en el tiempo. En este tipo de actividades, el

activo es puesto fuera de servicio, se realiza una inspección general y se

reemplazan, en caso de ser necesario, las piezas defectuosas. Las tareas

de restauración programadas son conocidas como overhauls, y su

aplicación más común es en equipos mayores: compresores, turbinas,

calderas, etc.

3. Tareas de Sustitución-Reemplazo Programado. Este tipo de actividad

está orientada específicamente hacia el reemplazo de componentes o

partes usadas de un activo a un intervalo temporal inferior al de su vida

útil (antes que se produzca el fallo). Las actividades de reemplazo

devolverán la condición original al componente, ya que se sustituye uno

viejo por uno nuevo, la diferencia con las anteriores es simplemente que

éstas inciden en los componentes y las de reacondicionamiento

involucran a todos los componentes de un equipo mayor, además de que

un overhaul no implica una sustitución de piezas viejas sino que puede

limitarse a acciones de limpieza, reparación o inspección.

4. Tareas de Búsqueda de Fallos Ocultos. Tal y como se definió en

apartados precedentes, los modos de fallos ocultos no son evidentes

bajo condiciones normales de operación, por lo que este tipo de fallos no

tienen consecuencias directas, pero éstas consecuencias pueden

propiciar la aparición de fallos múltiples dentro de un contexto

operacional. Uno de los caminos que puede ayudar a minimizar los

efectos de un fallo múltiple es tratar de disminuir la probabilidad de


ocurrencia de fallos ocultos, chequeando periódicamente si la función

oculta está trabajando correctamente.

VI.3.4.2. ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO CORRECTIVAS (REACTIVAS)

Cuando las actividades de prevención para un determinado modo de fallo, no

son técnicamente factibles, o no son efectivas, el método RCM propone que se

evalúen posibles acciones de mantenimiento correctivas (reactivas). Para la

metodología de RCM, las actividades de mantenimiento correctivas se dividen

en 2 categorías:

1. Rediseño. En el caso de no conseguir ningún tipo de actividad

preventiva que ayude a reducir la posibilidad de ocurrencia de los

modos de fallos que afecten a la seguridad o al ambiente a un nivel

aceptable, es necesario desarrollar un rediseño o una modificación (de

la estrategia de mantenimiento o del modo de fallo) que permita

minimizar o eliminar las consecuencias de esos modos de fallos.

Cuando las consecuencias del modo de fallo son de carácter

operacional o no operacional; y no se logra conseguir una actividad de

mantenimiento preventivo que sea efectiva, la opción de seleccionar

una estrategia de rediseño, se convierte en un proceso de justificación

económica.

2. Actividades de Mantenimiento No Programado (no realizar

Mantenimiento Programado). En el caso de no conseguir actividades de

prevención económicamente más baratas que los posibles efectos

derivados de los modos de fallos con consecuencias operacionales o no

operacionales, se podrá tomar la decisión de esperar que ocurra el fallo

y actuar de forma reactiva (esperar que ocurra el fallo).


VI.3.5. EJEMPLO DE APLICACIÓN DE MÉTODO RCM

A continuación se presenta los resultados de una aplicación de la metodología

RCM en el sector de la industria cervecera (Parra, 2009, aplicación piloto de

RCM llevada a cabo en la Planta de Cerveza San Joaquín, Empresas Polar,

Venezuela).

VI.3.5.1. CONTEXTO OPERACIONAL DEL SISTEMA SELECCIONADO: LLENADORA DE LA LÍNEA 10 (SUBSISTEMA: LLENADO)

Con el fin de establecer y seleccionar los sistemas críticos a ser seleccionados

para la aplicación del RCM, se analizó información registrada en el SAP PM,

relacionada con los factores de frecuencia de fallos e impacto de producción de

las diferentes líneas de producción de Planta San Joaquín y se desarrollo un

método de criticidad cualitativo basado en el análisis del factor “Riesgo” (ver

Parra, 2009). En función de la revisión realizada de los antecedentes citados

anteriormente, se seleccionó para la aplicación piloto del RCM el sistema

denominado: Llenadora de la Línea 10 (sistema de mayor criticidad, ver Parra,

2009), el cual a su vez se subdividió en cuatro sub-sistemas: llenado, mesa de

máquina, taponador y control (en esta sección se presentarán los resultados del

sub-sistema denominado: Llenado).

• Equipo natural de trabajo:

Eglo Marcano, Jorge Iribarren, María V. Flores, Jorge Sandrea, Catherine

Villegas, Carlos González, Jesús Bravo, Andrés Escola, Chady Abdul,

Marcos Colina y Gonzalo Lebón.

• Propósito de la Llenadora de la Línea 10:

Proporcionar un flujo continuo de botellas llenas en la vía transportadora,

con el nivel y los valores de O2 y CO2 establecidos, llenadas y tapadas

correctamente.


• Descripción del proceso:

La Llenadora recibe botellas que salen limpias de la Lavadora y

aprobadas por el Inspector Electrónico de Botellas Vacías, mediante un

sistema de vacío desocupa el aire de los envases con la finalidad de

extraer el oxígeno (el cual al entrar en contacto con el producto lo oxida

cambiándole su color y sabor) seguidamente por contrapresión de gas

carbónico (CO2) las botellas se llenan hasta el nivel adecuado,

inmediatamente pasan a la tapadora, (máquina que cierra

automáticamente los envases) y luego las coloca en la vía transportadora

para que sigan su camino hacia el Pasteurizador. El estándar operacional

de la llenadora se resume a continuación: “Llenado y tapado de botellas

a la velocidad de 1000 bpm (botellas por minuto) cumpliendo con todas

las especificaciones de calidad del producto envasado”.

• Componentes principales de los sub-sistemas de la Llenadora de la Línea

10:

o Sub-sistema Llenado: Torre de distribución de servicio, Torre de

distribución de Aire, Motor/ Bomba de vacío, Calderín de

llenadora, Válvula de llenado, Soporte tulipa Centradora, Órgano

de Elevación y Válvula de CO2.

o Sub-sistema Mesa de máquina: Transportador de entrada,

Bloqueador de envases, Tornillo sinfín, Manejo de Botellas y

Transportador de salida.

o Sub-sistema Taponador: Inyección HDE, Bajante de tapas,

Volteador de tapas, Acometida de tapas, Plato Porta botellas,

Elemento Taponador, Estrella de Cuerpo y Estrella de Cuello.

o Sub-sistema Control: Tableros y Tarjetas de Control, PLC, Switch

de Paros, Alarmas, etc.


VI.3.5.2. RESULTADOS DEL FMEA DEL SUBSISTEMA: LLENADO

En la tabla siguiente, se presentan los resultados del FMEA del sub-sistema de

llenado de la llenadora de la línea 10. El cálculo del Riesgo económico por

modo de fallo (Bolívares fuertes (BF)/año) desarrollado en la tercera columna

denominada: “Consecuencias de los fallos” se realizó a partir de la siguiente

expresión:

R = FF x TPPR x IP = BF/año

Dónde,

FF: frecuencia de fallos por año: fallos/año

TPPR: tiempo promedio para reparar: horas/fallo

IP: impacto en producción por hora: BF/hora (basado en precio

de venta referencial)

IP: 12.239,99 BF/hora (valor referencial)


Funciones Fallo Funcional /

Modos de Fallos Consecuencias de los fallos

FF: frecuencia de fallos TPPR: tiempo promedio para reparar

IP: impacto en producción 1. Llenado y tapado de botellas a la velocidad de 1000 bpm con oxígeno disuelto menor a 40 ppb y tolerancia de tapado de 1125 a 1135 mils

1.a. Pérdida total del proceso de llenado y/o tapado 1.a.1. Problemas en el suministro eléctrico 1.a.2. Problemas en el suministro de aire 1.a.3. Problemas en el suministro de producto 1.a.4. Problemas en suministro de CO2 1.a.5. No hay suministro de botellas desde la lavadora 1.a.6. No hay suministro de botellas desde las vías 1.b. Pérdida parcial del proceso de llenado y/o tapado 1.b.1. No hay suministro de agua (HDE) 1.b.2. Rechazo excesivo de botellas en Linatronic 1.b.3. Suministro deficiente de aire (menor a 4 Bar) 1.b.4. Lavadora no corre a la velocidad de la línea

1.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): pérdida de la producción, merma de producto. Acción correctiva: arrancar generadores. FF: 12 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 146879,85 BF/año 1.a.2.a. Ídem 1.a.1.a. Acción correctiva: arrancar el sistema de aire. FF: 1 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 6119,99 BF/año 1.a.3.a. Ídem 1.a.1.a. Acción correctiva: restituir el sistema de bombeo. FF: 3 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 18359,98 BF/año 1.a.4.a.Idem 1.a.1.a. Acción correctiva: restituir el sistema de CO2. FF: 0,5 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 3060,00 BF/año 1.a.5.a. Ídem 1.a.1.a. Acción correctiva: restituir la función de la lavadora. FF: 5 fallos/año. TPPR: 12 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 734399,27 BF/año 1.a.6.a. Ídem 1.a.1.a. Acción correctiva: restituir la vía atascada. FF: 5 fallos/año. TPPR: 3 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 183599,82 BF/año 1.b.1.a. Ídem 1.a.1.a. Acción correctiva: restituir el suministro de agua. FF: 0,5 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 3060,00 BF/año 1.b.2.a. Ídem 1.a.1.a. Acción correctiva: restituir el Linatronic. FF: 4 fallos/año. TPPR: 3 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 146879,85 BF/año 1.b.3.a. Ídem 1.a.1.a. Acción correctiva: restituir el Linatronic. FF: 0,5 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 3060,00 BF/año 1.b.4.a. Ídem 1.a.1.a. Acción correctiva: restituir la lavadora. FF: 2 fallos/año. TPPR: 12 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 293759,71 BF/año

2. Torre de distribución de servicio. Crear canales herméticos entre el suministro estacionario de producto, CO2, vacío y aire distribuyéndolo en forma rotativa

2.a.Pérdida de la hermeticidad

2.a.1.Desgaste ó rompimiento de los sellos internos

2.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): salen botellas con oxígeno alto, mal llenado, no se presuriza el calderín, no se alcanza la presión suficiente los órganos de elevación

Acción correctiva: cambiar los sellos internos.

FF: 2 fallos/año. TPPR: 9 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora. Riesgo: 220319,78 BF/año


Funciones Fallo Funcional / Modos de Fallos

Consecuencias de las fallos FF: frecuencia de fallos

TPPR: tiempo promedio para reparar IP: impacto en producción

3. Torre de distribución de servicio. Distribuir el detergente de CIP a lo largo de todo el sistema de llenad

3.a. No distribuye el detergente de forma eficiente 3.a.1. Fugas del detergente

3.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: si. Efecto operacional (síntomas): no lava bien las válvulas de llenado, microbiología fuera de norma. Acción correctiva: cerrar el suministro de soda y corregir la fallo mecánica FF: 0,5 fallos/año. TPPR: 9 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 55079,94 BF/año

4. Motor/bomba de vacío. Crear una presión de vacío de -0,8 a -0,9 bar con un suministro de agua a la bomba a 28°C (valor fabricante 17 - 20°C)

4.a. No genera vacío 4.a.1.Motor de la bomba dañado 4.a.2. Acople de la bomba dañado 4.a.3. Impulsor dañado/atascado 4.a.4. Rodamientos dañados 4.b. Genera vacío menor a 0,9 bar 4.b.1.Desgaste en las paletas y/ó carcasa 4.b.2. Sensor de temperatura dañado y no permite la entrada de agua fresca cuando es requerida 4.b.3. Presostato de la bomba dañado 4.b.4. Válvula neumática de suministro de agua dañada

4.a.1.a. Evidente / No evidente: si . Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): valores de oxígeno en producto fuera de norma. Acción correctiva: cambiar la bomba FF: 0,25 fallos/año. TPPR: 2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 6119,99 BF/año 4.a.2.a. Ídem 4.a.1.a. Acción correctiva: cambiar el acople FF: 0,3 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 3672,00 BF/año 4.a.3.a. Ídem 4.a.1.a. Acción correctiva: cambiar la bomba FF: 0,25 fallos/año. TPPR: 2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 6119,99 BF/año 4.a.4.a. Ídem 4.a.1.a. Acción correctiva: cambiar los rodamientos FF: 0,25 fallos/año. TPPR: 2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 6119,99 BF/año 4.b.1.a. Ídem 4.a.1.a. Acción correctiva: cambiar la bomba FF: 0,33 fallos/año. TPPR: 2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 8079,39 BF/año 4.b.2.a. Ídem 4.a.1.a. Acción correctiva: cambiar el sensor FF: 2 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 24479,98 BF/año 4.b.3.a. Ídem 4.a.1.a. Acción correctiva: cambiar el presostato FF: 2 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 24479,98 BF/año 4.b.4.a. Ídem 4.a.1.a. Acción correctiva: cambiar la válvula FF: 1 fallos/año. TPPR: 2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 24479,98 BF/año

5. Calderín. Mantener el producto a una presión igual a 2,5 bar

5.a. Presuriza en exceso (mayor a 3 bar) 5.a.1. Sistema de control no funciona (no cierra la válvula de suministro) 5.b. No presuriza 5.b.1. Falta de suministro de CO2 por fallos en la válvula de suministor

5.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena. Acción correctiva: calibrar el lazo, cambiar el sensor FF: 0,01 fallos/año. TPPR: 3 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 367,20 BF/año 5.b.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena. Acción correctiva: cambiar la válvula FF: 0,2 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 1224,00 BF/año





5. Calderín. Mantener el producto a una presión igual a 2,5 bar

5.b. No presuriza 5.b.2. Transmisor de presión dañado 5.c. Mantiene una presión menor a 2,5 bar 5.c.1. Fuga por los sellos de la cubierta, de las válvulas, de los instrumentos o tuberías de conexión 5.c.2. La válvula de CO2 tiene fuga

5.b.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena. Acción correctiva: cambiar el transmisor FF: 2 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 24479,98 BF/año 5.c.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal llenado. Acción correctiva: cambiar los sellos. FF: 2 fallos/año. TPPR: 24 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 587519,41 BF/año 5.c.2.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no presuriza el calderín, mal lleno, microbiología fuera de norma. Acción correctiva: reparar la válvula o cambiarla FF: 1 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 12239,99 BF/año

6. Calderín. Interrumpir el llenado de botellas cuando la presión de CO2 no alcanza 2,5 bar

6.a. No actúa cuando no alcanza la presión requerida

6.a.1. Lazo de control desajustado/dañado

6.b. Interrumpe el llenado cuando el valor de presión esta en 2,5 bar

6.b.1. Lazo de control desajustado/ dañado

6.a.1.a. Evidente / No evidente: no. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: calibrar el lazo, cambiar el sensoro. FF: 4 fallos/año. TPPR: 3 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 146879,85 BF/año

6.b.1.a. Evidente / No evidente: no. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: calibrar el lazo, cambiar el sensor. FF: 2 fallos/año. TPPR: 3 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 73439,93 BF/año

7. Conjunto de válvulas de llenado (130). Llenar la botella con producto a 2,5 bar , con una cantidad de oxigeno < 40ppb, a un nivel SKU+/- (%)

7.a. No llena la botella7.a.1. Membrana de accionamiento de la válvula de llenado rota 7.a.2. Tulipa de centrado desalineada 7.a.3. Goma de apriete desgastada 7.a.4. Sensor de llenado dañado

7.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena. Acción correctiva: cambiar la membrana FF: 2 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 12339,99 BF/año 7.a.2.a. Ídem 7.a.1.a. Acción correctiva: cambiar la tulipa FF: 2 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 12339,99 BF/año 7.a.3.a. Ídem 7.a.1.a. Acción correctiva: cambiar la goma FF: 52 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 318239,68 BF/año 7.a.4.a. Ídem 7.a.1.a. Acción correctiva: cambiar el sensor FF: 3 fallos/año. TPPR: 2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:73439,93 BF/año






7.a. No llena la botella7.a.5. Sensor de tulipa desajustado 7.a.6. Codificador/encoder dañado 7.a.7. Problemas en rodillo de portatulipa 7.a.8. Sensor de botellas rotas fuera de posición 7.b. Llena la botella con valores de oxígeno por encima de 40ppb 7.b.1. Fuelle de la válvula de accionamiento de vacío dañada 7.c. Llena con volumen bajo (< 222 ml – 6 ml y < 250 ml – 6 ml) 7.c.1. El tubo inyector es más largo 7.c.2. Goma deflectora del tubo inyector dañada o faltante 7.c.3. Goma de apriete rota / desgastada 7.c.4. O-ring de aguja dañado 7.d. Llena con volumen alto (>222 ml + 6ml y >250 ml + 6 ml) 7.d.1. El tubo inyector es más corto 7.d.2.Goma impermeabilizadora / paso líquido desgastada o dañada

7.a.5.a. Ídem 7.a.1.a. Acción correctiva: cambiar el sensor. FF: 6fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:36719,96 BF/año 7.a.6.a. Ídem 7.a.1.a. Acción correctiva: cambiar el encoder (sensor). FF: 2fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:24479,98 BF/año 7.a.7.a. Ídem 7.a.1.a. Acción correctiva: revisar el rodillo. FF: 3fallos/año. TPPR: 0,08 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:2937,60 BF/año 7.a.8.a. Ídem 7.a.1.a. Acción correctiva: posicionar el sensor (cambiarlo). FF: 3fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:18539,98 BF/año 7.b.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no Efecto operacional (síntomas): oxígeno alto Acción correctiva: cambiar la membrana FF: 1fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:6119,99 BF/año 7.c.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no Efecto operacional (síntomas): mal lleno y botellas rotas. Acción correctiva: cambiar el tubo inyector. FF: 0,5fallos/año. TPPR: 0,25 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:1530,00 BF/año 7.c.2.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no Efecto operacional (síntomas): mal lleno y botellas rotas. Acción correctiva: cambiar la goma deflectora FF: 24fallos/año. TPPR: 0,25 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:73439,93 BF/año 7.c.3.a. Ídem 7.c.2.a. Acción correctiva: cambiar la goma de apriete. FF: 52fallos/año. TPPR: 0,25 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:159119,84 BF/año 7.c.4.a. Ídem 7.c.2.a. Acción correctiva: cambiar el O-ring FF: 6fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:73439,93 BF/año 7.d.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: cambiar el tubo FF: 0,01fallos/año. TPPR: 0,25 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:30,60 BF/año 7.d.2.a. Ídem 7.d.1.a. Acción correctiva: cambiar la goma FF: 6 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:73439,93 BF/año






7.d. Llena con volumen alto (>222 ml + 6ml y >250 ml + 6 ml) 7.d.3. El o-ring del tubo de venteo está dañado 7.e. Llena con agitación 7.e.1. No se acciona la electroválvula de la purga 7.e.2. Electroválvula de la purga dañada 7.e.3. Altura del calderín incorrecta (no hace buen sello con la botella)

7.d.3.a. Ídem 7.d.1.a. Acción correctiva: cambiar el O-ring FF: 6 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:73439,93 BF/año 7.e.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno, oxígeno alto. Acción correctiva: revisar programa, cambiar electroválvula FF: 0,01 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:122,40 BF/año 7.e.2.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena, oxígeno alto y líquido agitado. Acción correctiva: revisar programa, cambiar electroválvula FF: 0,5 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:6119,99 BF/año 7.e.3.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena, oxígeno alto y líquido agitado. Acción correctiva: revisar programa, cambiar electroválvula FF: 4 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:24479,98 BF/año

8. Órganos de elevación. Elevar la botella para que haga sello con la válvula de llenado con una presión 0,5 bar mayor a la presión del calderín a una altura 10 mm mayor a la de la botella

8.a. No eleva la botella 8.a.1. Fuga en los sellos de varios cilindros 8.a.2. Válvula reguladora de presión dañada 8.a.3. Falta de aceite en el depósito y en los cilindros 8.b. No eleva la botella con la presión necesaria 8.b.1. Fuga en el cilindro neumático 8.b.2. Fallo en la válvula reguladora de presión

8.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena, mal lleno. Acción correctiva: cambiar los sellos de los cilindros FF: 1 fallos/año. TPPR: 3 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:36719,96 BF/año 8.a.2.a. Ídem 8.a.1.a. Acción correctiva: cambiar la válvula FF: 0,25 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:3060,00 BF/año 8.a.3.a. Ídem 8.a.1.a. Acción correctiva: completar nivel de aceite FF: 30 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:183599,82 BF/año 8.b.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: cambiar los sellos del cilindro FF: 1 fallos/año. TPPR: 3 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 36719,96 BF/año 8.b.2.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: cambiar la válvula ó repararla FF: 0,25 fallos/año. TPPR: 2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo: 6119,99 BF/año





9. Transmisor de anillos colector (slip ring). Transmitir señales de control y fuerza a la torre electrónica

9.a. No transmite señales

9.a.1. Las escobillas dañadas, sucias o desgastadas

9.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena. Acción correctiva: cambiar las escobillas

FF: 0,2 fallos/año. TPPR: 8 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:19583,98 BF/año

10. Torre electrónica. Distribuir energía y señales de control para realizar el llenado de botellas

10.a. No distribuye

10.a.1. Fallo en el slip ring

10.a.2. Fallo comunicación con la torre electrónica por el cableado

10.a.3. Fallo comunicación con esclavos del PLC en la torre electrónica por fallo en componente electrónico del esclavo (unidad de comunicación, tarjeta de entrada y salida digitales y analógicas)

10.a.4. Fallo comunicación con esclavos del PLC en la torre electrónica por fallo en esclavo del mando de llenado

10.a.5. Fallo el aire acondicionado de la torre (por seguridad apaga la torre)

10.a.6. El filtro del AA tapado

10.b. Distribuye parcialmente

10.b.1. Fallo de la válvula electro-neumática

10.b.2. Fallo en tarjeta electrónica de torre

10.b.3. Manguera de aire rota

10.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena. Acción correctiva: verificar el slip ring. FF: 0,2 fallos/año. TPPR: 4 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:9791,99 BF/año

10.a.2.a. Ídem 10.a.1.a. Acción correctiva: cambiar los cables dañados- FF: 0,2 fallos/año. TPPR: 3 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:7343,99 BF/año

10.a.3.a. Ídem 10.a.1.a. Acción correctiva: cambiar esclavos FF: 4 fallos/año. TPPR: 1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:48959,95 BF/año

10.a.4.a. Ídem 10.a.1.a. Acción correctiva: cambiar esclavo del mando de llenado. FF: 4 fallos/año. TPPR:2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:97919,90 BF/año

10.a.5.a. Ídem 10.a.1.a. Acción correctiva: revisar el sistema de refrigeración- FF: 1 fallos/año. TPPR:2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:24479,98 BF/año.

10.a.6.a. Ídem 10.a.1.a. Acción correctiva: reemplazar el filtro- FF: 2 fallos/año. TPPR:0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:12239,99 BF/año

10.b.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: cambiar válvula electro-neumática FF: 6 fallos/año. TPPR:1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:73439,93 BF/año

10.b.2.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: cambiar la tarjeta electrónica. FF: 1 fallos/año. TPPR:1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:12339,98 BF/año

10.b.3.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: cambiar mangueras y sellos- FF: 12 fallos/año. TPPR:0,1 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:14687,99 BF/año





11. Distribuidor de aire.

Distribuir aire a los distintos

componentes a la presión

requerida con una entrada

de 6 bar

11.a. No distribuye aire

11.a.1. Fuga de aire en mangueras

11.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto

operacional (síntomas): no llena. Acción correctiva: chequear el

lugar de la fuga y cambiar la parte afectada

FF: 2 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora

Riesgo:12239,99 BF/año

12. Inyección de agua de

alta presión. Inyectar agua

en la botella llena a una

presión de 9 bar

12.a. No inyecta

12.a.1. Tobera tapada

12.a.2. Fallo en la bomba de

HDE

12.a.3. Fallo regulador de HDE

12.a.4. Fallo electroválvula

12.b. No inyecta la presión necesaria

12.b.1. Regulador de presión

dañado

12.b.2. Tobera dañada

12.a.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): no llena. Acción correctiva: verificar la tobera con problemas

FF: 2 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:12239,99 BF/año

12.a.2.a. Ídem 12.a.1.a. Acción correctiva: revisar la bomba de HDFE- FF: 4 fallos/año. TPPR: 2 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:97919,90 BF/año

12.a.3.a. Ídem 12.a.1.a. Acción correctiva: revisar el regulador de HDE.

FF: 3 fallos/año. TPPR: 0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:18359,98 BF/año

12.a.4.a. Ídem 12.a.1.a. Acción correctiva: cambiar electroválvula

FF: 1 fallos/año. TPPR:0,5 horas/fallo. IP: 12239,99 BF/hora Riesgo:6119,99 BF/año

12.b.1.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: revisar el regulador de presión


12.b.2.a. Evidente / No evidente: si. Afecta SHA: no. Efecto operacional (síntomas): mal lleno. Acción correctiva: revisar la tobera



VI.3.5.3. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DESARROLLADO A PARTIR DEL RCM EN EL

SUBSISTEMA: LLENADO

En la tabla siguiente, se presentan los resultados del programa de

mantenimiento desarrollado a partir del árbol de decisión del RCM, en el sub-

sistema de llenado de la llenadora de la línea 10.

Función/Modos de fallos Estrategias de

Mantenimiento definidas por el RCM

001=INSPECCIÓN, 002=SUSTITUCION, 003=LUBRICACIÓN,

004=LIMPIEZA, 005=PREDICTIVO, 006=EJECUCION,

PM01=CORRECTIVO

Frecuencia Número de personas

HH-ejecución

1. Llenado y tapado de botellas a la velocidad de 1000 bpm con oxígeno disuelto menor a 40 ppb y tolerancia de tapado de 1125 a 1135 mils 1.a.1. Problemas en el suministro eléctrico** 1.a.2. Problemas en el suministro de aire** 1.a.3. Problemas en el suministro de producto** 1.a.4. Problemas en suministro de CO** 1.a.5. No hay suministro de botellas desde la lavadora** 1.a.6. No hay suministro de botellas desde las vías** 1.b.1. No hay suministro de agua (HDE)** 1.b.2. Rechazo excesivo de botellas en Linatronic 1.b.3. Suministro deficiente de aire (menor a 4 Bar)** 1.b.4. Lavadora no corre a la velocidad de la línea**

1.Evento externo al límite de batería 1.Idem anterior 1.Idem anterior 1.Idem anterior 1.Idem anterior 1.Idem anterior 1.Idem anterior 1.Idem anterior 1.Idem anterior 1.Idem anterior ** Para los modos de fallos externos no se detallan actividades de mantenimiento

2. Torre de distribución de servicio. Crear canales herméticos entre el suministro estacionario de producto, CO2, vacío y aire distribuyéndolo en forma rotativa 2.a.1.Desgaste ó rompimiento de los sellos internos

1.Sustitución de sellos, estoperas y rodamientos (006)

Semestral

4

9

3. Torre de distribución de servicio. Distribuir el detergente de CIP a lo largo de todo el sistema de llenado 3.a.1. 3.a.1. Fugas del detergente

1. Mantenimiento correctivo (PM01)


Función/Modos de fallos Estrategias de Mantenimiento definidas

por el RCM 001=INSPECCIÓN,

002=SUSTITUCION, 003=LUBRICACIÓN,


PM01=CORRECTIVO

Frecuencia Número de

personas

HH-ejecución

4. Motor/bomba de vacío. Crear una presión de vacío de -0,8 a -0,9 bar con un suministro de agua a la bomba a 28°C (valor fabricante 17 - 20°C) 4.a.1.Motor de la bomba dañado 4.a.2. Acople de la bomba dañado 4.a.3. Impulsor dañado/atascado 4.a.4. Rodamientos dañados 4.b.1.Desgaste en las paletas y/ó carcasa 4.b.2. Sensor de temperatura dañado y no permite la entrada de agua fresca cuando es requerida 4.b.3. Presostato de la bomba dañado 4.b.4. Válvula neumática de suministro de agua dañada

1. Revisión del motor, inspección de alineación, elemento flexible, acoples y tornillos de base del motor y bomba (005) 1. Ídem anterior 1. Revisión del impulsor (006) 1.Cambio de sellos, rodamientos al motor y bomba (006) 1.Revisión de desgaste de paletas y carcasa (006) 1.Revisión y calibración de instrumentación (sensor, presostato y válvula) (005) 1. PM01 1.Revisión general de la válvula (asientos, o-rings, mariposa, actuador, etc.) (006)

anual

anual 2 años 2 años

2 años

semestral

anual

1 1

taller bombas

taller bombas

1 3

2 2 2 8

5. Calderín. Mantener el producto a una presión igual a 2,5 bar 5.a.1. Sistema de control no funciona (no cierra la válvula de suministro) 5.b.1. Falta de suministro de CO2 por fallos en la válvula de suministro 5.b.2. Transmisor de presión dañado 5.c.1. Fuga por los sellos de la cubierta, de las válvulas, de los instrumentos o tuberías de conexión 5.c.2. La válvula de CO2 tiene fuga

1. Mantenimiento correctivo (PM01) 1. Ídem anterior 1. Calibrar transmisor (005) 1. Cambiar el anillo sellante del calderín (006) 1. Calibrar la válvula (005)

semestral 9 meses

anual

1 3 1

1 4 2

6. Calderín. Interrumpir el llenado de botellas cuando la presión de CO2 no alcanza 2,5 bar 6.a.1. Lazo de control desajustado/dañado 6.b.1. Lazo de control desajustado/ dañado

1.Calibrar el lazo de control (005) 1.Idem anterior

semestral

semestral

1

1

2

2


Función/Modos de fallos Estrategias de Mantenimiento definidas por el RCM 001=INSPECCIÓN,



PM01=CORRECTIVO


personas

HH-ejecución

7. Conjunto de válvulas de llenado (130). Llenar la botella con producto a 2,5 bar , con una cantidad de oxigeno < 40ppb, a un nivel SKU+/- (%) 7.a.1. Membrana de accionamiento de la válvula de llenado rota 7.a.2. Tulipa de centrado desalineada 7.a.3. Goma de apriete desgastada 7.a.4. Sensor de llenado dañado 7.a.5. Sensor de tulipa desajustado 7.a.6. Codificador/encoder dañado 7.a.7. Problemas en rodillo de portatulipa 7.a.8. Sensor de botellas rotas fuera de posición 7.b.1. Fuelle de la válvula de accionamiento de vacío dañada 7.c.1. El tubo inyector es más largo 7.c.2. Goma deflectora del tubo inyector dañada o faltante 7.c.3. Goma de apriete rota / desgastada 7.c.4. O-ring de aguja dañado 7.d.1. El tubo inyector es más corto 7.d.2. Goma impermeabilizadora / paso líquido desgastada o dañada 7.d.3. El o-ring del tubo de venteo está dañado 7.e.1. No se acciona la electroválvula de la purga 7.e.2. Electroválvula de la purga dañada 7.e.3. Altura del calderín incorrecta (no hace buen sello con la botella)

1.Cambiar membrana de accionamiento de la válvula (006) 1. Alineación de tulipas (006) 1. Sustitución de gomas de apriete (002) 1. Verificar sensor de llenado (001) 1. Verificar sensor de tulipa (001) 1. Inspeccionar el rodamiento, estado de la conexión eléctrica, cable y aterramiento (001) 1. Inspeccionar que las cupillas y los rodillos de las portatulipas estén completos (001) 1. Ajuste de la posición del sensor (006) 1. Mantenimiento correctivo (PM01) 1. Mantenimiento correctivo (PM01) 1. Recambio de las gomas deflectoras con el cíclico de las válvulas de llenado (006) 1. Ídem anterior 1. Recambio de las agujas con el cíclico de las válvulas de llenado (006) 1. Mantenimiento correctivo (PM01) 1. Recambio de las gomas deflectoras con el cíclico de las válvulas de llenado (006) 1. Ídem anterior 1. Mantenimiento correctivo (PM01) 1. Recambio de las agujas con el cíclico de las válvulas de llenado (006) 1. Verificar el sistema de posicionamiento del calderín ajustando el sensor de altura del mismo a la posición original (005)

anual

semestral semanal

bimensual

bimensual mensual

semanal

mensual

semestral

semestral

semestral

semestral

semestral

semestral

trimestral

3 1 2 1 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 1

4 5 3

0,5

0,5 0,75

0,5

0,5 4 4 4 4 4 4 1


Función/Modos de fallos Estrategias de Mantenimiento definidas por el RCM 001=INSPECCIÓN,



PM01=CORRECTIVO


personas

HH-ejecución

8. Órganos de elevación. Elevar la botella para que haga sello con la válvula de llenado con una presión 0,5 bar mayor a la presión del calderín a una altura 10 mm mayor a la de la botella 8.a.1. Fuga en los sellos de varios cilindros 8.a.2. Válvula reguladora de presión dañada 8.a.3. Falta de aceite en el depósito y en los cilindros 8.b.1. Fuga en el cilindro neumático 8.b.2. Fallo en la válvula reguladora de presión

1. Recambio de los sellos de los órganos de elevación (006) 1. Mantenimiento correctivo (PM01) 1. Chequear y completar el nivel de aceite en depósito de los órganos de elevación (003) 1. Recambio de los sellos de los órganos de elevación (006) 1. Mantenimiento correctivo (PM01)

9 meses

semanal

9 meses

3 1 3

36 1

36

9. Transmisor de anillos colector (slip ring). Transmitir señales de control y fuerza a la torre electrónica 9.a.1. Las escobillas dañadas, sucias o desgastadas

1. Mantenimiento correctivo, cambiar el slip ring cuando se dañe (PM01)

10. Torre electrónica. Distribuir energía y señales de control para realizar el llenado de botellas 10.a.1. Fallo en el slip ring 10.a.2. Fallo comunicación con la torre electrónica por el cableado 10.a.3. Fallo comunicación con esclavos del PLC en la torre electrónica por fallo en componente electrónico del esclavo (unidad de comunicación, tarjeta de entrada y salida digitales y analógicas) 10.a.4. Fallo comunicación con esclavos del PLC en la torre electrónica por fallo en esclavo del mando de llenado 10.a.5. Fallo el aire acondicionado de la torre (por seguridad apaga la torre)

1. Verificar y ajustar conexiones en el slip ring (005) 1. Verificar terminales y conexiones eléctricas del cableado de comunicación, ajustar de ser necesario (005) 1. Inspeccionar y ajustar los conectores de interconexión en la tarjeta principal de comunicación en la torre electrónica (005) 1. Inspeccionar y ajustar los conectores de interconexión en la tarjeta principal de comunicación en la torre electrónica (005) 1. Limpieza de la succión, intercambiador de calor (004)

anual

anual

trimestral

trimestral

anual

1 1 1

1 1

0,5 2 3 1

1

2


10.a.6. El filtro del AA tapado 10.b.1. Fallo de la válvula electroneumática 10.b.2. Fallo en tarjeta electrónica de torre 10.b.3. Manguera de aire rota

1. Sustitución de los filtros (006) 1. Sustitución electroválvulas (sujeto a evaluación de ciclo de vida de la electroválvula y costo del mtto vs. riesgo) 1. Mantenimiento correctivo (PM01) 1. Mantenimiento correctivo (PM01)

semestral

anual

1

3

0,5

6

11. Distribuidor de aire. Distribuir aire a los distintos componentes a la presión requerida con una entrada de 6 bar 11.a.1. Fuga de aire en mangueras

1. Mantenimiento correctivo (PM01)

12. Inyección de agua de alta presión. Inyectar agua en la botella llena a una presión de 9 bar 12.a.1. Tobera tapada 12.a.2. Fallo en la bomba de HDE 12.a.3. Fallo regulador de HDE 12.a.4. Fallo electroválvula 12.b.1. Regulador de presión dañado 12.b.2. Tobera dañada

1. Inspeccionar el estado de la tobera (001) 1. Verificar que la presión de la bomba es igual a la correspondiente para la velocidad (001) 1. Mantenimiento correctivo (PM01) 1. Impermeabilizar el conector eléctrico de la electroválvula (006) 1. Mantenimiento correctivo (PM01) 1. Inspeccionar el estado de la tobera (001)

bimensual

bimensual

bimensual

bimensual

1 1 1 1

0,1

0,5

0,1

0,1

VI.4. CONSIDERACIONES FINALES SOBRE LA METODOLOGÍA RCM

La orientación de este capítulo hacia el estudio de la metodología RCM, se

debe, a la gran oportunidad de mejora dentro de los procesos de planificación y

desarrollo de los programas de mantenimiento. Específicamente, en estos

procesos existe una falta de conocimiento y previsión ante la aparición

inesperada de los modos de fallos, escenario provocado básicamente, por la


ausencia de procedimientos estructurados y detallados de análisis de fiabilidad

sobre los modos de fallos y las consecuencias que estos generan dentro de un

activo de producción.

En términos generales la implantación de la metodología RCM en una

organización, permitirá:

• Crear un espíritu altamente crítico en todo el personal (operaciones-

mantenimiento) frente a condiciones de fallo y averías.

• Lograr orientar de forma óptima los costes del mantenimiento.

• Optimizar la fiabilidad operacional, maximizar la disponibilidad y/o

mejorar la mantenibilidad de las plantas y sus activos.

• Ajustar las tareas de mantenimiento a las necesidades del contexto

operacional.

• Fomentar el análisis de modos de fallos a partir del esfuerzo de un grupo

de trabajo en grupo multidisciplinario.

• Relacionar los modos de fallos con los efectos sobre la seguridad

operacional y el ambiente.

• Optimizar la aplicación de las actividades de mantenimiento tomando en

cuenta la criticidad e importancia de los activos dentro del contexto

operacional.

• Establecer un sistema eficiente de planificación del mantenimiento

(preventivo, condición y correctivo).

• Aumentar el conocimiento del personal tanto de operaciones como de

mantenimiento con respecto a los procesos operacionales y sus efectos

sobre la integridad de las instalaciones.

• Involucrar a todo el personal que tiene que ver con el mantenimiento en

la organización (desde la alta gerencia hasta los trabajadores de planta).

• Facilitar el proceso de normalización (estandarización) a través del

establecimiento de procedimientos de trabajo y de registro.

• Mejorar la efectividad de las actividades de mantenimiento a través de

una gerencia más horizontal y menos aislada del contexto operacional.


• Asignar responsabilidad total (accountability) del proceso a un equipo

multidisciplinario de trabajo (equipo de trabajo RCM).

• Desarrollar un sistema efectivo de registro y manejo de datos de

fiabilidad asociados a modos de fallos.

Finalmente, se debe promover implantación del RCM, dentro de un

proceso global de mejora de la Confiabilidad Operacional de toda la

organización y no como una iniciativa aislada del área de mantenimiento. No

se debe limitar el campo de acción de las técnicas de optimización de

Confiabilidad, a herramientas únicas asociadas en muchas oportunidades a

simples modas. El éxito de la implantación del RCM, dependerá

fundamentalmente del recurso humano involucrado, motivo por el cual, hay

que tener un especial cuidado en el proceso de inducción y en la formación

del personal que participará en este proceso. Hay que tener presente, que el

proceso de implantación del RCM en una organización, no traerá consigo

resultados inmediatos, los mismos podrán cuantificarse y evaluarse de forma

fiable en un período de mediano plazo (entre uno y tres años

aproximadamente), por lo cual este proceso de mejora debe ser visualizado

como un proyecto de largo alcance y con visión de futuro.

VI.5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEL CAPÍTULO

- Bloom N.2006. Reliability Centered Maintenance. Implementation made

simple. McGraw-Hill Inc. New York.

- Jones R.1995. Risk-Based Management: A Reliability-Centered Approach.

Gulf Publishing Company. First Edition. Houston, Texas.

- Moubray J. 1991. RCM II: Reliability Centered Maintenance. Industrial Press

Inc. New York, USA.


- Parra C. 2009. Implantación piloto de Mantenimiento Centrado en

Confiabilidad (RCM) en la Llenadora de la Línea 10, Planta San Joaquín,

Empresas Polar. INGECON, Informe técnico: SN-09-10-CCS, Caracas,

Venezuela.

- Parra C. 1996. Metodología de Implantación del Mantenimiento Centrado en

Confiabilidad en la Refinería de Azuay. Tesis de Maestría, Ref-09-96-ING-

PM, Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela.

- Smith A. Hinchcliffe R. 2004. RCM-Gateway to World Class Maintenance”,

Elsevier. New York.

- Woodhouse J. 1996. Course of Reliability Centered Maintenance (RCM) -

Section two: Failure Modes and Effects Analysis. The Woodhouse

Partnership. England.

Agradecimientos: Al Ing. Willians Gil y al personal de la organización Polar,

quienes participaron en la aplicación práctica de RCM (aplicación que se tomo

como modelo de caso de estudio del método RCM para el desarrollo de este

capítulo).

VII

ANÁLISIS CAUSA‐RAÍZ

VII.1. INTRODUCCIÓN AL PROCESO DE ANÁLISIS CAUSA RAÍZ (RCA)

A través de la historia el hombre ha inventado (y mejorado) numerosas

máquinas, procesos y habilidades para llegar a la demanda creciente de

productos y servicios por parte de la sociedad. Como resultado de esta

demanda en constante crecimiento, se han desarrollado varias técnicas para

analizar los problemas (eventos de fallos) que surgían de las máquinas, los

procesos y el rendimiento de las habilidades humanas, siendo los objetivos

principales de estas técnicas: minimizar las consecuencias de los eventos de

fallos sobre la seguridad, el ambiente y las operaciones; y asegurar la mayor

fiabilidad operacional. Dentro de este marco, la técnica de Análisis Causa Raíz

(RCA – Root Cause Analysis) es una de las herramientas con el mayor

potencial para ayudar a cumplir los objetivos de minimización del impacto de

los fallos y de maximización de la fiabilidad operacional (Latino & Latino, 2002).

La metodología de RCA se fundamenta en la necesidad de resolver

problemas, los cuales son generalmente entendidos como un suceso que se

desea vencer. En realidad, como se analizarán en el presente capítulo, los

problemas son afrontados a través del control sobre las causas que los originan

(Latino & Latino, 2002). En muchos casos no es extraño encontrar que las

“mejores” soluciones son generalmente las que no han sido vistas y que

después de una breve reflexión parecen obvias, lo que conduce a hacerse la

siguiente pregunta: ¿por qué no se me ocurrió a mí? Es a partir de la pregunta

anterior que se procede a explorar muchas de las soluciones efectivas que

están en espera de ser “descubiertas” para un grupo particular de causas (a

veces numeroso). El proceso de descubrimiento requiere de un cambio de


pensamiento donde se debe abandonar el anterior, a esto se la ha llamado

“cambio de paradigma” el cual es el fundamento del RCA.

Las organizaciones, tradicionalmente se han inclinado a evaluar la

fiabilidad operacional desde la perspectiva de mantenimiento estrictamente. El

procedimiento de RCA, encara el análisis de fiabilidad desde un punto de vista

total - teniendo en cuenta los diversos factores que afectan la fiabilidad:

humanos, operacionales, financieros, culturales y organizacionales. Para que la

fiabilidad verdaderamente se convierta en una parte de una cultura, debe ser

adoptada como responsabilidad de todos, no solamente de los grupos de

mantenimiento (Fulbright, 1997).

VII.2. ASPECTOS TEÓRICOS BÁSICOS DEL RCA

Existen en la bibliografía diversas técnicas y autores que han abordado lo que

hoy recibe el nombre de métodos RCA y cuyo propósito ha sido el de buscar

soluciones efectivas a los eventos de fallos. Muchas personas intuitivamente ya

atacan problemas con la filosofía de pensamiento que involucra el método de

RCA. Las metodologías de RCA desarrolladas en la actualidad, ayudan a los

analistas de problemas a orientarse, en los pasos a seguir y en las

consideraciones que deben tomarse para la obtención de soluciones efectivas

(Latino & Latino, 2002). Es importante mencionar, que no existen dos

problemas exactamente iguales, sin embargo, dentro de un marco de pasos

generales que conservan cierta flexibilidad, se pueden establecer ciertas reglas

comunes que permitan identificar las causas que los originan. El éxito de la

aplicación del RCA depende del esfuerzo de un equipo de trabajo y como tal

requiere de cierta experiencia para vencer los paradigmas que

tradicionalmente se encuentran en los procesos de análisis de fallos (Dean,

1999).

Análisis Causa‐Raíz 221

VII.2.1. CAMBIOS DE PARADIGMAS EN EL PROCESO DE ANÁLISIS DE PROBLEMAS

Existen muchos tipos de problemas y muchas formas para resolverlos. En

muchos casos los problemas han sido resueltos mediante la aplicación de reglas

previamente establecidas. Desafortunadamente, el día a día está basado en

eventos y en muchos casos estos no siguen reglas. La imposición de reglas a

problemas basados en eventos ha generado el espacio que hoy día ocupa la

infame ley de Murphy (Dean, 1999). Sin embargo, el RCA ataca esa visión y

reconoce que los problemas pueden agruparse en estas dos categorías (Dean,

1999):

Problemas basados en reglas: como su nombre mismo lo indica, son

aquellos basados en convenciones y reglas que dictan una respuesta correcta

única, como por ejemplo: la suma de dos números (2+2=4), el “saltarse” una

luz roja (la regla establece que una persona que incurra en ello pudiera ser

multada), tres “strikes” para hacer un “out” en “baseball”, procedimientos

escritos que requieren de un cumplimiento, etc.

Problemas basados en eventos: son aquellos que dependen de las leyes causa

y efecto donde existe más de una solución, como por ejemplo: ¿cómo dirigirse

a la casa de la abuela? (seguramente existe más de un camino, o vía (coche,

autobús, avión, etc.)), ¿cuál es la solución a la desnutrición?, ¿cómo ganarse la

vida?, ¿por qué fallo una bomba?, ¿cómo prevenir accidentes?, etc.

Al ignorar las diferencias intrínsecas entre estas dos definiciones, se

intenta resolver problemas basados en eventos con soluciones que únicamente

aplican a los basados en reglas. Esta es una de las principales causas de la

inefectividad de soluciones implementadas. Adicionalmente, vale la pena

mencionar algunos otros de los paradigmas comunes en la resolución de

problemas, que evitan que organizaciones e individuos lleguen a soluciones

efectivas (Dean, 1999):


• El ignorar la definición del problema: la definición del problema es un

parámetro importante dentro del análisis y en general siempre que se

presenta uno, se busca una solución inmediata sin detenerse en los eventos

que los causaron con suficiente detalle.

• El llenado de informes y formatos: en el área técnica es de uso común la

utilización de listas de chequeo, llenar espacios en blanco y categorizar

causas. Esta actividad, no es en realidad particularmente mala, sino las

características del formato, es decir, si éste no contempla todos los puntos

que deben ser considerados en el análisis de fallos, la información requerida

puede ser pasada por alto.

• La utilización de narrativa y fábula: esta es una práctica común que

entorpece la búsqueda de información si se toman los relatos como hechos.

Esto obedece a que la información en muchos casos no posee la calidad

necesaria. En general y salvo específicas excepciones, los hechos son

aquellos que pueden ser medidos y verificados. En el proceso de

recolección las narrativas y fábulas son importantes como guías pero no

como verdades hasta que puedan ser verificadas. Si la información no

puede ser verificada, entonces el análisis pudiera estar incompleto además

de que pudiese ocasionar que la solución implementada no sea la correcta.

Para evitar lo anterior en acciones futuras se recomienda que se tomen las

previsiones necesarias para generar el mecanismo que permita medir en

caso de que ocurra nuevamente una eventualidad. En este caso vale la

pena mencionar el paradigma de productividad (Dean, 1999):

Para mejorar productividad, se debe gestionar,

para gestionar efectivamente, se debe controlar,

para controlar consistentemente, se debe medir,

para medir con validez, se debe definir,

para definir precisamente, se debe cuantificar.


VII.3. PROCESO DE IMPLANTACIÓN DEL RCA

Antes de abordar la descripción metodológica, es necesario hacerse la siguiente

pregunta:

¿Cómo pueden resolverse los problemas eficazmente?

De acuerdo con Dean, 1999, deben considerarse cuatro pasos básicos

para el proceso de aplicación de un RCA: Definición del problema, Análisis del

problema, Identificación de soluciones e Implementación de las mismas (ver

Figura 7.1).

Definición delProblema

Efectuar análisis delproblema (ACR)

Identificarsolucionesefectivas

Implementaciónde soluciones

Crimen y evidenciaSospechosos, autopsia, confesión,enjuciamiento, juicio

Deliberación Sentencia

AnalogíaAnalogía

Figura 7.1: Los cuatro pasos básicos para la resolución de problemas

En la misma Figura 7.1, también se indica el paso generalmente seguido

cuando se cree haber definido un problema (identificar soluciones sin un

análisis detallado del mismo). Los cuatro pasos también pueden relacionarse

con cuatro elementos presentes en un juicio, los cuales guardan una correlación

y secuencia directa: un crimen y evidencia, proceso de análisis de la(s)

evidencia(s) - juicio, deliberación del jurado en función del análisis de las


evidencias (soluciones) y la sentencia (implementación de la solución). En este

caso es el equipo natural de trabajo (jurado) es quien delibera y argumenta en

función de la información que debe haber verificado y sustentado con hechos,

ver por ejemplo la película “doce hombres sin piedad” (en inglés: “12 angry

men”, dirigida por William Friedkin, 1997).

A continuación se presenta el esquema general de implantación de la

técnica de RCA propuesto para el desarrollo de este capítulo (Parra, 2000):

DEFINICIÓN Y JERARQUIZACIÓN DE

LOS PROBLEMAS

DEFINICIÓN Y VALIDACIÓN DE

HIPÓTESIS

IDENTIFICACIÓN E IMPLANTACION

DE LAS SOLUCIONES

EVALUACIÓN DE LA EFECTIVIDAD

DE LAS SOLUCIONES

CONFORMACIÓN DE EQUIPOS DE TRABAJO

DEFINICIÓN Y PRIORIZACIÓN DE

LOS MODOS DE FALLOS

DEFINICIÓN DE CAUSAS RAÍCES

FÍSICAS HUMANAS Y LATENTES

Pasos a seguir para implantar la técnica de RCA

Figura 7.2: Modelo propuesto de implantación de la técnica de RCA

En los siguientes apartados se describen detalladamente cada una de las

etapas del proceso de implantación de RCA mostrado en la Figura 7.2.

VII.3.1. ETAPA 1: FORMACIÓN DEL EQUIPO NATURAL DE TRABAJO DE DENTRO DEL PROCESO DE IMPLANTACIÓN DEL RCA

Un equipo natural de trabajo, se define dentro del contexto del RCA (Fulbright,

1997), como un conjunto de personas de diferentes funciones de la

organización que trabajan juntas por un período de tiempo determinado en un


clima de aunar esfuerzos, para analizar problemas comunes de los distintos

departamentos, apuntando al logro de un objetivo común. A continuación se

describen los aspectos más importantes en relación a los equipos naturales de

trabajo dentro del RCA (Fulbright, 1997):

• Características generales de los equipos naturales de trabajo de RCA

o Alineación: Cada miembro está comprometido con los acuerdos del

equipo. Esto demanda que la misión y visión sea compartidas por

todos. En este sentido la tendencia es sacarle provecho a los

desacuerdos y conflictos para integrar los aportes de los miembros, a

fin de lograr soluciones efectivas.

o Coordinación. Esta característica, implica que cada miembro del

equipo teniendo roles y responsabilidades claras se apropia de los

compromisos del equipo como si fueran los suyos propios. De esta

forma el trabajo individual se orienta al desempeño común del

equipo. En este sentido, el liderazgo, la gerencia y el coaching, son

habilidades de todos los miembros.

o Comprensión. La comprensión es un compromiso compartido. Esto

requiere habilidad para distinguir entre “puntos de vista”,

“interpretaciones” y “los hechos”, para así coordinar y divulgar el

propio punto de vista y ayudar a los otros a considerarlo y considerar

el punto de vista del otro. Cualquier miembro del equipo, conoce a

los clientes, los proveedores, los procesos de trabajo y los resultados

del equipo. Esto significa que los objetivos, metas e hitos son claros y

compartidos.

o Respeto. Apreciar y sentir verdadero aprecio por el otro. Desarrollar y

mejorar continuamente la habilidad de ver las cosas, como lo ve la

otra persona “ponerse en los zapatos del otro”, pero sin perder la

perspectiva de la objetividad de la realidad operacional. Preguntarse

siempre: ¿Quién necesita participar en esta reunión y/o decisión? y


luego preguntar ¿A quién es necesario informar respecto a los

resultados?

o Confianza: Tener confianza en que los demás van a desempeñar sus

responsabilidades de manera óptima. Confiar en que cada miembro

del equipo buscará la información requerida para la toma de

decisiones, consolidando la proactividad individual para modelar este

clima de confianza.

• Rol del facilitador

o La función básica del facilitador consiste en guiar y conducir el

proceso de implantación del RCA. En otras palabras el facilitador es

el encargado de asegurar que el proceso de implantación del RCA se

realice de forma ordenada y efectiva.

• Actividades que debe realizar el facilitador

o Guiar al equipo de trabajo en la definición de los modos de fallos, las

hipótesis, los niveles de causas y la definición de las soluciones.

o Ayudar a decidir a qué nivel debe ser realizado análisis de fallos.

o Ayudar a identificar los problemas que deben ser analizados bajo esta

metodología (problemas críticos).

o Asegurar que las reuniones de trabajo sean conducidas de forma

profesional y se lleven a cabo con fluidez y normalidad.

o Asegurar un verdadero consenso (entre operación y mantenimiento).

o Motivar al equipo de trabajo.

o Asegurar que toda la documentación a registrar durante el proceso

de implantación sea llevada correctamente.

• Perfil del facilitador y áreas de conocimiento

o Amplia capacidad de análisis.


o Alto desarrollo de cualidades personales (liderazgo, credibilidad,

seguridad y confianza).

o Habilidades para conducir reuniones de trabajo (facilidad para

comunicarse).

o Teoría básica del RCA (definición de modos de fallos, validación de

hipótesis, definición de causas raíces físicas, humanas y latentes,

definición de soluciones y auditoría de las soluciones).

o Técnicas de evaluación del riesgo / análisis coste riesgo beneficio.

VII.3.2. ETAPA 2: DEFINICIÓN Y JERARQUIZACIÓN DE LOS PROBLEMAS

La primera actividad a ser desarrollada por el equipo de trabajo, consiste en

definir y jerarquizar los problemas existentes en el área a ser evaluada (Parra,

2000). Antes de abordar la definición del problema hay que reflexionar acerca

de los siguientes puntos:

¿Qué es un problema?

¿Cómo definimos los problemas?

¿Todos vemos el problema igual?

¿Hemos definido problemas en términos de nuestra realidad?

¿Tenemos experiencias y percepciones distintas?

¿Entendemos nuestra ignorancia y prejuicios?

¿Trabajamos en el problema equivocado?

¿Trabajamos en los síntomas o en las causas?

Para definir apropiadamente un problema el equipo de trabajo deberá

responder de forma estructurada las siguientes preguntas:


¿Qué?: ¿Qué fue lo que ocurrió?, esta pregunta se recomienda que se

responda a nivel de equipos o sistemas. Por ejemplo: fallos en el

sistema de compresión, fallos en el sistema de bombeo, fallos en el

motor eléctrico, etc.

¿Cuándo?: ¿Cuándo ocurrió?, aquí se incluyen las fechas y las

frecuencias de recurrencia del evento.

¿Dónde?: ¿Dónde ocurrió el problema?, aquí se agrupan las instalaciones

y permite visualizar si hay diversos problemas en una misma área.

¿Importancia?: Se describe el impacto y las consecuencias del evento de

fallo sobre el ambiente, las personas y las operaciones (pérdidas

económicas). Se propone cuantificar económicamente el impacto

promedio del evento en función del Riesgo (unidad monetaria/tiempo =

dólares/año, euros/año, etc.). A continuación se presenta la expresión

para cuantificar el Riesgo (R) por evento:

R = FF x TPFS x (CD + PEN) (1)

Dónde:

FF = frecuencia de fallos, fallos/año

TPFS = tiempo promedio fuera de servicio, horas/fallo

CD = costes promedios directos por fallos por hora, dólares/hora

PEN = costes promedios de penalización por fallos por hora,

dólares/hora

Una vez definido el valor de Riesgo (coste/año), de cada evento

(problema) previamente identificado, el equipo de trabajo, debe jerarquizar el

nivel de Riesgo de cada evento de mayor a menor, con el objetivo de orientar

el esfuerzo del proceso de RCA en aquellos eventos que tengan la mayor

oportunidad de mejora, se propone utilizar el criterio de Pareto y analizar los

problemas que generan el 80% de las pérdidas (Dean, 1999).


A continuación se presenta un ejemplo de definición de problemas:

o Qué: Fallos de la bomba P101.

o Cuándo: 28/07/1998 @ 4:32 pm (último fallo).

o Frecuencia del evento: FF = 10 fallos/año.

o Dónde: Texas, Utilidades, Área 43, Unidad de servicios industriales,

Sistema de bombas de circulación de agua (P101).

o Impacto:

- Seguridad: Sin accidentes, potencialmente peligroso.

- Ambiental: Viola reglamentos del Ministerio del Ambiente.

- Producción: TPFS=4 horas/fallo, Penalización: PEN=30.000 $/hora.

- Mantenimiento: Costes directos (mat + mo): CD=1.000 $/hora.

- Estimación del Riesgo (R) = US$/año

R = FF x TPFS x (CD + PEN) =

= 10 fallos/año x 4 horas /fallo x (1000 US$/hora + 30.000 $/hora)

= 1.240.000 US$/año

Finalmente, en esta parte de la metodología de RCA, las siguientes

preguntas no deben efectuarse durante la definición del problema (estas

preguntas serán respondidas en las fases siguientes de la metodología

propuesta de aplicación del RCA):

¿Cómo?: No aplica en la definición del problema sino en la definición

de los modos de fallos.

¿Por qué?: No aplica en la definición sino en la definición de las

hipótesis.

¿Quién?: El objetivo del análisis es la prevención y no la búsqueda de

un culpable.


VII.3.3. ETAPA 3: DEFINICIÓN Y PRIORIZACIÓN DE LOS MODOS DE FALLOS

La sección anterior se ha referido a la definición de los problemas y el impacto

de los mismos dentro de su contexto operacional. En esta etapa del proceso de

la implantación de la metodología de RCA, se toman los problemas de mayor

impacto y se identifican los posibles modos de fallos que provocaron estos

problemas. Los modos de fallos dentro del RCA, se definen como los eventos

físicos que generan el paro imprevisto (problema identificado) (Latino & Latino,

2002). Para facilitar el proceso de definición de los modos de fallos, el método

RCA propone que el grupo de trabajo seleccione el problema y sobre el

enunciado del problema se deberá responder a la siguiente pregunta:

o ¿Cómo puede(n) ocurrir el(los) paro(s) imprevisto(s)?

A continuación se presenta el ejemplo de definición de modos de fallos:

o Definición del problema: Fallos de la bomba P101.

o Modos de Fallo, ¿Cómo pueden ocurrir los paros en la bomba P101?

1. Daños en rodamientos (nivel de detalle: componente).

2. Daños en sellos (nivel de detalle: componente).

3. Impulsor trabado (nivel de detalle: componente).

4. Motor eléctrico quemado (nivel de detalle: equipo).

5. Fuga en línea de succión (nivel de detalle: componente).

6. Etc.

El concepto propuesto de modos de fallos dentro de la metodología

utilizada de RCA, es el mismo concepto que propone la metodología del

mantenimiento centrado en fiabilidad (RCM) (ver detalles del método RCM en el


siguiente capítulo del libro). Uno de los aspectos favorables de utilizar el mismo

concepto de modos de fallos en las dos metodologías, consiste en la integración

entre el proceso de análisis de fallos y el desarrollo de los programas de

mantenimiento. Adicionalmente, el proceso de definición de los modos de fallos,

permitirá crear una base de datos común de fallos, la cual debe ser el origen

del proceso de definición de indicadores estadísticos (fiabilidad, mantenibilidad

y disponibilidad), indicadores que posteriormente se utilizarán en el proceso de

optimización del mantenimiento (Parra, 2000).

Una vez identificados los modos de fallos, se procede a definir el nivel de

criticidad de los mismos. Se propone calcular el indicador de Riesgo Total

Anualizado (RTA, unidad monetaria/tiempo: dólares/año, euros/año, etc.)

(Parra, 2000), el cual se estima a partir de la expresión:

RTA = CAR + PAF (2)

CAR = FF x (CMO + CM) (3)

PAF = FF x PE (4)

PE = TR x IP (5)

Dónde:

CAR : costes anuales de reparación (US$/año)

PAF : penalización anual por fallos (US$/año)

FF : frecuencia de fallos (fallos/año)

CMO : costes mano obra por fallo (US$/fallo)

CM : costes materiales por fallo (US$/fallo)

TR : tiempo de reparación (horas/fallo)

IP : impacto producción (US$/hora)

PE : penalización x evento fallo (US$/fallo)


A continuación se presenta un ejemplo de priorización de modos de

fallos:

FF CMO CM CAR TR IP PE PAF RTAModos de fallos fallos/ M$ M$ M$/ horas M$/ M$ M$/ M$/

año año hora año año1. Daños en rodamientos 13 2 15 221 16 1,5 24 312 533 2. Daños en sellos 10 1 10 110 10 2 20 200 3103. Impulsor trabado 10 1 5 60 10 2 20 100 160 4. Motor eléctrico dañado 5 5 5 125 10 1 10 50 1755. Fuga en línea de succión 8 4 5 72 8 1 8 64 136

Tabla 7.1: Ejemplo de jerarquización de modos de fallos

Una vez definido el valor de riesgo (dinero/año) y jerarquizado cada

modo de fallo (de mayor a menor), se recomienda que el equipo de trabajo,

oriente el esfuerzo de validación de hipótesis para aquellos modos de fallos que

tengan la mayor oportunidad de mejora, se propone utilizar el criterio de

Pareto y analizar y definir las hipótesis para los modos de fallos que generan el

80% de las pérdidas (Dean, 1999).

VII.3.4. ETAPA 4: DEFINICIÓN Y VALIDACIÓN DE HIPÓTESIS

Una vez definidos los modos de fallos, el equipo de trabajo selecciona los de

mayor impacto (priorizados en función del Riesgo) y procede a identificar las

diferentes hipótesis para cada modo de fallo a ser evaluado. Las hipótesis se

definen como los posibles mecanismos que provocan los modos de fallo (Latino

& Latino, 2002). Al ser verificada una Hipótesis, ésta se convierte normalmente

en una causa raíz. Para definir las hipótesis, la metodología de RCA, propone

que el grupo de trabajo de respuesta a la siguiente pregunta:

o ¿Por qué ocurren los modos de fallos?

El resultado final de la etapa de definición de hipótesis, consiste en

validar con hechos las hipótesis más probables y en descartar aquellas hipótesis


inconsistentes. Durante el proceso de validación de las hipótesis se deben

evaluar los siguientes aspectos (lista de verificación de hipótesis):

• Variables de operación (información del sistema automatizado de control,

temperatura, presión, flujo, etc.)

• Historiales de mantenimiento

• Libros diarios de los eventos en cada turno

• Resultados de inspecciones (visuales, ensayos no destructivos, etc.)

• Resultados del laboratorio (químico y metalúrgico)

• Datos de vibraciones Especificaciones

• Información de Compras

• Procedimientos de Mantenimiento

• Procedimientos Operacionales

• Datos y Modificaciones sobre los Diseños

• Registros de Entrenamiento del personal

A continuación se presenta un ejemplo de definición de hipótesis:

o Definición del problema: Fallos en Bomba centrífuga P101

o Modo de Fallo: ¿Cómo ocurrieron los paros en la Bomba P101?

1. Daños en rodamientos (nivel de detalle: parte).

o Hipótesis: ¿Por qué ocurrieron los fallos en los rodamientos?

1.1. Desgaste acelerado

1.2. Montaje y alineación defectuosa

1.3. Mala selección del rodamiento

1.4. Operación incorrecta


VII.3.5. ETAPA 5: DEFINICIÓN Y VALIDACIÓN DE CAUSAS RAÍCES

Una vez identificadas las hipótesis, el equipo de trabajo procede a definir las

posibles causas raíces para cada una de las hipótesis validadas. La metodología

propone identificar y clasificar las causas raíces en tres categorías (Latino &

Latino, 2002):

• Causa Raíz Física (CRF):

Se refiere al tipo de causas raíces que envuelven materiales o cosas

tangibles.

• Causa Raíz Humana (CRH):

Se refiere al tipo de causas raíces que generan fallos debido a una

intervención inapropiada del ser humano (errores humanos)

• Causa Raíz Latente (CRL):

Se refiere al tipo de causas raíces relacionadas con la falta o deficiencia en

los sistemas de gestión y administrativos (reglas, procedimientos, guías,

etc.) o “normas culturales” que permiten que un fallo ocurra.

Para definir los diferentes tipos de causas raíces, se debe responder la

siguiente pregunta:

o ¿Por qué ocurrió la hipótesis planteada?

Esta pregunta se debe orientar hacia los tres posibles niveles de

causas citados anteriormente (CRF, CRH y CRL).

A continuación se presenta un ejemplo de definición de causas raíces:

o Definición del problema: Fallos en Bomba centrífuga P101.

o Modos de Fallo, ¿Cómo ocurrieron los paros en la Bomba P101?


o Hipótesis, ¿Por qué ocurrieron los fallos en los rodamientos?

1.1. Rodamiento presenta desgaste acelerado (hipótesis validada)

1.2. Montaje y alineación defectuosa (hipótesis descartada)


1.3. Mala selección del rodamiento (hipótesis validada)

1.4. Operación incorrecta (hipótesis descartada)

o Causas raíces

¿Por qué el rodamiento presento desgaste acelerado?

1.1.1. Aceite fuera de especificación (CRF)

1.1.2. Mala selección del aceite en el proceso de compra (CRH)

1.1.3. Ausencia de un procedimiento adecuado de compra y de

recepción de aceite (no se verifica la procedencia del aceite, criterio

utilizado, comprar el más económico)

¿Por qué el rodamiento se seleccionó de forma incorrecta?

1.3.1. Rodamiento comprado fuera de especificación (CRH)

1.3.2. Diseño original erróneo, no se verificó el rodamiento adecuado

para el tipo de servicio (CRL)

En la Figura 7.3. se presenta de forma gráfica el árbol de fallos del

ejemplo citado:

Paros de Bomba P101

Hipótesis

Daños en

Rodamientos

Desgasteacelerado

Impulsor

trabado

Motor elect.

quemado

Fuga en línea

de succión

Malaselección

del rodamiento

Montaje y alineacióndefectuosa

Operaciónincorrecta

Daños en

sellos

- CRF: Aceite fuerade específicación- CRH: Mala selección del aceite- CRL: No existenprocedmientos de compra ni de recepcióndel aceite (se compra el más económico)

- CRH: Rodamiento comprado fuera de especificación- CRL: diseño original erróneo (no se verificó el rodamientoadecuado para el tipode servicio)

Modos de fallos

Causas Raíces:Físicas (CRF)Humanas (CRH)Latentes (CRL)

Problemaidentificado

Figura 7.3: Ejemplo de árbol de fallos estándar propuesto por la técnica RCA


VII.3.6. ETAPA 6: DEFINICIÓN Y EVALUACIÓN DE LA EFECTIVIDAD DE LAS SOLUCIONES PROPUESTAS

Las soluciones a un problema deben diseñarse parar evitar o al menos reducir

tanto la recurrencia como el impacto (consecuencia) que trae consigo el evento

de fallo a la seguridad de las personas, al ambiente, a la calidad y a la

producción (Woodhouse, 1999). Por otro lado, la solución no sólo debe ayudar

a mejorar la Confiabilidad del proceso, sino que a su vez debe justificarse en

función de un Análisis Coste Riesgo Beneficio Riesgo. Las soluciones a

proponer deben satisfacer los siguientes criterios:

• Prevenir la recurrencia

- Prevenir o mitigar el problema original

- Prevenir problemas similares

- No crear problemas adicionales o situaciones inaceptables (nuevos

modos de fallos)

• Minimizar y controlar

- Los efectos y consecuencias que traen consigo los nuevos modos de

fallos aportados por las soluciones propuestas

• Satisfacer las metas y objetivos

- De la organización y del área afectada (maximizar la rentabilidad del

negocio)

Una vez que se haya implantado la solución, se propone medir el

desempeño de la solución con el fin de estimar los valores exactos obtenidos y

poder cuantificar el beneficio real del cambio. En esta parte se propone seguir

como modelo el siguiente flujograma (Parra, 2000):


EVALUAR EL

FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO/ SISTEMA

DEFINCIÓN DE PLANES FUTUROS DE

MEJORA

DESARROLLAR NUEVAS TEORIAS

SOLUCIONEFECTIVA?

SI

NO

GENERACION DE UN INFORME DE CIERRE

Y PRESENTACIÓN A LA GERENCIA

PROCESO DEAUDITORIA

CUANTIFICAR EL BENEFICIO REAL Y ESTANDARIZAR LA

MEJORA

sí

no

Figura 7.4: Proceso de validación y auditoría de las soluciones propuestas

Tipos de solución:

• Soluciones básicas: en algunos análisis las recomendaciones para eliminar

las causas raíces son muy sencillas y fáciles de implementar. A continuación

se cita un ejemplo de este tipo de soluciones:

o CRF: Par de apriete inadecuado

o CRH: Inexistencia de un procedimiento adecuado

o CHL: Falta de adiestramiento y falta de impulso por parte de la

organización para diseñar un procedimiento adecuado de apriete

o Solución: Adiestrar personal, diseñar y difundir un procedimiento

adecuado de apriete

• Soluciones complejas: en algunos análisis, se identifican varias alternativas

técnicas como posibles soluciones, por lo cual es necesario determinar cuál

de las posibles soluciones es la más rentable para la organización. En esta

parte del proceso de RCA, se propone el uso de la técnica de Análisis Coste

Riesgo Beneficio (ACRB). Esta metodología, recomienda cuantificar el Riesgo

de la situación actual y compararla con el Riesgo de la situación futura


(Riesgo esperado después del cambio propuesto). A continuación se

presenta un ejemplo de dicha metodología (Parra, 2000):

• Definición del problema: Fallos en Bomba centrífuga P101.

- Modos de Fallo, ¿Cómo ocurrieron los paros en la Bomba P101?


- Hipótesis, ¿Por qué ocurrieron los fallos en los rodamientos?

1.3. Mala selección del rodamiento (hipótesis validada)

- Causas raíces

¿Por qué el rodamiento se seleccionó de forma incorrecta?

1.3.1. Rodamiento comprado fuera de especificación (CRH)

1.3.2. Diseño original erróneo, no se verificó el rodamiento adecuado para el

tipo de servicio (CRL)

• Solución: a partir de las hipótesis y causas validadas del RCA, se

identificaron dos posibles opciones de reemplazo del rodamiento actual

(Rodamiento A y Rodamiento B). A continuación se presentan los resultados

del Análisis Coste Riesgo Beneficio justificando la mejor opción de solución

identificada:

• Situación Actual (Eventos repetitivos en bomba P101):

•

1.Frecuencia fallos 13 fallos / año2.Costes Mano obra 2 M$ 3.Costes Materiales 15 M$4.Costes anuales reparar

(2+3) x (1) 221 M$/año 5.Tiempo de reparación 16 horas6.Impacto producción 1,5 M$/hora7.Penalización evento(5x6) 24 M$8.Penalización anual x fallos

(7x1) 312 M$/año Riesgo total anualizado:(4) + (8) 533 M$/año


Propuestas de solución (2 opciones a comparar: Rodamiento A vs. Rodamiento B)

• Situación futura Rodamiento A:

Paros Bomba P101:Solución propuesta : Reemplazar sello actual Opción 1: Rodamiento A

Mínimo Máximo1.Frecuencia fallos 1 2 fallos / año2.Costes Mano obra 1 2 M$ 3.Costes Materiales 15 22 M$4.Costes anuales reparar

(2+3) x (1) 16 44 M$/año 5.Tiempo de reparación 8 16 horas6.Impacto producción 1 1,5 M$/hora7.Penalización evento(5x6) 8 24 M$ 8.Penalización anual x fallos

(7x1) 8 48 M$/año Riesgo total anualizado:(4) + (8) 24 92 M$/año

• Situación futura Rodamiento B:

Paros Bomba P101:Solución propuesta : Reemplazar rodamiento actual Opción 2: Rodamiento B

Mínimo Máximo1.Frecuencia fallos 0,5 1 fallos / año2.Costes Mano obra 1 2 M$ 3.Costes Materiales 25 30 M$4.Costes anuales reparar

(2+3) x (1) 13 32 M$/año 5.Tiempo de reparación 8 16 horas6.Impacto producción 1 1,5 M$/hora7.Penalización evento(5x6) 8 24 M$ 8.Penalización anual x fallos

(7x1) 4 24 M$/año Riesgo total anualizado:(4) + (8) 17 56 M$/año


• Resumen de resultados (opción ganadora – Rodamiento Tipo B):

Paros Bomba P101:Solución propuesta : Reemplazar rodamiento actual Opciones evaluadas:

Mínimo MáximoEscenarios despuésdel cambio:Rodamiento A:Costes anuales reparar 16 44 M$/año Penalización anual x fallos 8 48 M$/año Riesgo total esperado 24 92 M$/año

Rodamiento B:Costes anuales reparar 32 M$/añoPenalización anual x fallos 24 M$/añoRiesgo total esperado: 56 M$/año

• Beneficios esperados después del cambio:

Paros Bomba P101:Solución propuesta : Reemplazar rodamiento actual por el tipo B

Mínimo MáximoSituación actual:Costes anuales reparar 99 221 M$/añoPenalización anual x fallos 72 312 M$/añoRiesgo total : 171 533 M$/año

Situación futura rodamiento tipo B:Costes anuales reparar 13 32 M$/añoPenalización anual x fallos 4 24 M$/añoRiesgo total esperado: 17 56 M$/año

Beneficios del cambio:Costes de reparación 86 189 M$/año Penalización por fallos 68 288 M$/año Beneficios totales: 154 477 M$/año


En resumen, el método de Análisis Coste Riesgo Beneficio, permite

analizar factores técnicos de confiabilidad y mantenibilidad (frecuencias de

fallos y tiempos de reparación) e integrarlo con el análisis de variables

económicas (costes de inversión, materiales, mano de obra, producción,

penalización, seguridad, ambiente, etc.), con el fin de cuantificar el Riesgo en

términos económicos (Riesgo medido en unidad monetaria sobre tiempo, por

ejemplo: dólares/año) de las posibles opciones de solución del problema, de tal

forma que se pueda: identificar y seleccionar la opción que genere el menor

nivel Riesgo (minimizar la consecuencia de los fallos) y garantizar la mayor

rentabilidad económica dentro del proceso de producción.

VII.4. EJEMPLO DE APLICACIÓN DEL MÉTODO RCA

A continuación se presenta los resultados de una aplicación del método de RCA

(utilizando el método de RCA propuesto en esta sección), en el sector de la

industria petrolera (detalles en informes técnicos: Parra, 2009 y Pita, 2008,

aplicación piloto de RCA, llevada a cabo en unidades de bombeo mecánico del

Lote X, Perú).

VII.4.1. ANTECEDENTES RELACIONADOS CON LA RECURRENCIA DE FALLOS EN LAS UNIDADES DE

BOMBEO MECÁNICO

En el yacimiento de petróleo: Lote X (Talara, Perú), se encuentran instaladas

(en el año 2008), 1696 unidades de bombeo mecánico para la extracción de

petróleo en pozos productores, de las cuales, el 52% son de la marca Lufkin, el

36% de la marca American, el 11.3% son de las marcas: Sima, National,

Bethlehem, Churchill, Oilwell y Universal y el 0.7% restante, lo conforman las

nuevas unidades recientemente instaladas de la marca Pump Jack (2008). Cabe

mencionar, que la mayoría de las unidades de bombeo instaladas en el Lote X,

tienen un prolongado tiempo de servicio, con más de 30 años


aproximadamente, sin tener a la fecha, un registro de reemplazo programado

de componentes críticos, a excepción, de las 39 unidades que se les realizó

reparación general en talleres a fines del año 2000 e inicios del año 2001, las

cuales representan aproximadamente el 2% del total instaladas. Además, los

cambios constantes de condiciones de trabajo a los que estas unidades son

sometidas, por mejoras extractivas de los pozos productores, disminuye aún

más el tiempo de vida de los componentes internos de las mismas. Es

importante mencionar, que durante el período enero 2005 a la fecha, se han

registrado 15 eventos de fallo mayores en unidades de bombeo mecánico, de

alto riesgo contra la seguridad de las personas y/o alto impacto económico.

Estos 15 eventos de fallos se presentaron en 14 unidades de bombeo

mecánico. El resumen, de los eventos de fallo mayores presentados en

unidades de bombeo mecánico, es el siguiente:

Año 2005: 01 evento. Presentado en 01 unidad de bombeo mecánico.

Año 2006: 01 evento. Presentado en 01 unidad de bombeo mecánico.

Año 2007: 11 eventos. Presentado en 10 unidades de bombeo mecánico.

Año 2008 (a la fecha): 02 unidades. Presentado en 02 unidades de

bombeo mecánico.

Adicionalmente, durante la revisión de informes de mantenimiento

preventivo de unidades de bombeo del mes de diciembre 2007, de un total de

64 unidades intervenidas de distinta marca y modelo, se identificaron los

siguientes aspectos:

68 retenes de pines de biela que requieren programar su reemplazo.

51 retenes de cola y centro que requieren programar su reemplazo.

Ausencia de 18 líneas de lubricación de cola y centro.

Ausencia de 39 mangueras para lubricación de cola y centro.

75 cajas reductoras de engranajes entre alta, intermedia y baja; con

desgaste que requieren programar su reemplazo.


Sólo en 02 unidades de bombeo no se reportaron anomalías.

Resumiendo, en la intervención de las 64 unidades de bombeo por

mantenimiento preventivo, se identificaron 326 componentes con anomalías (la

información relacionada con los antecedentes, fue extraída de un informe IGM-

015-08 IT, desarrollado por el Ingeniero Enrique Pita). En función de los

antecedentes citados anteriormente, a continuación se presentan los resultados

del RCA aplicado a los sistemas de bombeo mecánico más representativos

(mayor impacto en producción): Modelo AMERICAN C-456.

Grupo de trabajo de RCA:

• Facilitador: Enrique Pita Cabrera (Ingeniero de Mantenimiento)

• Fiscalizador de Montaje de AIB

• Supervisor de Producción

• Facilitador de Montaje de AIB

• Líder de Cuadrilla de Mantenimiento Correctivo de AIB

• Gerente de Servicios

VII.4.2. RESULTADOS DE LA APLICACIÓN PILOTO DE RCA EN LOS SISTEMAS DE BOMBEO

MECÁNICO MODELO: AMERICAN C‐456

VII.4.2.1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA, MODELO AMERICAN C456

• Qué: fallos recurrentes en las unidades de bombeo mecánico, Modelo

AMERICAN C-456 (total de 20 unidades)

• Cuándo: fallos mayores ocurridos a partir del año 2005.

• Frecuencia: 6 fallos entre el 2005 y el 2007 (se tomo como base el modo

de fallo denominado: rotura de eje de perno de biela y rodamiento),

frecuencia de fallos: 6/20 = 0.3 fallos/año

• Dónde: Lote X, Talara, Perú


• Impactos. Seguridad: Sin accidentes, potencialmente peligroso.

Ambiental: Impacto menor. Producción: TPPR: 96 horas/fallo (escenario

pesimista). Pérdida de producción por hora: 45 $/hora (coste de

oportunidad del barril: 30 $/barril, 18 barriles por día, 12 horas de

producción). Materiales y labor: 7.820 $/fallo (escenario pesimista)

Riesgo total/año (por unidad): 0.3 x ((45 x 96) + (7820)) = 3.642,00 $/año

Riesgo total/año (por 20 unidades) = 72.840,00 $/año

VII.4.2.2. DEFINICIÓN Y JERARQUIZACIÓN DE LOS MODOS DE FALLOS DEL MODELO AMERICAN C‐456

A continuación se presentan los modos de fallos identificados y priorizados por

riesgo para el sistema de bombeo mecánico AMERICAN C-456.

#

Modos de fallos FF

(fallos/ año)

TPPR Opt.

(horas

TPPR Pes.

(horas)

IP

($/hora)

CD Opt.

($/fallo)

CD Pes.

($/fallo)

ROpt. por

unidad ($/año)

RPes. por

unidad ($/año)

1 Rotura de pernos de contrapeso

3 2 2 45 411,75 411.75 1505,25 1505,25

2 Rotura de pernos de anclaje

3 2 4 45 300 628 1170 2424

3 Rotura de eje de perno de biela y rodamiento

0.3 12 96 45 2450 7820 897 3642

4 Desgaste de rodamiento de cojinete de cola y de centro

0.15 12 12 45 1112 1112 247,8 247,8

5 Rotura de fajas de transmisión

0.4 2,5 4 45 375 444 195 249,6

6 Base de concreto fracturada

0.1 8 8 45 1818 1818 217,8 217,8

7 Fallos en componentes de caja reductora

0.05 12 12 45 2212 2212 137,6 137,6

8 Rotura de estrobos

0.25 1,5 36 45 459 6459 131,625 2019,75


9 Desgaste de varillaje y de las bandas del freno

0.1667 3 3 45 288 288 70,5 70,5

10 Rotura de polea impulsora

0.1 2,5 5 45 285 400 39,75 62,5

11 Daños en engranaje de baja de caja reductora

0.025 0,25 16 45 11,75 8326 0,575 223,9

12 Daños en eje de baja de caja reductora

0.025 0,25 16 45 11,75 2536 0,575 81,4

13 Daños en conjunto intermedio de caja reductora

0.025 0,25 6 45 11,75 4276 0,575 113,65

14 Problemas en brazo Pitman

0.025 0,25 8 45 11,75 1048 0,575 35,2

15 Problemas en cubrecorreas

0.025 0,25 4 45 11,75 186 0,575 9,15

16 Problemas en patín del motor

0.025 0,25 4 195 11,75 186 0,575 9,15

17 Problemas en base del motor

0.025 0,25 0,75 195 11,75 34.75 0,575 1,712

18 Problemas en poste maestro

0.025 0.25 0,75 195 11.75 34.75 0,575 1,712

19 Problemas en viga balancín

0.025 0.25 0,75 195 11,75 34.75 0,575 1,712

20 Problemas en travesaño igualador

0.025 0,25 0,75 195 11.75 34.75 0,575 1,712

21 Problemas en cruceta

0.025 0,25 0,75 195 11,75 34.5 0,575 1,706

22 Problemas en cabeza de mula

0.025 0,25 0,75 195 11,75 34.5 0,575 1,706

Leyenda:

FF: frecuencia de fallos, fallos/año

TPPR: tiempo promedio para reparar, horas

IP: impacto en producción, dólares/hora


Opt.: escenario optimista (más probable)

Pes.: escenario pesimista

CD: costes directos (mano de obra y materiales), dólares/fallo

ROpt.: riesgo optimista, dólares/año

RPes.: riesgo pesimista, dólares/año

Xxx: modos de fallos críticos (se consideran críticos del 1 al 10)

La estimación de Ropt.y Rpes. se realizó a partir de las siguientes

expresiones:

ROpt. = FF x (TPPRopt. x IP) + FF x (CDopt.) = dólares/año por unidad

RPes. = FF x (TPPRpes. x IP) + FF x (CDpes.) = dólares/año por unidad

ROpt. total = Sumatoria de los valores de ROpt. de los modos de fallos críticos

= 4612,3 $/año (por unidad de bombeo Modelo AMERICAN C-456)

O lo que es lo mismo:

92246,5 $/año (por las 20 unidades de bombeo modelo AMERICAN C-456)

RPes. total = Sumatoria de los valores de RPes. de los modos de fallos críticos

= 10576,8 $/año (por unidad de bombeo Modelo AMERICAN C-456)

Es decir:

211536,0 $/año (por las 20 unidades de bombeo modelo AMERICAN C-456)

Estos valores representan el rango de oportunidad económica de mejora.

Las estimaciones de los costes directos y las pérdidas de producción fueron

realizadas por los integrantes del grupo de trabajo. Los primeros 10 modos de


fallos son los considerados como críticos, se tomo como valor de jerarquización

el factor de Riesgo optimista (ROpt.)

VII.4.2.3. DEFINICIÓN DE LAS HIPÓTESIS Y LAS CAUSAS RAÍCES PARA LLOS MODOS DE FALLOS CRÍTICOS DEL MODELO AMERICAN C‐456

A continuación se presentan los modos de fallos identificados y priorizados por

riesgo para el sistema de bombeo mecánico AMERICAN C-456.

Modos de

fallos Hipótesis

Tipo A - Probabilidad Alta Tipo B - Probabilidad Media Tipo C - Probabilidad Baja

Causas raíces Físicas (F)

Humanas (H) Latentes (L)

1.1. Corrosión (C) 1.1.1. Medio Ambiente (F) 1.1.2. Ausencia de procedimientos de protección (H)

1.2. Mal apriete (A) 1.2.1. Herramienta inadecuada (F) 1.2.2. Procedimiento incompleto (L)

1.3. Fatiga (A) 1.3.1. Limite de Vida útil (F) 1.3.2. Mal ajuste(H) 1.3.3. No existe procedimiento de reemplazo (L)

1.4. Pernos incompletos (B) 1.4.1. Mal montaje (H). 1.4.2. Logística inadecuada (L)

1. Rotura de pernos de contrapeso

1.5. Diseño inadecuado (B) 1.5.1. Perno hechizo mal diseñado (F) 1.5.2. Plano de diseño incompleto (L) 1.5.3. No existe procedimiento para fabricación de materiales locales (L)



2.3. Diseño inadecuado (A) 2.3.1. Perno hechizo mal diseñado (F) 2.3.2. Plano de diseño incompleto (L) 2.3.3. No existe procedimiento para fabricación de materiales locales (L)

2.4. Golpe de bomba de subsuelo (A)

2.4.1. Mala operación del equipo de subsuelo (H)

2. Rotura de pernos de anclaje

2.5. Instalación del pozo inadecuada (C)

2.5.1. Instalación del puente de producción fuera de estándar (H)


Modos de

fallos Hipótesis

Tipo A - Probabilidad Alta Tipo B - Probabilidad Media Tipo C - Probabilidad Baja



3.

Rotura de eje de perno de biela y rodamiento

3.1. AIB subdimensionado (B)

3.1.1. Cambio de condiciones del pozo (F) 3.1.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

3.2. Desbalance de unidad (A)

3.2.1. Cambio de condiciones del pozo (F) 3.2.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H) 3.2.3. Deficiencias en la elaboración de las RX de IDE (H).

3.3. Golpe de fluido (B)

3.3.1. Disminución de aporte del pozo (F) 3.3.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

3.4. Golpe de bomba (B) 3.4.1. Espaciamiento inadecuado (F)

3.5. Instalación de pin inadecuado (A)

3.5.1. Diferentes percepciones de asentamiento de pin de biela (H) 3.5.2. Procedimiento de instalación-inspección de pin de biela inadecuado (L)

3.5.3. No se cuenta con herramientas para este tipo de tareas (L)

3.6. Lubricación deficiente (A) 3.6.1. Procedimiento de Mantenimiento Preventivo inadecuado (L)

3.7. Rodamiento trabado (A)

3.7.1. Límite de vida útil (F) 3.7.2. Maniobra del AIB inadecuado (H)

3.7.3. No existe procedimiento de reemplazo (L)

3.8. Mal diseño del pin (B) 3.8.1. No existe procedimiento para fabricación de materiales locales (L)

4.1. Lubrication deficiente (A) 4.1.1. Procedimiento de MP inadecuado (L)

4.2. Golpe de fluido (A) 4.2.1. Disminución de aporte del pozo (F) 4.2.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

4.3. Desbalance de la unidad (A) 4.3.1. Cambio de condiciones del pozo (F) 4.3.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

4.4. Golpe de bomba de subsuelo (A)

4.4.1. Mala operación del equipo de subsuelo (H)

4. Desgaste de rodamiento de cojinete de cola y de centro

4.5. Deficiente izaje de la unidad (B)

4.5.1. Procedimiento de izaje incompleto (L)


Modos de fallos

Hipótesis Tipo A - Probabilidad Alta

Tipo B - Probabilidad Media Tipo C - Probabilidad Baja



5.1. Instalación inadecuada.(A) 5.1.1. Patín de motor no es funcional (no adecuado) (F)

5.1.2. Mala aplicación del procedimiento del trabajo (H) 5.1.3. Trabajos fuera del horario normal (L)

5.2. Operación inadecuada (A) 5.2.1. Destrabamiento inadecuado de bomba de subsuelo (H) 5.2.2. Puesta en marcha después del Pulling (H)

5.3. Aprisionamiento de bomba de subsuelo (C)

5.3.1. Fluido del pozo con demasiados sólidos (F) 5.3.2. Pozo sin nivel (F)

5.4. Polea en mal estado (B) 5.4.1. No existe Estrategia de mantenimiento para sistemas de transmisión (L)

5. Rotura de fajas de transmisión

5.5. Condiciones climáticas (B) 5.5.1. Lluvia (F) 5.5.2. Ambiente polvoriento(F)

6.

Base de concreto dañada

6.1. Instalación inadecuada (C)

6.1.1. Mala aplicación del procedimiento del trabajo (H)

6.2. Fabricación inadecuada (B) 6.2.1. Base de asentamiento de la viga con desniveles (F) 6.2.2. Base superior con desniveles y se quiebran fácilmente (F)

6.3. Golpe de bomba (B) 6.3.1. Mala operación del equipo de subsuelo (H)

7. Fallos en componentes de caja reductora

7.1. Lubricación deficiente (A) 7.1.1. Fuga de aceite por tapas laterales (F) 7.1.2. Aceite con limite de vida útil vencido (F)

7.2. Motor sobredimensionado (C) 7.2.1. Falta de stock de motores de la potencia requerida en la RX. del pozo (H y L)

7.3. Golpe de bomba (A) 7.3.1. Mala operación del equipo de subsuelo (H)

7.4. Pits de corrosión (B) 7.4.1. Aceite en mal estado (F)

7.5. Operación inadecuada (A) 7.5.1. Maniobra ineficiente para destrabamiento de bomba y ajuste de medida (H)

7.6. Subdimensionamiento de AIB (B)

7.6.1. Cambio de condiciones del pozo(F) 7.6.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

7.7. Límite de vida útil (A) 7.7.1. Gestión de mantenimiento deficiente (H)


VII.4.2.4. RECOMENDACIONES PROPUESTAS PARA MINIMIZAR O ELIMINAR LAS CAUSAS RAÍCES DE LOS MODOS DE FALLOS CRÍTICOS DEL MODELO AMERICAN C‐456

A continuación se presentan las recomendaciones desarrolladas para minimizar

el impacto de los modos de fallos críticos del sistema de bombeo mecánico:

Modelo AMERICAN C-456.

Modos de fallos Hipótesis Tipo A - Probabilidad Alta

Tipo B - Probabilidad Media Tipo C - Probabilidad Baja



8.1. Operación inadecuada (A) 8.1.1. Maniobra para destrabamiento de bomba y ajuste de medida (H)

8.2. Procedimiento de mantenimiento no existe (A)

8.2.1. Sistema de gestión de mantenimiento ineficiente (L)


8.3. Corrosión (B) 8.3.1. Medio ambiente con salitre (F) 8.3.2. Protección inadecuada (F)

9.1. Corrosión (A) 9.1.1. No se cuenta con sistema de gestión de mantenimiento (L)

9. Desgaste de varillaje y de las bandas del freno 9.2. Operación incorrecta (B) 9.2.1. Maniobra de frenado inadecuada

de la AIB (H)

9.2.2. Inexistencia de un procedimiento para el proceso de frenado (L)

10.1. Fabricación inadecuada (B) 10.1.1. No existe procedimiento para fabricación de materiales locales (L)

10. Rotura de polea impulsora

10.2. Instalación inadecuada (A) 10.1.2. Procedimiento de instalación no existe (L)


Modos de fallos

Hipótesis Tipo A - Probabilidad Alta,

Tipo B - Probabilidad Media, Tipo C - Probabilidad Baja

Causas raíces Físicas (F), Humanas (H),

Latentes (L)

Recomendaciones

(Costes de la recomendación, responsable de ejecución de la recomendación y tiempo

estimado de ejecución de la recomendación)


- Estandarizar el procedimiento de fabricación de pernos. Responsables: Saldarriaga I./E. Pita /V. Rojas. Tiempo: 10 días - Utilizar pasta antiadherente-grafitada para protección. Coste: $ 50. Responsables: N. Saldarriaga. Tiempo: 60 días - Estandarizar el procedimiento de protección de pernos contra la corrosión. Responsables: E. Pita. Tiempo: 10 días


- Estandarizar el procedimiento de la instalación de pernos (ajuste,herramientas,cantidad). Responsables: N. Saldarriaga I./E. Pita /V. Rojas. Tiempo: 10 días - Estandarizar los tipos de pesas a utilizar por modelos de AIB. Responsables: N. Saldarriaga. Tiempo: 30 días - Relevamiento en campo de pernos de contrapesos para identificar los faltantes y completar. Coste: $ 4.00 / unidad. Responsables: N. Saldarriaga I./Raúl González/V. Roja. Tiempo: 4 meses (para las 865 unidades mayores e iguales a API 114, considerando aprox. 10 unidades/Día e inspección completa por unidad)

1.3. Fatiga (A) 1.3.1. Limite de Vida útil (F) 1.3.2. Mal ajuste(H) 1.3.3. No existe procedimiento de reemplazo (L)

- Diseñar estrategia y procedimiento de mantenimiento para reemplazar pernos de pesas considerando medio ambiente y frecuencia de reinstalación. Responsable: E. Pita. Tiempo: 60dias

1. Rotura de pernos de contrapeso

1.4. Pernos incompletos (B) 1.4.1. Mal montaje (H). 1.4.2. Logística inadecuada (L)

- Respetar los horarios de trabajo para evitar errores humanos por cansancio. Responsables: A.Narro /A.Lalupu/L. Farías. Tiempo: 5 días - Analizar stock de materiales de mantenimiento considerando el tiempo de reposición(tener tiempos de reposición establecidos desde la solicitud del material hasta la entrega en Almacenes. Responsables: Raúl González /L. Valladares/Javier Ramos. Tiempo: 25 días -Realizar el listado de repuestos críticos por tipo de equipo/sistema donde se considere la criticidad del repuesto, la reposición de stock automática en base a los tiempos de entrega del material: generar el pedido, aprobación, adjudicación y entrega del material al almacén por parte del proveedor y generar una base de datos para tener los tiempos de reposición del material. Responsables: Raúl González /L. Valladares/A. Narro. Tiempo: 25 días


Modos de fallos

Hipótesis Tipo A - Probabilidad Alta, Tipo B - Probabilidad Media, Tipo C

- Probabilidad Baja Causas raíces

Físicas (F), Humanas (H), Latentes (L)

Recomendaciones



1 Rotura de pernos de contrapeso

1.5. Diseño inadecuado (B) 1.5.1. Perno hechizo mal diseñado (F) 1.5.2. Plano de diseño incompleto (L) 1.5.3. No existe procedimiento para fabricación de materiales locales (L)

- Realizar el procedimiento para fabricación de materiales locales y actualizar los planos de diseño. Responsables: Raúl González, Nilton Saldarriaga, Víctor Rojas. Tiempo: 45 días


- Estandarizar el procedimiento de fabricación de pernos Responsables: Saldarriaga I./E. Pita /V. Rojas. Tiempo: 10 días - Utilizar pasta antiadherente-grafitada para protección. Coste: $ 50. Responsables: N. Saldarriaga I./E. Pita/V. Rojas. Tiempo: 60 días - Estandarizar el procedimiento de protección de pernos contra la corrosión. Responsables: E. Pita. Tiempo: 10 días


- Estandarizar el procedimiento de la instalación de pernos (ajuste, herramientas, cantidad). Responsables: N. Saldarriaga I./E. Pita /V. Rojas

Tiempo: 10 días

2.3. Diseño inadecuado (A) 2.3.1. Perno hechizo mal diseñado (F) 2.3.2. Plano de diseño incompleto (L) 2.3.3. No existe procedimiento para fabricación de materiales locales (L)

- Realizar el procedimiento para fabricación pernos con materiales locales. Responsables: Nilton Saldarriaga, Víctor Rojas, Raúl González. Tiempo 10 días

2.4. Golpe de bomba de subsuelo (A) 2.4.1. Mala operación del equipo de subsuelo (H)

- Corregir condiciones de trabajo del pozo, ajustándose a los procedimientos de operación del equipo. Responsables: S. Maguiña/Fernández/A. Cuya. Tiempo: 5 días

2. Rotura de pernos de anclaje

2.5. Instalación del pozo inadecuada (C) 2.5.1. Instalación del puente de producción fuera de estándar (H)

- Equipos de Reparación de pozo deben ajustarse al procedimiento de instalación del equipo de subsuelo y cabezal de pozo. Responsables: S.Maguiña / Fernández / A. Cuya. Tiempo: 1 día

3.

Rotura de eje de perno de biela y rodamiento

3.1. AIB subdimensionado (B)3.1.1. Cambio de condiciones del pozo (F)3.1.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

- El personal de mediciones físicas que detecta AIB con sobretorque, deberá avisar de inmediato al supervisor de producción. Responsables: J. Seminario. Tiempo: 1 día- Cambio de conjunto de pines de biela ante cualquier detección de subdimensionamiento. Responsables: A. Narro. Coste: $ 1.900,00

Tiempo: 1 día


Modos de fallos Hipótesis Tipo A - Probabilidad Alta, Tipo B - Probabilidad Media, Tipo C -

Probabilidad Baja Causas Físicas (F), Humanas

(H), Latentes (L)

Recomendaciones



3.2. Desbalance de unidad (A) 3.2.1. Cambio de condiciones del pozo (F) 3.2.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H) 3.2.3. Deficiencias en la elaboración de las RX de IDE (H).

- Revisar el IT 06-01 de Operación de pozos donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos de WO, Pulling o nuevos por tener cambios variables de la producción en corto tiempo. Establecer programas de capacitación y pasantía entre personal de las áreas de mantenimiento y producción. Responsables: W. Fernández. Tiempo: 1 día - El personal de mediciones físicas que detecta AIB con desbalance, deberá avisar de inmediato al supervisor de producción. Responsables: J. Seminario. Tiempo: 1 día - Formar grupos de trabajo a fin de mejorar la elaboración de las RX. Responsables: A. Narro, N. Saldarriaga, Fernández, A. Cuya R. González. Tiempo: 10 días

3.3. Golpe de fluido (B) 3.3.1. Disminución de aporte del pozo (F) 3.3.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

- Revisar el IT de Operación de pozos donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos. Responsables: W. Fernández. Tiempo: 5 días - El personal de mediciones físicas que detecta AIB con sobretorque, deberá avisar de inmediato al supervisor de producción. Responsables: J. Seminario. Tiempo: 1 día

3.4. Golpe de bomba (B) 3.4.1. Espaciamiento inadecuado (F)

- Revisar el IT de Operación de pozos donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos. Responsables: W. Fernández. Tiempo: 1 día - Capacitación constante y adecuada al personal supervisores, Coordinadores, Facilitadores y operadores de pozos de producción (Formación) Responsables: V. Chang. Tiempo: 1 día

3.5. Instalación de pin inadecuado (A) 3.5.1. Diferentes percepciones de asentamiento de pin de biela (H) 3.5.2. Procedimiento de instalación-inspección de pin de biela inadecuado (L) 3.5.3. No se cuenta con herramientas para este tipo de tareas (L)

- Revisar en el IT015-02 las tareas involucradas al pin de biela. Responsables: E. Pita / N. Saldarriaga Tiempo: 1 día - En la revisión del IT incluir la utilización de plantillas para determinar el área de asentamiento. Responsables: W. Villareal. Tiempo: 1 día - Efectuar la reposición de las herramientas necesarias para ajuste del pin de biela por modelo de unidad. Responsables: Luis Farías /A. Narro. Tiempo: 1 día

3. Rotura de eje de perno de biela y rodamiento

3.6. Lubricación deficiente (A) 3.6.1. Procedimiento de Mantenimiento Preventivo inadecuado (L)

- Instalar los equipos lubricadores con instrumentos de medición de grasa para lubricación de rodajes. Responsables: N. Saldarriaga. Coste: $ 1.000,00 Tiempo: 30 días - Evaluar el uso de lubricadores inteligentes. Responsables: N. Saldarriaga / V. Rojas /W. Villareal. Tiempo:3 días - Revisar el IT las tareas de lubricación de rodajes. Responsables: E. Pita y Sup. Shell. Tiempo:3 días


Modos de fallos

Hipótesis Tipo A - Probabilidad Alta,



Latentes (L)

Recomendaciones



3.7. Rodamiento trabado (A) 3.7.1. Límite de vida útil (F) 3.7.2. Maniobra del AIB inadecuada (H) 3.7.3. No existe procedimiento de reemplazo (L)

- Incluir en el IT la alternativa de efectuar reemplazos periódicos de los conjuntos rodajes y pines de biela. Responsables: N. Saldarriaga / E. Pita. Tiempo: 3 días

3. Rotura de eje de perno de biela y rodamiento

3.8. Mal diseño del pin (B) 3.8.1. No existe procedimiento para fabricación de materiales locales (L)

- Elaborar el procedimiento general para la confección de repuestos de fabricación local. Responsable: E. Pita. Tiempo: 10 días

4. Desgaste de rodamiento de cojinete de cola y de centro

4.1. Lubricación deficiente (A) 4.1.1. Procedimiento de MP inadecuado (L)

- Instalar los equipos lubricadores con instrumentos de medición de grasa para lubricación de rodajes. Responsables: L. Farias Tiempo: 30 días - Evaluar el uso de lubricadores inteligentes. Responsables: E. Pita,M. Otero. Tiempo: 60 días - Revisar el IT las tareas de lubricación de rodajes. Responsables: E. Pita. Tiempo: 3 días

4.2. Golpe de fluido (A) 4.2.1. Disminución de aporte del pozo (F) 4.2.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

- Revisar la guía de Procesos para Operación de pozos productores de petróleo PP-6B-302-0 donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos. Responsables: W. Fernández/U.Espinoza. Tiempo: 1 día - El personal de mediciones físicas que detecta AIB con sobretorque, deberá avisar de inmediato al supervisor de producción. Responsables: J. Seminario. Tiempo: 1 día

4.3. Desbalance de la unidad (A) 4.3.1. Cambio de condiciones del pozo (F) 4.3.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

- Revisar la guía de Procesos para Operación de pozos productores de petróleo PP-6B-302-0 donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos de WO, Pulling o nuevos por tener cambios variables de la producción en corto tiempo. Responsables: S. Maguiña/Fernández/A. Cuya. Tiempo: 1 día - Establecer programas de capacitación y pasantía entre personal de las áreas de mantenimiento y producción. Responsable: W. Fernández/A. Cuya/A. Narro/R. González. Tiempo: 1 día - El personal de mediciones físicas que detecta AIB con desbalance, deberá avisar de inmediato al supervisor de producción. Responsables: J. Seminario / W. Fernández. Tiempo: 1 día - Formar grupos de trabajo a fin de mejorar la elaboración de las RX. Responsables: A. Narro, N.Saldarriaga, V. Rojas, A. Cuya, W. Fernández. Tiempo: 1 día


Modos de

fallos Hipótesis

Tipo A - Probabilidad Alta, Tipo B -

Probabilidad Media, Tipo C - Probabilidad Baja

Causas raíces Físicas (F), Humanas

(H), Latentes (L)

Recomendaciones



4.4. Golpe de bomba de subsuelo (A) 4.4.1. Mala operación del equipo de subsuelo (H)

- Revisar el IT de Operación de pozos donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos. Responsables: W. Fernández. Tiempo: 1 día - Capacitación constante y adecuada al personal supervisores, Coordinadores, Facilitadores y operadores de pozos de producción (Adiestramiento). Responsables: V. Chang /L. Farias / J. Rodríguez. Tiempo: 1 día

4 Desgaste de rodamiento de cojinete de cola y de centro

4.5. Deficiente izaje de la unidad (B) 4.5.1. Procedimiento de izaje incompleto (L)

- Revisar IT 15-02 /07 y capacitación de personal de montaje sobre izaje de AIB. Responsables: N.saldarriaga/V.Rojas/H.Sosaya/M.Otero/C.Hidalgo. Tiempo: 1 día


5.1. Instalación inadecuada (A) 5.1.1. Patín de motor no es funcional (no adecuado) (F) 5.1.2. Mala aplicación del procedimiento del trabajo (H) 5.1.3. Trabajos fuera del horario normal (L)

- Revisar el IT y dar las herramientas necesarias al personal a fin de efectuar los trabajos correctamente, incluyendo el número de fajas para la potencia a transmitir. Responsable: W.Villarreal/V.Rojas /H.Sosaya/M.Otero. Tiempo: 1 día - Actualmente los patines necesitan ser modificados por las condiciones requeridas de la operación del pozo lo cual dificulta alineamiento y tensado. Considerar relevar los patines y ver su condición actual. Responsable: N. saldarriaga/Raúl González/ Víctor Rojas. Coste: $ 4,00 / unidad. Tiempo: 4 meses (para las 865 unidades mayores e iguales a API 114, considerando aprox. 10 und/día e inspección completa por unidad) - Considerar la correcta instalación del motor eléctrico en cuanto a la III etapa de electrificación de pozos. Responsable: M.Canchanya/González. Tiempo: Según programa de Electrificación. - Elaborar plano estándar de patines para motores eléctricos y corregir de acuerdo a criticidad los patines de campo que se encuentren mal instalados. Responsable: E.Pita/N.Saldarriaga. Tiempo: En función del relevamiento. - De acuerdo a la política de seguridad de Petrobras no se deben efectuar trabajos de correctivos no programado fuera de horario establecido. Responsable: José Arone B. Tiempo: 1 día

5.2. Operación inadecuada (A) 5.2.1. Destrabamiento inadecuado de bomba de subsuelo (H) 5.2.2. Puesta en marcha después del Pulling (H)

- Establecer programas de capacitación y pasantía entre personal de las áreas de mantenimiento y producción. Responsables: Líder de Sector Producción, Líder de sector Mantenimiento. Tiempo: 3 días - Personal de ICP (intervención con Pulling) deberá proponer mejoras a fin de mejorar la maniobra de enganche de la AIB con equipo de subsuelo. Responsables: Giangi Trujillo/Víctor Sotomayor/A. Narro. Tiempo: 10 días - Inspeccionar el sistema de transmisión por fajas luego del pulling, corregir y reemplazar fajas de ser necesario. Responsable: Víctor Sotomayor. Tiempo: Permanente


Modos de

fallos Hipótesis

Tipo A - Probabilidad Alta, Tipo B - Probabilidad

Media, Tipo C - Probabilidad Baja


Latentes (L)

Recomendaciones




5.3. Aprisionamiento de bomba de subsuelo (C) 5.3.1. Fluido del pozo con demasiados sólidos (F)5.3.2. Pozo sin nivel (F)

- Revisar la guía de Procesos para Operación de pozos productores de petróleo PP-6B-302-0 donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos de WO, Pulling o nuevos por tener cambios variables de la producción en corto tiempo. Responsable: Líderes de Producción y Extracción. Tiempo: 30 días - Establecer programas de capacitación y pasantía entre personal de las áreas de mantenimiento y producción. Responsables: Líderes Producción y Mantenimiento. Tiempo: 3 días

5.4. Polea en mal estado (B) 5.4.1. No existe Estrategia de mantenimiento para sistemas de transmisión (L)

- Incluir en el IT el procedimiento, periodo de inspección y reemplazo de poleas y dar las herramientas necesarias al personal a fin de efectuar los trabajos correctamente Responsable: Raúl González/W.Villarreal. Tiempo: 90 días

5.5. Condiciones climáticas (B) 5.5.1. Lluvia (F)5.5.2. Ambiente polvoriento(F)

Incluir en el IT el procedimiento, periodo de inspección y reemplazo de fajas y dar las herramientas necesarias al personal a fin de efectuar los trabajos correctamente. Responsable: Raúl González/W.Villarreal. Tiempo: 90 días

6.

Base de concreto dañada

6.1. Instalación inadecuada (C) 6.1.1. Mala aplicación del procedimiento del trabajo (H)

- Incluir en el IT tareas al detalle y capacitación al personal de montaje para la correcta instalación, maniobra,izaje y transporte de vigas de concreto. Responsable: Raúl González/C.Hidalgo/M.Otero/ N.Saldarriaga. Tiempo: 90 días

6.2. Fabricación inadecuada (B) 6.2.1. Base de asentamiento de la viga con desniveles (F)6.2.2. Base superior con desniveles y se quiebran fácilmente (F)

- Controlar la calidad de fabricación de las vigas de concreto. Responsable: Ángel Narro. Tiempo: 15 días

6.3. Golpe de bomba (B) 6.3.1. Mala operación del equipo de subsuelo (H)

- Revisar la guía de Procesos para Operación de pozos productores de petróleo PP-6B-302-0 donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos. Responsable: Líderes de Producción y Extracción. Tiempo: 30 días - Capacitación constante y adecuada al personal supervisores, Coordinadores, Facilitadores y operadores de pozos de producción (Adiestramiento). Responsable: Saúl Maguiña. Tiempo. 45 días


Modos de fallos Hipótesis Tipo A - Probabilidad Alta,


Causas Físicas (F), Humanas (H),

Latentes (L)

Recomendaciones

(Costes de la recomendación, responsable de ejecución de la recomendación y tiempo estimado de ejecución de la

recomendación)

7.1. Lubricación deficiente (A) 7.1.1. Fuga de aceite por tapas laterales (F)7.1.2. Aceite con limite de vida útil vencido (F)

- Relevamiento en campo del tipo de fuga en las unidades. (se considerará para las 865 unidades mayores e iguales a API 114, considerando aprox 10 und/Día e inspección completa por unidad). Coste: $ 4,00 / unidad. Responsables: N. Saldarriaga I. Tiempo: 4 meses - Para las reparaciones que sea necesario efectuarlas en taller, considerar implementación de un taller adecuado. Responsable: L.Farías. Coste: $ 15.000,00. Tiempo: 4 meses - Revisión de tácticas e incluir estrategias para el control y reemplazo de aceite de caja reductora Responsable: Raúl González /E. Pita. Tiempo: 1 mes

7.2. Motor sobredimensionado (C) 7.2.1. Falta de stock de motores de la potencia requerida en la RX. del pozo (H y L)

Se deberá registrar para el caso de instalaciones con motores sobredimensionados y setear el amperaje a nominal del motor solicitado en la RX de IDE. Responsable: M.Otero/N.Saldarriaga.. Tiempo: 1 día

7.3. Golpe de bomba (A) 7.3.1. Mala operación del equipo de subsuelo (H)

- Revisar la guía de Procesos para Operación de pozos productores de petróleo PP-6B-302-0 donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos. Responsable: Líderes de Producción y Extracción. Tiempo: 30 días - Capacitación constante y adecuada al personal supervisores, Coordinadores, Facilitadores y operadores de pozos de producción (Adiestramiento). Resp: Maguiña. Tiempo. 45 días

7.4. Pits de corrosión (B) 7.4.1. Aceite en mal estado (F)

- Relevamiento de la condición del aceite de las cajas de transmisión de Lote X a fin de priorizar los reemplazos. Coste: $ 4.00 / unidad. Responsables: N. Saldarriaga I./Raúl González/V. Rojas. Tiempo: 60 días - Eliminar los datos de fechas de MP que se encuentran en los frame de cajas reductoras, ver la posibilidad de registrar la fecha con sticker. Responsable: N.Saldarriaga. Coste: $ 5,00 Tiempo: Permanente.


7.5.1. Maniobra ineficiente para destrabamiento de bomba y ajuste de medida (H)

- Revisar la guía de Procesos para Operación de pozos productores de petróleo PP-6B-302-0 donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos. Responsable: Líderes de Producción y Extracción. Tiempo: 30 días - Capacitación constante y adecuada al personal supervisores, Coordinadores, Facilitadores y operadores de pozos de producción (Skanska). Responsable: Saúl Maguiña. Tiempo. 45 días





Latentes (L)

Recomendaciones




7.6. Subdimensionamiento de AIB (B) 7.6.1. Cambio de condiciones del pozo (F) 7.6.2. Seguimiento inadecuado de mediciones físicas (H)

- El personal de mediciones físicas que detecte AIB con sobretorque, deberá avisar de inmediato al supervisor de producción. Responsables: J. Seminario. Tiempo: 1 día

7.7. Límite de vida útil (A) 7.7.1. Gestión de mantenimiento deficiente (H)

- Relevamiento para determinar estado actual de cajas reductoras. Coste: $ 4.00 / unidad. Responsables: N. Saldarriaga I./Raúl González/V. Rojas. Tiempo: 60 días - Elaborar programa de reparación en talleres y gestión de compra de repuestos de acuerdo a las necesidades que se identifican en el relevamiento. Responsables: A. Narro, R. González, N. Saldarriaga. Tiempo: 2 semanas


8.1. Operación inadecuada (A) 8.1.1. Maniobra para destrabamiento de bomba y ajuste de medida (H)

- Revisar el IT de Operación de pozos donde se debe incluir el seguimiento particular que deben tener los pozos. Responsables: W. Fernández. Tiempo: 1 día - Capacitación constante y adecuada al personal supervisores, Coordinadores, Facilitadores y operadores de pozos de producción (Skanska). Responsable: Líder de Producción y Líder de mantenimiento. Tiempo 30 días

8.2. Procedimiento de mantenimiento no existe (A) 8.2.1. Sistema de gestión de mantenimiento ineficiente (L)

- Implementar el procedimiento de inspección y lubricación periódica de estrobos. Responsable: R. González, N. Saldarriaga. Tiempo:90 días - Para las facilidades del caso se deberá analizar la implementación de una hidrogrúa con canastilla para trabajos de MP de la AIB en altura. Responsable: A.Narro, N. Saldarriaga. Tiempo. 180 días

8.3. Corrosión (B) 8.3.1. Medio ambiente con salitre (F) 8.3.2. Protección inadecuada (F)

- Para condiciones particulares por efectos del medio ambiente agresivo se deberán considerar tareas relacionadas a la prevención por corrosión. Responsables: N. Saldarriaga I./E. Pita/V. Rojas. Tiempo: 60 días

9. Desgaste de varillaje y de las bandas del freno

9.1. Corrosión (A) 9.1.1. No se cuenta con sistema de gestión de mantenimiento (L)

- Para condiciones particulares por efectos del medio ambiente agresivo se deberá considerar en el MP tareas relacionadas a la prevención por corrosión. Responsables: N. Saldarriaga I./E. Pita/V. Rojas Tiempo: 60 días - Capacitación adecuada al personal operario de pozos de producción (Skanska). Responsable: Lideres de producción. Tiempo. 45 días

9.2. Operación incorrecta (B) 9.2.1. Maniobra de frenado inadecuada de la AIB (H) 9.2.2. Inexistencia de un procedimiento para el proceso de frenado (L)

- Capacitación adecuada al personal operario de pozos de producción y desarrollo de un procedimiento de frenado (Skanska). Responsable: Lideres de producción. Tiempo. 45 días



Tipo B - Probabilidad Media, Tipo C -

Probabilidad Baja Causas raíces

Físicas (F), Humanas (H), Latentes (L)

Recomendaciones



10. Rotura de polea impulsora

10.1. Fabricación inadecuada (B)

10.1.1. No existe procedimiento para fabricación de materiales locales (L)

- Realizar el procedimiento estándar para fabricación de repuestos locales. Responsable: N. Saldarriaga, E.Pita. Tiempo. 180 días

10.2. Instalación inadecuada (A)

10.1.2. Procedimiento de instalación no existe (L)

- Revisar el IT para el reemplazo (montaje y desmontaje) de poleas de AIB y motor. Responsables: N.Saldarriaga, V. Rojas A.Narro, E.Pita. Tiempo: 10 días

VII.4.2.5. RECOMENDACIONES GENERALES PROPUESTAS A PARTIR DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS DE LAS APLICACIÓN PILOTO DE RCA EN LOS SISTEMAS DE BOMBEO MODELO: AMERICAN C456

• Asignar responsables para la ejecución de las recomendaciones propuestas

(definir fechas de ejecución para cada una de las recomendaciones

desarrolladas y establecer un plan de trabajo a 6 meses).

• Ajustar la frecuencia de mantenimiento preventivo de las unidades AIB a 12

meses. Actualmente, la frecuencia de ejecución del mantenimiento

preventivo es de 24 meses. Esta frecuencia de ejecución del mantenimiento

(a 24 meses), no está logrando cubrir con las expectativas de confiabilidad

de las unidades de bombeo mecánico. Por otra parte, el coste actual

promedio de mantenimiento preventivo por pozo es de aproximadamente:

92 dólares por pozo, de tal forma que el realizar esta actividad preventiva

cada 12 meses para el conjunto de 20 unidades AIB evaluadas (Modelo

American C-456), generaría un total de costes anuales para el presupuesto

de mantenimiento de: 1840,00 $/año. Si tomamos en cuenta los valores

económicos de oportunidad (pérdidas por fallos, $/año) estimados para las


20 unidades (American C-456) en el apartado 3.2.2., cuyos valores de

pérdidas de oportunidad por fallos en el escenario optimista son: 92246,5

$/año y en el escenario pesimista son: 211536,0 $/año; y los

comparamos con la inversión de mantenimiento preventivo de: 1840,00

$/año, es muy fácil justificar el ajuste de la frecuencia de mantenimiento

preventivo a 12 meses. Adicionalmente, se debería realizar, un análisis

detallado de costes y considerar la inclusión de al menos una cuadrilla de

mantenimiento preventivo adicional, para reforzar las actividades de

mantenimiento preventivo de todas las unidades de bombeo del Lote X.

• Cargar los datos de modos de fallos obtenidos a partir del RCA en el sistema

de gestión del Mantenimiento (codificar los modos de fallos e insertarlos

dentro del software actual de gestión del mantenimiento).

• Promover en toda la organización, a que se diseñen indicadores y se tomen

decisiones en función de factores Económicos y de Confiabilidad. Se

recomiendan algunos indicadores a controlar: Valor económico agregado

(VEA), tiempos promedios operativos, frecuencia de fallos, tiempos

promedios fuera de servicio e impacto del coste de la indisponibilidad por

eventos de paros (planificados e imprevistos). A continuación se describen

los indicadores básicos recomendados a ser desarrollados y analizados:

- VEA = valor económico agregado (dinero: dólares, euros, etc.)

Es un indicador económico (permite analizar la efectividad de los programas

de mantenimiento y relacionar su impacto económico)

VEA = Ingresos - Gastos - Coste Capital

Ingresos = Ingreso Potencial x Disponibilidad

Gastos = Costes Fijos + insumos + Mtto. Preventivo + Mtto. Correctivo

Coste Capital = (Inversiones Producción + Inversiones Confiabilidad) x

Tasa interés


- TPO = tiempo promedio operativo hasta el fallo (t: horas, días, etc.)

Indicador técnico (medidor básico de Fiabilidad)

TPO = ∑ TO/n

TO = tiempos operativos hasta el fallo

n = número total de fallos en período evaluado

- TPFS = tiempo promedio fuera de servicio (t: horas, días,etc.)

Es un indicador técnico (representa la Mantenibilidad, procesos de

restauración de la función

TPFS = ∑ TFS / n

TFS = tiempos fuera de servicio

n = número total de fallos en el período evaluad)

- CIF = costes indisponibilidad por fallos (dinero/tiempo, dólares/año,

euros/año, etc.)

Es un indicador técnico económico (representa el valor del Riesgo

económico, cuantificación del impacto de los fallos)

CIF = FF x TPFS x CP = dólares/año

FF = frecuencia de Fallos = fallos/año

TPFS = tiempo promedio fuera de servicio = horas/fallo

CP = costes penalización por hora = dólares/hora (incluye costes de

penalización provocados por los eventos de fallos (paros de

plantas, diferimiento de producción, productos deteriorados,

baja calidad, retrabajo, impacto en seguridad, ambiente, etc.)

• Cuantificar de forma detallada, las mejoras obtenidas en los sistemas de

bombeo mecánicos evaluados. Se propone auditar los índices citados

anteriormente: tiempo promedios operativos, tiempos promedio fuera de

servicio, frecuencia de fallos y costes de indisponiblidad por fallos (calcular


estos indicadores antes de la aplicación del RCA y compararlos con los

valores a obtener después de implantadas las recomendaciones).

VII.5. CONSIDERACIONES FINALES SOBRE LA METODOLOGÍA RCA

En términos generales, la implantación e inclusión de la metodología de RCA,

dentro de un sistema de gestión de mantenimiento, permitirá:

• Crear un espíritu altamente crítico en todo el personal (operaciones-

mantenimiento) frente a condiciones de fallo y averías repetitivas.

• Lograr una distribución más eficiente de los recursos económicos y

humanos asignados a las labores de mantenimiento y operación.

• Propiciar y consolidar la formación de grupos de trabajo para la ejecución

de RCA. Es importante recalcar, que el éxito de la implantación del RCA,

depende fundamentalmente del recurso humano involucrado en los análisis

de fallos, motivos por los cuales, hay que tener una especial atención en la

formación de los grupos de trabajo y sobre todo en la participación del

personal tanto de las áreas de mantenimiento, como de operaciones y de

producción.

• Desarrollar un grupo de especialistas con identidad propia, en el área de

Ingeniería de Mantenimiento y Confiabilidad, este grupo, servirá de asesor y

auditor interno de las actividades de optimización en el área de

Confiabilidad. Este personal revisaría el desempeño y la efectividad de los

programas de mantenimiento; y adicionalmente podrían actuar de

facilitadores en procesos de adiestramiento y aplicaciones pilotos de

técnicas de Confiabilidad (al menos se debería dedicar una persona de

forma exclusiva en el área de Ing. de Confiabilidad).

• Diseñar formatos estándares ó mejorar los formatos existentes dentro del

software de mantenimiento), de tal forma que permitan registrar la

siguiente información: modos de fallos y sus causas raíces (más

importantes), tiempos promedios operativos, tiempos promedios fueras de


servicio, impacto económico (costes directos de los fallos más el coste de

penalización), utilizar como base del diseño de los formatos, el esquema de

propuesto en la aplicaciones de RCA ejecutadas.

• Desarrollar dentro del sistema de gestión del mantenimiento, un modelo

estándar de evaluación de criticidad de equipos junto con sus modos de

fallos, basado en el indicador de “Riesgo” (frecuencia de fallos (fallos/año) x

consecuencias ($/fallos) = $/año). Este modelo debe ser aceptado por toda

la organización y además debe ser el criterio que permita priorizar los

procesos de: planificación, ejecución de las actividades de mantenimiento y

definición de los repuestos críticos (herramientas comerciales tales como

ITEM Software, RELEX Software, Meridium; ó desarrollos propios, podrían

ayudar a mejorar esta parte del proceso de gestión del mantenimiento).

• Aprovechar las experiencias y los resultados obtenidos de los RCA, con el fin

de crear una base de conocimientos compartida (propiciar el intercambio y

la sinergia entre el personal de las distintas áreas de mantenimiento y

operaciones (reuniones técnicas de análisis de fallos), “no es necesario

cometer los errores dos veces”.

• Difundir la información generada por los resultados de los RCA; y no

limitarla sólo al personal de mantenimiento (aprovechar la información

recopilada para la creación de la base de datos de los modos de fallos).

Adicionalmente, es recomendable, involucrar al personal de planificación y

programación en las aplicaciones de RCA (con el fin de que adquieran

conocimiento práctico de los diferentes modos de fallos).

• Desarrollar un programa de adiestramiento básico en el área de

confiabilidad, en el cual se involucre al personal de campo tanto a

operadores como mantenedores, no limitar el conocimiento de las técnicas

de confiabilidad sólo al grupo de mantenimiento, es necesario involucrar al

personal de operaciones, producción, proyectos y logística (compras).

• Afianzar, el uso de las técnicas de Ingeniería de Confiabilidad y

Mantenimiento, con el objeto de desarrollar un programa formal de


optimización en esta área (en el corto plazo, es necesario consolidar el uso

de las técnicas de RCA).

• Optimizar la confiabilidad operacional, maximizar la disponibilidad y mejorar

la mantenibilidad de sus activos.

• Fomentar el trabajo en grupo entre las distintas especialidades

(operaciones y producción).

• Incrementar los niveles de seguridad operacional y control ambiental.

• Aumentar el conocimiento del personal tanto de operaciones como de

mantenimiento con respecto a los procesos operacionales y sus efectos

sobre la integridad de las instalaciones.

• Desarrollar un sistema efectivo de registro y manejo de los modos de fallos

y sus causas raíces.

Finalmente, se debe promover la implantación del RCA, dentro de un

proceso global de mejora de la Confiabilidad Operacional de toda la

organización y no como una iniciativa aislada del área de mantenimiento. No

se debe limitar el campo de acción de las técnicas de optimización de

Confiabilidad, a herramientas únicas asociadas en muchas oportunidades a

simples modas. Hay que tener en cuenta, que los procesos de implantación y

consolidación de las técnicas de Ingeniería de Confiabilidad dentro de una

organización, no son procesos de corto plazo, las mismas deben ser

visualizadas como un proyecto de largo alcance y con visión de futuro.

VII.6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEL CAPÍTULO

− Parra C. 2000. Análisis Causa Raíz, Herramienta de optimización del Mantenimiento. Postgrado en Ingeniería de Mantenimiento, Editorial de la Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela.

− Parra C. 2008. Aplicación piloto de la técnica: Análisis Causa Raíz (RCA) en sistemas de bombeo mecánico, modelo AMERICAN C-456”, Informe técnico


Skanska-Petrobas, Informe técnico IngeCon: SN-2008-04-CCS-SK-PTB, Talara, Perú.

− Gano DL. 1999. Apollo Root Cause Analysis a new way of thinking. Apollo Associated services, Texas, USA.

− Fulbright DB. 1997. A comprehensive guide to root cause and program performance analysis. Copyright D.B. Fulbright, New York.

− Pita E. 2008. Informe técnico: Alta frecuencia de fallas en unidades de bombeo mecánico Lote X. Skanska, IGM-015-08 IT, Perú.

− Bloch HP. 1989. Improving Machinery Reliability, Gulf Publishing, Houston.

− Riggs JL. 1983. Productivity by Objectives. Prentice Hall, New Jersey.

− Perdomo JJ, Boscán CA, Parra C, Moreno MC, Barboza A, Monsalve J, Sánchez J, Torres L. 2000. Análisis Causa Raíz de la Problemática de los Enfriadores Atmosféricos de las Plantas Compresoras de Gas. PDVSA INTEVEP-INT-00-126-2000, Venezuela.

− Richard J. 1995. Risk-Based Management: A Reliability-Centered Approach. Gulf Publishing Company, First Edition, Houston, Texas.

− Kapur KC, Lamberson LR. 1983. Reliability in Engineering Design. Jhon Wiley & Sons Inc., Houston, Texas.

− Ishikawa K. 1984. Guide to Quality Control. Asian Productivity Organization, Second Edition, New York.

− Latino R, Latino K. 2002. Root Cause Analysis: Improving Perfomance for Bottom Line Results. Second Edition, CRC Press, New York.

− Mcdermott RE, Mikulak RJ, Beauregard MR. 1996. The Basics of FMEA. Quality Resources, New York, USA.

− Woodhouse J. 1999. Course of Root Cause Analysis, Section two: Failure Modes and Effects Analysis. The Woodhouse Partnership, England.

Agradecimientos: Al Ing. Enrique Pita por su colaboración en el desarrollo de la aplicación práctica de la metodología RCA presentada en este capítulo.

VIII

TÉCNICAS DE FIABILIDAD HUMANA PARA LA MEJORA DE LA

CONFIABILIDAD

VIII.1. INTRODUCCIÓN FIABILIDAD HUMANA

Desde un jugador de fútbol, béisbol, una comida mal preparada, hasta un

accidente de avión o en una planta de procesos químicos o de energía, un gran

apagón en internet, y un largo etcétera, son accidentes causados todos ellos

en gran medida por un error humano, error que ha estado presente durante

toda la historia y con el que el hombre ha estado luchando siempre, ya que es

el principal factor de pérdidas económicas y humanas.

Podemos decir, que el estudio de la fiabilidad humana, tiene la misión

de identificar los efectos de las posibles desviaciones en las actividades o

acciones humanas, desde el punto de vista de calidad, ejecución, seguridad y

eficiencia en los diferentes procesos de las organizaciones. Tiene también la

finalidad de identificar las causas origen como tomar las acciones para

minimizar o eliminar sus efectos.

Así pues, la fiabilidad humana, debe ser uno de los factores a analizar

por todo tipo de empresas, y el descubrirlos uno de los principales objetivos,

aun siendo éste muy difícil de prever, ya que el ser humano es muy complejo.

A pesar de su gran complejidad, todo tipo de empresas deben de poseer

las herramientas necesarias para evaluar como varia el comportamiento del

equipo humano, desde todos los puntos de vista posibles: físico, psicológico,

anímico, intelectual, práctico, ético, el entorno y en todo tipo de circunstancias

que se puedan dar en la empresa en la que trabajen.


También hay que tener en cuenta que, aún disponiendo del mejor

equipo humano, trabajando éste de una forma excelente, éstos nunca puede

desempeñarse mejor que aquellos que los respaldan, es decir el error humano

no solo es causado por una conducta inapropiada de un ser humano, sino que

también puede ser causado por bien sea un liderazgo, una administración y/o

una organización incompetente.

Se debe partir desde la visión de que el ser humano es vulnerable, aún

encontrándose en las condiciones más favorables, éste puede fallar. Al fin y al

cabo, el fallo o el éxito de los resultados siempre va depender del hombre, ya

que el sistema, la máquina, ha sido concebida y desarrollada por él.

VIII. 2. TÉCNICAS DE FIABILIDAD HUMANA.

Uno de los objetivos principales en la gestión de activos, es implementar un

conjunto de estrategias que permitan asegurar niveles aceptables de

confiabilidad y riesgo. Es por esos que resulta necesario el desarrollado de una

serie de metodologías que aplicadas en conjunto, dentro de este nuevo

enfoque de la fiabilidad humana, la capacidad de evitar problemas en los

procesos de gestión y toma de decisiones. Es por esta razón, que se

desarrollan e implementan los modelos de fiabilidad humana como se verá más

adelante.

Como veremos también, se emplean técnicas de evaluación de la carga

mental (O`Donnell. Et al, 1986), de las que podemos mencionar: las medidas

del rendimiento, las medidas fisiológicas y las medidas subjetivas. Además de

los modelos de fiabilidad humana, existen modelos explicativos, que intentan

dar una respuesta funcional al fenómeno de la carga de trabajo en relación

con: la presión, la tensión y la fatiga según las normas ISO 10075-1. En este

mismo orden podemos mencionar los modelos contextuales de control

Técncias de Fiabilidad Humana para la Mejora de la Confiabilidad 269

(Hollnagel, 1998), que describen como indisociable las funciones humanas y

tecnológicas.

VIII. 3. LA IMPORTANCIA DEL FACTOR HUMANO

Según Lozano (2009), el factor humano en las empresas no es un factor más,

es el factor central. Lo que la gente piense, sienta, imagine y desee van a influir

decisivamente en lo que hagan; y por mucho que busquemos la neutralidad

emocional, la objetividad o los procesos más asépticos nunca lo conseguiremos

plenamente. Y dado que las personas somos las que “construimos el mundo” es

necesario e inevitable que comprendamos por qué hacemos lo que hacemos.

El ser humano no se puede programar (¡por suerte!) pero sí puede

cambiar, aprender y dirigir su conducta de acuerdo a sus ideas de cómo debería

ser el mundo. Así pues, desde las tareas más simples, - como pueda ser barrer

el suelo -, a las actividades más complejas como puede ser un trasplante de

corazón, no serán exitosas si las personas que las realizan no están realmente

convencidas de lo que hacen y por qué lo hacen.

Ha sido un gran error confiar mucho en los procesos, los sistemas, las

estructuras, los instrumentos y olvidar a las personas; también sería un error

confiar demasiado en las personas y olvidar las estructuras, los procedimientos,

etc. Todo es importante y hay que trabajarlo en conjunto. Sólo así podríamos

hablar realmente de confiabilidad (Lozano, 2008).

VIII. 4. FACTORES DE LA CONFIABILIDAD DE SISTEMAS

Dentro del campo de la gestión de activos, son múltiples los factores, que

afectan a la confiabilidad de los sistemas. Uno de los elementos principales que

influyen a ésta en cualquier sistema de gestión de mantenimiento de activos, es

lo que se conoce como factores humanos, que siguiendo la terminología


expuesta en el Segundo Seminario Europeo-Americano sobre confiabilidad en

END, puede definirse como “las capacidades físicas y psicológicas de la

persona, el entrenamiento y experiencia de la persona, y las condiciones bajo

las que la persona debe operar que influyen en la capacidad del sistema de

gestión de mantenimiento de activos para alcanzar el propósito al que está

destinado”.

El interés y estudio de la influencia de los factores humanos dentro del

campo del mantenimiento, se ha realizado principalmente en aquellos campos

en los cuales la seguridad y confiabilidad son las normas principales, ya que los

factores humanos juegan un papel principal en lo referente a la confiabilidad de

los sistemas.

Estos campos donde tan importante es el factor humano, son la aviación,

las plantas petroleras, petroquímicas, gas, generación eléctrica, nucleares,

cementeras y demás campos donde un accidente conlleve pérdidas humanas

y/o económicas no admisibles. Puede observarse que son campos en los cuales

la seguridad higiene y ambiente debe primar por encima de otros factores.

La importancia de los Factores Humanos, dentro de la gestión de

mantenimiento de activos, se limita temporalmente al periodo desde 1900 a la

actualidad, y con mucha diferencia, a los últimos 50 años, esto es debido a que

los campos en los cuales es fundamental el Factor Humano han sido

desarrollados desde hace relativamente poco tiempo, y también a que la

conciencia sobre la necesidad de confiabilidad y seguridad en dichos campos ha

crecido mucho en los últimos años.

A continuación se muestra el análisis acerca de los factores humanos, los

parámetros que influyen en dichos factores, la relación entre factor humano y

confiabilidad, el estudio de los errores humanos, y una propuesta de un modelo

para la gestión de la fiabilidad humana (Amendola, 2008).


VIII. 5. CONFIABILIDAD INTEGRAL DE ACTIVOS

La confiabilidad operacional es la integración de la confiabilidad del equipo,

proceso y humana (ver Figura 8.1), de este modo se requiere centrar la

atención del gestor de mantenimiento para garantizar la eficacia y calidad del

trabajo. Basados en la integración de equipos de trabajo y la recopilación de

datos se puede proporcionar acciones imprescindibles que se apoyan en sus

observaciones.

ConfiabilidadEquipo

ConfiabilidadProceso

Confiabilidad Operacional

iCConfiabilidad

Equipo

ConfiabilidadProceso

Confiabilidad Operacional

iC iCCapital Intelectual

La Interrelación Óptima entre:La Confiabilidad del Equipo

La Confiabilidad humanaY Confiabilidad del Proceso

•Conocimiento•Información•Propiedad Intelectual

•Experiencia

Que puede utilizarse para

crear valor

Figura 8.1. Gestión Integral de Activos Físicos e Intangibles (Amendola, Depool; 2005, 2006)

Una razón fundamental para luchar contra los problemas de coste y

reconocimiento de problemas en la confiabilidad integral de activos, es adecuar

las estructuras organizativas de los departamentos de mantenimiento. La

función mantenimiento, dada su influencia en los beneficios e integridad de la

organización, debe tener su propio plan de negocio, con su misión, visión y

objetivos derivados de la compañía.


Las técnicas de control de la gestión e integración de activos, tienen que

estar en un lugar importante para conseguir claramente las metas definidas e

hitos a nivel estratégico, táctico y operacional, y para optimizar y mejorar la

fiabilidad humana. Para permitir a las compañías que tomen decisiones

estratégicas para evaluar nuevas oportunidades y/o conocer nuevas demandas,

un modelo de gestión integral de activos debería ser capaz de proporcionar

información detallada sobre las capacidades de producción de las instalaciones

existentes, preferiblemente como una función del tiempo.

La planificación y estructuración de la gestión integrada de activos tiene

su sitio en el nivel táctico. La entrada de datos técnicos es necesaria para

nuevos diseños o rediseños de las instalaciones existentes. La función

mantenimiento debería ser capaz de estimar la probabilidad de conocer ambas

demandas solicitadas en términos de promedio a largo plazo dado como una

función basada en el tiempo.

Elementos críticos del proceso deberían ser identificados con anticipación

para centrarse eficazmente en actividades de diseño y gestión del

mantenimiento. Cuando sea posible, las estrategias de mantenimiento deben

estar basadas en cálculos de coste/beneficio. Junto con la información técnica y

humana, esas recomendaciones deben estar trazadas en un plan de referencia

del mantenimiento centrado en el capital intelectual y la confiabilidad, la

estructura que tiene que ser reflejada en el modelo de datos del sistema

integrado de confiabilidad para cada empresa.

VIII. 6. GESTIÓN DEL CAPITAL INTELECTUAL

Según Steward en 1997 se define el capital intelectual como "material

intelectual, conocimiento, información, propiedad intelectual, experiencia, que

puede utilizarse para crear valor". En Euroforum (1998), "el capital intelectual

se definió como el conjunto de activos intangibles de una organización, que

pese a no estar reflejados en los estados contables tradicionales, en la


actualidad genera valor o tiene potencial de generarlo en el futuro". Estos

activos intangibles incluyen todos aquellos conocimientos tácitos y explícitos

que generan dicho valor económico.

De acuerdo a lo mostrado en la Figura 8.2, el capital humano se refiere a

la educación, experiencia, know how, conocimientos, habilidades, valores y

actitudes de las personas que trabajan en la empresa. No son propiedad de la

empresa, ya que pertenecen a los trabajadores, estos al marcharse a casa se

llevan consigo estos activos. En el capital humano residen los conocimientos

tácitos de la organización

REC

UR

SOS

TAN

GIB

LES

Proceso A

Proceso C

Producto A

Servicio B Servicio C

COMPETENCIAS

CONOCIMIENTO CONOCIMIENTO CONOCIMIENTO CONOCIMIENTOCONOCIMIENTO

CAPITALHUMANO

RECURSOS INTANGIBLES

ESTRUCTURACAPITAL

RELACIÓNCAPITAL

CAPITALINTELECTUAL

Proceso A

Servicio A

Producto A

Proc

eso

B

Producto B

Proceso C

Proceso C

Producto C

Servicio C

CAPACIDADESCONOCIMIENTO

Proc

eso

B

Intellectual Capital Management Systems

REC

UR

SOS

TAN

GIB

LES

Proceso A

Proceso C

Producto A

Servicio B Servicio C

COMPETENCIAS

CONOCIMIENTO CONOCIMIENTO CONOCIMIENTO CONOCIMIENTOCONOCIMIENTO

CAPITALHUMANO

RECURSOS INTANGIBLES

ESTRUCTURACAPITAL

RELACIÓNCAPITAL

CAPITALINTELECTUAL

Proceso A

Servicio A

Producto A

Proc

eso

B

Producto B

Proceso C

Proceso C

Producto C

Servicio C

CAPACIDADESCONOCIMIENTO

Proc

eso

B

Intellectual Capital Management Systems

Figura 8.2. Adaptado de Capital intelectual Management Systems (Amendola, Depool, 2005)

El capital intelectual en una organización de mantenimiento, debe tener

como principal finalidad desarrollar diferentes proyectos para:


El desarrollo de nuevos servicios claves.

El desarrollo del capital intelectual para la innovación.

La obtención de competencias esenciales en la cadena de valor

para la innovación.

Desarrollo de las capacidades esenciales del recurso humano.

Mantener o conseguir las anheladas ventajas competitivas

sostenibles.

Frente a este desafío el capital humano deberá resaltar por: sus

capacidades, talento, liderazgo, valores (Lozano, 2008) y cultura que los lleven

a la creación de nuevos conocimientos y a un aprendizaje individual. El capital

intelectual de innovación, se centra en cada proyecto de innovación que

resulten estratégicos para la organización de mantenimiento de activos. Las

competencias esenciales en los proyectos de innovación permiten el desarrollo

de "core business7 futuras", por lo que la organización podría subcontratar

todas las demás (outsourcing), también se pueden establecer acuerdos y

alianzas estratégicas con proveedores y otras empresas.

VIII. 7. EL FACTOR HUMANO

VIII. 7.1 EL COMPORTAMIENTO Y EL ERROR HUMANO

Una clasificación importante de los diferentes procesos de información que se

dan en las tareas industriales fue desarrollado por Rasmussen J. del Laboratorio

de Riesgos de Dinamarca. Este procedimiento proporciona una herramienta útil

para identificar los tipos de error que suelen ocurrir en las diferentes

situaciones de operaciones. El sistema de clasificación conocido como el basado

en habilidades, reglas y conocimientos (SRK) está descrito en numerosas

publicaciones, Rasmussen (1979, 1982, 1987), Reason (1990, 1997).

7 Expresión usada para definir las áreas claves o servicios claves que generan valor en la organización; es decir “El Negocio”


Los términos habilidad, reglas y conocimiento en los que se basa la

información, se refieren al grado en que controlamos la conciencia en los

ejercicios que el individuo realiza en su actividad. La tabla 1 contrasta dos casos

extremos.

En el modo basado en el conocimiento, el individuo lleva a cabo la tarea

de una forma completamente consciente. Esto ocurriría en una situación en la

que un principiante estuviera ejecutando la tarea, o donde un individuo

experimentado se encontrara con una situación completamente nueva. En

ambos casos, el trabajador deberá realizar un esfuerzo mental considerable

para determinar la situación y sus respuestas tenderán a ser lentas. De esta

forma después de cada acción controlada, el trabajador necesitaría revisar sus

efectos antes de llevar a cabo la próxima acción, lo cual probablemente

ralentizaría las respuestas a la situación.

Modo basado en el Conocimiento

CONCIENCIA

Modo basado en la Habilidad

AUTOMÁTICO

Usuario inexperto u ocasional Usuario experto.

Entorno novedoso. Entorno familiar.

Lento. Rápido.

Mucho esfuerzo. Poco esfuerzo

Requiere considerable retroalimentación. Requiere poca retroalimentación.

Causas del error:

Sobrecarga.

Falta de conocimiento o modos de uso.

Falta de conocimiento de las consecuencias.

Causas del error:

• Consolidados hábitos.

• Frecuentemente se utiliza una regla de uso inadecuada.

• Cambios en la situación, que no motivan un cambio en los hábitos.

Tabla 8.1. Modos de interacción con el mundo (Basado en Reason, 990)


El modo basado en la habilidad se refiere a la ejecución de una tarea

muy practicada, acciones físicas en las cuales no existe prácticamente

conciencia de la acción. Las respuestas basadas en la habilidad son generadas

inicialmente por algún hecho específico, por ejemplo, el requerimiento de abrir

una válvula cuando suena la alarma de apertura, esta operación, al ser muy

practicada y sencilla se realiza inconscientemente.

En la Figura 8.3 otra categoría de los procesos de información se

identifica con el uso de reglas. Estas reglas pueden haber sido aprendidas como

resultado de una interacción con el proceso, a través de entrenamiento o por

trabajar con personal experimentado en el proceso. El nivel de conciencia es

intermedio entre el modo de las habilidades y el modo de los conocimientos.

Figura 8.3. Continuidad entre comportamiento consciente y Automático. (Reason, 1990).


VIII.7.2 INTEGRACIÓN DE LOS FACTORES HUMANOS EN LOS SISTEMAS DE TRABAJO

La mayoría de las actividades humanas implican la interacción hombre-máquina

entorno. El concepto hombre considera a las personas en sus vertientes física,

psíquica y social. El concepto máquina debe interpretarse en su sentido más

amplio: "máquina" es todo aquello que las personas utilizan para llevar a cabo

cualquier actividad dirigida a lograr algún propósito deseado o desempeñar

alguna función, desde las herramientas y equipos más sencillos hasta los

aparatos, normas, métodos, equipamientos o medios de trabajo más complejos.

Cuando los elementos, máquinas y ambientes con los que el hombre

mantiene relación están adaptados a sus necesidades y capacidades, sus

acciones y actividades se desarrollan de forma óptima. Es precisamente la tesis

que soporta la razón de ser de un vastísimo campo de conocimientos

pluridisciplinares denominado ingeniería de los factores humanos.

Las situaciones que se dan dentro de cualquier Sistema de Trabajo

(entendiendo al mismo como al conjunto de elementos y variables

interdependientes que tienden a alcanzar un fin común, interactuando e

influyéndose mutuamente), lo conforman básicamente los siguientes

elementos:

El trabajo a realizar, con unos objetivos a cumplir, unos equipamientos,

una organización, un tiempo determinado inmersos en un entorno o

medioambiente.

Los resultados, en términos de cantidad y calidad de la producción y en

términos de confiabilidad operacional de las instalaciones.

Los efectos sobre esas personas, positivos o negativos, en términos de

salud física, psíquica, social, accidentes, enfermedades, etc.

Las adaptaciones a esos efectos y a esos resultados.


Desde el punto de vista organizativo y tecnológico, la inclusión de los

conocimientos que sobre los factores humanos aporta la Ingeniería de los

factores humanos, permite evitar una concepción irracional de los sistemas de

trabajo y como caso particular, de los puestos de trabajo, de la que se derivaría

una serie de consecuencias negativas tales como métodos de trabajo ilógicos,

desorganización espacial del puesto de trabajo y del diseño del lugar de

trabajo, falta de adiestramiento y de formación técnica, disminución de la

capacidad operativa de las personas, así como una menor productividad y

calidad de los productos.

La utilización de medidas del rendimiento como un índice de la carga mental

de trabajo, se basa en el supuesto de que el aumento en la dificultad de una

tarea producirá un incremento en sus demandas, que se pondrá de manifiesto

reduciendo el rendimiento.

A

B

C

Bajo Alto

Bajo

Alto

NIV

EL D

E R

END

IMIE

NTO

NIVEL DE CARGA MENTAL

A

B

C

Bajo Alto

Bajo

Alto

NIV

EL D

E R

END

IMIE

NTO

NIVEL DE CARGA MENTAL

Figura 8.4. Relación hipotética entre carga mental y rendimiento (Adaptado de: Rubio y Díaz, 1999)

En la Figura 8.4, aparece representada la relación entre la carga mental y el

rendimiento de un trabajador, distinguiéndose tres posibles situaciones. La

primera situación, representada en la Región A de la figura, incluye niveles de

carga entre bajos y moderados, y se caracteriza por la presencia de un nivel


alto de rendimiento. En esta región, el aumento de la complejidad de la tarea

no producirá variaciones en el nivel de rendimiento del trabajador ya que este

dispone de capacidad residual suficiente para compensar los incrementos de

carga.

En la Región B, se consideran niveles altos de carga mental que exceden la

capacidad del trabajador, por lo cual se producirá una relación monótona entre

rendimiento y carga mental. Por último, en la Región C, la carga es

excesivamente alta y el rendimiento se mantiene en un nivel muy bajo

Se distinguen dos situaciones de evaluación: tarea simple y tarea múltiple.

En la situación de tarea simple, la carga mental se evalúa en base al

rendimiento en una única tarea, comparando diferentes grados de dificultad de

la misma. En la situación de tarea múltiple, el evaluador, está interesado

principalmente en analizar la carga mental de una tarea en función del grado de

interferencia que se produce cuando ésta se realiza simultáneamente con otras

de iguales o de diferentes características. Cuando el sujeto debe realizar a la

vez dos tareas, la situación recibe el nombre de tarea dual o doble tarea. La

tarea de la que se está evaluando su carga mental recibe el nombre de tarea

primaria. Las tareas adicionales que se utilizan solamente para realizar la

evaluación se denominan tareas secundarias.

VIII. 8. MODELO DE FIABILIDAD HUMANA

La aplicación de un modelo de gestión de fiabilidad humana, depende en gran

medida de la estrategia que se haya formulado para que claramente responda a

los objetivos de la organización. La figura 8.5 muestra una estrategia de

aplicación de fiabilidad humana basada en la gestión del conocimiento y trabajo

en equipo.


Se trata de formar equipos naturales de trabajo para implementar

confiabilidad operacional proactiva, la cual nos ofrecerá un mapa estratégico de

la instalación para mitigar y diagnosticar los fallos a tiempo desde el punto de

vista operacional y humano. De esta forma puede confeccionarse una matriz de

agrupación directamente en trabajo de grupo o puede hacerse una propuesta

preliminar para buscar consenso.

GestiGestióón de Datosn de Datos

Confiabilidad EventosCríticos

DirectorDirector

OperarioOperario

Efectiva Comunicación

iCProcedimientosProcedimientosMantenimiento deMantenimiento deActivosActivos

Determinación de problemas.

Valoración de problemas

Definición de estrategias de proyección de soluciones

Proyección de soluciones en cada esfera.

Análisis, revisión y aprobación.

CMIC

BaseConocimiento

GestiGestióón de Datosn de Datos

Confiabilidad EventosCríticos

DirectorDirector

OperarioOperario

Efectiva Comunicación

iC iCProcedimientosProcedimientosMantenimiento deMantenimiento deActivosActivos

Determinación de problemas.

Valoración de problemas

Definición de estrategias de proyección de soluciones

Proyección de soluciones en cada esfera.

Análisis, revisión y aprobación.

CMIC

BaseConocimiento

BaseConocimiento

Figura 8.5. Modelo de fiabilidad humana (PMM Institute for Learning)

El objetivo es determinar las causas que originan los problemas en cada

esfera. En este paso intervienen todos los equipos de trabajo. Cada

especialidad toma como referencia los datos provenientes de los eventos

críticos, bases de datos y de los conocimientos de los equipos de trabajo, luego

se desarrollan algunas técnicas de ingeniería de confiabilidad, con el objetivo de

esclarecer las causas que ocasionan los problemas detectados, entre las que se


pueden mencionar: diagramas de flujo y de recorridos, estudio de métodos,

balances de carga y capacidad, estudio de los balances generales económicos y

los estados financieros, análisis del comportamiento de las mermas o

defectuosos, consumo energético por áreas o procesos.

La integración grupal que se logre durante la realización de esta etapa,

propiciará condiciones favorables para la búsqueda de soluciones, pues además

de dar como resultado problemas más concretos y de fácil solución, provocará

que todos los integrantes del grupo estén convencidos de la existencia de ellos,

los vean como resultado de su propio análisis y se sientan comprometidos a

buscar soluciones técnicas y económicamente acertadas, para lograr una

confiabilidad operacional óptima.

VIII.8.1 REFLEXIONES ACERCA DEL MODELO DE FIABILIDAD HUMANA

Debido a la influencia del análisis de accidentes, los acercamientos comunes a

la predicción de funcionamiento, se han centrado en el comportamiento

humano. La predicción investiga las formas en que las acciones pueden fallar,

también refiriéndose a los modos de error en la acción. Esto es bastante

consistente con el punto de vista del proceso de información, donde se asumen

mecanismos de error internos específicos. Si una función puede ser vista como

un atributo de un componente, ello implica que la posibilidad de que una

función falle pueda ser considerada por el componente por sí mismo, aunque es

reconocido que las circunstancias o el contexto puedan tener alguna influencia.

Anticipar fallos en un sistema hombre-máquina requiere un modelo

fundamental. Éste no debe ser un modelo de procesado de información

humano, sino un modelo de cómo el funcionamiento humano está determinado

por el contexto o las circunstancias. Este tipo de modelo corresponde con el

concepto de congnitividad distribuida (Hutchins, 1995). Una expresión concreta

de estas ideas se encuentra, como hemos comentados anteriormente, en los


modelos contextuales de control (Hollnagel, 1998), que describe como las

funciones humanas y de tecnología como sistemas unidos, en lugar de cómo los

humanos interaccionan con las máquinas.

Los modelos de control contextual, enfatizan en la cooperación hombre-

máquina mantiene un equilibrio en lugar de cómo la puede ser optimizada la

interacción hombre-máquina figura 5.”Modelo de fiabilidad humana” (PMM

Institute for Learning, 2008). El énfasis se basa en la “congnitividad del mundo”

en lugar de la “cognitividad en la mente”.

El principio clásico de correlación tiempo-confiabilidad, es una expresión

de la idea de que el fallo al realizar una actividad es función del tiempo. Una

versión más sofisticada del mismo principio se encuentra en la expresión

condiciones forzadas de error, aunque el factor determinante aquí es el tiempo

disponible en vez del tiempo transcurrido. La sofisticación es tanto para las

condiciones que pueden forzar el error, y la descripción más detallada de los

posibles modos de error. El rasgo común es, que la posibilidad de cometer el

fallo es un atributo de las condiciones y no del hombre.

VIII. 9. EL ESLABÓN MÁS DÉBIL

Cada cierto tiempo, alguna catástrofe nos recuerda que el eslabón más débil de

un sistema de producción, el hombre, es a su vez el que tiene en sus manos la

garantía y la confiabilidad de su funcionamiento. Se habla de error humano, se

dice que la falta de confiabilidad en un sistema se debe a que, al fin y al cabo,

está manejado por hombres.

Es necesaria una reflexión sobre este problema. El error humano es

tratado como lo inevitable, lo que escapa siempre a lo controlable y medible, lo

que parece subtitularse "de la imposibilidad de prever la estupidez humana".


Cuando pequeños o grandes desajustes provocan incidentes o accidentes

graves, en situaciones de diálogo entre hombre y máquinas deberá decirse que

el sistema ha fracasado. Deberá hablarse de confiabilidad operativa, que

conjuga de manera indisociable: confiabilidad técnica y fiabilidad humana. La

confiabilidad global de un sistema, dependerá de la capacidad que disponga un

sistema de producción para evitar los fallos técnicos y organizativos, de la

capacidad que el sistema tenga para permitir a los hombres recuperar, teniendo

en cuenta sus capacidades fisiológicas, psicológicas, psíquicas y sociales, los

fallos técnicos y las dificultades en la ejecución de una tarea concreta.

Medir el error humano es medir los límites y capacidades del hombre, y

para ello es necesario integrar en los sistemas técnicos estos límites y

capacidades, es decir, crear tecnologías compatibles con el cerebro.

VIII.10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEL CAPITULO.

− Amendola L. 2008. Capítulo 8 Epílogo: Confiabilidad Humana. Valores, Ética

& Liderazgo en la Empresa. ISBN: 978-84-935668-4-5. Editorial PMM.

España.

− Amendola L, Depool T. 2005. Modelo de Confiabilidad Humana en la Gestión

de Activos, VII Congreso de Confiabilidad, Asociación Española de la

Calidad, Madrid. España.

− Amendola L, Depool T. 2006. Validación del Modelo de Confiabilidad

Humana en la Gestión de Activos, VIII Congreso de Confiabilidad, Asociación

Española de la Calidad, Madrid. España.

− Euroforum. 1998. Medición del Capital Intelectual Modelo Intelect. IUEE.

San Lorenzo del Escorial Madrid España.

− Hollnagel E. 1998. Cognitive Reliability and Error Analysis Method: CREAM.

Kildlington, Oxford: Elsevier Science.


− Hutchins E. 1995. Cognition in the wild. Cambridge.

− Lozano F. 2008. Confiabilidad Humana “Valores, Ética & Liderazgo en la

Empresa”. ISBN: 978-84-935668-2-1. Editorial PMM.

− Norma ISO 10075: 1991 Ergonomic principles related to mental workload.

General tems and definition.

− O'Donnell RD, and Eggemeier FT. 1986. "Workload Assessment

Methodology," (pp. 42/1-42/9). In K. Boff, L. Kaufman and J. Thomas (Eds.)

Handbook of Perception and Human Performance, Vol. II: Cognitive

Processes and Performance. New York: Wiley Interscience.

− PMM Institute for Learning. 2008. Capítulo 8: Confiabilidad Humana.

Valores, Ética & Liderazgo en la Empresa. ISBN: 978-84-935668-4-5.

Editorial PMM. España.

− Rasmussen J. 1979. On the structure of knowledge - A morphology of

mental models in a man-machine system context. Roskilde, Denmark, Risø

National Laboratory.

− Rasmussen J. 1982. Human Errors: A Taxonomy for Describing human

malfunction for in industrial installations. Journal of Occupational

Accidents.4, 311,33.

− Rasmussen J. 1987. The definition of human error and a taxonomy for

technical system design. Chichester: Wiley

− Rasmussen J, Duncan K, Leplat J. 1986. New Technology and Human Error.

Chichester: Wiley

− Reason J. 1997. Managing the risks of organizational accidents. Aldershot:

Ashgate.

− Reason, J. (1990). Human Error. ISBN: 978-0-521-31419-0. Editorial

Cambridge University Press. New York.

− Rogers. (1986). “Report of the Presidential Commission on the Space Shuttle

Challenger Accident”.


− Rubio, S., Díaz E. (1999). La medida de la carga mental de trabajo: Índice

Basados en Rendimientos. Departamento de Psicología Diferencial y

Psicología del Trabajo. Universidad Complutense de Madrid.

− Steward, T. (1997). “La nueva riqueza de las organizaciones”: El Capital

Intelectual. Granica. Buenos Aires.

IX

TÉCNICAS DE APS PARA SISTEMAS ALTAMENTE COMPLEJOS Y DE RIESGO SIGNIFICATIVO

IX.1. INTRODUCCIÓN A LOS ANÁLISIS PROBABILISTAS DE SEGURIDAD

En los anteriores capítulos, se presentan diferentes técnicas para la mejora de

la confiabilidad. Este capítulo pretende presentar los Análisis Probabilísta de

Seguridad (APS) como una de ellas, sobretodo en el tratamiento de sistemas

altamente complejos o de riesgo significativo.

En primer lugar, el capítulo presenta la metodología APS como

herramienta de evaluación de la seguridad en sistemas. Se describe la situación

de esta técnica en la industria actual y las ventajas que supone su utilización.

En el segundo punto del capítulo, se describen los modelos de fiabilidad

asociados a los componentes de los sistemas que se estudian en el análisis

probabilista. Junto al tercer apartado en el que se describen las distribuciones

de la función probabilidad, compone la base teórica del capítulo para el correcto

desarrollo de un análisis probabilista de seguridad. Finalmente, se presentan los

pasos a seguir para el desarrollo de un APS.

Los APS, se han ido generalizando con éxito en la industria convencional

por las facilidades que brindan en los análisis exhaustivos de fiabilidad y

disponibilidad de sistemas. El uso de estas técnicas permite jerarquizar la

contribución de los componentes y equipos por su importancia relativa a la

disponibilidad y fiabilidad total del sistema.

El APS es una metodología que determina la aparición de fallos, su

contribución a la indisponibilidad y el impacto final en la disposición de los

equipos y sistemas. Se ha convertido en una herramienta importante para

controlar los fallos a través de predicción y del estudio de los factores que la


determinan, lo que posibilita la toma de decisiones fundamentales para prever

los posibles fallos en el nivel del sistema, determinar su contribución a la

indisponibilidad y minimizar las consecuencias en caso de ocurrir.

Desde los años 80, el APS ha ido adquiriendo protagonismo como técnica

para la determinación de fallos en sistemas altamente complejos. La razón de

esta tendencia es el enfoque preventivo de esta técnica analítica, que permite

anticipar la ocurrencia de los accidentes y tomar a tiempo las medidas

correctoras necesarias para mantener el grado de fiabilidad.

Algunas razones por las que se recomienda el uso de la metodología APS

son:

− La existencia de un conjunto de herramientas que permiten identificar

debilidades en el funcionamiento. Algunas asociadas a estudios de

importancia de componentes, estudios de sensibilidad o estudios de

indisponibilidad instantánea.

− Posibilidad de jerarquizar la distribución de recursos, tanto humanos

como materiales, de forma adecuada con un enfoque basado en criterios

de riesgo (por ejemplo, optimización de monitor de riesgo).

− La metodología APS combina diferentes herramientas para realizar un

análisis sistemático y estructurado de los diferentes escenarios de riesgo

que pueden conducir a secuencias accidentales, a partir de fallos de

equipos o errores humanos.

− Esta metodología combina, además, la aplicación de Árboles de Sucesos

y Árboles de Fallo como herramienta de modelación.

− Se logra un sistema para el procesamiento estadístico de los datos

necesarios para la implementación de estudios de fiabilidad.

En toda actividad industrial, además de obtenerse un producto, que es el

objetivo de la instalación, se generan también efectos indeseados o daños. Los

daños que la instalación genere en condiciones de operación normal o en

Técnicas APS para Sistemas Altamente Complejos y de Riesgo Significativo 289

situaciones, que siendo anormales, se pueden producir con cierta frecuencia,

deben ser pequeños. En caso de que la instalación pueda producir daños

importantes en determinadas condiciones, se debe asegurar que la posibilidad

de que esto ocurra es tanto más remota cuando mayor es el daño potencial. La

seguridad de una instalación cualquiera depende en gran parte de las

protecciones que incorpore, es decir, elementos que dificulten de manera

natural la generación de sucesos indeseados en la instalación.

Los accidentes no se presentan como resultado de un proceso único,

sino como combinación de varios eventos que comprenden fallos de equipos,

indisponibilidades y errores humanos. La metodología APS permite categorizar

los sucesos contribuyentes al riesgo por orden de importancia, lo que permite

crear políticas de funcionamiento y mantenimiento basadas en criterios de

riesgo. El concepto de riesgo define la relación entre la magnitud del daño con

su frecuencia de ocurrencia.

IX.2. MODELOS DE FIABILIDAD

A los distintos componentes o incluso sistemas sobre el que se realiza el estudio

probabilista de seguridad se les asigna un modelo de comportamiento. Este

modelo describe la reacción frente a un fallo del componente y las acciones a

llevar a cabo según el modelo. El modelo asignado al componente permite el

tratamiento estadístico y posterior cuantificación de su aportación al riesgo

general de la instalación.

Componente reparable:

La indisponibilidad de un componente reparable en un instante t+dt

viene dada por la probabilidad de que el componente falle en el mismo instante

t+dt más la probabilidad de que el componente haya fallado anteriormente.

Esta parte de la suma, dependerá de la tasa de reparación del componente. La


expresión matemática de la indisponibilidad para un elemento reparable es la

siguiente:

(9.1)

Integrando la expresión anterior, suponiendo unas tasas de fallo y de

reparación constantes, se expresa y representa de la siguiente forma:

Figura 9.1. Indisponibilidad Q(t) para componentes reparables.

Componente no reparable:

En algunos componentes no se considera la opción de su reparación,

bien sea por la dificultad que supone o porque no es rentable económicamente

y se opta por el cambio de componente. Entonces, la probabilidad de que un

componente de este tipo esté indisponible en un cierto instante t+dt viene dada

por la siguiente expresión:

(9.2)

Es decir, la probabilidad de que falle en el instante t más la probabilidad

de que haya fallado anteriormente. Si resolvemos la ecuación diferencial

anterior por separación de variables obtenemos:

(9.3)


Que siendo λ una constante se simplifica y representa de la siguiente

forma:

(9.4)

Figura 9.2. Indisponibilidad Q(t) para componentes no reparables.

Componente testeado periódicamente:

Este modelo representa el comportamiento de componentes no

reparables que son probados periódicamente. La indisponibilidad de estos

componentes sigue una función temporal como la de los componentes no

reparables aunque en el instante de la reparación (T1), Q(t) toma un valor

mínimo y empieza de nuevo describiendo su comportamiento exponencial. A

continuación, la gráfica que representa Q(t) para elementos probados

periódicamente.

Figura 9.3. Disponibilidad en función del tiempo de un componente probado periódicamente.


Componente a demanda:

Ciertos componentes solo actúan en periodos de tiempo muy concretos,

por esta razón se les asigna una indisponibilidad igual a su tasa de fallo.

Componente con tiempo de misión fijo:

Por último, los componentes que deben actuar durante un tiempo fijo

TM, tiempo de misión. Se les asigna una probabilidad de fallo constante.

(9.5)

IX.3. DISTRIBUCIONES TÍPICAS DE LA FUNCIÓN DENSIDAD DE PROBABILIDAD

Durante el capítulo, se observa que algunos parámetros que permiten el

tratamiento estadístico del análisis siguen distribuciones según la naturaleza de

dichas variables. Por esta razón, para la asimilación correcta de los conceptos

de fiabilidad y de los modelos de componentes, se hace hincapié en algunas de

las distribuciones más utilizadas. Primero, se distinguirá entre variables

aleatorias discretas y continuas. Las primeras se utilizan para modelar fallos que

no dependen del tiempo como los fallos a la demanda o la ocurrencia de

sucesos discretos en un intervalo de tiempo, y se caracterizan por una función

de distribución. Las segundas se utilizan para la representación de

componentes en los que el tiempo tiene un papel fundamental y se describen

mediante una función de densidad continua.

IX.3.1. VARIABLES ALEAOTRIAS DISCRETAS

Las variables aleatorias discretas tienen como espacio de muestra un conjunto

finito o numerable.


Distribución binomial:

Esta distribución mide el número de resultados dentro de un espacio

muestral después de n repeticiones. Se trata de un experimento con dos

posibles resultados, fallo o éxito con probabilidades p y q tal que q=1-p

respectivamente. La probabilidad de i resultados en n intentos viene dada por:

(9.6)

Donde

y (9.7)

Esta distribución se utiliza para modelar fallos a la demanda. Si se

conoce el comportamiento estadístico de un componente ante un gran número

de demandas, se estimará como su probabilidad de fallo p=i/n.

Distribución de Poisson:

Esta distribución expresa la probabilidad ocurrencia de un número n de

eventos en la unidad de tiempo. Se utiliza para modelar componentes que

presentan n fallos en un tiempo t de funcionamiento. Se consideran los sucesos

independientes (su ocurrencia no depende del tiempo desde el último evento) y

con tasa de fallo constante e igual a p=n/t.

Su expresión viene dada por:

(9.8)

Con λ como frecuencia esperada de la distribución.


Si ahora se añade el parámetro temporal en la distribución, de ella se

podrá obtener la probabilidad de que ocurra un suceso n veces en un intervalo

de tiempo (0, t]. Se puede demostrar añadiendo ciertas hipótesis que:

(9.9)

La probabilidad se escribe como una distribución de Poisson de

parámetro tλ .

IX.3.2. VARIABLES ALEAOTRIAS CONTINUAS

En este tipo de variables, el espacio de muestra es continuo (en la recta real) y

vienen caracterizadas por su función de densidad, que permiten obtener las

probabilidades de fallo en intervalos temporales. A continuación, se comentan

distintas distribuciones, no introducidaas en capítulos anteriores, que siguen

este tipo de variables. Todas ellas deben verificar:

• (9.10)

• (9.11)

Distribución gamma:

La distribución gamma añade dos variables α, β ≥ 0 y está definida por la

función:

(9.12)

Y su valor medio se hace corresponder con el tiempo medio entre fallos y

es:


(9.13)

La función gamma se define como:

(9.14)

Con la propiedad:

(9.15)

Como ejemplo se considera un componente expuesto a demandas

siguiendo una distribución de Poisson de intensidad λ y con intervalos entre

demandas independientes Ti. Si el componente falla en la demanda k, el tiempo

hasta el fallo es el sumatorio hasta k de Ti. Entonces, T seguirá una distribución

gamma de parámetros k y λ. Otra variable que puede seguir este tipo de

distribuciones es el tiempo de mantenimiento de un componente.

Distribución beta:

La distribución beta se define entre 0 y 1. Viene dada por la expresión:

(9.16)

Donde B(α,β) es la constante de normalización para valores enteros de α

y β igual a:

(9.17)

El valor esperado de la distribución beta es:

(9.18)

Distribución log-normal:


La distribución normal o Guassiana es la más utilizada en la estadística

ya que permite modelar distintos fenómenos por su naturaleza. A pesar de ello,

no resulta útil para modelar tiempos de fallo ya que admite valores negativos.

Para solventar esta dificultad, se suele recurrir a la distribución log-normal,

derivada de la normal, que sólo considera valores positivos.

Su función de distribución viene dada por la siguiente expresión:

(9.19)

Con valor medio y σ como desviación típica. La mediana es

λ50=eµ. Se denomina factor de error a la cantidad:

(9.20)

Es decir, el cociente entre los valores de los percentiles 95 y 5. Esta

función de distribución suele usarse para representar la incertidumbre en los

valores de probabilidad de fallo de algunos componentes y, muy

frecuentemente, de fallo humano.

IX.4. DESARROLLO DE UN APS

El análisis probabilista de seguridad es una técnica utilizada por sus

características en sistemas altamente complejos y de riesgo significativo. Es el

caso de la industria convencional en sectores como aeronáutica, petroquímica o

nuclear entre otros. En este apartado, se pretende describir los principales

pasos a seguir para el desarrollo de un APS en una instalación compleja

genérica.


La realización de los APS conlleva un estudio detallado de los sistemas

que intervienen en la ocurrencia, gestión y mitigación de accidentes. Partiendo

de la extensa familiarización con la instalación, se llevan a cabo las tareas de

selección de sucesos iniciadores que deben considerarse, el análisis de

delineación de los mismos (delineación de secuencias), y la determinación de

los equipos y acciones de los operadores necesarios para su gestión, dando

lugar al análisis de sistemas y el análisis de fiabilidad humana, respectivamente.

Todo ello con el objetivo de proporcionar una frecuencia de ocurrencia de un

daño.

En el APS se examina la evolución posible de escenarios que conducen a

daño severo mediante árboles de sucesos, en los que se representa la

evolución de cada posible iniciador postulando el funcionamiento o no de cada

función de seguridad que pueda intervenir en la mitigación de esos escenarios.

Las funciones de seguridad son los cabeceros de los árboles de sucesos. Ciertas

combinaciones de cabeceros en fallo darán lugar a secuencias de daño. Para

calcular la frecuencia con que se espera ese daño es necesario calcular la

probabilidad de que los sistemas requeridos para desarrollar las funciones de

seguridad que mitigan cada accidente, no cumplan su función. El fallo total del

sistema es muy poco probable en sistemas tan complejos pues no acostumbra

a existir datos de probabilidad de fallo total del sistema. Por esta razón, el

análisis profundiza en el fallo de los componentes que forman el sistema dado

el gran número de datos sobre los componentes similares instalados en otras

instalaciones industriales. Esta forma permite el estudio de escenarios por

combinación de fallos de componentes. De los datos posibles para obtener la

cuantificación de la fiabilidad de sistemas, en los APS se utiliza el método de los

árboles de fallo.

Existen otras razones por las que un sistema puede no cumplir su

función de seguridad. Un sistema puede encontrarse fuera de servicio por

encontrarse en pruebas o en mantenimiento. Estos estados también se estudian


a través de las indisponibilidades de los componentes. Así pues, los parámetros

relacionados con la fiabilidad y la disponibilidad de componentes viene dado

por: la tasa de fallos para fallos de operación y en espera, la probabilidad de

fallos a la demanda y las indisponibilidades por pruebas o mantenimiento.

En la tarea de fiabilidad humana, se añaden otros parámetros a tener en

cuenta durante la cuantificación como las probabilidades de los errores

humanos, calibraciones, etc.

Desde el punto de vista de cálculo de fiabilidad, debe tenerse en cuenta que

los sistemas requeridos para mitigar las consecuencias de un suceso iniciador

han de operar durante un tiempo específico después éste. Los sistemas pueden

clasificarse en dos tipos: sistemas en operación normal y sistemas en espera.

• Los sistemas en operación normal tienen un funcionamiento requerido

directamente como los sistemas de soporte. No es necesario para estos

un cálculo de fallo a la demanda sino un cálculo de fallo en operación

durante su tiempo de misión que se les haya asignado.

• Los sistemas en espera son los que, normalmente, no están en

operación salvo para la mitigación de las consecuencias de un suceso

iniciador. Su característica es que deben cambiar de estado al ser

requeridos: válvulas que deben abrir, bombas que deben arrancar, etc.

Deben responder a la demanda, por esta razón es necesario un cálculo

de fallo a la demanda y un fallo en operación durante el tiempo de

operación que se les haya asignado.

Los datos obtenidos deben tratarse como funciones de distribución

(normalmente con valores medios) y no como números aislados. Estas

distribuciones vienen acompañadas por medidas de incertidumbre. A cada

suceso básico se le asigna, además de la probabilidad puntual, una función de

distribución que permite la realización de cálculos de incertidumbre. Estas


distribuciones se obtienen de bases de datos que recogen la experiencia

operativa de la industria en general.

El desarrollo de un análisis probabilista de seguridad implica un estudio al

detalle y muy extenso de los sistemas, componentes y funcionamiento de una

instalación compleja. Por esta razón, es inviable proponer un ejercicio práctico

de desarrollo de APS en el capítulo aunque se van a añadir en cada uno de los

pasos a seguir un ejemplo de cada uno de ellos.

A continuación, se describen cada uno de los pasos en el desarrollo de un

APS:

IX.4.1. FAMILIARIZACIÓN CON LA PLANTA; IDENTIFICACIÓN DE SUCESOS INICIADORES

El primer caso consiste en identificar aquellos sucesos que pueden provocar

condiciones en las que se den consecuencias negativas para la instalación. Para

la identificación de sucesos iniciadores se acude a diversos tipos de fuentes,

entre ellas, la experiencia operativa de la propia instalación y de otras similares.

Es necesario un amplio conocimiento del funcionamiento de la instalación y de

sus sistemas.

IX.4.2. DELINEACIÓN DE LOS ÁRBOLES DE SUCESOS

A continuación, se deben estudiar las funciones de seguridad necesarias para

evitar que el iniciador provoque el daño indeseable a la instalación. Las

funciones de seguridad, pueden ser desarrolladas por uno o varios sistemas

denominados frontales. A su vez, estos sistemas dependen funcionalmente de

otros conocidos como sistemas de soporte. Todo sistema, sea frontal o de

soporte, debe tener definidos unos criterios de éxito en función de las variables

de proceso, cuyo cumplimiento asegura que el sistema será capaz de realizar la

función encomendada.


Existe un número indeterminado de iniciadores, por esta razón no se

realiza un estudio de secuencias individuales sino que se agrupan para los que

la evolución del accidente es similar. La agrupación se hace en función del tipo

de iniciador, de la evolución esperada y del tipo de protecciones demandadas.

La evolución de los accidentes a partir de un suceso iniciador se

representa mediante un árbol de sucesos, que contiene un conjunto de los

sistemas que intervienen en la mitigación del accidente. A los sistemas que

aparecen en los árboles de sucesos se les denomina cabeceros. El posible éxito

o fracaso de cada cabecero da lugar a la aparición de dos secuencias, cada uno

con consecuencias eventualmente diferentes. La figura 6 ilustra un ejemplo de

un árbol de sucesos. Si el número de funciones de seguridad, también

denominadas cabeceros, que se contempla en el árbol es N, resulta obvio que

el número de secuencias que se pueden derivar de un iniciador es 2N. No

obstante, se trata de una cota superior porque algunas de las combinaciones

resultan físicamente imposibles.

La construcción de un árbol de eventos se inicia por su suceso iniciador y

posteriormente se bifurca en diferentes ramas. Cada bifurcación representa el

éxito o fracaso de cabeceros. El árbol termina con las posibles consecuencias de

cada suceso iniciador. Una consecuencia es la afectación de la planta tras un

accidente. Puede ser nula (éxito de la actuación frente al accidente), parcial o

de daño.

En el final de cada secuencia, se encuentra un cabecero más que

contiene la consecuencia y la probabilidad de ocurrencia de ésta.

Supongamos que nuestro objetivo es mantener la refrigeración de un

mecanismo mediante un circuito hidráulico. Un posible suceso iniciador seria la

rotura de la tubería que contiene el refrigerante. Como cabeceros, aparecería

cada uno de los sistemas encargados de mitigar esa pérdida de caudal por

otras vías de aporte o los sistemas encargados de reparar la rotura de la línea.


Como consecuencia, la situación final. A cada una de las distintas

consecuencias se llegaría a través de una secuencia que sería el camino

seguido desde el la rotura de la tubería.

Figura 9.4. Ejemplo de árbol de sucesos.

IX.4.3. ÁRBOLES DE FALLO

Cada uno de los sistemas que intervienen en el árbol de sucesos y se

representa en los cabeceros, está formado por un conjunto de componentes

con una probabilidad asociada de fallo. Los árboles de fallada son

representaciones de la disposición de cada componente y sus dependencias con

el funcionamiento del sistema. Así pues, la fiabilidad de los sistemas dependerá

de la fiabilidad de sus componentes.

La Figura 9.5 es un ejemplo de árbol de fallo. La construcción de un

árbol de falloempieza en la definición del criterio de fallo del sistema, también

llamado top event. A partir del top event se identifican las posibles causas

básicas en términos de fallos de componentes. El álgebra booleana permite la

representación de la relación entre componentes y es representada en el árbol

de fallos mediantes puertas lógicas. En los árboles de fallos se pueden

encontrar los siguientes tipos de sucesos:


Sucesos básicos: Un suceso básico es un evento que contribuye al fallo

del suceso que estudia un árbol de fallos Son aquellos que no pueden

desarrollarse mediante otro árbol, no son salidas de ninguna puerta lógica. Los

sucesos básicos toman un valor de ocurrencia a partir de los cuales se empieza

la tarea de cuantificación, son sucesos estadísticamente independientes.

Sucesos casa: Son aquellos a los que se les asigna un valor de

probabilidad según convenga. Estos valores vienen dados por las condiciones

de contorno y permiten eliminar o agregar partes del árbol según el modo de

operación del sistema que interese analizar.

Puertas: Son las salidas de las puertas lógicas y por tanto, pueden

expresarse como combinación de otros sucesos.

Figura 9.5. Árbol de sucesos.

Siguiendo el ejemplo de aplicación anterior, cada sistema encargado de

la mitigación, llevaría asociado un árbol de fallos donde aparecería cada uno de

sus componentes. Un sistema de mitigación posible seria uno encargado de

suministrar refrigerante al circuito desde otra fuente. Para ello, el sistema se

compone de otras válvulas y bombas. Cada uno de estos componentes aparece

junto a sus tasas de fallo en el árbol de fallos.


IX.4.4. ANÁLISIS DE DATOS

Tanto los árboles de sucesos como los de fallo representan un modelo, que

depende de los datos, para obtener una estimación cuantitativa del riesgo. Los

valores numéricos de la frecuencia de los sucesos iniciadores y la probabilidad

de los sucesos básicos permiten la cuantificación de las secuencias de

accidente.

Para calcular la probabilidad de fallo de los sucesos básicos se agrupan

los componentes según criterios, como el tipo, el modo de fallo o por sistemas.

Dentro de cada grupo, se analizan los datos operativos de los componentes,

como el tiempo de operación, la frecuencia de la revisión, el número de fallo y

demandas, etc. Los datos de probabilidad arrastran una parte genérica y otra

particular derivada de la experiencia operativa de la propia instalación. También

deben calcularse las probabilidades de indisponibilidad de componentes por

pruebas y mantenimiento.

En el análisis de datos hay que tener en cuenta el estudio de los fallos de

causa común, que hacen que los fallos de los componentes no sean

independientes entre sí. Un grupo de causa común es conjunto de

componentes afectados por un mismo fallo.

Una parte muy importante en este punto es el análisis de fiabilidad

humana. Las actuaciones humanas pueden intervenir en los árboles de fallos y

de sucesos de forma trascendental. Por esta razón, en los árboles de fallo

aparecen errores humanos como la calibración de componentes o sistemas,

acciones humanas que pueden variar la frecuencia del iniciador, las acciones

que determinarán la actuación de recuperación de sistemas o directamente las

acciones que pueden llevar a daño.


En el ejemplo que se está siguiendo en el capítulo, cada uno de los fallos

de los componentes de los sistemas (bombas, válvulas, etc.) se define como

suceso básico con una frecuencia y modelo asociado. La cuantificación permitirá

calcular la probabilidad de que la ocurrencia del suceso iniciador tenga una

consecuencia negativa. El posterior análisis de resultados permitirá la propuesta

de mejoras o cambios en el funcionamiento de la instalación. En el caso del

ejemplo, podría ser el colocar de un revestimiento de las vías principales de

aporte de refrigerante, añadir otro sistema de mitigación, etc.

IX.4.5. CUANTIFICACIÓN

La tarea principal de la cuantificación es obtener las ecuaciones booleanas de

las secuencias de accidente y las frecuencias de daño a la instalación asociadas

y agrupadas por suceso iniciador. Se obtendrá la ecuación final de daño en

términos de conjunto mínimo de fallo y de su frecuencia asociada.

Para entender mejor esta tarea, a continuación se introducen dos conceptos

protagonistas en la tarea de cuantificación: 1) Álgebra booleana y 2) Conjuntos

mínimos de fallo.

1) Álgebra de Boole: Se ha visto que la representación en árboles de fallo

se hace a través de puertas lógicas de tipo OR y AND, que son

operadores cuyas entradas son probabilidades (por ejemplo,

indisponibilidad) y como salidas también probabilidades. La combinación

de los cabeceros fallados a través de las puertas lógicas, determinarán el

daño final a la instalación. Esta estructura matemática puede tomar

valores de 0 y 1 y responde a las reglas de operaciones binarias AND

(producto) y OR (suma).

Supóngase dos sucesos independientes A y B, C la salida y P(X) la

probabilidad de que X suceda. Para una puerta OR, la probabilidad de

que falle C es la probabilidad de que falle A o B: P(C) = P(A) + P(B) –


P(A) · P(B). Para una puerta AND, la probabilidad de que falle C es la

probabilidad de que falle A y B: P(C) = P(A) · P(B) si C se considera un

sistema, las funciones lógicas representadas son las funciones que

representan la fiabilidad para un sistema de dos componentes en series

en el caso de la puerta OR y en paralelo en caso de la puerta AND.

2) Conjunto mínimo de fallos: Mediante las reglas booleanas, se simplifican

las ecuaciones obtenidas con puertas lógicas hasta una suma irreducible

de productos de sucesos básicos. Estas expresiones simplificadas al

máximo se conocen como conjunto mínimo de fallos (CMF). Los sucesos

básicos que integran los CMF representan la frecuencia del suceso

iniciador. La suma de las expresiones booleanas de las secuencias es la

función booleana que representa el daño a la instalación. Su

representación:

(9.21)

Donde cada Ii es un iniciador y los CMFij representan los conjuntos

mínimos de fallo de las secuencias del iniciador i.

Con esta ecuación y utilizando las probabilidades de fallo de los sucesos

básicos y de las frecuencias de los sucesos iniciadores obtenidas en la

tarea de datos se calcula la frecuencia de daño.

IX.4.6. ANÁLISIS DE RESULTADOS

El tratamiento de los resultados de frecuencia de daño obtenidos en la tarea de

cuantificación, permite un análisis sobre el diseño de la instalación. Los valores

de frecuencia de ocurrencia de sucesos permiten identificar cuáles son las

combinaciones de iniciadores, fallos de sistemas o errores en la operación con

probabilidades más altas de ocurrencia. Cada una de estas combinaciones tiene

una probabilidad de ocurrencia pero un mismo componente puede contribuir en


más de una combinación. Por esta razón, una de las partes del análisis de

resultados consiste en determinar los componentes o acciones con mayor

aportación al daño general de la instalación. Para esta finalidad, existen las

medidas de importancia. Las usuales para los APS son el RIF (Risk Increase

Factor) y el FV (Fussell-Veselly). El RIF se define como el valor de frecuencia de

daño cuando el componente está en fallo relativo a la frecuencia original de

daño. La medida de FV de un componente se define como el cociente de la

frecuencia dada por todos los CMF que contienen fallos de ese componente y la

frecuencia global de daño.

Los valores obtenidos en la cuantificación no pueden tratarse como

valores únicos ya que llevan asociada una incertidumbre porque han sido

obtenidos mediante técnicas estadísticas. Por esta razón, vienen representados

junto a una distribución, que se debe propagar para obtener dichos valores de

incertidumbre de los sucesos básicos. La propagación se hace mediante

técnicas de Monte Carlo. Como resultado final, se acostumbra a obtener una

distribución estadística de los valores de daño junto (valor medio) junto a los

percentiles 5 y 95.

IX.5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEL CAPÍTULO

− Bedford T, Cooke R. 2001. Probabilistic Risk Analysis. Foundations and

Methods.

− Mc Cormick NJ. 1981. Reliability and Risk Analysis.

− Rasmussen N. 1975. Reactor Safety Study.

Parte 3

Terminología internacional y soporte informático

X

TERMINOLOGÍA

X.1. DEFINICIONES Y TÉRMINOS

Algunas de las definiciones a continuación no tienen una referencia – son

definiciones utilizadas por los autores, pero no necesariamente de aceptación

general.

Accidente, (accident) : Sucesos que tengan o puedan tener consecuencias

catastróficas.

(RAMS. Villemeur, Alain).

Activo, (assets): un elemento considerado formalmente como contable.

(EN 13306:2001).

Análisis de árbol de fallos, (fault tree analysis) : Análisis para determinar

qué modos de fallo de los subsistemas o eventos externos, o combinaciones de

ellos, puede derivar en un modo de avería de un elemento, presentado en

forma de árbol de fallas.

(191 IEC 50)

Análisis de averías (fault assessment) : Examen lógico y sistemático de un

elemento con el fin de identificar y analizar la probabilidad, las causas y las

consecuencias de averías potenciales.

(EN 13306:2001)


Análisis de criticidad (criticality analysis) : Análisis para la evaluación de la

probabilidad - severidad del fallo.

(RAMS. Villemeur, Alain).

Análisis de fallos (failure analysis) : Examen lógico y sistemático de un

elemento que presenta un fallo, con el fin de identificar y analizar el mecanismo

de fallo, la causa de fallo y las consecuencias del fallo.

(EN 13306:2001).

Análisis de los modos de fallo, efectos y sus criticidad (FMECA) (failure

modes, effects and criticality analysis): Método cualitativo de análisis del

sistema que implica modos de fallo y análisis de los efectos, junto con un

análisis de criticidad.

(191 IEC 50)

Análisis probabilista de riesgos (Probabilistic risk analysis) : Estudio

destinado a evaluar los riesgos de un sistema que utiliza un método

probabilístico.

(RAMS. Villemeur, Alain) Nota: Abreviado es PRA.

Análisis probabilista de seguridad (Probabilistic security analysis): Estudio

destinado a evaluar la seguridad de un sistema que utiliza un método

probabilístico.

(RAMS. Villemeur, Alain)

Nota: Abreviado es PSA.

Aparato (Device): Cualquier parte, componente, dispositivo, subsistema,

unidad funcional, equipo o sistema que pueda considerarse individualmente.

(CEI 60050-191:1990)

Terminología 311

Aplicable (Applicable): Una de las tareas de mantenimiento preventivo es

aplicable cuando se mejora la fiabilidad de un componente y reduce su tasa de

fallo.

Aseguramiento de la calidad (Quality assurance): Todas las acciones

planificadas y sistemáticas necesarias para proporcionar la confianza adecuada

de que un producto o servicio satisface determinados requisitos para la calidad.

(ISO 8402)

Atributo(s) (Atribute(s)): Una característica distintiva del diseño de un

componente, de su aplicación y / o de su servicio.

Auxiliares (Ancillary):Se utiliza para describir un sistema o componente, cuya

avería no tiene efectos adversos sobre la instalación, el medio ambiente o en el

propio sistema.

Avería (Fault): Estado de un elemento caracterizado por su incapacidad para

cumplir una función requerida, excepto la incapacidad derivada por el

mantenimiento preventivo u otras acciones previstas o debido a falta de

recursos externos.

(CEI 60050-191:1990)

Avería latente (Latent fault): Avería existente que todavía no ha sido

detectada

Avería no crítica (Non critical fault): Avería de una unidad de equipo que no

causa la interrupción inmediata de la capacidad para cumplir la función

requerida.

Avería parcial (Partial fault): Avería caracterizada por el hecho de que un

elemento pueda desarrollar únicamente algunas pero no todas las funciones

requeridas.


Nota: En algunos casos puede ser posible utilizar el elemento con un resultado

de servicio reducido

Calidad (Quality): La totalidad de las propiedades y características de un

producto o servicio que le confieren su aptitud para satisfacer necesidades

explícitas o implícitas.

(ISO 8402)

Calidad de servicio (Quality of service): El efecto colectivo del rendimiento de

los servicios que determina el grado de satisfacción de un usuario del servicio.

(191 IEC 50)

Capacidad (capability): La capacidad de un elemento para satisfacer la

demanda de servicios con características cuantitativas dadas en relación con

sus condiciones internas.

(191 IEC 50)

Causa de fallo (Failure cause / root cause): Circunstancias que derivadas del

diseño, fabricación o uso han conducido a un fallo.

(CEI 60050-191:1990)

Nota 1: la razón que conduce al fallo puede ser el resultado de uno o más de

los factores siguientes: fallo de diseño, fallo de fabricación, fallo de instalación,

fallo por uso inapropiado, fallo por manipulación inadecuada, fallo relacionado

con el mantenimiento.

Nota 2: Para identificar la causa de la avería, normalmente se requiere realizar

una investigación profunda que revele los factores organizacionales y humanos,

así como las causas técnicas que pudieron originar la avería.

Causa de fallos común (Common failures cause): Fallos dependientes

procedentes de la causa directa mismo.

(RAMS.Villemeur,Alain)

Terminología 313

Ciclo de vida (Life cycle): Intervalo de tiempo que comienza con el inicio del

diseño y termina con la retirada del elemento.

Clase de equipo (Equiment class): Clase de unidades de equipo.

EJEMPLO: todas las bombas.

Clase de severidad (Severity class): Efecto en el funcionamiento de la unidad

de equipo.

Componente (Component): La parte más pequeña de un sistema que es

necesario y suficiente para tener en cuenta para el análisis del sistema.


Componente crítico (Critical Component): Componente cuyo fallo funcional

afecta negativamente a la instalación, el medio ambiente y / o el sistema en el

que reside.

Confiabilidad (Dependability): Término colectivo utilizado para describir el

rendimiento de los factores que influyen en la disponibilidad: el rendimiento

fiabilidad, el rendimiento de la mantenibilidad y el rendimiento de soporte

logístico de mantenimiento.

(191 IEC 50)

Nota: ver el termino de seguridad de funcionamiento

Conformidad (Conformity) : Cumplimiento por parte de un producto, proceso

o servicio de las condiciones especificadas.

(EN 13306:2001)

Consecuencias (de un evento) (Consecuence) :Conjunto de eventos que

parecen ser una continuación lógica derivada de otro evento.



Datos de ensayo (Test data) : Datos observado obtenidos durante las

pruebas.

(191 IEC 50)

Datos de explotación (Operating data) : Datos observados y obtenidos

durante la operación de campo.

(191 IEC 50)

Datos de referencia (Reference data): Datos que, de común acuerdo, puede

ser utilizado como un estándar o como una base para la predicción y / o

comparación con los datos observados.

(191 IEC 50)

Datos observados (Observed data): Valores relacionados con un elemento o

un proceso obtenidos por observación directa.

(191 IEC 50)

Nota: Los valores mencionados podrían ser eventos, instantes de tiempo,

intervalos de tiempo, etc

Datos Operacionales (Operacional data) : Valores determinados con arreglo

a las condiciones de funcionamiento dadas.


Defecto (Default) : Perdida de una característica deseada de una entidad de

un elemento cuando esta pérdida supera los límites aceptables.


Degradación (Degradation): Proceso irreversible en una o más características

de un elemento con el tiempo, el uso o bien por una causa externa

Terminología 315

(EN 13306:2001)

Nota: La degradación puede conducir al fallo. La degradación se denomina a

menudo desgaste

Demanda (Demand) : Activación de la función requerida (incluye tanto la

activación operativa como de prueba).

(CEI 60050-191:1990)

Descriptor de averías (Fault descriptor) : Aparente causa de una avería.

Nota: Tal como se indica normalmente en el sistema de control de

mantenimiento.

Desempeño confiable (Reliable performance) : capacidad de un objeto para

realizar una función requerida bajo determinadas condiciones durante un

intervalo de tiempo determinado.

(CEI 60050-191:1990)

Diagrama de bloques de fiabilidad (Reliability block diagram) : El diagrama

de bloques muestra, para uno o varios modos de funcionamiento de un

elemento complejo, como las fallos de los subsistemas representados por los

bloques, o combinación de ellos, dan lugar a un fallo del elemento.

(191 IEC 50)

Disponibilidad (Availability) : capacidad que tiene un aparato de desempeñar

una función requerida bajo determinadas condiciones, en un momento

determinado o durante un intervalo de tiempo específico, asumiendo que

existan los recursos externos requeridos.

[CEI 60050-191:1990]


Disponibilidad instantánea (Instantaneus availability) : Probabilidad de que

un elemento esté en un estado para llevar a cabo una función requerida en las

condiciones dadas en un instante determinado de tiempo, suponiendo que se

proporcionan los recursos necesarios externos.

(191 IEC 50)

Disponibilidad media (Mean availability) : La media de la disponibilidad

instantánea en un intervalo de tiempo determinado [t1, t2].

(191 IEC 50)

Nota: La disponibilidad media está relacionada con la disponibilidad instantánea

A (t), como

A t tt t

A t dtt

t( , ) ( )1 2

2 1

11

2=

− ∫

Disponibilidad en régimen permanente (Steady-state availability) : Media

de la disponibilidad instantánea en condiciones de régimen permanente en un

intervalo de tiempo dado.

(191 IEC 50)

Durabilidad (Durability) : Capacidad de un elemento de desarrollar una

función requerida bajo unas condiciones dadas de uso y de mantenimiento

hasta que se alcance un estado limite.

Nota: un estado limite de un elemento puede caracterizarse por el fin de la vida

útil, por su inadecuación por cualquier razón económica o tecnológica, o por

otros factores relevantes

(EN 13306:2001)

Duración (Duration): La diferencia entre los puntos extremos de un intervalo

de tiempo.

(191 IEC 50)

Terminología 317

Efecto (Efect) : El conjunto de manifestaciones de todo tipo que se derivan de

un solo fallo .


Eficacia del mantenimiento (Maintenace effectiveness) : Razón ente el

objetivo en el desarrollo del mantenimiento y el resultado real.

Eficiencia del mantenimiento (Maintenance efficiency) : Razón entre los

recursos planificados o esperados, necesarios para ejecutar la tarea de

mantenimiento requerida, y los recursos realmente utilizados.

Elemento (Item, entity) : Cualquier parte, componente, dispositivo,

subsistema, unidad funcional, del equipo sistema que puede ser

individualmente considerado.

(191 IEC 50)

Nota 1: Una elemento también puede ser llamado un 'item'.

Nota 2: un número dado de elementos, por ejemplo, un conjunto de elementos

o una muestra, pueden por si mismos considerarse como un elemento

Elemento reparable (Repairable ítem) : Elemento que puede, después de un

fallo y bajo unas condiciones determinadas, devolverse a un estado en el cual

pueda desarrollar una función requerida

(EN 13306:2001)

Nota: las condiciones determinadas pueden ser económicas, ecológicas,

técnicas y/o otras

Elemento reparado (Repaired ítem) : Elemento reparable que es de hecho

reparado después de un fallo.


(EN 13306:2001)

Ensayo de conformidad (Compliance test) : Ensayo destinado a mostrar si

una característica o propiedad de un elemento es o no conforme con la

especificación establecida.

(EN 13306:2001)

Equipos funcionalmente críticos (Functionally criticao equipment) : Los

componentes individuales o sistemas cuyo fallo tiene un efecto adverso sobre la

seguridad de la instalación, operación y / o el medio ambiente

Error (Error) : Una discrepancia entre un valor o condición monitorizada,

observada o medida y el valor o condición verdadera, especificada o

teóricamente correcta.

((191 IEC 50))

Error humano (Human error) : Acción humana que produce un resultado no

deseado.

(191 IEC 50)

Estado de disponibilidad (Availavility state) : Estado de un elemento

caracterizado por el hecho de que pueda desempeñar una función requerida.

(191 IEC 50)

Nota: Este estado se relaciona con el desempeño de disponibilidad

Estado de espera (Standby state) : Estado no operativo durante el tiempo

requerido.

(191 IEC 50)

Terminología 319

Estado de funcionamiento (Operating state) : Estado cuando un elemento

realiza una función requerida.

(191 IEC 50)

Estado de incapacidad (Disabled state) : Estado de un elemento

caracterizado por su incapacidad, por cualquier razón, para desempeñar una

función requerida.

(191 IEC 50)

Estado de inactividad (Idle state) : Estado de un aparato que se caracteriza

por presentar un fallo o una posible incapacidad para cumplir una función

específica durante el mantenimiento preventivo.

Estado de indisponibilidad (Down state): Estado de un elemento

caracterizado tanto por una avería o por una posible incapacidad para

desempeñar una función necesaria durante el mantenimiento preventivo.

(191 IEC 50)

Nota: Este estado se relaciona con el rendimiento de la disponibilidad.

Estado de no Funcionamiento (Non operating state) : Estado cuando una

elemento no cumple una función requerida.

(191 IEC 50)

Estado degradado (Degraded state) : Estado de un elemento que cumple sus

funciones con características inferiores a los valores asignados o cumple sólo un

parte de sus funciones.

(191 IEC 50)


Estado en régimen permanente (Steady state) : determina un valor

determinado para las condiciones de un elemento cuando los parámetros

característicos del elemento se mantienen constantes.

(191 IEC 50)

Estado operativo (Operating time) : estado en el que un aparato cumple una

función requerida.

(CEI 60050-191:1990)

Evento catastrófico (Catastrophic event / failure): Cualquier acontecimiento

que pueda dar lugar a la pérdida de la función primaria(s) del sistema (s) de la

que puede resultar en un daño importante al entorno del sistema, y / o causar

daños a la integridad física o pérdidas de vidas.


Explotación (Operation / explotation) : La combinación de todas las acciones

técnicas y administrativas destinadas a permitir a un elemento realizar una

función requerida, reconociendo la necesaria adaptación a los cambios de las

condiciones externas.

(191 IEC 50)

Nota: por las condiciones externas se entienden, por ejemplo, la demanda de

servicios y las condiciones ambientales.

Fallo (Failure): La terminación de la capacidad de una elemento para realizar

una función requerida.

Nota. Tras el fallo, el elemento tiene un avería.

Nota . "El fallo" es un evento, a diferencia de la "avería", que es un estado.

(191 IEC 50)

Terminología 321

Fallo (Failure) : suceso en un aparato que se caracteriza por su incapacidad de

este para cumplir una función requerida, excepto cuando esto ocurra durante el

mantenimiento preventivo u otras acciones previstas, o debido a la falta de

recursos externos.

(CEI 60050-191:1990)

Fallo crítico (Critical failure) : fallo de una elemento del equipo que origina un

cese inmediato de la capacidad de realizar su función.

Fallo crítico (Critical failure): Un fallo que se evalúa como probable del que

puede resultar daños a personas o daños materiales importantes.

Fallo de causa común (Common cause failure): Fallos de diferentes

elementos originados por un mismo evento pero que no son consecuencias de

otros.

(191 IEC 50)

Fallo de modo común (Comon mode failure) : fallo de varios elementos

caracterizado por el mismo modo de avería.

(191 IEC 50)

Fallo funcional (Functional failure) : Un fallo que resulta en la pérdida de la

función para la que está diseñado el componente o sistema.

Fallo no crítico (Non critical failure) : Un fallo que se valora que no puede

provocar lesiones a personas, daños materiales u otras consecuencias

inaceptables. (191 IEC 50)


Fallo por desgaste (Degraded failure) : Fallo cuya probabilidad de incidencia

aumenta con el paso del tiempo, como resultado de los procesos inherentes al

elemento

Nota: También es llamado "Error de la edad».

(191 IEC 50)

Fallo por envejecimiento (Ageing failure) : fallo cuya probabilidad de

aparición se incrementa con el paso del tiempo. Este tiempo es independiente

del tiempo de operación del elemento.

(EN 13306:2001)

Nota: El envejecimiento es un fenómeno físico que implica una modificación de

las características físicas y/o químicas del material.

Fallo primario (Primary failure): fallo de un elemento no causado directa o

indirectamente por un fallo o avería de otro elemento.

(EN 13306:2001)

Fiabilidad (medida) (Reliability): La probabilidad de que una entidad puede

realizar una función necesaria en las condiciones dadas para un intervalo de

tiempo determinado, [t1, t2].

(191 IEC 50)

Nota: 1. En general se supone que el elemento está en estado para realizar la

función requerida en el comienzo del intervalo de tiempo.

Nota 2. El término fiabilidad también se usa para denotar el rendimiento de

fiabilidad cuantificado por esta probabilidad.

Fiabilidad (rendimiento) (Reliability): La capacidad de una entidad para

Terminología 323

realizar una función necesaria en las condiciones dadas y para un intervalo de

tiempo dado.

(191 IEC 50)

Nota: En general se supone que la entidad está en un estado para realizar esta

función requerida en el comienzo del intervalo de tiempo.

Nota: El término fiabilidad también se utiliza como una medida del rendimiento

de fiabilidad.

Fiabilidad humana (Human reliability): La capacidad de un operador humano

de realizar una misión requerida en unas condiciones dadas y en un intervalo

de tiempo dado.


Función requerida (Required function) : función o combinación de funciones

de un aparato que se consideran necesarias para brindar un determinado

servicio.

(CEI 60050-191:1990)

Horas-hombre de mantenimiento (Maintenance man-hours): duración

acumulada de los tiempos de mantenimiento individual expresado en horas

empleadas por el personal de mantenimiento para un tipo específico de acción

de mantenimiento o durante un intervalo de tiempo determinado.

(CEI 60050-191:1990)

Nota: para mayor información específica, remítase a la Figura 191-10

“Diagrama de tiempo de mantenimiento” en CEI 60050-191.

Incidente (Incident) :Suceso que tenga o pueda tener efectos o consecuencias

criticas.



Indisponibilidad (Unavailability) : La incapacidad de una entidad a estar en

condiciones para llevar a cabo una función requerida en unas condiciones

dadas y en un instante determinado de tiempo.


Indisponibilidad (medida) (Unavailability): La probabilidad de que una

entidad no está en condiciones de realizar una función requerida, en unas

condiciones dadas y en un instante determinado de tiempo.


Nota: El termino indisponibilidad también se utiliza para denotar la

indisponibilidad de rendimiento cuantificado por esta probabilidad.

Indisponibilidad en régimen permanente (Steady state / unavailability) :

Media de la indisponibilidad instantánea en condiciones de régimen permanente

en un intervalo de tiempo dado.

((191 IEC 50))

Indisponibilidad instantánea (Instantaneus unavailability) : La probabilidad

de que un elemento no esté en condiciones de desempeñar una función

requerida en las condiciones dadas en un instante determinado de tiempo,

suponiendo que se proporcionan los recursos necesarios externos.

(191 IEC 50)

Indisponibilidad media (Mean unavailability) : Media de la indisponibilidad


(191 IEC 50)

Terminología 325

Nota: La disponibilidad media está relacionada con la disponibilidad instantánea

A (t), como

U t tt t

U t dtt

t( , ) ( )1 2

2 1

11

2=

− ∫

Instante de tiempo (Time instant) : Punto en una escala de tiempo.

(191 IEC 50)

Intervalo de tiempo ( Time interval) : La parte de una escala de tiempo, y

descrita, entre dos instantes de tiempo determinado.

(191 IEC 50)

Logística de Mantenimiento (Maintenance support) : La capacidad de una

organización de mantenimiento, en determinadas condiciones, para

proporcionar bajo demanda, los recursos necesarios para mantener una

elemento, en virtud de una política de mantenimiento dada.

(191 IEC 50)

Nota: Las condiciones dadas están relacionadas con el elemento en si mismo y

las condiciones en las que el elemento es usado y mantenido.

Mantenibilidad (medida) ( Maintenability) : La probabilidad de que una

determinada acción de mantenimiento activo de un elemento en determinadas

condiciones de uso, puede llevarse a cabo dentro de un intervalo de tiempo

indicado, cuando el mantenimiento se realiza bajo determinadas condiciones y

utilizando los procedimientos y los recursos establecidos, considerando que el

elemento esta defectuoso en el tiempo t = 0.

(191 IEC 50)


Mantenibilidad (rendimiento) ( Maintenability):La capacidad de una entidad

en determinadas condiciones de uso, de ser conservado, o devuelto a un

estado en que se puede realizar una función requerida, cuando el

mantenimiento se realiza bajo determinadas condiciones y utilizando los

procedimientos establecidos y los recursos.

(191 IEC 50)

Nota: El término de mantenibilidad" también se utiliza como una medida del

rendimiento de mantenibilidad.

Mantenimiento (Maintenance) : combinación de acciones técnicas y

administrativas, incluyendo supervisión, cuyo fin es mantener o reparar el

aparato para que opere en un estado que le permita realizar las funciones

requeridas.

(CEI 60050-191:1990)

Mantenimiento basado en condición (Condition based maintenance) :

Mantenimiento preventivo basado en la monitorización del funcionamiento y/o

de los parámetros del elemento, y las acciones subsiguientes.

Nota: La monitorización del funcionamiento y de los parámetros puede ser

programado, bajo demanda o continuo

Mantenimiento correctivo (Corrective maintenance) : mantenimiento

que se lleva a cabo después de haber reconocido la existencia de una avería, a

fin de devolver a la pieza de equipo al estado que le permita realizar una

función requerida.

[CEI 60050-191-1990]

Mantenimiento no programado ( Non scheduled maintenance):

Mantenimiento llevado a cabo, no en conformidad con un calendario

Terminología 327

establecido, sino después de la recepción de una indicación sobre el estado de

un elemento.

(191 IEC 50)

Mantenimiento predictivo (Predicted maintenace): Mantenimiento basado

en la condición realizado siguiendo una previsión consecuencia del análisis y

evaluación de los parámetros significativos de la degradación del elemento.

(EN 13306:2001)

Mantenimiento preventivo (Preventive maintenance) : mantenimiento

realizado a intervalos predeterminados o según criterios establecidos, y cuyo fin

es reducir la probabilidad de fallo o la degradación del funcionamiento de un

elemento.

(EN 13306:2001)

Mantenimiento programado (Scheduled maintenance) : Mantenimiento

preventivo ejecutado de acuerdo a un programa de tiempo establecido, o a un

número de unidades de uso definido. (EN 13306:2001)

MDT (tiempo medio de indisponibilidad) (Mean down time) : La

expectativa del tiempo de indisponibilidad

(191 IEC 50)

Mecanismo de fallo (Failure mechanism): proceso físico, químico o de otro

tipo que ha generado una fallo.

(CEI 60050-191:1990)

Media (valor medio de una variable) (Mean) : El valor obtenido como la

expectativa de una variable aleatoria.

(191 IEC 50)


Media de horas/hombre de mantenimiento (Mean maintenace man-

hours): La expectativa de las horas/hombre de mantenimiento.

(191 IEC 50)

Medida (en el tratamiento probabilístico de confiabilidad) (Measure) :

Una función o una cantidad utilizada para describir una variable aleatoria o un

proceso aleatorio.

(191 IEC 50)

Nota: Para una variable aleatoria, son ejemplos de medidas de la función de

distribución y la media.

Modelo de fiabilidad (Reliability model) : Un modelo matemático utilizado

para la previsión o estimación de las medidas del rendimiento de la fiabilidad de

un elemento.

(191 IEC 50)

Modo de avería (Fault model): Método mediante el cual se establece la

incapacidad de un elemento para desarrollar un función requerida.

Nota: Se desaconseja el uso del término “modo de fallo” en este sentido

Modo de fallo (Failure mode) : Efecto por el cual es observado el fallo.

(IEC 271)

Modo de fallo dominante (Dominat failure mode) : El modo más probable

de fallo de un componente durante su vida de diseño.

Terminología 329

Modos de fallo y análisis de los efectos (FMEA) (Failure modes and effects

analysis) : Método cualitativo de análisis del sistema que comprende el estudio

de los modos de fallos que puede existir en cada componente del sistema y la

determinación de las causas y los efectos de cada modo de fallo. ((191 IEC 50))

Monitorización de la condiciones (Condition monitoring) : Pruebas

adecuadas e inspecciones llevadas a cabo para determinar el estado actual de

desgaste y el deterioro progresivo de un componente con el fin de predecir

cuándo se alcanzará el punto de fallo esperado.

MRT ( tiempo medio de reparación) ( Mean repair time) . La esperanza

matemática del tiempo de reparación.

(191 IEC 50)

MTBF (tiempo medio entre fallos) ( Mean time between failure): La

esperanza matemática del tiempo de funcionamiento previsto entre dos fallos.

(191 IEC 50)

MTTF (tiempo medio hasta el fallo) ( Mean time to failure): La esperanza

matemática tiempo de funcionamiento previsto para el fallo.

(191 IEC 50)

MTTFF (Tiempo medio hasta el primer fallo) ( Mean time to first failure):

La esperanza matemática del tiempo de funcionamiento previsto para el primer

fallo.

(191 IEC 50)

MTTR (tiempo medio de reparación) ( Mean time to restoration / mean

time to recovery): La esperanza matemática de tiempo de restauración (o

reparación). (191 IEC 50)


MUT (tiempo medio de disponibilidad) (Mean up time): La esperanza

matemática del tiempo de disponibilidad.

(191 IEC 50)

Parte mantenible (Maintenable part): aparato que constituye una parte o

ensamblaje de partes, que generalmente se encuentra en el nivel más inferior

de la jerarquía del mantenimiento.

Período de fallo inicial (Initial failure period): Período inicial en la vida de un

elemento, que comienza en un instante determinado de tiempo y durante el

cual la intensidad de fallo instantánea de un elemento reparable o la tasa de

fallo instantáneo de elemento no reparable es considerablemente más alto que

el de la período posterior.

(191 IEC 50)

Período de fallo por envejecimiento (Ageing failute period): Posible periodo

en la vida de un elemento en el que la tasa de fallo aumenta rápidamente en

comparación con el período anterior.

(IEC 271)

Período de funcionamiento no requerido (Operating non required period)

:El intervalo de tiempo durante el cual el usuario no requiere la entidad esté en

condiciones para desempeñar una función requerida

(191 IEC 50)

Período de tasa de fallos constante (Constant failure rates period): Período

en la vida de un elemento reparable durante el cual la intensidad de fallo es

aproximadamente constante.

(191 IEC 50)

Terminología 331

Período de monitorización (Monitoring Period): intervalo de tiempo entre la

fecha de inicio y la fecha de recopilación de los datos.

Período de tasa de fallos constante (Constant failure rate period): Período

en la vida de un elemento reparable en que el la tasa de fallos es

aproximadamente constante.

(191 IEC 50)

Período requerido de funcionamiento (Operating requirement period): El

intervalo de tiempo durante el cual el usuario requiere que la entidad esté en

condiciones para desempeñar una función requerida.

(191 IEC 50)

Predicción (Prediction): El proceso de cálculo utilizado para obtener la

predicción del valor predicho (s) de una cantidad.

(191 IEC 50)

Nota: el término predicción también puede ser usado para indicar la predicción

de valor de una de una cantidad.

Recolector de datos (Data collector): persona u organización a cargo del

proceso de recolección de datos.

Redundancia (Redundacy): En un elemento, es la existencia y disponibilidad

de dos o más medios para realizar una función requerida.

(CEI 60050-191:1990)

Redundancia activa (Active redundacy): Redundancia en el que todos los

medios para realizar una función requerida están dispuestos para funcionar

simultáneamente. (191 IEC 50)


Redundancia en espera (Standby redundacy): Redundancia en la cual una

parte de los medios para desarrollar la función requerida están dispuestos para

operar, mientras que la(s) parte(s) restante(s) de aquellos se encuentran

inoperativos hasta que se necesiten.

Nota: La redundancia en espera también se denomina “redundancia pasiva”

(EN 13306:2001)

Redundancia de la unidad de equipo (Equipment unit redundacy): ( A nivel

de unidad de equipo) disponibilidad de más de un medio para realizar la función

requerida.

EJEMPLO: 3 X 50 %

Redundancia pasiva (Pasive redundacy): Esa redundancia donde una parte

de los medios para realizar la función requerida están destinados a operar

mientras que la parte restante de los medios están inoperativos hasta que sean

necesitados.

(191 IEC 50)

Reparación (Repair): La parte de mantenimiento correctivo en la cual acciones

manuales se desarrollan sobre el elemento.

(191 IEC 50)

Repuesto (spare parts / replacement) : Elemento destinado a reemplazar un

elemento análogo, con el fin de restablecer la función requerida original del

elemento.

(EN 13306:2001)

Terminología 333

Retraso logístico (Logistic delay / Technical delay) : Parte del tiempo durante

el cual el mantenimiento no puede ejecutarse debido a la necesidad de adquirir

recursos de mantenimiento, excluyendo cualquier otro retraso administrativo.

(EN 13306:2001)

Nota: Los retrasos logísticos pueden ser, por ejemplo, debidos a

desplazamiento a instalaciones desatendidas, a la espera en la llegada de

repuestos, especialistas, equipamiento de ensayo e información, y a la

inexistencia de condiciones ambientales apropiadas.

Revisión (Revision): Conjunto extenso de exámenes y acciones, ejecutado con

el fin de mantener el nivel requerido de disponibilidad y seguridad de un

elemento

Nota: La revisión puede desarrollarse a intervalos prescritos de tiempo o

después de un número de operaciones dado.

Nota: La revisión puede requerir un desmontaje completo o parcial del

elemento

Riesgo (Risk): Situación que es potencialmente peligroso para el hombre, la

sociedad o el medio ambiente.


Riesgo (Risk): (Medida ) Combinación de la medida de la ocurrencia de un

acontecimiento indeseable y la medida de los efectos de las consecuencias.



Seguridad (medida) (Security): Probabilidad de que una entidad, en

determinadas condiciones no cause los eventos críticos o catastróficos.


Nota: La seguridad a largo plazo también se refiere a la seguridad (el

rendimiento).

Seguridad (rendimiento) (Security):Capacidad de una entidad de no causar,

en determinadas condiciones, situaciones críticas o catastróficas.


Seguridad de funcionamiento (Dependability): Conjunto de propiedades

utilizadas para describir la disponibilidad y sus factores de influencia: fiabilidad,

mantenibilidad y sostenibilidad del mantenimiento.

(EN 13306:2001)

Nota 1. La seguridad de funcionamiento se utiliza exclusivamente para

descripciones generales en términos no cuantitativos.

Nota 2. También se utiliza la misma definición con el término “confiabilidad”

Sistema (System): Conjunto determinado de elementos discretos o

componentes que están interconectadas, o están interactuando.


Sistemas Críticos (Critical systems): Sistemas cuyo fallo afecta negativamente

a la seguridad de la instalación, el medio ambiente y / o causa una pérdida de

consecuencias inaceptables.

(191 IEC 50)

Terminología 335

Sostenibilidad del mantenimiento (Maintenance susteinability): Capacidad

de un organización de mantenimiento de disponer del soporte de

mantenimiento apropiado en el lugar necesario para desarrollar la actividad de

mantenimiento requerida en un instante dado, o durante un intervalo de tiempo

determinado

(EN 13306:2001)

Nota: la sostenibilidad de mantenimiento también es conocida con el termino

de “soporte logístico de mantenimiento”

Subunidad (subunit): Ensamblaje de aparatos que cumple una función

específica y que es necesaria para que la unidad de equipo logre el desempeño

esperado dentro del límite principal.

Tarea sobre un componente (Task) work): Tarea realizada cuando el

funcionamiento o la condición del componente alcanza un estado no

satisfactorio (lo cual puede ser predefinido o determinado por una evaluación

técnica). El estado de desgaste y / o mal funcionamiento se determinará por

medio de una operación o prueba de comprobación del estado

Suceso no deseado (Non desired event / unwanted event): Evento (en la vida

de una entidad) que no debería ocurrir, o que debería ocurrir con una

probabilidad baja considerando los objetivos de confiabilidad. (RAMS. Villemeur,

Alain)

Tasa de aparición de fallos (Failure rate): Número de fallos de un elemento

en un intervalo de tiempo determinado, dividido por el intervalo de tiempo.

(EN 13306:2001)

Nota: en ciertos casos la unidad de tiempo puede reemplazarse por unidades

de uso


Tasa de fallo instantáneo (Instantaneous failure rate): El límite, si existe, de

la relación entre la probabilidad condicionada en un instante de tiempo, T, de

que se produzca el fallo de un elemento en el intervalo de tiempo dado (t + Δ

t) y la duración de este intervalo Δt, cuando Δt tiende a cero, considerando que

el elemento se encuentra en un estado operativo en el comienzo del intervalo

de tiempo.

(191 IEC 50)

Tasa de reparación (Repair rate): El límite, en su caso, de la relación entre la

probabilidad de que la acción de mantenimiento correctivo termina en un

intervalo de tiempo, [t, t + Δ t], y la duración de este intervalo Δt, cuando Δt

tiende a cero, dado que la acción no había concluido al comienzo del intervalo

de tiempo.

(191 IEC 50)

Nota: También se llama "tasa de reparación instantánea".

Tasa media de fallo (Mean failure rate): La media de la tasa de fallo


(191 IEC 50)

Nota: La tasa de fallo media está relacionado con la tasa de fallo instantáneo λ

(t), como

λ λ( , ) ( )t tt t

t dtt

t

1 22 1

11

2=

− ∫

Terminología 337

Tasa media de reparación (Mean repair rate): Media de la tasa instantánea

de reparación en un intervalo de tiempo determinado [t1, t2].

(191 IEC 50)

Nota: La tasa de fallo media está relacionado con la tasa instantánea de

reparación λ (t), como

μ λ( , ) ( )t tt t

t dtt

t

1 22 1

11

2=

− ∫

Test (ensayo) (Test): Experimento llevado a cabo con el fin de medir,

cuantificar o calificar una característica o una propiedad de un elemento.

(191 IEC 50)

Tiempo en espera (Time out): El intervalo de tiempo durante el cual una

entidad está en un estado de espera.

(191 IEC 50)

Tiempo activo de mantenimiento (Active maintenance time): Es la parte del

tiempo de mantenimiento durante el cual una acción de mantenimiento se

realiza en una entidad, ya sea automáticamente de forma manual, con

exclusión de los retrasos de logística.

[CEI 60050-191:1990]

Tiempo activo de mantenimiento correctivo (Active corrective

maintenance time): Es la parte del tiempo de mantenimiento activo durante el

cual se realizan sobre un elemento las acciones de mantenimiento correctivo.

[CEI 60050-191:1990]

Tiempo activo de mantenimiento preventivo (Active preventive

maintenace time): Es la parte del tiempo de mantenimiento activo durante el

cual las acciones de mantenimiento preventivo se realizan sobre un elemento.

[CEI 60050-191:1990]


Tiempo acumulado (Cumulative time): La suma de las duraciones de tiempo

caracterizado por las condiciones dadas en un intervalo de tiempo dado.

((191 IEC 50))

Tiempo de avería (Break-down time): Intervalo de tiempo durante el cual un

elemento se encuentra en un estado de indisponibilidad debido a un fallo.

(191 IEC 50)

Tiempo de disponibilidad (Availability time): El intervalo de tiempo durante

el cual una entidad está en un estado de disponibilidad.

(191 IEC 50)

Tiempo de funcionamiento (Operating time): Intervalo de tiempo durante el

cual una entidad está en un estado de funcionamiento.

(191 IEC 50)

Tiempo de funcionamiento entre fallos (Operating time between failure):

Duración del tiempo total de funcionamiento entre dos fallos consecutivos de

un elemento de reparable.

(191 IEC 50)

Tiempo de inactividad o tiempo muerto (Down time / time-out: Intervalo

de tiempo durante el cual un aparato se encuentra en estado de interrupción o

inactividad.

(CEI 60050-191-1990)

Nota: Para mayor información específica, remítase a la figura 191-10 “Diagrama

de tiempo de mantenimiento” en CEI 60050-191.

Terminología 339

Tiempo de indisponibilidad (Unavailability time): El tiempo en el que un

elemento está en un estado de indisponibilidad.

(191 IEC 50)

Tiempo de mantenimiento (Maintenance time): El intervalo de tiempo

durante el cual una acción de mantenimiento se realiza en un elemento, ya sea

manualmente o de forma automática, incluidos los retrasos técnicos y retrasos

logísticos.

(191 IEC 50)

Tiempo de mantenimiento correctivo (Corrective maintenance time): Es la

parte del tiempo de mantenimiento durante el cual el mantenimiento correctivo

se realiza en una entidad, incluidos los retrasos técnicos y los retrasos

inherentes a la logística de mantenimiento correctivo.

(191 IEC 50)

Tiempo de mantenimiento preventivo (Preventive maintenance time):

Parte del tiempo de mantenimiento durante el cual el mantenimiento preventivo

se realiza sobre una entidad, incluidos los retrasos técnicos y logísticos

inherentes a los retrasos en el mantenimiento preventivo.

(191 IEC 50)

Tiempo de reparación (Repair time): Parte del tiempo de mantenimiento

correctivo activo en el que las acciones de reparación se llevan a cabo sobre un

elemento.

(191 IEC 50)

Tiempo entre fallos (Time between failure): Duración entre dos fallos

consecutivos de un elemento.


Tiempo hasta el fallo (Time to failure): Duración total de tiempo de

funcionamiento de un elemento, desde el instante de su primera puesta en

marcha hasta el fallo, o desde el momento de la restauración hasta el fallo

siguiente.

(191 IEC 50)

Tiempo hasta el primer fallo (Time to first failure): Duración total de tiempo

de funcionamiento de un elemento, desde el instante de su primera puesta en

marcha, hasta el fallo.

(191 IEC 50)

Tiempo medio de mantenimiento correctivo activo (Mean active

corrective maintenance time): La esperanza matemática de tiempo que el de

mantenimiento correctivo activo.

(191 IEC 50)

Tiempo medio de funcionamiento entre fallos (Mean operating time

between failure / Mean uptime between failure): Esperanza matemática del

tiempo de funcionamiento entre fallos

Tiempo medio entre fallos (Mean time between failure): La esperanza

matemática de tiempo entre dos fallos consecutivos de un elemento de

reparable.

(191 IEC 50)

Tiempo operativo (Operating time): intervalo de tiempo durante el cual un

aparato está en estado operativo.

(CEI 60050-191:1990)

Terminología 341

Tiempo requerido (Required time): Intervalo de tiempo durante el cual el

usuario demanda que el elemento se encuentre en condiciones de desarrollar

un función requerida.

Tolerancia a fallos (Fault tolerance): El atributo de un elemento que hace

que sea capaz de desempeñar una función necesaria en presencia de ciertos

defectos en subelementos .

(191 IEC 50)

Unidad de equipo (Equiment unit): unidad específica de equipo dentro de una

clase de equipo, tal como se define dentro del límite principal.

EJEMPLO: una bomba

Vida económica de un ciclo (Economic life of a cycle): El tiempo esperado

de permanencia en servicio de un componente antes de necesitar ser

reemplazado debido a averías causadas por el envejecimiento.

Vida útil (Useful life): Bajo determinadas condiciones, el intervalo de tiempo

que comienza en un instante determinado de tiempo, y que termina cuando la

intensidad del fallo se vuelve inaceptable o cuando el elemento se considera

irreparable como resultado de una avería.

((191 IEC 50))

XI

APLICACIONES SOFTWARE PARA ANÁLISIS RAMS

XI.1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS

Una de las estrategias más modernas desarrolladas para gestionar el

mantenimiento en todos sus aspectos es la basada en los análisis RAMS:

Reliability, Availability, Maintainabilty & Safety, es decir, basada en los análisis

de Fiabilidad, Disponibilidad, Mantenibilidad y Seguridad de los equipos, cuatro

factores claves a tener en cuenta para realizar una óptima gestión del

mantenimiento industrial tanto en la fase preparatoria de un equipo como en su

fase de operación.

Los análisis RAMS permiten pronosticar la indisponibilidad de un proceso

o equipo, de acuerdo a su configuración, fiabilidad de sus componentes,

políticas de mantenimiento, recursos disponibles y filosofía operacional. El

análisis tiene en cuenta, entre otros factores: la fiabilidad de los equipos, la

configuración del sistema, los fallos aleatorios y sus reparaciones, la influencia

del “error humano”, las pérdidas de capacidad por degradación, el tiempo fuera

de servicio por mantenimiento planificado, la disponibilidad de recursos

humanos y materiales y la probabilidad de ocurrencia de eventos especiales no

deseados. Estos análisis permiten predecir la mayoría de los escenarios de paro

(fallos) del proceso o equipo e identificar las implicaciones económicas de cada

escenario probable, considerando la configuración del sistema, la fiabilidad de

los equipos, las políticas de mantenimiento y la filosofía operacional. Asimismo

permiten identificar los equipos y sistemas críticos, con el objetivo de proponer

acciones de mitigación, basados en un análisis costo-riesgo.


Para posibilitar en la práctica estos análisis sobre los equipos, distintos

fabricantes han puesto a punto paquetes informáticos para cubrir y dar soporte

a todas las necesidades en este campo. Sin embargo, el conjunto de

herramientas software disponibles en el mercado no obedecen a una estructura

definida, por lo que su evaluación y posterior comparación tanto a nivel

cuantitativo como cualitativo, es compleja. Por este motivo, se ha desarrollado

el presente capítulo.

Es, por tanto, objeto de este capítulo la búsqueda, estudio y

comparación de un conjunto de paquetes de software de gestión de la fiabilidad

para su aplicación tanto a la fase preparatoria y de diseño de los equipos, como

a las operaciones relativas a la fase de operación. Concretamente se cubrirán

los siguientes objetivos:

• Revisión de un conjunto representativo de herramientas software

de soporte a la gestión de la fiabilidad, utilizando análisis RAMS.

• Descripción modular de cada herramienta, funciones y

características más importantes de cada una de ellas.

Conviene mencionar que cada software puede emplear distintas

estrategias o metodologías de cálculo, dando origen a módulos o subpaquetes

distintos según la estrategia implementada. En general, como se observará más

adelante, cada paquete integrado ofrece al usuario varios módulos

correspondientes a diferentes estrategias de análisis (por ejemplo, árboles de

fallo, FMEA, Weibull, Markov, etc).

En el presente capítulo, se ha sometido a estudio un total de tres

herramientas software de gestión de fiabilidad. Los paquetes informáticos

considerados constituyen un conjunto muy representativo de los mismos,

habiéndose seleccionado los principales y más importantes, no obstante,

existen diversas herramientas informáticas para la gestión de la fiabilidad que

no se han contemplado en este estudio. El objetivo no es evaluar un número

Aplicaciones Software para Análisis RAMS 345

elevado de herramientas, sino una muestra representativa y accesible de los

mismos.

No forma parte del estudio la comparación entre las eficiencias

computacionales de los paquetes seleccionados. Asimismo, queda excluida a

todos los niveles la valoración económica del uso de estos paquetes

informáticos.

XI.2. TIPOS DE ANÁLISIS MÁS UTILIZADOS

A continuación, se explican brevemente los distintos tipos de análisis más

utilizados o implementados en la mayoría de herramientas software de análisis

RAMS. Para el resto de terminología puede consultarse la norma UNE-EN-

13306:2002.

1.-ANÁLISIS DE ÁRBOLES DE FALLOS.-

Es un método deductivo que comienza con la búsqueda de un suceso no

deseado, “Suceso Superior”, el objetivo es analizar las causas de dicho suceso y

cuantificar la probabilidad de que ocurra. El análisis de las causas se realiza

mediante un diagrama lógico, donde se refleja cómo la combinación de diversos

sucesos elementales, conducen a la aparición del Suceso Superior. Es una

representación gráfica de los acontecimientos en un orden jerárquico, que

permite identificar y clasificar los posibles acontecimientos (representados

gráficamente en forma de esquema tipo árbol) que pueden causar un fallo del

sistema, y realizar estimaciones de probabilidad de fallo del sistema.

Con esta información detallada, los esfuerzos para mejorar la seguridad y

fiabilidad del sistema son más centrados y adaptados al sistema en cuestión.

Además, el análisis de árbol de fallos puede ayudar a prevenir la ocurrencia de

fallos ya que proporciona datos que muestran cómo y en qué circunstancias


puede producirse, determinando la importancia de cada elemento crítico del

sistema.

Es una técnica aplicable a sistemas estáticos y dinámicos complejos,

proporciona bases objetivas para analizar el diseño de un sistema, sus causas

comunes de fallo y permite comprobar el cumplimiento de los requisitos de

seguridad, así como justificar cambios y complementos.

2.-ANÁLISIS DE ÁRBOLES DE SUCESOS.-

Es una técnica inductiva llamada diagrama de sucesos o secuencias de

sucesos, se emplea combinada al árbol de fallos. En ella se describe de forma

cualitativa las respuestas de un sistema frente a un evento inicial, generalmente

un fallo. Para ello desarrolla un encadenamiento hacia atrás que despliega

tantas ramas como consecuencias tenga el evento, teniendo en cuenta tanto

acciones de funcionamiento como de fallo. Como resultado se obtiene una

estructura ramificada en la que cada rama es la representación estática de un

proceso dinámico.

Un árbol de eventos comienza con un evento de apertura, tal como un

fallo de un componente, el aumento de la temperatura/presión o la liberación

de una sustancia peligrosa. Las consecuencias del suceso son seguidas por una

serie de caminos posibles. A cada ruta se le asigna una probabilidad de

ocurrencia y se puede calcular la probabilidad de los distintos resultados

posibles.

La idea se basa en la discretización de la evolución de accidentes reales

en pocos eventos, caracterizados por: la intervención (o no) de los sistemas de

protección que se supone han de tomar medidas para la mitigación de los

accidentes, el cumplimiento (o no) de las funciones de seguridad y la presencia

(o no) de fenómenos físicos.


3.-FMEA/FMECA.-

Un análisis de los modos de fallo, sus efectos (FMEA) y su criticidad

(FMECA) es un método cualitativo que identifica los potenciales modos de fallo

y analiza las consecuencias sobre el sistema de todos los posibles fallos que

pueden afectar a un componente, proponiendo medidas para evitarlos o para

minimizar las consecuencias de los mismos. El método analiza sistemáticamente

los modos de fallo a nivel de componente, equipo y subsistema, valora los

efectos y criticidad (FMECA) en el sistema y la probabilidad de que ocurran.

Básicamente identifica las zonas que necesitan ser mejoradas para asegurar

que el sistema sea más fiable y seguro (a nivel global) en el cumplimiento de

sus funciones. El método sigue una aproximación inductiva, partiendo del fallo

de un componente y siguiendo el efecto que éste produce a través del sistema,

buscando todas las consecuencias posibles. Para la realización de un estudio

FMEA es necesario disponer de la siguiente información básica del sistema, sus

equipos y componentes: descripción física y funcional, objetivo del sistema,

condiciones de entorno y funcionamiento, descripción de los fallos, modos de

fallo y el efecto del fallo sobre el sistema.

La característica más sobresaliente de este método es que trata todos los

componentes y elementos del sistema, proporcionando todos los modos de fallo

a considerar y cuantifica los acontecimientos mediante el uso de probabilidades

o frecuencias esperadas para los diferentes modos de fallo. En ocasiones,

estudios FMEA se utilizan como paso previo para la aplicación de otros métodos

como el Árbol de Fallos o el Árbol de Sucesos.

4.-ANÁLISIS DE WEIBULL.-

El análisis de Weibull es el más utilizado para ajustar datos fiabilísticos a

una representación o modelo formal matemático. Esto es así dado que la

distribución de Weibull puede representar fallos de componentes de acuerdo a


las distribuciones normal, exponencial y otras, con sólo cambiar el valor de sus

parámetros.

Mediante el análisis de Weibull pueden obtenerse muy buenos resultados

en el análisis de fallos, así como buenas predicciones sobre fallos futuros,

partiendo de muestras muy pequeñas. Representando gráficamente los fallos,

con escalas logarítmicas, es posible obtener la recta a la que mejor se ajustan

los puntos representados, recta que definirá los parámetros de la función de

distribución de Weibull que representa el comportamiento del elemento en

cuestión respecto al fallo.

5.-ANÁLISIS HAZOP.-

El método HAZOP (Hazard & Operability), es decir, el análisis de riesgo y

operatividad es un estudio que posibilita ver de forma cualitativa cuáles son las

consecuencias sobre un sistema al variar las condiciones de operación. Un paso

más allá en el estudio, sería realizar la búsqueda cuantitativa del rango de

desviaciones límites de los valores nominales de diseño, dentro del cual los

equipos sigan manteniendo su aptitud y el sistema permanezca en

funcionamiento.

6.-ANÁLISIS DE MARKOV.-

Los análisis de Markov tienen sus orígenes en los estudios sobre la

secuencia de los experimentos conectados en cadena. El análisis de Markov es

una forma de analizar el movimiento actual de alguna variable, a fin de

pronosticar un movimiento futuro de la misma cuyo comportamiento

probabilístico queda determinado únicamente por el estado actual del proceso.


El análisis de Markov está basado en el análisis de la fiabilidad y la

disponibilidad. El comportamiento de la fiabilidad de un sistema se representa

usando un diagrama de transición, que consiste en un conjunto de estados

discretos en los que el sistema puede estar, y define la velocidad a la que las

transiciones entre los estados pueden tener lugar, es decir, en el caso de la

fiabilidad y el análisis de disponibilidad, corresponden a secuencias de fallos y

reparación.

El modelo de Markov se analiza con el fin de determinar medidas como

la probabilidad de estar en un estado determinado en un punto dado en el

tiempo, la cantidad de tiempo que se espera que un sistema pase en un estado

determinado, así como el número esperado de transiciones entre los estados:

por ejemplo, representa el número de fallos y reparaciones.

7.-ANÁLISIS RBD.-

Los análisis de los diagramas de bloques de fiabilidad son iguales que los

análisis de árboles de fallo pero en vez de asignar a cada nodo su tasa de fallo

( iλ ), se le asigna su fiabilidad (1- iλ ). De esta forma, permite procesar la

fiabilidad y disponibilidad de un sistema

8.-SIMULACIÓN DE MONTE CARLO.-

La simulación de Monte Carlo es una técnica que combina conceptos

estadísticos (muestreo aleatorio) con la capacidad que tienen los ordenadores

para generar números pseudos-aleatorios y automatizar cálculos. La simulación

de Monte Carlo se ha venido aplicando a una infinidad de ámbitos como

alternativa a los modelos matemáticos exactos o incluso como único medio de

estimar soluciones para problemas complejos.


Es una técnica cuantitativa que hace uso de la estadística y los

ordenadores para imitar, mediante modelos matemáticos, el comportamiento

aleatorio de sistemas reales no dinámicos (por lo general, cuando se trata de

sistemas cuyo estado va cambiando con el paso del tiempo, se recurre bien a la

simulación de eventos discretos o bien a la simulación de sistemas continuos).

La clave de la simulación MC consiste en crear un modelo matemático

del sistema, proceso o actividad que se quiera analizar, identificando aquellas

variables (inputs del modelo) cuyo comportamiento aleatorio determina el

comportamiento global del sistema. Una vez identificados dichos inputs o

variables aleatorias, se lleva a cabo un experimento consistente en (1) generar,

con ayuda del ordenador, muestras aleatorias (valores concretos) para dichos

inputs, y (2) analizar el comportamiento del sistema ante los valores generados.

Tras repetir n veces este experimento, dispondremos de n observaciones sobre

el comportamiento del sistema, lo cual nos será de utilidad para entender el

funcionamiento del mismo, obviamente, nuestro experimento será tanto más

preciso cuanto mayor sea el número n de experimentos que llevemos a cabo.

XI.3. HERRAMIENTAS SOFTWARE DE ANÁLISIS RAMS

Las herramientas software que se tratan en este capítulo y sus módulos (ver

ejemplos seleccionados en Tabla 11.1), son paquetes informáticos orientados,

por un lado, al análisis de fiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad y seguridad

de los equipos (Análisis RAMS), tanto basados en datos estándares como

basados en datos históricos y, por otro, orientados al análisis de optimización

de costes y planificación de acciones de mantenimiento. Estas herramientas

pueden ser utilizadas tanto en la fase de operación como en la fase

preparatoria o de diseño, como soporte a la toma de decisiones en la gestión

global del mantenimiento.


RELEX ITEM RELIASOFT

* FMEA * Failure Mode, Effects and Criticality Analysis (FMECA)

* XFMEA * FMEA Accelerator

* Reliability Prediction * Reliability Prediction * PREDICT

* RBD (Reliability Block Diagram) ‐ OpSim (System Optimization and Simulation)

* Reliability Block Diagram (RBD) * BlockSim

* Fault Tree * Fault Tree Analysis (FTA)

* Event Tree * Event Tree Analysis (ETA)

* Maintainability * Maintainabiliy

* Markov * Markov Analysis

* Weibull * WEIBULL++

* FRACAS

* XFRACAS

* Human Factors * Spares Scaling and Ranging * RCM++

* LCC (Life Cycle Cost) * ALTA

*Phase diagrams * RENO

* DOE++

* MPC

* RGA

Tabla 11.1. Herramientas y módulos constitutivos

Cada una de las herramientas sometidas se compone de varios módulos,

los cuales se comercializan de forma independiente, es decir, aunque un

conjunto de módulos constituyan un paquete informático integrado, tienen

precios individuales, de forma que es posible la adquisición por separado de

aquellos módulos que realicen la función que se desee.


A continuación, en la Tabla 11.1se muestra cada herramienta y se detalla

los módulos que ofrece cada una de ellas:

XI.3.1. INTRODUCCIÓN A LAS HERRAMIENTAS

** RELEX **

El software RELEX integra un total de doce módulos, centralizados en

una misma interfaz desde la que se puede acceder de manera rápida a todos

ellos, con posibilidad de simultanearlos dos a dos. Los módulos que lo

componen son:

- Relex Fault Tree.

- Relex Event Tree.

- Relex FMEA.

- Relex Human Factors.

- Relex FRACAS.

- Relex LCC (Life Cycle Cost).

- Relex Maintainability.

- Relex Markov.

- Relex Phase diagrams

- Relex Reliability Prediction.

- Relex RBD (Reliability Block Diagram) - OpSim (System

Optimization and Simulation).

- Relex Weibull.

Estos módulos permiten hacer un análisis amplio y preciso de la fiabilidad

de un equipo o sistema.


Cada módulo puede operar de forma totalmente independiente, pero a

su vez, están integrados en una misma plataforma común (Relex Architect) que

permite sincronizar los cálculos integrándolos en una misma interfaz. Esta

estructura posibilita a cada módulo mostrar datos de forma dinámica, lo que

asegura que los resultados de los cálculos realizados en un módulo estén

inmediatamente disponibles en los otros. Este único nivel de interactividad

proporciona consistencia e incrementa la exactitud en todos los análisis.

Una vez se realizan los diferentes análisis, el software elabora un informe

de resultados. La aplicación para elaborar gráficos que posee la herramienta

Relex permite elegir entre una amplia variedad de plantillas ya confeccionadas,

con la posibilidad de adaptarlas según requerimientos del usuario y visualizar

correctamente los resultados que se deseen.

Por otro lado, la base de datos común que los distintos módulos de Relex

llevan incorporada o que se han ido incorporando, permiten de forma dinámica

mostrar y actualizar resultados según se vayan modificando los valores

introducidos en dichas bases. Por ejemplo, la tasa de fallos de los componentes

calculada por Relex Reliability Prediction podría ser utilizada en Relex FMEA

para obtener automáticamente las tasas de modos de fallos. O bien se podrían

utilizar estas tasas de fallo en Relex RBD para tenerlas en cuenta en los

resultados de fiabilidad y disponibilidad de componentes.

** ITEM **

El software Item fue diseñado en 1986 con el objetivo de abordar tanto

el campo de la Calidad (Quality) como el campo de las evaluaciones RAMS, por

ello, este software se utiliza para hacer análisis de fiabilidad (Reliability),

disponibilidad (Availability), mantenibilidad (Maintainability) y seguridad

(Safety) de equipos industriales, es decir, Item Software es apto para realizar

evaluaciones RAMS (Reliability, Availability, Maintainability and Safety).


La herramienta integra un total de 8 módulos relacionados con técnicas

de Fiabilidad, Mantenibilidad, Disponibilidad, Seguridad y Riesgo. Se enumeran

a continuación:

- Reliability Prediction:

- Failure Mode, Effects and Criticality Analysis (FMECA)

- Reliability Block Diagram (RBD)

- Fault Tree Analysis (FTA)

- Event Tree Analysis (ETA)

- Markov Analysis

- Maintainabiliy

- Spares Scaling and Ranging

Al igual que el software Relex, estos módulos también permiten realizar

análisis precisos de la fiabilidad de un equipo o sistema. Cada módulo puede

operar de forma totalmente independiente ó de forma integrada, el software

permite la integración de los diferentes módulos en función de las necesidades

de cada organización.

Item Toolkit utiliza estándares internacionales reconocidos y permite

desarrollar análisis integrales de Fiabilidad, Mantenibilidad, Disponibilidad,

Seguridad y Riesgo a nivel de sistemas, equipos y componentes.

** RELIASOFT**

La compañía Reliasoft ha diseñado un conjunto de 12 herramientas

relacionadas con el área de Fiabilidad y Análisis de Fallos, estas herramientas se

listan a continuación:


- WEIBULL++ - PREDICT

- ALTA - XFMEA

- DOE++ - RCM++

- RGA - FMEA Accelerator

- BlockSim - MPC

- RENO - XFRACAS

Reliasoft está centrado en el área de fiabilidad, calidad y planificación de

actividades de mantenimiento en equipos y procesos. Este software también

utiliza estándares internacionales reconocidos y permite, al igual que Relex e

Item, realizar un análisis amplio y preciso de la fiabilidad de un equipo o

sistema.

XI.3.2. CARACTERÍSTICAS DE MÓDULOS COMUNES

Para facilitar el análisis comparativo por parte del lector, a continuación se

describen en formato de tabla las principales características de todos aquellos

módulos que tienen en común las tres herramientas, ya sean comunes a todas

ellas (Tabla 11.2) o comunes dos a dos (Tabla 11.3 y Tabla 11.4). Para ello, se

ha elaborado una síntesis de las principales funciones que cubre cada uno de

los módulos en función del fabricante para, de esta forma, poder valorar la

existencia o no de diferencias funcionales entre módulos comunes.

El estudio por comparación de módulos comunes de distintas

herramientas software de análisis RAMS, sugiere la existencia de módulos

“básicos” para la implementación eficaz y eficiente de dichos análisis utilizando

plataformas informáticas de arquitectura modular.


RELEX ITEM RELIASOFT * FMEA Este módulo realiza un análisis de los modos de fallo y sus efectos, es decir, analiza los potenciales modos de fallo de un sistema y los efectos resultantes de esos fallos. Soporta la mayoría de estándares industriales y permite realizar el diseño y la ejecución de análisis FMEA a nivel sistema (bloque funcional), grupos de piezas y a nivel componente. Las tasas de fallo calculadas por el módulo de Predicción de Fiabilidad se actualizan constantemente, y de forma instantánea en Relex FMEA. Combinando el módulo de Relex Fault Tree con el de FMEA se puede generar un árbol de fallos mostrando todos los modos de fallo que contribuyen a producir un efecto.

Este módulo organiza y almacena la información en una tabla y permite definir las consecuencias del fallo, realizando también valoraciones de la criticidad a través de números de prioridad del riesgo (RPN=Risk Priority Number) y cálculos probabilísticos de los modos de fallo.

* FMECA

Este módulo identifica los modos de fallo, sus efectos y realiza un análisis de criticidad para clasificar los modos de fallo en función de su gravedad y probabilidad de ocurrencia real. Proporciona una interfaz gráfica intuitiva con múltiples opciones para construir y realizar un análisis, facilitando la entrada de datos. Soporta los estándares de fiabilidad: MIL-STD-1629ª,IEC-61508 FMEDA, ISO9000/QS9000 y BS5760Part 5. Adicionalmente, el módulo incluye una librería de modos de fallos procedentes del estándar MIL-HDBK-338.

* XFMEA - * FMEA Accelerator

El módulo XFMEA posee una interfaz personalizable (también los informes) y se integra con Weibull++, ALTA y BlockSim. Permite enlazar o adjuntar archivos al análisis (diagramas de flujo, etc.), copiar/pegar e importar/exportar secciones enteras entre análisis diferentes, así como importar modos de fallo desde Excel. El software viene con una matriz de escalas predefinidas de severidad, ocurrencia y detección, que permite la creación de escalas propias. Define y gestiona las acciones recomendadas e identificadas por el análisis FMEA, incluyendo el envío de notificaciones vía e-mail y la creación de informes y gráficos. El módulo posibilita a múltiples usuarios trabajar cooperativamente en el análisis, así como restringir el acceso a usuarios no autorizados.

El módulo FMEA Accelerator permite elaborar un análisis FMEA de manera rápida y simplificada mediante el uso de plantillas preparadas, que proporcionan una descripción general de las funciones típicas, fallos, efectos y causas. Estas plantillas sirven como punto de partida para posteriores análisis específicos y ayudan a identificar, evaluar y atacar los modos de fallo críticos. Posee una amplia colección de plantillas para una gran variedad de componentes y se integra con los módulos Xfmea y RCM++.

* Reliability Prediction

Realiza un análisis cuantitativo para predecir la tasa de fallo de un sistema en función de sus componentes y condiciones de funcionamiento. La predicción de la fiabilidad se realiza mediante un cálculo matemático utilizando ecuaciones referenciadas a un estándar y desarrolladas con técnicas estadísticas para completar la posible falta de datos existente en el funcionamiento de equipos reales. En primer lugar se define el sistema y todos sus componentes, a continuación, se determina la tasa de fallo de cada componente y se suman para obtener la tasa de fallo del sistema.

* Reliability Prediction

Predice las frecuencias de fallos y MTBF en equipos existentes. Utiliza 5 modelos de predicción de fiabilidad: MIL-HDBK-217 F Notice 2 US Military(Electronic), Telcordia TR-332 & SR-332 US Telecom (Electronic), IEC62380 European Telecom(Electronic),China(GJB/Z) 299B Chinese Military(Electronic), NSWC06/LE1US Naval(Mechanical).

* PREDICT

Identifica las áreas de fallos potenciales para mejorar la fiabilidad global del sistema. Este módulo se basa en los principales estándares de fiabilidad (MIL-217, Bellcore, NSWC, RDF 2000 y China 299B) y ofrece una colección extensa de librerías de componentes predefinidas, y la posibilidad de crear librerías propias con el objetivo de ahorrar tiempo en análisis futuros. En líneas generales, permite: crear una configuración del sistema, definir las características de cada componente y condiciones operativas, calcular resultados (Tasas de Fallo, etc.) a cualquier nivel, generar diagramas, gráficos, tablas e informes personalizables y exportar/importar datos.


RELEX ITEM RELIASOFT * RBD – OpSim Pemite hacer análisis de diagramas de bloques de fiabilidad, es posible dibujar una distribución visual del sistema en pantalla y realizar cálculos de disponibilidad, fiabilidad, indisponibilidad, MTBF, tasa de fallo, indisponibilidad media, tiempo total de inactividad y tasa de riesgo. El módulo determina si los resultados pueden ser obtenidos a través de una solución analítica y, si es así, los calcula. No obstante, si requiere una solución simulada, automáticamente emplea el sistema de simulación por Monte Carlo para completar el análisis. De esta manera, el módulo emplea técnica más eficiente para analizar cada diagrama de bloques en particular. Incluye varios tipos de distribuciones de fallos y reparaciones: exponencial, lognormal, normal, Rayleigh, Weibull y otras. Este sistema de simulación también soporta numerosos tipos de diagramas incluyendo series simples, operación en paralelo, redundancias y otros tipos de configuraciones. Por otra parte, el módulo permite personalizar los diagramas de bloques a las necesidades del usuario: imágenes externas, control de fuentes, etc. Relex OpSim amplia las funciones del módulo RBD para modelar escenarios de la vida real. Permite incorporar actividades de mantenimiento y evaluar su influencia en la fiabilidad, así como gestionar la disponibilidad de piezas de repuesto y recursos de reparación de componentes críticos. Elimina la suposición (respecto a costes) de que todas las reparaciones resultan exitosas al 100%, se pueden especificar factores de degradación en todos los componentes reparados.

* RBD Este módulo de análisis de fiabilidad de diagramas de bloque, permite analizar la fiabilidad y la disponibilidad de sistemas y subsistemas. Permite diseñar de forma sencilla la configuración lógica de bloques (serie–paralelo), a su vez, utiliza álgebra Booleana para determinar las frecuencias de fallos de los sistemas y modelos de Markov. Permite estimar la degradación del rendimiento debido a la falta de disponibilidad de uno o más bloques en el sistema. Esta característica permite al usuario asignar la capacidad de procesamiento a cada bloque en el modelo, y calcular el rendimiento reducido del sistema en caso de fallo parcial del mismo. Los índices que permite calcular por cada bloque son: tasa de fallo, MTBF, Fiabilidad y Disponibilidad.

* BlockSim El módulo proporciona una plataforma para realizar análisis utilizando Diagramas de Bloque de Fiabilidad (RBD). Realiza análisis de sistemas utilizando técnicas analíticas y simulación de eventos discretos para predecir determinados parámetros de un sistema como la fiabilidad o disponibilidad del mismo. Este módulo ofrece facilidades para modelar los siguientes escenarios:

- Mantenimiento Correctivo. - Mantenimiento Preventivo. - Intervalos de inspección. - Bloques de reparto de carga. Cada bloque soporta un porcentaje de la carga

total. - Bloques de reserva, disponibles para activarse en situaciones específicas. - Configuraciones K-out-of-N, que es un tipo de puerta lógica que simplifica la

representación de un modelo complejo de combinaciones de fallos. Por ejemplo, si para que funcione un sistema de 5 bombas necesitamos que estén funcionando 4, tendríamos que modelar exclusivamente 2 de ellas. Este tipo de configuraciones aplican este razonamiento, por lo que sería K=2 y N=5.

- Gestión de piezas de repuesto y plantilla de mantenimiento. El módulo posee plantillas predefinidas y la opción para importar/exportar datos. Además, permite activar bloques individuales para efectuar análisis de tipo "qué pasaría”. BlockSim incorpora análisis de árboles de fallos, pudiéndose integrar ambos en el mismo análisis, copiando eventos de un árbol de fallos y agregándolos como bloques en un diagrama de bloques y automáticamente convirtiendo los árboles de fallos en diagramas de bloques.

Tabla 11.2. Descripción de módulos comunes entre las herramientas Relex, Item y Reliasoft.


RELEX ITEM * Fault Tree Este módulo realiza Análisis de Árboles de fallos y permite identificar sucesos importantes, por ejemplo, aquellos que pueden tener consecuencias críticas. Realiza los análisis utilizando una aproximación “por encima o por debajo”. Se comienza determinando el evento del nivel más alto y después se van evaluando todos los eventos que pueden contribuir a la ocurrencia del mismo. El diagrama del árbol de fallos resultante es una representación gráfica de la cadena de eventos de un determinado sistema o proceso, construida utilizando configuraciones de puertas lógicas.

Posee una interfaz totalmente personlaizable y permite definir puertas, eventos, asignar prioridades, cortar, copiar y pegar elementos del diagrama, elegir títulos, fuentes, imágenes, colores y otros parámetros para que el diagrama se adecue a las especificaciones del usuario. Además, la interfaz proporciona una vista simultánea del árbol de fallo en una vista gráfica estándar así como una vista en forma de tabla. La tabla puede ser plegable y desplegable, lo cual simplifica la visualización y edición de las propiedades de distintas puertas y sucesos, especialmente en árboles grandes. La representación de un árbol de fallos puede ser exportado como un mapa de caracteres o como un archivo *.jpeg para ser incluido en documentos, presentaciones o páginas Web.

* Fault Tree Analysis (FTA)

Este módulo de análisis de árbol de fallos (FTA) permite descomponer los sistemas en el nivel más bajo de posibles eventos de fallos, a través de puertas lógicas (modelo de lógica Booleana). Ayuda a identificar la probabilidad de fallo y los efectos que pueden generar éstos sobre la seguridad de las operaciones.

Permite realizar análisis cualitativos y cuantitativos de riesgo (probabilidad de fallos x consecuencias), con el objetivo de analizar las posibles causas de eventos catastróficos que puedan afectar a la seguridad de las personas, ocasionar daños o impactos de gran magnitud en el sistema.

* Event Tree

El módulo Relex Fault Tree se completa con el módulo Event Tree, cuya interfaz puede ser utilizada para visualizar las cadenas de eventos usando una serie de ramas o divisiones que representen los fallos de sucesos y la ruta correcta. Al final de cada ruta, se pueden determinar las consecuencias sobre sistema. El dispositivo de cálculo de Relex Event Tree puede procesar la probabilidad real de ocurrencia de las consecuencias.

Ambos módulos se enlazan de forma automática con el resto de módulos de Relex. El usuario puede generar de forma automática un árbol de fallos completo a partir de un FMEA. Esta característica, permite determinar visualmente qué modo de fallo es el responsable de que se produzca un determinado efecto.

* Event Tree Analysis (ETA)

Este módulo permite determinar la consecuencia de un modo de fallo y la frecuencia con la que se espera que ocurra cada consecuencia.

Eventos catastróficos tales como: roturas de tuberías, alarmas y shutdowns que no funcionaron así como errores humanos, son escenarios en los cuales el método ETA es muy apropiado. Este módulo se puede conectar con los módulos FTA y RBD.

Tabla 11.3. Descripción de módulos comunes entre las herramientas Relex e Item Software.


RELEX ITEM * Maintainability

Este módulo realiza análisis de mantenibilidad y, mediante estadísticas de evaluación, minimizar los tiempos de reparación de un sistema aumentando la disponibilidad del mismo. Permite definir las tareas de reparación y reutilizar esta información a través del diseño. Utilizando estas pautas, el módulo calcula parámetros de mantenimiento incluido el MTTR (Mean Time To Repair), el Tiempo Medio de Mantenimiento Correctivo, el Tiempo Medio de Mantenimiento Preventivo y el Máximo Tiempo de Mantenimiento Correctivo.

El usuario puede definir tareas de reparación según sus requerimientos, de acuerdo a un mayor o menor nivel de detalle. Este módulo está integrado con el resto de módulos de Relex y puede ser utilizado de forma independiente o junto con Relex Relibiality Prediction y/o Relex FMEA. Asímismo, genera informes del análisis adaptados a las necesidades propias del usuario.

* Maintainabiliy

Este módulo permite estimar el número de horas que un sistema o dispositivo estará inoperante mientras está sometido a acciones de mantenimiento. Permite realizar diagnósticos sobre los tiempos medios de reparación (tiempos de indisponibilidad). Cumple con el estándar de mantenimiento: MIL-HDBK-472, Procedure V, Method A. En términos generales, con este módulo se pueden analizar principalmente: problemas de mantenibilidad, procesos de asignación de recursos económicos y horas hombre en la ejecución del mantenimiento, impactos económicos por horas de reparación, problemas de logística y asignación de repuestos. Para un componente o grupo de componentes pueden calcularse: Tiempo medio de reparación (Mean Time To Repair, MTTR), Tiempo medio de mano de obra (Mean Man Hours, MMH) y Tiempo medio de mano de obra por reparación (Mean Man Hours per Repair, MMHR).

Además, identifica las áreas con problemas potenciales de mantenimiento, realiza una evaluación inicial del tiempo de inactividad y necesidades de personal e identifica elementos reemplazables (RIS).

* Markov

Este módulo realiza análisis de fiabilidad para sistemas con causas de fallos comunes, degradación, fallos dependientes o inducidos. Los análisis realizados utilizan diagramas de transición de estados, es decir, representaciones gráficas que muestran tanto los estados de fallo y operación de un sistema como las transiciones entre ellos, mediante un editor de gráficos que ayuda a la elaboración de los mismos. Una vez que las figuras de un determinado diagrama de estado están en el lugar apropiado y correctamente conectadas, el usuario debe definir los rangos/tasas de transición, que son generalmente rangos de fallos o reparación entre las figuras. Además, realiza cálculos del MTBF, MTTF y MTTR, ofreciendo también la posibilidad de obtener informes predeterminados de los análisis realizados así como de adaptarlos según los requerimientos del usuario.

* Markov Analysis

Este módulo permite realizar simulaciones avanzadas de fiabilidad y disponibilidad basadas en datos de tiempo. El modelo de Markov, ayuda a representar diferentes estados de un determinado sistema (operación y mantenimiento). Adicionalmente, este módulo permite simular datos de funciones continuas y discretas.

Tabla 11.3. Descripción de módulos comunes entre las herramientas Relex e Item Software.


RELEX RELIASOFT * Weibull

Este módulo de análisis proporciona una herramienta estadística capaz de predecir tendencias y analizar la fiabilidad de un sistema, ofreciendo la posibilidad de examinar cualquier dato de fallo.

Una vez introducidos los datos, determina la distribución de probabilidad más conveniente en función de los datos introducidos. Relex Weibull soporta la distribución Weibull entre otras distribuciones, como por ejemplo la distribución exponencial, Normal, Logarítmica, etc., de esta forma asegura que el análisis sea lo más preciso posible. El usuario puede elegir el tipo de distribución o permitir que sea el software quien elija la más óptima.

Una vez realizado el análisis, el módulo elabora gráficos con la información obtenida y se pueden observar los puntos correspondientes a los datos introducidos a lo largo de la curva de distribución. Además, los gráficos pueden ser personalizados según requerimientos del usuario definiendo, por ejemplo, colores, fuentes, títulos, ejes y, también, filtrar los resultados que se desean mostrar.

* WEIBULL++

Weibull++ está diseñado específicamente para análisis de datos de fiabilidad. Las funcionalidades más importantes que incluye este módulo son:

- Disponibilidad de varias distribuciones de probabilidad, entre las que destacan: Weibull, Mixed Weibull, Normal, Lognormal, Exponencial y Gamma.

- Posee líneas de regresión para estimación de parámetros.

- Calcula límites de confianza.

- Ofrece un asistente de ayuda a la selección de la mejor y más adecuada distribución de probabilidad para cada caso.

- Ofrece facilidades gráficas y de trazado. Genera automáticamente una matriz de gráficas personalizables de fiabilidad. También dispone de una opción de autogeneración de informes.

Este módulo, a su vez, proporciona herramientas adicionales y asistentes para facilitar, mejorar y complementar el análisis. Estos incluyen hojas de cálculo, asistentes de comparación estadística, ayudantes de ecuaciones, entre otros.

* FRACAS (Failure Reporting Analysis and Corrective Action System)

Este módulo permite la entrada de datos, almacenamiento y análisis para la medida de la fiabilidad, cuyo fin es la mejora mediante acciones correctivas. Existen varios acrónimos para herramientas de acciones correctivas que son sinónimos: FRACAS, DRACAS y PRACA. Relex FRACAS permite localizar datos de pruebas, datos de campo o información de mantenimiento e identificar problemas, editarlos y corregirlos, mejorando la fiabilidad de los mismos y su gestión. Así mismo, el módulo puede incorporar datos y experiencias de proyectos pasados en futuros diseños para asegurar que los problemas no vuelvan a ocurrir. Puede conectarse con el resto de módulos de Relex y posee numerosas opciones para editar documentos, gráficos e informes. También puede cuantificar los resultados de las acciones correctivas, ya que, a través del cálculo del MTBF se puede demostrar la efectividad de dichas acciones y detectar qué eventos o sucesos han sido corregidos.

* XFRACAS

Este módulo da soporte al proceso de gestión de incidentes y a las actividades de FRACAS con una serie configurable de procesos para la resolución de problemas.

Provee un servicio completo de informe de incidentes (fallos), análisis y actividades de acción correctiva (FRACAS) en cualquier etapa del ciclo de vida del equipo. Además, facilita la gestión de actividades de resolución de problemas a través de la asignación de acciones a personal especificado y del seguimiento del desarrollo de la resolución. El módulo posibilita un acceso rápido a la información y la posibilidad de generar notificaciones automatizadas vía correo electrónico.

Tabla 11.4. Descripción de módulos comunes entre las herramientas Relex y Reliasoft.


XI.3.3. CARACTERÍSTICAS DE MÓDULOS ADICIONALES (NO COMUNES)

Una vez realizada la descripción de las funcionalidades modulares comunes

entre las herramientas objeto de análisis (Tablas 11.2, 3 y 4), se procede a

continuación a describir una serie de módulos adicionales que, no siendo

comunes, confieren a cada herramienta en cuestión una serie de

funcionalidades específicas que pueden resultar de interés en la valoración

global de la herramienta software. Así, se describen en las Tablas 11.5, 11.6 y

11.7 las características propias de los módulos específicos del software Relex,

Item y Reliasoft, respectivamente.

RELEX

MODULOS PROPIOS CARACTERISTICAS

* Human Factors Este módulo está basado en un proceso FMEA a partir del cual, modela un proceso humano y utiliza este formato para obtener lo que se denomina un HF‐PFMEA (Human Factors Process Failure Mode and Effect Analysis). Los PFMEAs son principalmente utilizados para valorar la seguridad y fiabilidad de un proceso analizando modos potenciales de fallo de dicho proceso. Llevando esto al siguiente nivel, HF‐PFMEAs pueden ser utilizados para valorar la seguridad y fiabilidad humana analizando procesos o cuestiones realizadas por personas.

El análisis comienza por descomponer un proceso en tareas discretas a fin de que las acciones asociadas con cada tarea puedan ser analizadas como potenciales fallos humanos. Basándose en la información de los errores, el efecto resultante de un error puede ser determinado y puede también definirse su severidad y probabilidad. Este módulo ofrece también la posibilidad de obtener informes que pueden ser modificados según requerimientos del usuario.

* LCC (Life Cycle Cost)

Este módulo calcula el coste de un equipo en relación a su tiempo esperado de vida., incluyéndose para ello diferentes tipos de costes como los de mantenimiento, entre otros. De esta forma, permite realizar estudios de varias alternativas de adquisición en términos de costes globales del equipo. Por ejemplo, puede que se desee comparar un ítem con coste inicial más


elevado y costes de reparación más bajos con respecto a un ítem con un coste inicial más bajo y costes de reparación más elevados.

Permite definir un amplio rango de costes variables incluyendo las dependientes del tiempo. Se pueden incluir aspectos como tasa de fallos, MTBF, MTTR, fiabilidad y disponibilidad, datos que se obtienen con otros módulos de Relex Software.

*Phase diagrams Simplemente permite la edición de diagramas de fase.

Tabla IV.5. Módulos propios de la herramienta Relex.

ITEM


* Spares Scaling and Ranging

El módulo de Spares Scaling and Ranging, permite realizar análisis de optimización de inventarios. Utiliza algoritmos diseñados por el Ministerio de Defensa de los Estados Unidos (Optcost & Repstock). En términos generales, este módulo puede ayudar a: definir el stock de repuestos óptimos en función del riesgo, identificar el número mínimo y máximo de repuestos, definir los repuestos críticos y evaluar los tiempos de reposición de los mismos.

Tabla 11.6. Módulos propios de la herramienta Item

RELIASOFT


* RCM++

Este módulo incluye los estándares industriales de RCM más conocidos a nivel mundial: ATA MSG3, SAE JA1011, SAE JA1012, SAE J1739, AIAG FMEA‐3/4 y MIL‐STD‐1629A. Utiliza las distribuciones Weibull, exponencial, normal, lognormal o Weibull mixto para describir el comportamiento de los fallos en equipos y utiliza matrices de cálculo y simulación disponibles en el módulo BlockSim, con el objetivo de estimar el nivel (intervalo) óptimo de mantenimiento y comparar los costos operacionales de varias estrategias de


mantenimiento.

Facilita la creación de paquetes de tareas de mantenimiento y la agrupación de tareas individuales en paquetes basados en intervalos o equipos. RCM++ contempla todas las etapas propuestas por la metodología Reliability Centered Maintenance y está integrado con los módulos Xfmea, Weibull++, ALTA y BlockSim. Además, proporciona un conjunto de informes prediseñados para su posterior análisis, que pueden ser generados directamente en formato Word o Excel y también muestra la información de análisis en forma gráfica. En términos generales, este módulo permite: planificar las reuniones de trabajo del proceso de implantación del RCM, incluir información básica sobre el contexto operacional, describir la configuración del equipo o sistema a evaluar, desarrollar el FMEA, definir las funciones, fallos funcionales y modos de fallos del sistema, desarrollar un proceso de evaluación de la criticidad de los modos de fallos, jerarquizar los modos de fallos a partir del factor RPN (Risk priority number), definir las estrategias de mantenimiento en función de la lógica de decisión del RCM, incluir y comparar los costes de las actividades de mantenimiento seleccionadas a partir del análisis RCM e introducir datos relacionados con el historial de fallos, con el objetivo de realizar evaluaciones básicas de indicadores de fiabilidad.

* ALTA

Este módulo permite realizar análisis de datos Quantitative Accelerated Life Testing (QALT), es decir, Prueba Cuantitativa de Envejecimiento Acelerado. En este tipo de análisis, las tensiones que provocan el fallo del equipo están aceleradas bajo condiciones controladas para provocar el fallo en un periodo de tiempo más corto sin introducir mecanismos adicionales de fallo que no ocurrieran en condiciones de uso normal. Los análisis QALT proporcionan información relacionada con el tiempo entre fallos y permite estimar la vida esperada del equipo en condiciones normales de uso. Mediante este análisis se puede determinar la fiabilidad, probabilidad de fallo, tiempo de garantía, vida promedio y toda la información referente a la vida esperada del equipo.

Este módulo está disponible en dos versiones: Standard y PRO. La versión estándar se considera una herramienta básica que permite realizar análisis QALT. La versión PRO (Professional) incluye todas las características de la versión estándar y, además, técnicas avanzadas de análisis QALT. Alta PRO permite analizar el efecto de hasta ocho tipos de presión sobre la vida de los productos, por ejemplo, realiza análisis de datos de pruebas con presión o estrés variable en el tiempo tales como modelos de step‐stress, es decir, niveles de estrés.

Este módulo permite la entrada de datos a partir de hojas de cálculo y admite el análisis de datos con Weibull, distribución Log‐Normal y distribución exponencial. Admite también modelos de tensiones múltiples y


variables en el tiempo incluyendo el Modelo de Riesgo Proporcional y Daño Acumulativo. El modulo Alta se integra fácilmente con el Weibull++ y se pueden acceder a los resultados de suanálisis desde BlockSim, RENO, Xfmea y RCM++.

* RENO

RENO es un módulo de simulación para análisis de riesgo y toma de decisiones, capaz de modelar eventos/escenarios complejos de probabilidad utilizando un diagrama de flujo. Una vez que el modelo (diagrama de flujo) se construye, se puede simular. Todos los resultados de las simulaciones están disponibles para el usuario a través de una interfaz de hojas de cálculo.

Este módulo permite ejecutar/simular modelos generando una amplia variedad de resultados, incluyendo medias y valores mínimos/máximos, entre otros. Los resultados se pueden visualizar durante la ejecución/simulación en hojas de cálculo y/o en representaciones gráficas. Además, el módulo es capaz de determinar qué valor minimiza o maximiza un resultado específico.

* DOE++

Este módulo da soporte a las técnicas tradicionales del Diseño de Experimentos (DOE) con el objetivo de estudiar los factores que puedan afectar a un equipo o proceso, identificarlos y optimizar los diseños. Posibilita el análisis detallado de los resultados experimentales, aportando información sobre el Análisis de Varianza (ANOVA), información específica según el nivel, comparaciones para diseños de un factor individual y análisis de la importancia de factores individuales e interacciones, entre otras posibilidades de análisis. Ofrece una amplia variedad de gráficos y diagramas de tipo diagnóstico e interpretativo para un mismo resultado (los diagramas múltiples facilitan la comparación entre análisis). También es posible especificar el valor objetivo de respuesta para cada análisis (valor objetivo, valor máximo o valor mínimo) para que el módulo busque distintas combinaciones de ajuste, mostrnado las soluciones en forma gráfica o numérica.

* MPC

Este módulo es específico para ayudar a la gestión exhaustiva y eficiente de los sistemas de los aviones y aeronaves y análisis de centrales eléctricas de acuerdo con las recomendaciones de la ATA (Air Transport Association’s). MPC se ha sido diseñado con especial énfasis en análisis MSG‐3 realizado en dos ambientes de grupos de trabajo, por equipos o de forma individual. Guía a lo largo de todo el proceso de análisis MSG‐3 y ayuda a identificar el mantenimiento de elementos significativos (MSI), haciendo fácil de definir y gestionar tanto los sistemas, como los subsistemas y piezas que se incluirán en el análisis. Para cada MSI, permite definir y modificar sus funciones, fallos, efectos y causas, así como categorizar el efecto de cada fallo.

* RGA Este módulo permite determinar el tiempo óptimo de reparación sin el conjunto de datos que serían normalmente necesarios. Al igual que el módulo ALTA, RGA está disponible en dos ediciones: estándar y profesional


(PRO). Los resultados de análisis incluyen: MTBF, tasa de fallo y el tiempo necesario para conseguir un MTBF o tasa de fallo determinada. RGA PRO proporciona además la metodología para combinar datos de sistemas reparables y estimar el tiempo óptimo de reparación (con determinados costes de reparación y revisión).

Tabla 11.7. Módulos propios de la herramienta Reliasoft.

XI.3.4. FACTORES DE CARACTERIZACIÓN A CONSIDERAR

A la hora de analizar con detalle una herramienta software de apoyo a la

gestión de la fiabilidad mediante análisis RAMS, hemos de considerar y valorar

ciertos criterios que pueden determinar en gran medida sus funcionalidades y

su adecuación a las necesidades específicas en cada caso.

Independientemente de las características propias de una herramienta

que puedan resultar interesantes o necesarias a un determinado usuario

(análisis específicos) en función de sus necesidades y contexto, en este

apartado se comentan una serie de atributos de índole general intrínsecos del

producto que, una vez realizada la revisión de las tres herramientas, podemos

considerarlos de ayuda al usuario a la hora de elegir el mejor producto de entre

varios que cumplen unas determinadas expectativas funcionales.

A continuación se proponen y explican de forma breve y sencilla un

conjunto de criterios generales a tener en cuenta en el proceso de evaluación

de una herramienta , que permiten valorar de manera general la facilidad que

ofrece dicho software a la hora de implementarlo en una organización,

atendiendo a las características y necesidades propias de la misma.

Flexibilidad: facilidad para adaptarse a posibles cambios y procesos en la

organización, sin que afecte a la totalidad del sistema.

Modular: facilitar la gestión, el mantenimiento y las actualizaciones.


Facilidad de uso: favorecer su comprensión y evitar la complejidad. El

sistema debe eliminar tareas redundantes y reducir la carga

administrativa.

Integridad entre módulos: a modo de ejemplo, hemos visto como la

herramienta Relex e Item poseen una interfaz común desde la que se

cargan la totalidad de sus módulos. Reliasoft, sin embargo, no tiene una

interfaz común sino que es cada módulo el que tiene su interfaz propia.

Tipo de formación requerida: nivel de formación que requiere la

herramienta y posibilidad o no de impartir cursos de capacitación de

personal.

Confidencialidad y Disponibilidad: de uso y acceso al sistema y a la

información en función del usuario (seguridad). Posibilidad de utilización

de la herramienta por parte de distintos usuarios simultáneamente

siempre mediante autentificación.

Configurable: posibilidad de configurar las aplicaciones de cada módulo

en varios niveles: a nivel de sistema (administrador) y a nivel de usuario,

con distintas opciones de aplicación.

Accesibilidad: enlace directo o no a bases de datos.

Ergonomía: ¿Es intuitivo? ¿La aplicación informática utiliza una interfaz

de operación estándar similar a la de aplicaciones ofimáticas?

Rendimiento computacional: tiempo de respuesta aceptable en sus

funciones.

Visualización gráfica: permite o no la visualización de los datos en

formato gráfico.

Importación/exportación: permite o no la exportación/importación de

datos en otros formatos (Word, PDF, Excel, etc.).

Integración global de la herramienta: facilita o no la integración con

otros sistemas (SAP, Oracle, etc.).

Productos que incluye: módulos disponibles de gestión que ofrece la

suite y configuran el software.


Demostración previa: posibilidad o no de probar la herramienta en

funcionamiento.

Instalación/implantación: posibilidad o no de visitas guiadas para la

adopción del software.

Servicio de consultoría: asesoramiento en la propia gestión y utilización

del software.

Servicio de apoyo técnico: ubicación zona geográfica, medios de soporte,

tiempos de espera.

Requisitos de implementación: actividades necesarias previas a la

implantación.

Con respecto a los factores económicos de coste global, debe tenerse en

cuenta al menos los siguientes factores:

Coste del producto: precio del software.

Coste de implementación: instalación propiamente dicha.

Coste del mantenimiento del software: coste/año.

Coste de formación: precio de los cursos de formación/capacitación de

personal.

En este capítulo se ha realizado una revisión de los paquetes

informáticos que realizan análisis RAMS (Reliability, Availability, Maintainability

& Safety), aunque algunos de ellos realizan, además, otros tipos de análisis

también útiles para la toma de decisiones en el campo de la fiabilidad y la

gestión global del mantenimiento, como por ejemplo los análisis de costes,

repuestos, factor humano, RCM, etc.


No ha sido objeto de este capítulo el incluir un gran número de paquetes

software, sino dar a conocer una selección representativa de los mismos. Esta

selección incluye una gran variedad de características, de tipos de análisis que

pueden realizarse y de estándares de los que pueden extraerse los datos

necesarios para ejecutar los análisis. Paralelamente, otro propósito ha sido

mostrar la forma en la que este tipo de herramientas se estructuran y se

comercializan.

Esta revisión puede resultar especialmente útil, para cualquier

organización industrial interesada en adquirir una licencia de algún software

que realice este tipo de análisis, ya que permite determinar qué paquete se

adecua más a sus requerimientos y necesidades reales con objeto de realizar

una inversión más segura y fiable, reduciendo considerablemente las

posibilidades de equivocación.

Existe una falta de normalización en la estructura y organización de estos

paquetes informáticos, de forma que cada uno integra un número distinto de

módulos, los cuáles realizan análisis muy específicos y distintos unos de otros.

Cada módulo se comercializa normalmente por separado, con precios

independientes, permitiendo que una empresa pueda contratar sólo aquellos

que más le interesen sin necesidad de tener que adquirir la licencia del paquete

completo.

Para el análisis de equipos existentes, se pueden emplear tanto datos

procedentes de estándares como datos procedentes de archivos históricos

(bases de datos). Se puede estudiar de este modo el estado en que se

encuentra un determinado equipo desde el punto de vista de su fiabilidad,

mantenibilidad, etc., en un momento concreto de su vida operativa, como

consecuencia de su entorno operacional o condiciones de trabajo y

rendimiento, que pueden haber cambiado desde su instalación.


Como se ha puesto de manifiesto en este capitulo, existen una serie de

características y módulos comunes entre las herramientas tratadas, las cuales

se han descrito y clasificado de forma tabular para facilitar su comparación.

También se han abordado cada uno de los módulos, características y

funcionalidades propias de cada software que facilitan la diferenciación

funcional de los mismos.

En todos los casos, los resultados obtenidos en los diferentes módulos

pueden presentarse en informes con formatos personalizados por el usuario,

adecuándose a sus requerimientos, y pueden a su vez almacenarse en la base

de datos gestionada por el propio software que irá constituyendo el histórico de

datos de los activos industriales de la empresa, para futuros análisis.

También se han propuesto una serie de criterios que van mas allá de las

características o funcionalidades propias de la herramienta, pero que deben

igualmente de tenerse en cuenta a la hora de evaluar cualquier herramienta

software de análisis RAMS, por tratarse de factores que pueden determinar de

manera directa la funcionalidad real en operación del propio software, así como

su implementación a nivel operativo y organizacional.

En definitiva, los paquetes informáticos tratados están orientados a dar

apoyo a la problemática que deriva de la gestión del mantenimiento desde el

punto de vista de la fiabilidad, siendo a su vez poderosas herramientas para

conocer el estado de las instalaciones con respecto a las necesidades de

mantenimiento que pueden requerir.

Como conclusión final, debe señalarse que este capítulo permite observar

con cierta perspectiva técnica y comparativa, la diversidad de enfoques,

posibilidades de uso y opciones de aplicación que presentan algunos de los

software de análisis RAMS existentes en el mercado actual, en función de la

naturaleza de los activos industriales y sus condiciones reales de trabajo.


XI.5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEL CAPÍTULO

− Abernethy RB. 1996. The New Weibull Handbook. 2ª Ed. Gulf Publishing.

− Andrews JD, Brennan G. 1990. Application of the diagraph method of fault

tree construction to a complex control configuration”. Reliability Engineering

and System Safety. 28. 357 – 384.

− Andrews JD, Morgan JM. 1986. Application of the diagraph method of fault

tree construction to process plant. Reliability Engineering and System

Safety. 14 (2). 85 - 106.

− Arata Andreani A. 2009. Ingeniería y gestión de la confiabilidad operacional

en plantas industriales. Editorial RiL.

− Arata Andreani A, Furlanetto L. 2005. Manual de gestión de activos y

mantenimiento, Editorial RiL.

− Bowles JB, Bonnell RD. 1996. Failure mode, effects and criticality analysis

(What it is and how to use it). IEEE, January.

− Cepin M, Mavko B. 1999. Fault Tree developed by an object-based method

improves requirements specification for safety-related systems. Reliability

Engineering and System Safety. 63 (2), 111- 125.

− Crespo Márquez A, Moreu de León P, Sánchez Herguedas A. 2003.

Ingeniería de mantenimiento. Técnicas y métodos de aplicación a la fase

operativa de los equipos. Editorial AENOR.

− Forrester Research Inc. 2006. Forrester SOA Web Services Management

Wave. http://www.forrester.com/rb/research

− Item Software. 2007. Manual Item Toolkit v7. USA.

− Morrow, L. C., (1996), “Maintenance engineering handbook”, Ed. McGraw-

Hill.

− NORMA EN-UNE-13306:2002 Mantenimiento – Terminología del

mantenimiento.


− Peters R. W. (2002) The RCM Benchmarking System. The Maintenance

Excellence Institute & the Society of Maintenance and Reliability

Professionals (SMRP).

− RELEX Software Corporation: www.relex.com

− Reliasoft www.reliasoft.com

− Reliasoft Corporation Demo.

XII

FUENTES DE INFORMACIÓN EN INTERNET

XII.1. INTRODUCCIÓN

Una de las posibles fuentes de información a las que se puede acudir para

introducirse y familiarizarse con la confiabilidad es la que ofrece internet. En

este ámbito, el presente capítulo se orienta a aquellas personas relacionadas

con el campo de la confiabilidad y pretende ofrecer una visión actual de lo que

Internet (bases de datos de pago aparte) ofrece en esta materia.

Uno de los objetivos principales del capítulo es centrar a las personas

interesadas en esta temática dentro del amplio abanico de información que

ofrece internet sobre la confiabilidad. El escrito filtra aquellas direcciones en las

que se ofrecen aportaciones en los ámbitos de la fiabilidad, disponibilidad,

mantenibilidad y/o seguridad.

La búsqueda se ha centrado en varios metabuscadores sobre más de

400 referencias y en descriptores relacionados con la temática tanto en idioma

inglés como castellano con el fin de que la información facilitada sea de utilidad

también a aquellos que no dominan el idioma inglés.

Para la elaboración del presente capítulo se ha tomado como base un

trabajo previo de los autores publicado en la revista ‘INGENIERÍA y gestión de

mantenimiento’ y de título "Fuentes de información sobre RCM en Internet guía

de Internet sobre RCM,"(May/Jun 2004, pp 41-45).


Por tanto, mediante estas líneas se desea agradecer al grupo editorial

Reed Business Information el permiso otorgado para reproducir sus contenidos

en este libro.

XII.2. FUENTES DE INFORMACIÓN

En las siguientes secciones se muestra las referencias (Merece destacar que

algunas de las direcciones de Internet aquí mostradas están escritas

combinando mayúsculas y minúsculas, y esto se debe a que el acceso a estas

páginas se encuentra supeditado a escribir la dirección de la misma manera en

que aquí es mostrada) más destacadas obtenidas durante el proceso de

búsqueda. Con el fin de estructurar la información, la misma ha sido clasificada

en los siguientes términos: portales, noticias, e-books, cursos y másteres,

librerías, revistas y e-zines, freeware, asociaciones y conferencias. Por otro

lado, y para comodidad del usuario final, se ha procedido a diferenciar las web

en castellano (c) y en inglés (i).

XII.2.1 PORTALES

La red dispone de referencias específicas orientadas al campo de la

confiabilidad, entre las cuales cabe destacar las webs

http://www.reliabilityweb.com/ (i), http://www.confiabilidad.com/ (c) y

http://www.confiabilidad.net/ (c). Reliabilityweb ofrece una clasificación de los

portales más importantes asociados a la fiabilidad, la cual es actualizada

continuamente. La primera web en castellano corresponde al Comité Nacional

de Fiabilidad; en esta página podemos encontrar, entre otros, escritos, revistas,

un apartado de noticias que se envía por e-mail en forma de gacetilla y diversa

información adicional. La segunda ofrece gran cantidad de artículos ordenados

por temáticas, así como proveedores y asociaciones del entorno del área de

fiabilidad. Respecto a bases de datos de artículos orientadas a la fiabilidad

Fuentes de Informaciçon en Internet 375

mencionar la de Risk Analysis Center http://www.risk-analysis-center.com/ (i),

base de datos de componentes gratuita en la que se dispone de cientos de

artículos en el área de la confiabilidad. En referencia a componentes

electrotécnicos también merece destacar el portal http://www.electropedia.org/

(i), en el que se presentan más de 20000 términos y definiciones en el ámbito.

Dentro del apartado portales destacar el elevado número de los mismos

que hacen referencia a dinámicas relacionadas con el mantenimiento, como por

ejemplo, http://www.plant-maintenance.com/ (i),

http://www.pmmlearning.com/ (c) o el propio http://www.ceroaverias.com/ (c).

XII.2.2. NOTICIAS

Este es uno de los apartados en los que, una vez adquirido el conocimiento

necesario, una persona puede mantenerse al día. Las opciones de recibir

noticias o actualizaciones vía e-mail son múltiples y tanto en portales como en

una gran variedad de webs se dispone de áreas específicas orientadas a las

news. En este ámbito merece destacar la aportación de

http://www.weibullnews.com/ (i). Esta web orientada a noticias específicas de

fiabilidad ofrece novedades sobre todo tipo de libros, eventos, productos y

noticias destacando el fácil acceso a los mismos (no se deben cruzar más de

tres ventanas para llegar a la referencia buscada).

En cuanto a webs de noticias en castellano, no se ha encontrado ninguna

específica de noticias orientada al ámbito, salvo apartados ya comentados en

portales, tales como http://www.confiabilidad.com.


XII.2.3. E‐BOOKS

En el apartado de libros electrónicos se cuenta con diferentes opciones

pudiéndose acceder, previo pago, a sus contenidos. Asimismo, varias páginas

web de gobiernos muestran en sus portales de investigación, ciencia o defensa

libros electrónicos descargables de un nivel de calidad técnica y gestión

relativamente altos.

Pueden servir de ejemplo las siguientes dos referencias punteras a nivel

internacional y nacional. Por una parte, en la dirección

http://www.itl.nist.gov/div898/ (i) del instituto nacional de estándares y

tecnologías de los EEUU se dispone de libros descargables por capítulos. En

España, la web:

http://www.isdefe.es/webisdefe.nsf/0/CAD7F710C64A32BAC12574CF005C1835

?OpenDocument (e) de Isdefe, consultoría de apoyo a los Ministerios del Estado

(y otras instituciones oficiales que lo demanden), ofrece libros electrónicos de

fiabilidad y mantenibilidad.

XII.2.4. CURSOS Y MASTERES

CURSOS

En el apartado de cursos y formación que se ofrecen desde Internet se ha

acotado la búsqueda a nivel nacional. Dentro de la oferta analizada se ha

optado por mostrar algunos cursos sobre confiabilidad de determinados ámbitos

geográficos locales, aclarando que la gran mayoría de las Universidades o

Asociaciones Industriales disponen de esta tipología de cursos ante el interés

generalizado del mercado.


Los ejemplos referentes a cursos expuestos son los siguientes:

- El “Curso Avanzado en Gestión del Mantenimiento” de 120 horas

ofertado por la entidad Iraunkor de Mondragon Unibertsitatea en el País

Vasco (http://www.mondragon.edu/posgrado/master-y-experto/empresa

(c)), con 7 ediciones ininterrumpidas, se orienta principalmente al

mantenimiento. La misma entidad cuenta con 2 ediciones del “Curso

Avanzado en Mantenimiento y Montaje”, también de 120 horas.

- Curso “Mantenimiento Integrado TPM-RCM” de 36 horas gestionado por

la AsociaciónColegio Nacional de Ingenieros del ICAI

(http://www.icai.es/Actividades/f-TMI53.html (c)).

- Experto universitario en mantenimiento de instalaciones de edificios

(hospitales, hoteles, complejos de apartamentos, edificios industriales,

edificios institucionales) de la Universidad de Las Palmas de Gran

Canaria: Se trata de curso presencial de 20 ECTS (European Credit

Transfer System), unidad que define la cantidad de trabajo en una

actividad lectiva adaptada al marco europeo de estudio),

(http://www.ulpgc.es/index.php?pagina=estudios_postgrado&ver=detall

e&codigo=256 (c)).

Además de esta formación impartida desde las universidades se dispone de

formación en el área de confiabilidad impartida por consultorías, por ejemplo:

http://www.mantecnologia.com/Formacion.htm (c),

http://www.ingeman.net/formacion.php (c),

http://www.soporteycia.com.co/rcm/index.html (c)

http://www.navactiva.com/web/es/descargas/pdf/amngm/master_ingenieria_m

antenimiento.pdf (c).


Para finalizar, también comentar la formación ofrecida en los cursos

presenciales de la Asociación Española de Mantenimiento (véase

http://www.aem.es (c)), ya que también dispone de Cursos On-line.

MÁSTERES

Considerando los másteres, merece destacar que en la fecha en la que se está

produciendo este capítulo (2009) se está produciendo un interesante cambio en

el que conviven masteres universitarios con no universitarios, y masteres

adaptados al Espacio Europeo de Educación Superior con otros no adaptados. A

continuación se diferencia la oferta de másteres adaptados de los no

adaptados.

Másteres adaptados:

Universidad de Sevilla

La Universidad de Sevilla ofrece un itinerario que incluye el tener que

egresarse de un curso experto para obtener, a posteriori, uno de los dos

másteres relacionados con el ámbito de la confiabilidad.

Título de máster propio en mantenimiento industrial y técnicas de

diagnóstico (60 ECTS)

‐ Título de experto universitario en mantenimiento de medios e

instalaciones industriales (30 ECTS)

‐ Título de experto universitario en mantenimiento predictivo y diagnosis

de fallos (30 ECTS)

Título de master propio en ingeniería y gestión del mantenimiento (60

ECTS)

‐ Título de experto universitario en mantenimiento de medios e

instalaciones industriales (30 ECTS)

‐ Título de experto universitario en gestión del mantenimiento (30 ECTS)


‐

Figura 12.1: Oferta universitaria de la Universidad de Sevilla

http://www.master.us.es/mmindustrial/ (c)

Universidad Politécnica de Valencia

La universidad valenciana ofrece un master en ingeniería del

mantenimiento de entre 60 a 120 ECTS.

http://www.upv.es/contenidos/po/menu_495043c.html (c)

Universidad camilo José Cela

En este caso se afirma que cada uno de los masteres mostrados en los

siguientes vínculos “emplea como orientación académica el sistema de

créditos europeos ECTS”: Se ha profundizado en esta afirmación y se ha

constatado que aunque aún no se haya homologado ninguno de estos

masteres, ambos se encuentran en proceso de homologación, por lo que

se estima que en breve serán ofertados.

Master semipresencial en mantenimiento industrial (MMI):


http://www.ucjc.edu/index.php?section=estudios/titulaciones/masters-

posgrados/master-mantenimiento-industrial (c)

Postgrado semipresencial en mantenimiento mecánico (PMM):

http://www.ucjc.edu/index.php?section=estudios/titulaciones/masters-

posgrados/postgrado-mantenimiento-mecanico (c)

Universidad de las Palmas de Gran Canaria

La universidad de las Palmas ofrece el Master Online en ingeniería de

confiabilidad y riesgo (60 ECTS), que cursa ya su tercera edición, pero

que ya se encuentra adaptado al nuevo marco educativo:

http://www.ulpgc.es/index.php?pagina=estudios_postgrado&ver=detalle

&codigo=236 (c)

Másteres no adaptados:

Instituto tecnológico de Castilla y León (Burgos)

Máster gestión y planificación del mantenimiento (presencial)

http://www.emagister.com/gestion-planificacion-del-mantenimiento-

cursos-2596987.htm (c)

Se trata de un máster aparentemente no adaptado al nuevo marco

Europeo.

Seas, centro de formación abierta

Como en el anterior caso ofrecen dos Másteres en gestión del

mantenimiento a distancia, pero aparentemente no adaptados al nuevo

marco de Bolonia.


http://www.mastermas.com/masters/master-gestion-del-mantenimiento-

i-207247.html (c)

http://www.mastermas.com/masters/master-gestion-del-mantenimiento-

ii-207245.html (c)

XII.2.5. LIBRERÍAS

Además de la reconocida web ‘Google libros’ , en el ámbito internacional

destaca la librería especializada de (http://books.google.es (c))

MaintenanceResources.com

http://www.maintenanceresources.com/referencelibrary/rcm/index.htm (i), en

la que se pueden ver de forma gratuita las primeras cuatro páginas de los libros

disponibles. En caso de que el libro suscite interés en el lector, al final de la

cuarta página se direcciona a una web en la que se puede ejecutar la compra.

También comentar la librería que ofrece la consultoría “Barringer and

Associates” http://www.barringer1.com/ (i) con vistas previas del primer

capítulo de los libros ofertados.

XII.2.6. REVISTAS Y “E‐ZINE”‐S

Elaborando la búsqueda en el mundo de mantenimiento resulta obligatorio

mencionar las revistas Mantenimiento Online

(http://www.puntex.es/mantenimiento/ (c)), la revista digital Dirección

Industrial del portal ceroaverias.com (http://www.ceroaverias.com/ (c)), la

revista Ingeniería y Gestión de Mantenimiento (la cual ofrece algunos artículos

en formato electrónico (http://www.alcion.es/ (c)) y la revista PMM Project

Magazine (http://www.pmmlearning.com/ (c)) las tres expositoras de artículos

de centrados principalmente en la mantenibilidad. En el ámbito internacional y

dentro del mundo de mantenimiento destacan las revistas Maintenance


Technology (http://www.mt-online.com/ (i)) y Plant Engineering and

Maintenance magazine online (http://www.pem-mag.com/ (i)) como fuentes

potenciales de información sobre confiabilidad. Y por último, entrando a valorar

e-Zines de portales, comentar los siguientes: Por una parte el portal

http://manufacturing.net/ (i), que pese a ser un portal ofrece información

industrial de diversos ámbitos incluyendo dos revistas electrónicas a la que uno

puede inscribirse en la dirección http://www.reed4success.com/mnetnews/ (i).

Tan importante como la comentada es el eZine de MaintenanceResources.com

que se encuentra en la ubicación

http://www.maintenanceresources.com/ReferenceLibrary/ezine/subscribe.htm

(i). Por último, destaca el magazine Reliability Hotwire de Weibull.com

(http://weibull.com/hotwire/ (i)).

XII.2.7. FREEWARE

En este apartado se ofrece información relativa a aplicaciones gratuitas (o casi

gratuitas) orientadas a la confiabilidad en la red. La página más destacada

corresponde a la consultora “Barringer and Associates”

http://www.barringer1.com/ (i), en la que se muestra un apartado llamado

“Free (Or Low Cost) software, en la que se pueden descargar (entre otras

aplicaciones) versiones “demo”, versiones “beta”, aplicaciones de: Cálculo de

probabilidades de fallo, Cálculo de Ciclo de Vida, Training en fiabilidad, Modelos

de fiabilidad simples/complejos, Optimización de intervalos de reparación, y

Software de RCM (se recomienda probar el RAPTOR).

Asimismo, comentar la página de la Consultoría Internacional ARMS

Reliability Engineers (http://www.reliability.com.au/index.asp?pgid=11 (i)), en

la que en su apartado “Download” ofrece software orientado a la fiabilidad

relativo a costes de RCM, Simulaciones de Fiabilidad, Árboles de Fallos, etc.

descargables tras cumplimentar un formulario.


También merece destacar la versión gratuita del programa de Gestión de

Mantenimiento Asistida por Ordenador CWORKS ofrecida en la página

http://www.cworks.com.my/cw_download.asp (i). La versión traducida al

castellano de esta aplicación también es difundida gratuitamente, pero en este

caso dentro del ‘Curso Avanzado en Gestión del Mantenimiento’ de la

Universidad de Mondragón (ver sección XII.2.4).

Por último mencionar el portal de mantenimiento Plant Engineering (en

la dirección http://www.plant-maintenance.com/freestuff/index2.shtml (i)), en

el cual se recopilan diversos tipos de programas freeware, shareware o demo

de los siguientes temas: RAM-s y costes, GMAO-s (o utilidades de fiabilidad de

GMAO-s), Análisis de Fallos, Mantenimiento Condicional / Predictivo, RCM, etc.

XII.2.9. ASOCIACIONES

En referencia a las asociaciones vinculadas a la confiabilidad, se diferencian las

asociaciones y los capítulos nacionales de los internacionales.

En el ámbito nacional la representación se compone de:

• El Comité Nacional de Confiabilidad

(http://www.aec.es/comites/comites.asp?id=52&CatId=70&pagina=0

(c)).

• La Red Temática Sobre Modelado para la Seguridad

de Funcionamiento y Calidad de Servicio

de los Sistemas Productivos (http://taylor.us.es/depen-

impro/html/network.html (c)).

• La Asociación Española de Mantenimiento (http://www.aem.es (c)).


• La Asociación para el Desarrollo de la Ingeniería de Mantenimiento

INGEMAN (http://www.ingeman.net (c)).

Mientras que internacionalmente destacan las siguientes entidades:

• La “European Safety, Reliability & Data Association” ESREDA

(http://www.esreda.org/ (i)).

• La “European Safety and Reliability Association” ESRA

(http://www.esrahomepage.org/ (i)).

• La “Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Reliability

Society” (http://www.ieee.org/web/membership/societies/RL007.html

(i)).

• La “European Federation of National Maintenance Societies (EFNMS)”

(http://www.efnms.org/ (i)).

• La “American Society for Quality (ASQ) Reliability division“

(http://www.asq-rd.org/ (i)).

• El “Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM)”

(http://www.jipm.or.jp/en/ (i)).

Respecto a este apartado resulta interesante realizar dos observaciones:

a) en general todas las asociaciones, tanto nacionales como internacionales,

muestran una clara predisposición a colaborar con los agentes que contactan

con las mismas, y b) se ha constatado, entre las empresas, cierto grado de

desconocimiento de qué es lo que aporta cada entidad al conocimiento, puesto

que en algunos casos pueden haber duplicidades entre los roles que las

anteriormente mencionadas entidades pueden adoptar.


XII.2.10. CONFERENCIAS

Respecto a las conferencias relacionadas con la confiabilidad se ofrecen

cuatro direcciones que presentan los vínculos a las webs de las conferencias de

las asociaciones más relevantes en el ámbito, tales como Esrel, Esreda, RAMS,

etc. Las direcciones a consultar son las siguientes:

• http://www.esrel2009.org/ (i)

• http://www.esreda.org/index.php?option=com_content&view=article

&id=116&Itemid=100 (i)

• http://rams.org/ (i)

• http://www.ieee.org/portal/site/relsoc/menuitem.e3d19081e6eb2578f

b2275875bac26c8/index.jsp?&pName=relsoc_level1&path=relsoc/Use

ful_Information&file=ConferenceCalendar.xml&xsl=generic.xsl (i)

• http://www.aec.es/congresos/index.asp?TipoCongresos=proximos (c)

XII.3. CONCLUSIONES

La facilidad de acceso a los medios que ofrece la red, junto con la oferta

de páginas con información sobre diferentes técnicas, herramientas,

metodologías, productos, etc. sobre confiabilidad, han logrado que esta

disciplina gane continuamente aceptación dentro y fuera del campo de la

ingeniería. Así, la creciente demanda de confiabilidad en productos, procesos y

servicios vaticina que las referencias aquí mostradas sean pronto

complementadas con otras de igual o mayor importancia.


Por último, indicar que aunque las direcciones mostradas no recopilen el

100% de los portales vinculados a la confiabilidad, puede decirse que éstas

concentran parte importante de lo que es posible encontrar en la red sobre este

tema.

libro2010 version final

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