mantenimiento, disponibilidad y confiabilidad

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  • 8/22/2019 Mantenimiento, Disponibilidad y Confiabilidad

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    Disponibilidad, Confiabilidad y Mantenibilidad

    El mantenimiento puede ser definido como el conjunto de acciones destinadas a

    mantener o reacondicionar un componente, equipo o sistema, en un estado en el

    cual sus funciones pueden ser cumplidas. Entendiendo como funcin cualquier

    actividad que un componente, equipo o sistema desempea, bajo el punto de vista

    operacional.

    Las palabras confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad, forman parte de la

    cotidianidad del mantenimiento. Si se analiza la definicin moderna de

    mantenimiento, se verifica que la misin de este es garantizar la disponibilidad

    de la funcin de los equipos e instalaciones, de tal modo que permita atender a un

    proceso de produccin o de servicio con calidad, confiabilidad, seguridad,

    preservacin del medio ambiente y costo adecuado.

    1. CONFIABILIDAD

    La confiabilidad puede ser definida como la confianza que se tiene de que un

    componente, equipo o sistema desempee su funcin bsica, durante un perodo

    de tiempo preestablecido, bajo condiciones estndares de operacin.

    Otra definicin importante de confiabilidades: capacidad de un elemento para

    realizar una funcin requerida bajo un contexto operativo, cumpliendo las

    condiciones ambientales requeridas durante un periodo de tiempo especifico.

    Nos plantea funciones probabilisticas, la funcin de falla y la funcin de no falla;

    como son probabilidades la suma de las 2 nos debe de dar a la unidad.

    La confiabilidad de un equipo o producto puede ser expresada a travs de la

    expresin:

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    Donde:

    R(t): Confiabilidad de un equipo en un tiempo t dado

    e: constante Neperiana (e=2.303..)

    : Tasa de fallas (nmero total de fallas por perodo de operacin)

    t: tiempo

    La confiabilidad es la probabilidad de que no ocurra una falla de determinado tipo,

    para una misin definida y con un nivel de confianza dado.

    1.1ELCOSTODELA CONFIABILIDADENEL MANTENIMIENTO

    Para que se tenga confiabilidad en equipos y sistemas, no se debe olvidar que

    esto requiere necesariamente inversin de capital.

    La confiabilidad por tanto ser obtenida, por ejemplo, a travs de ms material, o

    sea, mayor espesor o dimensin, mejores materiales o manteniendo equipos de

    reserva para que acten como substitutos, en el caso de que falle el equipo

    principal. La figura 2 explica tericamente este concepto.

    Figura 2. Origen de la confiabilidad de componentes.

    De acuerdo con la figura 2, si se quiere aumentar la probabilidad de

    funcionamiento de un componente, es necesario dimensionarlo de forma que la

    carga aplicada sea menor que la resistencia del material empleado. La diferencia

    que separa el valor de carga del valor de resistencia, es conocida como factor de

    seguridad del diseo, que en la prctica se puede decir, que es el coeficiente de

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    ignorancia que los proyectos tiene de las variaciones, tanto de carga como de las

    resistencias de los materiales empleados.

    La figura 3 muestra que es posible reducir el factor de seguridad, si contramos

    con el conocimiento de las variables de las cargas y de resistencias de los

    materiales utilizados.

    Figura 3. Distribuciones de cargas y resistencias.

    Es claro que para aplicaciones de bajo costo, an hoy en da es ms prcticoutilizar los conocidos coeficientes de seguridad. Por otro lado, para el diseo de

    equipos sofisticados y caros, como centrales nucleares, aviones a propulsin y

    plataformas petroleras entre muchos otros, el uso de coeficientes de seguridad,

    tornaran estas aplicaciones extremadamente caras. Es as como la confiabilidad

    permiti el desarrollo de estos sistemas complejos con economa de materiales y

    procesos.

    Una posibilidad que se presenta en la relacin carga yresistencia, como puede

    verificarse de la figura 4, es que estas pueden interferir; esto quiere decir que en

    algn punto, existe una carga que sea superior a la resistencia. En estas

    condiciones la falla ser inminente. El rea de esta interferencia ser proporcional

    al nmero de fallas en un equipo o sistema. Por tanto, mientras mayor es la

    Interferencia, mayor es la tasa de falla. Esto muestra que la tasa de falla es

    definida durante la fase de concepcin, es decir, cuando el diseador evala las

    cargas aplicadas, as como la cantidad y tipo de material a ser utilizado.

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    Figura 4. El origen d e las fal las

    2. DISPONIBILIDAD.

    Es el porcentaje del tiempo analizado, en el cual el equipo est disponible para

    producir.

    La disponibilidad, objetivo principal del mantenimiento, puede ser definida como la

    confianza de que un componente o sistema que sufri mantenimiento, ejerza su

    funcin satisfactoriamente para un tiempo dado. En la prctica, la disponibilidad se

    expresa como el porcentaje de tiempo en que el sistema est listo para operar o

    producir, esto en sistemas que operan continuamente.

    En la fase de diseo de equipos o sistemas, se debe buscar el equilibrio entre la

    disponibilidad y el costo. Dependiendo de la naturaleza de requisitos del sistema,

    el diseador puede alterar los niveles de disponibilidad, confiabilidad y

    mantenibilidad, de forma a disminuir el costo total del ciclo de vida.

    Matemticamente la disponibilidad D(t), se puede definir como la relacin entre el

    tiempo en que el equipo o instalacin qued disponible para producir TMEF y eltiempo total de reparacin TMPR. Es decir:

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    El TMPR o tiempo medio de reparacin, depende en general de:

    - la facilidad del equipo o sistema para realizarle mantenimiento.

    - La capacitacin profesional de quien hace la intervencin.

    - De las caractersticas de la organizacin y la planificacin del mantenimiento.

    - Tiempo Promedio entre Fallos (TMEF).

    2.1ELMANTENIMIENTOCOMOFOCALIZADORDELADISPONIBILIDAD

    El factor primario que distingue a las empresas lderes en disponibilidad, es que

    ellas reconocen que la confiabilidad no es simplemente un resultado del esfuerzo

    de reparacin, ellas estn convencidas de que la eliminacin de las fallas crnicas

    es su misin primordial.

    Las reparaciones en el mantenimiento, en este tipo de industria, son vistas de

    forma diferente. Las reparaciones no son esperadas, son vistas como casos

    excepcionales y resultantes de alguna deficiencia en la poltica de mantenimiento

    o descuido de la gerencia de mantenimiento. Un anlisis detallado del problema,

    acompaado por un programa slidamente estructurado de mejora de laconfiabilidad, es la base para la eliminacin de mucho trabajo innecesario. La

    organizacin es dimensionada para gerenciar un sistema de monitoreo basado en

    la condicin y fija una alta prioridad para eliminar fallas.

    3.MANTENIBILIDAD

    Su objetivo principal es buscar la minimizacin en los tiempos y los costes

    asociados a las tareas de mantenimiento. Es un componente de la calidad que

    contribuye a la disponibilidad del producto o servicio.

    La mantenibilidad puede definirse como l.a probabilidad de que un aparato en fallo

    sea restaurado completamente a su nivel operativo, dentro de un periodo de

    tiempo dado, cuando la accin de reparacin se efecta de acuerdo con los

    procedimientos preestablecidos o simplemente la probabilidad de que un equipo

    que presenta una falla sea reparado en un determinado tiempo t.

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    De manera anloga a la confiabilidad, la mantenibilidad puede ser estimada con

    ayuda de la expresin:

    Donde:

    M(t): es la funcin mantenibilidad, que representa la probabilidad de que la

    reparacin comience en el tiempo t=0 y sea concluida satisfactoriamente en el

    tiempo t (probabilidad de duracin de la reparacin).

    e: constante Neperiana (e=2.303..)

    : Tasa de reparaciones o nmero total de reparaciones efectuadas con relacin al

    total de horas de reparacin del equipo.

    t: tiempo previsto de reparacin TMPR (tiempo medio para reparacin)

    Adems de la relacin que tiene la mantenibilidad con el tiempo medio de

    reparacin, TMPR, es posible encontrar otro tipo de consideraciones, entre las que

    se cuentan:

    - El TMPR est asociado al tiempo de duracin efectiva de la reparacin.

    - Todo el tiempo restante, empleado por ejemplo en la espera de herramientas,

    repuestos y tiempos muertos, es retirado generalmente del TMPR.

    - Sin embargo, al calcular la disponibilidad, la mayora de autores indican que el

    tiempo a ser considerado, es el tiempo de reparacin ms los tiempos de espera,

    que es lgico.

    Normalmente los tiempos que ocurren entre la parada y el retorno a la operacin

    de un equipo son presentados en la tabla 2:

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    Tabla 2. Tiempos transcurridos desde la falla de un equipo y su puesta en marcha.

    3.1RELACINENTREDISPONIBILIDAD,CONFIABILIDADYMANTENIBILIDAD.

    Para aumentar la produccin en una planta, es indispensable que las tres

    disciplinas disponibilidad, confiabilidad y mantenibilidad se relacionen entre si, de

    tal manera que:

    Si se quiere aumentar la disponibilidad en una planta, sistema o equipo, se debe:

    - Aumentar la confiabilidad, expresada por el TMEF.

    - Reducir el tiempo empleado en la reparacin, expresado por el TMEF

    - Aumentar el TMEF y reducir el TMPR simultneamente.

    Como la tasa de fallas expresa la relacin entre el nmero de fallas y el tiempo

    total de operacin del sistema o equipo, se puede expresar el TMEF como el

    inverso de la tasa de fallas , as que:

    Anlogamente a la definicin de la tasa de fallas, estambin definida la tasa de

    reparaciones , por:

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    Consecuentemente, el TMPR se puede definir tambincomo el inverso de la tasa

    de reparaciones, as:

    4.CONCLUSIONESYRECOMENDACIONES

    Las conclusiones que se enuncian a continuacin, pueden ser a la vez tomadas

    como recomendaciones, para que un buen plan de mantenimiento sea

    desarrollado en cualquier tipo de empresa, basados en los conceptos de

    confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad.

    La confiabilidad siempre cuesta dinero y slo debe ser buscada cuando realmente

    sea efectiva

    A veces lo ms barato cuesta ms

    El objetivo del mantenimiento es garantizar la funcin requerida de los equipos y

    sistemas, no eliminar todas las fallas.

    Equipos iguales con fases de vida diferentes requieren diferentes tipos de

    mantenimiento.

    No siempre ms mantenimiento preventivo es mejor, no siempre ms

    mantenimiento correctivo es peor.

    El que entiende de confiabilidad es quien opera, el mantenimiento entiende de

    reparaciones.

    Si un equipo opera fuera de las condiciones para las cuales fue diseado, el

    mantenimiento nada puede hacer para mejora la confiabilidad.

    Para aumentar la confiabilidad es preciso evitar la intervencin humana

    innecesaria.

    Los equipos no fallan, las fallas ocurren en los componentes de los sistemas.

    Practicar reparaciones permanentes es eliminar los problemas crnicos.

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    Se debe enfatizar en el origen de la causa de las fallas y no en solamente reparar.

    La organizacin del mantenimiento debe estar focalizada en la disponibilidad.

    La operacin correcta es la primera lnea de defensa contra las fallas.

    Se debe actuar prioritariamente sobre la mantenibilidad para aumentar ladisponibilidad.

    Como conclusin final se puede decir, que la confiabilidad prctica puede auxiliar

    el personal de mantenimiento a obtener altos ndices de disponibilidad con bajos

    costos, pero estos resultados slo sern alcanzados si se adoptan cambios en el

    entendimiento de la funcin de mantenimiento y en la postura de todos los

    involucrados en este proceso.