Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM)

CAPÍTULO II.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS

2.2. Teorías que sustentan el trabajo

2.2.6. Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM)

El Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (Reliability Centred Maintenance) es el proceso utilizado para determinar que se debe hacer para asegurar que cualquier activo físico (equipo), continúe haciendo lo que sus usuarios quieren que hagan en su contexto operacional actual. Lo que los usuarios quieren depende de dónde y cómo se utiliza el activo (el contexto de funcionamiento). [12]

Una definición más precisa nos da la norma SAE JA1011-1999, RCM es un proceso específico usado para identificar las políticas que deben ser implementadas para manejar los modos de falla que pudieran causar las fallas funcionales de cualquier activo físico en un contexto operacional dado. [26] El RCM se centra en la relación entre la organización y los elementos físicos que la componen. Antes de que se pueda explorar esta relación detalladamente, se necesita saber qué tipo de elementos físicos existentes en la empresa, y decidir cuáles son las que deben estas sujetas al proceso de revisión del RCM. En la mayoría de los casos, esto significa que se debe de realizar un registro de equipos completo si no existe ya uno. [12]

En general, RCM se puede definir como: La filosofía de gestión del mantenimiento, en la cual un equipo multidisciplinario de trabajo, se encarga de optimizar la confiabilidad 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, analizando los efectos que originarán los modos de falla en éstos activos, a la seguridad, al medio ambiente y a las operaciones. [27]

2.2.6.1. Evolución histórica

El Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad se originó al final de la década de los años sesenta y a comienzos de los setenta, en un esfuerzo conjunto del gobierno y la industria aeronáutica norteamericana. Las principales aplicaciones del RCM fueron documentadas en una publicación de Nowlan Heap, Reliability Centered Maintenance. [28] En la década de los 70 se empleó para emprender un estudio de la eficiencia de las reparaciones generales, basadas en el tiempo, de componentes complejos en los sistemas de los equipos de las aeronaves civiles y lograr aumentar la disponibilidad de los equipos, a un menor costo y esfuerzo de mantenimiento. La efectividad de este modelo de gestión de mantenimiento, ha sido notoria, y se ha expandido a diversos sectores, aceptada y aplicada en la industria en general. [19]

2.2.6.2. Beneficios del RCM

El RCM ha sido usado por una amplia variedad de industrias durante los últimos años. Cuando se aplica correctamente genera los siguientes beneficios:

 Aumenta la disponibilidad de los equipos.

 Reduce el mantenimiento correctivo y las órdenes de trabajo de emergencia. Reduce las paradas forzadas.

 Elimina el Mantenimiento Preventivo innecesario es decir :

 Reduce el mantenimiento preventivo en componentes no críticos.  Cambios de las tareas y las frecuencias.

 Elimina o agrega nuevas tareas.  Se tiene mejor conocimiento sobre fallas

 Identifica las deficiencias del diseño.  Identifica las causas de repetición de fallas.  Optimiza el inventario de las piezas de repuesto.

 Mejora la eficacia en el costo del programa de mantenimiento general  Planificación y programación

 Capacita el personal de mantenimiento, tiempo extra reducido.  Mejora el mantenimiento y los procedimientos operativos.

 Implementa la confiabilidad manejada por el operador.

Lo importante del RCM es que provee una metodología de trabajo que va paso a paso y a su vez hacer participar a todo aquel que tenga relación con los equipos y el proceso de funcionamiento. [12]

2.2.6.3. Metodología para la implementación del RCM

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 que se plantean en la siguiente tabla:

TABLA N° 2. 11: Siete preguntas del RCM

N° PREGUNTA INFORMACIÓN

OBTENIDA OBJETIVO

¿Qué o cual es la función que cumple el componente a

analizar? Funciones y parámetros de funcionamiento Establecer objetivos, metas, definir el

¿De qué forma/ cómo puede fallar? Por qué deja de realizar

su función? Fallas funcionales problema y recoger información básica.

3 ¿Qué origina la falla? Modos de falla

¿Qué sucede/ocurre cuando falla?, ¿Qué efecto conlleva el que se produzca una falla?

Efectos de los modos de falla

¿Qué importancia o tipo de consecuencia/impacto/ conlleva la ocurrencia de la falla? Consecuencias Conocer las consecuencias de las fallas

6 ¿Qué se puede hacer para

prevenir/predecir la falla? Acciones de mantenimiento proactivo Establecer las estrategias de mantenimiento a emplear

7 ¿Qué pasa si no podemos

prevenir/predecir la falla?

Acciones de mantenimiento correctivo(reactivo) Fuente (Adaptación de la norma SAE JA1011)

En general el proceso de implantación del RCM se resume a:

FIGURA N° 2. 10: Proceso de implantación del RCM [12]

La interpretación y definición de las siete preguntas del RCM se expone a continuación una por una.

A. Funciones parámetros de funcionamiento

Antes de poder aplicar un proceso para determinar que debe hacerse para que cualquier activo físico continúe haciendo aquello que sus usuarios quieren que haga en su contexto operacional, necesitamos hacer dos cosas:

 Asegurar que es capaz de realizar aquello que sus usuarios quieren que haga

Por esto el primer paso en el proceso de RCM es definir las funciones de cada activo en su contexto operacional, junto con los parámetros de funcionamiento deseados. Lo que los usuarios esperan que los activos sean capaces de hacer puede ser dividido en dos categorías:  Funciones primarias, que en primera instancia resumen el porqué de la adquisición del activo. Esta categoría de funciones cubre temas cuino velocidad, producción. capacidad de almacenaje o carga, calidad de producto y servicio al cliente.  Funciones secundarias, la cual reconoce que se espera de cada

activo que haga más que simplemente cubrir sus funciones

primarias. Los usuarios también tienen expectativas

relacionadas con las áreas de seguridad, control, contención, confort, integridad estructural, economía, protección, eficiencia operacional, cumplimiento de regulaciones ambientales, y hasta de apariencia del activo.

Los usuarios de los activos generalmente están en la mejor posición por lejos para saber exactamente qué contribuciones físicas y financieras hace el activo para el bienestar de la organización como un todo. Por ello es esencial que estén involucrados en el proceso de RCM desde el comienzo.

Si es hecho correctamente, este paso toma alrededor de un tercio del tiempo que implica un análisis RCM completo. Además hace que el grupo que realiza el análisis logre un aprendizaje considerable - muchas veces una cantidad alarmante - acerca de la forma en que realmente funciona el equipo. [12]

B. Fallas Funcionales

Los objetivos del mantenimiento son definidos por las funciones y expectativas de funcionamiento asociadas al activo en cuestión. Pero ¿Cómo puede el mantenimiento alcanzar estos objetivos?.

El único hecho que puede hacer que un activo no pueda desempeñarse conforme a los parámetros requeridos por sus

usuarios es alguna clase de falla. Esto sugiere que el mantenimiento cumple sus objetivos al adoptar una política apropiada para el

manejo de una falla, necesitamos identificar que fallas pueden ocurrir.

El proceso de RCM lo hace en dos niveles:

 En primer lugar identifica las circunstancias que llevaron a la falla  Luego se pregunta qué eventos pueden causar que el activo falle En el mundo del RCM, los estados de falla son conocidos como fallas funcionales porque ocurre cuando el activo no puede cumplir una función de acuerdo al parámetro de funcionamiento que el usuario considera aceptable. [12]

C. Modos de Falla

Como se mencionó en el párrafo anterior, una vez que se ha identificado cada falla funcional, el próximo paso es tratar de identificar todos los hechos que de manera razonablemente posible puedan haber causado cada estado de falla. Estos hechos se denominan modos de falla. Los modos de falla "razonablemente posibles" incluyen aquellos que han ocurrido en equipas iguales o similares operando en el mismo contexto, fallas que actualmente están siendo prevenidas por regímenes de mantenimiento existentes, así como fallas que aún no han ocurrido pero son consideradas altamente posibles en el contexto en cuestión. La mayoría de las listas tradicionales de modos de falla incorporan fallas causadas por el deterioro o desgaste por uso normal. Sin embargo, para que todas las causas probables de fallas en los equipos puedan ser identificadas y resueltas adecuadamente, esta lista debería incluir fallas causadas por emires humanos (por parte de los operadores y el personal de mantenimiento), y errores de diseño. También es importante identificar la causa de cada falla con suficiente detalle para asegurarse de no desperdiciar tiempo y esfuerzo intentando tratar síntomas en lugar de causas reales. Por otro lado es igualmente importante asegurarse de no malgastar el tiempo en cl análisis mismo al concentrarse demasiado en los detalles. [12]

D. Efectos de falla

El cuarto paso en el proceso de RCM tiene que ver con hacer un listado de los efectos de falla, que describen lo que ocurre con cada modo de falla. Esta descripción debería incluir toda la información

necesaria para apoyar la evaluación de las consecuencias de la falla, tal corno:

 Qué evidencia existe (si la hay) de que la falla ha ocurrido  De qué modo representa una amenaza para la seguridad o el

medio ambiente (si la representa)

 De qué manera afecta a la producción o a las operaciones (si las afecta)

 Qué daños físicos (si los hay) han sido causados por la falla  Qué debe hacerse para reparar la falla

El proceso de identificar funciones, fallas funcionales, modos de falla, y efectos de falla trae asombrosas y muchas veces apasionantes oportunidades de mejorar el rendimiento y la seguridad, así como también de eliminar el desperdicio. [12]

E. Consecuencias de la falla

Un análisis detallado de la empresa industrial promedio probablemente muestre entre tres mil y diez mil posibles modos de falla. Cada una de estas fallas afecta a la organización de algún modo, pero en cada caso, los efectos son diferentes. Pueden afectar operaciones. También pueden afectar Ia calidad del producto, el servicio al cliente, la seguridad o el medio ambiente. Todas para ser reparadas tomaran tiempo y costaran dinero. Son estas consecuencias las que más influencian el intento de prevenir cada falla. En otras palabras, si una falla tiene serias consecuencias, haremos un gran esfuerzo para intentar evitarla. Por otro lado, si no tiene consecuencias o tiene consecuencias leves, quizás decidamos no hacer más mantenimiento de rutina que una simple limpieza y lubricación básica.

Un punto fuerte del RCM es que reconoce que las consecuencias de las fallas son estas importantes que sus características técnicas. De hecho reconoce que la única razón para hacer cualquier tipo de mantenimiento proactivo no es evitar las fallas per se sino evitar o reducir las consecuencias de las fallas. El proceso de RCM clasifica estas consecuencias en cuatro grupos, de la siguiente manera:

 Consecuencias de fallas ocultas: las fallas ocultas no tienen un

con consecuencias serias y hasta catastróficas. (La mayoría están asociadas a sistemas de protección sin seguridad inherente).

 Consecuencias ambientales y para la seguridad: una falla tiene

consecuencias pana la seguridad si es posible que cause daño o la muerte a alguna persona. Tiene consecuencias ambientales si infringe alguna normativa o reglamento ambiental tanto corporativo como regional, nacional o internacional.

 Consecuencias Operacionales: Una falla done consecuencias

operacionales si afecta la producción (cantidad, calidad del producto, o costos operacionales además del costo directo de la reparación).

 Consecuencias No-Operacionales: Las fallas que caen en esta

categoría no afectan a la seguridad ni la producción, solo implican el costo directo de la reparación.

Como veremos luego el proceso de RCM hace uso de estas categorías como Ia base de su marco de trabajo estratégico para la toma de decisiones en el mantenimiento. Obligando a realizar una revisión de las consecuencias de cada modo de falla en relación con las categorías recién mencionadas, integra 108 objetivos operacionales, ambientales, y de seguridad a la función mantenimiento. También nos alienta a pensar de una manera más amplia acerca de diferentes maneras de manejar las fallas, más que concentramos en prevenir fallas. [12]

F. Tareas Proactivas

Estas tareas se emprenden antes de que ocurra una falla, para prevenir que el ítem llegue al estado de falla. Abarcan lo que se conoce tradicionalmente como mantenimiento "predictivo" o "preventivo", aun-que veremos luego que el RCM utiliza los términos reacondicionamiento cíclico, sustitución cíclica, y mantenimiento a condición. [12]

G. Acciones a falta de

El RCM reconoce tres grandes categorías de acciones a falta de:  Búsqueda de fallas: las tareas de búsqueda de falla implican

revisar periódicamente funciones ocultas para determinar si han fallado.

 Rediseño: rediseñar implica hacer cambios de una sola vez a las capacidades iniciales de un sistema. Esto incluye modificaciones al equipo y también cubre los cambios de una sola vez a los procedimientos.

Ningún mantenimiento programado: como su nombre lo indica, aquí no se hace esfuerzo alguno en tratar de anticipar o prevenir los modos de falla y se deja que la falla simplemente ocurra, para luego repararla. Esta tarea a falta de también es llamada mantenimiento "a rotura". [12]

2.2.6.4. Análisis de modos y efectos de falla (AMEF=FMEA)

El AMEF o también conocido como FMEA por sus siglas en inglés (Failure Modes and Effect Analysis), se emplea para dar respuesta a las preguntas que plantea el RCM, una de las herramientas principales empleadas para el análisis es el AMEF.

El AMEF es una herramienta que permite identificar los efectos o consecuencias de los modos de fallos de cada activo en su contexto operacional. A partir de esta técnica se logra:

1. Asegurar que todos los modos de falla concebibles y sus efectos sean comprendidos.

2. Identificar debilidades de diseño.

3. Proveer alternativas en la etapa de diseño.

4. Proveer criterios para prioridades de acciones correctivas. 5. Proveer criterios para prioridades de acciones preventivas. 6. Asistir en la identificación de fallas en sistemas con anomalías.

Pudiendo así responder las pregunta 1, 2, 3, 4 y 5 del RCM.

Los primeros FMEA formales se llevaron a cabo en la industria aeroespacial a mediados de la década de 1960 y se centraron específicamente en cuestiones de seguridad. [29]

El AMEF fue desarrollada en el ejercito de la Estados Unidos por los ingenieros de la National Agency of Space and Aeronautical (NASA); este era empleado como una técnica para evaluar la confiabilidad y para determinar los efectos de las fallas de los equipos y sistemas, en el éxito de la misión y la seguridad del personal o de los equipos. [30]

En poco tiempo, los FMEA se convirtieron en una herramienta clave para mejorar la seguridad, especialmente en las industrias de procesos químicos. El objetivo de los FMEA de seguridad era, y sigue siendo hoy, evitar que se produzcan accidentes e incidentes de seguridad.

Si bien los ingenieros siempre han analizado los procesos y productos en busca de fallas potenciales, el proceso FMEA estandariza el enfoque y establece un lenguaje común que se puede usar tanto dentro como entre las empresas. También puede ser utilizado por empleados no técnicos y técnicos de todos los niveles. [29]

La industria automotriz adaptó la técnica FMEA para su uso como herramienta de mejora de la calidad. [29]

Existen dos tipos de AMEF:

 AMEF de Diseño

También conocido como AMEF de producto. Consiste en el analisis preventivo de los diseños, buscando anticiparse a los problemas y necesidades de los mismos. [31]

 AMEF de proceso

Es iniciado antes de la fase de producción y toma en consideración todos los requerimientos relacionados con operaciones de manufactura o montaje desde componentes individuales hasta el ensamble. [31]

El AMEF constituye una de las herramientas y partes más importantes de la implantación del RCM hacia las diferentes máquinas y/o activos en su contexto operacional. Mediante el AMEF se obtendrá la información necesaria para poder prevenir las consecuencias o efectos de las posibles fallas mediante la determinación de las actividades de mantenimiento, éstas actuarán sobre cada modo de falla y sus posibles consecuencias.

En la actualidad existen muchas maneras de evaluar y hacer el análisis del AMEF, a continuación en la FIGURA N° 2.10 se muestra un modelo de AMEF empleado en las industrias.

FIGURA N° 2. 11: Modelo de AMEF [EP]

A partir de la información obtenida del AMEF, se emplea una evaluación numérica para determinar la estrategia proactiva a utilizar, la cual se basa en las siguientes tablas:

TABLA N° 2. 12: Escala para definir el nivel de ocurrencia para cada modo de falla

Nivel de ocurrencia : N. O.

Descripción

(frecuencia de ocurrencia) Probabilidad de ocurrencia de la falla

10 Muy alta: falla que es casi inevitable

Más de una ocurrencia por día, o una probabilidad de más de tres ocurrencias en diez eventos

9 Una ocurrencia cada tres o cuatro días, o una probabilidad de tres ocurrencias en diez eventos 8 Alta: continuamente falla Una ocurrencia por semana o una probabilidad de cinco

ocurrencias en cien eventos

7 Una ocurrencia por mes, o una ocurrencia en cien eventos

6 Moderada: ocasionalmente falla

Una ocurrencia cada tres meses o tres ocurrencias en mil eventos

5 Una ocurrencia cada seis meses en un año, o una ocurrencia en diez mil eventos

4 Una ocurrencia por año o seis ocurrencias en cien mil eventos

3 Baja: relativamente falla poco

Una ocurrencia entre uno y tres años o seis ocurrencias en diez millones de eventos

2 Una ocurrencia entre tres y cinco años o dos ocurrencias en un billón de eventos

1 Remota: no es probable que falle

Una ocurrencia en mas de cinco años, o menos de dos ocurrencias en un billón de eventos

Fuente (ROBIN E. MCDERMOTT , E. MIKULAK, M. BEAUREGARD. 2009)

TABLA N° 2. 13: Escala para definir el nivel de detección para cada modo de falla

Nivel de

detección: N. D.

Descripción (Grado de

control o detección) Definición

10 Absolutamente incierto

EL proceso y el producto no es controlado o inspeccionado, las anomalías por fallas no son detectados

9 Muy remoto Se inspecciona solo el producto final a partir de un nivel aceptable de calidad

8 Remoto Se inspecciona solo el producto final en base a un modelo previamente probado

7 Muy bajo

Se inspecciona solo el producto manualmente durante todo el proceso( no hay ayuda de equipos modernos de control)

6 Bajo

Se inspecciona solo el producto manualmente durante todo el proceso, usando pruebas de ensayo y error

5 Moderado