UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA
MECÁNICA
TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO MECÁNICO
“DISEÑO DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA
CONFIABILIDAD (MCC) AL COMPRESOR ESTACIONARIO DE
TORNILLO DE UNA ETAPA DE LA EMPRESA METALMECÁNICA FAMECA SAC”
AUTOR
BR. MORENO AGUIRRE EDWIN MICHAEL
ASESOR:
MG. EDUARDO F. AZABACHE VÁSQUEZ
TRUJILLO – PERÚ
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTOS
A Dios, por darme claridad en cada paso que doy en mi vida, a mis padres César y Carolina por su infinita paciencia, perseverancia y sabios consejos, a mis hermanos César, Victoria, Ricardo y Simón por siempre ser la motivación en el logro de todas mis metas.
Al Ingeniero Eduardo Azabache Vásquez, por sus valiosos y acertados consejos y su disposición en todo momento.
PRESENTACIÓN
Señores distinguidos miembros del jurado:
En cumplimiento con el reglamento de grados y títulos de la Universidad
Nacional de Trujillo, presento ante ustedes la Tesis titulada: DISEÑO DE UN
PLAN DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD (MCC)
AL COMPRESOR ESTACIONARIO DE TORNILLO DE UNA ETAPA DE LA
EMPRESA METALMECÁNICA FAMECA SAC, la misma que someto a
vuestra consideración y espero cumpla con los requisitos de aprobación para
obtener el Título profesional de Ingeniero Mecánico.
RESUMEN
Tradicionalmente en las industrias metalmecánicas existen planes de
mantenimiento para los equipos, basados en recomendaciones del fabricante,
determinados en periódos fijos, basados en políticas internas de la planta o
bien simplemente aplicando un mantenimiento correctivo. Sin embargo, el
objetivo del mantenimiento es siempre el de mantener los equipos en la
máxima disponibilidad y confiabilidad.
La empresa metalmecánica de carrocerías Fameca SAC se caracteriza por
tener altas exigencias de calidad y confiabilidad de sus productos. El
adecuado mantenimiento de las máquinas de producción es uno de los pilares
para garantizar la calidad de sus productos y la continuidad del proceso de
producción, motivo de esto, en el presente trabajo se emplea un proceso de
Mantenimiento Centrado en Confiabilidad MCC.
La aplicación del proceso MCC involucró un análisis de causas de los modos
de fallas y sus efectos AMFE, y el desarrollo de Hojas de Decisión
estableciendo actividades de mantenimiento que eliminen o reduzcan los
efectos de fallas basándose en las consecuencias que podrían causar. Dichas
actividades son técnicamente factibles de realizarse y con su ejecución
deberán resolver las consecuencias que se pretenden prevenir.
El objetivo del presente trabajo es diseñar un plan de mantenimiento centrado
en confiabilidad MCC al compresor Atlas Copco de la empresa metalmecánica
Fameca SAC para mejorar sus índices de mantenimiento actuales.
Como resultado de la aplicación de la metodología MCC se desarrolló un
nuevo plan de mantenimiento centrado en confiabilidad y se aumentó la
ABSTRACT
Traditionally the metalworking industry is there to provide aircraft maintenance
and equipment, based on the manufacturer's recommendations, to apply paramenters at scheduled fixed intervals, based on plant’s internal policies or
simply applying corrective maintenance. This purpose is to provide
maintenance to keep the equipment in maximum reliability and availability.
The Metalworking and Bodywork company Fameca SAC is characterized for
the high quality and reliability of its products resulting in high demands for
them. The proper maintenance of the production machines is one of the pillars
to guarantee the quality of its products and the continuity of the production
process. Therefore, at the present workstage an RCM Reliability Centred
Maintenance process is used.
The application of such RCM process involved an analysis mode for causes of
failure and their AMFE effects, along with the development of Decision Sheets
establishing maintenance activities that eliminate or reduce the effects of
failures based on the consequences that they could cause. These activities
are technically feasible to be carried out and with their executions are such
that they must diminish the consequences that are intended to prevent.
The objective of the present work is to design a maintenance plan focused on
RCM reliability to the Atlas Copco compressor at the Metalworking and
Bodywork company Fameca SAC to improve its current maintenance rates.
As a result of the application of the RCM methodology, a new maintenance
plan was developed focusing on increased availability by 25%, increased
ÍNDICE GENERAL
Pgs. CAPÍTULO I
1 INTRODUCCIÓN... 1
1.1 REALIDAD PROBLEMÁTICA ... 1
1.2 ENUNCIADO DEL PROBLEMA ... 4
1.3 HIPÓTESIS ... 4
1.4 JUSTIFICACIÓN... 5
1.5 OBJETIVOS ... 6
1.5.1 OBJETIVO GENERAL... 6
1.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 6
CAPÍTULO II 2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS... 7
2.1 ANTECEDENTES... 7
2.2 MARCO TEÓRICO ... 10
2.2.1 FILOSOFÍAS DE MANTENIMIENTO Y SU EVOLUCIÓN... 10
2.2.2 PROCESO DE MANTENIMIENTO ... 13
2.2.3 OBJETIVO DEL MANTENIMIENTO ... 13
2.2.4 TIPOS DE MANTENIMIENTO ... 14
2.3 TIEMPOS EN EL MANTENIMIENTO ... 15
2.3.1 TIEMPO PARA REPARAR (TPR):... 15
2.3.2 TIEMPO ENTRE FALLAS (TEF) ... 15
2.3.3 TIEMPO MEDIO PARA REPARAR (TMPR)... 16
2.3.4 TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS (TMEF) ... 16
2.3.5 TASA DE FALLAS (λ)... 17
2.3.6 TASA DE REPARACIONES (μ) ... 17
2.4 INDICADORES DE MANTENIMIENTO ... 18
2.4.1 DISPONIBILIDAD: ... 18
2.4.2 CONFIABILIDAD ... 19
2.5 MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD (MCC) ... 20
2.5.1 ORIGEN DE MCC ... 20
2.5.2 MANTENIMIENTO Y MCC ... 21
2.5.3 FUNCIONES ... 23
2.5.4 DEFINICIÓN DEL CONTEXTO OPERACIONAL ACTUAL... 24
2.5.5 ANÁLISIS DE MODOS DE FALLA Y EFECTOS (AMFE) ... 24
2.5.6 MODELO DE CRITICIDAD SEMICUANTITATIVO CTR (CRITICIDAD TOTAL POR RIESGO) ... 25
2.5.7 NÚMERO DE PRIORIDAD DE RIESGO (NPR) ... 29
2.5.8 PROCESO DE DECISIÓN MCC ... 33
2.5.9 DESCRIPCIÓN DEL COMPRESOR ATLAS COPCO... 35
CAPÍTULO III 3 MATERIALES Y MÉTODOS ... 43
3.1 MATERIAL DE ESTUDIO... 43
3.1.1 Unidad de Estudio ... 43
3.2 MÉTODOS ... 43
3.2.1 NIVEL DE INVESTIGACIÓN ... 43
3.2.2 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN ... 43
3.2.3 VARIABLES ... 43
3.2.4 POBLACIÓN Y MUESTRA... 43
3.3 TÉCNICAS ... 44
3.4 PROCEDIMIENTO ... 45
3.4.1 ETAPAS DE LA INVESTIGACIÓN: ... 46
CAPÍTULO IV 4 RESULTADOS ... 47
4.1 RESULTADOS DE APLICACIÓN DEL SISTEMA DE CRITICIDAD PARA LOS EQUIPOS DE PLANTA ... 47
4.2 RESULTADOS DEL PROCESO MCC... 49
4.2.1 DEFINICIÓN DEL CONTEXTO OPERACIONAL ACTUAL... 49
4.2.3 RESULTADOS INDICADORES ACTUALES DE MANTENIMIENTO: ... 58
4.2.4 RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE CRITICIDAD DE LOS MODOS DE FALLA DEL COMPRESOR ATLAS COPCO... 59
4.2.5 RESULTADOS DEL NÚMERO DE PRIORIDAD DE RIESGO ... 65
4.2.6 HOJAS DE DECISIÓN MCC ... 67
4.3 ESTIMACIÓN DE LOS INDICADORES DE GESTIÓN DE MANTENIMIENTO CON EL DISEÑO DEL PLAN DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD COMPARADOS CON LOS ACTUALES ... 78
4.3.1 ESTIMACIÓN DE LOS INDICADORES DE GESTIÓN DE
MANTENIMIENTO:... 78
4.3.2 ANÁLISIS COMPARATIVO DE LOS PARÁMETROS DE
MANTENIMIENTO... 79
4.3.3 RESULTADOS ESTIMADOS DE LOS NUEVOS INDICADORES DE MANTENIMIENTO BASADOS EN MCC ... 83
4.3.4 COMPARACIÓN DE LOS INDICADORES DE MANTENIMIENTO
ACTUALES Y ESTIMADOS CON MCC: ... 84
CAPÍTULO V
5 DISCUSIÓN DE RESULTADOS... 85
CAPÍTULO VI
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 87
6.1 CONCLUSIONES ... 87
6.2 RECOMENDACIONES ... 90
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ÍNDICE DE TABLAS
Pgs.
Tabla 2.1: Criterios de Criticidad ... 27
Tabla 2.2: Clasificación de la gravedad del modo de fallo según la repercusión en el cliente/usuario. ... 30
Tabla 2.3: Clasificación de la frecuencia de ocurrencia del modo de fallo ... 31
Tabla 2.4: Clasificación de la facilidad de detección del modo de falla ... 32
Tabla 4.1: Asignación de criticidad de los equipos de planta... 48
Tabla 4.2: Hoja de información MCC Sistema de aceite... 51
Tabla 4.3: Hoja de información MCC Sistema eléctrico ... 52
Tabla 4.4: Hoja de información MCC Sistema de regulación... 53
Tabla 4.5: Hoja de información MCC Sistema secado de aire... 54
Tabla 4.6: Hoja de información MCC Sistema de refrigeración ... 55
Tabla 4.7: Hoja de información MCC Sistema de condensado... 56
Tabla 4.8: Hoja de información MCC Sistema de almacenamiento de aire ... 57
Tabla 4.9: Indicadores actuales de mantenimiento ... 58
Tabla 4.10: Criticidad Total por Riesgo de los modos de falla del compresor Atlas Copco... 59
Tabla 4.11: Criticidad Total por Riesgo de los modos de falla del compresor Atlas Copco... 60
Tabla 4.12: Ponderación para la frecuencia de falla funcional... 61
Tabla 4.13: Clasificación de los modos de falla según el nivel de criticidad ... 62
Tabla 4.14: Clasificación de los modos de falla según el nivel de criticidad ... 63
Tabla 4.15: Número de Prioridad de Riesgo de cada modo de falla crítico... 65
Tabla 4.16: Resumen NPR de modos de falla críticos ... 66
Tabla 4.17: Hoja de decisión MCC de modos de falla inaceptables en sistema eléctrico ... 67
Tabla 4.18: Hoja de decisión MCC de modos de falla inaceptables en sistema eléctrico ... 68
Tabla 4.20: Hoja de decisión MCC de modos de falla deseables en sistema de
aceite ... 70
Tabla 4.21: Hoja de decisión MCC de modos de falla deseables en sistema de condensado ... 70
Tabla 4.22: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de aceite ... 71
Tabla 4.23: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de aceite ... 71
Tabla 4.24: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de aceite ... 72
Tabla 4.25: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de regulación ... 72
Tabla 4.26: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de regulación ... 73
Tabla 4.27: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de secado de aire ... 73
Tabla 4.28: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de secado de aire ... 74
Tabla 4.29: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de secado de aire ... 74
Tabla 4.30: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de refrigeración... 75
Tabla 4.31: Hoja de decisión MCC de modos de falla aceptables en sistema de refrigeración... 75
Tabla 4.32: Plan de Mantenimiento compresor Atlas Copco ... 76
Tabla 4.33: Continuación Plan Mantenimiento compresor Atlas Copco ... 77
Tabla 4.34: Resumen de los parámetros en mejora para modos de falla Medios Críticos y No Críticos... 78
Tabla 4.35: Parámetros en mejora con el diseño del plan basado en MCC... 78
Tabla 4.36: Comparación de los parámetros de mantenimiento... 79
ÍNDICE DE FIGURAS
Pgs.
Figura 2.1: Diagrama de la metodología AMFE ...25
Figura 2.2: Matriz de Criticidad ...28
Figura 2.3: Número de prioridad de riesgo...33
Figura 2.4: Hoja de Decisión MCC ...33
Figura 2.5: Diagrama de Decisión de MCC...34
Figura 2.6: Compresor estacionario de tornillo Atlas Copco...35
Figura 2.7: Diagrama sistema de aceite ...36
Figura 2.8: Descripción diagrama sistema de aceite ...37
Figura 2.9: Diagrama sistema de secado de aire...38
Figura 2.10: Descripción diagrama sistema de secado de aire ...38
Figura 2.11: Diagrama sistema de refrigeración ...39
Figura 2.12: Descripción diagrama sistema de refrigeración...40
Figura 2.13: Purgadores de condensado electrónico ...40
Figura 2.14: Condiciones de referencia...41
Figura 2.15: Límites de funcionamiento ...41
Figura 2.16: Datos técnicos compresor estacionario de una etapa Atlas Copco ....42
Figura 3.1: Diagrama de proceso de Gestión de Mantenimiento utilizando la metodología MCC para el compresor ATLAS COPCO ...45
Figura 4.1: Resumen de tabla de asignación de equipos ...48
Figura 4.2: Diagrama de flujo del Proceso de Producción mostrando el alcance de la sección de Aire Comprimido ...50
Figura 4.3: Matriz de criticidad...61
ÍNDICE DE GRÁFICAS
Pgs.
Gráfica 1.1: Distribución de la empresas manufactureras según actividad principal,
2014 ... 2
Gráfica 4.1: Comparación de modos de falla ...80
Gráfica 4.2: Comparación del número de intervenciones ...80
Gráfica 4.3: Comparación de los Tiempos para reparación (TPR)...81
Gráfica 4.4: Comparación de los Tiempos entre fallas (TEF) ...81
Gráfica 4.5: Comparación de los Tiempos medios entre fallas (TMEF) ...82
Gráfica 4.6: Comparación de los Tiempos medios para reparación (TMPR)...82
ÍNDICE DE ANEXOS
Pgs.
ANEXO 1: ESCALA DE REFERENCIA PARA EVALUACIÓN DE LOS
EQUIPOS ...96
ANEXO 2: PRIORIDADES PARA EVALUAR LOS EQUIPOS DE PLANTA ...96
ANEXO 3: CÁLCULO DE LOS INDICADORES ACTUALES DE
MANTENIMIENTO: ...97
ANEXO 4: ESTIMACIÓN DE LOS NUEVOS INDICADORES DE
MANTENIMIENTO BASADOS EN MCC ... 100
ANEXO 5: EVALUACIÓN DE LOS TIEMPOS DE MANTENIMIENTO ... 103
ANEXO 6: FICHAS DE MÁQUINA: ... 110
ANEXO 7: PROGRAMA ACTUAL DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
LISTA DE ABREVIATURAS
MCC Mantenimiento Centrado en Confiabilidad Tp Tiempo Programado de operación
TPR Tiempo Para Reparar TEF Tiempo Entre Fallas
TMPR Tiempo Medio para Reparación TMEF Tiempo Medio Entre Fallas
і Intervenciones
λ Tasa de Fallas
μ Tasa de Reparaciones
D(t) Disponibilidad C(t) Confiabilidad M(t) Mantenibilidad E.M Eficiencia Mecánica
H.T Horas totales operación del equipo H.M Horas totales en mantenimiento CTR Criticidad Total por Riesgo
AMFE Análisis de Modos de Falla y Efectos NPR Número de Prioridad de Riesgo Mtto Mantenimiento
IO Factor de impacto en la producción FO Factor de flexibilidad operacional CM Factor de costes de mantenimiento
CAPITULO I
1
INTRODUCCIÓN
1.1 REALIDAD PROBLEMÁTICA
La Industria Metalmecánica comprende un conjunto diverso de actividades
manufactureras que, en mayor o menor medida, utilizan entre sus insumos
principales productos de la siderurgia y/o sus derivados aplicándoles a los
mismos algún tipo de transformación, ensamble o reparación. [1]
Actualmente la industria Metalmecánica constituye un eslabón fundamental
en el sector manufacturero, no sólo por su contenido tecnológico y valor
agregado, sino también por su articulación con distintos sectores industriales;
prácticamente todos los países con desarrollo industrial avanzado (EE.UU,
China, Unión Europea, Japón, entre otras) cuentan con sectores
metalmecánicos consolidados. [1]
En América Latina, la industria Metalmecánica representa aproximadamente
el 16% del Producto Bruto Interno (PBI) industrial, generando empleo a 4.1
millones de personas en forma directa y 19.7 millones en forma indirecta. [1]
En el Perú, ésta es una actividad de mucha importancia, no sólo por ser
generadora de empleo y contribuir al valor agregado del país, sino porque su
desarrollo implica mejoras en los niveles tecnológicos de las industrias,
conllevando esto a una estabilidad del crecimiento de largo plazo y como
consecuencia mejores niveles de desarrollo económico. [2]
Según el Ministerio de Producción, la actividad metalmecánica es la tercera
representa el 15% del total de empresas registradas en el país, ver gráfica
1.1.
Gráfica 1.1: Distribución de la empresas manufactureras según actividad principal, 2014
(Fuente: Ministerio de la Producción-PRODUCE)
Al ser un sector importante para la economía del país, es necesario que los
procesos de producción de las industrias metalmecánicas funcionen
adecuadamente, dentro de parámetros establecidos para lograr sus metas en
productividad, esto es posible en cierta forma si sus activos físicos (máquinas,
equipos, herramientas, etc) son capaces de realizar aquellas funciones
operativas para las cuales fueron programadas, para mantener el estado de
operatividad de estos activos, es necesario contar con óptimas estrategias de
mantenimiento. Por tanto resulta imprescindible determinar las políticas de
mantenimiento más adecuadas para minimizar las paradas de producción.
Actualmente, en gran parte de las industrias de metalmecánica las políticas
de mantenimiento no se efectúan de forma adecuada, debido en muchos
casos, a la falta de planes de mantenimiento que realmente se adecúen al
contexto de operación de las máquinas. Ocasionando que en la mayoría de
sin embargo, el mantenimiento correctivo sigue siendo el que más
preponderancia tiene.
En 1960, apareció una alternativa de mantenimiento en la industria,
desarrollándose un nuevo concepto de Mantenimiento Centrado en la
Confiabilidad (MCC), que en un principio se utilizó en la industria aeronáutica,
y fue adaptado para el mantenimiento de jets. [3]
El MCC es un proceso utilizado para determinar qué se debe hacer para
asegurar que cualquier activo físico continúe haciendo lo que los usuarios
quieren que haga dentro de su contexto de operación actual. Si es aplicado
correctamente, el MCC transforma las relaciones entre los activos físicos
existentes, quienes lo usan y las personas que los operan y mantienen. A su
vez permite que nuevos bienes o activos sean puestos en servicio con gran
efectividad, rapidez y precisión. [4]
Actualmente esta metodología se viene implementando con gran éxito en
muchas industrias como ferroviarias, farmacéuticas, centrales energéticas,
metalúrgicas, manufactureras, petroleras, automotrices, mineras, etc., por ser
una herramienta para aumentar la disponibilidad, mejorar procesos y reducir
costos.
La empresa metalmecánica Fabricaciones Metálicas Carranza SAC cuenta
actualmente con un plan de mantenimiento preventivo para los equipos de
planta, dentro de ellos se encuentra el compresor de tornillo estacionario Atlas
Copco.
Desde la puesta en funcionamiento del compresor Atlas Copco no se ha tenido
el debido interés en el cumplimiento del programa de mantenimiento
en los compresores, sino también operacionales (costos de producción)
debido a las paradas por fallas.
En el periódo mayo 2015 - mayo 2016 se presentaron dos situaciones de fallas
funcionales críticas, la última tuvo consecuencias graves en el proceso de
producción, debido a la parada de máquina por un periódo de 3 días para su
reparación. En este contexto el compresor de reserva sólo pudo abastecer a
la sub área de acabados (pintado de unidades).
Estas situaciones de mantenimiento correctivo se hubiesen podido reducir o
eliminar, de haberse adoptado una estrategia de mantenimiento que se
adecue al contexto actual de operación y que se base en el análisis de los
principales modos de fallas y efectos; en otras palabras, en un plan de
mantenimiento centrado en confiabilidad MCC.
1.2 ENUNCIADO DEL PROBLEMA
¿Cómo incrementar los indicadores actuales de mantenimiento al diseñar un
Plan de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC) al compresor
estacionario de tornillo de una etapa Atlas Copco.?
1.3 HIPÓTESIS
Un Plan de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC) logrará
incrementar los indicadores de mantenimiento y mejorará el funcionamiento
1.4 JUSTIFICACIÓN
En el aspecto de Mantenimiento
Optimizar el Plan de Mantenimiento existente, estableciendo un programa eficaz de mantenimiento.
Optimizar la vida útil del compresor estacionario de tornillo del área de aire comprimido.
Disminuir las paradas no planificadas debido a fallas funcionales.
Conocer y comprender de manera óptima el funcionamiento de todos los sistemas que integran el compresor, estableciendo una visión mucho más
científica de lo que debe hacerse para que continúe cumpliendo sus
funciones específicas.
Difundir y aplicar el MCC como herramienta de mantenimiento para las demás máquinas clasificadas con nivel crítico dentro del proceso de
producción.
En el aspecto Económico
La aplicación del método MCC va a optimizar tanto los costos de mantenimiento programado como no programado del compresor.
Disminución de pérdidas de producción debido a la alta disponibilidad, confiabilidad y mantenibilidad del compresor.
En el aspecto de Seguridad
El MCC garantiza que se consideren las repercusiones a la seguridad y el medio ambiente en todo modo de falla evidente, además mediante este
enfoque el MCC coloca prioritariamente el factor humano antes que la
1.5 OBJETIVOS
1.5.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad (MCC) para incrementar los indicadores de mantenimiento del compresor estacionario
de tornillo de una etapa Atlas Copco de la empresa metalmecánica Fameca
SAC.
1.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar el contexto operacional actual del compresor estacionario Atlas Copco.
Aplicar un análisis de modos de falla, efectos y criticidad (AMFE) y elaborar las hojas de información MCC.
Calcular los indicadores actuales de mantenimiento Disponibilidad,
Confiabilidad, Mantenibilidad y Eficiencia Mecánica.
Clasificar cada uno de los modos de fallas Críticos, Medio críticos y No críticos mediante un análisis semicuantitativo de criticidad.
Determinar los modos de fallas Inaceptables, Deseables y Aceptables de cada modo de falla críticos, mediante el Número de Prioridad de Riesgo
(NPR).
Elaborar Hojas de decisión MCC para seleccionar las actividades más adecuadas y establecerlas en el nuevo plan de mantenimiento centrado en
confiabilidad.
CAPÍTULO II
2
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1 ANTECEDENTES
Gangi, Sergio. Ingaramo, Ricardo. Sastre, Javier. Pontelli, Daniel. [21]. “Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad: Ejemplo de Aplicación en una industria Farmacéutica”. En este artículo se muestra la aplicación del
Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM: Reliability Centered
Maintenance) en una máquina crítica de una fábrica de medicamentos,
identificada a través del empleo de herramientas de decisión multicriterio
implementada con la participación de personal de diferentes áreas de la
empresa. Ésta máquina se tomó como prototipo para realizar una experiencia
piloto que luego será extendida a todo el equipamiento más relevante de la
planta. El RCM es una metodología que permite determinar el tipo de
mantenimiento más adecuado para que un equipo cumpla con las funciones
de diseño, considerando su contexto operacional actual. Como resultado del
empleo de la metodología se definió la planificación de las actividades de
mantenimiento para los principales componentes de la máquina seleccionada
para esta aplicación.
Alejandro José Poveda Guevara. [15]. “Aplicación de la Metodología de
Mantenimiento Centrado en Confiabilidad para el Desarrollo de Planes de Mantenimiento”. Esta investigación muestra que la metodología de MCC
se enfoca en la aplicación de tareas de mantenimiento de acuerdo a los
eventos que causan indisponibilidad de los sistemas. De esta manera es que
sólo se realiza las actividades necesarias para seguir cumpliendo las
funciones que el usuario desea, reduciendo costos de mantenimiento por
tareas innecesarias. También menciona que en la mayor parte de los
que el mantenimiento a condición aumenta en 40%, debido que existen
condiciones que indican la ocurrencia de una falla y que antes del proceso
MCC no se tomaban en cuenta.
Luis Libardo A.Márquez Vega. [22]. “RCM Mantenimiento Centrado en la
Confiabilidad en la estación 3A de la Superintendencia de Operaciones
La Cira Infantas de la Gerencia Regional del Magdalena Medio perteneciente a Ecopetrol S.A”. En su investigación nos muestra que el
mantenimiento planeado establece las mejores técnicas de mantenimiento,
aplicando RCM se establecerá la aplicación efectiva de estas técnicas, debido
a que a todos los equipos no se les aplican las mismas técnicas de
mantenimiento, esto dependerá de los modos de falla conocidos en los
equipos y las actividades asignadas para prevenirlos. En cuanto a los Análisis
de Falla, el resultado de éstos genera el establecimiento de los modos de falla
ó si es una falla conocida revisar sus modos de falla.
Aguilar, José. Torres, Rocío. Magaña, Diana. [10]. “Análisis de modos de
falla, efectos y criticidad (AMFEC) para la planeación del mantenimiento empleando criterios de riesgo y confiabilidad”. Este artículo ilustra el
proceso de análisis y aplicación de la metodología de AMFEC en el proceso
de gestión de mantenimiento, específicamente en la etapa de planeación,
etapa considerada como critica. Ilustrando la aplicación de la metodología
para una planta endulzadora de gas. Con la aplicación del AMFEC se
identificaron los modos de falla que representan un mayor riesgo para la
instalación, considerando los riesgos a la producción, instalación y al personal.
Los modos de falla de mayor riesgo, son enviados a un proceso de selección
de tareas de mantenimiento detallado, mientras que los modos de falla de
medio y bajo riesgo, son tratados como un proceso genérico, permitiendo
identificar las áreas donde el mantenimiento tendrá la mejor oportunidad para
al ser enfocada en los modos de falla derivados de un análisis funcional y no
enfocada en los equipos, es decir, el plan es por modo de falla y no por equipo.
Carlos Montilla, Juan Arroyave, Carlos Silva. [23]. “Caso de aplicación
de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad RCM, previa existencia de Mantenimiento Preventivo”. En este artículo se presenta el resultado de
la aplicación de una metodología, mediante la cual a una empresa del orden
nacional, del ramo del transporte de encomiendas, con un programa de
Mantenimiento Preventivo madurado, se le aplicó un Mantenimiento Centrado
en la Confiabilidad, con lo cual se modificó su Programa de Mantenimiento
Preventivo, simplificándolo, y haciéndole aportes de Mantenimiento Predictivo
y Mantenimiento Autónomo. El rediseño de la función de Mantenimiento ha
logrado reducir la carga de trabajo de Mantenimiento, sin reducir la
disponibilidad de los equipos, y en el peor de los casos conservando la
confiabilidad.
Rommel Fernando Cela Andagoya. [24].“Mantenimiento Centrado en la
Confiabilidad (RCM) del Autotransformador de Pomasqui 230/138/13.8 KV”. Verifica que para optimizar los recursos de mantenimiento efectivo y
eficiente, es necesario que la estructura del mantenimiento este claramente
definido dentro de un proceso organizativo. Este proceso debe enfocarse en
el procesamiento de las novedades presentadas en el Sistema Nacional de
Transmisión, mediante un análisis de criticidad y riesgos para el sistema, esto
ayudará a la futura aplicación del RCM en los demás transformadores del
SNT, seguido por la programación de las actividades de mantenimiento
2.2 MARCO TEÓRICO
2.2.1 FILOSOFÍAS DE MANTENIMIENTO Y SU EVOLUCIÓN
A lo largo del proceso industrial vivido desde finales del siglo XIX, la función
mantenimiento ha pasado diferentes etapas. En los inicios de la Revolución
Industrial, los propios operarios se encargaban de las reparaciones de los
equipos. Cuando las máquinas se fueron haciendo más complejas y la
dedicación a tareas de reparación aumentaba, empezaron a crearse los
primeros departamentos de mantenimiento, con una actividad diferenciada de
los operarios de producción. Las tareas en estas dos épocas eran
básicamente correctivas, dedicando todo su esfuerzo a solucionar las fallas
que se producían en los equipos. [5]
A partir de la Primera Guerra Mundial, de la Segunda y sobre todo, tras
atravesar una grave crisis energética en el año 1973, empieza a concebirse
el concepto de fiabilidad. La aviación y la industria automovilística lideran esta
nueva corriente. Se desarrollan nuevos métodos de trabajo que hacen
avanzar las técnicas de mantenimiento en varias vertientes:
En la robustez del diseño, a prueba de fallos y que minimice las actuaciones de mantenimiento.
En el mantenimiento por condición, como alternativa al mantenimiento sistemático, aparece el mantenimiento predictivo.
En el análisis de fallos, tanto los que han ocurrido como los que tienen una probabilidad tangible de ocurrir (fallos potenciales). Se desarrolla un
Mantenimiento basado en Fiabilidad o RCM. El RCM como estilo de gestión
de mantenimiento, se basa en el estudio de los equipos, en el análisis de
de detección. Se podría afirmar que RCM es una filosofía de mantenimiento
básicamente tecnológica.
En el uso de la informática para el manejo de todos los datos que se manejan ahora en mantenimiento: órdenes de trabajo, gestión de las
actividades preventivas, gestión de materiales, control de costes, etc. Se
busca tratar todos estos datos y convertirlos en información útil para la toma
de decisiones. Aparece el concepto de GMAO (Gestión del Mantenimiento
Asistido por Ordenador), también denominado GMAC (Gestión del
Mantenimiento Asistido por Computadora) o CMMS (Computer
Management Maintenance System).
En la formación de toda gestión de mantenimiento de instalaciones, aparece el concepto de TPM, o Mantenimiento Productivo Total, en el que
algunas de las tareas normalmente realizadas por el personal de
mantenimiento son ahora realizadas por operarios de producción. Esas tareas ‘transferidas’ son trabajos de limpieza, lubricación, ajustes,
reaprietes de tornillos y pequeñas reparaciones. Se pretende conseguir con
ello que el operario de producción se implique más en el cuidado de la
máquina, siendo el objetivo último de TPM conseguir Cero Averías. Como
filosofía de mantenimiento, TPM se basa en la formación, motivación e
implicación del equipo humano, en lugar de la tecnología.
Por desgracia, muchas empresas todavía no han sufrido esta evolución en el
mantenimiento y siguen ancladas en la oscura prehistoria del mantenimiento
moderno. En muchas de ellas sigue siendo la reparación urgente de averías
la que dirige la actividad de mantenimiento, es la planta la que dicta lo que
debe hacerse y no los profesionales a cargo de la instalación. El porcentaje
de empresas que dedican todos sus esfuerzos a mantenimiento correctivo es
muy alto. Son muchos los responsables de mantenimiento, tanto de empresas
implantación de TPM o RCM, el análisis de fallos potenciales o incluso la
simple elaboración de un plan de mantenimiento programado son conceptos
muy interesantes en el campo teórico, pero que en la planta que dirigen no
son aplicables: parten de la idea de que la urgencia de las reparaciones es la
que marca y marcará siempre las pautas a seguir en el departamento de
mantenimiento. [5]
Existen una serie de razones por las que una instalación industrial debe
plantearse cuál es el mantenimiento óptimo a realizar en ella, es decir, razones
por las que debe gestionar su mantenimiento evitando que sea la propia
instalación la que obligue a los técnicos de mantenimiento a realizar
intervenciones normalmente no programadas. Estas razones son las
siguientes:
El alto coste que supone en muchos casos la pérdida de producción. Este importe es en muchas ocasiones muy superior al simple coste de
reparación o reposición de los elementos dañados.
Porque la seguridad, y las interrelaciones con el medio ambiente son aspectos que han tomado una extraordinaria importancia en la gestión
industrial.
Porque la mayoría de las instalaciones no solo deben estar disponibles mucho tiempo, sino que además deben ser fiables. Eso supone que deben
realizarse previsiones sobre la producción y que dichas previsiones se
deben cumplir.
Por todas estas razones, es necesario definir políticas, formas de actuación,
es necesario definir objetivos y valorar su cumplimiento, e identificar
oportunidades de mejora. En definitiva, es necesario gestionar el
mantenimiento, dirigir el departamento con políticas que permitan pensar que
impone los resultados, sino que estos se ajustan a unos valores previamente
definidos por la dirección de la empresa y de la instalación. [5]
2.2.2 PROCESO DE MANTENIMIENTO
Para que un activo se encuentre en estado de disponibilidad durante tanto
tiempo como sea posible, es necesario realizar tareas de mantenimiento
apropiadas. Algunas de estas tareas son sugeridas por el fabricante, pero en
la práctica estas tareas no bastan para garantizar la disponibilidad de los
activos, por lo cual se establece la necesidad de realizar tareas adicionales.
Entonces, el proceso para mantener la capacidad del activo para realizar su
función requerida es conocido como proceso de mantenimiento, y se define
como:
“El conjunto de actividades, que permiten mantener un equipo, sistema o
instalación en condición operativa, de tal forma que cumplan con las funciones
para las cuales fueron diseñados y asignados, o restablecer dicha condición cuando esta se pierde”. [7]
2.2.3 OBJETIVO DEL MANTENIMIENTO
El Objetivo del mantenimiento, es el de conseguir el más alto nivel de
operatividad en la producción mediante los incrementos de indicadores como
lo son la disponibilidad, la mantenibilidad y la confiabilidad, en condiciones de
calidad exigible, al mínimo costo y con el máximo nivel de seguridad para el
personal que lo utiliza y lo mantiene como también una minima degradación
Entre sus funciones principales se pueden mencionar: [7]
Planificar, programar y ejecutar las actividades de mantenimiento.
Instalar y controlar equipos y sistemas.
Registrar, controlar y evaluar sus actividades y fallas.
Desarrollar nuevas tecnologías de mantenimiento.
Asesorar al departamento para la adquisición de materiales y repuestos.
Formación y adiestramiento de personal.
Garantizar la seguridad y eficiencia operacional de los equipos al costo mas bajo.
2.2.4 TIPOS DE MANTENIMIENTO
Se muestra un breve resumen en la difinición de los tipos de mantenimiento
[16]:
a) Mantenimiento Preventivo. Se puede definir como el conjunto de
actividades programadas a equipos en funcionamiento que permiten en la
forma más económica, continuar su operación.
b) Mantenimiento Predictivo. Son una serie de acciones y técnicas que se
toman y aplican con el objetivo de detectar posibles fallas y defectos de las
máquinas en las etapas iniciales para evitar que estos fallos se manifiesten
durante su funcionamiento, evitando que ocasionen paros de emergencia
y tiempos muertos. Su misión es conservar un nivel de servicio determinado
en los equipos, programando las revisiones en el momento más oportuno.
Suele tener un carácter sistemático, es decir, se interviene aunque el
c) Mantenimiento Sistemático. Son actividades establecidas en función del
uso del equipo (Horas, kilómetros, etc.).
d) Mantenimiento de Ronda. Son actividades que consisten en una vigilancia
regular que se realiza a frecuencias cortas, las cuales no están
contempladas en un programa de mantenimiento.
e) Mantenimiento Correctivo. Es una actividad que se realiza luego de la
ocurrencia de falla. El objetivo de este tipo de mantenimiento consiste en
llevar a los equipos a sus condiciones originales después de ocurrida la
falla, por medio de restauración o reemplazo de componentes o partes del
equipo, esto debido a desgastes, daños o roturas. [8]
2.3 TIEMPOS EN EL MANTENIMIENTO
2.3.1 TIEMPO PARA REPARAR (TPR):
Es el tiempo medido real que se utiliza para corregir la falla y restaurar la
función de un equipo, línea, maquinaria o proceso después de una falla
funcional. Matemáticamente se define como:
𝐓𝐏𝐑𝒊= ∑𝒏𝒊=𝟏𝐓𝐏𝐑𝒊 (Ec. 2.1)
Donde:
TPR: Tiempo para reparar la falla
2.3.2 TIEMPO ENTRE FALLAS (TEF)
Es el tiempo medido real desde la ocurrecia de la última condición de falla
hasta la actual. Se expresa de la siguiente manera:
𝐓𝐄𝐅𝒊 = 𝐓𝐩 𝒊− 𝐓𝐏𝐑𝒊 (Ec. 2.2) Donde:
TEF: Tiempo entre fallas
Tp: Tiempo programado de operación
2.3.3 TIEMPO MEDIO PARA REPARAR (TMPR)
Generalmente es el tiempo que se espera para reparar dicho elemento o
máquina para que funcione de manera satisfactoria. [6]
Se expresa:
𝐓𝐌𝐏𝐑 =∑𝐧𝐢=𝟏𝐓𝐏𝐑
𝐢 (Ec. 2.3)
Donde:
TMPR: Tiempo medio para reparar
і: Total de intervenciones
2.3.4 TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS (TMEF)
Es el tiempo medio que un equipo, línea, máquina, o planta cumplen sus
funciones sin tener interrupción debido a una falla funcional. Se expresa:
𝐓𝐌𝐄𝐅 = ∑𝐧𝐢=𝟏𝐓𝐄𝐅
𝐢 (Ec. 2.4)
Donde:
TMEF: Tiempo medio entre fallas
TEF: Tiempo entre fallas
2.3.5 TASA DE FALLAS (λ)
La tasa de fallos 𝜆(𝑡) o Z(𝑡) es la probabilidad de que ocurra una falla del sistema o componente en un intervalo de tiempo dado. Se mide las fallas por
unidad de tiempo. [6]
Matemáticamente se expresa:
𝛌 = 𝟏
𝐓𝐌𝐄𝐅 (Ec. 2.5)
Donde:
λ: Tasa de fallas
TMEF: Tiempo medio entre fallas
2.3.6 TASA DE REPARACIONES (μ)
La tasa de reparaciones (μ) mide las reparaciones por unidad de tiempo. [6]
Matemáticamente la podemos definir:
𝛍 = 𝟏
𝐓𝐌𝐏𝐑 (Ec. 2.6)
Donde:
μ: Tasa de reparaciones
2.4 INDICADORES DE MANTENIMIENTO
2.4.1 DISPONIBILIDAD:
La disponibilidad, objetivo principal del mantenimiento, puede ser definida como la probabilidad de que un componente o sistema que sufrió
mantenimiento, ejerza su función satisfactoriamente o esté disponible para un
tiempo dado. En la práctica, la disponibilidad se expresa como el porcentaje
de tiempo en que el sistema está listo para operar o producir, esto en sistemas
que operan continuamente. [9]
En la fase de diseño de equipos o sistemas, se debe buscar el equilibrio entre
la disponibilidad y el costo. Dependiendo de la naturaleza de requisitos del
sistema, el diseñador puede alterar los niveles de disponibilidad, confiabilidad
y mantenibilidad, de forma que pueda disminuir el costo total del ciclo de vida.
Matemáticamente la disponibilidad D (t), se puede definir relacionando el
tiempo en que el equipo o instalación quedó disponible para producir (TMEF)
y el tiempo medio de reparación (TMPR). Es decir:
𝑫(𝒕) = ∑ 𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐𝒔 𝒅𝒊𝒔𝒑𝒐𝒏𝒊𝒃𝒍𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒍𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒄𝒊ó𝒏
∑ 𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐𝒔 𝒅𝒊𝒔𝒑𝒐𝒏𝒊𝒃𝒍𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒍𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒄𝒊ó𝒏+∑𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐𝒔 𝒆𝒏 𝒎𝒕𝒕𝒐 (Ec. 2.7)
𝑫(𝒕) = 𝑻𝑴𝑬𝑭
𝑻𝑴𝑬𝑭+𝑻𝑴𝑷𝑹× 𝟏𝟎𝟎%
(Ec. 2.8)
Donde:
TMEF: Tiempo medio entre fallas
2.4.2 CONFIABILIDAD
La confiabilidad puede ser definida como la “confianza” que se tiene de que
un componente, equipo o sistema desempeñe su función básica, durante un
periodo de tiempo preestablecido, bajo condiciones estándares de operación.
Otra definición importante de confiabilidad es; probabilidad de que un ítem
puede desempeñar su función requerida durante un intervalo de tiempo
establecido y bajo condiciones de uso definidas. [9]
La confiabilidad de un equipo o producto puede ser expresada a través de la
expresión:
𝐂(𝐭) = 𝐞
−𝛌𝐭
𝟏𝟎𝟎 ∗ 𝟏𝟎𝟎% (Ec. 2.9)
Donde:
𝐂(𝐭): Confiabilidad para un tiempo dado.
𝑒: Base de los logaritmos neperianos (e = 2.303).
𝛌: Tasa de fallas (número total de fallas por periódo de operación).
𝑡: Tiempo de operación previsto.
2.4.3 MANTENIBILIDAD:
La mantenibilidad se puede definir como la expectativa que se tiene de que
un equipo o sistema pueda ser colocado en condiciones de operación dentro
de un periodo de tiempo establecido, cuando la acción de mantenimiento es
ejecutada de acuerdo con procedimientos prescritos.
En términos probabilísticos, se define la mantenibilidad como “la probabilidad
de reestablecer las condiciones específicas de funcionamiento de un sistema,
De manera análoga a la confiabilidad, la mantenibilidad puede ser estimada
con ayuda de la expresión:
𝐌(𝐭) = (𝟏 − 𝐞
−𝛍𝐭
𝟏𝟎𝟎 ) ∗ 𝟏𝟎𝟎 (Ec. 2.10)
Donde:
M(t): Es la función mantenibilidad, que representa la probabilidad de que
la reparación comience en el tiempo t=0 y sea concluida
satisfactoriamente en el tiempo t (probabilidad de duración de la
reparación).
e: Constante Neperiana (e=2.303…).
µ: Tasa de reparaciones o número total de reparaciones efectuadas con
relación al total de horas de reparación del equipo. t: Tiempo previsto de reparación.
2.5 MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD (MCC)
2.5.1 ORIGEN DE MCC
El mantenimiento centrado en la confiabiidad (MCC) tiene sus orígenes en la
industria de la aviación civil a mediados de la década de los sesenta cuando
se preparó un informe sobre los procesos utilizados para elaborar los
programas de mantenimiento para los aviones.
“El desarrollo de este programa tiende al control de la confiabilidad a través de un análisis de los factores que afectan la misma y provee un sistema de acciones para mejorar, cuando existan los bajos niveles de confiabilidad. En el pasado, se puso gran énfasis en el control de los periódos de reemplazos para proveer un nivel satisfactorio de confiabilidad. Luego de un estudio cuidadoso, el Comité está convencido que la confiabilidad y el control de los tiempos de reemplazos no son necesariamente indicativos de tópicos asociados…”. [4]
De este informe dos descubrimientos fueron especialmente sorprendentes:
El reemplazo programado tiene poco efecto en la confiabilidad total de un ítem complejo a menos que el mismo tenga un modo de falla dominante. Hay muchos ítems para los cuales no existe una forma efectva de
mantenimiento programado.[4]
2.5.2 MANTENIMIENTO Y MCC
Desde el punto de vista de la ingeniería hay dos elementos que hacen al
manejo de cualquier activo físico. Debe ser mantenido y de tanto en tanto
quizás también necesite ser modificado.
Cuando nos disponemos a mantener algo, ¿Qué es eso que deseamos causar
que continúe?, ¿Cuál es el estado existente que deseamos preservar?
La respuesta a estas preguntas esta dada por el hecho de que todo activo
físico es puesto en funcionamiento porque alguien quiere que haga algo, en
otras palabras, se espera que cumpla una función o ciertas funciones
especificas. Por ende al mantener un activo, el estado que debemos preservar
es aquel en el que continúe haciendo aquello que los usuarios quieren que
Los requerimientos de los usuarios van a depender de dónde y cómo se utilice
el activo (contexto operacional). Esto lleva a la siguiente definición formal de
Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad:
El Mantenimiento Centrado en Confiabilidad MCC o RCM (Reliability Centered Maintenance) por sus siglas en inglés, se puede definir como un “método sistemático y estructurado para determinar el mantenimiento más adecuado a aplicar a cualquier activo físico para que éste siga cumpliendo con las funciones para las que fué concebido en su contexto operacional actual”. [4]
“El MCC es una metodología que permite el diseño y optimización de los planes de mantenimiento mediante el análisis de cada sistema, determinando cómo puede fallar funcionalmente y qué consecuencias pueden derivarse de esas fallas. Los efectos de cada modo de falla se evalúan de acuerdo al impacto sobre la seguridad, el medio ambiente, la operación y el costo.” [4]
Uno de los principales objetivos del MCC es promover un uso racional de los
recursos, al reducir la actividad y el costo de mantenimiento al valor justo y
necesario, procurando hacer foco en las funciones principales y en los riesgos
más importantes de los sistemas, evitando acciones de mantenimiento
superfluas o que no sean estrictamente necesarias.
La metodología propuesta por el MCC se encuentra completamente
estandarizada, y cada una de sus etapas se registra en documentos
especialmente elaborados para facilitar su implementación.
La metodología MCC, plantea un procedimiento que permite identificar las
necesidades reales de mantenimiento de los activos (equipos) en su contexto
1. ¿Cuáles son las funciones y parámetros de funcionamiento del activo en su contexto de operación?
2. ¿De qué modo falla en satisfacer su función? 3. ¿Qué origina la falla funcional?
4. ¿Qué sucede cuando ocurre la falla? 5. ¿Importa si llegase a fallar?
6. ¿Qué se puede hacer para prevenir o predecir la falla?
7. ¿Qué debe hacerse si no encontramos una adecuada tarea proactiva de mantenimiento?
2.5.3 FUNCIONES
2.5.3.1 ESTÁNDARES DE FUNCIONAMIENTO
Para que un activo físico sea mantenible, el funcionamiento deseado debe
estar dentro del margen de su capacidad inicial.
Para determinar esto no sólo debemos conocer la capacidad inicial del activo
físico, sino también cuál es exactamente el funcionamiento mínimo que el
usuario está dispuesto a aceptar dentro del contexto operacional en que va a
ser utilizado.
2.5.3.2 TIPOS DE FUNCIONES
Funciones Primarias: Son la razón principal por la que es adquirido el
activo físico. Son las razones por las cuales existe el activo, por lo que
debemos definirlas precisamente.
Funciones Secundarias: Son las demás funciones adicionales que
2.5.4 DEFINICIÓN DEL CONTEXTO OPERACIONAL ACTUAL
Antes de comenzar a redactar las funciones deseadas para el activo que se
está analizando (primera pregunta del MCC), se debe tener un claro
entendimiento del contexto en el que funciona el equipo, lo que consiste en
conocer y entender la filosofía de operación de la planta o proceso, a fin de
poder identificar claramente las condiciones bajo las cuales se opera,
considerando tanto su diseño como las necesidades del usuario. El desarrollo
de esta actividad nos permite saber la forma en que se opera el activo. La
definición deberá de contener los parámetros de operación, los equipos
involucrados, rutas de proceso, parámetros de control, entre otros atributos.
El contexto operacional es una descripción del sistema a analizarse, desde lo
general hasta lo más específico, detallando la importancia del sistema para el
negocio. [15]
2.5.5 ANÁLISIS DE MODOS DE FALLA Y EFECTOS (AMFE)
La metodología propuesta por el MCC, parte de un análisis del tipo AMFE
(Análisis de Modos de Falla y Efectos). Ésta metodología de análisis busca
identificar aquellos modos de falla que sean posibles causantes de cada falla
funcional, y determinar los efectos de falla asociados con cada modo de falla,
para posteriormente seleccionar la mejor tarea de mantenimiento, ya sea
preventiva, predictiva, correctiva o en su caso acciones adicionales o
complementarias.
Este análisis es desarrollado en un formato denominado “Hoja de Información de MCC”, en la cual se definen para cada sistema, equipo y/o componentes
Análisis funcional (funciones y fallas funcionales)
Identificación de modos de falla
Efectos de falla
A continuación se muestra el procedimiento AMFE [10]:
Figura 2.1: Diagrama de la metodología AMFE
(Fuente: Tecnología Ciencia. Ed. IMIQ, 25(1):15-26, 2010)
2.5.6 MODELO DE CRITICIDAD SEMICUANTITATIVO CTR (CRITICIDAD TOTAL POR RIESGO)
El modelo de Criticidad Total por Riesgo (CTR) presentado a continuación, es
un proceso de análisis semicuantitativo, bastante sencillo y práctico,
soportado en el concepto del riesgo, entendido como la consecuencia de
multiplicar la frecuencia de un fallo por la severidad del mismo. Este método
ha sido ampliamente desarrollado por consultoras y empresas internacionales
y adaptadas a un número importante de industrias. [19; 20]
INICIO
DEFINICIÓN DEL CONTEXTO OPERACIONAL
CONSECUENCIAS DE FALLA EFECTOS DE
FALLA IDENTIFICACIÓN
A continuación se presentan de forma detallada, las expresiones utilizadas
para jerarquizar los sistemas a partir del modelo CTR: [11]
𝑪𝑻𝑹 = 𝑭𝑭 × 𝑪 (Ec. 2.12)
Donde:
CTR: Criticidad total por riesgo
FF: Frecuencia de fallos (Rango de fallos en un tiempo determinado [fallos/año])
C: Consecuencias de los eventos de fallos
Donde el valor de las consecuencias (C), se obtiene a partir de la siguiente
expresión:
𝑪 = (𝑰𝑶 × 𝑭𝑶) + 𝑪𝑴 + 𝑺𝑯𝑨 (Ec. 2.13) Donde:
IO: Factor de impacto en la producción
FO: Factor de flexibilidad operacional
CM: Factor de costos de mantenimiento
SHA: Factor de impacto en seguridad, higiene y ambiente
La expresión final del modelo de priorización de CTR será la siguiente [12]:
𝑪𝑹𝑰𝑻𝑰𝑪𝑰𝑫𝑨𝑫 𝑻𝑶𝑻𝑨𝑳 𝑷𝑶𝑹 𝑹𝑰𝑬𝑺𝑮𝑶 = 𝑭𝑭 × ((𝑰𝑶 × 𝑭𝑶) + 𝑪𝑴 + 𝑺𝑯𝑨) (Ec. 2.14)
Tabla 2.1: Criterios de Criticidad
FRECUENCIA DE FALLAS
Elevado mayor a 4 fallas/año 4
Promedio 3 - 4 fallas/año 3
Buena 1 - 2 fallas/año 2
Excelente menos 1 fallas/año 1
IMPACTO OPERACIONAL
Parada total del equipo 10
Parada parcial del equipo y repercusión a otro equipo o subsistema 7 Impacta a niveles de producción o calidad 5
Repercute en costos operacionales asociado a disponibilidad 3 No genera ningún efecto significativo 1
FLEXIBILIDAD OPERACIONAL
No se cuenta con unidades de reserva para cubrir la producción, tiempos de reparación y logística muy grandes 4 Se cuenta con unidades de reserva que logran cubrir de forma parcial el impacto de producción, tiempos de reparación y logística intermedios 2 Se cuenta con unidades de reserva en línea, tiempos de reparación y
logística pequeños 1
COSTOS DE MANTENIMIENTO
Costos de reparación, materiales y mano de obra superiores o igual a US$ 300 (Incluye repuestos) 2 Costos de reparación, materiales y mano de obra inferiores a US$ 300
(Incluye repuestos) 1
SEGURIDAD, HIGIENE Y AMBIENTE
Riesgo alto de pérdidda de vida, daños graves a la salud del personal y/o incidente ambiental mayor (catastrófico) que exceden los límites permitidos
8
Riesgo medio de pérdida de vida, daños importantes a la salud, y/o incidente ambiental de difícil restauración 6 Riesgo mínimo de pérdida de vida y afección a la salud (recuperable en el corto plazo) y/o incidente ambiental menor (controlable), derrames fáciles de contener y fugas repetitivas.
3
No existe ningún riesgo de pérdida de vida, ni afección a la salud, ni
daños ambientales 1
(Fuente: Améndola, 2011)
La selección de los factores ponderados se realiza en reuniones de trabajo
con la participación de las distintas personas involucradas en el contexto
operacional del activo en estudio (operaciones, mantenimiento, procesos,
seguridad y ambiente). Posteriormente, se seleccionan los sistemas a
equipo los valores correspondientes a cada uno de los factores que integran
la expresión de Criticidad Total por Riesgo
Para obtener el nivel de criticidad de cada equipo/sistema, se toman los
valores totales de cada uno de los factores principales: frecuencia y
consecuencias de los fallos y se ubican en la matriz de criticidad. El valor de
frecuencia de fallos se ubica en el eje vertical y el valor de consecuencias se
ubica en el eje horizontal. [11]
Figura 2.2: Matriz de Criticidad
(Fuente: Parra &Crespo, 2012)
La matriz de criticidad mostrada a continuación permite jerarquizar los
sistemas en tres áreas:
Áreas de Sistemas No Críticos (NC)
Áreas de Sistemas de Media Criticidad (MC)
Áreas de Sistemas Críticos (C)
4 MC MC C C C
3 MC MC MC C C
2 NC NC MC C C
1 NC NC NC MC C
10 20 30 40 50
CONSECUENCIA
F
R
E
C
U
E
N
C
2.5.7 NÚMERO DE PRIORIDAD DE RIESGO (NPR)
Dentro del desarrollo del AMFE se determina el Número de Prioridad de
Riesgo (NPR), el cual se da por la multiplicación de tres índices de
probabilidad, los cuales son la Gravedad o Severidad, el nivel de Ocurrencia
y por la facilidad de Detección de las fallas.
2.5.7.1 GRAVEDAD
Determina la importancia o severidad del efecto del modo de fallo potencial
para el cliente (no teniendo que ser este el usuario final); valora el nivel de
consecuencias, con lo que el valor del índice aumenta en función de la
insatisfacción del cliente, la degradación de las prestaciones esperadas y el
coste de reparación.
Este índice sólo es posible mejorarlo mediante acciones en el diseño, y no
deberían afectarlo los controles derivados de la propia aplicación del AMFE o
de revisiones periódicas de calidad.
El cuadro de clasificación de tal índice debería diseñarlo cada empresa en
función del producto, servicio o proceso en concreto. Generalmente el rango
Una clasificación tipo es la representada en la tabla:
Tabla 2.2: Clasificación de la gravedad del modo de fallo según la repercusión en el cliente/usuario.
(Fuente: Brastalén, M.; Orriols, R.; 2004)
2.5.7.2 FRECUENCIA U OCURRENCIA:
Es la probabilidad de que una causa potencial de fallo (causa específica) se
produzca y dé lugar al modo de fallo.
Se trata de una evaluación subjetiva, con lo que se recomienda, si se dispone
de información, utilizar datos históricos o estadísticos. La frecuencia de los
modos de fallo de un producto final con funciones clave de seguridad,
adquirido a un proveedor, debería ser suministrado al usuario, como punto de
partida, por dicho proveedor. [13]
GRAVEDAD CRITERIO VALOR
Muy baja
Baja
Moderada
Defectos de relativa importancia
Alta El fallo puede ser crítico y verse inutilizado el sistema.
Produce un grado de insatisfacción elevado 7 – 8
Muy Alta
Modalidad de fallo potencialmuy crítico que afecta el funcionamiento de seguridad del producto o proceso y/o
involucra seriamente el incumpliento de normas reglamentarias. Si tales incumplimientos son graves
corresponde un 10.
9 – 10
Repercusiones irrelevantes apenas perceptibles
No es razonable esperar que este fallo de pequeña importancia origine efecto real alguno sobre el rendimiento del sistema. Probablemente, el cliente ni
se daría cuenta del fallo.
El tipo de fallo originaría un ligero inconveniente al cliente. Probablemente éste observará un pequeño deterioro del rendimiento del sistema sin importancia.
Es fácilmente subsanable. Repercusiones imperceptibles
El fallo produce cierto disgusto e insatisfacción en el cliente. El cliente observará deterioro en el rendimiento
del sistema
1
2 – 3
La clasificación de ocurrencia se muestra en la tabla 2.3.
La única forma de reducir el índice de frecuencia es:
Cambiar el diseño, para reducir la probabilidad de que el fallo pueda producirse.
Incrementar o mejorar los sistemas de prevención y/o control que impiden que se produzca la causa de fallo.
Tabla 2.3: Clasificación de la frecuencia de ocurrencia del modo de fallo
(Fuente: Brastalén, M.; Orriols, R.; 2004)
2.5.7.3 DETECTABILIDAD:
Este índice indica la probabilidad de que la causa y/o modo de fallo,
supuestamente aparecido, sea detectado con antelación suficiente para evitar
daños, a través de los controles actuales existentes a tal fin. Es decir, la
capacidad de detectar el fallo antes de que llegue a un estado de falla.
FRECUENCIA CRITERIO VALOR
Muy Baja
Alta
El fallo se ha presentado con cierta frecuencia en el pasado en procesos similares o previos procesos que
han fallado
6 – 8
Muy Alta Fallo casi inevitable. Es seguro que el fallo se producirá
frecuentemente 9 – 10
Ningún fallo se asocia a procesos casi idénticos, ni se ha dado nunca en el pasado, pero es concebible. 1 Improbable
Fallos aislados en procesos similares o casi idénticos. Es razonablemente esperable en la vida del sistema,
aunque es poco probable que suceda.
2 – 3
Defecto aparecido ocasionalmente en procesos similares o previos al actual. Probablemente aparecerá
algunas veces en la vida del componente/sistema.
4 – 5
Baja
Inversamente a los otros índices, cuanto menor sea la capacidad de detección
mayor será el índice de detectabilidad y por consiguiente mayor el número de
prioridad de riesgo, determinante para priorizar la intervención. [13]
Tabla 2.4: Clasificación de la facilidad de detección del modo de falla
(Fuente: Brastalén, M.; Orriols, R.; 2004)
Finalmente el Número de prioridad de riesgo viene expresado por la
multiplicación de los índices ya mencionados:
𝑵𝑷𝑹 = 𝑮 × 𝑭 × 𝑫 (Ec. 2.15) Donde:
NPR: Número de prioridad de riesgo
G: Índice de gravedad
F: Índice frecuencia o ocurrencia
D: Índice de detectabilidad
La clasificación producto del análisis del NPR son las siguientes:
DETECTABILIDAD CRITERIO VALOR
Pequeña
El defecto es de tal naturaleza que resulta difícil detectarlo con los procedimientos establecidos hasta el
momento.
7 – 8
Improbable El defecto no puede detectarse. Casi seguro que lo
percibirá el cliente final. 9 – 10 Mediana
El defecto es detectable y posiblemente no llegue al cliente. Posiblemente se detecte en los últimos
estados de producción.
5 – 6
Muy alta El defecto es obvio. Resulta muy improbable que no
sea detectado por los controles existentes 1 – 2
Alta
El defecto, aunque es obvio y fácilmente detectable, podría en alguna ocasión escapar a un primer control, aunque sería detectado con toda seguridad a posteriori.
Figura 2.3: Número de prioridad de riesgo
(Fuente: Brastalén, M.,2004)
2.5.8 PROCESO DE DECISIÓN MCC
Este proceso describe la Hoja de Decision de MCC (ver Figura 2.4) la cual permite asentar las respuestas a las preguntas formuladas en el Diagrama de
Decisión (ver Figura 2.5), y en función de dichas respuestas, registrar:
¿Qué mantenimiento de rutina (si lo hay) será realizado, con que frecuencia será realizado y quien lo hará?
¿Qué fallas son lo suficientemente serias como para justificar el rediseño?
Casos en los que se toma la decisión deliberada de dejar que las fallas ocurran (Mantenimiento correctivo).
Figura 2.4: Hoja de Decisión MCC
(Fuente: Moubray, J.; 2004)
NPR>150 INACEPTABLE (I)
100<NPR<150 REDUCCIÓN DESEABLE (R)
NPR <100 ACEPTABLE (A)
NÚMERO DE PRIORIDAD DE RIESGO
H1 H2 H3
S1 S2 S3
O1 O2 O3
F FF MF H S E O N1 N2 N3 H4 H5 S4
FECHA: HOJA N°:
EQUIPO:
SISTEMA:
FACILITADOR:
AUDITOR:
TAREA PROPUESTA
INTERVALO INICIAL
A REALIZARSE
POR
HOJA DE DECISIÓN MCC
REFERENCIA DE INFORMACIÓN
EVALUACIÓN DE LAS CONSECUENCIAS
