Propuesta de implementación de la metodología RCM para la mejora de la gestión del mantenimiento en los equipos auxiliares de una central termoeléctrica
Item Type info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
Authors Veria Rivero Rivero, Nilton César
Publisher Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)
Rights info:eu-repo/semantics/openAccess; Attribution- NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
Download date 01/02/2022 14:00:11
Item License http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Link to Item http://hdl.handle.net/10757/626589
UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA ACADÉMICO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
“PROPUESTA DE IMPLEMENTACIÓN DE LA METODOLOGÍA RCM PARA LA MEJORA DE LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO EN LOS EQUIPOS
AUXILIARES DE UNA CENTRAL TERMOELÉCTRICA”
TESIS
Para optar el título profesional de Ingeniero Industrial
AUTOR
Veria Rivero Rivero, Nilton César (000-0003-2461-4106)
ASESOR
León de los Ríos, Antonio José de Maria (0000-0003-1483-3372)
Lima, 20 de Septiembre de 2018
DEDICATORIA
A mis hijos Ian y Pía por ser el gran motivo de inspiración y sacrificio A mi Madre Soledad y Tía Beatriz
por todo el esfuerzo que hicieron para brindarme la mejor educación y por los valores que inculcaron en mi para ser una mejor persona cada día.
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RESUMEN
La siguiente propuesta de implementación está formada por cuatro capítulos, el primero describió el marco teórico necesario para desarrollar y sustentar la presente investigación. Se incluyeron temas como el proceso de generación eléctrica, estrategias de mantenimiento, así como la gestión de procesos aplicada al entorno del mantenimiento.
En el segundo capítulo, se describió la situación de la empresa y su entorno en el mercado eléctrico nacional. Además, se describieron los objetivos estratégicos y los procesos de la compañía. También, se determinó la problemática actual del departamento de mantenimiento y se pudo determinar cuál es la causa raíz de este problema.
En el tercer capítulo, se determinaron los objetivos y se propusieron las metas a alcanzar.
Además, se seleccionó la mejor metodología para solucionar el problema para eliminar, controlar o mitigar las causas que lo originaron. Seguidamente, se comenzó a desarrollar de la metodología el RCM para los sistemas seleccionados. Con ello, se determinó los mejores planes y estrategias de mantenimiento y los recursos necesarios para poder eliminar y/o controlar adecuadamente fallas en los equipos más críticos garantizando la disponibilidad de la planta.
En el Cuarto capítulo, se implementó un tablero de mando el cual controlará que los indicadores de mantenimiento se encuentren dentro de los límites establecidos. Esto permitirá medir y controlar los principales indicadores como la disponibilidad (D), tiempo medio entre fallas (TMEF) y tiempo medio para reparar (TMPR). Finalmente, se realizó el análisis económico del proyecto calculando el VAN, TIR para poder determinar su viabilidad.
Palabras clave: [Mantenimiento, RCM, Confiabilidad, Planificación, Mantenimiento centrado en la confiabilidad, MCC, Procesos]
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“PROPOSAL FOR IMPLEMENTATION OF THE RCM METHODOLOGY FOR THE IMPROVEMENT OF MAINTENANCE MANAGEMENT IN THE AUXILIARY
EQUIPMENT OF A THERMOELECTRIC POWER PLANT”
ABSTRACT
The following implementation proposal is made up of four chapters, the first one describing the theoretical framework necessary to develop and sustain this research. Topics such as power generation process, maintenance strategies, as well as the management of processes applied to the maintenance environment were included.
In the second chapter, the situation of the company and it’s environment in the national electricity market was described. In addition, the company's strategic objectives and processes were described. Also, the current problem of the maintenance department was settled, and the root cause of this problem could be determined.
In the third chapter, the objectives were established and the goals to be achieved were proposed.
In addition, the best methodology was selected to solve the problem to eliminate, control or mitigate the causes that originated it. Next, the RCM for the selected systems began to be developed from the methodology. With this, the best maintenance plans and strategies and the necessary resources were determined to be able to eliminate and / or adequately control failures in the most critical equipment guaranteeing the availability of the plant.
In the Fourth chapter, a dashboard was implemented which will control that the maintenance indicators are within the established limits. This will allow measuring and controlling the main indicators such as availability (A), mean time between failures (MTBF) and average time to repair (MTTR). Finally, the economic analysis of the project was calculated by calculating the NPV, IRR in order to determine its viability.
Keywords: [Maintenance, RCM, Reliability, Planning, Reliability centered maintenance, MCC, Processes]
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TABLA DE CONTENIDOS
CAPITULO I: ... 2
MARCO TEORICO... 2
1.1 CENTRALESTÉRMICASACICLOCOMBINADO ... 2
1.1.1 Definición ... 2
1.1.2 Componentes de un Ciclo Combinado ... 5
1.2 GESTIONDELMANTENIMIENTO ... 6
1.2.1. Definición de Mantenimiento ... 6
1.2.2. Evolución del mantenimiento. ... 7
1.2.3. Proceso de Optimización de la Confiabilidad Operacional ... 12
1.2.4. Mantenimiento Industrial... 13
1.2.5. Ingeniería y Gestión del Mantenimiento. ... 14
1.2.6. Estrategias de Mantenimiento: ... 16
1.2.6.1. Mantenimiento Productivo Total (TPM) ... 16
1.2.6.1.1. Caso éxito del TPM - Caso Helados Meals ... 19
1.2.6.2. Mantenimiento Basado a Condición – CBM - Proactivo o Predictivo ... 23
1.2.6.2.1. Caso de éxito de implementación del Mantenimiento Predictivo ... 27
1.2.6.3. Lean Maintenance ... 43
1.2.6.3.1. Caso de éxito Lean Maintenance... 47
1.2.6.4. La Terotecnología... 49
1.2.6.4.1. Caso Éxito de Terotecnologia ... 52
1.2.6.5. Mantenimiento Basado en la Confiabilidad (RCM) ... 55
1.3.MANTENIMIENTOCENTRADOENLACONFIABILIDAD–RCM ... 55
1.3.1. Antecedentes del RCM ... 55
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1.3.2. Introducción al RCM ... 56
1.3.3. Definición del RCM ... 57
1.3.4. Atributos del RCM ... 58
1.3.5. El Método del RCM ... 60
1.3.5.1. Las Siete Preguntas Básicas del RCM ... 63
1.3.5.2. El Análisis de modo de fallas y sus efectos -AMEF ... 69
1.3.5.3. Consideraciones sobre el AMEF ... 69
1.3.5.4. Efectos del AMEF ... 70
1.3.5.5. Procedimiento para elaboración del AMEF ... 71
1.3.5.6. Aplicación del Árbol de decisión ... 77
1.4. CASOSDEÉXITODERCM ... 79
1.4.1. Aplicaciones generales: ... 79
1.4.2. Aplicaciones específicas: ... 81
1.5. INDICADORESDEMANTENIMIENTO ... 83
1.5.1. Disponibilidad (Availability – A) ... 83
1.5.2. Tiempo promedio entre fallas (Mean Time Between Failure – MTBF) ... 84
1.5.3. Tiempo promedio de reparación (Mean Time To Repair – MTTR) ... 84
1.5.4. La función tasa instantánea de fallos ... 84
1.5.5. Curva de la bañera o de Davies ... 86
1.6. PRINCIPALESFUNCIONESDEPROBABILIDADEMPLEADASEN CONFIABILIDAD ... 89
1.6.1. Distribución de Weibull ... 91
1.7. GESTIONDEPROCESOS ... 94
1.7.1. Definición de un proceso ... 95
1.7.2. Cadena de valor ... 96
1.7.3. Mapa de procesos ... 97
1.7.4. Definición del SIPOC ... 99
1.7.5. Características de un proceso ... 100
1.7.6. Matriz de Fortalezas, Oportunidades, Debilidades y Amenazas (FODA) ... 102
1.7.6.1. Fortalezas y debilidades ... 103
1.7.6.2. Oportunidades y amenazas ... 104
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CAPITULO II: ... 105
SITUACIÓN ACTUAL DE LA EMPRESA ... 105
2.1. LA GENERACIÓN ELÉCTRICA ... 105
2.2. LA ENERGÍA EN EL PERÚ ... 107
2.2.1. Análisis del mercado eléctrico ... 108
2.3. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA ... 110
2.3.1. Organigrama de la planta. ... 112
2.3.2. Clientes de la empresa ... 112
2.3.3. Análisis FODA ... 116
2.3.4. Objetivos Estratégicos del Empresa ... 118
2.4. SITUACIÓN ACTUAL DEL DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO ... 118
2.4.1. Descripción de los procesos de la empresa ... 118
2.4.2. Proceso de Operación y Mantenimiento ... 122
2.4.3. Situación actual del departamento de Mantenimiento ... 125
2.5. DETERMINACIÓN DE LA PROBLEMÁTICA ... 128
2.5.1. Indicadores actuales de mantenimiento. ... 128
2.5.2. Indicadores de Confiabilidad y Disponibilidad ... 128
2.5.4. Análisis de fallas bajo la función Weibull ... 133
2.5.3. Identificación del Problema ... 136
2.5.4. Detalle del Problema ... 136
2.5.5. Selección de fallas críticas mediante matriz de riesgo NPR ... 142
2.6. IMPACTO ECONÓMICO DEL PROBLEMA ... 145
2.6.1. Impacto económico en el Sistema de Aerocondensadores - ACC ... 145
2.6.1. Impacto económico por fallas en la turbina a vapor ... 147
2.6.1. Impacto económico general ... 151
2.7. ANÁLISIS CAUSA RAÍZ ... 152
CAPITULO III ... 158
METODOLOGIA DE SOLUCIÓN Y ELABORACIÓN DE LA SOLUCION AL PROBLEMA ... 158
3.1. OBJETIVOS Y METAS DEL PROYECTO ... 159
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3.2.1. Objetivos Generales ... 159
3.2.1. Objetivos Específico ... 159
3.2.1. Metas y objetivos a alcanzar... 160
3.2. SELECCIÓN DE METODOLOGÍA PARA SOLUCIÓN DEL PROBLEMA ... 164
3.2.1. Evaluación de las propuestas ... 164
3.2.2. Elección de la propuesta solución ... 164
3.3. INICIO DEL PROYECTO ... 168
3.4. ASIGNACIÓN DE RECURSOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL PROYECTO ... 170
3.5. CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN DE PROYECTO ... 171
3.6. DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA DEL RCM: ... 173
3.6.1. Formación de equipo de trabajo... 173
3.6.2. Contexto operacional ... 175
3.6.3. Análisis de criticidad Selección de fallas críticas mediante matriz NPR ... 181
3.6.4. Análisis de fallos funcionales simples múltiples y ocultos... 182
3.6.5. Determinar los modos de fallo y analizar la causa y efecto (ÁMFE) ... 183
3.6.5.1. Selección de tácticas de mantenimiento factible, eficaz y rentable. ... 185
3.6.6. Auditar programa definido y el proceso realizado. ... 188
3.6.7. Implantar tácticas definidas ... 195
3.6.8. Optimizar el proceso y compatibilizar con el programa actual de mantenimiento. 195 3.7. IMPLANTACIÓN DEL RCM COMO ESTRATEGIA EN EL PROCESO DE MANTENIMIENTO 196 3.7.1. Desarrollo de los proceso de mantenimiento. ... 196
3.7.2. Identificación del modelo de gestión de mantenimiento en el mapa de procesos 199 3.7.3. Conformación del mapa de procesos de área de mantenimiento ... 200
3.7.4. Modelo de gestión de mantenimiento ... 202
3.7.5. Mapa de procesos del mantenimiento ... 202
3.7.6. Gestión estratégica del proceso de mantenimiento ... 207
3.7.7. Flujograma de mantenimiento ... 209
3.7.8. Proceso Mantenimiento bajo el enfoque de SIPOC ... 211
3.7.9. Interrelación de procesos y actividades de mantenimiento ... 218
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CAPITULO IV... 220
VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA ... 220
4.1. IMPLEMENTACIÓN DE UN BSC O TABLERO DE MANDO ... 221
4.1.1. KPI - Indicadores y metas de Mantenimiento... 221
4.1.2. KPI – Tablero del mando ... 221
4.2. ANÁLISIS ECONÓMICO FINANCIERO ... 222
4.2.1. Costos administrativos del proyecto ... 222
4.2.2. Costos generales del proyecto ... 223
4.2.3. Presupuesto total para la implementación del proyecto ... 224
4.2.4. Análisis financiero del proyecto ... 224
4.2.5. Valor Actual Neto (VAN) ... 225
4.2.6. Tasa Interna de Retorno (TIR) ... 225
4.2.7. Calculo del VAN y TIR ... 225
4.2.8. Beneficio / Costo del proyecto ... 227
CONCLUSIONES ... 228
RECOMENDACIONES ... 230
BIBLIOGRAFÍA ... 231
GLOSARIO ... 235
SIGLARIO ... 237
ANEXOS ... 238
ANEXO1-DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE MANTENIMIENTO. ... 239
ANEXO 2.LISTA DE EQUIPOS DE CICLO COMBINADO DE LA CTCHILCAUNO. ... 241
ANEXO 3.PROCEDIMIENTO DE CONTROL DE PERMISOS DE TRABAJO ... 242
ANEXO 4. FLUJOGRAMA ACTUAL DE MANTENIMIENTO ... 248
ANEXO 5:HOJA DE RCM DE MOTO REDUCTORES DEL SISTEMA DE CONDENSADO DE LA TV . 249 ANEXO 6:HOJA DE RCM DEL SISTEMA DE ACEITE HIDRÁULICO DELA TV ... 251
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Análisis de la brecha ... 48
Tabla 2: Metodología RCM. ... 61
Tabla 3: Determinación del grado de severidad ... 74
Tabla 4: Determinación del grado de ocurrencia ... 75
Tabla 5: Determinación del grado de detección ... 76
Tabla 6: Propiedades de los distintos tipos de funciones de fiabilidad ... 90
Tabla 7: Resumen de las principales funciones empleadas en confiabilidad ... 91
Tabla 8: Programa maestro de mantenimiento ... 127
Tabla 9: Indicadores de actuales de mantenimiento ... 128
Tabla 10: Indicadores de Mantenimiento 2015 - 2016 ... 129
Tabla 11: Pareto de primer nivel – Análisis por Sistemas ... 138
Tabla 12: Unidades con mayor cantidad de fallas ... 139
Tabla 13: Cuadro análisis de fallas por sistemas ... 141
Tabla 14: Selección de criticidad por matriz de riegos ... 143
Tabla 15: Selección de sistemas críticos ... 144
Tabla 16: Sistema y equipos críticos mediante Matriz de Riesgo ... 144
Tabla 17: Perdida productividad por averías en aerocondesadores - 2015 ... 146
Tabla 18: Perdida productividad por averías en aerocondensadores - 2016 ... 147
Tabla 19: Costos comerciales y de mantenimiento - 2015 ... 149
Tabla 20: Costos comerciales y de mantenimiento - 2016 ... 150
Tabla 21: Costos totales de los periodos 2015 - 2016 ... 151
Tabla 22: Listado de tormenta de ideas ... 153
Tabla 23: Clasificación de las principales causas ... 154
Tabla 24: Tabla de ponderación y discriminación ... 156
Tabla 25: Matriz de criticidad causal ... 157
Tabla 26: Beneficios de que persiguen el RCM... 160
Tabla 27: Meta de indicadores de mantenimiento ... 162
Tabla 28: Cuantificación de objetivo propuesto ... 163
Tabla 29: Tabla resumen de estrategias de mantenimiento ... 165
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Tabla 30: Tabla elección de metodología mantenimiento ... 166
Tabla 31: Ficha de iniciación del proyecto ... 169
Tabla 32: Cuadro de costeo de personal interno ... 170
Tabla 33: Cuadro de costeo de personal externo ... 171
Tabla 34: Lista del personal de operaciones ... 174
Tabla 35: Lista del personal de mantenimiento ... 174
Tabla 36: Hoja técnica de equipos de Aerocondesador - ACC ... 177
Tabla 37: Hoja técnica de equipos de Aerocondesador - ACC ... 181
Tabla 38: Tabla de equipos y partes criticas seleccionadas ... 184
Tabla 39: Nuevos planes de manteniendo a implementar en ACC ... 186
Tabla 40: Nuevos planes de manteniendo a implementar en Sist. Hidráulico de la TV ... 187
Tabla 41: Mano de obra necesaria para los motoreductores del ACC ... 189
Tabla 42: Mano de obra necesaria para cubrir las actividades del sistema hidráulico TV 190 Tabla 43: Lista de repuestos críticos para Motoreductor del ACC ... 193
Tabla 44: Lista de repuestos críticos para el sistema hidráulico de la TV ... 194
Tabla 45: Descripción de entradas y salida del proceso de gestión de mantenimiento ... 201
Tabla 46: Tabla de definición SIPOC ... 211
Tabla 43: Cuadros de tablero de mando - BSC - Engie Energía Perú ... 221
Tabla 44: Costo de capacitación interna... 223
Tabla 45: Capacitación para auditores ... 223
Tabla 46: Costos Generales implementación del proyecto ... 224
Tabla 47: Presupuesto final de implementación de proyecto ... 224
Tabla 48: Calculo de VAN y TIR del proyecto ... 225
Tabla 49: Interpretación de VAN ... 226
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Central de ciclo combinado de eje simple ... 3
Figura 2: Diagramas de bloques y salidas de la planta de ciclo combinado ... 3
Figura 3: Diagramas de bloques de los componentes principales de la central ... 5
Figura 4: Expectativas de mantenimiento crecientes ... 7
Figura 5: Cambios en los puntos de vista sobre la falla de equipo ... 10
Figura 6: Cambios en los puntos de vista sobre la falla de equipo ... 11
Figura 7: Evolución de las técnicas de mantenimiento ... 12
Figura 8: Los 8 pilares del TMP (Mantenimiento Productivo Total) ... 17
Figura 9: Pilares de apoyo del TPM – Empresa Meals Colombia ... 20
Figura 10: Pasos para la implementación de TPM ... 21
Figura 11: Tiempo de pre aviso... 24
Figura 12: Intervalo P-F ... 25
Figura 13: Tácticas de mantenimiento proactivo. ... 27
Figura 14: Métodos que conforman el Lean Maintenacen ... 46
Figura 15: Estrategias de la Terotécnologia ... 51
Figura 16: Costos de Ciclo de Vida ... 52
Figura 17: Falla potenciales y funcionales ... 63
Figura 18: “Las siete preguntas para la aplicación del RCM” ... 67
Figura 19: “Formato para el análisis AMEF/FMEA” ... 68
Figura 20: Matriz General de Criticidad ... 70
Figura 21: Árbol de decisiones RCM ... 78
Figura 22. Disponibilidad operacional ... 83
Figura 23: Tiempo promedio entre fallas (MTBF)... 84
Figura 24: Tiempo promedio de reparación (MTTR) ... 84
Figura 25: Fase de la curva de la bañera o Davies ... 87
Figura 26: Banda de aplicación eficiente de las tácticas ... 88
Figura 27: Función de confiabilidad ... 92
Figura 28: Función densidad de probabilidad de fallo ... 93
Figura 29: Tasa instantánea de fallos ... 93
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Figura 30: Representación gráfica de un proceso ... 96
Figura 31: Cadena de valor general propuesta por Porter ... 97
Figura 32: Mapa de procesos de una empresa ... 98
Figura 33 Modelo genérico para la herramienta SIPOC (de tortuga) ... 100
Figura 34: flujograma para un proceso. ... 101
Figura 35: Matriz FODA ... 103
Figura 36: Evolución de las empresas integrantes de COES ... 106
Figura 37: Cantidad de empresas integran el COES ... 106
Figura 38: Generación Eléctrica por tipo de recurso ... 107
Figura 39: Generación por tipo de recurso – 2016 ... 108
Figura 40: Máxima demanda – 2016 ... 109
Figura 41: Generación eléctrica de ChilcaUno en la empresa ... 112
Figura 42: Clientes libres ... 113
Figura 43: Organigrama de la empresa C.T. ChilcaUno ... 114
Figura 44: Mapa de Clientes libres ... 115
Figura 45: Mapa de Clientes regulados ... 116
Figura 46: Mapa de procesos de la compañía ... 119
Figura 47: Procesos Operativos (Mapa de Procesos) ... 122
Figura 48: Diagrama de flujo general de proceso de Operación y Mantenimiento ... 124
Figura 49: Indicadores de disponibilidad - 2015 ... 130
Figura 50: Indicadores de disponibilidad - 2016 ... 130
Figura 51: Tendencia de indicadores de mantenimiento - 2015 ... 131
Figura 52: Tendencia de indicadores de mantenimiento - 2016 ... 131
Figura 53: Comparación de indicadores de Disponibilidad 2015 - 2016 ... 132
Figura 54: Comparación de indicadores de MTBF y taza de fallas 2015 - 2016 ... 132
Figura 55: Comparación de indicadores de MTTR y taza de reparaciones 2015 - 2016 ... 133
Figura 56: Análisis de fallas con la función de Weibull - 2015 ... 134
Figura 57: Análisis de fallas con la función de Weibull - 2016 ... 135
Figura 58: Árbol de sistemas, equipos y componentes - Módulo SAP-PM ... 137
Figura 59: Pareto primer nivel Fallas de CT ChilcaUno ... 139
Figura 60: Análisis de fallas con Pareto Segundo - CT ChilcaUno ... 140
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Figura 61: Productividad de la TV - 2015 ... 146
Figura 62: Productividad de la TV - 2016 ... 147
Figura 63: Costos totales de mantenimiento de la TV – 2015 y 2016 ... 151
Figura 64: Inconvenientes del Departamento de Mantenimiento - Ishikawa ... 152
Figura 65: Pareto para oportunidades de mejora - Mantenimiento ... 155
Figura 66: Tarifa de energía barra Sta. Rosa ... 164
Figura 67: Selección de la estrategia de mantenimiento por Weibull ... 167
Figura 68: Cronograma propuesta de implementación de mejora en Gestión del Mantenimiento - C.T. ChilcaUno. ... 172
Figura 69: Desarrollo de metodología del RCM ... 173
Figura 70: Conformación de grupo de trabajo ... 175
Figura 71: Ventiladores de sistema de condensado – ACC ... 176
Figura 72: Moto reductores de ventiladores del sistema de aerocondensador ... 178
Figura 73: Esquema tico del sistema hidráulico de turbina ... 179
Figura 74: Skid Hidráulico de la turbina a vapor ... 180
Figura 75: Diagrama básico de proceso de generación eléctrica ... 197
Figura 76: Diagrama de procesos del departamento de mantenimiento ... 198
Figura 77: Mapa de procesos del Macro Proceso de Gestión del Mantenimiento ... 203
Figura 78: Flujo grama del macro proceso de mantenimiento ... 210
Figura 79: SIPOC del Macro Proceso de Gestión de mantenimiento ... 212
Figura 80: Diagrama detallado SIPOC del macroproceso de mantenimiento ... 215
Figura 81: Diagrama SIPOC estratégico del macroproceso de mantenimiento ... 217
Figura 82: Interrelaciona de procesos en C.T. ChilcaUno ... 219
Figura 82: Interpretación del TIR ... 226
Figura 83: Relación Beneficio / Coste ... 227
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INTRODUCCIÓN
En los últimos años el PBI del Perú ha reactivado su economía a un ritmo del 3.3% y 4.1 % para los años 2015 y 2016 respectivamente, este crecimiento que se encuentra sustentado en el dinamismo de diversas actividades (minería, industria, manufactura, entre otras) lo cual, a su vez, se ve reflejado en la mayor demanda eléctrica. La generación eléctrica, es la primera de las actividades de la cadena productiva, la cual consiste en transformar alguna clase de energía (térmica, mecánica, luminosa, entre otras) en energía eléctrica. El primer tipo de energía en salir al mercado proviene de las centrales de energías renovables como son las eólicas y solares seguida por las hidráulicas debido a sus bajos costos de generación, después están las de gas natural y cuando existe alta demanda las centrales a petróleo diesel y residual. Por ello, la importancia de contar con centrales de generación que aseguren la confiabilidad operacional de todas sus unidades de generación.
El siguiente proyecto, tiene como finalidad proponer una alternativa de solución a la problemática encontrada en el estudio realizado a la Central Termoeléctrica ChilcaUno, debido a las fallas recurrentes en los equipos auxiliares de la turbina a vapor, que han originado una disminución de la confiabilidad y disponibilidad de la planta.
En la presente investigación, desarrolla la implementación de la metodología del RCM como una estrategia para la mejora de la gestión del mantenimiento con el objetivo principal de incrementar la confiabilidad de la planta. En la actualidad, la disminución de la confiabilidad los equipos auxiliares han impactado directamente en la perdida de disponibilidad de la planta, la cual consecuentemente trae un impacto económico negativo en la compañía debido a la pérdida de productividad ocasionada al vender menos energía e incurrir en costos operativos no presupuestados.
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CAPITULO I:
MARCO TEORICO
En este capítulo, se desarrollan todos los temas concernientes al marco teórico de este proyecto de investigación. Se revisarán temas como la introducción de una central térmica a ciclo combinado, su funcionamiento y sus componentes. Además, de una introducción a la gestión del mantenimiento, su evolución en el tiempo, así como las metodologías de mantenimiento más utilizadas como TPM, RCM y CBM. Seguidamente, se verán los antecedentes, introducción y definición del RCM, para luego resaltar los atributos más importantes de esta metodología. Asimismo, se describe el método propiamente dicho, revisando las Siete Preguntas Básicas del RCM, así como los modos de fallas y sus consecuencias mediante el uso de la matriz del AMEF (Análisis Modo Efecto de Fallas).
1.1 CENTRALES TÉRMICAS A CICLO COMBINADO 1.1.1 Definición
Una central de ciclo combinado es una planta que produce energía eléctrica con un generador accionado por una turbina de combustión, que utiliza como combustible principal gas natural (metano en un 90% aproximadamente). Los gases de escape de la combustión son aprovechados para calentar agua en una caldera de recuperación que produce vapor aprovechable para accionar una segunda turbina. Esta segunda turbina, de vapor, puede accionar el mismo generador que la de gas u otro distinto.1
En la Figura 1 se puede ver la representación gráfica del proceso de generación eléctrica a ciclo combinado con todos sus componentes como las turbinas a gas, vapor de alta, intermedia y baja presión, generador, transformador, condensador y caldero de recuperación de calor. (HRSG).
1 Cfr. García y otros 2011:3
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Figura 1: Central de ciclo combinado de eje simple
Fuente: García y otros 2011: 5
Descripción funcional de un ciclo combinado
Vamos a imaginar una gran caja negra en donde hay entradas / salidas. En la Figura 2 se muestran todos los componentes de proceso de generación.
Figura 2: Diagramas de bloques y salidas de la planta de ciclo combinado
Fuente: García y otros 2011: 5
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Como entradas principales tenemos:
El gas propano o butano, que es el combustible usado habitualmente durante los arranques, por su mayor poder calorífico.
Gas natural, el combustible principal de la turbina de gas.
Aire, que proporciona el oxígeno necesario en toda combustión.
Diesel (Gas Oil), como combustible alternativo, que se usa cuando el combustible principal (gas natural) no está disponible.
Como entradas secundarias o auxiliares tenemos:
Agua, se emplean dos tipos de agua para funciones distintas, agua de refrigeración y agua de caldera. Las características de cada una de ellas son muy distintas.
Diversos productos químicos, usados para tratamiento de las diferentes aguas de la planta.
Electricidad, necesaria durante los periodos previos al arranque. Es inevitable el consumo de electricidad de origen exterior (la red) para la alimentación de los equipos auxiliares y de manera especial para los arranques (una central de ciclo combinado necesita tensión exterior para arrancar, debido a que en general, utilizan el propio generador como motor de arranque).
Aire comprimido, usado principalmente en instrumentación.
Aceite, para lubricación y refrigeración de los equipos.
Como salidas principales tenemos:
Electricidad, cuya producción es el objetivo de la central.
Calor, que es generado en todo el proceso térmico.
Gases de escape y vapores.
Como salidas secundarias tenemos de forma muy general:
Aguas residuales (refrigeración y proceso).
Emisiones gaseosas.
Residuos sólidos.2
2 Cfr. García y otros 2011:6
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1.1.2 Componentes de un Ciclo Combinado
Para entender mejor el funcionamiento de una central de ciclo combinado, se va a dividir la planta en diferentes bloques o “cajas negras” que corresponderán a los elementos principales que la componen tal como se muestra en la Figura 3.
Figura 3: Diagramas de bloques de los componentes principales de la central
Fuente: García y otros 2011: 5
Se diferenciará en este diagrama cinco bloques: Turbina de gas, Caldera, Turbina de vapor, Generador y Sistemas auxiliares
La turbina de gas, es el lugar en donde se realiza la combustión del gas en presencia de aire. Los gases procedentes de la combustión a altas temperaturas (por encima de 1200 ºC) pasan a gran velocidad a través de la turbina, haciendo girar a ésta y generando energía mecánica de rotación en el eje de la turbina. Dichos gases calientes son aprovechados en la caldera recuperadora de calor.3
La Caldera recuperadora de calor, en esta se aprovecha el calor procedente de los gases de escape de la turbina de gas para producir vapor. Normalmente, existen diferentes niveles de presión en la caldera. Cuando esto ocurre, el vapor se clasifica atendiendo a su presión en:
Vapor de alta, con una presión de unos 120 bares y una temperatura que puede oscilar entre los 320 y 570ºC.
3 Cfr. García y otros 2011: 8
Página 6
Vapor de media, con una presión alrededor de los 25 bares y con una temperatura de entre 230 y 570 ºC.
Vapor de baja, con una presión de unos 4 bares y con temperaturas de unos 150 ºC.
El vapor producido en la caldera se envía a los diferentes cuerpos de turbina de vapor.
La Turbina de Vapor, recibe el vapor generado en la caldera de recuperación de calor.
Esta está dividida en etapas, lo más habitual es que esté dividida en tres cuerpos: turbina de alta presión, turbina de media y turbina de baja. En cada una de ellas se recibe vapor en unas condiciones de presión y temperatura determinadas. Se consigue con esta división un mayor aprovechamiento del vapor generado en caldera y se evitan problemas derivados de la condensación en las últimas etapas de la turbina.
El Generador es el encargado de transformar la energía mecánica de rotación transmitida al eje por las turbinas en energía eléctrica, la transmisión de energía mecánica, procedentes de las turbinas de gas y vapor, se puede realizar a través de uno o varios ejes de potencia. Esto quiere decir que ambas turbinas pueden estar unidas por el mismo eje a un solo generador, o que cada turbina tenga su propio generador, dando lugar a plantas de eje único o de eje múltiple.4
1.2 GESTION DEL MANTENIMIENTO
1.2.1. Definición de Mantenimiento
Según Hung define al mantenimiento como: “El conjunto de acciones orientadas a conservar o restablecer un sistema y/o equipo a su estado normal de operación para cumplir un servicio determinado en condiciones económicamente favorables y de acuerdo a las normas de seguridad integral.5
De otro lado, García lo define como: “Es el conjunto de técnicas destinadas a conservar equipos e instalaciones en servicio durante el mayor tiempo posible (buscando la más alta disponibilidad) y con el máximo rendimiento.”6
4 Cfr. García y otros 2011 : 9
5 Cfr. Hung 2009: 14
6 Cfr. García 2010:2
Página 7
Así también Cuatrecases menciona que el mantenimiento es un proceso de soporte de las empresas, que equivocadamente es visto como un gasto, y de ahí que se tienda la reducción, o bien a la externalización de la función de mantenimiento, sin valorar el impacto que éste puede tener en la mejora continua de los procesos productivos, aportando know-how y generando valor para la empresa. Así mismo, la competitividad no se alcanzará sin una correcta gestión de la producción, y a la vez la gestión del mantenimiento de sus equipos, para alcanzar los objetivos de calidad, productividad y rendimiento esperados.7
Finalmente, Simei dice que el mantenimiento es un conjunto de acciones, técnicas, intervenciones, indispensables para el buen funcionamiento y permanente de las máquinas, equipos, herramientas e instalaciones. Estos implican el cuidado conservación, adaptación, restauración, sustitución y prevención.8
1.2.2. Evolución del mantenimiento.
El mantenimiento durante su evolución ha recibido cambios muy grandes, determinándose una serie de enfoques y mejoras aplicadas en cada una de las etapas de su desarrollo. Es por esto que se llegan a distinguir tres generaciones muy diferenciadas desde sus inicios hasta nuestros días.
De acuerdo a Moubray, la evolución del mantenimiento se puede graficar en la Figura 4, donde se ven representadas las fases del mantenimiento industrial a través del tiempo.9
Figura 4: Expectativas de mantenimiento crecientes
Fuente: Moubray 2004: 3
7 Cfr. Cuatrecases 2010: 27
8 Cfr. Simei 2012: 10
9 Cfr. Moybray 2004: 2
Página 8
Primera Generación
La primera generación se extiende aproximadamente 1940-1950, con el fin de la segunda guerra mundial. Durante este período, la industria no era altamente mecanizada.
En consecuencia, la sociedad de la época poco dependía de su rendimiento, sólo se requería para restaurar defectos cuando estos se presentaban.10
En esos tiempos la parada de máquina no era de mayor importancia. Esto significaba que la prevención de las fallas en los equipos no era una prioridad para la mayoría de los gerentes. A su vez, la mayor parte de los equipos eran simples y la gran mayoría estaban sobredimensionados. Esto los hacía confiables y fáciles de reparar. Como resultado no había necesidad de un mantenimiento sistemático más allá de una simple rutina de limpieza, servicio y lubricación. Se necesitaban menos habilidades para realizar el mantenimiento que hoy en día.11
Segunda Generación
El mundo ha cambiado mucho durante la segunda guerra mundial. El período de la posguerra ha hecho aumentar la presión por la sociedad para los productos industrializados, la demanda de artículos de todo tipo aumentó al mismo momento en que el contingente de mano de obra calificada disminuye considerablemente. Esto ha llevado a un aumento de la mecanización. Alrededor de los 50s, las máquinas de todo tipo se han vuelto más numerosas y complejas. La industria comenzó a depender de ellas. Con el aumento de los costos de mantenimiento en relación con los costos de operación, fue necesario aumentar la planificación y control de los sistemas de mantenimiento.
De otro lado, podemos ver como estos sistemas han ayudado mucho a mantener el control y, en la actualidad, forman parte práctica de mantenimiento integral.
Con este nuevo enfoque, el costo de mantenimiento comenzó a subir, en comparación con otros gastos de funcionamiento, a partir de los sistemas de búsqueda planificación y control de mantenimiento para extender la vida útil de los elementos físicos.
10 Cfr. Mortelari, Siqueira, Pizzati 2012: 8
11 Cfr. Moybray 2004: 2
Página 9
Por último, la cantidad de capital invertido en elementos junto con el aumento de profesionales y el coste del capital ha llevado a empezar a buscar formas de aumentar la vida útil de los elementos.12
Tercera Generación
Desde mediados de los años 70, el proceso de cambio en la industria ganó un impulso significativo. Los cambios pueden ser clasificados como: nueva expectativas, nuevas investigaciones y nuevas técnicas.
Nuevas expectativas, los períodos de inactividad fueron afectados por la capacidad productiva de los elementos físicos, mediante la reducción de la producción, el aumento de los costos de operación y menor calidad de servicio al cliente.
En esta generación, así como la confiabilidad y la disponibilidad, la sociedad ha llegado a exigir una mejor garantía de calidad y el rendimiento de los productos. El mantenimiento es esencial para la sanidad, telecomunicaciones, energía, saneamiento, transporte público, etc., comenzó a confiar plenamente en los procesos automáticos.
Las Fallas de estos sistemas producen efectos sociales mucho más allá de la simple evaluación costes económicos.
Nueva búsqueda, esta etapa se encontró que cada producto tenía diferentes comportamientos que condujeron al sector de mantenimiento de prestar atención a este hecho, y que las políticas de mantenimiento aprobadas no podrían ser las mismas para todos los equipos alterando así muchos de nuestros paradigmas de la época.
Nuevas técnicas se han producido, un crecimiento constante de nuevos conceptos y técnicas de mantenimiento mejoradas. El énfasis clásico sobre reparaciones y sistemas administrativos han desarrollado. Por ello, podrían incluir nuevos campos y diferentes aplicaciones, como las nuevas técnicas de monitoreo, las herramientas de soporte de decisiones, más fiabilidad de los equipos diseñados y el cambio de actitudes corporativas. 13
En un principio la idea era simplemente que a medida que los elementos envejecían eran más propensos a fallar. Una creciente conciencia de la "mortalidad infantil" llevó
12 Cfr. Mortelari, Siqueira, Pizzati 2012: 31
13 Cfr. Mortelari, Siqueira, Pizzati 2012: 32
Página 10
a la Segunda Generación a creer en la curva de "bañera". Sin embargo, investigaciones en la Tercera Generación revelan no uno ni dos sino seis patrones de falla que realmente ocurren en la práctica (ver Figura 5). Por ello, una de las conclusiones más importantes que se deduce de estos estudios es que un gran número de tareas que surgen de los conceptos tradicionales de mantenimiento, a pesar de que se realicen exactamente como se planeó, no logran ningún resultado mientras que otras son contraproducentes y hasta peligrosas.14
Figura 5: Cambios en los puntos de vista sobre la falla de equipo
Fuente: Moubray 2004: 4
Ha habido un crecimiento explosivo de nuevos conceptos y técnicas de mantenimiento.
Cientos de ellos han sido desarrollados en los últimos veinte años, y emergen aún más cada semana. La Figura 6 muestra cómo ha crecido el énfasis en los clásicos sistemas administrativos y de control para incluir nuevos desarrollos en diferentes áreas. Los nuevos desarrollos incluyen:
Herramientas de soporte para la toma de decisiones, tales como el estudio de riesgo, análisis de modos de falla y sus efectos, y sistemas expertos.
Nuevos métodos de mantenimiento, tal como el monitoreo de condición.
Diseño de equipos, con un mayor énfasis en la confiabilidad y facilidad para el mantenimiento.
Un drástico cambio en el modo de pensar la organización hacia la participación, trabajo en grupo y flexibilidad.15
14 Cfr. Moubray 2004: 4
15 Cfr. Moybray 2004 : 5
Página 11
Figura 6: Cambios en los puntos de vista sobre la falla de equipo
Fuente: Moubray 2004: 5
Según Moubray, consecuentemente a evolución del mantenimiento, se puede observar cómo evolucionan los cambios de vista hacia las fallas, tal como se muestra en la Figura 6.
Cuarta Generación
Es así como se produce el desarrollo del mantenimiento en el tiempo. Este proceso evolutivo con lleva al desarrollo de nuevos métodos, así como el uso de nuevas técnicas y estrategias que son implementadas a manera que pasa el tiempo. Según Mortelari, Siqueira y otros muestran algunas de estas estrategias tales como el mantenimiento correctivo, preventivo, predictivo, productivo y de confiabilidad (ver Figura 7).
Es así, como la cuarta generación tiende a utilizar la gestión de activos con la gestión riesgo asociado a la ocurrencia del evento, lo que permite una visión más clara de evitarse las pérdidas y los beneficios que se pueden lograr en un contexto gestión empresarial.16
16 Cfr. Mortelari, Siqueira, Pizzati 2012: 32
Página 12
Figura 7: Evolución de las técnicas de mantenimiento
Fuente: Mortelari, Siqueira, Pizzati 2012: 35
Actualmente, el uso de técnicas de mantenimiento que en general requieren maximizar el recurso o equipo al menor costo. Por ejemplo, el objetivo de cualquier estrategia de mantenimiento desarrollado utilizando el RCM es maximizar la eficacia de un activo, minimizando los efectos y/o la probabilidad de quejas, o maximizar ganancias y reducir las pérdidas, como el de gestión de riesgos. Se desarrolla en un contexto de gestión de activos, por tanto, la gestión de riesgos.
1.2.3. Proceso de Optimización de la Confiabilidad Operacional
Según Uddin, la confiabilidad se cómo… "La probabilidad de que un componente o sistema realice satisfactoriamente su función durante el periodo requerido en condiciones de operación dadas o preestablecidas".
La confiabilidad de una instalación depende de la confiabilidad de los componentes individual. El rendimiento satisfactorio se logra cuando todos o la mayoría de los elementos están funcionando satisfactoriamente. Incluso una ligera reducción de la confiabilidad de los componentes puede reducir drásticamente la confiabilidad del sistema, 17
17 Cfr. Uddin y otros 2013:web
Página 13
1.2.4. Mantenimiento Industrial
De acuerdo con García, “Definimos habitualmente mantenimiento como el conjunto de técnicas destinadas a conservar equipos e instalaciones industriales en servicio durante el mayor tiempo posible (buscando la más alta disponibilidad) y con el máximo rendimiento”.
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. 18
A partir de la primera guerra mundial, y sobre todo, de la segunda, aparece el concepto de fiabilidad, y los departamentos de mantenimiento buscan no sólo solucionar las fallas que se producen en los equipos, sino, sobre todo, prevenirlas, actuar para que no se produzcan. Esto supone crear una nueva figura en los departamentos de mantenimiento:
personal cuya función es estudiar qué tareas de mantenimiento deben realizarse para revisar las fallas. El personal indirecto, que no está involucrado en directamente en la realización de las tareas, aumenta, y con él los costes de mantenimiento. Pero se busca aumentar y fiabilizar la producción, evitar las pérdidas por averías y sus costes asociados. 19
Aparece el Mantenimiento Preventivo, el Mantenimiento Predictivo (Asociado al Monitoreo de Condiciones CBM), el Mantenimiento Proactivo, la Gestión de Mantenimiento Asistida por Ordenador, y el Mantenimiento Basado en Confiabilidad (RCM). El RCM como estilo de gestión de mantenimiento, se basa en el estudio de los equipos, en análisis de los modos de falla de los equipos.20
18 Cfr. Garcia 2012:1
19 Cfr. García 2012:2
20 Cfr. Oyarce 2010: 14
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Dentro de esta definición de mantenimiento, una serie de subconjuntos puede ser definida como: “Mantenimiento preventivo (mantenimiento o conservación proactiva) se realiza para retardar o prevenir el deterioro o fallo de un componente o sistema.
Mantenimiento correctivo (mantenimiento reactivo) se lleva a cabo para reparar los daños y o restaurar las instalaciones de infraestructura a un funcionamiento satisfactorio,
o función, después del fracaso. 21
1.2.5. Ingeniería y Gestión del Mantenimiento.
De acuerdo con Viveros, el concepto base que da lugar a la ingeniería de mantenimiento es la mejora continua del proceso de gestión del mantenimiento mediante la incorporación de conocimiento, inteligencia y análisis que sirvan de apoyo a la toma de decisiones en el área del mantenimiento, orientadas a favorecer el resultado económico y operacional global.
La ingeniería de mantenimiento permite, a partir del análisis y modelado de los resultados obtenidos en la ejecución de las operaciones de mantenimiento, renovar continua y justificadamente la estrategia y, por consiguiente, la programación y planificación de actividades para garantizar la producción y resultados económicos al mínimo costo global. También permite la adecuada selección de nuevos equipos con mínimos costos globales en función de su ciclo de vida y seguridad de funcionamiento (costo de ineficiencia o costo de oportunidad por pérdida de producción).22
Según John Moubray, actualmente el mantenimiento ocupa el segundo lugar o incluso el primero en costos operativos. Por estos costos elevados, y por lo que significa económicamente una máquina o equipo sin trabajar se han desarrollado nuevas técnicas, métodos y herramientas enfocados a tratar de tener cero paros y cero defectos dentro de los procesos. 23
21 Cfr. Uddin y otros 2013:web
22 Cfr. Viveros 2013:125
23 Cfr. Moybray 2004 : 8
Página 15
Dentro de las cuales tenemos los siguientes:
Mantenimiento rutinario
El mantenimiento rutinario o mantenimiento autónomo se caracteriza por las tareas habituales de los operarios como lubricación, limpieza, protección, ajustes o calibración, entre otras. Las actividades son realizas por periodos programados de acuerdo a la especificaciones técnicas y ciclos de configuración y producción. El mantenimiento rutinario es realizado por los mismos operarios quienes laboran en los equipos y el objetivo es permitir el flujo del proceso y alargar la vida útil de los equipos.
Mantenimiento preventivo o planificado.
El mantenimiento planificado o programado se basa en las recomendaciones de los diseñadores de los equipos, operarios y programadores y de la información para programar los ciclos de revisión, e incluso la sustitución de los equipos para los elementos más importantes del sistema de producción.
Mantenimiento predictivo
Por tanto, se puede definir al mantenimiento predictivo como el método que intenta predecir la situación del equipo, a través de modelos precisos, para evitar fallos potenciales que puedan dañar la confiabilidad de los equipos.
Mantenimiento Circunstancial
El mantenimiento circunstancial mantiene las características de la planificación y programación de las actividades y su comportamiento es una combinación de los dos últimos tipos mencionados. El objetivo es poder identificar las fallas durante el proceso.
El análisis de estos se realiza para programar su corrección inmediata a través de un mantenimiento correctivo.
Se debe analizar previamente si el equipo se le debe ejecutar una orden de reparación o si se debe sustituir el equipo por el ciclo de vida que cumplió en su funcionamiento. Las decisiones que considerar para el intercambio se basan en medidas cuantitativas y cualitativas. 24
24 Cfr. Moybray 2004 : 14
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1.2.6. Estrategias de Mantenimiento:
Las estrategias de mantenimiento son el Mantenimiento Productivo Total, (TPM), Mantenimiento Basado en la Confiabilidad (RCM), Mantenimiento Basado en Condición (CBM) también conocido como Mantenimiento Predictivo o Proactivo, Lean Maintenance y Terotecnología.25
Actualmente, dentro de las estrategias más utilizadas se encuentran las metodologías del TPM, RCM y CBM los cuales definiremos a continuación.
1.2.6.1. Mantenimiento Productivo Total (TPM)
El mantenimiento productivo total (TPM) es definido como un modelo de eliminación de pérdidas de calidad, paros y la disminución de costos, mediante la eficiencia los sistemas de producción y la calidad a través de las máquinas, equipos, procesos, a través de la participación y motivación de todos los operarios. De esta manera, se promueve el mantenimiento autónomo a través de las actividades diarias de la mano de obra. Para ello, se plantea el programa de mantenimiento para garantizar la disponibilidad de los equipos productivos y la calidad del producto. Se considera también como un modelo innovador para el mantenimiento.
Es un moderno sistema gerencial de soporte al desarrollo industrial, que permite con la participación total de la organización tener equipos de producción siempre listos. La metodología del TPM, sostenida por varias técnicas de gestión, establece las estrategias adecuadas para mejorar la productividad empresarial, para poder afrontar con éxito el proceso de globalización y apertura de la economía.26
Según el Instituto Japonés de Mantenimiento de Plantas (JIPM) define al TPM en los siguientes términos: "El TPM se orienta a maximizar la efectividad de los equipos (mejorar la eficiencia y la eficacia global) implantando un modelo de mantenimiento productivo de alcance amplio, que cubre la vida entera de la maquinaria, involucrando todas las áreas vinculadas con los equipos (planificación, producción, mantenimiento, etc.), con la participación total del personal, desde la alta dirección hasta los operarios
25 Cfr. Cárcel 2014:122
26 Cfr. Garcia Oliveiro 2012:95
Página 17
de bajo nivel, para promover el mantenimiento productivo a través de la gestión, de la motivación, o las actividades de pequeños grupos voluntarios".27
La filosofía del TPM hace parte del enfoque permanente hacia la calidad.
Mientras la Calidad Total pasa de hacer énfasis en la inspección y en la selección, a hacer énfasis en la prevención; el TPM pasa del énfasis en la simple reparación, al énfasis en la prevención y predicción de las averías y del mantenimiento de los equipos.
El TPM incluye las cinco metas siguientes:28
Mejora de la Eficacia de los Equipos.
Mantenimiento Autónomo por Operadores.
Planeación y programación óptima de un Sistema Proactivo.
Mejoramiento de la habilidad operativa del personal.
Gestión Temprana de Equipos para evitar problemas futuros.
Pilares del TPM
Los pilares o procesos fundamentales del TPM sirven de apoyo para la construcción de un sistema de producción ordenado. Se implantan siguiendo una metodología disciplinada, potente y efectiva. Los pilares considerados como necesarios para el desarrollo del TPM en una organización son los que se indican a continuación: 29
Pilar 1: Mejoras Enfocadas (Kaizen)
Pilar 2: Mantenimiento Autónomo (Ji shu Hozen)
Pilar 3: Mantenimiento Progresivo o Planificado (Kei kaku Hozen) Pilar 4: Educación y Formación
Pilar 5: Mantenimiento Temprano
Pilar 6: Mantenimiento de Calidad (Hinshi tsu Hozen) Pilar 7: Mantenimiento en Áreas Administrativas Pilar 8: Gestión de Seguridad, Salud y Medio Ambiente
Figura 8: Los 8 pilares del TMP (Mantenimiento Productivo Total)
27 Cfr. Garcia Oliveiro 2012:95
28 Cfr. Garcia Oliveiro 2012:95
29 Cfr. Álvarez y otros 2018: http://www.ceroaverias.com/centroTPM/articulospublicados/20014.htm
Página 18 Fuente: http://www.pacofrio.com/mpt/Lecciontpm4.html
Objetivos del Mantenimiento Productivo Total (TPM)
Actualmente el mantenimiento busca aumentar la confiabilidad y producción. El objetivo principal del mantenimiento es asegurar que todos los recursos físicos de la empresa cumplan y sigan cumpliendo la función para la cual fueron diseñados.30
Los objetivos del mantenimiento los podemos resumir en:
Maximizar la eficacia del equipo.
Desarrollar un sistema de mantenimiento productivo para toda la vida del equipo.
Garantizar el funcionamiento regular de las instalaciones y servicios.
Evitar el envejecimiento prematuro de los equipos que forman parte de las instalaciones.
Conseguir ambos objetivos a un costo razonable
Involucrar a todos los departamentos que planean, diseñan, usan o mantienen el equipo, en la implementación de TPM.
30 Cfr. Morales 2009: 12
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Involucrar activamente a todos los empleados, desde la alta dirección hasta los operadores de planta.
Promover el TPM a través de motivación con actividades autónomas de pequeños grupos.
La misión del mantenimiento es implementar y mejorar en forma continua las estrategias de mantenimiento para asegurar el máximo beneficio a nuestros clientes mediante prácticas innovadoras, económicas y seguras.
1.2.6.1.1. Caso éxito del TPM - Caso Helados Meals
Existe un caso estudio de la empresa de helados Mels en Manizales en Bogotá - Colombia. En dicha empresa, se identificó un problema debido a que esta compañía se enfocaba únicamente en la reparación de averías de la planta. Es así como en el año 2007, se toma la decisión de maximizar la eficiencia global y reducir las pérdidas durante las tareas de producción. Helados Mels, se alineo con los pilares del TPM logrando una metodología con orden y disciplina, los cuales son:
Mantenimiento Autónomo
Mantenimiento planeado Seguridad,
Salud y Medio ambiente
Administrativo
Mejora enfocada
Educación y entrenamiento
Calidad Control Inicia
Para ello, se determinó que la mayor pérdida de produce en la línea de Boccato.
Seguidamente, se contrató la asesoría de un consultor, para la implementación del TPM, y se nombró al director de la planta como el responsable del proyecto así como la designación de la jefatura junto a los analistas del TPM, la particularidad de estas personas era que tenían alta aceptación en la empresa.
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De otro lado recibe el impulso y el apoyo de la gerencia brindando los recursos necesarios para la implantación de esta metodología, con la plena convicción de lo que esperan mostrando compromiso y liderazgo para soportar el campo organizacional.
Figura 9: Pilares de apoyo del TPM – Empresa Meals Colombia
Fuente: Empresa Meals S.A.S.
Transición
Primeramente, se definieron los roles asignados a cada empleado líder, con la finalidad de que este pueda soportar las actividades de avance dentro de cada pilar. Además, este tendrá la tarea de transmitir la importancia de la estrategia a todos los niveles de la organización, que permitan mantener al personal dedicado tanto en la implementación, la estructura el plan maestro, las políticas y objetivos.
Así mismo, los líderes de cada pilar son los encargados de realizar el entrenamiento y capacitaciones a todos los empleados.
Se toma como indicador especifico la efectividad global del Equipo (OEE), para monitorear en términos de productividad de la línea. Este indicador combina la operación, el mantenimiento y los recursos disponibles.
De otro lado, se monitorea los avances de con reuniones establecida una vez por semana, en las cuales se revisa el avance. Además, se evalúan los indicadores mensuales se evalúan lo ocurrió con las pérdidas y se plantean acciones para mejorar resultados.
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Figura 10: Pasos para la implementación de TPM
Fuente: Empresa Meals S.A.S.
1. Personal autónomo, para pasar la auditoría debe cumplir con el 90%.
2. Oficina de TPM y líderes de pilar, para pasar la auditoría debe cumplir con el 85%
3. Baja dirección, Oficina TPM y líderes de pilar, para pasar la auditoría debe cumplir con el 80%
Resultados obtenidos
La implementación de esta metodología ha traído bastantes beneficios, reflejados en el aumento de la productividad. Los cuales pueden ser observados en:
‐ Se han reducido el tiempo y la accidentabilidad.
‐ Se ha reducido perdidas de materiales al implementar estándares de consumo y eliminación de defectos.
‐ Se han reducido los tiempos de inspección, debido a la instalación de acrílicos en las guardas de las máquinas, lo que permite realizar una inspección visual rápidamente.
‐ Sean establecidos estándares de lubricación, inspección y limpieza con ajuste de frecuencias en puntos específicos. Garantizando que la máquina no va a fallar por estos motivos.
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‐ Se determina que el operador a generar reportes de anormalidades, dependiendo de la actividad y la criticidad para sí establecer el tiempo para ejecutar la acción.
Así mismo, se han prevenido paradas del equipo, al detectar anormalidades tempranamente y debido al conocimiento adquirido por el operario.
Conclusiones
Meals busca con la implementación de esta metodología obtener el cero en averías, accidentes y defectos, eliminar las pérdidas y ser más eficientes, esto les permite ser mucho más competitivos en el mercado y darle una respuesta rápida y oportuna al cliente.
La implementación del TPM debe estar alineada con la estrategia de la compañía, evaluando realmente las necesidades de la misma y si efectivamente cumple con las expectativas, y la experiencia a la hora de poner en práctica las tareas para lograr los objetivos.
En cuanto al modelo no se debe seguir un paso a paso riguroso, se debe adaptar el alcance de los pasos según las necesidades, la visión de la empresa y la cultura en la cual se está implementando. Los líderes tienen reuniones diarias, quincenales, mensuales y trimestrales para evaluar los avances en las metas propuestas, se realizan los ajustes y se identifican las oportunidades de mejora necesarias para consolidar la estrategia.
Las reuniones son citadas por los líderes de cada pilar y jefes de áreas, quienes están involucrados plenamente con el TPM y se caracterizan por ser personas con liderazgo y con alta capacidad de guiar al grupo hacia las metas. Por lo anterior y por la idiosincrasia de los empleados, su desempeño laboral se realiza sin presiones tanto internas como externas
Una de las lecciones aprendidas es que la implementación del TPM se debe dar de manera paulatina, al iniciar con el TPM en toda la planta se necesitan más recursos económicos, humanos y de tiempo, lo que impide que el trabajo avance, dando como resultado un personal altamente frustrado, sin ganas de continuar y las directivas al ver el poco avance económico, decida optar por alguna otra estrategia.
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Es importante tener un compromiso desde la alta dirección hasta los operarios de la empresa, siendo estos la parte fundamental de la implementación de esta filosofía, de esto depende el éxito o el fracaso en la implementación;
adicionalmente, mantener una constante motivación y seguimiento a los resultados (indicadores) que se vayan obteniendo.
Se deben dejar paradigmas a un lado, donde la frase: “siempre se ha hecho así”, cambie y sea una visión de mejoramiento continuo: “siempre hay una mejor forma de hacer las cosas.
1.2.6.2.Mantenimiento Basado a Condición – CBM - Proactivo o Predictivo
De acuerdo al texto del Dr. Ing. Antonio Fernández Pérez,.. “El mantenimiento basado en la condición o mantenimiento predictivo persigue el mismo objetivo que el mantenimiento preventivo sistemático; es decir, evitar el fallo de los elementos, pero pretende ser más eficiente que éste. Para ello, se somete al elemento a un proceso de seguimiento de su condición operativa, controlando unos parámetros físicos que caracterizan su adecuado funcionamiento y cuya desviación anuncia la tendencia hacia un potencial fallo. La intervención sobre el elemento se realizará sólo cuando el valor de estos parámetros de control se encuentre fuera de los límites establecidos como aceptables”. 31
Se establecerán unos niveles de alerta y peligro que permitirán disponer de un tiempo de preaviso, esencia del mantenimiento basado en la condición. Este período de tiempo permitirá tomar la decisión de realizar la intervención sobre el elemento en un momento en que su impacto pueda minimizarse, ya sea porque la pérdida de su funcionalidad asociada sea pequeña o nula o porque se pueda efectuar la preparación de la intervención, así como el acopio de materiales y medios requeridos, que permitan minimizar la duración de la intervención (Figura 11).
Esta estrategia de mantenimiento está dirigida fundamentalmente a la detección y corrección de las causas que generan el desgaste y que conducen a la falla de la
31 Cfr. Fernández 2016: 65
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maquinaria o instalaciones. Es una metodología en el cual el diagnóstico y las tecnologías de orden predictivo son empleados para lograr aumentos significativos de la vida de los equipos y disminuir las tareas de mantenimiento, con el fin de erradicar o controlar las causas de fallas de las máquinas.32
Figura 11: Tiempo de pre aviso
Fuente: Fernández (2016):65
Este proceso de control de las variables correlacionadas con el adecuado comportamiento operativo de un comportamiento operativo de un elemento puede efectuarse de forma continua o discreta en la discreta en el tiempo. Resulta de la máxima importancia el establecimiento apropiado de dicha frecuencia de seguimiento en aras a contar con el suficiente tiempo de tiempo de preaviso entre la detección de la existencia de un malfuncionamiento o degradación (fallo potencial) y el instante en que se produce la avería del elemento (fallo funcional). A este tiempo de preaviso, también se le conoce por intervalo P-F (Figura 12).33
32 Cfr. Cárcel 2014: 134
33 Cfr. Fernández 2016: 65
Página 25
Figura 12: Intervalo P-F
Fuente: Fernández (2016):65
El mantenimiento basado en la condición pretende limitar el número de potenciales intervenciones sobre el elemento en cuestión a las estrictamente necesarias, derivando su ejecución a períodos de menor carga o demanda, presentando un carácter poco agresivo, buscando un mejor uso de los recursos disponibles, intentando minimizar al máximo la vida residual de los equipos reemplazados incrementando su disponibilidad.
Por todo ello, se puede afirmar que mantenimiento basado en la condición, cuando es aplicable, resulta más eficiente que al mantenimiento preventivo sistemático y, por consiguiente, esto lo hace altamente interesante para instalaciones como los parques eólicos marinos en los que el acceso a los dispositivos no es fácil y está muchas veces supeditado a que existan unas apropiadas condiciones meteorológicas para su ejecución34.
Al proceso descrito de seguimiento del estado operativo o condición de un elemento, se le deben añadir unas capacidades de diagnóstico y predicción de la tendencia o evolución de la variable controlada que permitan la identificación de la causa-raíz del problema y la estimación del tiempo operativo disponible antes de la aparición del fallo del elemento. Esta capacidad de predicción incrementa el grado de eficiencia asociado a las intervenciones, al poderse elegir, en cierta medida, el momento más conveniente para su realización (por ejemplo, en un período de demanda nula o más baja). Esta
34 Cfr. Fernández 2016: 66
