La Función del Mantenimiento. Un reto para la empresa del futuro (página 2)

Además se comenzaron a implementar sistemas de control y planificación del mantenimiento, o sea las revisiones a intervalos fijos, dando sin dudas un paso de avance en la actividad del mantenimiento.

Tercera Se inicia a mediados de la década de los setenta donde los cambios, a raíz del avance tecnológico y de nuevas investigaciones, se aceleran. Aumenta la mecanización y la automatización en la industria, se opera con volúmenes de producción más altos, se le da importancia a los tiempos de paradas debido a los costos por pérdidas de producción, alcanzan mayor complejidad las maquinarias y aumenta nuestra dependencia de ellas, se exigen productos y servicios de calidad, considerando aspectos de seguridad y medio ambiente, se consolida el desarrollo de mantenimiento preventivo y en particular el mantenimiento predictivo.

En esta etapa con más incidencia se encuentra latente el estudio de las cusas de los fallos y de este como tal, está demostrado para el caso particular por ejemplo de las máquinas agrícolas, que aproximadamente entre el 40-45% de la cantidad total de fallos provienen de los errores cometidos durante el diseño, el 20% cometidos durante el proceso de fabricación y el 30% debido a las condiciones de explotación y se plantea que entre el 5-7% se deben al desgaste natural y el envejecimiento.

Así mismo se considera que el 45% del tiempo de los investigadores de la rama agrícola perfeccionan los ciclos de mantenimiento y reparación al abordarse continuamente la modernización de los diseños y máquinas en explotación.

El mantenimiento preventivo se considera primario para todo equipo y pretende minimizar el impacto del proceso de degradación que sufren los equipos por el mero hecho de estar en funcionamiento. Con sus actividades programadas, se persigue el objetivo de mantener el activo, en todo instante, con la condición operativa para al cual fue diseñado.

Al actuar, en términos de parámetros de Fiabilidad, sobre la tasa de fallos de los componentes del sistema el mantenimiento preventivo contribuye a mantener o a aumentar el tiempo hasta el fallo y, en consecuencia, mantener o "aumentar la fiabilidad" de dichos componentes, conociendo, no obstante a estar prevenidos de que las propiedades de la durabilidad ,la primera que esboza la teoría de la Fiabilidad , se alcanza desde el diseño ,por tanto el término aumento de la Fiabilidad es relativo en este sentido.

Por otra parte, un eficiente mantenimiento correctivo tiende, una vez ocurrido el fallo, a disminuir o eliminar la indisponibilidad del equipo fallado y en consecuencia a mantener o a aumentar la disponibilidad del activo.

Es importante señalar que la disponibilidad va a depender tanto de la propia disponibilidad de los equipos que la integran como de la adecuación de su diseño o interrelación entre dichos equipos para realizar las funciones previstas, en un trabajo en armonía con los demás procesos industriales o técnicos con los que se vinculan.

Es importante precisar que las "tareas" del mantenimiento predictivo, tan comúnmente expresado hoy día no tienen nada que ver con la "frecuencia" de fallos y la criticidad del artículo. Dichas tareas como el monitoreo, control e inspección y el diagnóstico; no inciden en la frecuencia del fallo; sino en el fallo en sí.

Por la transcendencia analizaremos el aspecto de la criticidad de los activos.

Generalmente los criterios establecidos para el análisis de criticidad se basan en que es una metodología que jerarquiza sistemas, instalaciones y equipos, en función de su impacto global, con el fin de optimizar el proceso de asignación de recursos .Para aplicar el análisis de criticidad (AC), se deben definir los alcances y propósitos del análisis, establecer criterios de importancia y seleccionar un método de evaluación para seleccionar el sistema objeto de estudio.

Los criterios establecidos para el AC son, seguridad, ambiente, producción, costos de operación, costos de mantenimiento, frecuencia de fallos y tiempo promedio para reparar.

La criticidad según bibliografías se calcula como la relación:

Criticidad –- Frecuencia * Consecuencia

Con todos los procedimientos vistos y al no sr objeto de estudio este tema en la presente conferencia, solo señalamos que al confeccionar la matriz de criticidad se ubican los sistemas o equipos según su nivel como crítico C, medianamente crítico MC, y no crítico NC.

Veamos por ejemplo que el riesgo se modela mediante una matriz donde se exponen en el eje de las ordenadas las probabilidades de fallo de cada uno de los equipos, mientras que en el eje de las abscisas se encuentra la severidad de las consecuencias.

El objetivo final es determinar niveles de riesgo.Para determinar la matriz modeladora del riesgo se establecen rangos de escalas de frecuencia y una clasificación de la severidad de las consecuencias, tal y como se muestra en las tablas 1 y 2 a continuación:

Fuente: Introducción a la Confiabilidad Operacional. CIED. (2000).Una vez establecidos los niveles de probabilidad y de consecuencias se procede a construir la matriz modeladora del riesgo, tal como la que se presenta en el tabla 3.

Tabla 3. Matriz Modeladora del Riesgo. Relación Probabilidad / Consecuencia

El análisis de criticidad es la herramienta que permite establecer niveles jerárquicos en sistemas, equipos y componentes en función de los impactos globales que generan, con el objetivo de facilitar la toma de decisiones.

Es el análisis de confiabilidad que establece un orden de prioridades de mantenimiento sobre una serie de instalaciones y equipos, otorgando un valor numérico o estatus, en función de una matriz que combina la condición actual del equipo, el nivel de producción de cada equipo o instalación, el impacto ambiental y de seguridad, la producción. Establecer un orden de prioridades, que dependerá de la estructura jerárquica del proceso, la estructura del proceso generalmente está conformada tal y como lo indica la a continuación.

Un Análisis de Criticidad se debe aplicar cuando estén presentes los siguientes requerimientos:

Establecer líneas de acciones prioritarias en sistemas complejos.

Solventar problemas con pocos recursos

Determinar el impacto global de cada uno de los sistemas, equipos y componentes presentes en el negocio.

Aplicar las metodologías de Confiabilidad Operacional.

Crear valor.

Optimización Costo Riesgo (O.C.R.)

La Optimización Costo Riesgo es una metodología que permite determinar los costos asociados a la realización de actividades de mantenimiento preventivo y los beneficios esperados por sus ejecuciones, sin dejar de considerar los riesgos involucrados, para identificar la frecuencia óptima de las acciones de mantenimiento con base al costo total mínimo/óptimo que genera.

Es importante destacar que cuando nos referimos a los costos variables se quiere indicar el porcentaje de ocasiones en que la tarea planificada tuvo "x" costo, mientras que cuando hablamos de costos increméntales hacemos mención a los costos unitarios de la tarea planificada al haber transcurrido "x" tiempo desde la última acción de mantenimiento, es decir, los costos por aumento de tareas.

Además debemos añadir el significado de impacto global, quien es una función de la frecuencia con que se realizan las actividades de mantenimiento preventivo y el riesgo que está latente al tiempo en que se ejecuten. Se obtiene al sumar punto a punto los costos de la ejecución de una tarea de mantenimiento durante un intervalo de tiempo determinado y el riesgo que se asocia por la frecuencia de esta ejecución.

Un elemento principal que tiene mucha pertinencia es el referido a la evaluación de las causas que pueden generar los fallos y es el análisis Causa-Raíz.

Análisis Causa Raíz (A.C.R.)

Dentro del marco de confiabilidad es la herramienta fundamental para determinar las causas fundamentales que generan una repetición de falla o en su defecto dentro de un conjunto de fallas, la anomalía de mayor peso en cuanto al impacto operacional, económico y de seguridad y ambiente. Es una herramienta sistemática que se aplica con el objetivo de determinar las causas que originan los fallos, sus impactos y frecuencias de aparición, para luego mitigarlas o suprimirlas totalmente.

Se aplica generalmente en problemas puntuales para equipos críticos de un proceso o cuando existe la presencia de fallas repetitivas.Para aplicar un Análisis Causa Raíz se debe tener una definición clara de sistema para comprender la interrelación existente entre los diversos niveles de un proceso, lo que nos permitirá a la hora de realizar un estudio, considerar factores, aspectos y condiciones que están presentes en un entorno, ya que cualquiera de ellos puede generar un fallo.

EL A.C.R como se dijo anteriormente, se aplica generalmente en problemas puntuales que se presentan en equipos críticos para un proceso o que presentan fallas repetitivas, por lo tanto debe aplicarse cuando:

Se requiera el análisis de fallas que se presentan continuamente o en procesos críticos.

Cuando se necesite un análisis del proceso de diseño, de aplicación de procedimientos y de supervisión.

Necesidad de analizar diferencias organizacionales y programática.

La determinación del análisis frecuencia de fallos sin dudas no constituye contradicción alguna, pues la "frecuencia" como elemento estadístico, es estocástico-casual. La frecuencia de cualquier forma de mantenimiento "a condición de", se basa en el hacho de que la mayoría de los fallos no ocurren repentinamente, más bien ocurre, que en muchos casos es posible detectar que el fallo a comenzado a ocurrir, durante los estudios finales del "deterioro" por esta razón las actividades del mantenimiento han ido evolucionando a medida del propio desarrollo de las técnicas de medición y control y donde la Fiabilidad ha logrado tal desarrollo que puede ser considerada como una ciencia tan particular como la ingeniería del mantenimiento.

Las Filosofías del Mantenimiento

Más que tipos o métodos de Mantenimiento se consideran por varios autores Filosofías pues contribuyen no solo a elevar la sabiduría del tema, sino aplicar nuevos conceptos y categorías en la "actividad" ya compleja del mantenimiento, entre estas tenemos como las representativas las siguientes:

Filosofía sistémica del Mantenimiento Productivo Total (TPM).

El TPM nació en Nippondenso Co., Ltd., una importante empresa proveedora des sector del automóvil. Esta compañía introdujo esta visión de mantenimiento en 1961.  La compañía logró grandes resultados de su modelo de mantenimiento a partir de 1969 cuando introdujo sistemas automatizados y de transferencia rápida, los cuales requería alta fiabilidad.

El nombre inicial fue "Total member participación PM" abreviado (TPM). Este nombre muestra el verdadero sentido del TPM, esto es participación de todas las personas en el mantenimiento preventivo (PM). La compañía recibió un premio por la excelencia al PM en 1971. Para el desarrollo del PM de Nippondendo, el Japan Institute of Plant Engineers (JIPE) apoyó y ayudó a desarrollar el modelo de mantenimiento. Posteriormente el JIPE se transformaría en el Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM) organización líder y creadora de los conceptos TPM.

El JIPM ha evolucionado la idea de TPM y hoy se reconoce que el TPM ha logrado cubrir todos los aspectos de un negocio. Se conoce como el modelo TPM de tercera generación, donde más que mantener el equipo, se orienta a mejorar la productividad total de una organización. TPM no es aplicar 5S e informatizar la gestión de mantenimiento como algunos creen. El modelo JIPM moderno pretende que una organización sea dirigida dentro del concepto de mantener hacer uso adecuado de todos los recursos de una organización.

Es un sistema de organización del trabajo en que parte de las operaciones de mantenimiento como limpieza, engrases, aprietes y pequeñas reparaciones las realiza el operario de la máquina; resulta obvio señalar esto, pero lamentablemente existen en nuestros talleres operarios que se olvidan de lo más elemental, en conclusión desconocen la cultura del detalle y la crítica de la profesión, en el caso de las de mayor complejidad quedan a cargo del grupo de mantenimiento, donde sus miembros presentan una mejor formación y supuesta experiencia organizacional y tecnológica.

Este sistema exige que la responsabilidad en la atención a la máquina no sea del grupo de mantenimiento solamente sino que todas las dependencias de la entidad se vean comprometidas con el correcto funcionamiento de la máquina, en concreto que el proceso gerencial del mantenimiento funciones correctamente.

Como objetivo supremo de esta filosofía esta en hacer funcionar la maquinaria con máxima efectividad, disminuir pérdidas en la planta, ejecutar el mantenimiento de acuerdo con la vida del equipo, aumentar el tiempo extra entre fallos y como cuestión importante, garantizar un aseguramiento de los recursos.

Filosofía sistémica del Mantenimiento basado en condición (CBM).

Es la combinación de la filosofía y herramientas del mantenimiento predictivo y el proactivo , el mismo establece que las acciones de mantenimiento deberán ser efectuadas únicamente en función de las condiciones de la maquinaria , esta estrategia es recomendable para equipos críticos ya que en equipos secundarios el costo pudiera resultar muy alto. Se alcanzan resultados satisfactorios en cuanto a la economía de recursos y de personal, sin embargo estos deben contar con una elevada calificación.

El equipamiento para el CBM es costoso y responden a los nuevos avances en el campo metrológico (nanoprecisión en ocasiones). Como sistema agrupa a varias actividades además del mantenimiento propiamente dicho; en su esencia se vinculan las actividades de dirección, logística y las económicas-financieras.

Filosofía sistémica del Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad (RCM).

El RCM se implanta en los procesos industriales a principios de la década de los ochenta del pasado siglo, pero no es hasta los primeros años de los noventa que se extiende a casi todos los sectores productivos.

Es considerada la filosofía de gestión del mantenimiento que permitirá maximizar la Confiabilidad Operacional ( en adelante CO) de los activos en su contexto funcional, a partir de la determinación de los requerimientos reales del mantenimiento; es un sistema integrador con una fuerte base matemática y económica.

Se considera además como la filosofía de gestión del mantenimiento en la cual un equipo multidisciplinario de trabajo se encarga de optimizar la Confiabilidad Operacional de un sistema que funciona bajo condiciones de trabajo definidas, estableciendo las actividades más efectivas relacionadas con el mantenimiento, en su amplia acepción. El mismo se usa para determinar lo que debe hacerse para asegurar que un elemento físico continúe desempeñando las funciones deseadas en su contexto operacional presente, con el objetivo de alcanzar la máxima confiabilidad y su pronóstico objetivo de vida útil.

En esta filosofía comienzan a jugar su papel determinante los modelos económicos-matemáticos, en particular los de simulación, remplazamiento y la teoría de colas, entre otros.

Este sistema de mantenimiento reconoce, que el mantenimiento no puede hacer más que asegurar que los elementos físicos, continúen consiguiendo su capacidad incorporada o confiabilidad inherente, lo cual consolidad lo antes dicho respecto al "aumento de la Fiabilidad"

Esta estrategia integral establece el proceso de selección de las tareas de mantenimiento programado con la eliminación de las causas de fallos, sobre la base del conocimiento del estado operativo de los equipos, es en esencia el sistema que con objetividad relaciona a la Teoría de la confiabilidad con el mantenimiento tanto en el orden teórico como práctico.

En la figura 2,1 (fuente: Duran), aparecen las relaciones sistémicas de la CO.

Entre las ventajas más significativas se tienen:

Responde a las debilidades derivadas de los enfoques tradicionales de la actividad del mantenimiento.

Permite asociar y sopesar los riesgos del negocio con el fallo de los activos.

Facilita de manera sistemática la determinación del enfoque óptimo que se le deben dar a los recursos de la función de mantenimiento.

Brinda una mayor contención de los costos del mantenimiento con las posibilidades del trabajo efectivo de los activos, en esencia la relación costo-beneficio más es favorable a la empresa, aplicando procedimientos económicos-matemáticos de orden superior.

Amplía la base de datos del mantenimiento y la información histórica en el comportamiento de las máquinas, equipos, etc.

Se ve reflejado un mejor trabajo del staff de la gerencia del mantenimiento, grupo, el cual por sus características debe ser multidisciplinario de una significativa preparación.

Se ha establecido a la vez obtenidos resultados favorables que el RCM se debe aplicar en áreas donde hay activos que presenten las siguientes características:

• Que sean indispensables para la producción, y que al fallar generen un impacto considerable sobre la seguridad y el ambiente (caso de las máquinas tipo A caracterizadas como imprescindibles.)

• Que generan gran cantidad de costos por acciones de mantenimiento preventivo o correctivo.

• Sean genéricos con un alto costo colectivo de mantenimiento.

Se considera que las limitaciones del Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad, pues no todo es color de rosas , el (RCM) presenta dos barreras, las cuales deben considerarse detalladamente a la hora de aplicar los planes de acción que de este se generan. Ellas son:

• El tiempo requerido para obtener resultados es relativamente largo.

• Si bien es cierto que a largo plazo aumenta la relación costo / beneficio, en un principio, requiere una alta inversión de recursos, que por tanto merece ser colegiado por el staff de la gerencia del mantenimiento.

Como todo proceso gerencial, la aplicación del RCM es un reto actual para las empresas cubanas, sin dudas es un paso de avance que consolidará su generalización en la medida que la organización del mantenimiento no se relegue a un segundo plano, sino que forme parte de las estrategías, objetivos y misiones de las organizaciones, donde la cultura técnica se corresponda con las aspiraciones competitivas del entorno empresarial.

En la actualidad se dan pasos sólidos en continuar fortaleciendo el papel de la empresa estatal socialista con la promulgación de nuevos documentos legales de visión internacional al menos patrones que han venido resultando como lo son el decreto-ley 252 del 2007 sobre la continuidad y el fortalecimiento del sistema de dirección y gestión empresarial cubano, la discusión de la ley de innovación del país y el reglamento para la empresa innovadora entre otros importantes proyectos que se socializan.

La creciente competitividad de la industria y las demandas de calidad del mercado han convertido a la fiabilidad en una de las características diferenciadoras de los productos que una empresa puede producir o serviciar.

En este sentido, la consideración de la fase de diseño de los aspectos relacionados con la fiabilidad, como son también la disponibilidad, la Mantenibilidad, y la logística de mantenimiento son cruciales. Pensemos que cualquier sistema o producto tiene una fiabilidad intrínseca por diseño y que a partir del momento en que ese diseño finaliza y comienza a pasar del papel a la realidad, todos los procesos, operaciones y actuaciones que se realicen "empeoraran" su fiabilidad, nunca la "mejorarán". ¿Qué les parece esta reflexión ¿Interesante verdad , pus claro la fiabilidad lo reiteramos en una propiedad ,atributo muy complejo.

El diseño de un sistema fiable empieza realmente antes del diseño propiamente dicho, en la especificación de sus requisitos, materias primas, etc. Si entre los requerimientos del sistema no se incluyen requisitos de fiabilidad, difícilmente se tendrán en cuenta en el diseño y el producto en especial rendirá las expectativas del cliente.

A partir de estos requisitos de fiabilidad, expresados por el cliente o por el departamento de marketing, el grupo de diseño y desarrollo deberá proceder a dar respuesta con un producto que los cumpla.En la fase de diseño se utilizan herramientas de alto impacto y valoración para la gerencia como son:

-Técnicas de análisis del diseño

-Predicción de la fiabilidad

Entre las Técnicas de análisis del diseño se pueden citar las siguientes:

• Análisis esfuerzo-resistencia: Consiste en comprobar que las cargas o esfuerzos a que están sometidos los componentes del sistema no superan sus capacidades nominales.

• Análisis de los modos de fallo, de sus efectos y su criticidad (AMFEC): consiste en comprobar el efecto que tienen los modos de fallo de cada componente en el funcionamiento del sistema. Asocia a cada modo de fallo su probabilidad de ocurrencia y la gravedad de su efecto, para obtener finalmente un parámetro de criticidad del diseño.

• Árbol de fallos: Es un método gráfico en el que a partir de un defecto o avería del sistema se intenta averiguar los comportamientos de los elementos de nivel inferior que contribuyen a dicho defecto, utilizando una técnica causa-efecto

• Análisis de variación de parámetros. Consiste en analizar el efecto que tienen tanto las tolerancias de los componentes del sistema como las variaciones en la señal de entrada y condiciones de entorno, en el funcionamiento del sistema.

Para una mejor comprensión y contar con la información más exacta le recomendamos consultar los documentos normalizativos que están planteados en la bibliografía.

Predicción de la fiabilidad

Constituyen los análisis más complejos entre estos tenemos:

• Análisis en caso peor: Consiste en realizar el análisis de los síntomas del sistema considerando que las tolerancias o los valores de las señales son los peores desde el punto de vista de cumplir las especificaciones del sistema.

• Variación de parámetros: Consiste en incrementar los parámetros de entrada uno cada vez o dos al mismo tiempo desde los valores mínimos a los máximos o viceversa, manteniendo el resto en su valor nominal. Los resultados se representan gráficamente de forma que se obtiene una zona de operación en el sistema.

Para facilitar su aplicación, existen herramientas informáticas que eliminan los aspectos más laboriosos y engorrosos del cálculo de los parámetros y por supuesto se facilita su empleo.

La fiabilidad tiene una importancia y un impacto importante en la calidad, que no se explicaría el desarrollo de la calidad y de las técnicas para su mejora, sin que se hubiera producido un desarrollo parejo de la fiabilidad.

La Fiabilidad o Confiabilidad como le llaman también indistintamente exige dos determinaciones:

La Fiabilidad y su elevado costo. La fiabilidad se desarrollo en primer lugar en determinadas industrias, fundamentalmente en los sectores de defensa o aeroespacial, en los que los componentes o equipos utilizados en estos sectores ha supuesto que la fiabilidad se asocie a un alto costo y por tanto no aplicable al sector del consumo y los servicios, cuestiones erradas.

Por una parte, existen varios niveles de fiabilidad, al igual que ocurre con la calidad, y toda empresa debe establecer cuál es la relación fiabilidad/costo óptima para su negocio. Pero por otra parte, también se puede aplicar a la fiabilidad el conocido lema de Crosby "la calidad es gratis".

Es verdad que mejorar la fiabilidad de un producto lo encarece, pero ¿no lo encarecen aún más los costos de asistencia técnica-garantía, mantenimiento y reparación por no hablar de los costos de imagen y posventa? ¿Qué inversión se malgasta cada vez que se pierde un cliente?, tales interrogantes son interesantes y cuyas respuestas, nuestros directivos o especialistas en ocasiones desconocen, se considera incluso que tales preguntas son válidas para las economías de mercado, rancias por sus apetitos financieros, pero es que nuestra empresa socialista le es decisivo logara conciencia de la eficiencia y eficacia productiva donde deben primara la calidad –costo.

La Fiabilidad propiedad compleja. Otro de los prejuicios existentes con la fiabilidad es la suposición de que es algo difícil y complejo, (y de hechos lo es, pero no tan inalcanzable como para desechar su incuestionable importancia), que exige elevados conocimientos matemáticos y por tanto grandes expertos. Esta asociación procede de los tratados de fiabilidad, repletos de fórmulas matemáticas, grafica, tablas incomprensibles, etc. Consultar la NC-92-31-1981 y la UNE-EN -61703-2003

También en este caso, lo anterior es cierto sólo en parte. Es verdad que la fiabilidad es una probabilidad y por tanto es un concepto matemático. Sin embargo, y como sucede en tantos aspectos de la ingeniería, existen en estos momentos suficientes herramientas informáticas de bajo costo, que hacen a varios, técnicos de fiabilidad no necesitar en extremo los útiles matemáticos, ni técnicos altamente calificados.

Como fundamentación estamos ante otro ejemplo práctico de relatividad en la valoración. ¿Sabremos todos exponer para un caso típico el modelo que nos demuestra esta caja negra?

A cada proceso están asociados ciertos elementos denominados. Entradas, salidas, controles y mecanismos.

Otros tipos de mantenimiento como actividad y acciones más que como procesos de gestión.

Mantenimiento Operacional

Se define como la acción de mantenimiento aplicada a un equipo o sistema a fin de mantener su continuidad operacional, el mismo es ejecutado en la mayoría de los casos con el activo en servicio sin afectar su operación natural.

La planificación y programación de este tipo de mantenimiento es completamente dinámico o, la aplicación de los planes de

mantenimiento rutinario se efectúa durante todo el año con programas diarios que dependen de las necesidades que presente un equipo sobre las condiciones particulares de operación, en este sentido el objetivo de la acción de mantenimiento es garantizar la operatividad del equipo para las condiciones mínimas requeridas en cuanto a eficiencia, seguridad e integridad.

Mantenimiento Mayor. Término que se maneja en algunas bibliografías y donde se entrelazan también los tipos de reparaciones de mayor embergadura.

Es el mantenimiento aplicado a un equipo o instalación donde su alcance en cuanto a la cantidad de trabajos incluidos, el tiempo de ejecución, nivel de inversión o costo del mantenimiento y requerimientos de planificación y programación son de elevada magnitud, dado que la razón de este tipo de mantenimiento reside en la restitución general de las condiciones de servicio del activo, bien desde el punto de vista de diseño o para satisfacer un periodo de tiempo considerable con la mínima probabilidad de fallo o interrupción del servicio y dentro de los niveles de desempeño o eficiencia requeridos.

La diferencia entre ambos tipos de mantenimiento se basa en los tiempos de ejecución, los requerimientos de inversión, la magnitud y alcance de los trabajos, ya que el mantenimiento operacional se realiza durante la operación normal de los activos, y el mantenimiento mayor se aplica con el activo fuera de servicio.

Por otra parte, la frecuencia con que se aplica el mismo es sumamente alta con respecto a la frecuencia de las actividades del mantenimiento operacional, la misma oscila entre cuatro y quince años dependiendo del grado de severidad del ambiente en que está expuesto el componente, la complejidad del proceso operacional, disponibilidad corporativa de las instalaciones, estrategias de mercado, nivel tecnológico de componentes y materiales, políticas de inversiones y disponibilidad presupuestaria.

Mantenimiento Proactivo

Es aquel que engloba un conjunto de tareas de mantenimiento preventivo y predictivo que tienen por objeto lograr que los activos cumplan con las funciones requeridas dentro del contexto operacional donde se ubican, disminuir las acciones de mantenimiento correctivo, alargar sus ciclos de funcionamiento, obtener mejoras operacionales y aumentar la eficiencia de los procesos.

Mantenimiento por Averías

Es el conjunto de acciones necesarias para devolver a un sistema y/o equipo las condiciones normales operativas, luego de la aparición de un fallo. Generalmente no se planifica ni se programa, debido a que el fallo ocurre de manera imprevista.

Es importante consultar las normas cubanas vigentes referidas en la bibliografía y las internacionales con el objetivo de observar las clasificaciones y el alcance de cada tipo de mantenimiento.

Costos asociados a Mantenimiento

El mantenimiento como elemento indispensable en la conformación de cualquier proceso productivo genera un costo que es reflejado directamente en el costo de producción del producto, es por ello que la racionalización objetiva de los mismos permitirá ubicar a una empresa dentro de un marco competitivo.

A través de la historia el costo de mantenimiento ha sido visto como un mal necesario dado que siempre había sido manejado como un instrumento de restitución global sin considerar los costos de oportunidad de la inversión, por otra parte no se cuantificaba la real necesidad del mismo en cuanto al momento de su ejecución, la magnitud adecuada del alcance del trabajo y los requerimientos de calidad que permitieran asegurar la acción de mantenimiento por el periodo de operatividad establecido en los análisis.

Dentro de los costos principales asociados al Mantenimiento se tienen:

Mano de Obra: Incluye fuerza propia y contratada.

Materiales: Gastables y Componentes de Reposición.

Equipos: Equipos empleados en forma directa en la ejecución de la actividad de mantenimiento.

Costos Indirectos: Artículos del personal soporte (supervisión, gerencial y administrativo) y equipos suplementarios para garantizar la logística de ejecución (transporte, comunicación, facilidades).

Tiempo de Indisponibilidad Operacional: Cualquier ingreso perdido por ausencia de producción o penalizaciones por riesgo mientras se realiza el trabajo de mantenimiento.

Costos energéticos.

Como se esbozaba en las páginas anteriores, el mantenimiento en su concepción integral conlleva de análisis económico-matemáticos, necesarios para poder tomar decisiones reales de hasta cuando es viable según mantenimiento-reparación un equipo que dado su nivel de deterioro y desgaste merece su reposición.

Sin pretender abordar en esta conferencia procedimientos matemáticos válidos de los modelos económicos-matemáticos MEMA , solo presentaremos a modo de ejemplo lo siguiente:

El desgaste aleatorio de un activo se produce en componentes o elementos que funciones bien, hasta que fallan completamente de forma aleatoria en el tiempo. Es decir, la pérdida de la función de los elementos ocurre de forma súbita y completa.

Para abordar primeramente para estos casos el modelo matemático a los que obedecen es importante conocer la función de supervivencia.

S (t) para cada instante t la función se define como:

Según Álvarez-Buylla, la función CT (t) no siempre tiene un mínimo único de costo, pues esto dependerá de los valores de Co y P (t).

Por tanto, el costo promedio por periodo de análisis será.

Cp(t)- Ct (t) / t

Y si:

Cp(t-1) â?º Cp( t*) â?¹ Cp(t+1).

Entonces el periodo óptimo de remplazamiento del activo es cuando se llega a T*.

Ejemplo Hipotético

Tabla de costo de un elemento X

Por tanto se infiere que el tiempo óptimo de reemplazo del elemento X es de dos meses ya que:

Cp(1) â?º Cp(2) â?¹ Cp (3)

Siendo el costo promedio mensual de $ 112.5

Continuando con la teoría necesaria del mantenimiento se analizaran importantes estrategias y otros aspectos organizativos.

Estrategias, objetivos y acciones del Mantenimiento

Son aquellas herramientas de la dirección gerencial (diseñadas por instrumentos de técnicas de dirección) que ayudan a decidir qué hacer para prevenir una consecuencia del fallo. El que una acción o tarea sea técnicamente factible depende de las causas y características del fallo y de la tarea. Las acciones o tareas específicas que intervienen en el análisis que se menciona se clasifican en:

Tareas a Condición: consisten en diseñar acciones para chequear si los equipos están fallando, de manera que se puedan tomar medidas, ya sea para prevenir el fallo funcional o para evitar consecuencias de los mismos. Están basadas en el hecho de que un gran número de fallos no ocurren instantáneamente (fallas potenciales), sino que se desarrollan a partir de un período de tiempo (t). Los equipos se dejan funcionando a condición de que continúen satisfaciendo los estándares de funcionamiento deseado, pero bajo un control sistemático.

El tiempo transcurrido entre el fallo potencial y su empeoramiento hasta que se convierte en un fallo funcional está determinado por el intervalo P-F, tal como se muestra en la Figura 1,1

Ilustración 1

Fig.1. 1 Evolución del fallo funcional en el Tiempo, (Fuente: Moubray, 1997.)

Tareas cíclicas de reacondicionamiento o revisión: consiste en revisar a intervalos fijos un elemento o componente, independientemente de su estado original. La frecuencia de una tarea de reacondicionamiento cíclico está determinada por la edad en que el elemento o componente exhibe un incremento rápido de la probabilidad condicional de fallo.

Tareas de sustitución cíclicas: consisten en reemplazar un equipo o sus componentes a frecuencias determinadas, independientemente de su estado en ese momento. La frecuencia de una tarea de sustitución cíclica está influenciada por la "vida útil" de los elementos, aún a lo difícil de su predicción con métodos primarios.

Tareas "a falta de": son las acciones "a falta de" que deben tomarse si no se pueden encontrar tareas preventivas apropiadas. Estas incluyen las tareas "a falta de": la búsqueda de fallas, el no realizar ningún tipo de mantenimiento y el rediseño. Las tareas "a falta de" están regidas por las consecuencias de la fallo. Tales acciones o tareas son difíciles de interpretar sino se cuentan con las informaciones (minería de datos) de los comportamientos explotativos, así como de poder contar de un plan de mantenimiento bien logrado.

Plan de Mantenimiento

Conjunto de acciones y tareas de mantenimiento seleccionadas y dirigidas a proteger la función de un activo, estableciendo una frecuencia de ejecución de las mismas y el personal destinado a realizarlas. Se pueden establecer dos enfoques para la elaboración del plan de mantenimiento como son:

Plan estratégico: es el plan corporativo o gerencia que consolida las instalaciones y/o equipos que serán sometidos a mantenimiento mayor (reparación) en un periodo determinado y que determina el nivel de inversión y de recursos que se requiere para ejecutar dicho plan.

Plan operativo: es el plan por medio del cual se definen y establecen todos los parámetros de cómo hacer el trabajo, es decir, se relacionan con el establecimiento de objetivos específicos, medibles y alcanzables que las divisiones, los departamentos, los equipos de trabajo y las personas dentro de una organización empresarial deben lograr comúnmente a corto plazo y en forma concreta.

Los planes operativos se emplean como instrumento de implementación a corto plazo para la consecución de los objetivos de cada una de las acciones que conforman los planes estratégicos que por sí solos no pueden garantizar el éxito de su ejecución.

Independientemente al tipo de plan de Mantenimiento establecidos sus objetivos persiguen los siguientes:

• 1. Reducir las paradas del equipo por desperfectos imprevistos.

• 2. Conservar la capacidad de trabajo de las máquinas dentro de los límites previstos por los fabricantes y las experiencias de los explotadores al ir familiarizándose del plan de mantenimiento preventivo planificado.

• 3. Reducir las pérdidas de producción y económicas.

• 4. Contribuir al aumento de la productividad del trabajo.

• 5. Elevar el nivel de utilización de las capacidades de producción contando con un staff competitivo y consciente de sus funciones organizacionales y administrativos.

Formas de Organización interna para la ejecución del Mantenimiento.

La asignación de un tipo de Organización depende de las características de la empresa, tamaño, número, la dispersión y la diversidad de sus unidades tecnológicas, taller y equipos.

A través del tiempo, en la industria se han aplicado diferentes sistemas de mantenimiento, (conocidos como acciones de corto alcance derivados de la experiencia que se tiene en la industria de procesos en particular), como son:

• 1. Sistema de supervisión de la producción.

• 2. Sistema de la interrupción.

• 3. Sistema regulado.

• 4. Sistema de pronóstico.

Estos sistemas son muy efectivos; pero sin embargo la práctica ha ido generalizando como el más progresivo el MPP, sin embargo hoy día se abre paso como preponderante el mantenimiento predictivo como perfeccionamiento del MPP por sus ventajas técnico-económicas y las acciones o tareas de cambio o de reingeniería que impone.

En los manuales de Economía para la Industria se toman varias referencias de los cuatro sistemas antes señalados, relacionándolos más con indicadores económicos como costo, gastos, plan de producción, plazos de recuperación, etc., que con los fundamentos de la teoría de la confiabilidad.

En toda actividad de mantenimiento es primordial hacer un plan de mantenimiento, o sea, una acción de organización.

Para elaborar un plan de mantenimiento y su programa de aseguramiento es necesario partir de:

• 1) Información técnica del fabricante del equipo.

• 2) Los informes sobre los trabajos de mantenimiento y reparación anteriores.

• 3) Reportes de inspecciones.

• 4) Nivel de obsolescencia del activo.(edad)

• 5) Régimen de trabajo a que está sometido.

• 6) Estudios de Ingeniería que se desarrollan en cuanto al perfeccionamiento del equipo.

Este último aspecto es un eslabón relacionado con la Fiabilidad y en particular de las dos herramientas que se comentaron anteriormente (técnicas de análisis de diseño y predicción), teniendo en cuenta los estudios de estas herramientas se determinan diferentes métodos para el análisis de los regímenes de mantenimiento técnico.

Estos métodos son:

• 1) Según la productividad máxima del activo analizado.

• 2) Por la ley de variación del parámetro principal del estado técnico.

• 3) Costos específicos del mantenimiento (método técnico-económico basados en modelos MEMA)

• 4) Por el nivel de la probabilidad de trabajo sin fallo.

• 5) Por el método económico-probabilístico.

Como se observa existe una lógica preocupación y convencimiento de la importancia del mantenimiento como sistema dentro del proceso de la reingeniería o cambio en cualquier empresa, por eso, es tan atinado hoy más que nunca, hablar de los valores del mantenimiento dentro de la dinámica de la reingeniería, y la estrategia de la mejora continua como son:

• Normalización del diseño de instalación.

• Formación del Staff.

• Gestión de compras y almacenes relacionándolo con los Consumos de piezas y materiales.

• Análisis de averías.

• Clasificación de emergencia.

• Nuevas inversiones que inciden en la preservación del medio ambiente y la eliminación de impactos desfavorables a este.

Hoy día es imposible hablar de los procesos de gestión del Mantenimiento sin mencionar la fiabilidad o confiabilidad, así como de la relación estrecha que ambos tienen con los nuevos enfoques de la dirección gerencial como se muestra en la Figura 1,2

Fig. 1.2 Responsabilidad de la Gerencia.

2,3 Relación entre el Mantenimiento y el aseguramiento de la Fiabilidad de los activos.

La Fiabilidad se considera como el principal atributo de calidad de un producto, en la medida en que supone un elemento diferenciador de la competencia y por tanto base de la competencia, de la competitividad y supervivencia de cualquier empresa.

Cuando los medios de producción se deterioran, se produce una afectación del proceso productivo provocando reducción o paralización de este, existen tiempos improductivos de las máquinas y de los trabajadores, retrasos en otros procesos, aumento de los desperdicios, costo efectivo de las reparaciones necesarias e incumplimiento de los compromisos de la producción.

El deterioro, desde un punto de vista práctico, no puede ser evitado totalmente, pero si puede ser compensado, contrarrestando sus efectos negativos. La actividad que evita o compensa el deterioro de los medios de producción como se ha señalado es el mantenimiento. En diferentes bibliografías las reparaciones se consideran partes del mantenimiento como se analizaba la definición del Manteniendo mayor.

El fallo es un fenómeno casual, pero los motivos a los que se debe su aparición están vinculados con los procesos mecánicos, físicos, físicos-químicos y metalúrgicos que ocurren en los materiales aislados y conjugados (acoplados) y durante las etapas de su construcción. El desarrollo de estos procesos depende tanto de los regímenes de trabajo (internos o externos).

La física de los fallos es una variante compleja si se analiza como una proyección analítica más que el hecho casual, y que hoy no puede ser desentendida, su esencia es la interpretación quizás más sencilla del gráfico conocido por todos (Campana de Gauss) donde sus coordenadas son la variación de los valores medios admisibles con sus características de dispersión característica de la Ley de Distribución Normal de Probabilidades.

Esta ley es característica de la zona de envejecimiento donde la intensidad de fallo crece continuamente, hay masividad de fallos debido a desgaste y envejecimiento de materiales. Los gastos de reparación crecen rápidamente en comparación con el periodo anterior, en la gráfica se denotan dos zonas bien identificadas las que se encuentran debajo de la curva, (Son admisibles) y los que estén fuera de los intervalos se rechazan. En la Figura 1,3 se presenta el grafico de la ley de distribución normal.

Fig. 1.3 Grafica de la campana de gauss.

Durante el funcionamiento del conjunto o máquina se produce un proceso real de desgaste, estudiado a fondo dentro de los fundamentos de la tribología y que para facilitar el estudio matemático se ha demostrado a través del gráfico (conocido como curva de Davies Fig.1. 4)

Asentamiento

– Explotación normal

– Envejecimiento

Fig.1. 4 Curva de Davies (comúnmente la curva de la bañadera)

Continuando el necesario análisis matemático dirigido a los efectos del mantenimiento, la representación gráfica de un elemento se puede representar según la Figura 1,5 como:

Fig. 1.5 Esquema de la relación Tiempo – Estado para la función del mantenimiento de una máquina donde:

Que también pueden expresarse como:

Yx= Yx +Yh -Yx

Yx= Yh

El tiempo Y incide en la función de Estado que se ve reflejado en los estadios o intervalos h (h1, h2, h3,…, hn)

Si el comportamiento de una función objetivo de un grupo es y=x2, comportamiento parabólico según el tiempo , en esencia las máquinas se envejecen y pasan a diferentes estados de A—–B ,por lo que se infiere que nunca el estado vuelve al estado inicial la diferencia de alturas se identifican como medidas de restitución de la capacidad de trabajo de la máquina a partir de acciones de mantenimiento, por tanto sin complicar el análisis se puede calcular para las diferencias primarias de sus valores diagnosticados o controlados por las acciones de mantenimiento en el tiempo como:

2=2-2

2=22- 2

2=22

2=

Como se observa aparece h como el intervalo de diferencia o sea el valor de cambios del estado producto al envejecimiento o pérdida de las funciones de fiabilidad; que al compararla por tanto con la curva representada de la figura 1,4 se identifican para las zonas II y III como las más representativas del funcionamiento normal y del envejecimiento del elemento.

Cuando las técnicas estadísticas se aplican en la programación cronológica de las actividades del mantenimiento, puede asegurarse con adecuada eficacia el nivel requerido de la fiabilidad. La mantenibilidad es una propiedad fundamental que refleja la posibilidad de adecuar el elemento y máquina al mantenimiento y reparación previsto desde el diseño, y comprende índices que son tratados estadísticamente; del mismo modo se analizan las demás propiedades de la fiabilidad, por tal motivo el conocimiento de las relaciones funcionales entre los diversos elementos de un sistema es un requisito previo para el aseguramiento de la fiabilidad y de la tecnología del mantenimiento a seguir.

Un componente que se mantiene periódicamente vigilado, se comprueba regularmente y se repara cuando es necesario, tendrá por término medio más eficiencia , capacidad de trabajo, Fiabilidad, que otro que no se practiquen estas medidas, vista la fiabilidad en este caso como propiedad de satisfacción del cliente. No es posible dar expresiones matemáticas exactas a este particular, puesto que el aumento de la fiabilidad depende de la naturaleza de la distribución de fallos y de los valores de los parámetros que la determinan entre otros, por tal motivo son tan necesarios la aplicación de métodos de pronósticos.

Diversos autores expresan definiciones sobre el término fiabilidad, hecho un análisis de estas se puede afirmar que: "la fiabilidad es una probabilidad de operar con suceso una pieza, objeto, componente, sistema, etc, de forma continua, bajo diferentes condiciones de operación para las cuales fue proyectado, en un intervalo de tiempo establecido".

Para estimar la fiabilidad de sistemas o estructuras, es necesario conocer el valor de fiabilidad de los componentes que forman parte de esta, lo que es determinado a partir de datos obtenidos de ensayos de vida, aplicados a componentes, y procesados empleando diversas leyes de distribución estadísticas de probabilidades.

Generalmente en el diseño de componentes, piezas y elementos de maquinas, se estiman según la responsabilidad que este tiene dentro de un sistema mecánico del cual forma parte. La siguiente tabla muestra diferentes valores recomendados de fiabilidad relacionados a cuatro categorías.

Tabla 4: Valores de Fiabilidad Recomendados para Componentes según su Responsabilidad dentro de un Sistema.

Conocido el valor de fiabilidad de los componentes que forman un sistema, puede ser estimado el valor de fiabilidad del sistema completo, solo que este proceso es complejo y difícil, más cuando el número de componentes en una estructura es elevado o esta posee una configuración compleja. Con el objetivo de facilitar la simplicidad y rapidez del proceso de cálculo, se pueden emplear diferentes métodos, ejemplo de estos tenemos los siguientes:

• Método de Descomposición

• Método de la Inspección

• Método de la Matriz de Conexión.

De forma general todos estos métodos son empleados para estimar la fiabilidad en sistemas que poseen configuraciones complejas siendo estas convencionales o no convencionales.

En el caso de sistemas mecánicos, líneas de producción, etc., generalmente las configuraciones de estos son complejas de forma convencional y, específicamente compuestas por la combinación de estructuras simples estandarizadas en serie y paralelo, siendo en este caso, el método de la matriz de conexión uno de los más exactos para estimar el valor de la fiabilidad de la estructura.

Método de la Matriz de Conexión

La técnica utilizada en el método de la matriz de conexión consiste en crear una matriz M para el sistema o estructura compleja analizada, donde las líneas y columnas de la matriz son nodos o puntos de conexión de los componentes de la estructura, y los elementos de la matriz, los propios componentes, posicionados entre los nodos.

Para crear la matriz de conexión en una estructura compleja como la mostrada en la figura 1.6, puede ser de gran utilidad una tabla que relacione los nodos característicos de los diferentes caminos de suceso a los componentes de la estructura. Esta relación puede ser observada a continuación:

Fig. 1.6: Diferentes Caminos de Sucesos y Nodos Característicos Asociados a la Estructura Compleja Analizada por el Método de la Matriz de Conexión.

Tabla 5: Nodos Característicos de los Componentes según el Camino de Suceso.

Considerando las características antes expuestas que deben poseer la matriz M y los valores listados en la tabla 5, se puede obtener el siguiente resultado:

Fig. 1.7: Matriz de Conexión Inicial da Estructura Analizada.

Esta matriz de conexión es obtenida analizándose la trayectoria a partir de los nodos de entrada, hasta los nodos de salida característicos de cada componente.

Para reducir los nodos de la matriz mostrada en la figura 1.7, es empleando el método de eliminación de nodos, en el cual se exceptúa la eliminación de los nodos de entrada y salida de la estructura que se analiza. Este proceso es concebido a través de la expresión siguiente:

En este caso, el nodo a ser eliminado es el nodo 2, los nuevos elementos obtenidos que componen una matriz reducida, son obtenidos de la siguiente forma:

De esta forma, la matriz inicial será reducida a una matriz que está relacionada solamente con el nodo de entrada 1, y el de salida 3 de la estructura, como se muestra en la figura 1.8 :

Fig. 1.8: Matriz Resultante del Método de la Matriz de Conexión.

El elemento1,3 de la matriz reducida está relacionado directamente con todos los caminos de suceso que presenta la estructura. Asociando estos caminos a eventos (T1 = a, T2 = bc y T3 = bd), y aplicando las propiedades de probabilidad de eventos independientes, se puede estimar la fiabilidad de la estructura por medio del siguiente análisis: