Factores Universales para
Determinar la Confiabilidad.
1
Definición
de Confiabilidad.
2
Análisis
de la Confiabilidad.
2
Mantenimiento
Centrado en la Confiabilidad.
2
Factores
Universales.
3
Aplicación
de los Factores Universales para determinar la Confiabilidad.
5
Conclusiones.
8
Trabajos
de Ingeniería Industrial de UPIICSA del IPN.
9
Trabajos
de Ingeniería Industrial de la UPIICSA (Ciencias Básicas)
11
Trabajos
Publicados de Neumática en Ingeniería Industrial
12
Anexo
1: Mantenimiento y Confiabilidad.
13
Anexo
2: Datos Acerca del autor
14
Bibliografía.
14
Se
puede definir como la capacidad de un producto de realizar su función de la
manera prevista. De otra forma, la confiabilidad se puede definir también como
la probabilidad en que un producto
realizará su función prevista sin incidentes por un período de tiempo
especificado y bajo condiciones indicadas.
La ejecución de un análisis de la confiabilidad en un producto o un sistema
debe incluir muchos tipos de exámenes para determinar cuan confiable es el
producto o sistema que pretende analizarse.
Una vez realizados los análisis, es posible prever los efectos de los cambios y
de las correcciones del diseño para mejorar la confiabilidad del item.
Los diversos estudios del producto se relacionan, vinculan y examinan
conjuntamente, para poder determinar la confiabilidad del mismo bajo todas las perspectivas posibles, determinando posibles
problemas y poder sugerir correcciones, cambios y/o mejoras en productos o
elementos.
El RCM es uno de los procesos desarrollados durante 1960 y 1970 con la finalidad
de ayudar a las personas a determinar las políticas para mejorar las funciones
de los activos físicos y manejar las consecuencias de sus fallas. Tuvo su
origen en la Industria Aeronáutica. De éstos procesos, el RCM es el más
efectivo.
El Mantenimiento RCM pone tanto énfasis en las consecuencias de las fallas como
en las características técnicas de las mismas, mediante:
·
Integración de una
revisión de las fallas operacionales con la evaluación de aspecto de seguridad
y amenazas al medio ambiente, esto hace que la seguridad y el medio ambiente
sean tenidos en cuenta a la hora de tomar decisiones en materia de
mantenimiento.
·
Manteniendo mucha
atención en las tareas del Mantenimiento que más incidencia tienen en el
funcionamiento y desempeño de las instalaciones, garantizando que la
inversión en mantenimiento se utiliza donde más beneficio va a reportar.
Factores
Universales
En la práctica, la confiabilidad puede apreciarse por el estado que
guardan o el comportamiento que tienen cinco factores llamados universales y que
se consideran existe en todo recurso por conservar; estos factores son los
siguientes:
1.
Edad del equipo.
2.
Medio ambiente en donde opera.
3.
Carga de trabajo.
4.
Apariencia física.
5.
Mediciones o pruebas de funcionamiento.
Los
diversos estudios del producto se relacionan, vinculan y examinan conjuntamente,
para poder determinar la confiabilidad del mismo bajo
todas las perspectivas posibles, determinando posibles problemas y
poder sugerir correcciones, cambios y/o mejoras en productos o elementos.
Disminución
ó pérdida de la función del componente con respecto a las necesidades de
operación que se requieren para un momento determinado. Es la incapacidad de
cualquier elemento físico de satisfacer un criterio de funcionamiento deseado.
Esta condición puede interrumpir la continuidad o secuencia ordenada de un
proceso, donde ocurren una serie de eventos que tienen más de una causa.
Existen dos tipos de falla, las cuales son explicadas a continuación:
·
Falla funcional: Es la
capacidad de cualquier elemento físico de satisfacer un criterio de
funcionamiento deseado. Por ejemplo, un equipo deja de funcionar totalmente.
·
Fallas Parciales
(Potenciales): Se definen como las condiciones físicas identificables que
indican que va a ocurrir una falla funcional. Estas fallas están por encima o
por debajo de los parámetros identificados para cada función. Por ejemplo, el
elemento no cumple un estándar o parámetro establecido de su servicio.
·
Si RCM se aplicara a un
sistema de mantenimiento preventivo ya existente en la empresas, puede reducir
la cantidad de mantenimiento rutinario habitualmente hasta un 40% a 70%.
·
Si RCM se aplicara para
desarrollar un nuevo sistema de Mantenimiento Preventivo en la empresa, el
resultado será que la carga de trabajo programada sea mucho menor que si el
sistema se hubiera desarrollado por métodos convencionales.
·
Su lenguaje técnico es
común, sencillo y fácil de entender para todos los empleados vinculados al
proceso RCM, permitiendo al personal involucrado en las tareas saber qué pueden
y qué no pueden esperar de ésta aplicación y quien debe hacer qué, para
conseguirlo.
Si en nuestro ejemplo se trata de verificar la confiabilidad de un
transformador de 300 Kva. Instalado en una de las subestaciones de la fábrica,
empezaríamos por elaborar, con base en estos cinco factores, un ``transformador
patrón", para después compararlo con el transformador que queremos
clasificar; y de ese modo determinar si debe o no rehabilitarse y, en este último
caso conocer hasta qué grado de confiabilidad se conseguiría llevarlo.
Principiaremos por formar un comité de tres o cuatro personas
conocedoras de la operación y mantenimiento en este caso, transformadores eléctricos
para subestaciones, a fin de que analicen y discutan sobre la importancia
relativa de cada uno de los factores mencionados.
|
Junta
de discusión para la jerarquización de los factores universales de un
transformador nuevo de 300 Kva.
|
|
Factor
|
%
de confiabilidad (intentos efectuados
|
|
1
2
3
4
|
|
Edad
de equipo
Medio
ambiente
Carga
de trabajo
Apariencia
física
Mediciones
o pruebas de funcionamiento
Total
|
5
10
12
20
15
8
40
30
30
15
15
10
20
30
40
100
100
100
|
Se comienza por considerar
la importancia del primer factor, y si éste resulta más importante que el
segundo, se comparará con el tercero; si ahora resulta más importante el
tercero, este último se comparará con el cuarto y el que resulte más
importante se comparará con el quinto; al seguir este mecánica, en cada ocasión
se discutirá entre los ponentes el porqué de su opinión, hasta llegar al
consenso.. Una vez jerarquizados los cinco factores se le da peso a cada uno de
ello a fin de que el resultado de la suma sea 100%. La práctica demuestra que
no es fácil llegar a calificar en le primer intento cada factor, por lo que
proseguirá con un segundo, tercero o más intentos, hasta obtener una propuesta
confiable. En la tabla 2.22. Se supone que se llegó al consenso hasta el tercer
intento. el siguiente paso es estudiar por separado cada uno
de
los factores, a fin de dividirlos en ``subfactores", para que al
multiplicar uno de éstos por su factor, lo desmerite de su valor original. Con
mayor éxito se puede utilizar el método de Jerarquización analítica.
En nuestro ejemplo, se llegó a la conclusión de que el factor más
importante es el resultado de las pruebas y mediciones que se hagan al
transformador; si éstas resultan
buenas, tendremos por este concepto una confiabilidad del 40%, la cual puede
irse perdiendo cuando el resultado de dichas pruebas acuse la existencia de
ciertos problemas que sacan en algún grado a la máquina, de su funcionamiento
esperado.
Para la elaboración de los subfactores, se analiza a fondo el factor
correspondiente, a fin de determinar cuáles son las fallas que pueden
desmeritarlo y entre éstas, escoger la más importante para calificarla. Por
ejemplo, si se considera el factor ``medición y pruebas de funcionamiento',
estudiar el transformador veremos que existen, cuando menos, tres fallas que
pueden ser verificadas durante el funcionamiento del aparato: en el voltaje o
tensión de salida, en el aislamiento entre devanados y en la corriente de
salida; al analizar entre sí estos elementos, se llega al acuerdo de que es
posible detectar con más confianza la calidad del funcionamiento en el
resultado que arroje la prueba de aislamiento entre devanados, tomándolo como
indicador y verificando las condiciones óptimas que proporciona el fabricante.
Para el caso en estudio, 10 M& (megohm), se procederá de acuerdo con el
criterio, a desmeritar paso a paso el subfactor hasta obtener una tabla como la
2
|
Factor
de medición y pruebas de funcionamiento
|
|
Subfactor
|
Mediciones
|
%
de confiabilidad
|
|
A
B
C
D
E
F
G
|
Aislamiento 10 M&
Aislamiento 9.9 a 6 M&
Aislamiento 5 .9 a 4 M&
Aislamiento 3.9 a 3 M&
Aislamiento 2.9 a 2 M&
Aislamiento 1.9 a 1 M&
Aislamiento menor a 1 M&
|
100
= 1.00
75
= 0.75
60
= 0.60
40
= 0.40
20
= 0.20
10
= 0.10
0
= 0.00
|
Continúese con el ejemplo, analizando el segundo factor en importancia,
que resultó ser la carga de trabajo; se ve que en este caso no hubo mucha
discusión, debido a que aquélla está perfectamente definida por lo que se le
está exigiendo al transformador que entregue; así que se obtiene una tabla
como la 3.
|
Factor
de carga de trabajo
|
|
Subfactor
A
B
C
D
E
F
|
%
de carga de trabajo
100
105
110
115
120
más de 120
|
%
de confiabilidad
100=
1.00
95
= 0.95
80
= 0.80
60
= 0.60
30
= 0.30
0
= 0.00
|
Por lo que respecta al tercer factor, resultó ser la edad y como en este
caso se considera que la vida útil dada por el fabricante (10 años) y la
experiencia del comité aseguran que durante ese lapso no se producirán fallas
por este concepto (si existe una
buena atención al transformador)
Subfactor
Edad en años
% de confiabilidad
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
En el factor apariencia física, se consideraron como agentes de
desmerito, la sociedad del transformador, las probables fugas de aceite o las
roturas de su cubierta o aisladores, y la instalación fuera de normas, llegándose
a escoger como indicador, las roturas de cubierta o aisladores, dando lugar a
una tabla como la 5.
|
Factor
apariencia física
|
|
Subfactor
A
B
C
D
|
Roturas
en el transformador
Sin roturas
En los aisladores de salida
En los aisladores de entrada
En la cubierta, destilando aceite
|
%
de confiabilidad
100
= 1.00
90
= 0.90
80
= 0.80
30
= 0.30
|
Por último, en el factor medio ambiente, el comité consideró que en
un equipo de estas características
podía obrar sobre él, el ph. La humedad y la temperatura que existieran
dentro del local en donde se encontrara instalado, pero se determinó que el más
importante de esos agentes nocivos lo representaba la temperatura que podía
sumarse a la de trabajo propia del transformador, por lo que tomó como
indicador la temperatura ``pico" o máxima local, quedando una tabla como
la 6:
|
Factor
de medio ambiente (hipotético)
|
|
Subfactor
A
B
C
D
E
|
Temperatura
pico en el local
Entre 0 y 25 ° C
Entre 25 y 30 ° C
Entre 30 y 35 ° C
Entre 35 y 40 ° C
Más de 40 ° C
|
%
de confiabilidad
100
= 1.00
95
= 0.95
80
= 0.80
50
= 0.50
25
= 0.25
|
Con los factores y subfactores hasta aquí obtenidos, se ha conseguido un
patrón de comparación que, aunque no es una norma matemáticamente lograda, es
muy confiable para fines prácticos, sobre todo si el comité que tuvo a su
cargo el estudio, estuvo formado por especialistas en la
materia, en este caso, de subestaciones eléctricas.
El
siguiente paso es que el comité se dirija en donde se encuentra instalado el
transformador por calificar y se revise éste paso a paso a la luz de los
subfactores. Supongamos que encontramos lo mostrado en la tabla 7:
|
Factor
|
Valor
|
Condiciones
encontradas
|
Subfac.
|
%
de conf.
|
|
Medición
o pruebas
Carga
de trabajo
Edad
Apariencia
física
Medio
ambiente
|
40
30
12
10
8
|
Aislamiento
1.5 M&
80
de la nominal
6
años
Rotura
de los aisl de salida
27
° C
|
0.10
1.00
1.00
0.90
0.95
|
4
30
12
9
7.6
|
|
Totales
|
100
|
|
|
62.6
|
En
síntesis, este transformador proporciona una confiabilidad del 62.6 % y es
notorio que lo que más abate, es el bajo aislamiento que registran las pruebas;
por tanto, es necesario rehabilitarlo, siempre que resulte económico al
compararlo con el cambio de un nuevo transformador.
|
Factor
|
Confiabilidad
en %
|
|
Actual
|
Con
rehabilitación
|
Nuevo
equipo
|
|
Medición
o pruebas
Carga
de trabajo
Edad
Apariencia
física
Medio
ambiente
|
4
30
12
9
7.6
|
40
30
12
10
7.6
|
40
30
12
10
7.6
|
|
Totales
|
62.6
|
99.6
|
99.6
|
Por lo anterior es posible concluir que se llega al mismo grado de
confiabilidad rehabilitando el transformador o cambiándolo por uno nuevo, ya que en ambos se tendría una mejora del 100 % en
los factores de mediciones o pruebas y en el de apariencia física.
El factor que no se puede
mejorar con este enfoque es el del medio ambiente, ya que no es consecuencia del
estado del transformador. Es necesario considerar los costos que intervienen en
ambos casos, pues si se opta por la rehabilitación, seguramente se incurriría
en los siguientes:
1. Alquiler de un transformador en buen estado.
2. Desmontaje del transformador en mal estado y montaje del
nuevo.
3. Rehabilitación completa del transformador usado.
4. Desmontaje y montaje de los transformadores correspondientes.
Si
se opta por el cambio del transformador, se tendría:
1.
Compra del nuevo transformador (descontando la venta del viejo).
2. Desmontaje del viejo transformador y montaje del nuevo.
Además
de este último caso, se ganarían 6 años de edad y la posibilidad de comprar
un transformador con mayor rendimiento o más adecuado a las necesidades
propias. El ejemplo que hasta aquí se ha visto, puede ser aplicado a cualquier
otro tipo de recurso, solamente estudiando los cinco factores universales con
respecto a lo que se desea calificar.
Desde hace varios años se han venido
desarrollando estudios y pruebas, con el objeto de minimizar todas las funciones
que trae apegadas la mantenimiento industrial, tales como el tiempo dedicado al
mantenimiento preventivo, los tiempos de paro, la cantidad de refacciones o
repuestos, la habilidad del personal que interviene en la máquina (instalación,
operación y mantenimiento) y, en fin, todo aquello que
de una u otra forma tiene que hacerse para permitir que los Bif sujetos a
mantenimiento continúen operando dentro de la calidad esperada. Esto ha traído
como consecuencia, que los fabricantes e instaladores de equipos formen sus
criterios de diseño tomando en cuenta los conceptos de mantenibilidad y
confiabilidad.
Un concepto similar
al de mantenibilidad, es el de fiabilidad o confiabilidad del equipo, la
cual se define como la ``la probabilidad de que un equipo funcione
satisfactoriamente dentro de los límites de desempeño establecidos, en una
determinada etapa de su vida útil y para un tiempo de operación estipulado
teniendo como condición que el equipo se utilice según sea el fin para el cual
fue diseñado. Para distinguir las diferencias entre estos conceptos, analicemos
la tabla:
|
Confiabilidad
|
Mantenibilidad
|
|
Tiempo para fallar
Tiempo medio entre
fallas
Tasa de fallas
Probabilidad de
falla en un mantenimiento
|
Tiempo para
conservar
Tiempo medio para
conservar
Tasa de
mantenimiento
Tiempo promedio de
mantenimiento
|
INTRODUCCIÓN
A LA INGENIERÍA INDUSTRIAL
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/introalaii.htm
MANUAL
DEL TIEMPO ESTÁNDAR
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger/mantiemesivan.htm
FUNDAMENTOS
DE LA ECONOMÍA DE LOS SISTEMAS DE CALIDAD
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/fin/fundelacal.htm
PAGOS
SALARIALES: PLAN DE SALARIOS E INCENTIVOS EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/rrhh/pagosal.htm
INVESTIGACIÓN
DE OPERACIONES - REDES Y LA ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/iopertcpm.htm
PLANEACIÓN Y CONTROL DE LA
PRODUCCIÓN: BALANCEO DE LÍNEAS DE ENSAMBLE: LÍNEAS MEZCLADAS Y DEL
MULTI-MODELO
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/pcplinen.htm
PLANEACIÓN Y CONTROL DE LA
PRODUCCIÓN - BALANCEO DE LINEAS
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/pycdelapro.htm
|
MANUFACTURA
ASISTIDA POR COMPUTADORA
|
|
http://www.monografias.com/trabajos14/manufaccomput/manufaccomput.shtml
|
|
|
|
PROCESOS
DE MANUFACTURA POR ARRANQUE DE VIRUTA
|
|
http://www.monografias.com/trabajos14/manufact-industr/manufact-industr.shtml
|
|
|
|
INTRODUCCIÓN
A LAS MÁQUINAS HERRAMIENTA
|
|
http://www.monografias.com/trabajos14/maq-herramienta/maq-herramienta.shtml
|
|
|
|
TEORÍA
DE RESTRICCIONES
|
|
http://www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/tociem.htm
|
EVALUACIÓN
DE PROYECTOS: ESTUDIO ECONÓMICO Y EVALUACIÓN FINANCIERA (UPIICSA - IPN)
http://www.gestiopolis.com/recursos2/documentos/fulldocs/fin/evaproivan.htm
La
táctica predominante había sido el mantenimiento preventivo, consistente en el
cambio de piezas o de aceite, o la reparación programada de los equipos en
función del tiempo o las horas de operación. Sin embargo, se ha reconocido que
este enfoque no garantiza que los equipos mantengan los altos niveles de
confiabilidad que demanda la industria actual.
El
mantenimiento predictivo permite programar la reparación de los equipos antes
de que ocurra una deficiencia catastrófica; además, disminuye
considerablemente los costos por el mantenimiento aplicado y por el paro del
equipo. De las técnicas predictivas fueron seleccionadas las de análisis de
aceites (tribología), de vibraciones y termografía, por su demostrada
capacidad para identificar problemas en equipos rotativos, como turbinas,
generadores, bombas, etcétera;
El
mantenimiento predictivo se enfoca a los síntomas de falla (vibración, sonido,
temperatura, etcétera) que se presentan una vez que la causa ya está presente
y ocasionando desgaste (falla potencial). Por lo tanto, es mucho más eficiente
atacar las causas y eliminarlas, que trabajar permanentemente en el efecto. Ésta
es la razón por la que en los departamentos de mantenimiento de todo el mundo,
se reparan losmismos elementos de la maquinaria de manera repetitiva. El ser
extraordinarios “reparadores” no nos convierte en buenos “mantenedores”.
Las
herramientas con mayor sensibilidad para la localización de las causas de falla
son el análisis de modo de falla (AMF) como estrategia de planeación y el análisis
de aceite como herramienta de diagnóstico. El lubricante circula por toda la
maquinaria y además de proteger, se convierte en un excelente medio de
información, ya que todos los contaminantes y los signos de un inicio de falla
se encuentran en él.
La
tribología fue identificada como una estrategia clave para alcanzar la meta de
mayor confiabilidad. En turbomaquinaria, el análisis de aceite es capaz de
detectar con mayor eficiencia y rapidez las causas o el inicio de una falla que
el resto de las tecnologías predictivas. El uso del enfoque proactivo para el
análisis de aceite (una tecnología tradicionalmente predictiva) era bastante
nuevo y se requirió de una estrategia de capacitación que involucrara tanto a
personal del área de producción como de mantenimiento para compartir la visión
de los beneficios y la necesidad de la implementación en conjunto con el
programa. La instrucción es la puerta al éxito, y en esta ocasión, rindió
frutos.
Autor:
Ing. Iván Escalona
Ingeniería
Industrial
UPIICSA
– IPN
e-mail:
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resnick_halliday@yahoo.com.mx
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(I.P.N.)
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Ciudad
de Origen: México.
.
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