USO DE LA METODOLOGÍA LEAN SIX SIGMA PARA EL MEJORAMIENTO DEL PROCESO DE EVALUACIÓN DEL MANTENIMIENTO APLICADO EN INTERRUPTORES DE POTENCIA

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1 USO DE LA METODOLOGÍA LEAN SIX SIGMA PARA EL MEJORAMIENTO DEL PROCESO DE EVALUACIÓN DEL MANTENIMIENTO APLICADO EN INTERRUPTORES DE POTENCIA Juan Carlos Garcés R Coordinador Gestión Líneas de Transmisión Dirección Gestión Mantenimiento ISA Colombia Alexandra Escobar Lider de Mejoramiento Dirección Desarrollo Organizacional ISA Colombia RESUMEN. Debido a la necesidad de mejorar el proceso de evaluación del mantenimiento y a que los interruptores son de los equipos que han presentado mayor número de fallas, se definió la aplicación de la metodología Lean Six Sigma como método novedoso aplicado por las principales compañías líderes en al mundo para lograr dar respuesta a las necesidades del proceso. En el articulo se describen las etapas desarrolladas y los resultados obtenidos en cada una de ellas con base en la metodología DMAIC y se presentan las mejoras con las que se logra la transformación en el proceso de evaluación, la captura y registro de información en campo, automatización del análisis de la información y la interacción con los procesos de planeación y ejecución del mantenimento. PALABRAS CLAVES. Evaluación Técnica, Interruptores, Lean Six Sigma, Definición de acciones, Mantenimiento. INTRODUCCIÓN. LEAN SIX SIGMA es una estrategia empresarial utilizada para implementar mejoras de calidad en los procesos mediante la identificación y eliminación de errores y desperdicios en estos. Esta, logra la disminución de la variabilidad del proceso a la vez que la presentación de errores en mismo, logrando los estándares deseados. Esta estrategia esta siendo utilizada por las grandes empresas lideres a nivel mundial con resultados comprobados en la mejora de la calidad de sus procesos. La estrategia LEAN SIX SIGMA logra los objetivos mediante la utilización de harramientas estadísticas y de administración de procesos mediante la metodología denominada DMAIC, que significa Define, Measure, Analyze, Improve and Control. ISA definió implementar esta metodología y uno de los procesos al que le fue aplicada es al proceso de Evaluación del Mantenimiento y su implicación en la falla de Interruptores de potencia del sistema de transmisión de ISA. En las páginas siguientes se describe los resultados de la aplicación de la metodología, que ha llevado a resultados exitosos desde el inicio de la implementación de las mejoras definidas. PROYECTO LEAN SIX SIGMA PARA AUMENTAR LA EFECTIVIDAD EN LA EVALUACIÓN TÉCNICA DE LOS INTERRUPTORES EN ISA COLOMBIA El proyecto definido, busca mejorar la efectividad en el proceso de evaluación del mantenimiento, debido a que presentaba serios problemas en su eficiencia y efectividad a pesar de los diferentes ajustes realizados. Debido a que el proceso de evaluación del mantenimeinto es bastante amplio y se encarga de la evaluación de todos los equipos del sistema de transmisión de ISA, el proyecto debió enfocarse en un objetivo más reducido y analizó el problema desde la optica de la evaluación y la falla en interruptores cuyos resultados y limitaciones se presentan en este artículo. A continuación se desciben los resultados de cada etapa del proyecto siguiendo cada una de las etapas definidas por la metodología DMAIC.

2 . DEFINIR - CARTA DEL PROYETO La carta del proyecto es el documento base que define de manera muy resumida y clara las responsabilidades de cada uno de los miembros del equipo de trabajo, el problema que se quiere resolver, objetivo y metas a alcanzar, define la métrica para medir su éxito y los alcances a lograr en las fechas definidas. Se definió entonces enfocar el proyecto en las fallas de los interruptores, por ser uno de los equipos con mayor número de fallas y por ser estas de gran impacto sobre la prestación del servicio de transporte de energía. El proyecto definió como métrica primaria para hacer el control de resultados así: # fallas de interruptores / mes En los últimos tres años el promedio mensual de fallas en los interruptores es de, las cuales se definió para el proyecto que eran originadas por falta o mala definición de acciones en la evaluación del mantenimiento. hacer una descripción del proceso actual y permite identificar posibles incoherencias y vacíos entre los requerimientos de los clientes, salidas del proceso, el procesamiento de información, las entradas o los proveedores de información. La elaboración del SIPOC, encontró que había una definición compleja del proceso Evaluar el mantenimiento y hacer la Definición de acciones, en los DDPs (Descripciones de proceso) actuales; se encontró que no había una definición de detalle y coherente en muchas de las variables; se evidenció igualmente que en la práctica cotidiana no había conocimiento pleno del proceso en los miembros de equipo ni en los participantes en procesos que interactúan con la Evaluación Técnica del Mantenimiento, causando una falta de rigurosidad y gran variabilidad del mismo. El resultado del ejercicio anterior dió pié a la construcción del flujo de proceso actual (VSM), el cual permitió la visualización de la complejidad del proceso y la identificación de pasos Basura en el flujo del proceso. Gráfica I de fallas interruptores mes 35 3 Valor individual E ne- Grafico El proyecto propuso la reducción de esta métrica en un 5% a 7 fallas interruptores / mes Sipoc May- Sep- Ene-7 May -7 S ep-7 Ene- mes de la falla May- E ne-9 May-9 Con el objeto de tener una mejor claridad del proceso y los alcances del proyecto, se procedió a la construcción del SIPOC (Supliers, Inputs, Porcess, Outputs and Clients), el cual permite Sep- 7 Grafico Se identificaron reprocesos y tiempos de espera considerables en el flujo del proceso, permitiendo implementar algunas mejoras rápidas como:. Disminuir tiempo ingreso documentos de medida y avisos de mantenimiento.. Evaluar los equipos cada semana Para la implementación de estas mejoras fue necesario todo un plan de trabajo que será tratado en el capítulo de IMPLEMENTACIÓN.. MEDIR - La etapa Medir, procura hacer una evaluación cuantificada de características o niveles del proceso, para buscar obtener una línea base del rendimiento actual del mismo, discernir el

3 problema por cada uno de sus diferentes aspectos medibles y buscar potenciales causas y enfoques acerca del problema. La voz del cliente El procedimiento inicia escuchando la voz del cliente, por lo que parte haciendo una selección de los clientes del proceso con base en los procesos existentes. Incluyó desde cargos directivos hasta técnicos de mantenimiento. Paso siguiente, se les adelantó una encuesta diseñada para identificar sus solicitudes al proceso de avaluar el mantenimeinto con el enfoque en la oportunidad, calidad del proceso y calidad del servicio: mediante la aplicación de la matriz Kano, se clasificó entre las necesidades y deseos de los mismos. Requerimientos críticos del cliente CTQs Con base en las matrices anteriores, se definen los requerimeintos claves de los clientes llamados CTQs. Los CTQs fueron enfocados por los clientes en el proceso de evaluación y los requerimientos claves resultantes fueron:. Informe continuo o periódico (según fecha acordada); consistente (consistente con la realidad y con lo presentado en informes anteriores); con calidad (en presentación y elementos con valor agregado); sencillo.. Calidad en la calificación de los equipos completamente coherente con la realidad; predicción demostrada de tendencia de fallas. 3. Adecuada coordinación de acciones definidas entre DGM, CTE y Operación; Registro (SAP), divulgación (Medio adecuado) y control (seguimiento riguroso).. Seguimiento a resultados del mantenimiento (indicadores); informe del estado de garantías, repuestos y proveedores. Matriz de funciones MDF Considerando la relación existente entre variables de entrada X y las de salida Y de un proceso, se analiza la relación existente desde la visión del cliente: Y = f (X, X, X3, Xn) Con la herramienta llamada Matriz de Funciones (MDF), se determinó la relación entre las entradas del proceso (Xn) y los CTQs de los clientes (Y), pues esta permite medir las relaciones entre las diferentes variables mediante la ponderación dada en las encuestas para los diferentes requerimientos. Con base en esta relación y aplicando pareto, se determinaron las principales relaciones, las cuales permitieron definir las variables de enfoque para los análisis siguientes. Son:. Avisos y Ordenes de Mtto. Documentos de medida 3. Reglas de Diagnóstico. Resultados de Mantenimiento (indicadores) 5. Automatización para el proceso de datos. Método efectivo de divulgación 7. Método y rigurosidad en seguimiento a las acciones Este análisis permitió medir y registrar claramente los aspectos del proceso evaluar el mantenimiento que son claves para los clientes y cuales de las varibles de entrada de este proceso podrían ser ajustadas con efectos directos en la percepción de calidad para el cliente. Árbol de estratificación Considerando la métrica primaria, se analizó la clasificación de la misma como variable discreta o continua, desde la definición estadística de variables. Considerando que variable contínua es aquella que puede tomar cualquier valor dentro de un rango dado y variable discreta está limitada a ciertos valores, generalmente números enteros, que con frecuencia son el resultado de la enumeración o del conteo y en ningún caso se observarán valores fraccionarios, se clasificó que las variables de análsis para el caso son discretas. Considerando que la variable de salida es discreta, permitió hacer análisis del tipo Ji Cuadrado y Análisis de Proporciones. Posteriormente y con base en panel de expertos, en mantenimiento de interruptores y mediante la herramienta espina de pescado, se definieron las 3

4 5 MHMe-P 5 MHMe-V 3AH95-3AQE 3AT3EI 5-SFM-5B 55 MHMe-Y ELF SP7- FL 5 FRUR 73 FX HLR5/5 E/Z HPL 5/5B HPL 5/B SBm5 unip posibles variables que podrían afectar la falla en los interruptores. Se identificaron variables críticas para el proyecto que impactan la métrica principal Con las variables definidas, se elaboró el Ärbol de estratificación, en el cual se relacionaron las variables que pueden afectar las fallas (variable de entrada X); se clasificó aquellas que podían ser medibles y aquellas que lo fueron se identificaron la congruencia estadistica. A estas, se les aplicó Ji cuadrado y Proporciones; algunas otras variables se les analizó su impacto mediante análisis cualitativos y se plantearon acciones. Las diez variables principales seleccionadas fueron:. Fabricante del interruptor. Tipo de Interruptor 3. Familia de equipo. Ubicación del interruptor 5. Aplicación del interruptor. Tiempo de servicio 7. Maniobrabilidad. Modo de falla 9. Características ambientales. Frecuencia de falla por fabricante interruptor 3. ANALIZAR - ANÁLISIS DEL PROBLEMA En esta etapa se hace un análisis que permite identificar y verificar todas las posibles causas, que pueden impactar las fallas en los equipos, mediante la combinación de experiencia, datos, medidas y revisión del proceso. De acuerdo a la metodología y la selección del método estadístico de proporciones, este analiza el tamaño de la muestra y verifica que sea suficientemente representativa para realizar el análisis válido. Quiere decir esto, que para este proyecto la muestra de fallas presentadas en un año fue suficientemente representativa y no genera conclusiones erroneas. La base de datos presenta la siguiente información que ilustra de manera gráfica y descriptiva una visión de las fallas Equipos fallados por rango de edad Entre y años Entre y 3 años menos a años 3 Equipos fallados por tipo Hidráulico Mecánico Neumático Neumático- Resorte Fallas por fabricante y familia de equipo 5 Fallas por CTE y Fabricante 9 CEN NOR ORI SUR 5 3 Grafico ABB Alsthom Magrini MITSUBISHI SIEMENS ABB Alsthom Magrini MITSUBISHI SIEMENS ABB Alsthom Magrini MITSUBISHI SIEMENS ABB Alsthom Magrini MITSUBISHI SIEMENS

5 Grafico 5 Por las variables de entrada al proceso: Equipos entre y años Fallas ensayos ABB 3 Alstom 3 Magrini 5 5 Siemens 3 Mitsubishi Equipos entre y años Fallas ensayos ABB 5 Alstom 3 Magrini 7 Siemens 7 Equipos entre 3 años fallas ensayos ABB 3 9 Alstom Magrini 3 Tabla Al mirar las gráficas y cuadros anteriores, se comienza a identificar aspectos de interés, sin embargo hasta que no se hace la validación estadistica se obtienen conclusiones claramente sustentables. Los resultados obtenidos son: Fallas por CTE 7 CEN NOR ORI SUR Con un índice de confianza del 95%, y empleando prueba de hipótesis de dos proporciones que considera validación de las hipótesis según el P- Value y la prueba exacta de Fisher, se pudo concluir lo siguiente: Estadisticamente se comprobó que los Interruptores Magrini entre y años en proporción fallan más que los ABB, Alshtom y Siemens, sin embargo no se pudo concluir respecto a los Mitsubishi. En rango de edades de más de años, todas las marcas son en proporción de igual calidad respecto a sus fallas. Por tipo el interruptor, Magrini 55MHMe- Y es en proporción el interruptor que mas falla de todos los tipos y fabricantes. Por tipo de interruptor, en el análisis estadístico el interruptor ABB HPL5/5B en proporción, presenta una tendencia de desempeño regular. Por clase de interruptor según la clasificación escogida (hidráulico, mecánico, neumático o neumáticoresorte), con el análisis estadístico de proporción, ninguna de las clases es mejor o más deficiente que la otra. En proporción los interruptores del CTE NW presentan más fallas que los de los CTE Oriente y Suroccidente. No se comprobó estadisticamente respecto al CTE Centro. Con los análsisis pareto, los cuales permitieron enfoque en las pocas causas vitales y no en las muchas triviales, se obtienen otra serie de conclusiones significativas como: Por modos de falla: Las fugas de medio actuador, pérdidas de presión y averías del sistema eléctrico de control, son responsables del 7% de las fallas de los interruptores. Los modos de falla que representan el 7% de las fallas de los interruptores son: Fuga de medio actuador. Pérdida de persión Avería de sistema eléctrico de presión Componentes dañados o desgastados 5

6 Cierres incompletos del interruptor ante una orden Fuga de medio extintor. Las variables de entrada al proceso que impactan significativamente los resultados del proceso de evaluación corresponden a las siguientes: La falta de reglas de diagnóstico. La deficiencia en calidad y oportunidad de los documentos de medida. Metodología para análsis de falla Avisos y ordenes de mantenimiento Informes de análisis de perturbaciones y condiciones de operación Estudios y análisis especiales. Informe histórico de falla y anomalías similares Estudios MCC de la familia de equipos Análisis de capacidad del proceso: Este tipo de análisis se hace para conocer que tanta variabilidad tiene el proceso, pues procesos sigma tienen 3 a defectos por millón de oportunidades. Grafico Por variables de entrada al proceso: Grafico 7 Grafico El análisis arrojó que el proceso Evaluar el Mantenimiento, antes de implementar las mejoras dadas por el proyecto, tenían un nivel sigma de.; indica que la variabilidad del mismo es bastante alta, pues se tenía solo un % de acciones acertivas sobre las fallas de interruptores producto de la evaluación técnica.

7 . IMPLEMENTACIÓN MEJORAS Con base en los resultados arrojados por las etapas de medición y análisis, mediante panel de expertos se identificaron claramente todas las mejoras potenciales al proceso. Paso seguido y mediante el panel de expertos, se realizó una matriz de Impacto Esfuerzo, con la cual se les dio prioridad a las acciones propuestas. Las acciones finalmente escogidas fueron: Se desarrolló e inició la implementación de un procedimiento riguroso para levantar y registrar información de campo para las Inspecciones realizadas por los asitentes de mantenimiento en sus rondas periódicas, buscando alertar sobre momentos muy incipientes de las fallas (Detección temprana de fallas). Se desarrolló y se implementó un manual estandarizado enfocado a los ejecutores de mantenimiento para el debido registro de fallas catastróficas apoyado de un video instructivo. Este pretende que se haga la identificación y registro de manera rigurosa y de primera mano de la información suficiente para el debido análisis de causas de la falla. Se definió una más amplia participación de parte del personal no especializado que hace parte del proceso de evaluación en ejecución del mantenimiento, con el fin de ampliar su conocimiento de los diferentes equipos. Se realizó formación en la metodología Análisis de Causa Raiz para el personal relacionado con el proceso de evaluación del mantenimiento, con el fin de lograr estandarización y una mejor efectividad en el análisis de fallas y definición de acciones. Se definió las Reglas de Diagnóstico para la calificación de la condición de los interruptores mediante el análisis de estadisticas y expertos en fallas de interruptores. Estas se automatizaron de modo que permite a partir de la información ingresada al sistema hacer análisis de la condición de los equipos de manera rápida y eficiente. Esta calificación que es revisada por ingenieros del proceso de evaluación, permiten ahora dar alarmas mucho más oportunas sobre procesos de falla incipientes para aquellos equipos que están en una condición de riesgo alto. La definición de las reglas de diagnóstico, permitió tambien estandarizar los criterios de evaluación del estado de los interruptores mejorando la variabilidad en el proceso. Se realizó una mejora en el sistema de medición. Esto se realizó mediante una definición con precisión acerca de lo que significaba falla y lo que no con base en los modos de falla definidos por la estrategia de mantenimiento MCC. Con esta definición se clasificó el tipo de registro que debía hacerse al sistema SAP, se depuró la base de datos de años anteriores y produjo una mejora sustancial en los resultados de las fallas evidenciadas, permitiendo el enfoque de los análisis en las verdaderas fallas de los equipos al quitarle mucha basura al proceso de medición. Se definió la implementación de los informes de evaluación del mantenimiento en un sistema continuo de información en medio magnetico del tipo BI (Bussiness Inteligence) de modo que pudiese ser consultado continuamente y oportunamente por los clientes del proceso. Se definieron las señales de operación que requieren ser ingresadas a SAP por los analistas de Gestión de la Operación. Estas, son variables de análisis consideradas como señales tempranas de falla y permiten la detección mucho más opotuna del inicio de un proceso de falla en los interruptores. Se realizó mejoramiento a la guía normalizada para compras en aspectos relacionados con: Contadores, horómetros y manómetros Contactores, pulsadores, relés, borneras y terminales. Especificación en cables Verificación y pruebas en recepción de cables. Especificaciones acordes con el entorno de trabajo. Dimensiones de cajas de control Pruebas de recepción de conexión de cables Calidad en el marquillado de cables Especificación para vibración y aflojamiento de componentes. 7

8 Se realizó un nuevo y ajustado flujo de proceso el cual simplificó sustancialmente el mismo, clarificó relaciones e implementó dos apectos claves para el proceso (comparar grafico esquemático con gráfico esquemático 9):. Dar alarmas tempranas de equipos en condición de mayor riesgo (condición y ). Implementó dar la prioridad a las acciones definidas con base en el riesgo del equipo para que sea considerado así por la planeación del mantenimiento. Procesar datos LIE O bjetiv o * LSE 7 Medida de la muestra. Número de muestra Desv.Est. (Dentro).379 Desv.Est. (General).55 Capacidad de proceso de Fallas LIE LSE Dentro de General C apacidad (dentro) del potencial C p.5 C PL.99 C PU.7 C pk.7 C apacidad general Pp. PPL.53 PPU.3 Ppk.3 C pm * - Desempeño observado PPM < LIE. PPM > LSE. PPM Total. Exp. Dentro del rendimiento PPM < LIE 7. PPM > LSE PPM Total 9.7 Exp. Rendimiento general PPM < LIE 55. PPM > LSE. PPM Total 9. Grafico 9 Grafico Se logró poner al proceso en el rango de especificación requerido por los clientes de Evaluación, esto es tener menos de 7 fallas en interruptores por mes. Las mejoras realizadas lograron aumentar el nivel sigma del proceso de, a., es decir el porcentaje de las acciones acertivas sobre las fallas de interruptores producto de la evaluación técnica pasaron del % al %. Sin embargo, para que el flujo del proceso adaptado pudiese ser debidamente gestionado, se analizó mediante las herramientas Lean Six Sigma llamadas Matriz de Habilidades y Pared de Balanceo el estado y la necesidades del equipo de trabajo respecto al proceso y la capacidad del mismo para dar respuesta necesaria. Estos análisis presentaron una visión clara de las necesidades de recursos técnicos y humanos y permitieron hacer un ajuste de recursos que puso el proceso en el punto apropiado. Nueva capacidad del proceso: Después de implementadas estas mejoras se calculó nuevamente la capacidad del proceso obteniendo los siguientes resultados: Grafico

9 5. CONTROL Esta etapa busca verificar las mejoras para asegurar que se haya cumplido con los objetivos y que sean sostenidas en el tiempo. Se diseñaron los controles sistemáticos y alternativos para monitorear el funcionamiento de las variables de salida del proceso (Y) es decir sus resultados. Se diseñó un tablero de control que sirve para monitorear la métrica primaria y las principales acciones a las que se les hace un seguimiento riguroso para garantizar que el proceso permanezca bajo control y/o no se desvíe después de implementar la solución o en caso de que ocurra por condiciones especiales, pueda ser corregido oportunamente. Este, que se alimenta con los datos del sistema SAP, se monitorea en medio magnético a través de la plataforma digital pública corporativa de ISA y tiene gráficos de control del tipo como se ilustra a continuación en el grágico : a aquellos que se consideraban muy técnicos y alejados de herramientas de este tipo. En empresas con procesos de Gestión de Mantenimiento de ultima generación y clase mundial (como son las empresas del grupo ISA), la Evaluación técnica es una herramienta de vital importancia en la medida que sea eficiente y eficaz y contribuya claramente defnir acciones óptmas para el mantenimiento. Para un eficiente cumplimiento del proceso de evaluación técnica, se requiere una muy buena estandarización y automatización de ingreso de información desde campo así como criterios del análsis de la condición muy bien definidos y estandarizados (Reglas de Diagnóstico). En el proyecto realizado, una gran cantidad de fallas identificadas y registradas de los interruptores se debió principalmente a deficiencias en el sistema de medición, definición operacional deficiente acerca de que era realmente falla del interruptor, a deficiencias en los análisis de causa raíz de la falla y la respectiva definición y ejecución de las acciones recomendadas. Grafico Las mejoras realizadas a la guía de compra de interruptores conducirán a la adquisición de equipos de mejor calidad y mantenibilidad. La disminución de fallas de interruptores esta causando un impacto positivo al medio ambiente en la medida que por disminución en emisión de gas SF, por cada kg de este dejado de emitir, equivale a toneladas de CO no arrojados al ambiente. La estrategia LEAN SIX SIGMA y las mejoras realizadas al proceso de evaluación técnica y su aplicación en los interruptores se extienden a otros equipos del sistema de transmisión e igualmente a otras empresas del grupo empresarial.. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES La estrategia LEAN SIX SIGMA, demostró en este proyecto, que puede ser una estrategia novedosa que desde una optica moderna de análisis de procesos, permite hacer mejoras claras y eficaces 9 AUTORES Juan Carlos Garcés Restrepo Nacido en Medellín, Antioquia. Graduado como Ingeniero Civil e Ingeniero Geologo en 99 de la Escuela de Ingeniería de Antioquia de Medellín. Estudios de especialización en Gestión de Mantenimiento en la Universidad de Antioquia en.

10 Trabaja en mantenimiento de líneas de Transmisión en ISA desde 995, se desempeña actualmente como especialista se Líneas de Transmisión y coordinador del Equipo Gestión Líneas e Transmisión de la Dirección Gestión Mantenimiento Alexandra María Escobar Trujillo Administradora de Empresas con especialización en Gestión Financiera Empresarial. Por más de doce () años el enfoque laboral estuvo en la planeación financiera de corto, mediano y largo plazo de ISA y sus filiales. Adicionalmente coordinó el Equipo de Planeación Financiera por un período de 5 años. En esta área estuvo encargada de determinar la viabilidad financiera, proponer política de dividendos, dar señales de necesidades de financiación y evaluar las inversiones que se encontraban en análisis de acuerdo con la estrategia de crecimiento. En el año 9 comenzó a ejercer el cargo de Lider de Mejoramiento a la par que recibía la capacitación requerida para certificarse como Cinturón Negro lo cual conlleva a aplicar la Metodología Lean Six Sigma en los diferentes procesos de la Organización.

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