Herramientas de la Confiabilidad Operacional

Transcripción

1 1. Introducción Una adecuada gestión de la confiabilidad operacional en una planta de manufactura conlleva una serie de actividades estratégicas que le permitirán cumplir su función o el propósito que se espera de ella, dentro de un contexto operacional específico. Así mismo, para el desarrollo efectivo de dichas estrategias se deben implementar avanzadas herramientas empresariales que optimizarán la gestión de los cuatro factores fundamentales de la confiabilidad operacional: confiabilidad humana, confiabilidad de los procesos, mantenibilidad y confiabilidad de los activos. Estas herramientas deben lograr generar cambios en la cultura de la organización haciendo que esta se convierta en una empresa diferente, con un amplio sentido de la productividad y una visión clara de negocio. Figura N 1. Herramientas de gestión de la confiabilidad operacional 6 SIGMA HAZOP MRP ACR AMEF ACR OSHA ACR AC JIT ISO ACRB IBR ACR KPI LCC ACR ACR BSC Fuente: Primera (2009)

2 Pérez (2006) explica que todo personal involucrado no sólo deberá conocer las herramientas y aprenderlas a usar, sino también aprender a decidir cuáles son útiles en consideración a las necesidades específicas de la organización y a sus características particulares; por lo que es posible utilizar cualquiera o una combinación de ellas a fin de integrar las metodologías o filosofías disponibles. Es por ello que aprovechamos esta oportunidad para comentar sobre alguna de las herramientas más comunes a utilizar en el proceso de optimización de la gestión de confiabilidad operacional. 2. Herramientas de gestión de la confiabilidad operacional 2.1. Análisis de criticidad (AC) Representa una herramienta fundamental que se debe usar cuando la organización inicia una gestión de confiabilidad operacional. El análisis de criticidad (AC) se basa primordialmente en la opinión de expertos de la organización y asesores; quienes evalúan la probabilidad de ocurrencia de una falla por el impacto que esta produce, para así, poder cuantificar el riesgo asociados a los activos y al proceso. Esto permite jerarquizar activos, sistemas y procesos; en base a un indicador llamado criticidad el cual es proporcional al riesgo asignado (Cáceres, 2007) Análisis de modos y efectos de falla (AMEF) Es la principal herramienta utilizada cuando una organización adopta la filosofía de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC) y es utilizada para identificar los modos de fallas potenciales de los activos, determinando sus efectos y consecuencias

3 a corto, mediano y largo plazo, e identificar las acciones para mitigar o controlar los efectos de cada modo de falla planteado en el análisis (Pérez, 2006). Esto le permite a las organizaciones plantear las estrategias para enfretar los problemas que pudieran surgir durante la operación de los activos, como también identificar las acciones pertinentes para mejorar la confiabilidad de los mismos 2.3. Análisis de causa raíz (ACR) Esta herramienta debe emplearse siempre que ocurra la falla de un activo. Consta de una serie de pasos sistemáticos a fin de determinar las causas, orígenes o raíces de las fallas, a fin de tomar las acciones necesarias para que no vuelvan a ocurrir; de lo contrario las fallas repetitivas serán algo común en la organización. En su aplicación se utilizan una gran variedad de técnicas y su selección depende del tipo de problema, disponibilidad de la data y conocimiento de las diferentes técnicas: árbol de fallo, diagrama espina de pescado, análisis de cambio, y análisis de factores causales, entre otras Análisis de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad (RAM) También por sus siglas en ingles como análisis RAM (Reliability, Availability and Mantainability) es una herramienta de apoyo cuando se establecen las estrategias de confiabilidad de los activos y se visualizan las perspectivas de mantenibilidad de los mismos. A través de este análisis se es posible pronosticar para un período determinado de tiempo la disponibilidad y el factor de servicio de un proceso de producción, basado en su configuración, en la confiabilidad de sus componentes y en la filosofía de mantenimiento (Keith, 2008).

4 Durante la ejecución de un estudio RAM, se realiza la adecuada caracterización probabilística de los procesos de deterioro que afectarán los equipos, sub-sistemas y sistemas asociados al citado proceso de producción a fin de pronosticar la mayoría de los escenarios de paros o fallas. Adicionalmente, se identifican acciones para minimizar la ocurrencia de estos escenarios y finalmente se identifican las implicaciones económicas de cada escenario. Como resultado del proceso se obtiene una lista de criticidad de elementos o equipos, con base a su impacto a la disponibilidad y factor de producción diferida, con la finalidad de establecer las acciones que mitiguen el riesgo, y permitan optimizar la rentabilidad del negocio Análisis del costo del ciclo de vida (LCC) A la hora de evaluar cualquier proyecto, y tomar decisiones relativas a la compra, renovación o mejoramiento de un equipo o sistema, es necesario analizar el efecto económico de dichas decisiones durante todo el horizonte de vida del proyecto. De tal forma, Arata (2008) define el análisis basado en el costo del ciclo de vida (LCC, por sus siglas en ingles) como la metodología utilizada para identificar los costos globales de una instalación industrial o activo durante el ciclo de vida, es decir, desde su concepción hasta el fin de su vida económica Análisis de costo-riesgo-beneficio (ACRB) El modelo de decisión costo-riesgo-beneficio, permite comparar el costo asociado a una actividad dirigida al incremento de la confiabilidad de los procesos de mantenimiento o mantenibilidad de los activos, (mantenimiento preventivo, mantenimiento predictivo, reemplazo, reacondicionamiento, rediseño, rehabilitación,

5 actualización tecnológica, entre otros), contra el nivel de reducción de riesgo o mejora del desempeño debido a dicha acción (Cáceres. 2007) Control estadístico del proceso Esta es una herramienta de gran ayuda cuando se emplea como una de las estrategias de confiabilidad de los procesos. Chese y colaboradores (2007) explica que a través de las técnicas de control del proceso se monitorea la calidad mientras se produce el producto o servicio. El principal objetivo de estas técnicas es la de proporcionar información oportuna acerca de si los artículos que se producen en el momento cumplen con las especificaciones del diseño, así como también permite detectar los cambios en el proceso que indican que los productos futuros tal vez no cumplirán con las especificaciones. Para ello se toman muestras al azar de la producción de un proceso para luego someterla a pruebas que determinen si dicha producción se encuentra dentro de un rango que haya sido previamente seleccionado Gerencia de la cadena de suministro (GCS) Está conformado por herramientas de apoyo logístico, información y tecnología, que permite a las empresas entregar a sus clientes productos y servicios de manera más rápida y económica. La cadena de suministro incluye las actividades asociadas desde la obtención de materiales para la transformación del producto, hasta su colocación en el mercado (Perez, 2006). A su vez, se define logística como la rama gerencial que se encarga de la planificación, implementación, seguimiento y control de todos los procesos destinados al flujo directo e indirecto de materiales, materia prima, insumos, servicios e información, dentro y fuera de la empresa, desde su origen hasta su consumo final,

6 buscando obtener la máxima eficiencia, eficacia y efectividad de manera de incrementar la satisfacción de las necesidades y expectativas del cliente o consumidor Estudio de los riesgos y operabilidad (HAZOP) El Estudio de los Riesgos y Operabilidad, también conocido por su siglas en ingles como HAZOP (Hazard And Operabilty Study) es un método cualitativo que permite identificar peligros potenciales y problemas operacionales de una instalación industrial; evaluando en forma sistemática todos los equipos de proceso, procedimiento operacionales y eventos generados por desviaciones a la intención de diseño. Este análisis está dirigido a identificar proactivamente las modificaciones a realizarle a un activo o los equipos de seguridad, necesarios para evitar cualquier incidente de seguridad o medio ambiente como resultado de una falla en el sistema, y se aplica normalmente en las etapas de ingeniería básica, ingeniería de detalle, arranque y operación de planta Indicadores claves de desempeño (KPI) Los indicadores clave de desempeño o KPI, por sus siglas en inglés (Key Performance Indicators), son un grupo de indicadores clave utilizados para cuantificar objetivos que reflejan el rendimiento de una organización, calculados o medidos a través de las variables de un proceso. Estos indicadores son utilizados en inteligencia de negocio para asistir o ayudar al estado actual de un organización a prescribir una línea de acción futura.

7 2.11. Inspección basada en riesgo (IBR) Herramientas de la Esta herramienta busca definir la mejor manera de evaluar la integridad de los activos, y establece las estrategias a utilizar basado en el cálculo de los riesgos asociados. Los esfuerzos de inspección están orientados hacia los activos de alto riesgo y con alto potencial de reducción de los mismos. Esta metodología establece que el riesgo asociado a los activos es el producto matemático de la probabilidad que un componente falle y la consecuencia de su falla; esto permite crear un plan estratégico y toma de decisiones más certeras sobre dónde inspeccionar, qué inspeccionar, cómo inspeccionar y cuándo inspeccionar. (API 581, 2008) Justo a tiempo (JIT) El propósito del sistema justo a tiempo (JIT) es producir de la cantidad mínima posible en el último momento posible, utilizando un mínimo de recursos y eliminando el desperdicio en los procesos (Mora, 2008). De tal forma, el justo a tiempo, más que un sistema de producción, es una herramienta de inventarios cuya meta es eliminar todo desperdicio. Por lo general, el desperdicio se define como todo lo que no sea el mínimo absoluto de recursos materiales, máquinas y mano de obra requeridos para añadir valor al producto en proceso. El principal beneficio del JIT es que da como resultado importantes reducciones en todas las formas de stocks. Este concepto fue desarrollado inicialmente por Toyota, para después trasladarse a muchas otras empresas de Japón y del mundo.

8 2.13. Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC) Herramientas de la Es una filosofía utilizada para determinar sistemáticamente, que debe hacerse para asegurar que los activos físicos continúen haciendo lo requerido por el usuario en el contexto operacional presente (Amendola, 2002). Keith (2008) menciona que la metodología del MCC propone un procedimiento que permite identificar las necesidades reales del mantenimiento de los activos en su contexto operacional a partir del análisis de las siguientes siete preguntas: Cuáles son las funciones de los activos? De qué forma puede fallar el activo? Qué puede causar la falla del activo? Qué sucede cuando un activo falla? Qué ocurre si un activo falla? Qué se puede hacer para prevenir que un activo falle? Qué sucede si no se puede prevenir la falla del activo? Para responder estas siete preguntas, el MCC utiliza como herramientas principales el análisis de los modos y efectos de fallos (AMEF) en donde se obtienen las respuestas a las preguntas 1, 2, 3, 4 y 5; y el árbol lógico de decisión para responder a las preguntas 6 y Mantenimiento productivo total (TPM) Filosofía la cual permite con la participación de todo el personal operario de la organización en las actividades de mantenimiento tener equipos de producción siempre listos, para llevarlos a un estado de cero fallas, cero perdidas, realizando un enfoque de mejoramiento continuo (Pérez, 2006).

9 Esta filosofía hace parte del enfoque hacia la calidad total. Mientras la calidad total pasa de hacer énfasis en la inspección y selección, a hacer énfasis en la prevención; el TPM pasa del énfasis en la simple reparación al énfasis en la prevención y predicción de las averías y del mantenimiento de las máquinas (García, 2003). El TPM busca alcanzar los siguientes objetivos (Keith, 2008): Mejora de la eficacia de los equipos Mantenimiento autónomo por los operadores Planeación y programación optima de un sistema preventivo-predictivo Mejoramiento de la habilidad operativa Gestión temprana de equipos para evitar problemas futuros García (2003) expresa que en el TPM todos los problemas de operación de los equipos se consideran pérdidas de su función, las cuales deben ser monitoreadas y agrupadas en las seis grandes pérdidas por: por averías, preparación y ajustes, inactividad y paradas menores, velocidad reducida, puesta en marcha, y defectos de calidad y repetición de trabajos Optimización de mantenimiento preventivo (PMO) Es un método diseñado para revisar los requerimientos de mantenimiento, el historial de fallas y la información técnica de los activos en operación. El proceso de optimización del mantenimiento preventivo, facilita el diseño de un marco de trabajo racional y rentable, cuando un sistema de mantenimiento preventivo está consolidado y la planta esta bajo control. Esto implica una buena experiencia en hacer mantenimiento planeado. A partir de ahí, las mejoras se pueden alcanzar fácilmente con la adecuada asignación de recursos; y el personal de mantenimiento

10 puede enfocar sus esfuerzos en los defectos de diseño de la planta, o en las limitaciones operativas (García, 2003). El análisis de confiabilidad con base en el historial de fallas de los equipos, permite determinar el comportamiento real durante su vida útil, con el fin de diseñar políticas de mantenimiento a utilizar en el futuro, determinar las frecuencias optimas de ejecución del mantenimiento preventivo, optimizar el uso de los recursos físicos y del talento humano, calcular intervalos óptimos de sustitución económica de equipos, y minimizar los costos de mantenimiento Planificación de requerimientos de materiales (MRP) La planificación de los requerimientos de materiales, también conocido por sus siglas en ingles como MRP (material requirement planification) es un método que se emplea primordialmente para planificar la compra de componentes de alto valor, materia prima y suministro, y su adecuada gestión constituye una estrategia de gran valor en el mejoramiento de la confiabilidad de los procesos. Desde el punto de vista logístico, el objetivo es intentar evitar en lo posible mantener este tipo de componentes en el inventario, ya que si teóricamente se conoce la cantidad de productos finales necesarios y cuando va a serlo, no haría falta crear inventarios. De este modo, la planificación de los requerimientos de materiales (MRP) se sustenta en llevar la secuencia precisa de flujo de materiales para poder cubrir las necesidades del proceso de producción (Ballou, 1991). El MPR es su forma básica lo constituye un software que determina la cantidad de cada bien que se necesita, y cuando se necesita para terminar una cantidad específica de unidades en un periodo determinado. Su tema principal es el de llevar los materiales indicados al lugar correcto en el momento oportuno.

11 2.17. Tecnología de optimización de la producción (TOP) Herramientas de la La tecnología optimizada de la producción, (TOP) también llamada "Teoría de las Limitaciones", fue desarrollada por E. Goldratt a finales de los años setenta y basa su potencia en la gestión de los "cuellos de botella" o limitaciones del sistema productivo. Esta técnica considera como cuello de botella a cualquier parte del sistema productivo que deba operar a más de un 100% de su capacidad para cumplir los objetivos del sistema. De esta forma, al ser los cuellos de botella recursos escasos que limitan la capacidad total del sistema, éstos deben estar continuamente activados (una hora perdida en un cuello de botella es una hora perdida en todo el sistema), mientras que el resto de los recursos pueden operar más holgadamente siempre que no se conviertan en cuellos de botella Six sigma Es una metodología con un enfoque en el manejo de datos para la eliminación de defectos en sus productos y servicios. Esta metodología considera que cada paso o actividad en una organización representa una oportunidad para que ocurran defectos, de tal forma su principal objetivo es buscar reducir la variación en los procesos que conducen a esos defectos. Chese y colaboradores (2007) explican que un proceso que está bajo control de six sigma no producirá más de dos defectos en mil millones de unidades. Cabe destacar que un defecto, definido por el six sigma, lo representa cualquier cosa que este por fuera de la especificación del usuario. Esta metodología permite describir los procesos en término de su variabilidad y que se comparen diferentes procesos utilizando una métrica común, siendo esta denominada defecto por millón de oportunidades.

12 2.19. Sistemas de gestión Los sistemas de gestión obedecen a ciertos límites y requisitos relacionados con nuevos estándares de calidad, protección ambiental, prevención de riesgos laborales, seguridad de los procesos, salud de los trabajadores y a los costos del ciclo de vida de los activos físicos, entre otros. Según la norma ISO 9000 (2005) un sistema de gestión se define como un conjunto de elementos mutuamente relacionados, que interactúan para establecer políticas y objetivos, y a su vez para lograr dichos objetivos. Cuando las organizaciones implementan un sistema de gestión, enfatizan la importancia de: La comprensión y el cumplimiento de los requisitos del sistema gestión La necesidad de considerar los procesos en término del valor añadido o agregado La obtención de resultados del desempeño y eficacia de los procesos La mejora continua de los procesos en base a la medición objetiva De tal forma, los sistemas de gestión proporcionan a las organizaciones una estructura a seguir, según sea el ámbito, la cual permitirá alcanzar las metas y objetivos establecidos durante el proceso de gestión. Existe diversidad entre los diferentes tipos de sistemas de gestión dentro de las organizaciones. A continuación se mencionarán los más usados: Gestión de la calidad (Estándar ISO 9000) El sistema de gestión de la calidad (SGC) anima a las organizaciones a analizar los requisitos del cliente, definir los procesos que contribuyan al logro de productos aceptables y mantener estos procesos bajo control. A su vez,

13 proporciona el marco de referencia para la mejora continua con objeto de incrementar la probabilidad de aumentar la satisfacción del cliente. También, proporciona confianza tanto a la organización como a sus clientes, de su capacidad para proporcionar productos que satisfagan los requisitos de forma coherentes (ISO 9000, 2005). El modelo del SGC se fundamenta en el enfoque basado en proceso, en donde se enfatiza que las organizaciones que operen de manera eficaz, tienen que identificar y gestionar los numerosos procesos que se interrelaciona uno con el otro. En la figura 11 se ilustra el modelo sistema de la gestión de la calidad (ISO 9000, 2005). Figura 11. Modelo de un sistema de gestión de la calidad basado en proceso Mejora continua del sistema de gestión de la calidad Clientes Responsabilidad De la dirección Clientes Gestión de los recursos Medición análisis y mejora Satisfacción Requisitos Entradas Realización del producto Producto Salidas Fuente: ISO 9000 (2005)

14 El SGC identifica ocho principios Herramientas de la prácticos que permiten conducir a la organización hacia una mejora continua: Enfoque al cliente, liderazgo, participación del personal, enfoque basado en procesos, enfoque de sistema para la gestión, mejora continua, enfoque basado en hechos para la toma de decisión y relación mutuamente beneficiosas con el proveedor. Gestión de la seguridad y la salud ocupacional (Estandar OSHA 18000) Según este enfoque se establece los objetivos a seguir en un sistema de gestión de seguridad y salud ocupacional (SGSSO), lo cual le permite a una organización controlar sus riesgos con respecto a la seguridad y salud ocupacional (SySO), y de esta forma, mejorar su desempeño (OSHAS 18001, 2003). En la figura N 12 se muestra el modelo del SGSSO, según la norma OSHAS 18001:2003. Este sistema de gestión es aplicable a toda organización que desee: Eliminar o minimizar los riesgos para los empleados y otras partes interesadas que puedan verse expuestos a los riesgos de SySO asociados con sus actividades Implementar, mantener y mejorar en forma continua un SGSSO Asegurar por si misma su conformidad con la política establecida en SySO Demostrar tal conformidad a otros Buscar una certificación se su SGSSO a través de una organización internacional.

15 Figura 12. Modelo de un sistema de gestión de seguridad y la salud ocupacional Mejora Continua Revisión de la dirección Políticas de SySO Verificación y acciones correctivas Planificación Implementación y operaciones Fuente: OSHAS (2003)

16 Gestión del ambiente (Estandar ISO 14000) Herramientas de la Figura 13: Modelo de un sistema de gestión ambiental Mejora Continua Revisión por la dirección Políticas ambiental Planificación Verificación y acciones correctivas Implementación y operación Fuente: ISO (2005) Según este enfoque se establece los objetivos a seguir en un sistema de gestión ambiental (SGA), lo que le permite a la organización desarrollar e implementar políticas y objetivos que tengan en cuenta los requisitos legales y la información relativa a los aspectos ambiéntales significativos. El SGA se aplica a aquellos aspectos ambientales que la organización identifica que pude controlar y aquellos

17 sobre los que la organización puede tener influencia. (ISO 14001, 2005). En la figura N 13 se muestra el modelo de un (SGA), según la norma ISO 14001, Gestión de los activos (Estandar PAS 55 Assest Management) La gestión de activos involucra todas aquellas actividades, prácticas sistemáticas y coordinadas a través de las cuales una organización administra de manera óptima sus activos físicos y el comportamiento de estos, riesgo y gastos durante su ciclo de vida con el propósito de alcanzar su plan estratégico organizacional (PAS 55, 2008). El ciclo de vida de los activos nace desde la idea misma de realizar una actividad que involucrará activos en su desarrollo, pasa por las etapas de anteproyecto, proyecto, diseño, compra o manufactura, instalación, prueba, puesta en marcha, operación y mantenimiento, hasta su eventual reciclaje, descarte o disposición final (Sotuyo, 2002). Según la norma PAS 55:2008, los activos físicos representan únicamente una de cinco categorías amplias de activos que tienen que ser gestionados de manera holística para lograr el plan estratégico de la organización. Las otras categorías son los activos humanos, los activos de información, los activos financieros y los activos intangibles. En la figura se muestra la estructura de un sistema de gestión de activos.

18 Figura 14: PAS 55:2008. Estructura del sistema de gestión de activos 4.7. Revisión de la gerencia 4.2. La política de gestión de activos 4.6. Evaluación y mejora del desempeño Monitoreo del desempeño y la condición Investigación de fallas, incidentes y no conformidades relacionadas al activo Evaluación del cumplimiento Auditorias Acciones de mejora Registros 4.3. Estrategia, objetivos y planes de gestión de activos Estrategia de gestión de activos Objetivos de gestión de activos Planes de gestión de activos Planificación de contingencia 4.1. Requerimientos generales 4.5. Implantación de planes de gestión de activos Actividades durante el ciclo de vida Herramientas, instalaciones y equipos 4.4. Controles y habilitadores para la gestión de activos Estructura, autoridad y responsabilidades Tercerización de las actividades de gestión de activos Adiestramiento, conciencia y competencia Comunicación, participación y consultas Documentos de sistemas de gestión de activos Gestión de información Gestión de riesgo Fuente: PAS 55 (2008)

19 Autor Herramientas de la Abraham J. Gassán Primera es Ingeniero Mecánico egresado de la Universidad Nacional Experimental Politécnica Antonio José de Sucre (UNEXPO), Vice-rectorado Barquisimeto - Edo. Lara. Venezuela. Cuenta con un Diplomado en Mantenimiento Industrial de la Universidad Dr. Rafael Belloso Chacín (URBE), Maracaibo - Edo. Zulia; y es Magíster Scientiarum en Gerencia de Empresas, Mención: Gerencia de Operaciones egresado de La Universidad del Zulia (LUZ), Maracaibo - Edo. Zulia. Durante su trayectoria académica ha obtenido diversas certificaciones internacionales tales como: Vibration Analyst: Level III; por Vibration Institute / Machinery Lubrication Technician Level I (MLT I); por International Council for Machinery Lubrication / Thermographer Level I; por Infrered Training Center (ITC) / Ultrasonido Nivel I; por American Society For Nondestructive Testing (ASNT). Cuenta con diez (10) años experiencia como Ingeniero de Equipos Rotativos y Estáticos, y Supervisor General de Mantenimiento Mecánico, en la planta de Polipropileno de Venezuela Propilven S.A., en el Complejo Petroquímico Ana María Campos - Edo. Zulia; y cinco (5) años como Director General del Entre sus trabajos más destacados se pueden mencionar: - Auditorias a sistemas de gestión de mantenimiento. - Diseño y puesta en marcha de programas de mantenimiento predictivo en equipos rotativos basados en las técnicas de: análisis de vibraciones, termografía infrarroja, análisis de aceite y ultrasonido. - Desarrollo y puesta en marcha de programas de evaluación de integridad mecánica de recipientes a presión y líneas de tuberías, basado en los códigos API y ASME. - Creación de programas de lubricación de maquinarias en plantas de manufactura. - Diseño y mejora continua de planes de mantenimiento preventivo de equipos rotativos. - Elaboración de alcances y supervisión de trabajos de reemplazo de tuberías corroídas y corrección de fugas de vapor durante los paros generales de planta. - Supervisión de actividades rutinarias de mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo en maquinarias. - Planificación y supervisión general de Paros de Planta. - Asesorías técnicas en el área de Gestión de Mantenimiento Industrial a empresas. - Adiestramiento en el área de Gestión y Mantenimiento.