PROFESOR GUÍA: FERNANDO ESPINOSA DANIEL ANDRÉS RODRÍGUEZ TOLEDO UNIVERSIDAD DE TALCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE TALCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA APLICACIÓN DEL MODELO DEMATEL EN LA JERARQUIZACIÓN DE ESTRATEGIAS, PARA EL MEJORAMIENTO DE LA GESTIÓN MANTENIMIENTO EN UNA EMPRESA PRODUCTIVA DE LA SÉPTIMA REGIÓN. MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENÍERO MECÁNICO PROFESOR GUÍA: FERNANDO ESPINOSA DANIEL ANDRÉS RODRÍGUEZ TOLEDO CURICÓ-CHILE 2013

2 DEDICATORIA Dedicada a mi madre, que con su esfuerzo, dedicación y su profundo apoyo me ha enseñado a no rendirme ante nada y siempre ser perseverante en la vida. II

3 AGRADECIMIENTO Agradezco a Dios por darme la fuerza y acompañarme durante todo el proceso de realización de la memoria, que hoy finaliza después de años de estudio. Un camino difícil lleno de dificultades y obstáculos que se fueron presentando a lo largo del proceso, sin embargo con la perseverancia y constancia se logró culminar de buena forma lo propuesto hace unos años cuando decidí comenzar con esta carrera. No puedo dejar de mencionar el apoyo brindado por el profesor Fernando Espinosa, quien me oriento a los pasos a seguir durante esta difícil tarea. Agradezco además la oportunidad brindada por Don Luis Díaz al recibirme y dejar realizar el estudio en la empresa productora de la séptima región. III

4 RESUMEN En el presente trabajo tiene como objetivo validar la aplicación del modelo DEMATEL (Decision Making Trial and Evaluation Laboratory), cuya finalidad es jerarquizar la aplicación de estrategias de acuerdo al impacto que tiene una, sobre las demás. Las acciones de mantenimiento serán definidas a través de la aplicación del modelo del MCDA (Constuctivist Multicriteria Decision Aid Approach), con la finalidad de obtener un ordenamiento y entendimiento de los problemas relacionados con la gestión mantenimiento. La metodología MCDA facilita la aplicación de los conocimientos del encargado del mantenimiento para focalizarlos en aquellas áreas donde se obtienen una mayor contribución al mejoramiento de la gestión. Por medio de esta metodología se obtienen las áreas que el encargado del mantenimiento encuentra que son críticas, de esta manera se genera un conjunto acciones y una vez obtenidas las acciones se jerarquizan para obtener una estructuración de ella, con la finalidad de mejorar la eficiencia de la gestión del mantenimiento. IV

5 ABSTRACT This paper aims to validate the application of the DEMATEL (Decision Making Trial and Evaluation Laboratory), which aims to prioritize the implementation of strategies according to the impact that has on the other. Maintenance actions will be defined by applying the model of MCDA (Multicriteria Decision Aid Approach Constuctivist), in order to obtain an ordering and understanding of issues relating to maintenance management. The MCDA methodology facilitates the application of knowledge of the maintenance to focus them in areas where you get a greater contribution to improving management. Through this methodology we obtain the areas located maintainer that are critical, so it generates set actions and after obtaining the shares are ranked for structuring it, in order to improve the efficiency of maintenance management. V

6 ÍNDICE DEDICATORIA II AGRADECIMIENTO III RESUMEN IV ABSTRACT V ÍNDICE VI CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN 1.1 ANTECEDENTES Y MOTIVACIÓN DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA SOLUCIÓN PROPUESTA OBJETIVOS Y ALCANCES DEL PROYECTO Objetivo general Objetivo específico Alcances METODOLOGIA Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS RESULTADOS OBTENIDOS ORGANIZACIÓN DEL DOCUMENTO 16 CAPÍTULO 2: BASE TEÓRICA 2.1 METODOLOGÍA DEL MCDA CONSTRUCTIVISTA Estructuración Fase de evaluación Métodos de evaluación y decisión Multicriterio Ponderación Lineal (scoring) Utilidad Multiatributo (MAUT) Relaciones de superación Proceso de análisis jerárquico Método de decisión y evaluación a utilizar METODOLOGÍA DEL MODELO DEMATEL Pasó 1: Generar una matriz de relaciones Pasó 2: Normalización de la matriz de relaciones directa 26 VI

7 2.2.3 Pasó 3: Obtención de la Matriz de relaciones totales Pasó 4: Obtener grupo despachador y el grupo receptor Pasó 5: Valor del umbral Pasó 6: Matriz de relaciones- influencia MRI 28 CAPÍTULO 3: APLICACIÓN DEL MODELO MCDA Y EL MODELO DEMATEL EN LOS EQUIPOS 3.1. CONTEXTO DECISORIO PARA LOS RIESGOS EN LOS EQUIPOS ESTUDIO REALIZADO MEDIANTE HAZOP PARA LA IDENTIFICACION DE LAS ÁREAS DE PREOCUPACÍON MAPAS MEDIO SIN Y CLUSTER PARA LOS RIEGOS EN LOS EQUIPOS DEFINICIÓN DE LAS ESTRATEGIAS PARA CADA FALLA CRÍTICA BASADO EN LOS MAPAS MEDIO Y FIN DEPURACIÓN DE ACCIONES PARA CADA CORRELACIÓN Estrategias para cada falla critica DEFINICIÓN DE LAS ESTRATEGIAS PARA EL MEJORAMIENTO DE LA GESTION MANTENIMIENTO Estrategias y factor de correlación factor de correlación para cada estrategia APLICACIÓN DEL MÉTODO DEMATEL PARA LA JERARQUIZACIÓN DE LAS ESTRATEGIAS RESULTADO DE LA ESTRUCTURACIÓN DE LAS ESTRATEGIAS DE LOS EQUIPOS LOS BENEFICIOS ECONOMICOS QUE SE ESPERA OBTENER 64 VII

8 CAPÍTULO 4: APLICACIÓN DEL MODELO MCDA Y EL MODELO DEMATEL HACIA PERSONAS LAS 4.1. CONTEXTO DECISORIO PARA LOS RIESGOS HACIA LAS PERSONAS ESTUDIO REALIZADO MEDIANTE HAZOP PARA LA IDENTIFICACIÓN DE LAS ÁREAS DE PREOCUPACÍON MAPAS MEDIO Y FIN Y CLUSTER PARA LOS RIESGOS HACIA LAS PERSONAS DEFINICIÓN DE LAS ESTRATEGIAS PARA CADA FALLA CRÍTICA BASADO EN LOS MAPAS MEDIO Y FIN DEPURACIÓN DE ACCIONES PARA CADA CORRELACIÓN Estrategias para cada falla critica DEFINICIÓN DE LAS ESTRATEGIAS PARA EL MEJORAMIENTO DE LA GESTIÓN MANTENIMIENTO Factor de correlación APLICACIÓN DEL MÉTODO DEMATEL PARA LA JERARQUIZACIÓN DE LAS ESTRATEGIAS HACIA LAS PERSONAS RESULTADO DE LA ESTRUCTURACIÓN DE LAS ESTRATEGIAS DE LOS RIESGO A LAS PERSONAS LOS BENEFICIOS ECONOMICOS QUE SE ESPERAN OBTENER HACIA LOS RIESGOS HACIA LAS PERSONAS 101 CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 Conclusiones 103 REFERENCIAS 107 ANEXOS ANEXO A: APLICACIÓN DEL MODELO DEMATEL PARA LAS FALLAS A LOS EQUIPOS 108 ANEXO B: APLICACIÓN DEL MODELO DEMATEL EN LOS RIESGOS HACIA LAS PERSONAS 112 VIII

9 INDICE DE FIGURA 2.1 Matriz de evaluación Caracterización de las falla de los equipos Lluvia de ideas obtenidas de la entrevista del jefe de mantenimiento Mapa jerárquico para el mejoramiento de la gestión del mantenimiento Mapa jerárquico de estrategias Mapa medio y fin y definición de los clúster para el set de peine Mapa medio y fin y definición del clúster para el vibrador de la inserción Mapa medio y fin y definición de los clúster para la cadena de barra Mapa medio y fin y definición de los clúster para el bajo nivel del palito Mapa medio y fin y definición de los clúster para crear un plan predictivo Estrategias y factor de correlación Grafico de correlación E Grafico de estrategias jerarquizadas : caracterización de los riesgos hacia las personas : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo del sobreesfuerzo : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de inicio y factor de incendio : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo iluminación : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de atrapamiento por o entre objeto : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de ruido : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de caída de persona a distinto nivel : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de proyección de fragmentos o partículas : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de caída de objetos en manipulación : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de Golpes/cortes por objetos o herramientas : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de choque contra objetos inmóviles : Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de caída de personal al mismo nivel 80 IX

10 5.7: Mapa medio y fin y definición de los clúster para evitar el riesgo de contacto eléctrico indirecto : Estrategias y factor de correlación : Estrategias y factor de correlación : Grafico de correlación E : Grafico de estrategias jerarquizadas 98 INDICE DE TABLA 3.1 Fallas críticas y sus acciones Matriz de evaluación variables Matriz de evaluación variables Matriz de evaluación variables Matriz de evaluación variables Matriz de evaluación variables Matriz de evaluación variables Matriz de evaluación variables Matriz de relaciones directa Normalización de la matriz de relaciones directa Matriz de relaciones totales Grupos despachado y receptor Matriz de influencia Estrategias jerarquizadas de los equipos : Perdidas económicas por tareas de mantenimiento : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables : Matriz de evaluación variables X

11 5.9: Matriz de evaluación variables : matriz de relaciones directa : Normalización de la matriz de relaciones directa : Matriz de relaciones totales : Grupos despachado y receptor : Grupos despachado y receptor : Matriz de influencia : Estrategias jerarquizadas riesgos hacia las personas 100 XI

12 CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN 12

13 INTRODUCCIÓN 1.1 ANTECEDENTES Y MOTIVACIÓN La propuesta partió por parte del profesor guía para probar y validar una herramienta de gestión industrial específicamente en la administración del mantenimiento, con la finalidad que fuera validada en una empresa productiva, que este propensa a problemas en el mantenimiento. El mantenimiento incluye un conjunto de acciones técnicas y administrativas que son relevantes y tienen como objetivo el mantener funcionando y mejorando la infraestructura productiva de la organización, de tal forma que esta pueda cumplir sus objetivos. La empresa presenta problemas en el ámbito de la gestión del mantenimiento, ya que no posee un personal adecuado para hacer frente al problema, por eso se propuso implementar un estudio que vaya dirigido a encontrar las causas raíces de sus problema y entregar estrategias de mantenimiento que puedan mitigar estas falencias. En la búsqueda de soluciones se aplicara el modelo DEMATEL para la jerarquización de las acciones, con el objetivo de contribuir a generar mejoramientos a la eficiencia del mantenimiento de forma optimizada, que será de gran apoyo a la gestión. 1.2 DESCRIPCION DEL PROBLEMA La empresa escogida para validar la aplicación del conjunto de herramientas seleccionada, consta con cuatro líneas de producción continuas, una diferente de la otra, las cuales están separadas por etapas de fabricación, por ello es de vital importancia aplicar y validar un estudio que vaya dirigido a mejorar la eficiencia del mantenimiento y por ende mejorar la disponibilidad de estas. El estudio se enfocará principalmente en los sectores más crítico de la línea uno de producción, la selección de la línea se hizo en base a la complicación que esta presenta al realizar las tareas de mantenimiento, que serán definidas y analizadas en conjunto con el encargado del mantenimiento, ya que el conocimiento del encargado es de vital importancia para aplicar y validar este estudio. El sector crítico de la línea de producción seleccionada para este estudio, presenta un riesgo tanto para las personas, como los activos de la empresa y/o el medio ambiente cumpliendo con el requisito para conseguir el objetivo propuesto que será aplicar y validar el modelo DEMATEL, cuya finalidad es ordenar acciones de mantenimiento que servirán para mitigar en estos sectores críticos el impacto de una falla, ya que mediante sus resultados se pueden proponer mejoras enfocadas a la eficiencia de mantenimiento, para así aumentar la confiabilidad de la línea. 13

14 1.3 SOLUCIÓN PROPUESTA Mediante la metodología del MCDA (Análisis Constructivista Múltiple Criterios para la toma de Decisión) capturar las áreas que presentan problemas, para luego y utilizando estos antecedentes, definir las estrategias que irán en apoyo a la toma de decisión. Finalmente se aplicara el modelo DEMATEL, modelo que permitirá jerarquizar las estrategias otorgándole un indicador de prioridad que irá en función a las necesidades de la empresa y además se pretende especificar las mejoras necesarias al plan de mantenimiento. 1.4 OBJETIVO Y ALCANCES DEL PROYECTO Objetivo general Aplicar y validar el modelo DEMATEL, para ayudar a la toma de decisiones, jerarquizando las acciones de mantenimiento Objetivo específicos Estudiar y profundizar el conocimiento sobre la teoría del MCDA, y la aplicación de modelo DEMATEL. Definir acciones de mantenimiento por medio del modelo de multicriterio constructivista (MCDA). Seleccionar estrategias, que serán coordinadas con el encargado del mantenimiento. Utilizar el modelo DEMATEL para la jerarquización de estrategias. Entregar la estructuración de las estrategias. 14

15 1.4.3 Alcances El estudio que se aplicara a la empresa, una vez probado se espera que sea la metodología aceptada como una herramienta válida para el análisis de máquinas en la línea de producción, por complejas y extensas que están sean. El sector seleccionado para validar las herramientas de análisis será en donde se encuentre que el estudio se acomoda más a las necesidades, tanto en tiempo como en información, ya que la finalidad es que la empresa evalué las potencialidades de la metodología y además se realcen las falencias que esta tiene en cuanto a carencia de información y capacidades de los encargados del mantenimiento y la seguridad. El estudio sólo se realizará hasta la selección de las estrategias y la jerarquización de ellas, según el criterio del encargado del mantenimiento para luego entregar recomendaciones que irá en ayuda a mejorar la eficiencia del plan de mantenimiento. 1.5 METODOLOGÍAS Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS La información de base de esta memoria son los datos entregados por el estudio anterior el cual se aplicó la metodología HAZOP [9], la que entregara los sectores críticos de la línea de producción en donde se procederá a utilizar la metodología del MCDA para definir estrategias, en conjunto con el encargado de mantenimiento. De esta manera utilizando una herramienta del MCDA, y por medio de este modelo se generarán estrategias, teniendo en mente una completa visualización de las distintas áreas de preocupación y los diferentes puntos de vistas, dando una revisión completa de las preocupaciones, obteniendo las a partir de lo manifestado por el encargado del mantenimiento de la empresa. La selección de las estrategias será realizada mediante matrices de evaluación en donde los criterios de selección serán enfocados en las necesidades del encargado de mantenimiento y en función a los requerimientos que tiene la empresa. Finalmente se utilizara el modelo DEMATEL que entregará un ordenamiento en las estrategias seleccionadas, para esto se deberá utilizar una herramienta matemática y mediante esto obtener una jerarquización de estas estrategias. 15

16 1.6 RESULTADOS ESPERADOS 1. Aplicar y validar una herramienta de análisis para la gestión mantenimiento. 2. Entregar a la empresa en estudio, una estructura jerarquizada de posibles acciones de mantenimiento, con la finalidad de introducir mejoras al plan actual, para así contribuir a mejorar la eficiencia de la gestión del mantenimiento. 1.7 ORGANIZACIÓN DEL DOCUMENTO El documento se ordenará de la manera que el segundo capítulo se expondrá los fundamentos teóricos necesarios para aplicar y validar las herramientas en estudio, de esta manera poder encontrar las soluciones a los problemas. Además en este capítulo se define las metodologías MCDA y DEMATEL, en donde se estipulan quienes son los actores involucrados generando información base necesaria para la generación de mapas medio y fin y definiendo los principales conceptos de la metodología. También son mostrados los principales métodos de evaluación y decisión multicriterio junto con la estructura del modelo y el método de evaluación a utilizar además se muestra los pasos a seguir en el modelo DEMATEL. El capítulo tercero y cuarto se aplica el modelo MCDA y DEMATEL, definiendo al actor involucrado y el rotulo del problema. Dando paso a generar mapas medio y fin con sus clúster para cada falla crítica y matrices de evaluación para la depuración de acciones. Además la aplicación del DEMATEL que mediante matrices se llega a la jerarquización de estrategias, con la diferencia que el capítulo tercero va dirigido a los equipos y capitulo cuarto va dirigido a las personas. El capítulo quinto se obtiene las conclusiones del estudio que servirá para que la empresa tome la información, analice sus falencias y aplique estas estrategias que servirá para mitigar estas debilidades. 16

17 CAPÍTULO 2 FUNDAMENTOS TEORICOS 17

18 FUNDAMENTOS TEÓRICOS 2.1 METODOLOGÍA DEL MCDA CONSTRUCTIVISTA La metodología del MCDA constructivistas (análisis de múltiples criterios para la toma de decisiones) ayuda a organizar y sintetizar la información que ha sido recopilada. Además tiene como objetivo auxiliar en la decisión, para un determinado problema según la perspectiva de los decisores (responsables por la solución al problema, o bien, los principales afectados por el problema en cuestión). Este método, está constituido de un conjunto de procedimientos formales, los cuales, se distribuyen por casi todo el proceso de toma de decisiones, dividiéndose en dos grandes etapas: estructuración y evaluación. Estos procedimientos deben estar fundamentados en un paradigma que defina cuales son las reglas de trabajo para garantizar el respaldo científico a la metodología. [1] Estructuración La etapa de estructuración del método MCDA contiene grandes cantidades de información, con el objetivo de comprender mejor el problema, de forma de estructurar ese conocimiento para que este represente las perspectivas de los involucrados en problema, o sea los decisores. Para contribuir al modelo multicriterios se debe contestar las siguientes preguntas. Cuál es el contexto decisorio? Cuáles actores son los actores involucrados en el proceso decisorio? Cuál es el problema a ser resuelto? Cuál es el rotulo para este problema? Qué tipo de acciones están disponibles? El primer paso consiste en caracterizar el contexto decisorio que se consigue, definiendo el problema, identificando los actores involucrados directa y/o indirectamente en la toma de decisión y elegir a los decidores que ayudaran a la construcción del modelo de multicriterio. Tomando como base al contexto decisorio se define un rotulo del problema, que consiste orientar la identificación de los elementos primarios de evaluación (EPAs). Los EPAs son elementos que representan objetivos, metas valores y opciones de los decidores, los cuales se utilizan para el desarrollo de los mapas medio-fin. Los EPAs, son obtenidos por medios de entrevistas, consulta que se tomarán al personal encargado del mantenimiento, que sirven para evaluar la gestión mantenimiento actual de la empresa a desarrollar y además tratar de identificar nuevos indicadores estratégicos. 18

19 Los modelos constructivistas, son representaciones de un proceso mental, en que influye la percepción que tiene el decidor para abordar el problema, que son simbolizados por medio de los mapas medio-fin. A partir de un concepto dado, el facilitador pregunta al decidor utilizando el adverbio como- (por ej. Cómo se puede obtener tal concepto?). Indicando que tal concepto apunta en dirección a un medio. Cuando el facilitador utiliza la conjugación adverbial por qué- (por ej. por qué ese concepto es importante?), indica que el concepto está encaminado hacia un fin. Las relaciones de dominio son representadas que unen o conectan los conceptos entre sí. La base de los mapas medio-fin es identificar los conceptos interrelacionados que explican una preocupación en común, los cuales son agrupados en clúster. Los clúster están compuestos por secuencias de conceptos relacionados por conexiones de influencia que tratan asuntos similares, ramas a partir del cual se inicia el proceso de transición. Basado en las ramas contenidas en los mapas, son definidos los puntos de vista fundamentales (PVFs) los cuáles representa una perspectiva de los decisores. Son aspectos considerados como fundamentales por los decidores, para evaluar las acciones potenciales. [2] Una vez definida la estructura de los PVF, es necesario construir un descriptor que permita medir una interpretación de las acciones evaluadas en cada punto de vista. Para cada descriptor es importante establecer dos niveles de impacto: nivel alto y nivel nulo Fase de evaluación La fase de evaluación constituye la última etapa del proceso para la toma de decisión, esta fase se trata de que por medio de modelos matemáticos encontrar la solución óptima. El análisis del problema puede asumir dos formas específicas: cualitativa y cuantitativa. El análisis cualitativo se basa prioritariamente en el razonamiento y experiencia del decisor, incluye la impresión que tiene el frente al problema. Cuando el enfoque es cuantitativo, el analista se enfoca en los hechos o datos asociados al problema, mediante expresiones matemáticas que describen las restricciones, objetivos y relación existentes en el problema. El problema de multicriterio se trata de identificar la mejor solución o las mejores soluciones considerando simultáneamente múltiples criterios en competencia. 19

20 2.1.3 Métodos de evaluación y decisión Multicriterio Los métodos de evaluación y decisión multicriterio comprenden la selección entre un conjunto de alternativas factibles, la optimización con varias funciones tienen como objetivo entregar un procedimiento de evaluaciones racionales y consistente por medio de un agente decisor. Sus principios deriva de la Teoría de Matrices, Teoría de Grafos, Teoría de las Organizaciones, Teoría de la Medida, Teoría de las Decisiones Colectivas, Investigación de Operaciones y Económicas. Los métodos de evaluación y decisión multicriterio ayudan hallar soluciones posibles, pero no necesariamente óptimas. En función de las preferencias del decidor y de objetivos predefinidos, el problema se centra en los métodos multicriterio que consisten en: 1. Seleccionar la(s) mejor(es) alternativa(s). 2. Aceptar alternativas que parecen correctas y rechazar aquellas que parecen incorrectas. 3. Generar un orden (ranking) de las alternativas consideradas (de la mejor a la peor). Para ello han surgidos diversos enfoques, métodos y soluciones. Cuando la función objetivo toma un número infinito de valores distintos, que conduce a un número de infinito de alternativas posibles del problema, se llama decisión multiobjetivo. Aquellos problemas que, por naturaleza o diseño, admiten un número finito de alternativa de solución, a través de: 1. Un conjunto de alternativas estables, generalmente finito (soluciones factibles que cumplen con las restricciones posibles o previsibles); se asumen que cada una de ellas es perfectamente identificada, aunque no son necesariamente conocidas en forma exacta y completa todas sus consecuencias cuantitativas y cualitativas. 2. Una familia de criterios de evaluación (atributos, objetivos) que permiten evaluar cada una de las alternativas (analizar sus consecuencias), conforme a los pesos (o ponderaciones) asignados por el agente decidor y que reflejan la importancia relativa a cada criterio. 3. Una matriz de decisión o de impactos que resumen la evaluación de cada alternativa conforme a cada criterio; una valorización (precisa o subjetiva) de cada una de las soluciones la luz de cada uno de los criterios; la escala de medidas de las evaluaciones puede ser cuantitativa o cualitativa, y las medidas pueden expresarse en escalas cardinales (razón o intervalo), ordinal, nominal y probabilística, 20

21 4. Una metodología o modelo de agregación de preferencias en una síntesis global; ordenación, clasificación, partición o jerarquización de dichos juicios para determinar la solución que globalmente recibe las mejores evaluaciones. 5. Un proceso de toma de decisión (contexto de análisis) en el cual se lleva a cabo un negociación consensual entre los actores o interesados (analista experto, decisor y usuario). [3] Los principales métodos de evaluación y decisión multicriterio discreto son: Ponderación Lineal (Scoring), Utilidad multiatributo (MAUT), Relaciones de superación y el proceso de Análisis Jerárquico (AHP- The Analiytic Hierarchy Process Proceso analítico Jerárquico) Ponderación Lineal (Scoring) El método de ponderación permite abordar situaciones de incertidumbre o con pocos niveles de información. En dicho método se construye una función de valor para cada una de las alternativas. Si se tienen varios criterios con diferentes escalas, dado que los mismos no son sumables en forma directa, se requiere un previo proceso de normalización para que pueda efectuarse la suma de contribuciones de los atributos. Es un método completamente compensatorio, y puede resultar dependiente, y manipulable, de la asignación de pesos a los criterios o de la escala de medida de las evaluaciones. El orden obtenido con este método no es independiente del procedimiento de normalización aplicado. [3] Utilidad Multiatributo (MAUT) Para cada atributo se determina la correspondiente función de utilidad (parcial), y luego se agregan en una función de utilidad multiatributo de forma aditiva y/o multiplicativa. Al determinarse la utilidad de cada una de las alternativas se consigue una ordenación completa del conjunto finito de alternativas. El método de utilidad multiatributo supone la transitividad de preferencias o la comparabilidad. Utiliza escalas de intervalo y acepta el principio de preservación de orden (rank preservation). La condición de independencia preferencial mutua entre los atributos suele aceptarse casi axiomáticamente, e implícitamente es cuestionable y no refleja la estructura de preferencias del agente decisor. El rigor y rigidez de los supuestos teóricos de este método usualmente controvertidos y difíciles de contrastaren la práctica, lo que obliga a relajarlos, requiere un elevado nivel de información de la gente decisor para la construcción de funciones de utilidad multiatributo, a un que permiten abordar fluidamente cuestiones de incertidumbre y riesgo. [4] 21

22 Relaciones de superación Estos métodos usan como mecanismo básico el de las comparaciones binarias de alternativas, es decir comparaciones dos a dos de las alternativas, criterio por criterio. De esta forma puede construirse un coeficiente de concordancia Cik asociado a cada par de alternativas (ai, ak). Existen dos métodos de la escuela francesa: ELECTRE y PROMETHEE. Del método ELECTRE (Elimination et Choix Traduisant la Realité) se encuentran disponibles varias versiones que usan pseudocriterios y la teoría de conjuntos difusos. El método PROMETHEE (Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation) se ha aplicado, con predicción para problemas de ubicación. [4] Proceso de análisis jerárquico (AHP-The Analytic Hierarchy Process) El AHP fue desarrollado por el matemático Thomas Saaty, y consiste en formalizar la comprensión intuitiva de problemas complejos mediante la construcción de un modelo jerárquico. El propósito del método es permitir que el agente decisor pueda estructurar un problema multicriterio en forma visual, mediante la construcción de un modelo jerárquico que básicamente contiene tres niveles: meta u objetivo, criterios y alternativas. Una vez construido el modelo jerárquico, se realizan comparaciones en pares entre dichos elementos (criterios-subcriterios y alternativas) y se atribuyen valores numéricos a las preferencias señaladas por las personas, entregando una síntesis de las mismas mediante la agregación de esos juicios parciales. El fundamento del proceso de Saaty descansa en el hecho que permite dar valores numéricos a los juicios dados por las personas, logrando medir cómo contribuye cada elemento de la jerarquía al nivel inmediatamente superior del cual se desprende. Para estas comparaciones se utilizan escalas de razón en términos de preferencia, importancia o probabilidad, sobre la base de una escala numérica propuesta por el mismo Saaty, que va desde 1 hasta 9. Una vez obtenido el resultado final, el AHP permite llevar a cabo un análisis de sensibilidad. [5] 22

23 Método de decisión y evaluación a utilizar. El método a utilizar es la matriz de evaluación que contiene características de algunos de los métodos mencionados con anterioridad pero, logra un mejor acercamiento al método de relación de operaciones debido a la comparación que realiza de dos a dos alternativas, es decir, criterio por criterio. La matriz de evaluación o método de Pugh, es un método bastante simple para la comparación de conceptos que no han sido suficiente detallados que utilizan las necesidades y requisitos del proyecto. Este método parte con una evaluación de la viabilidad de los conceptos y la disponibilidad de tecnología necesaria, la esencia del método es mostrada en la figura 2.1 Ideas para comparación Criterio de comparación P e s o s Score general Total Figura 2.1: Matriz de evaluación. La comparación de los score obtenidos para los conceptos servirá para indicar las mejores alternativas y obtener buena información para la toma de decisiones. Se trata de un método interactivo de evaluación, que mide la complejidad y el entendimiento de las necesidades, identificando rápidamente los conceptos más fuertes, y auxilia la creación de nuevos conceptos. Para la creación de una matriz de evaluación es necesario seguir los siguientes pasos: Pasó 1: elección de los criterios para comparación Es necesario conocer las bases sobre las cuales los conceptos son comparados unos con otros, proporcionando el desenvolvimiento de un conjunto de necesidades, las cuales fueron usadas para generar un conjunto de requisito del proyecto, siendo estos por su vez, asociados con 23

24 valores, metas, o con el objetivo de asegurar que el producto atienda las necesidades del problema. Pasó 2: Selección de los ítems a ser comparados Los ítems a ser comparados son las diferentes ideas a ser desarrolladas durante la etapa de generación de soluciones. Aquí es importante que todos los conceptos a ser comparados tengan el mismo nivel de abstracción y estén expresados en un mismo lenguaje. Pasó 3: Generación del score En esta fase, todo proyectista tiene una concepción favorita, una que el proyectista entiende que es la mejor de las concepciones y que deberá ser desenvuelta. Esta concepción será usada como referencia y todas las otras concepciones deberían ser comparadas con esta última, en relación a las necesidades. Para cada comparación con relación a las necesidades, el concepto es evaluado y enjuiciado como: mejor que, mismo que o peor que la referencia. Para una dada necesidad si el concepto es enjuiciado mejor que, recibe un escore +, para mismo que, recibe un escore M, y si el concepto no atiende la necesidad dada en comparación a la referencia, recibe un score - Pasó 4: Calculo del score total Para que un concepto sea comparado con la referencia en cada criterio, cuatro score pueden ser obtenidos; el escore +, el score -, el total global y el peso total. El total global es la diferencia entre el número de score +, y el número de score -. El peso total es la suma de cada escore multiplicando por el peso de importancia de cada necesidad. La letra M cuenta como un 0, un + como un +1 y un - como un -1. Los scores no deben ser tratados como medidas absolutas del valor de los conceptos, sino como una orientación. Los escores obtenidos pueden ser tratados de la siguiente forma: 1. Si un concepto o un grupo de esto tiene un buen total global o un gran número de escore +, es importante identificar cuáles de los aspectos de este concepto son mejores que los de la referencia. De la misma manera, los scores -, mostraran cuales de las necesidades son especialmente más difíciles de ser atendidas. 2. Si varios conceptos obtienen el mismo score para un dado criterio, se debe examinar cuidadosamente este criterio. Puede ser que sea necesario un desarrollo mayor en el área de conocimiento de este criterio para que sean generados conceptos mejores. También puede ser el caso de un criterio ambiguo, o sea puede ser interpretado de diferentes maneras. Si el criterio tiene un bajo peso de importancia no se debe esforzar tanto en 24

25 clarificarlo. En cambio, si él es importante, deben ser entregado esfuerzo y recurso para generar nuevos conceptos para clarificar el criterio. 3. Para conocer más el problema, se realizan comparaciones utilizando el concepto con más alto escore, como una nueva referencia. Esta interacción debe ser hecha hasta que surja claramente el mejor concepto. [6] 25

26 2.2 METODOLOGÍA DEL MODELO DEMATEL Este modelo consiste en jerarquizar las estrategias, de tal forma que el esfuerzo que implica a la organización, sea bien dirigido con una selección final acertada entre todas las alternativas posibles, además es una metodología para hacer frente a problemas complejos, estructurándolos a través de representaciones gráficas. Por lo tanto se analiza las influencias causales que puede ayudar en problemas complejos, sistemas o conceptos confirmando la interdependencia entre las variables y de ayuda en el desarrollo de un gráfico para reflejar las interrelaciones entre ellas. Para desarrollar este modelo se deben aplicar seis pasos Pasó 1: Generar una matriz de relaciones Generar una matriz de relaciones directa, se desea evaluar la relación que existe entre las estrategias y sus criterios basado en una escala de comparación diseñada en cuatro niveles: sin influencia (0), la influencia es baja (1), la influencia es mediana (2), la influencia es alta (3), la influencia es muy alta (4). Al equipo de expertos se le pide hacer comparaciones por pares de términos de influencia y la dirección entre los criterios. Dando como resultado a estas evaluaciones forman una matriz, llamada matriz de relaciones directa A, en donde se denota como el grado en que las estrategias i afecta a la estrategia j Pasó 2: Normalización de la matriz de relaciones directa. Normalización de la matriz de relaciones directa. Debemos obtener la matriz normalizada de relaciones directas M. Se obtienen a través de la formulas. M = k A 1 1 k = min, n n max a j ij max 1 i n 1 1 j n i = = 1 a ij i, j { 1,2,3,..., n} 26

27 2.2.3 Pasó 3: Obtención de la Matriz de relaciones totales S Obtención de la matriz de relaciones total S. Una vez que se ha obtenido la matriz de relaciones directa M normalizada, la matriz S de relación total, se obtiene a través de la formula donde I es la matriz de identidad. 2 3 S = M + M + M + L S = M( I M) 1 = i= 1 i M Pasó 4: Obtener grupo despachador y el grupo receptor Determinar el grupo despachador y el grupo receptor. Se debe utilizar los valores de D-R y D+R, donde R es la suma de las columnas y D es la suma de las filas en la matriz S, por medio de las formulas. El análisis que se aplica a los valores positivos de D-R, tienen una mayor influencia sobre los otros y se asume una prioridad más alta y se llama causas. Los valores restantes negativos que tiene D-R se asumen que tienen una prioridad más baja y se llaman receptor. Por otro lado, el valor de D+R indica el grado de relación entre cada estrategias con otras, por lo tanto los valores mayores tiene mayor grado de relación con otras y las que tienen valores menores tienen menor relación con las demás. S = D = R = [ s ] i, j { 1,2,3, K n} ij, nxn n s ij j= 1 n s ij i= 1 27

28 2.2.5 Pasó 5: Valor del umbral Establecer el valor del umbral y obtener el diagrama de impacto. El diagrama de impacto, también se llama diagrama causal, se obtiene mediante el mapeo del conjunto de datos (D+R), (D- R), donde el eje horizontal es (D+R) y el eje vertical es (D-R), provee de información valiosa para la toma de decisiones. Para obtener un diagrama adecuado, se debe establecer un valor de espacio umbral para el nivel de influencia. La influencia de la matriz S es superior al valor del umbral, se puede elegir y traspasar el diagrama del impacto. Se puede dar dos opciones. Si el valor del umbral es demasiado bajo, el mapa será demasiado complejo, para la toma de decisiones. Si el valor es del umbral es demasiado alto, los aspectos se presentan como aspectos independientes sin mostrar las relaciones con los otros. Este valor puede ser referido al promedio de los valores contenidos en la matriz S Pasó 6: Matriz de relaciones- influencia MRI Obtención del mapa de relaciones- influencia MRI. Para la visualización de las relaciones complejas causales entre las estrategias se utiliza el modelo estructural visible. El MRI utiliza los valores D+R y D-R, para poder mostrarlos, representados en el eje x y el eje. Usando este mapa la administración puede visualizar la diferencia entre las estrategias despachadas y las estrategias receptoras, además se puede utilizar la influencia de la matriz N para evaluar la intensidad del efecto de una estrategia sobre otra. Por medio de la formula. N = s ij s ji Con esto se puede visualizar la diferencia de las estrategias causales y las estrategias afectadas. Que permiten al administrador tomar una decisión sobre las estrategias con mayor prioridad, mediante el MRI. [7, 8] 28

29 CAPÍTULO 3 APLICACIÓN DEL MODELO MCDA Y EL MODELO DEMATEL EN LOS EQUIPOS 29

30 3.1. CONTEXTO DECISORIO PARA LOS RIESGOS EN LOS EQUIPOS. Según lo planteado en el capítulo anterior sobre la contextualización del problema, se debe identificar los siguientes actores. Decisor: Encargado de mantenimiento de la línea uno. Facilitador: Daniel Rodríguez T. Actores: Equipo de inserción y transmisión. El rotulo del estudio se define como: Identificación de las acciones de mantenimiento para el mejoramiento del plan actual de la empresa, con el objetivo de mejorar la gestión ESTUDIO REALIZADO MEDIANTE HAZOP PARA LA IDENTIFICACION DE LAS ÁREAS DE PREOCUPACÍON. En esta etapa se utilizaron los resultados obtenidos por el estudio HAZOP [9], este fue realizado por otra memoria con la finalidad que se complementen y obtener un mejor resultado. Se enfocó en dos equipos críticos que son: equipo de inserción y trasmisión, los que fueron escogidos en base a los criterios del decidor y a las necesidades de la empresa. Mediante esto se analizaron las fallas críticas en los equipos que fueron extraídos del historial de fallas y mediante un análisis de riesgos se categorizaron en niveles de criticidad en donde se le asignaron, color rojo como grave, color verde como serio y color amarillo como leve. Con la finalidad de diferenciarlos y seleccionar los que traen consigo un costo más alto para la empresa que son: graves y serios. 30

31 A continuación se mostrara las fallas con su categorización de criticidad en la figura 3.1, de los equipos seleccionados inserción y transmisión. Figura 3.1: categorización de las falla de los equipos. 31

32 Mediante estas fallas y por medio de entrevistas al encargado de mantenimiento, se obtuvieron los EPEs. Estas entrevistas se enfocaron en aspectos importantes que les gustaría mejorar la gestión del mantenimiento tratando de abarcar lo más factibles dentro de las varias posibilidades que posee la empresa. Se debe tomar en cuenta que el estudio se enfocará en encontrar soluciones para las fallas críticas y dar como solución estrategias para poder mejorar de la gestión del mantenimiento. A continuación se presentara conceptos en una lluvia de ideas obtenidas por el decidor en la figura 3.2. Figura 3.2: Lluvia de ideas obtenidas de la entrevista del jefe de mantenimiento. 32

33 A partir de los EPEs se elaboró acciones orientas a mejorar la gestión del mantenimiento que son presentados a continuación: 1. Tener equipos técnicos para el montaje y desmontaje de rodamientos. 2. Tener mejor calidad de recurso humano. 3. Poseer mejor calidad de la información en las tareas de mantenimiento y reparaciones. 4. Tener mayor supervisión de los trabajos. 5. Incentivó para los mantenedores que realizan una buena y eficiente ejecución del trabajo. 6. Implementar software para la recopilación de información sobre las tareas realizadas a diario. 7. Controlar la calidad de los trabajos de mantenimientos. 8. Mejorar los sistemas de extracción de polvo. 9. Tener inversión en nuevas tecnologías. 10. Implementar órdenes de trabajo para apoyar el mejoramiento de la calidad de la información. 11. Tener definido la criticidad de los equipos y sus impactos antes de la falla. 12. Tener disponibilidad del personal para capacitar. 13. Tener cooperación de ingeniería antes y después de los trabajos. 14. Tener nuevas contrataciones con grado técnico. 15. Tener mayor apoyo del equipo de producción. 16. Tener un control mensual de los gastos de mantención por máquina. 17. Tener planes de mantenimiento anuales completos. 33

34 El estudio se validará en el mejoramiento del plan de mantenimiento actual de la empresa, por medio del estudio de las fallas, donde se analizó las acciones que van en ayuda a mejorar de manera eficiente las tareas de mantenimiento. A partir del análisis de las fallas de la figura 3.1 se analizaron las acciones realizadas por la empresa como se muestra a continuación en la tabla 3.1: Tabla 3.1: Fallas críticas y sus acciones. Set de peine Fallas Críticas. Acciones que se hacen en la empresa. Inspección diaria de la inserción donde pueden llegar elementos metálicos. Mantener un nivel bajo de palito para evitar la aislación de los elementos metálicos. Vibrador de la inserción Inspección diaria del vibrador de la inserción. Aseo a la caja del motor una vez a la semana. Cadena de barra Inspección dos veces a la semana a la cadena de barra. Lubricación una vez a la semana la cadena de barra. Bajo nivel del palito Aseo diario a la inserción. Lubricación dos veces por turno. Regulación del set de peine. Guías de la inserción Lubricación dos veces por turno a las guías (KD 6782,6783) Inspección diaria. 34

35 De esta manera se puede tener una visión clara de lo que se está explicando, ordenando la información en un mapa jerárquico, dando un mejor entendimiento a las necesidades que tiene la empresa e identificar donde se enfocará el estudio, se dejará estipulado lo que se debe hacer para mejorar la gestión del mantenimiento, obtenido mediante la visión del decidor que se representa en la figura 3.2 que orienta a las necesidades que tiene la empresa en estos momentos. También dejar en claro que se validará el estudio solo a encontrar estrategias para mitigar las falencias en las fallas de los equipos, con el cual ayuda a mejorar la gestión del mantenimiento. A continuación se mostrará un mapa jerárquico de la información obtenida para mejorar la gestión del mantenimiento en la figura

36 Figura 3.3: Mapa jerárquico para el mejoramiento de la gestión del mantenimiento. 36

37 A continuación se mostrará en la figura 3.4 la recopilación de información obtenida por medio del decidor, de esta manera se ordena de forma clara y concisa, para obtener una visión global de las fallas por equipos y sus acciones correctivas, que fueron obtenidas por medio de reuniones y entrevistas al decidor. Además cabe destacar mediante el mapa jerárquico de estrategias, es un paso importante para la realización de los mapas medio y fin y sus respectivos clúster. 37

38 Figura 3.4: Mapa jerárquico de estrategias para el mejoramiento de la gestión del mantenimiento. 38

39 3.3 MAPAS MEDIO FIN Y CLUSTER PARA LOS RIEGOS EN LOS EQUIPOS. A partir de los conceptos definidos anteriormente fueron agrupados en áreas de preocupación, estas áreas son separadas por medio de las fallas críticas, ya que de esta manera se facilita el entendimiento del problema, con el objetivó de visualizar mejor las áreas y sus acciones que serán dependientes e independiente. Las acciones dependerán de su grado de relación entre ellas para elegir la variable dependiente y las independientes para luego definir las estrategas que estará representado por la variable dependiente. A continuación se presentarán los mapas medio fin de cada una de las fallas con su respectiva variable dependiente e independiente. Falla al Set de peine. Falla Vibrador de la inserción. Falla Cadena de barra. Falla Bajo nivel de palito. Falla Guías de la inserción. 39

40 A continuación se presenta el set de peine, variable dependiente y sus variables independientes que ayudara a mitigara la fallas, que generar el clúster del mapa medio y fin en la figura 3.5. Figura 3.5: Mapa medio y fin y definición de los clúster para el set de peine. 40

41 A continuación se presenta el vibrador de la inserción, acción dependiente y sus acciones independientes que ayudara a mitigara la falla, que generar el clúster del mapa medio y fin en la figura 3.6 Figura 3.6: Mapa medio y fin y definición del clúster para el vibrador de la inserción. 41

42 A continuación se presenta la cadena de barra, acción dependiente y sus acciones independientes que ayudara a mitigara la fallas, que generar el clúster del mapa medio y fin en la figura 3.7. Figura 3.7: Mapa medio y fin y definición de los clúster para la cadena de barra. 42

43 A continuación se presenta el bajo nivel del palito, acción dependiente y sus acciones independientes que ayudara a mitigara la falla, que generar el clúster del mapa medio y fin en la figura 3.8. Figura 3.8: Mapa medio y fin y definición de los clúster para el bajo nivel del palito. 43

44 A continuación se presenta las guías de la inserción, acción dependiente y sus acciones independientes que ayudara a mitigara la falla, que generar el clúster del mapa medio y fin en la figura 3.9. Figura 3.9: Mapa medio y fin y definición de los clúster para crear un plan predictivo. 44

45 3.4 DEFINICIÓN DE LAS ESTRATEGIAS PARA CADA FALLA CRÍTICA BASADO EN LOS MAPAS MEDIO Y FIN. Mediante la herramienta de mapas medio y fin se pudo visualizar mejor problema para cada falla, con el objetivo de elaborar estrategias, que vienen del conocimiento total de la realidad que se enfrenta. El mapa medio y fin, tiene la finalidad de generar estrategias que están representadas por los conceptos que se encuentran en la parte superior de las ramas las acciones dependientes, que son llevados a un concepto general. Estos conceptos representan la visión del decisor para cada falla. A continuación se presentara el listado de estrategias obtenida de los mapas medio y fin para cada falla: Set de peine. 1. Mejorar el sistema de control de flujo y de nivel de palito en la tolva. 2. Rediseñar el sistema de imantación de la FOD. Vibrador de la inserción. 1. Minimizar la acumulación del palito desechado. Cadena de barra. 1. Generar un plan de inspección para la regulación de la cadena. 2. Mejorar el sistema de extracción de polvo de la línea producción. Bajo nivel de palito. 1. Mantener un nivel de palitos adecuado en el llenado de la caja con un margen +/- 5%. Guías de la inserción. 1. Crear un plan predictivo para proceder al cambio de guías. 45

46 3.5 DEPURACIÓN DE ACCIONES PARA CADA CORRELACIÓN. Para trabajar con estrategias se requiere definir solo una acción para cada correlación (una solo variable independiente) puesto que es necesario seleccionar la más adecuada acción para cada correlación. La selección se realizó mediante la matriz de relaciones directa en la cual se aplicaron cinco criterios de selección, además se evaluó cada acción con un escore de rango reducido. Estos criterios fueron escogidos en base a los criterios del decidor ya que él cuenta con una visión más clara de las necesidades de la empresa. Criterios seleccionados CR1: Requerimiento de tiempo para la implementación. CR2: Disponibilidad de información para evaluar la aplicación. CR3: Disponibilidad de recursos humanos para concretar la implementación. CR4: Disponibilidad de recursos financieros para implementar acciones. CR5: Necesidad de nuevos conocimientos. CR6: Generación de conflictos con otras áreas. Escore: la valoración está definida por condiciones de: Disponibilidad. Recursos Conocimiento Requerimientos específicos La valoración que de otorgará será de +1 si es aplicable con factibilidad; 0, si es aplicable con condiciones especiales y -1, si no es aplicable. En el caso que dos de las variables independientes tuvieran una misma ponderación y fueran las mejores calificadas, la elección depende directamente del decidor en base a la aplicabilidad y capacidad de emprender las acciones que esta selección conlleva. 46

47 3.5.1 Estrategias para cada falla critica Estas variables fueron evaluadas en base de los criterios del decidor, ya que es la persona que tiene mayor conocimiento, en las acciones que se pueden implementar por la empresa. Las variables (acciones) seleccionadas se indicaran con un color rojo para diferenciarlas del resto y además con un mayor score. A continuación se presentaran las matrices de evaluación para las acciones o variables independientes que se obtuvieron mediante los mapas medio y fin, como se observa en la tabla 3.2. Estrategia de mantenimiento para evitar fallas en el set de peines. 1.1 Mejorar el sistema de control de flujo y de nivel de palito en la tolva. Tabla 3.2: Matriz de evaluación variables 1.1 VARIABLES CR1 CR2 CR3 CR4 CR5 CR6 TOTAL Realizar el mismo sistema visual que existe en palito en la sección de producción. Inspección diaria de la inserción donde pueden llegar elementos metálicos. Elaborar un sistema de control de flujo de palito a la entrada de la tolva. Capacitar al personal para controlar eficientemente el sistema