Capítulo III: Análisis de fallas

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Ana Isabel Rojas Soto
hace 7 años
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1 Capítulo III: Análisis de fallas ME57A - Mantención de Maquinaria Canek Jackson De Castro cjackson@ing.uchile.cl Otoño 2010

2 En este capítulo Arboles Análisis FMECA Principio de Pareto Diagramas Jack-Knife les défaillances sont a la maintenance ce que les maladies sont a la medicine: leur raison d exister. H. Kaffel

3 Arboles Arbol de falla Arbol de eventos Arbol de mantenimiento

4 Arbol de falla Es un método de enfoque deductivo en el cual un evento no deseado es analizado al combinar una serie de eventos previos que lo causan. Es principalmente usado en safety engineering para determinar la probabilidad de ocurrencia de algún evento riesgoso (top event). Keywords Redundancia Fallas dependientes

5 Arbol de eventos Es un método de enfoque inductivo en el cual a partir de un evento no deseado se analizan las posibles ramificaciones que resultan. Es principalmente usado en safety engineering para evaluar el impacto de algún evento riesgoso (initiating event).

6 Estudio de caso: separador de gas

7 Arbol de falla: separador de gas AND OR

8 Arbol de eventos: separador de gas

9 Arbol de mantenimiento Ejemplo 1 Chancador Sandvik (Fuente: Informe) Ejemplo 2 Motor Suzuki (Fuente: Manual) Keywords Checklist (lista de chequeo) Troubleshooting (diagnóstico)

10 Análisis FMECA Failure Modes, Effects, and Criticality Analysis

11 Etapa 1: Establecer los alcances Identificar las fronteras del sistema Determinar funciones del sistema Definir la profundidad del análisis

12 Etapa 2: Recopilar información Especificaciones Memorias de cálculo Planos y resultados CAE Resultados experimentales

13 Etapa 3: Preparar el listado Funciones Condiciones ambientales Condiciones operacionales Diagrama funcional de bloques Diagrama Funcional de Bloques Chancador Sandvik

14 Etapa 4: Llenado de la ficha Modos de falla y de operación Causas y efectos (locales/globales) Medios de detección y salvaguardias Frecuencia de falla Categorías de severidad Matriz de riesgo para distintos modos de falla

15 Matriz de riesgos Frecuencia de falla Improbable Una vez cada 1000 años Remota Una vez cada 100 años Ocasional Una vez cada 10 años Probable Una vez al año Frecuente Una vez al mes Categorías de severidad Menor La performance no se degrada Mayor Se degrada pero bajo un control Crítica Se degrada y afecta la seguridad Catastrófica Resulta en muertes o accidentes

16 Estudio de caso: chancador Ejemplo eje principal IV IV IV IV Reproducir para cada subsistema

17 Otras técnicas cualitativas Diagramas causa-efecto o fishbones (Ishikawa) (5M) PHA: Preliminary Hazard Analysis HAZOP: Hazard and Operability Analysis

18 Principio de Pareto Observación empírica Regla del y análisis ABC Los pocos de mucho y los muchos de poco Vilfrido Pareto

19 Análisis ABC Zona A Fallas de mayor criticidad 20% de las modos de falla = 80% de los costos Zona B Fallas de criticidad media 30% de los modos de falla = 15% de los costos Zona C Fallas de poca criticidad 50% de los modos de falla = 5% de los costos

20 Estudio de caso: equipos mineros Código Descripción Cantidad (fallas/ut) Duración (ut) 1 Electrical inspections ,5 2 Damaged feeder cable Change of substation Coupling repairs or checks Power cuts to substations ,8 6 Rope limit protection ,5 7 Auxiliary motors Main motors Lighting system Overload relay Motor over temperature Earth faults Miscellaneous Control system Air compressor Operator controls Over current faults Costo alm. (x10 4 USD)

21 Priorización por frecuencia de fallas Código Grupo A: 11, 1, 3, 9, 10, 5, 2, 4, 7, 8 (59% de los modos de falla) Grupo B: 6, 13, 15, 12, 14 (29% de los modos de falla) Grupo C: 17, 16 (12% de los modos de falla) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

22 Priorización por tiempo indisponible Código Grupo A: 1, 2, 11, 3, 10, 7, 12, 8, 5, 15 (59% de los modos de falla) Grupo B: 6, 9, 4, 17 (24% de los modos de falla) Grupo C: 14, 16, 13 (17% de los modos de falla) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

23 Priorización por capital de repuestos Código Grupo A: 2, 8, 10 (18% de los modos de falla) Grupo B: 7, 14, 3, 13, 16 (29% de los modos de falla) Grupo C: 4, 1, 12, 9, 17, 5, 6, 11, 15 (53% de los modos de falla) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

24 Deficiencias en Pareto Son incapaces de discernir entre eventos aislados con alto costo de falla, y fallas frecuentes de costo reducido. Los diagramas de Pareto pueden ser realizados sólo en términos de un único criterio: λ, D, MTTR, costos, etc. Es difícil hacer análisis de tendencia, dado que las posiciones relativas de los modos de falla cambian.

25 Diagramas Jack-Knife Criterios combinados Confiabilidad Mantenibilidad Fallas agudas MTTRi > MTTRavg MTTRavg = Σi Di / Σi λi Fallas crónicas λi > λavg λavg = Σi λi / N

26 Estudio de caso: equipos mineros Código Cantidad (fallas/ut) Duración (ut) Tiempo (%) Tiempo acum. (%) % 13% % 23% % 33% % 41% % 50% % 58% % 65% % 72% % 78% % 82% % 86% % 89% % 92% % 94% % 97% % 99% % 100% 13 Σ % MTTR (min)

27 Escala lineal de ejes Historial MTTR(avg) LAMBDA(avg) D = 80 % D = 50 % λ [fallas/ut]

28 Escala logarítmica de ejes Historial MTTR(avg) LAMBDA(avg) D = 80 % D = 50 % λ [fallas/ut] 5

29 Subsistemas más confiables Historial MTTR(avg) LAMBDA(avg) D = 80 % D = 50 % λ [fallas/ut] 5

30 Subsistemas más mantenibles Historial MTTR(avg) LAMBDA(avg) D = 80 % D = 50 % λ [fallas/ut] 5

31 Análisis de tendencias Historial MTTR(avg) LAMBDA(avg) D = 80 % D = 50 % λ [fallas/ut] 5

32 Otras técnicas cuantitativas Superficies de confianza Volúmenes de confianza? Orientación al negocio

33 Fin Preguntas? ME57A - Mantención de Maquinaria Canek Jackson De Castro cjackson@ing.uchile.cl Otoño 2010

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