LOS BENEFICIOS ECONOMICOS QUE SE PUEDEN OBTENER MEDIANTE EL ANALISIS DE CONFIABILIDAD

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1 PRESENTACION DE: LOS BENEFICIOS ECONOMICOS QUE SE PUEDEN OBTENER MEDIANTE EL ANALISIS DE CONFIABILIDAD Por: Ing. Guillermo A. Sigüenza Glez., CMRP

2 NUESTRA MISION: LA DIFUSION DE LA CULTURA DE MANTENIMIENTO PROACTIVO Y DE CONFIABILIDAD EN MEXICO. 1 LOS BENEFICIOS ECONOMICOS QUE SE PUEDEN OBTENER CON EL ANALISIS DE CONFIABILIDAD? Por: Ing. Guillermo Sigüenza Glez., CMRP 2

3 OBJETIVO DE ESTA PRESENTACION El objetivo de esta breve presentación es dar a conocer a los directivos de plantas industriales las diferentes técnicas matemáticas disponibles para convertir los miles de datos obtenidos en monitoreo de las plantas por SPC, CBM y CMMS en información coherente y mediante análisis convertirla en conocimiento que les proporcione bases firmes para tomar mejores decisiones en la administración de sus activos para incrementar el ROI y ROA de sus plantas. ROI Rendimiento sobre la inversión ROA- Rendimiento sobre los activos 3 DATOS-INFORMACION-CONOCIMIENTO DATOS crudos de campo: Lecturas de SPC, CBM Lecturas de monitoreos OT s en CMMS (SAP, MP2, MAXIMO, etc,) *SPC- control estadístico de proceso *CBM Mantto. basado en la condición. *CMMS Sistema de administración de mantto. Computarizado. INFORMACION: Datos organizados en forma coherente En tablas, graficas, funciones, modelos Matemáticos, distribuciones estadísticas. CONOCIMIENTO: Información analizada con puntos de optimización definidos, para servir como guía en la toma de Mejores decisiones. 4

4 OBJETIVO PRINCIPAL DE LA FUNCION DE CONFIABILIDAD Proporcionar soluciones internas que permitan incrementar la capacidad productiva y el rendimiento financiero sobre los activos (ROA) de una planta sin efectuar nuevas inversiones en activos físicos adicionales. Las soluciones internas se refieren a efectuar acciones destinadas a incrementar; la disponibilidad, la calidad y el rendimiento de los activos actuales de la planta. 5 LA DISPONIBILIDAD DEL EQUIPO PARA PRODUCIR BUEN PRODUCTO ES EL FACTOR MAS IMPORTANTE PARA OBTENER INGRESOS E INCREMENTAR EL ROA: TIEMPO TP TP DISPONIBILIDAD= = = TIEMPO TPPP TP +TM TPPP : Tiempo Programado para Producir TM : Tiempo muerto. (DOWNTIME) TP : Tiempo produciendo.(uptime) TPPP - TM = TP 1. CUALQUIER EVENTO QUE CAUSE TIEMPO MUERTO CAUSA PERDIDA DE INGRESOS. 2. LAS FALLAS FUNCIONALES DE LOS EQUIPOS CAUSAN TIEMPOS MUERTOS Y POR LO TANTO PERDIDA DE INGRESOS. 3. EL OBJETIVO DE LA FUNCION DE CONFIABILIDAD ES EL ELIMINAR TIEMPOS MUERTOS E INCREMENTAR EL ROA. 6

5 COMO LOGRA LA FUNCION DE CONFIABILIDAD ESTOS INCREMENTOS? Proporcionando una ventana hacia el futuro que permite visualizar probabilísticamente los eventos técnicos futuros que pondrán en riesgo la; disponibilidad, la calidad y el rendimiento de nuestra planta. Esta visión del futuro nos habilita para modificar ese futuro a nuestro beneficio tomando las acciones proactivas que se ameriten. La herramienta principal para lograr esta visualización es el Análisis de Confiabilidad y Mantenibilidad que mediante modelos estadísticos convierte los datos del pasado de nuestros activos en pronósticos de comportamiento futuro. 7 EN LA ACTUALIDAD SE CUENTAN CON MODELOS PROBABILISTICOS QUE PROPORCIONAN LA SIGUIENTE INFORMACION: 1. El número y tipo de fallas esperado en un periodo de tiempo futuro (mes, año, etc.) por sistema, subsistema o equipo. 2. La confiabilidad (probabilidad) de que un sistema, subsistema o equipo corra por un periodo de tiempo (mes, año, etc.) sin fallar. 3. La cantidad de refacciones que debemos tener en almacén para lograr una confiabilidad requerida. 4. Tendencias que dicen si la condición de nuestros equipos es constante o se está deteriorando y a que tasa. 5. Sí nuestro mantenimiento esta igual, empeorando o mejorando por; sistema, subsistema o equipo. 6. Las probabilidades de completar un lote de producción en cierto plazo determinado (misión productiva) con los equipos en el estado operacional y en el contexto ambiental de ese momento, para así poder hacer compromisos seguros de entregas y calidad con clientes. 7. Cuando conviene reparar un componente o cambiarlo por uno nuevo. 8. Diseños o modificaciones a equipos o maquinas existentes que sean efectivas, económicas y que realmente incrementen la disponibilidad y rendimiento de los equipos. 9. Cuales son las partes y componentes más confiables y económicos (no más baratos) de entre las muchas marcas y modelos del mercado. 10. Cuales son las estrategias y acciones más efectivas y económicas para mantener disponibles para producir en cualquier momento a: la maquinaria, los equipos y sistemas productivos de una planta y para que continúen operando durante el tiempo requerido para satisfacer la demanda de producción 11. Cuales son los eslabones más débiles (menos confiables) en un sistema de producción y elaborar un plan de acción para mejorarlos. 12. Cuales son los mecanismos y patrones de fallas de componentes y equipos y así determinar las acciones más efectivas para corregirlos. 13. Las frecuencias óptimas de acciones de mantenimiento preventivo y predictivo para de esta forma mejorar el rendimiento del presupuesto de mantenimiento. 14. Cuales son los métricos de confiabilidad y mantenibilidad que impulsan el ROI y ROA de la planta y que por lo tanto se deben implementar. 15. Que métricos de confiabilidad y mantenibilidad incorporar como parte de las especificaciones de compra de; equipos, líneas o sistemas nuevos para que los proveedores del equipo los consideren en sus diseños y garanticen equipos más confiables y mantenibles. 8 Puede omitir esta lectura y continuar

6 PREGUNTA BASICA: La condición de nuestros sistemas y equipos se mantiene constante, esta mejorando o se está deteriorando? Cual es la condición de nuestro sistema? Método Crow/AMSSA ESTADISTICA & LAPLACE MIL-HDBK empeorando 6 FALLAS ACUMULADAS indiferente SISTEMA A SISTEMA B SISTEMA C 2 mejorando TTSFi 10

7 SEGUNDA PREGUNTA BASICA: Cual es el número y tipo de fallas esperado en un periodo de tiempo futuro (mes, año, etc.) por sistema, subsistema o equipo Fallas pronosticadas de un generador de turbina. Modos de falla mas importantes. Por mes. Totales Turbina Baleros Control Externas 12

8 Fallas pronosticadas de un generador de turbina. Modos de falla mas importantes. Acumuladas. Totales Control Baleros Externas Aspas 13 GRAFICA DE FALLAS ESPERADAS DE UN SISTEMA A 60 MESES. DESARROLLADA CON WinSMITH WEIBULL software 16

9 SIGUIENTES PREGUNTAS : Cuales son los tiempos óptimos económicos para dar mantenimiento preventivo a mi equipo? 17 Determinación del tiempo optimo económico de reposición o reparación de componentes en sistemas con incremento de costo operacional debido a mayor tiempo de operación. Ej. Tubos de intercambiadores calor. Costo por unidad de tiempo COSTO TOTAL COSTO DE OPERACION COSTO DE REEMPLAZO tr Optimo Intervalo entre reemplazos, tr 18

10 Determinación del tiempo optimo económico de reemplazo (o reparación) preventivo de componentes o equipos sujetos a fallas súbitas Determinación del tiempo optimo de reemplazo (o reparación) de componentes de un equipo para maximizar la disponibilidad (minimizar el tiempo muerto). Tiempo optimo de reemplazo: Para minimizar el tiempo muerto. tp tiempos de reemplazo o reparación preventivos en meses D(tp) Tiempo muerto por unidad de tiempo operacional 20

11 Determinación del tiempo óptimo económico de mantenimientos preventivos mayores de equipos o sistemas. $ por semana Tiempo económico de mantto. preventivo Semanas 21 Determinación del tiempo óptimo de mantenimientos preventivos mayores de equipos o sistemas para maximizar la disponibilidad (minimizar tiempo muerto). 22

12 Determinación del tiempo óptimo económico de reemplazo de lotes de partes para minimizar costos de reemplazo. Ej. Cambio de lámparas en postes de calle. $/semana AHORRRO semana Tp en semanas 23 Determinación de frecuencia optima de inspecciones en equipos para maximizar la utilidad productiva. FRECUENCIA DE INSPECCION OPTIMA COSTO / UNIDAD DE TIEMPO UTILIDAD/UNIDAD DE TIEMPO VALOR DE PRODUCCION PERDIDA DEBIDO A INSPECCIONES COSTO DE INSPECCIONES VALOR DE PRODUCCION PERDIDA DEBIDO A REPARACIONES COSTO DE REPARACION FRECUENCIA DE INSPECCION η 24

13 Determinación de frecuencia optima de inspecciones en equipos para maximizar la disponibilidad (minimizar el tiempo Muerto Total). TIEMPO MUERTO TOTAL VS FRECUENCIA DE INSPECCION TIEMPO MUERTO TOTAL (D) FRECUENCIA DE INSPECCION OPTIMA FRECUENCIA DE INSPECCION η TIEMPO MUERTO TOTAL D(t) TIEMPO MUERTO DEBIDO A INSPECCIONES Y MANTENIMIENTOS MENORES TIEMPO MUERTO DEBIDO A FALLAS DEL SISTEMA 25 Cuando conviene cambiar mi equipo por uno nuevo? COSTO ANUAL DESCONTADO, C(n) VIDA ECONOMICA EDAD OPERACIONAL, años 26

14 CUAL ES LA CONFIABILIDAD DE MIS SISTEMAS Y EQUIPOS? Confiabilidad es la probabilidad de operar sin fallar de; un sistema, un equipo o un componente por un periodo de tiempo definido Con la distribución del sistema, equipo o componente podemos obtener la confiabilidad en cualquier momento en tiempo: R(t) CONFIABILIDAD R(t) Tiempo (Semanas) 28

15 O lo que es lo mismo podemos conocer la probabilidad de falla F(t) en cualquier momento: F(t) F(t) PROBABILIDAD DE FALLA Tiempo (Semanas) 29 ANALISIS WEIBULL. Proporciona la probabilidad de falla de un componente o equipo en cierto tiempo de operación.también nos indica el patrón de falla. 50% probabilidad De 2000 hrs. Vida B10 a las 233 hrs.. β<1 Mortalidad infantil 30

16 CUAL ES EL COMPORTAMIENTO DE LAS FALLA EN MI EQUIPO? 31 LA FALLA SE PRESENTA EN UN PERIODO DE TIEMPO CORTO DESPUES DE UNA REPARACIÓN MAYOR? Lambda. Tasa de fallas Probabilidad De falla mayor En periodo inicial Tasa de fallas tiempo 1. Falla inducida por un servicio o reparación deficiente. 2. Mala calidad de la refacción instalada. 3. Las intervenciones preventivas inducen fallas al inicio del arranque. 4. Tiempo de pruebas muy corto. 32

17 LA FALLA DEPENDE DE LA EDAD OPERACIONAL? Lambda. Tasa de fallas Probabilidad De falla mayor conforme pasa El tiempo Tasa de fallas tiempo 1. Se sufre de envejecimiento operacional. 2. A mayor tiempo de operación mayor la probabilidad de falla. 3. Desgaste normal, abrasión, corrosión 33 LA FALLAS SON ALEATORIAS? INDEPENDIENTES DE LA EDAD OPERACIONAL? Lambda. Tasa de fallas 0.03 Probabilidad De falla constante A través del tiempo Tasa de fallas tiempo 1. El mantenimiento preventivo periódico no funciona, la probabilidad de falla es la misma a cualquier edad. 2. Distribución exponencial. λ constante. Fallas fortuitas, aleatorias. 3. Fallas por causas externas: Lluvias, altas temps., sobrecargas, etc. 4. Fallas por error humano. 34

18 ES NECESARIO CONOCER EL PATRON DE CADA FALLA DE NUESTROS EQUIPOS: RESULTADOS DEL ESTUDIO DE UNITED AIRLINES Existen 6 patrones de falla: 11% relacionados con la edad. 89% Aleatorio (random). A 4% D 7% Curva de tina (Bathtub) Relacionadas con la condición B 2% E 14% C Relacionadas con la Edad (Age Related) 5% Relacionadas con la fatiga. F Fallas Aleatorias (Random Failure). 68% Mortalidad Infantil (Infant Mortality) La mayoría (89%) de las fallas son aleatorias y no dependen de la edad calendario o edad operacional SEGURIDAD DE PLANTA POR CUANTO TIEMPO PUEDO CONSIDERAR QUE UN EQUIPO O DISPOSITIVO CUMPLE CON EL NIVEL DE SEGURIDAD MINIMO REQUERIDO? 36

19 Se pide un nivel de seguridad mínimo del 99.0% para un dispositivo de detección de bajo flujo de agua de enfriamiento a un horno. Por cuanto tiempo operando se podrá considerar seguro este dispositivo si tiene un patrón de falla exponencial con λ constante= fallas por hora? 37 Determinación de frecuencia optima de inspección en equipos para maximizar la disponibilidad de sistemas, equipos y componentes de seguridad o emergencia %Disponibilidad Máxima disponibilidad Intervalo optimo Intervalo de inspección (meses) 38

20 Cual es la cantidad de refacciones criticas que se deben tener en almacén para lograr cierta confiabilidad? 39 Confiabilidad de una máquina de soldar con un motor con λ=0.05 fallas/mes considerando que se tendrán 2 motores de repuestos en almacén. Se utiliza la funcion de probabilidad acumulativa de Poisson. CONFIABILIDAD CON 2 REPUESTOS Confiabilidad A 20 meses se tiene una probabilidad Del 92% que 2 repuestos sean suficientes TIEMPO (meses) 2 repuestos 40

21 ANALISIS DE MANTENIBILIDAD Cual es el nivel de técnicos que conviene tener para realizar las tareas de mantenimiento en nuestra planta? 41 Hacer la reparación con especialistas reduce el TTR y el tiempo muerto Ayudante MECANICO 1ra. AYUDANTE 42

22 METRICOS DE CONFIABILIDAD QUE SE DEBEN INCORPORAR AL BALANCED SCORECARD MTBF Tiempo medio entre fallas. MTTF Tiempo medio a la falla. MTTRt Tiempo medio para restaurar MTTRr Tiempo medio para reparar % Disponibilidad. R(t) Confiabilidad mínima. U Estadística Laplace para sistemas. F(t) Riesgo de ocurrencia. % de seguridad CONCLUSION: Estos son algunos ejemplos de conocimiento del comportamiento de nuestros sistemas de producción que podemos obtener con las técnicas de análisis de confiabilidad y que nos apoyaran para la toma de mejores decisiones. Industrial Tijuana tiene los recursos para entrenar a su personal de planta a utilizar estos métodos mediante el Diplomado en Confiabilidad Operacional o en su caso para efectuar los análisis de confiabilidad de sus equipos críticos. 44

23 INDUSTRIAL TIJUANA CUENTA CON LOS SIGUIENTES PROGRAMAS (SOFTWARE) PARA LOS ANALISIS DE CONFIABILIDAD WinSMITH Weibull & Visual Software v. 5.0AM-32 RAM 2005 (v 3.0) Reliability /Maintainability Analysis OREST PERCON IRCMS v 6.3 Integrated RCM system. EXCEL. Paquete estadístico DIPLOMADO EN CONFIABILIDAD OPERACIONAL Objetivo principal: presentar los métodos y técnicas sujetivas y matemáticas disponibles en la actualidad para lograr los objetivos primordiales de: - Cero tiempos muertos. - Cero defectos. - Cero accidentes. Objetivo secundario: Preparación para el examen de certificación de la SMRP (SOCIETY OF MAINTENANCE AND RELIABILITY PROFESSIONALS) Solicite información completa y una presentación personal en su planta. 46

24 MEDIOS PARA CONTACTARNOS: Correo e: tijuana.com Tels: Fax: Contacto: Ing. Guillermo Sigüenza Glez.,CMRP 47 Les agradecemos por el tiempo otorgado y esperamos tener el placer de trabajar con uds. en el diplomado o en los análisis de confiabilidad de sus equipos críticos. 48

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