Pamplona, noviembre de 2014 Ing. M.Sc. José Manuel Ramírez Quintero
Introducción El modelo integral CMD, siglas de (Confiabilidad, Mantenibilidad y Disponibilidad), es una herramienta útil para la predicción de fallas en un equipo. La confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad son prácticamente las únicas medidas técnicas y científicas fundamentadas en cálculos matemáticos, estadísticos y probabilísticos que tiene el mantenimiento para su análisis y su evaluación. 2
Confiabilidad: Definición de CMD Probabilidad que un sistema, equipo, componente o parte no falle o funcione correctamente en un determinado tiempo en unas condiciones dadas y con unos rendimientos definidos. Mantenibilidad: Probabilidad que un equipo sea restituido a las condiciones de funcionamiento en un tiempo establecido para su mantenimiento con los procedimientos y medios prescritos. 3
Definición de CMD Disponibilidad: Capacidad de un sistema, equipo, componente o parte, para desarrollar su función en un determinado momento, o durante un determinado período de tiempo, en condiciones y rendimiento definidos. En resumen, la confiabilidad se asocia a fallas, la mantenibilidad a reparaciones y la disponibilidad a la posibilidad de generar servicios o productos. 4
Confiabilidad, Mantenibilidad y Disponibilidad Los elementos mantenimiento, producción y máquinas se vinculan de la siguiente manera: la relación entre productores (producción) y máquinas la establecen los principios de confiabilidad; la relación entre los mantenedores (mantenimiento) y las máquinas se define con la mantenibilidad; la relación entre mantenedores y productores se da por una relación indirecta a través de los equipos y está gobernada por la disponibilidad.. 5
Confiabilidad, Mantenibilidad y Disponibilidad La confiabilidad se mide a partir del número y la duración de las fallas (tiempos útiles, reparaciones, tareas proactivas, etc.). La mantenibilidad se cuantifica a partir de la cantidad y de la duración de las reparaciones (o mantenimiento planeado). Mientras que la disponibilidad se mide (o se obtiene por cálculo y deducción matemática) a partir de la confiabilidad y de la mantenibilidad. 6
Concepto de falla Duffuaa y otros (2009), establecen que una falla es la terminación de la capacidad del equipo para realizar la función requerida. La norma COVENIN 3049-93 puntualiza la falla como un evento no previsible, inherente a los sistemas productivos que impide que estos cumplan función bajo condiciones establecidas o que no la cumplan, y la clasifica según su alcance, su velocidad de aparición, por su impacto y por su dependencia. 7
Concepto de falla En síntesis, una falla es el suceso indeseable en cualquier organización, dado que este hecho puede representar el origen de una serie de acontecimientos ineludibles, que repercuten en la continuidad del proceso productivo, en forma total o parcial, involucrando de alguna manera la seguridad del sector. 8
Estados de una máquina Fuente: Mora A. 2009 9
Métodos de Predicción CMD Métodos de cálculo puntual (o promedios): Se basa en el establecimiento de promedios de cada uno de los parámetros de fallas, reparaciones, tiempos útiles y demás variables a calcular, su utilización es muy simple y adecuada para empresas que en su vida no han practicado con este tipo de previsiones de parámetros CMD. 10
Métodos de Predicción CMD Métodos de distribuciones: Utiliza los mismos conceptos de disponibilidad, mantenibilidad y confiabilidad del modelo puntual anterior, pero en vez de utilizar promedio de los valores de tiempos útiles, de fallas, de mantenimientos planeados, o de demoras, utiliza diferentes distribuciones que modelan mucho mejor que un simple el comportamiento de las variables CMD en el tiempo. 11
DISPONIBILIDAD 12
Disponibilidad Como disponibilidad es la probabilidad de que un equipo funcione satisfactoriamente en el momento en que sea requerido después del comienzo de su operación, el tiempo total considerado incluye: Tiempo Inactivo Tiempo de Operación Tiempo de Reparación Tiempo de mantto Preventivo Tiempo Administrativo Tiempo Logístico 13
Relación de Disponibilidad Si se hace la analogía con los términos CMD, se obtiene: Teniendo en cuenta los tiempos que actúan, la disponibilidad se puede aproximar a: á 14
Cálculo de Disponibilidad Para calcular la disponibilidad de un equipo, se emplea entonces la siguiente ecuación, que además, es un indicador de clase mundial: *100 Donde: TMEF: Tiempo Medio Entre Fallas TMPR: Tiempo Medio Para Reparar 15
TMEF (Tiempo Medio Entre Fallas) Donde: To: Tiempo Establecido para Operar Tnp: Tiempo de paradas No Programadas Cp: Cantidad de fallas detectadas durante el periodo establecido para operar Ejemplo Un equipo a lo largo de 120 horas sufrió 5 detenciones que tardaron en total 18 horas, determinar cuál fue el MTBF 20,4 horas/falla 16
TMPR (Tiempo Medio Para Reparar) Donde: Ttr: Tiempo total utilizado para reparar durante el período evaluado Cr: Cantidad de reparaciones realizadas Para el equipo del ejemplo anterior se tomaron los siguientes tiempos para las reparaciones Reparación Tiempo para Reparar en horas y minutos 1 2:30 2 2:50 3 1:10 4 6:30 5 5:00 Tiempo Total 18:00 17
TMPR y Disponibilidad TMPR = 18/5 TMPR = 3,6 horas (3 horas, 36 min) / falla Tomando los valores hallados, se procede a calcular la disponibilidad,,, 85% 18
CONFIABILIDAD 19
Confiabilidad La confiabilidad de un sistema o un equipo, es la probabilidad que dicha entidad pueda operar durante un determinado periodo de tiempo sin pérdida de su función. El objetivo del Análisis de confiabilidad de los activos físicos es cambiar las actividades reactivas y correctivas, no programadas y altamente costosas, por acciones preventivas planeadas que dependan de análisis objetivos, situación actual e historial de equipos y permitan un adecuado control de costos. 20
Confiabilidad Operacional Se define como una serie de procesos de mejora continua, que incorporan en forma sistemática, avanzadas herramientas de diagnóstico, metodologías de análisis y nuevas tecnologías, para optimizar la gestión, planeación, ejecución y control de la producción industrial. La Confiabilidad Operacional lleva implícita la capacidad de una instalación (procesos, tecnología, gente), para cumplir su función o el propósito que se espera de ella, dentro de sus límites de diseño y bajo un específico contexto operacional. 21
Confiabilidad Operacional 22
Confiabilidad en Mantenimiento La confiabilidad en mantenimiento se estudia como la probabilidad que un equipo sobreviva sin fallas un determinado período de tiempo bajo determinadas condiciones de operación. Busca que todas las actividades de producción-mantenimiento y en general todas las tareas se efectúen bien desde la primera vez. 23
Confiabilidad - Fallas La medida de confiabilidad de un equipo es la frecuencia con la cual ocurren las fallas en el tiempo. Si no hay fallas el equipo es 100% confiable; si la frecuencia de falla es muy baja, la confiabilidad es aceptable, pero si es muy alta, el equipo es poco confiable. La confiabilidad esta estrechamente relacionada con la calidad de un producto y es con frecuencia considerada un componente de ella. Una baja calidad del producto implica disminución de su confiabilidad. 24