la evaluación de tareas en un proceso de mantenimiento centrado

SLF
LA EVALUACIÓN DE TAREAS EN UN PROCESO DE MANTENIMIENTO
CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD
LUIS FELIPE SEXTO (M.Sc. Ing.)
Management Consultant
[email protected] / http://luisfelipesexto.blogia.com
RESUMEN
El presente trabajo trata el Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM) y los
criterios asociados. Considera que la aplicación de los principios del RCM facilita la
evaluación y aplicación del mantenimiento de manera racional y con valor agregado. En
el artículo se abordan particularmente los criterios básicos para la evaluación de tareas de
mantenimiento como parte de un proceso RCM. Propone, un diagrama de decisión y un
novedoso diagrama de evaluación de tareas. En el se aclara la diferencia conceptual entre
tarea de mantenimiento predictiva y la tarea de mantenimiento según condición. Las
propuestas han sido establecidas de conformidad con las normas internacionales SAE JA
1011, SA JA 1012 y EN 13306.
PALABRAS CLAVES: RCM, tarea predictiva, tarea según condición, diagrama de decisión, digrama de
evaluación.
INTRODUCCIÓN
El Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM según su sigla en inglés) es una tecnología
orientada a la determinación de los requerimientos de mantenimiento de los activos físicos. Aunque su
basamento, en esencia, ya estaba planteado en los años 60, no es hasta la década de los 90 que las ideas
generales maduraron para la inserción en las industrias convencionales, y han sido ajustadas y extendidas
con mayor fuerza por América latina. Aunque, sería totalmente inexacto afirmar que goza de una
generalización privilegiada en el grueso de las empresas de los países de mayor desarrollo.
El problema de las tecnologías de mantenimiento es que no es posible aplicarlas paralelamente a la
concepción y cultura que tiene la empresa. Si desde el mantenimiento se exige la interacción con otras
áreas de la organización y, a su vez, la empresa trabaja según una cultura mecanicista, entonces no será
posible avanzar, debido a la manifiesta incompatibilidad en la forma de entender los procesos de la
organización.
EL RCM trabaja el mantenimiento a nivel de modos de fallos y consecuencias. Este enfoque detallista
puede resultar muy útil cuando esta bien orientado; también inútil si divaga y no aprende a discernir lo
relevante de lo irrelevante. Tan dañino sería identificar y tratar de establecer tareas para cientos, o miles,
de modos de fallos cuyas consecuencias o probabilidad de ocurrencia sea baja o remota; como sólo dar
crédito a unos pocos, por subestimar al resto, y no poder evitar las consecuencias de fallos de tipo crítico
o catastrófico ―o, quizás, de tipo marginal con alta frecuencia e incontables pérdidas.
No existe impedimento alguno, relacionado con la tecnología misma del RCM, para fusionarse con
otras tecnologías aplicadas al manejo del mantenimiento en la empresa. De hecho, haciendo un análisis de
puntos comunes, prácticamente todas las tecnologías de mantenimiento se orientan a poder lograr la
planificación, ejecución, control y mejora de las funciones que realizan los activos y las personas
relacionadas.
EL PROCESO RCM
Por definición, el objetivo supremo de un proceso de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad es
mantener las funciones de los sistemas al nivel de rendimiento deseado, dado un determinado contexto
operacional. En este caso lo que se denomina contexto operacional constituye una fuente de variación de
las condiciones reales de operación que puede llegar a ser altamente variable e imprevisible para los que
diseñan y fabrican los sistemas, por tanto la mayor responsabilidad se deja a los que operan y mantienen
los activos en operación. El contexto operacional es una variable que puede superar con creces el uso
previsto y aún así el RCM tendría el sentido y la misión de garantizar el cumplimiento de las funciones
reestructurando el campo de operación de sus activos en una organización y condiciones dadas.
El RCM es una metodología que obtiene como resultado relevante las tareas de mantenimiento a nivel
de modo de fallo, que aseguran el cumplimiento de las funciones de los sistemas, obsérvese que
deliveradamente se afirma que se mantienen las funciones de los sistemas y no que se mantienen a los
sistemas per se.
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Los modos de fallos son aquellos eventos que se consideran las causas que desencadenan los fallos en
las funciones de los activos (fallos funcionales), sistema o proceso que se analice. Es decir, las diferentes
razones técnicas y humanas que pueden llevar a un estado de incumplimiento, ya sea total o parcial, de la
misión deseada. De ahí la relevancia de su identificación y análisis.
El proceso RCM exige describir los efectos de suceder cada uno de los modos de fallos. Posteriormente,
se analiza la importancia de cada modo de fallo. Con esto finaliza la parte inicial del proceso RCM que no
es más que un Análisis de Modos de Fallos y Efectos (FMEA). En este punto se busca la respuesta a las
cuatro primeras preguntas de un proceso RCM según lo plantea la norma SAE JA 1011. Estas
interrogantes son: 1-¿Cuáles son las funciones y los estándares asociados de desempeño del activo en su
contexto operacional actual? 2-¿En qué forma puede fallar el cumplimiento de sus funciones? 3-¿Cuál es
la causa de cada fallo funcional? 4-¿Qué sucede cuando ocurre cada fallo?
Luego se deberán responder tres preguntas adicionales cuyas respuestas deberán dejar aclarada las
consecuencias de cada modo de fallo y la evaluación y proposición de las tareas de mantenimiento, que
deben ser posibles de realizar y que debe valer la pena hacerlas (se hace referencia a los criterios de
factibilidad técnica y sostenibilidad de las tareas que se propongan, que determinarán si se trata o no de
una tarea apropiada).
En la figura 1 se resume la lógica básica del análisis RCM una vez que se ha seleccionado un sistema,
lo que supone un análisis sistémico, para identificar los elementos a analizar y un análisis de criticidad
previo, para jeraquizarlos, según su importancia. Ambos aspectos fuera del alcance de este trabajo.
Contexto Operacional
Activo objeto de
análisis
Función …n
Fallo Funcional
…z
Modo de Fallo 1
(MF 1)
Modo de Fallo 2
(MF 2)
Efecto del
MF 1
Efecto del
MF 2
Efecto del
MF ...n
Consecuencia del
MF 1
Consecuencia del
MF 2
Consecuencia del
MF …n
Tarea Apropiada para
el MF 1
Tarea Apropiada para
el MF 2
Modo de
Fallo …n
Idem a despliegue del
fallo funcional A.
Fallo
Funcional A
Idem a despliegue de la
función 1.
Función 1
Tarea Apropiada
para el MF …n
Figura 1. Esquema elemental de análisis de un proceso RCM para un sistema elegido.
LAS TAREAS DE MANTENIMIENTO
Dentro de la concepción general del RCM se consideran diferentes tipos de formas de enfrentar los
diversos modos de fallos. En lo fundamental a estas formas de enfrentamiento a las consecuencias de los
modos de fallos se dividen en tareas proactivas y alternativas. En la figura 2 se puede observar un
despliegue de ellas.
Dentro de las tareas proactivas se encuentran la predictiva, según la condición y preventiva. Esta última
considera a su vez dos variantes que son la sustitución ciclica y la restauración ciclica.
Como parte de las tareas alternativas se cuenta con el trabajo hasta el fallo, la modificación y la
búsqueda de fallos. Es importante destacar que la modificación puede ser física en el sistema o cambios
en los procedimientos de operación y/o mantenimiento. Por otro lado, la búsqueda de fallos es una tarea
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cuyo sentido se destina a los denominados fallos ocultos, presentes fundamentalmente en los dispositivos
que cumplen funciones de protección.
Las tareas principales y preferidas de un proceso RCM son las tareas predictivas y según la condición.
Y aunque en la norma SAE JA 1011 se consideran como sinónimo el autor considera su desacuerdo en
este punto con la norma al tratarse de definiciones con conceptos diferentes aunque con elementos
comunes, por ello sería más acertado acogerse a la definición dada por la norma europea sobre
terminología de mantenimiento.
Según la norma EN 13306: 2003, el mantenimiento según condición es aquel mantenimento
preventivo basado en el monitorado del desempeño de un sistema o de parametros significativos para su
funcionamiento y sobre el control de alertas consecuentemente determinadas. El mantenimiento
predictivo es considerado, en la misma norma, como mantenimiento según condición seguido de un
pronóstico derivado del análisis y de la sucesiva evaluación de parametros significativos relacionados con
el deterioro del sistema que se analiza. La practica más extendida es la de llegar a la primera fase del
mantenimiento Predictivo que es el mantenimiento según condición. Pocos en el mundo pueden
demostrar una afiliación a la práctica precisa del mantenimiento predictivo.
Tareas del RCM
Proactivas
Alternativas
Modificación
Predictivas
Búsqueda de fallos
Según la
Condición
Trabajo hasta el fallo
Con equipos
de medición
Programado
Con los
sentidos
No programado
Preventivas
Restauración
programada
Sustitución
programada
Clasificación de tareas para
evitar, atenuar o permitir las
consecuencias del fallo,
basado en la SAE JA 1011.
Figura 2. Clasificación de tareas generalmente aceptadas en un proceso RCM.
REFLEXIONES ACERCA DEL DIAGRAMA DE DECISIÓN RCM
Una vez realizado el análisis de modos de fallos y efectos (FMEA) conocido también como análisis y
llenado de la hoja de información, se procede a la evaluación de consecuencias de cada modo de fallo.
Para ello se puede emplear el diagrama de decisión que reflejará adecuadamente la respuesta a la pregunta
5 del proceso RCM ¿Qué importancia tiene cada fallo? En síntesis, el diagrama de decisión presenta las
siguientes características:
Se trata de una representación gráfica que considera los fallos clasificados en ocultos (H) y evidentes
(E), que indica convenientemente el tipo de tarea, o tareas, a desarrollar en función de las consecuencias
del fallo que se analiza.
Establece cuatro tipos de consecuencias y según el orden de importancia son: para la seguridad (S),
para el medio ambiente (E), operacionales (O) y no operacionales (N).
Según el tipo de consecuencia predominante para un modo de fallo analizado, ya sea oculto o evidente,
se intentará dar respuesta a una serie de interrogantes codificadas con la letra que identifica el tipo de
consecuencia (o fallo para el caso de fallos ocultos), más un número de orden consecutivo. Por ejemplo
S3 es la interrogante 3 cuando se trata de un fallo con consecuencias predominantes para la seguridad.
El diagrama de decisión por si mismo NO PERMITE DECIDIR la posibilidad de proponer una tarea,
dado que no aporta los criterios para la evaluación y selección de una posible tarea para atender un modo
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de fallo considerado. Para ello, es necesario valerse de los requisitos que hacen posible determinar que la
tarea se puede considerar apropiada. El diagrama de decisión es incapaz de determinar la factibilidad o
sostenibilidad de una tarea cualquiera, para este propósito será necesario utilizar el diagrama de
evaluación de tareas o la teoría apropiada que justifique cualquier proposición de tareas que se realice.
Es preciso acotar que el término rediseño que aparece en el diagrama de decisión (ver figura 3) debe
aceptarse como sinónimo de modificación, según aparecerá en el diagrama de evaluación de tareas que se
propone en la figura 4.
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SI
E
¿La pérdida de función causada por el modo
de fallo es evidente para los operadores en
circunstancias normales?
E
S
¿Existe riesgo no
tolerable que los efectos
del modo de fallo puedan
lesionar o matar a
alguien?
NO
SI
Programar tarea
según la
condición
1
H
S
O
¿ Existe riesgo no tolerable que los
efectos del modo de fallo ocasionen
la pérdida de función u otros daños
que infrinjan alguna regulación
medioambiental conocida?
NO
¿El modo de fallo
tiene un efecto
adverso directo
sobre la capacidad
operacional?
NO
E
¿Existe riesgo no tolerable
de que el fallo múltiple
pueda lesionar o matar a
alguien?
NO
SI
SI
Programar tarea
según la
condición
1
NO
Programar tarea
de restauración
o sustitución
SI
2
¿Es técnicamente
factible y sostenible una
restauración o una
sustitución programada?
NO
Programar
combinación de
tareas
SI
3
¿Es técnicamente
factible y sostenible una
combinación de tareas?
NO
NO
N
SI
Tareas según la
condición
¿Es técnicamente
factible y
sostenible una
tarea según la
condición?
NO
Programar tarea
de restauración
o sustitución
NO
SI
2
¿Es técnicamente
factible y sostenible una
restauración o una
sustitución programada?
Tareas de sustitución o
restauración
No programar
mantenimiento
NO
Rediseño puede
ser deseable
Programar tarea
de búsqueda de
fallos
SI
3
¿Es técnicamente
factible y sostenible
una búsqueda de
fallos?
NO
NO
Rediseño
obligatori
o
consecuencias Evidentes para la seguridad o
el medio ambiente.
¿El fallo múltiple tiene un
efecto adverso directo
sobre la capacidad
operacional?
N
SI
¿Es técnicamente factible
y sostenible una tarea
según la condición?
O
¿ Existe riesgo no tolerable de que
el fallo multiple pueda infrinjir
alguna norma o regulación
medioambiental conocida?
SI
SI
SI
NO
Rediseño
obligatori
o
consecuencias
Evidentes
económicas
consecuencias Ocultas para la seguridad o el
medio ambiente.
Figura 3. Diagrama de decisión de tareas RCM, basado en un ejemplo descrito en la norma SAE JA 1012.
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Tareas de búsqueda
de fallos
NO
IN
NN No programar
NN mantenimiento
NN
ON
O Rediseño puede
ser deseable
consecuencias
Ocultas económicas
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REFLEXIONES ACERCA DEL DIGRAMA DE EVALUACIÓN DE TAREAS
El diagrama de evaluación de tareas contribuye a responder las preguntas 6 y 7 de un proceso RCM: 6-¿Qué
debe hacerse para predecir o prevenir cada fallo? Y 7-¿Qué debe hacerse si no puede encontrarse una tarea
proactiva apropiada?
Dada la dificultad manifiesta de evaluar si una tarea es apropiada para atender determinado modo de fallo, se
ha elaborado un diagrama que contribuya a tomar decisiones durante la importante etapa de selección,
evaluación y proposición de tareas.
Dominar todos los criterios que acompañan a la selección de tareas lleva su tiempo y una gran dedicación. El
equipo de trabajo encontrará una valiosa ayuda sirviéndose del presente diagrama, elaborado por el autor, y que
exige previamente el dominio de los fundamentos del proceso de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad.
Una vez realizado el análisis parcial en el diagrama de decisión RCM, con la correspondiente evaluación de
consecuencias y posible determinación del tipo de tareas propuestas, se podrá hacer uso del diagrama de
evaluación de tareas como soporte para la determinación de la factibilidad de las tareas.
El diagrama de evaluación de tareas va exponiendo lógicamente, para cada tipo de tarea, los requisitos que
deben cumplirse para considerar que la tarea es apropiada según los criterios de factibilidad técnica y
sostenibilidad.
El diagrama de evaluación de tareas considera tanto tareas para atender fallos ocultos como evidentes,
atendiendo a los criterios establecidos por la norma SAE JA 1011: 1999.
En el caso de fallos ocultos (H), el diagrama de evaluación de tareas considera los requisitos para la selección
de tareas predictivas o según la condición, según el alcance (1-H), preventivas (2-H), búsqueda de fallos (3-H),
modificaciones (4-H/1) y trabajo hasta el fallo (4-H/2).
En el caso de fallos evidentes (E), el diagrama de evaluación de tareas considera los requisitos para la
selección de tareas predictivas o según la condición (1-E), preventivas (2-E), modificaciones (3-E/1) y trabajo
hasta el fallo (3-E/2).
Los criterios de factibilidad técnica para una tarea de mantenimiento según condición propiamente no se
encuentran reflejados en el diagrama pero pueden resumirse con las siguientes preguntas, en el lugar donde se
desarrollan los criterios para la tarea predictiva siempre que, basado en evidencias y conocimiento, se respondan
afirmativamente las siguientes preguntas:
1.
2.
3.
¿La condición de fallo potencial es identificable? A través de la medición del desempeño o de
parámetros significativos.
¿Están establecidos y fijados los niveles de alerta y alarma para cada parámetro significativo que se
mide?
¿La intervención de mantenimiento es posible antes de la ocurrencia del fallo funcional?
Cuando se encuentre en el diagrama una H dentro de un círculo y un camino en líneas discontinuas, se estará
indicando que únicamente se sigue ese camino en caso de estar trabajando un fallo oculto (H).
Una TAREA NO APROPIADA, será aquella que no pueda cumplir con los criterios de factibilidad técnica o
sostenibilidad establecidos para ella. Por tanto una tarea apropiada tendrá que cumplir con todos los requisitos de
ambos criterios.
El diagrama de evaluación de tareas constituye una alternativa para la determinación y caracterización de las
posibles tareas a identificar para atender los diferentes modos de fallos fundamentales de un sistema, subsistema
o activo. Permite la validación y caracterización de cualquier tarea para combatir un modo de fallo y sus
consecuencias.
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NO
¿Fallo
oculto?
Fallo
evidente
SI
1-H/E
Búsqueda de
fallos.
Cread. 23.01.04 Mod. 24.07.05
Preventivas.
¿FP
identificable?
Ver 1 y 2 para FO.
¿Consecuencias
para seguridad y
ambiente?
NO
Restauración.
NO
¿Aumenta Z(t) a
partir de un
tiempo T?
Sustitución.
3-E
Alternativas.
SI
NO
¿Intervalo PF?
NO
SI
SI
¿Costo de ejecución <
costo fallo múltiple +
costo reparación del
modo de fallo oculto?
NO
SLF
NO apropiada.
SI
SI
SI
2-H/E
Predictivas.
¿Las tareas 1 ó
2 factibles y
sostenibles?
NO
3-H
DIAGRAMA DE EVALUACIÓN DE TAREAS RCM
Basado en SAE JA 1011: 1999
M.Sc. Ing. Luis Felipe Sexto
[email protected]
[email protected]
23/01/04
(creado) Mod. 24/07/05
NO apropiada.
NO
¿Aumenta Z(t) a
partir de un
tiempo T?
¿Consecuencias
para seguridad y
ambiente?
SI
SI
3-E/1
¿Acción posible
en t < que P-F?
¿La Mayoría de
elementos
sobreviven T?
NO
SI
4-H/2
SI
SI
Trabajo hasta
el fallo.
NO
NO
¿La Mayoría de
elementos
sobreviven T?
Modificación.
SI
SI
¿Costo de
ejecución<
costo fallo?
NO
¿Se restituye
aceptable mente”?
Factible
técnicamente.
NO
NO
SI
Factible
técnicamente.
3-E/2
NO
¿Reduce fallo
múltiple?
SI
H
SI
NO
¿Consecuencias
para seguridad y
ambiente?
4-H/1
Modificación.
H
Sostenible.
Factible
técnicamente.
NO
NO
SI
¿Permite
advertir fallo a
tiempo?
1-Física.
2-Procedimientos.
3-Forrmación.
Trabajo hasta
el fallo.
SI
NO
NO
H
¿Costo de
ejecución<
costo fallo?
SI
NO
¿Consecuencias
para seguridad y
ambiente?
SI
¿Reduce Z(t)
sensiblemente?
Sostenible.
SI
NO
H
Leyenda:
FP: Fallo potencial.
P-F: Intervalo P-F.
H-Fallo oculto.
T-Tiempo.
Z(t):Probabilidad de fallo.
1, 2 y 3-Orden de análisis de las
tareas tanto para fallos ocultos
(H) como evidentes (E).
------ Referente sólo a H.
Figura 4. Diagrama de evaluación de tareas. Propuesta de conformidad con los requisitos expuestos en la norma SAE JA 1011.
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CONCLUSIONES
El proceso RCM busca el establecimiento de los requerimientos de mantenimiento para garantizar el
cumplimiento de las funciones de los sistemas en determinado contexto operacional. Para ello gestiona el
mantenimiento a nivel de modo de fallo. La norma SAE JA 1011 establece siete preguntas a responder y los
criterios para afirmar que un proceso de mantenimiento puede denominarse RCM.
Cada modo de fallo considerado tendrá que tener una tarea para gestionarlo. Las tareas se acompañan de una
frecuencia inicial de ejecución y de la identificación del responsable (persona, área) de ejecutarla. Las tareas se
clasifican en proactivas y alternativas. La tareas de mantenimiento predictivas y según condición son las
primeras analizadas en un proceso RCM.
En función de la consecuencia preponderante que pueda tener un modo de fallo, existirá un camino lógico para
proponer la tarea proactiva o alternativa que lo gestione para intentar eliminar o minimizar dichas consecuencias.
Una tarea de mantenimiento puede ser una restauración, una sustitución, una inspección, una búsqueda de
fallos, una modificación o un “dejar que ocurra el fallo” conscientemente. La modificación es la tarea de
mantenimiento que posee más probabilidades de ser, en sí misma, una innovación al sistema donde se aplique.
Para que una tarea sea considerada debe satisfacer un criterio de factibilidad técnica y un criterio de
sostenibilidad. Las tareas que cumplen con esto se denominan apropiadas.
El diagrama de decisión permite responder la pregunta 5 de un proceso RCM: Complementado con el
diagrama de evaluación de tareas podrá completarse el análisis de factibilidad técnica y sostenibilidad de
cualquier tarea dentro del diagrama de decisión.
El diagrama de evaluación de tareas, propuesto en el artículo, guía los criterios para responder las preguntas 6
y 7 de un proceso RCM acorde con SAE JA 1011 y considera la inclusión de los criterios de factibilidad técnica
para las tareas de mantenimiento según condición. ▲
ABSTRACT
This paper discusses an introduction to the Reliability Centered Maintenance (RCM). With the application of
RCM principles, maintenance is evaluated and applied in a rational manner that provides the most value. The
purpose of this paper is the evaluation of maintenance tasks like part of a RCM processes. It proposes a
decision diagram and a novel evaluation diagram of tasks. Is presented the conceptual difference between
predictive task and on condition task. Proposals have been done according to basic criteria established by
international standards SAE JA 1011, SAE JA 1012 and EN 13306.
KEY WORDS
RCM, predictive task, on condition task, decision diagram, evaluation diagram.
BIBLIOGRAFÍA
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SAE JA 1011: 1999. Evaluation criteria for Reliability Centered Maintenance (RCM) Processes.
Para referenciar el artículo:
Electronic Document: Sexto, Luis Felipe. LA EVALUACIÓN DE TAREAS EN UN PROCESO DE
MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD [en línea]. Enero de 2010. [fecha que se
cita xx/xx/201x]. Disponible en Internet: www.mantenimientomundial.com & blog Sostenibilidad & Mantenimiento
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