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. http://luisfelipesexto.blogia.com Página 1 de 8 SLF 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 http://luisfelipesexto.blogia.com Página 2 de 8 SLF 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 http://luisfelipesexto.blogia.com Página 3 de 8 SLF 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. http://luisfelipesexto.blogia.com Página 4 de 8 SLF 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. http://luisfelipesexto.blogia.com Página 5 de 8 Tareas de búsqueda de fallos NO IN NN No programar NN mantenimiento NN ON O Rediseño puede ser deseable consecuencias Ocultas económicas SLF 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. http://luisfelipesexto.blogia.com Página 6 de 8 SLF 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. http://luisfelipesexto.blogia.com Página 7 de 8 SLF 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 1. 2. 3. 4. 5. 6. Sexto, Luis Felipe. La creatividad en acción, TRIZ, SIX SIGMA y RCM entre el reto innovador y la necesidad industrial. Revista MANTENIMIENTO, revista de la Asociación Española de Mantenimiento (AEM)., noviembre de 2007, número. 209 (ISSN-0214-4344). Sexto, Luis Felipe. Reliability Centered Maintenance E Manutenzione Su Condizione E Predittiva. Manutenzione Tecnica e Management, revista oficial de la Asociación Italiana de Mantenimento (AIMAN), abril de 2007 (ISSN 1123-1084). 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