LOS BENEFICIOS ECONOMICOS QUE SE PUEDEN OBTENER

PRESENTACION DE:
“LOS BENEFICIOS ECONOMICOS QUE SE PUEDEN OBTENER
MEDIANTE ELANALISIS DE CONFIABILIDAD”
Por: Ing. Guillermo A. Sigüenza Glez., CMRP
[email protected]
080101
NUESTRA MISION:
LA DIFUSION DE LA CULTURA DE
MANTENIMIENTO PROACTIVO Y DE
CONFIABILIDAD EN MEXICO.
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LOS BENEFICIOS ECONOMICOS
QUE SE PUEDEN OBTENER CON
EL ANALISIS DE CONFIABILIDAD?
Por:
Ing. Guillermo Sigüenza Glez., CMRP
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1
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
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DATOS-INFORMACION-CONOCIMIENTO
DATOS crudos de campo:
Lecturas de SPC, CBM
Lecturas de monitoreos
OT´s en CMMS (SAP, MP2,
MAXIMO, etc,)
INFORMACION:
Datos organizados
en forma coherente
En tablas, graficas,
funciones, modelos
Matemáticos, distribuciones estadísticas.
*SPC- control estadístico de proceso
*CBM – Mantto. basado en la condición.
*CMMS – Sistema de administración de
mantto. Computarizado.
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CONOCIMIENTO:
Información analizada
con puntos de optimización
definidos, para servir como
guía en la toma de Mejores
decisiones.
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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.
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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.
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3
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.
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EN LA ACTUALIDAD SE CUENTAN CON MODELOS PROBABILISTICOS
QUE PROPORCIONAN LA SIGUIENTE INFORMACION:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
El número y tipo de fallas esperado en un periodo de tiempo futuro (mes, año, etc.) por sistema,
subsistema o equipo.
La confiabilidad (probabilidad) de que un sistema, subsistema o equipo corra por un periodo de
tiempo (mes, año, etc.) sin fallar.
La cantidad de refacciones que debemos tener en almacén para lograr una confiabilidad requerida.
Tendencias que dicen si la condición de nuestros equipos es constante o se está deteriorando y a
que tasa.
Sí nuestro mantenimiento esta igual, empeorando o mejorando por; sistema, subsistema o equipo.
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.
Cuando conviene reparar un componente o cambiarlo por uno nuevo.
Diseños o modificaciones a equipos o maquinas existentes que sean efectivas, económicas y que
realmente incrementen la disponibilidad y rendimiento de los equipos.
Cuales son las partes y componentes más confiables y económicos (no más baratos) de entre las
muchas marcas y modelos del mercado.
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
Cuales son los eslabones más débiles (menos confiables) en un sistema de producción y elaborar un
plan de acción para mejorarlos.
Cuales son los mecanismos y patrones de fallas de componentes y equipos y así determinar las
acciones más efectivas para corregirlos.
Las frecuencias óptimas de acciones de mantenimiento preventivo y predictivo para de esta forma
mejorar el rendimiento del presupuesto de mantenimiento.
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.
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.
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PREGUNTA BASICA:
La condición de nuestros sistemas y
equipos se mantiene constante, esta
mejorando o se está deteriorando?
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1.Cual es la condición de nuestro sistema ?
ESTADISTICA &
LAPLACE
Método Crow/AMSSA
MIL-HDBK-189
8
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empeorando
FALLAS ACUMULADAS
6
5
SISTEMA A
SISTEMA B
4
SISTEMA C
indiferente
3
2
mejorando
1
0
0
100
200
300
400
500
TTSFi
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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.
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Fallas pronosticadas de un generador de turbina.
Modos de falla mas importantes. Por mes.
Totales
Turbina
Baleros
Control
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Externas
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6
Fallas pronosticadas de un generador de turbina.
Modos de falla mas importantes. Acumuladas.
Totales
Control
Baleros
Externas
Aspas
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GRAFICA DE FALLAS ESPERADAS DE
UN SISTEMA A 60 MESES.
DESARROLLADA CON WinSMITH WEIBULL software
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SIGUIENTES PREGUNTAS
:
Cuales son los tiempos óptimos
económicos para dar mantenimiento
preventivo a mi equipo?
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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
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Determinación del tiempo optimo económico de
reemplazo (o reparación) preventivo de componentes o
equipos sujetos a fallas súbitas.
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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
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9
$ por semana
Determinación del tiempo óptimo económico de
mantenimientos preventivos mayores de equipos o
sistemas.
Tiempo económico de
mantto. preventivo
Semanas
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Determinación del tiempo óptimo de mantenimientos
preventivos mayores de equipos o sistemas para
maximizar la disponibilidad (minimizar tiempo muerto).
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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
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Determinación de frecuencia optima de inspecciones
en equipos para maximizar la utilidad productiva.
COSTO / UNIDAD DE TIEMPO
FRECUENCIA DE
INSPECCION
OPTIMA
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
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11
Determinación de frecuencia optima de inspecciones
en equipos para maximizar la disponibilidad (minimizar
el tiempo Muerto Total) .
TIEMPO MUERTO TOTAL (D)
TIEMPO MUERTO TOTAL VS FRECUENCIA DE INSPECCION
TIEMPO MUERTO TOTAL D(t)
FRECUENCIA DE
INSPECCION
OPTIMA
TIEMPO MUERTO DEBIDO A INSPECCIONES
Y MANTENIMIENTOS MENORES
FRECUENCIA DE INSPECCION η
TIEMPO MUERTO DEBIDO A
FALLAS DEL SISTEMA
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COSTO ANUAL DESCONTADO, C(n)
Cuando conviene cambiar mi
equipo por uno nuevo?
VIDA ECONOMICA
EDAD OPERACIONAL,
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años
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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.
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Con la distribución del sistema, equipo o
componente podemos obtener la confiabilidad en
cualquier momento en tiempo:
R(t)
R(t) CONFIABILIDAD
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Tiempo (Semanas)
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13
O lo que es lo mismo podemos conocer la
probabilidad de falla F(t) en cualquier momento:
F (t)
F(t) PROBABILIDAD DE FALLA
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110
Tiempo (Semanas)
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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 falla @ 2000 hrs.
Vida B10 a las
233 hrs..
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β<1 Mortalidad
infantil
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CUAL ES EL COMPORTAMIENTO
DE LAS FALLA EN MI EQUIPO?
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LA FALLA SE PRESENTA EN UN PERIODO DE TIEMPO
CORTO DESPUES DE UNA REPARACIÓN MAYOR?
Probabilidad
De falla mayor
En periodo inicial
Tasa de fallas
Lambda. Tasa de fallas
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0
0
20
40
60
80
100
120
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.
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LA FALLA DEPENDE DE LA EDAD
OPERACIONAL?
Probabilidad
De falla mayor
conforme pasa
El tiempo
Tasa de fallas
Lambda. Tasa de fallas
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
20
40
60
80
100
120
tiempo
1. Se sufre de envejecimiento operacional.
2. A mayor tiempo de operación mayor la probabilidad de falla.
3. Desgaste normal, abrasión, corrosión
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LA FALLAS SON ALEATORIAS?
INDEPENDIENTES DE LA EDAD OPERACIONAL?
Lambda. Tasa de fallas
Tasa de fallas
0.03
Probabilidad
De falla constante
A través del tiempo
0.028
0.026
0.024
0.022
0.02
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 110
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.
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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.
A
4%
89% Aleatorio (random).
Curva de tina (Bathtub)
B
Relacionadas con la condición
2%
14%
E
Relacionadas con la Edad (Age Related)
C
7%
D
Fallas Aleatorias (Random Failure).
5%
68%
F
Relacionadas con la fatiga.
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?
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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=0.0000004 fallas por hora?
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%Disponibilidad
Determinación de frecuencia optima de inspección en
equipos para maximizar la disponibilidad de sistemas,
equipos y componentes de seguridad o emergencia
Máxima
disponibilidad
Intervalo
optimo
Intervalo de inspección (meses)
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18
Cual es la cantidad de refacciones
criticas que se deben tener en almacén
para lograr cierta confiabilidad?
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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
CONFIABILIDAD CON 2 REPUESTOS
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
A 20 meses se tiene una probabilidad
Del 92% que 2 repuestos sean suficientes
0
10
20
30
TIEMPO (meses)
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40
50
60
2 repuestos
40
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ANALISIS DE MANTENIBILIDAD
Cual es el nivel de técnicos que
conviene tener para realizar las tareas
de mantenimiento en nuestra planta?
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Hacer la reparación con especialistas
reduce el TTR y el tiempo muerto
Ayudante
MECANICO 1ra.
AYUDANTE
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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.
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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.
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21
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.
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“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) www.smrp.org
Solicite información completa y una presentación
personal en su planta.
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46
22
MEDIOS PARA CONTACTARNOS:
• Correo e:
capacitacion07@industrial tijuana.com
• Tels: 52-664-6892936
52-664-6451752
• Fax: 52-664-6892632
• Contacto: Ing. Guillermo Sigüenza Glez.,CMRP
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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.
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