Sergio Andres Vesga Ferreira & Jehistom Rubiano Gonzalez

Seminario de Grado: Buenas Prácticas de Excelencia en Mantenimiento y Confiabilidad cohorte 8
1
Metodología para la gestión de la confiabilidad y análisis
RAM aplicado al mantenimiento centrado en Fiabilidad
(RCM) de la empresa Hidrotanques.
(Febrero / 2021)
Sergio Andrés Vesga Ferreira, Jehistom Rubiano González, Especialización en Gerencia de
Mantenimiento y Confiabilidad; Universidad Pontificia Bolivariana, Bucaramanga - Colombia
Resumen—El presente artículo propone realizar la metodología
para la gestión de la confiabilidad y análisis RAM por sistemas
para una flota de camiones cisterna acorde al mantenimiento
centrado en la fiabilidad (RCM) a partir de la tesis de grado
titulada
“DISEÑO
DE
LA
ESTRATEGIA
DE
MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD PARA
LA FLOTA DE CAMIONES CISTERNA DE LA EMPRESA
HIDROTANQUES”, Con el objetivo de migrar de la política
(FBM-LBM) a una política (IBM-OBM). El artículo plantea cinco
fases que conforman la base fundamental de la metodología,
iniciando por la fase investigativa de las normas claves para la
gestión de la confiabilidad del parque automotor con el fin de
realizar un proceso de gestión optimo, seguido la fase investigativa
del reporte de fallas que permitió detectar la necesidad de
actualizar el formato de registro de fallas por el propuesto acorde
a las especificaciones de la ISO 14224 para la recolección e
intercambio de datos de confiabilidad y mantenimiento de equipos
que son necesarios para el análisis RAM, la fase de análisis de
criticidad de componentes basada en la norma SAE J1739 como
referencia a través de las siete preguntas claves del RCM y
obtención final mediante la hoja de cálculo del análisis de modo y
efecto de falla (FMECA). La fase estudio RAM define los
parámetros necesarios para la fiabilidad, la disponibilidad, la
mantenibilidad y logística de mantenimiento basado en un
programa RAM correspondiente a la norma UNE EN- 5012612005 y posterior proceso de cálculo de fiabilidad a través del
lenguaje R como herramienta de apoyo. Se concluye que los
resultados de NPR mayores que 100 y porcentajes de fiabilidad
menor que 92% serán indispensables para la toma de decisiones,
implementando actividades de mejora para el mantenimiento y
programa RCM basado en indicadores RCP y RCI.
Palabras clave— RCM, FMECA, RAM, Gestión y Mantenimiento.
Abstract— This article proposes to carry out the methodology for
the management of reliability and RAM analysis by systems for a
fleet of tanker trucks according to maintenance focused on
reliability (RCM) based on the degree thesis entitled “DESIGN OF
THE
MAINTENANCE
STRATEGY
FOCUSED
ON
RELIABILITY FOR THE TANK TRUCK FLEET OF THE
HYDROTANK COMPANY ”, With the aim of migrating from
politics (FBM-LBM) to politics (IBM-OBM). The article proposes
five phases that make up the fundamental basis of the
methodology, starting with the investigative phase of the key
standards for the management of the reliability of the vehicle fleet
in order to carry out an optimal management process, followed by
the investigative phase of the failure report that allowed detecting
the need to update the failure record format with another one
according to the specifications of ISO 14224 for the collection and
exchange of reliability data and maintenance of equipment
necessary for RAM analysis, the component criticality analysis
phase based on the SAE J1739 standard as a reference through the
seven key questions of the RCM and final obtaining through the
Failure Mode and Effect Analysis (FMECA) spreadsheet. The
RAM study phase defines the parameters necessary for reliability,
availability, maintainability and maintenance logistics based on a
RAM program corresponding to the UNE EN-50126-12005
standard. And subsequent reliability calculation process through
the R language as a support tool. It is concluded that NPR results
greater than 100 and a reliability percentage less than 92% will be
essential for decision-making by implementing improvement
activities for maintenance and an RCM program based on RCP
and RCI indicators.
Index Terms— RCM, FMECA, RAM, Management and
Maintenance.
I. INTRODUCCION
Los procesos de mantenimiento correctivo son los más
comunes en el sector productivo, los cuales surgen cuando el
activo comienza a presentar una gran cantidad de problemas o
deja de funcionar. Entre las principales desventajas que
presenta el uso de políticas FBM (Failure- based Mantenance)
soportadas en el mantenimiento correctivo se pueden
mencionar: [2]
1) Fallos en serie, es decir, daños a otros elementos del sistema
2) Aumento de costos a largo plazo. demuestran que una tarea
de mantenimiento correctiva es de 3 a 4 veces más costosos que
si se realizaran tareas de mantenimiento preventivo.[1]
Esto se debe a mayores tiempos de inmovilización, repuestos,
Horas de trabajo del personal, niveles de eficiencia, reputación
y satisfacción al cliente.
Es el caso de la empresa Hidrotanques que en la actualidad su
política de mantenimiento se encuentra en LBM (life-based
Maintenance) realizando tareas de mantenimiento preventivo a
intervalos fijos con una mayor tendencia FBM con procesos de
mantenimiento de tipo reactivo, estableciendo planes de
contingencia orientadas a reparar específicamente fallas que
puedan surgir de manera inesperadas durante la prestación del
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servicio, generando un incremento significativo en los costos de
operación tales como Servicio de Grúa por desvares,
inmovilización de vehículos, traslado de vehículos de
reemplazo al lugar del incidente, pagos de horas extras a los
operarios y mecánicos. Por ese motivo, la empresa decide
implementar la estrategia táctica RCM y realizar el proceso de
transición a una política (IB-OB) que contiene tareas de
mantenimiento de inspección que permiten una mejor utilidad
del elemento considerado.[1][2]
Las ventajas que podemos obtener vigilando la condición del
sistema son:
1) Detección temprana del deterioro.
2) Reducir el tiempo de inmovilización de los sistemas y
determinar intervalos de mantenimiento óptimo.
3) Aumento de la disponibilidad de los activos (camiones)
4) Mejora la seguridad realizando actividades de
mantenimiento antes de que ocurra el fallo. [2]
El objetivo del artículo es realizar una metodología para la
gestión de la confiabilidad, análisis del plan de mantenimiento
RCM y su mejora continua mediante técnicas de confiabilidad
y herramientas de ingeniería RAM.
II. FASE I GESTIÓN DE LA CONFIABILIDAD
En el sistema de gestión de la confiabilidad es fundamental
mantener el control de los procesos, es la clave de un
mantenimiento estratégico para alcanzar y/o mantener un
resultado deseado. Una de las bases de la mayoría de estrategias
de control es el uso de la técnica de retroalimentación
permitiendo obtener la condición en el proceso y comparar la
condición medida con la condición deseada.[16] A través de la
investigación de antecedentes no se observó una estructura
adecuada para la gestión de la confiabilidad por lo tanto se
recomienda el uso de las siguientes normas para construir el
sistema de gestión.
A. NORMA UNE_EN_60300_1 Gestión de la confiabilidad
Esta norma describe los procesos implicados en la gestión de la
confiabilidad en una organización y establece un marco de
trabajo para gestionar las actividades de confiabilidad con el
objetivo de conseguir un comportamiento confiable.
Según la norma la confiabilidad se define como la capacidad de
un elemento para funcionar en la forma y el comportamiento
que se requiere. Un término utilizado para describir
características dependientes del tiempo y asociadas al
funcionamiento del activo.[4]
B. NORMA UNE_EN_60300-2 Guía para la gestión de la
confiabilidad
Esta guía de aplicación habla de la confiabilidad desde el punto
de vista de disponibilidad del activo teniendo en cuenta tres
factores fundamentales que son la fiabilidad, mantenibilidad y
logística de mantenimiento. Desde el punto de vista de la
gestión define las pautas que se deben seguir para un correcto
sistema de gestión de la confiabilidad teniendo en cuenta la
2
responsabilidad de la gestión, asignación de recursos y medidas
análisis y mejora [5]
C. NORMA UNE_EN_60300- 3-1 Guía de aplicación de
técnicas de análisis de la confiabilidad
Esta norma se utiliza para la predicción, revisión y mejora de
la fiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad de un elemento y
los métodos que se usarán para las tareas de análisis de la
confiabilidad serán:[6]
1) Predicción de la tasa de fallo:
Aplicable a sistemas en serie sin mayor redundancia en el cual
es posible realizar un análisis cualitativo de la estrategia de
mantenimiento, y cuantitativo calculando la tasa de fallo y
MTTF. [6]
2) Análisis de modo de fallo y sus efectos AMEF/FMECA
Un método de abajo-arriba para tratar los efectos de fallos
Aplicable a sistemas en los que el fallo único predominante e
independiente. es posible realizar un análisis cualitativo
referente a los efectos de fallo y un análisis cuantitativo
calculando la tasa de fallo del sistema y criticidad. [6]
3)Análisis de confiabilidad
Predicción de la tasa de fallos y uso de métodos estadísticos de
fiabilidad.[6]
D. NORMA UNE_EN_60300- 3 -2 Guía de aplicación para la
recogida de datos.
Esta norma presenta una guía para la recogida de datos, la cual
relaciona que datos pueden recogerse, presenta los métodos de
análisis de datos y sus requisitos, como también los recursos,
planificación, métodos de recogida de datos y calidad de los
mismos, para finalmente realizar su validación.
Las recomendaciones de esta guía permitirán recoger, clasificar
y administrar de una mejor manera los datos de utilización y
fallo de un sistema y a partir de ellos lograr mayor precisión y
exactitud a la hora de realizar el análisis de confiabilidad.[8]
E. NORMA UNE_EN_60300- 3-3 Guía de aplicación para LCC
Esta guía de aplicación muestra el concepto, planificación,
desarrollo y modelos de aplicación del coste del ciclo de vida
enfocándose particularmente en los costos asociados con la
confiabilidad del producto.
Explica el propósito y valor del coste del ciclo de vida, presenta
las bases para realizar un análisis de del coste del ciclo de vida
que incluye un desarrollo del modelo LCC y proporciona
ejemplos para explicar los conceptos.
Estas recomendaciones permitirán realizar un correcto análisis
LCC que proporciona importantes aportes para el proceso de
optimización de costes y toma de decisiones en las diferentes
etapas de un activo, ya sea en el diseño, desarrollo, uso y
eliminación.[7]
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F. NORMA UNE_EN_60706- 2 Requisitos de estudio para la
Mantenibilidad
Esta norma explica los requisitos de mantenibilidad y
parámetros de diseño de un producto y discute algunas
actividades necesarias para satisfacer dichos requisitos y sus
relaciones con la planificación del mantenimiento. Su propósito
es definir una serie de consideraciones a tener en cuenta cuando
se incluyen las características de mantenibilidad como
requisitos para el desarrollo o adquisición de un elemento.[10]
Esta norma será útil para ayudar a definir los objetivos de
mantenibilidad y programas asociados.
G. NORMA UNE_EN_60300- 3-10 Guía de aplicación para
Mantenibilidad.
Esta norma puede utilizarse para la implantación de un
programa de mantenibilidad que cubra cualquiera de las fases
de inicio, desarrollo y servicio de un producto. Proporciona
pautas sobre como deberían considerarse los aspectos de las
tareas de mantenimiento para alcanzar el grado óptimo de
mantenibilidad.
Esta norma permitirá conseguir un producto que pueda
mantenerse fácilmente y a bajo costo lo cual producirá ahorros
muy significativos en los costos de ciclo de vida.
Los costos de mantenimiento de un producto también dependen
de la cantidad en uso. Para una flota de equipos, como por
ejemplo los camiones cisterna de Hidrotanques, incluso una
mejora pequeña en la mantenibilidad puede producir ahorros de
coste significativos a largo plazo.[11]
3
1) Tiempos de mantenimiento activo
Se debe tener en cuenta el tiempo operativo (detención y puesta
en marcha) y no operativo del equipo(Tiempo inactivo y espera
en frio).
2) Tiempos de parada planificado
Se deben tener en cuenta para mantenimiento preventivo (los
tiempos de preparación y atraso y los tiempos activos de la
actividad).
3) Tiempos de parada no planificado
Se deben tener en cuenta para mantenimiento correctivo los
tiempos de fallas no detectadas, preparación y atraso y tiempos
de reparación de la falla).
En la Tabla 1 se presenta los datos de mantenimiento
recomendados para una correcta gestión de mantenimiento.
Tabla 2Datos de mantenimiento
H. NORMA UNE_EN_60300-3-11 Guía de aplicación al RCM
Esta guía de aplicación proporciona las directrices para el
desarrollo de políticas de gestión de fallos en los activos
mediante utilización de técnicas de análisis de mantenimiento
centrado en fiabilidad (RCM). Método que puede ser aplicado
a vehículos terrestres, barcos, aviones, centrales eléctricas y
otros equipos.[12] Estos equipos suelen estar subdivididos en
sistemas y subsistemas como eléctricos, mecánicos, de
instrumentación y control. Por otro lado, es fundamental porque
tiene en cuenta análisis de fallos funcionales, criterios de
criticidad, clasificación de consecuencias sin embargo para este
caso fue tenidas en cuenta otras normas internacionales como
la SAE JA 1011, SAE JA1012 y SAE J1739.
III. FASE II DATOS DE MANTENIMIENTO
La información deseable para los análisis RAM Y RCM Es
actualmente poco frecuente en los sistemas de gestión de
mantenimiento de la empresa por lo tanto es necesario mejorar
el informe de esta información a través de un nuevo formato
basado en la tabla # de la norma NORMA BS EN ISO
14224:2016 con énfasis en los tiempos de mantenimiento.
Datos a tener en cuenta y registrar:
Fuente: NORMA BS EN ISO 14224:2016, “Recolección e
intercambio de datos de confiabilidad y mantenimiento de
equipos”.
En la tabla 2 se expone el nuevo formato para la empresa e
iniciar el proceso de recogida de datos de fallas creando un
histórico de forma confiable de esta forma se calcula los
tiempos de reparación y operativo para el posterior análisis
RAM y por último retroalimentar el proceso de RCM.
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4
Tabla 1 Formato para Hidrotanques con el sistema de lubricación de
un motor CAT 3126E
SISTEMA DE LUBRICACION DEL MOTOR
COMPONENTES
BOMBA HIDRAULICA PISTONES AXIALES INYECCION
VALVULA DE ALIVIO DE ALTA PRESION
VALVULA DE CONTROL DE ACC DE LA INYECCION
MULTIPLE DE ACEITE A ALTA PRESION
BOQUILLAS DE ENFRIAMIENTO DE LOS PISTONES
COJINETES DE BANCADA
COJINETE DE ARBOL DE LEVAS
TUBERIA DE SUMINISTRO ACEITE A TURBOCOMPRESOR
VALVULA DE DERIVACION DEL FILTRO DE ACEITE
FILTRO DE ACEITE DEL MOTOR
VALVULA DE DERIVACION DEL ENFRIADOR DE ACEITE
ENFRIADOR DE ACEITE DEL MOTOR
BOMBA DE ACEITE DEL MOTOR
VALVULA DE DERIVACION DE LA BOMBA DE ACEITE
FILTRO AUXILIAR DEL MOTOR (SI TIENE)
COLECTOR DE ACEITE DEL MOTOR
IV. FASE III ANALISIS DE CRITICIDAD DE ACTIVOS
La valoración de riesgo para la flota de camiones cisterna se
realiza con apoyo de la norma SAEJ1739, experiencia del
personal de mantenimiento y los autores como facilitadores
del proceso.
FECHA DE FALLA
FALLA
HORA
A. NORMA SAE J1739 Surface Vehicle Standard. Potential
Failure Mode and Effects Analysis
El estándar describe el potencial modo de falla y el análisis de
efectos en diseño, fabricación y ensamblaje. ayuda a al
ingeniero de confiabilidad en la identificación y mitigación de
riesgos al proporcionar los términos, requisitos, cuadros de
clasificación y hojas de cálculo de trabajo adecuado y
finalmente lo guía a través del proceso FMECA. [3]
FECHA-HORA
EN SERVICIO
FECHA EN SERVICIO HORA EN SERVICIO FECHA-HORA
TIEMPO DE REPARACION
B. Cálculo de número de prioridad de riesgo
El número de prioridad de riesgo se define como el producto
entre la severidad, la ocurrencia y detección. Usado para
evaluar el riesgo potencial, se proporciona un indicador de
mejora antes y después de las acciones tomadas que reduce
cualquier factor de severidad ocurrencia y detección. El número
de prioridad de riesgo se calculó a través de estos tres factores
y la experiencia del personal de mantenimiento en el FMECA
realizado en la estrategia RCM.
𝑁𝑃𝑅 = 𝑂𝐶𝐶 ∗ 𝑆𝐸𝑉 ∗ 𝐷𝐸𝑇
TIEMPO OPERATIVO
C. Ocurrencia (OCC)
Es un numero de clasificación con la escala de 1 a 10 asociado
con la frecuencia en que la causa pueda ocurrir.
Tabla 3 Rangos Ocurrencia
NATURALEZA
FALLA EN RELACION
CONFIABILIDAD
DISPONIBILIDAD
MECANISMO DE FALLA
RCM / FEMECA
CAUSA DE FALLA
METODO DE DETECCION
ACTIVIDAD DE MTTO
Fuente: NORMA SAE J1739 Surface Vehicle Standard.
Potential Failure Mode and Effects Analysis in
Design
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D. Severidad (SEV)
Es un numero de clasificación con la escala de 1 a 10 asociado
con el efecto más grave para un modo de fallo según la
función o componente que se está evaluando.
5
Design
V. FASE IV ESTUDIO RAM
Figura 1 Los tres parametros (RAM)
Tabla 4 Rangos Severidad
En la figura 1 se presentan los conceptos técnicos de
disponibilidad basándose en 3 parámetros claves para el
Análisis RAM por su siglas en inglés (Reliability, Availability
and Maintainability ).
A. Fiabilidad R(t)
Fuente: NORMA SAE J1739 Surface Vehicle Standard.
Potential Failure Mode and Effects Analysis in
Design
E. Detección (DET)
Es un numero de clasificación con la escala de 1 a 10 asociado
a la complejidad de identificar los efectos del modo de fallo.
La fiabilidad hace referencia a la probabilidad de ocurrencia
de cada falla y el efecto del fallo sobre la funcionalidad del
sistema.
Tabla 6 Parametros requeridos para la fiabilidad
Tabla 5 Rangos de detección
Fuente: Norma UNE EN- 50126-12005 Aplicaciones
Ferroviarias, Especificación y demostración de la fiabilidad,
disponibilidad, mantenibilidad y la seguridad (RAMS)
Las áreas de estudio de la fiabilidad se dividen en tres categorías
que son la ingeniería de la fiabilidad, matemáticas de la
fiabilidad y Análisis de Operaciones para el diseño de la
metodología se centró en el desarrollo:
1) Ingeniería de fiabilidad actividad del FMECA.
2) Análisis de Operaciones en iniciar la investigación de fallos
y la acción correctiva, cálculos para datos de tiempos y ciclos
de funcionamiento. [13]
Fuente: NORMA SAE J1739 Surface Vehicle Standard.
Potential Failure Mode and Effects Analysis in
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B. Disponibilidad A
Tabla 7Parametros requeridos para la disponibilidad
6
sistema de dirección, sistema de distribución, sistema eléctrico,
sistema de enfriamiento, sistema de frenos, sistema de
inyección, sistema de lubricación, sistema de transmisión,
suspensión y motobomba.
La evaluación jerarquización se realiza de dos maneras:
1.
2.
Fuente: Norma UNE EN- 50126-12005 Aplicaciones
Ferroviarias, Especificación y demostración de la fiabilidad,
disponibilidad, mantenibilidad y la seguridad (RAMS)
C. Mantenibilidad
Tabla 8Parametros requeridos para la mantenibilidad
Por NPR calculado en procedimiento FMECA.
Registro de fallas por componentes del sistema.
El estudio RAM se aplica a los componentes más críticos del
sistema. A continuación, en la tabla 10 se presenta la técnica
FMECA (Modos de falla y análisis de criticidad y
causa/efectos) por sistemas para el RCM.
Tabla 10 Análisis FMECA para el sistema de lubricación Motor CAT
3126E
Fuente: Norma UNE EN- 50126-12005 Aplicaciones
Ferroviarias, Especificación y demostración de la fiabilidad,
disponibilidad, mantenibilidad y la seguridad (RAMS).
D. Apoyo logistico de mantenimiento
Tabla 9 Parametros requeridos para apoyo el logistico de mtto
Fuente: Norma UNE EN- 50126-12005 Aplicaciones
Ferroviarias, Especificación y demostración de la fiabilidad,
disponibilidad, mantenibilidad y la seguridad (RAMS).
E. Jerarquización de activos y componentes
La confiabilidad de un activo depende de la confiabilidad de
cada uno de los sistemas que lo conforman y estos a su vez del
producto de las confiabilidades de cada componente, siendo
esta definición como la base fundamental de que el análisis de
modo y efecto de falla por sistemas es la forma más conveniente
de estudiar un camión cisterna con el fin de disminuir la
complejidad de analizar una falla funcional primaria (general)
que produce una ramificación de modos de falla y causas de
fallas que paralizan el FMECA. Por tal motivo, el activo se
divide en los siguientes sistemas: sistema de admisión y escape,
Fuente: S.A.Vesga. Autor, “Diseño de la estrategia de
mantenimiento centrado en confiabilidad para la flota de
camiones cisterna de la empresa Hidrotanques,” Tesis.
Otros sistemas Relacionados:
Sistema de admisión y escape, Sistema de dirección, Sistema
de distribución, Sistema eléctrico, Sistema de enfriamiento,
Sistema de Frenos, Sistema de inyección, Sistema de
lubricación, Sistema de transmisión, Suspensión y Motobomba.
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F. Proceso de cálculo RAM
Herramienta para el Cálculo Lenguaje R
R es lenguaje de alto nivel y un entorno para análisis de datos y
gráficos. Estuvo fuertemente influenciado por los lenguajes
Becker, Chambers. ¿Por qué usar R? Es un lenguaje que gracias
a sus librerías permite realizar pruebas estadísticas además de
brindar cobertura inigualable, la disponibilidad de nuevas
aplicaciones de vanguardia en campos de modelado la calidad
del respaldo y soporte disponible.[14] Una de sus funciones
atractivas es que permite escribir las funciones que el usuario
desee simular teniendo las características del sistema analizar y
por último es un lenguaje con licencia GPL el cual otorga la
posibilidad de que aquellas empresas que se encuentren en
etapas prematuras de gestión de mantenimiento y no tengan el
capital necesario para invertir en licencias propietarias realicen
sus pruebas/cálculos. De esta manera las empresas serán
consientes de la gran importancia de la confiabilidad de sus
activos. Es de vital importancia empezar a familiarizarse con el
lenguaje de programación del software para poder aprovechar
al máximo sus características y poderlo implementar para
resolver sistemas de mayor complejidad.
7
Figura 2Diagnóstico de distribución Weibull en R
Fuente: Autores en RGui Software
En la figura 2 se observa el tipo de distribución de los datos
suministrados en el vector de tiempo. Según “Diagnostic plots”
es una distribución Weibull.
QQ-plot y PP-plot sirve para verificar que tan efectivo es el
ajuste según el tipo de distribución de los datos.
El primer paso para realizar el cálculo de la fiabilidad de un
componente es el modelado de entradas.
2) Encontrar el parámetro y forma
1) Modelado de entradas
El parámetro de escala y forma aparece en la ventana de
consola del programa como se ilustra en la
En algunos casos una variable de entrada de distribución se
selecciona al ajustar funciones de probabilidad a un conjunto de
datos, Al obtener los datos muestrales para una variable de
entrada y se desea encontrar la distribución de probabilidad que
mejor describa los datos en lenguaje R se realiza mediante la
librería (rriskDistributions), el cual debe introducir un vector de
mínimo 10 datos. es decir, que para obtener un resultado
confiable debería existir 11 registros de fallas del mismo
componente por ejemplo: el tiempo entre fallos o el tiempo al
fallo si es reparable o no reparable. De esta forma se obtiene el
comportamiento de activo o componente.
Figura 3 Texto en consola en Rgui
Con los datos históricos de fallas que se ha producido a lo
largo del tiempo para un motor Caterpillar 3126E con tiempos
(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11,…, Tn) se
realiza el siguiente código en R para el Ajuste de datos:
3) Crear un vector F_weibull con el código y son asignados
los parámetros
Vector tiempo.
tiempo<-c(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11,…,
Tn)
t_ordenado<-sort(tiempo)
Ajuste_res<-fit.cont(t_ordenado)
Fuente: Autores en RGui Software
En la figura 3 Se obtienen los valores de escala=X2 y forma=
X1. Estos valores se encuentran en la ventana consola del
software RGui.
F_weibull<-pweibull(t_ordenado,shape= X1, scale= X2)
F_weibull
4) Graficar la función de densidad, función de Distribución,
función de fiabilidad y tasa instantánea de fallo
###shape=X1, scale=X2
t <- seq(.1, 6000, by=1)
Densidad <- dweibull(t, shape=X1, scale=X2)
Distribucion <- pweibull(t, shape=X1, scale=X2)
Fiabilidad <- 1 – Distribucion
Tasa_Instantanea_fallo <- Densidad/Fiabilidad
par(mfrow=c(2, 2))
plot(t, Densidad, type="l", col=2, main="Función de
Densidad, f(t)",sub="Weibull:shape=X1, scale=X2",
ylab="Densidad de frecuencia=frec.rel/amp.interv")
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plot(t, Distribucion, type="l", col=3, main="Función de
Distribución, F(t)", sub="Weibull:shape=X1, scale=X2",
ylab="P(T<=t)")
plot(t, Fiabilidad, type="l", col=4, main="Función de
Fiabilidad, R(t)", sub="Weibull:shape=X1, scale=X2",
ylab="P(T>t)")
plot(t, Tasa_Instantanea_fallo, type="l", col=4, main="Tasa
Instantanea de Fallo, h(t)",sub="Weibull:shape=X1, scale=
X2", ylim=c(0, 4), ylab="h(t)" )
par(mfrow=c(1, 1))
8
VARIABLES MÁS IMPORTANTES EN CONFIABILIDAD.
MTBF, MTTR, MTTF.
EQUIPO REPARABLE:
𝑀𝑇𝐵𝐹:
𝑀𝑇𝑇𝑅:
𝛴𝑇𝑇𝐹
#𝐹𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠
[17]
𝛴𝑇𝑇𝑅
[17]
#𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠
EQUIPO NO REPARABLE:
Figura 4 Graficas para estudio de la fiabilidad
𝑀𝑇𝑇𝐹:
𝛴𝑇𝑇𝐹
[17]
#𝐸𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠
ANÁLISIS RAM:
𝐸𝑠 𝑢𝑛𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑.
𝑀𝑇𝐵𝐹:
𝛴𝑇𝑇𝐹
#𝐹𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠
[17]
𝐸𝑠 𝑢𝑛𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑.
𝑀𝑇𝑇𝑅:
𝛴𝑇𝑇𝑅
#𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠
[17]
𝐸𝑠 𝑢𝑛𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑.
𝐴:
𝑀𝑇𝐵𝐹
[𝑀𝑇𝐵𝐹+𝑀𝑇𝑇𝑅]
[17]
VI. FASE V ACTIVIDADES DE MEJORA PARA EL PLAN DE
MANTENIMIENTO RCM
Fuente: Autores en RGui Software
La figura 4 presenta las graficas de estudio que son esenciales
para analizar la fiabilidad, la cual predice el estado del
componente a partir de las horas de operación.
Para calcular f(t), F(t), R(t) y h(t) a un tiempo determinado
t=TD se realiza de la siguiente forma:
Función de densidad f(t)
f_weibullTD<-dweibull(TD,shape=X1, scale=X2)
f_weibullTD
Parámetros a medir de acuerdo con lo recomendado por el
fabricante e Indicadores a considerar para la planificación de
las tareas de inspección de mantenimiento.
RCI: Niveles de presión, liquido de dirección, vibración, aceite,
agua,
líquido
de
frenos,
anticongelante,
liquido
limpiaparabrisas. Velocidad en ralentí del motor, tensión de la
correa del alternador y de la bomba de agua, recorrido del pedal
del embrague y geometría de las ruedas.
Función de distribucion
F_weibullTD<-pweibull(TD,shape=X1, scale=X2)
F_weibullTD
RCP: Inspección del grosor de las mangueras, zapatas de freno,
disco del embrague, longitud de grietas y al momento de un
mantenimiento mayor al motor, medir el diámetro de un
cilindro y compararla con la medida estipulada en los manuales
del fabricante.
Fiabilidad R(t)
R_TD<- 1-F_weibullTD
R_TD
2) Medir el estado actual de los parámetros deseados y
determinar si están fuera o dentro de los limites normales de
operación. Realizar registros para construir la base de datos.
Tasa instantanea de fallo h(t)
TasaINFallo_TD<-f_weibullTD/R_TD
TasaINFallo_TD
3) Definir la frecuencia para realizar las mediciones de acuerdo
con lo recomendado por el fabricante.
VII. TRABAJO FUTURO
Una vez construida una sólida base de datos confiable y calcular
la confiabilidad por componentes el proceso a seguir será el
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análisis de los sistemas mediante estudio de ingeniería en
fiabilidad y diagrama de bloques de confiabilidad con el
objetivo de obtener la confiabilidad global de los sistemas que
conforman el activo.
VIII. CONCLUSIONES
1) Ante la necesidad de evaluar el desempeño de la estrategia
de mantenimiento RCM se propuso el análisis RAM que
permite identificar las áreas en las que se pueden aplicar
cambios a equipos, procedimientos y Operaciones para
disminuir la probabilidad de perdida de producción. Y el uso
del software R para el análisis del mantenimiento por ser una
poderosa herramienta que permite la visualización de datos. En
vista lo anterior y a través de la metodología propuesta es
posible calcular los parámetros para de Fiabilidad,
Mantenibilidad y disponibilidad de los componentes según las
condiciones operacionales del activo. Los resultados de NPR
mayores que 100 y porcentajes de fiabilidad menor que un 92%
serán indispensables para la toma de decisiones y mejora
continua de la estrategia RCM.
2) En los registros de mantenimientos a través de la
investigación de fallas de los activos se pudo identificar un
seguimiento erróneo en la gestión de la confiabilidad a través
de formatos que no contenían una información pertinente de los
datos de mantenimiento, disponibilidad y logística de
mantenimiento, ocasionando consecuencias como pérdida del
control del activo y mantenimientos reactivos. Esta causa limita
la acción de realizar un correcto análisis y posterior un
mantenimiento eficaz. Por lo tanto, se propuso cambiar el
formato de registro de fallas anterior por el presentado en el
artículo en vista de que el presente formato cuenta con
información de datos de la norma ISO 14224 el cual permite
calcular los indicadores de MTTR, TO, MTTF y MTBF. datos
que son esenciales en análisis RAM y RCM.
3) Con base en la búsqueda de un plan de mejoramiento de las
condiciones operativas de los equipos Dado que, conforme a la
perspectiva investigativa la caracterización es una fase
descriptiva con el fin de identificar y profundizar el
conocimiento acerca de un hecho o un proceso se propuso el
uso de las normas UNE EN expuestas en el presente artículo.
Con el objetivo de crear la estructura para la gestión de la
confiabilidad del RCM En vista de que son normas reconocidas
y han sido aplicadas en diferentes sectores de la industria. Por
lo tanto, son tenidas en cuenta para el sistema de gestión de la
confiabilidad de la empresa.
REFERENCIAS
[1]
S.A.Vesga. Autor, “Diseño de la estrategia de mantenimiento centrado en
confiabilidad para la flota de camiones cisterna de la empresa
Hidrotanques,”
Tesis,
Universidad
Pontificia
Bolivariana.,
Bucaramanga., 2019.
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[3]
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andEffects Analysis in Design.”
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9
[4]
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[5]
NORMA UNE EN 60300-2, “Guía para la gestión de la confiabilidad.”
[6]
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análisis de la confiabilidad.”
[7]
NORMA UNE EN 60300-3-3, “Cálculo del coste del ciclo de vida”
[8]
NORMA UNE EN 60300-3-2, “Guia de aplicación para la recogida de
datos”
[9]
NORMA UNE EN 60300-3-2, “Guia de aplicación para la recogida de
datos”
[10] NORMA UNE EN 60706- 2, “Requisitos de estudio para la
mantenibilidad”
[11] NORMA UNE EN 60300-3-10 ,”Guía de aplicación para la
Mantenibilidad”
[12] NORMA UNE EN 60300-3-11, “Guía de aplicación para al RCM”
[13] UNE EN- 50126-12005, “Aplicaciones Ferroviarias, Especificación y
demostración de la fiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad y la
seguridad (RAMS).”
[14] M.J.Crawley, Autor, “The R Book,” 1ra ed, Wiley, Ed. UK: , 2007.
[15] NORMA BS EN ISO 14224, “Recolección e intercambio de datos de
confiabilidad y mantenimiento de equipos.”, 2016.
[16] L.Tavares, Autor, “Administración Moderna de Mantenimiento”,Novo
Polo. Brasil.
[17] NORMA UNE EN 61703, “Expresiones matematicas para los terminos
de fiabilidad,disponibilidad, mantenibilidad y de logística de
mantenimiento” ,2003.
Sergio Andrés Vesga Ferreira. Autor
Candidato especialista en Gerencia del
Mantenimiento
y
Confiabilidad,
Ingeniero mecánico de profesión,
Mecánico certificado RBL (Reliability based lubrication) Chevron petrolium
company, Técnico Nivel II Caterpillar Inc
para Latinoamérica y Auditor HSEQ
Icontec. Con habilidades en: Liderazgo y
productividad, desarrollar estrategia táctica de mantenimiento
RCM, analizar mediante técnica FMECA, mantenimiento a
motores Diesel e interpretar indicadores de mantenimiento y
confiabilidad.
Jehistom Rubiano González. Autor.
Candidato especialista en Gerencia del
mantenimiento y confiabilidad, Ingeniero
mecánico, tecnólogo en construcciones
civiles, Inspector de construcciones
soldadas nivel II en VT y PT.