diseño e implementacion de un sistema integral de activos
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7/26/2019 diseo e implementacion de un sistema integral de activos
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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERA
POSTGRADO EN INGENIERA DE MANTENIMIENTO
DISEO E IMPLEMENTACIN DE UN SISTEMA
DE EVALUACIN INTEGRAL DE ACTIVOS BASADO EN LA CONFIABILIDAD
ASSET RELIABILITY INTEGRAL EVALUATION SYSTEMS A.R.I.E.S
AUTOR: ING. RICHARD ALEXANDER CRDENAS RIVAS.
TUTOR: Msc. LUIS SARACHE.
COTUTOR: Msc. ELIZ BETH TORRES.
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> c.
Cordero
.; . . , ,. i
TRABAJO DE GRADO I_
_
...
Presentado ante la Ilustre Universidad de Los Andes
como requisito final
para
optar
al
Grado
Acadmico de
Magster Scientiae en Ingeniera de Mantenimiento
MERIDA, VENEZUELA
Mayo/2005
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DEDI TORI
Este trabajo que representa el crepsculo de mi carrera de pregrado y el alba de mi
vida profesional lo dedico con sentimiento profundo:
A mi mam
margarita
quien sembr en m los tres factores esenciales para
alcanzar mis metas: Honestidad Verdad y Amor
A mis hermanas Maneily y Daniela quienes han sido mi apoyo en horas
dificiles y en horas de sonrisas
A mis profesores a quienes deseo dar mi humilde agradecimiento
A mi amigos quienes con una pizca de apoyo me motivaron a superar mis
retos
A todos aquellos ideales por los que seguir luchando hasta el ocaso de mis
das
Richard rdenas
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AGRADECIMIENTOS
Agradezco con sinceridad a todos aquellos que de una forma u otra fueron elemento
esencial en la realizacin de este trabajo:
A Dios quien ha estado presente en m desde los inicios de mi carrera
A la U L A por permitir mi desarrollo como futuro ingeniero de mantenimiento
formar parte de ella
A
INTEVEP
por brind rme la oportunid d de tener un valiosa experiencia
permitirme culmin r la et p final de mi
c rrer
A mi tutores acadmicos Luis Sarache Elizabeth Torres quienes me ayudaron en
todo momento
A mi tutor industrial Rolando Lpez quien me transmiti su experiencia
me
aport sus valiosos conocimientos para la realizacin de este trabajo
A todos Mil Gracias
Richard Crdenas
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RESUMEN
DISEO E IMPLEMETACIN DE UN SISTEMA
DE EVALUACIN INTEGRAL DE ACTIVOS BASADO EN LA CONFIABILIDAD
ASSET RELIABILITY INTEGRAL EVALUATION SYSTEMS A.R.I.E.s
Por
Ing. Richard Alexander Crdenas Rivas.
Esta investigacin de Ingeniera en Mantenimiento, enfoca su atencin en desarrollar una
herramienta computacional lo suficientemente robusta que sea capaz de determinar el
costo-riesgo beneficio en los activos de la industria en cuanto a la confiabilidad, basndose
en el estudio probabilstico y en el historial de falla, dando como resultado que el usuario
tenga las posibilidades de tomar la decisin mas adecuada a la hora de aplicar algn tipo de
plan de mantenimiento considerando sus implicaciones, con esta herramienta se pretende
estudiar y evaluar el impacto y riesgo operacional y/o ambiental del activo en estudio,
haciendo nfasis en costos.
El nuevo enfoque que presenta este trabajo sobre estrategias para ejecutar una gestin de
Confiabilidad Operacional, permite uso simultneo de las distintas metodologas dentro
del mismo mbito y donde la informacin extrada de cada una de ellas sirve como insumo
a las dems; adicionalmente permite evaluar la gestin tcnica de confiabilidad a travs de
ndices bsicos.
Estas metodologas han sido normalmente aplicadas de forma independiente entre s; de tal
manera que constituye un hecho innovador la aplicacin de este conjunto de metodologas
en un solo sistema. Especficamente, a objeto de desarrollar el presente trabajo de
investigacin, se aplic la informacin recabada, en relacin a veintin 21) activos
representativos que conforman el parque industrial y petrolero del pas; esta informacin es
aprovechada completamente para poder tomar decisiones acertadas y esto se logra a travs
de la integracin de varias filosofas, que en este caso son Los Sistemas Expertos, el
Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad y el Mantenimiento Productivo Total.
Se propone una herramienta computacional llamada Sistema de Evaluacin Integral de
Activos Basado en Confiabilidad A.R.I.E.S) , que surge como respuesta para transformar
las practicas actuales de mantenimiento en una ventaja competitiva sustentable, para lograr
articular correctamente los procesos crticos de la organizacin a travs del proceso de
sinergia entre el analista y el activo. Que conlleva a la toma de decisiones en el momento
adecuado, minimizando as el impacto que crea el tomar nuevas poltica de mantenimiento,
con lo que se contribuye a la baja de la incertidumbre en el negocio petrolero.
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NDICE GENERAL
Titulo
Veredicto de Trabjo de Grado
Dedicatoria
Agradecimientos iii
Resumen
ndice v
lista de Tabla
Grficos x
INTRODUCCIN 1
CAPTULO 1
11Planteamiento del Problema 4
12Objetivos 5
1 2 1 Objetivo General ; 5
1 2 2 Objetivos Especficos 5
1 3 Justificacin 6
1 4 Alcance 9
1 5 Delimitacin 9
1 6 Limitaciones 9
CAPTULO II
2 1 Bases Tericas 11
2 2 Evolucin del Mantenimiento 12
2 2 1 Primera Generacin 13
2 2 2 Segunda Generacin 13
2 2 3 Tercera Generacin 13
2 3 Funcin del Mantenimiento 15
2 4 Tipos de Mantenimiento 15
2 4 1 Mantenimiento Preventivo: 15
2 4 2 Mantenimiento Predictivo: 16
2 4 3 Mantenimiento Proactivo 16
2 4 4 Mantenimiento Reactivo 16
2 5 Confiabilidad 16
2 6 Tasa de Falla 17
2 6 1 Perodo de Arranque 18
2 6 2 Perodo de Operacin Normal 19
2 6 3 Perodo de Desgaste u Obsolescencia 19
2 6 4 Redes Asociativas 65
2 7 Confiabilidad Operacional 2
2 8 Distribuciones Utilizadas en Confiabilidad 21
2 8 1 Distribucin Exponencial 22
2 8 2 Distribucin Weibull 23
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2.8.3 Distribucin Normal 24
2.8.4 Distribucin Lognormal 24
2.9 Mtodos estadsticos de estimacin de confiabilidad 25
2.10 Cuantificacin del Riesgo 26
2.10.1 Cuantificacin del Riesgo 27
2.11 Anlisis de la Planta 27
2.12 Registro de la Planta 28
2.13 Diagrama Entrada-Proceso-Salida E-P-S) 29
2.14 Diagrama Funcional 3O
2.15 Anlisis de Criticidad 30
2.15.1 Modelo de Criticidad de Factores Ponderados Basado en el Concepto del Riesgo
31
2.16 Anlisis de Modos y Efectos de Fallas 33
2.16.1 Funciones 34
2.16.1.1 Funciones Primarias 34
2.16.1.2 Funciones Secundarias 35
2.16.1.3Funciones de los dispositivos de seguridad 35
2.16.1.4 Funciones Superfluas: 36
2.16.2 Modo de Operacin del sistema 36
2.16.3 Falla de las Funciones 37
2.16.4 Modos de Falla 38
2.16.5 Efectos de la Falla 38
2.17 Tareas de mantenimiento 38
2.17.1 Tareas a Condicin 39
2.17.2 Tareas de Reacondicionamiento Cclicas 39
2.17.3 Tareas de Sustitucin Cclicas 39
2.17.4 Tareas a falta de 39
2.18 Optimizacin Costo Riesgo O.C.R) .40
2.18.1 Objetivo 41
2.18.2 Caractersticas 41
2.18.3 Pasos Del Anlisis De Optimizacin Costo-Riesgo-Beneficio .41
2.18.4 Beneficios 42
2.19 SAP System Applications and Products) .43
2.20 Anlisis Causa Raz ACR) 43
2.3. Inteligencia Artificial. 44
2.3.1 Concepto de Inteligencia Artificial 44
2.3.2 Historia de la Inteligencia Artificial 45
2.3.3 Concepto de Sistema Experto 48
2.4. Desarrollo histrico de los sistemas expertos 50
2.5. Generalidades de los sistemas expertos 53
2.5.1 Qu son los sistemas expertos? 53
2.5.2 Los expertos Humanos 55
2.5.3 Diferencias entre un experto y un no experto humano 56
2.5.4 Diferencias entre un SE y un programa tradicional 57
2.5.5 Diferencias entre un sistema experto y un experto humano 57
2.5.6 Ventajas de los sistemas expertos 58
2.5.7 Forma en que los usuarios interactan con los SE 58
2.5.8 Sistema experto VS. Sistema clsico 59
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2.6. Representacin del conocimiento 60
2.6.1. Lgica Proposicional 62
2.6.2 Lgica de Predicados 63
2.6.2.1. Ventajas
y
desventajas de la lgica de predicados 63
2.6.3 Reglas de Produccin 64
2.6.3.1. Ventajas y desventajas de las reglas de produccin 65
2.6.4.1. Ventajas y desventajas de las Redes Asociativas 66
2.6.5 Estructuras frame 66
2.6.5.1. Ventajas y desventajas de los frames 68
2.6.6. Representacin orientada a objetos 69
2.6.6.1. Ventajas
y desventajas de la representacin orientada a objetos 70
2.7. Componentes de un sistema experto 70
2.8. Construccin de un sistema experto 76
2.8.1 Aspectos Generales de la Construccin de un Sistema Experto 77
2.8.1.1 El Equipo de Desarrollo 77
2.8.1.2 Construccin de las principales partes de un SE 78
2.8.2 Metodologas para la construccin de SE 82
2.8.2.1 Metodologa de Prototipos .. 82
2.8.2.2 Metodologa Orientada a Objetos 82
2.8.3 Lenguajes utilizados en la construccin de SE 85
2.8.3.1 LISP 85
2.8.3.2 CLIPS 87
2.8.3.3 Prolog 87
2.8.3.4 Smalltalk 89
2.8.3.5. C y C 90
2.8.4 Herramientas
y
shells utilizados en la construccin de SE 90
2.8.4.1 Gold Works II 91
2.8.4.2 ART 91
2.8.4.3 LOOPS 92
2.8.4.4 92
2.8.4.5 Humble 93
2.8.4.6 EMYCIN 93
2.9. Tareas que realizan los Sistemas expertos 93
2.9.1 Interpretacin diagnstico y monitoreo 94
2.9.2 Diseo y seleccin 95
2.9.3 Planificacin 97
2.9.4 Control 97
2.9.5 Reparacin correccin o terapia 98
2.9.6 Simulacin pronstico o prediccin 98
2.9.7 Instruccin 99
2.9.8 Recuperacin de Informacin 100
2.10 Mantenimiento productivo total.. 100
2.10.1 Otorgamiento de facultades a los empleados 102
2.10.2 Administracin del equipo 103
2.10.3 Fallas del equipo 103
2.10.4 Tiempo muerto r preparacin y ajustes 104
2.10.5 Trabajo en vaco y paros menores 104
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2.10.6 Reduccin de la Velocidad 104
2.10.7 Defectos del proceso 105
2.10.8 Rendimiento reducido 105
2.10.9 Implantacin del MPT 107
2.11 Definicin de trminos bsicos 107
CAPTULO III
3.1 Tipo de Investigacin 11
3.2 rea de la Investigacin 111
3.3 Procedimiento de la investigacin 111
3.4 Recopilacin de Informacin 111
3.5 Desarrollo del plan de mantenimiento a travs de la Metodologa Mantenimiento
Centrado en la Confiabilidad 112
3.6 Desarrollo de los Diagramas E-P-S 112
3.7 Identificacin
Seleccin de los Equipos ms Crticos 113
3.8 Desarrollo del Anlisis de Modo Efectos de Falla A.M.E.F. 114
3.9. Estimacin de la Confiabilidad de los Equipos ms Crticos 115
3.1OEstimacin de las Frecuencias ptimas de las Tareas de Mantenimiento 115
CAPTULO IV
4.1 DISEO DEL SISTEMA 123
4.2 BASE DE CONOCIMIENTOS 126
4.2.1.1 ADQUISICIN DEL CONOCIMIENTO 128
4.2.1.1 Fuentes de conocimiento 128
4.2.2 ESQUEMA PARA ORGANIZAR EL CONOCIMIENTO 129
4.2.2.1 Lenguaje utilizados en la construccin del SE, C
C++ 129
4.3 Motor de Inferencia 129
4.3.1 Mdulo de MCC 129
4.3.2 Mdulo Estadsticas 134
4.3.2.1 Simulacin de ndices Bsicos 136
4.3.2.1.1 Estimacin de la confiabilidad del activo 137
4.3.2.1.1.1 Confiabilidad segn la distribucin de weibull 138
4.3.2.1.1.2- Confiabilidad Segn la Distribucin Exponencial 145
4.3.2.1.1.3 Confiabilidad segn la Distribucin Log-Normal 146
4.3.2.1.1.4 Confiabilidad segn la Distribucin Normal. 148
4.3.2.1.1.5 Prueba de Ajuste de Curvas/ Prueba de Bondad 149
4.3.2.1.2 Estimacin de la Mantenibilidad del Activo 153
4.3.2.1.3 Estimacin de la Disponibilidad de Activo 155
4.3.3 Modelaje de Riesgo e Indisponibilidad
Anlisis de Costo Riesgo Beneficio 159
4.3.3.1 Riesgo Operacional. 159
4.3.3.2 Anlisis de Costo/Riesgo Beneficio. ACRB 162
4.3.3.2.1 Objetivo de este Anlisis ACRB 162
4.4 SIMULACIN DE TOMA DE DECISIN 164
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CAPTULO V
5 1 MDULO MCC 168
5 2 MDULO ESTADsTICAS 169
5 3 CONCLUSIONES 2 1
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES 2 5
RECOMENDACIONES 2 8
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LISTADO DE GRFICOS
Grfico N 2.1 Generaciones del Mantenimiento 14
Grfico N 2.2 Curva de la Baera 18
Grfico N 2.3 Confiabilidad Operacional., 21
Grfico N 2.4 Inspeccin Basada en Riesgo 27
Grfico N 2.5 Diagrama E-P-S 30
Grfico N 2.6. Matriz General de Criticidad 33
Grfico N 2.7 Hoja de Anlisis de Modo
Efecto de Falla AMEF) 34
Grfico N 2.8 Pasos OCR 42
Grfico N 2.9 Estructura de un Sistema Experto segn De Miguel 72
Grfico N 2.1 Estructura de un Sistema Experto ideal para Samper. 73
Grfico N 2.11 Mtodo de encadenamiento hacia adelante 80
Grfico N 2.12. Encadenamiento hacia atrs 81
Grfico N 2.13 La base de conocimientos es vista como un objeto contenedor de otros
objetos usando la Metodologa Orientada a Objetos 84
Grfico N 2.14 Funcionamiento de un SE usado en mantenimiento predictivo 95
Grfico N 3.1 Modelo Probabilstico de Weibull 118
Grfico N 3.2 Intervalo Optimo de Mantenimiento 119
Grfico N 4.1 Fundamento del trabajo El rbol de Desarrollo 124
Grfico N 4.2 Flujograma de Diseo 125
Grfico N 4.3 .Encadenamiento Progresivo 130
Grfico N 4.4. Encadenamiento Progresivo 130
Grfico N 4.5 MCC 132
Grfico N 4.6 Visor de Conocimientos 132
Grfico N 4.7 Simulacin de ndices 135
Grfico N 4.8 Simulacin de Confiabilidad 143
Grfico N 4.9 Curvas Caractersticas 144
Grfico N 4.10 Pasos a seguir a el Test de Kolmogorov-Smirnov KS) 151
Grfico N 4.11 Simulacin Mantenibilidad 154
Grfico N 4.12 Simulacin Disponibilidad 156
Grfico N 4.13 Caractersticas de los Modos de Fallas 157
Grfico N 4.14 Tiempo Fuera de Servicios x Nmero de Fallas 157
Grfico N 4.15 Simulacin de Riesgo
y ACRB 158
Grfico N 4.16 Riesgo e Indisponibilidad 160
Grfico N 4.17 Caracterizacin de los Modos de Falla por Riesgo e Indisponibilidad 160
Grfico N 4.18. Intervalo ptimo de Mantenimiento 162
Grfico N 4.19 Simulacin de ACRB 162
Grfico N 4.20 Simulacin de A.R.I.E.S de Tiempo Optimo de Reparacin 163
Grfico N 4.21 Algoritmo de Toma de Decisin 166
Grfico N 4.22 165
Grfico N 5.1 Simulacin de ndices 168
Grfico N 5.2 Simulacin de Resultado Preliminares 173
Grfico N 5.3 Tendencia segn el parmetro U de Laplace 174
Grfico N 5.4 Simulacin de Confiabilidad 176
Grfico N 5.5 Pasos a seguir en el test de Kolmogorov-Smimov l
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Grfico N 5 6 Curvas Caractersticas 182
Grfico N 5 7 Simulacin de la Mantenibilidad 183
Grfico N 5 8 Simulacin de la Disponibilidad 185
Grfico N 5 9 Jerarquizacin de Modos de Fallas segn TPFS 192
Grfico N 5 1 Simulacin de Riesgo 194
Grfico N 5 11 Mode1aje de ACRB 196
Grfico N 5 12 Representacin Grafica del de la Funcin 199
Grfico N 5 13 Algoritmo de Toma de Decisin 2 3
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LISTADO DE TABLAS
Tabla N 2 1 Primeros Sistemas Expertos
Sus Aplicaciones 52
Tabla N 2 2 Diferencias entre un experto
un no experto humano 56
Tabla N 2 3 Diferencias entre un Sistema Experto y un Programa Tradicional 57
Tabla N 2 4 Diferencias entre un Sistema Experto un Experto Humano 57
Tabla N 2 5 Tabla Comparativa entre un Sistema Clsico un Sistema Experto 59
Tabla N 4 1 Nivel de Significanca 152
Tabla N 5 1
ata
Histrica Sistema de Bombeo Carenero 169
Tabla N 5 2: Resultados Especficos : 174
Tabla N 5 3 Tabla de Nivel de Significancia 179
Tabla N 5 4 Tabla de Resultado de Ajuste de Curva 179
Tabla N 5 5 Confiabilidad en los meses de Invierno 181
Tabla N 5 6 Ajuste de
urva
para la Mantenibilidad 183
Tabla N 5 7 Disponibilidad 186
Tabla N 5 8Tiempo de Operacin 186
Tabla N 5 9 Detalle de los Modos de fallas segn el nmero de ocurrencia 187
Tabla N 5 1 Caracterizacin de los Modos de Falla por ocurrencia Tiempo Promedio
Fuera de Servicio 189
Tabla N 5 11 Riesgo e Indisponibilidad 195
Tabla N 5 12 Tablas de Resultados 198
Tabla N 5 13 Tabla de Resumen de Resultados 199
Tabla N 5 14 Tabla de Resultado 2
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INTRO U IN
A travs de los aos la globalizacin ha llevado a grandes cambios estructurales en
sistema de gerencia del mundo empresarial y uno de los mecanismos para efectuar
notables transformaciones fue el enfoque de la confiabilidad dentro del sistema Cada da se
hace ms exigente los niveles de produccin calidad demanda seguridad ambiente y
mantenimiento; induciendo de esta forma la competencia en la economa global y
manteniendo a las empresas bajo una intensiva presin Es por ello que la industria debe ir
sobre la marcha de estos desarrollos
En el mbito mundial se ha observado que muchas compaas han aplicado nuevas
tcnicas y estrategias en la bsqueda de una cultura de confiabilidad mejorando de esta
forma sus gestiones Bsicamente todas las compaas estn centrando sus esfuerzos sobre
la manera de dirigir sus prcticas de mantenimiento Especficamente se preguntan Qu
podemos hacer para disminuir los costos de mantenimiento? Cmo podemos aumentar los
tiempos entre fallas? Cmo garantizar seguridad calidad productividad? estas
interrogantes son aquellas que aumentan el grado de incertidumbre a la hora de tomar
decisiones en polticas de mantenimiento
En Venezuela ya cormenzan a aplicarse tcnicas de confiabilidad como una
alternativa para el mejoramiento de las gestiones empresariales y toma de decisiones Sin
embargo an la cultura de confiabilidad dentro del mbito empresarial venezolano no se ha
desarrollado en forma plena
Especficamente en PDVSA ya se han comenzado a aplicar herramientas tcnicas
de confiabilidad y los resultados han sido satisfactorios
Por todo lo expuesto anteriormente surge la iniciativa del presente trabajo el cual
consiste el desarrollo de un Modelo para optimizar el proceso de Gestin de Confiabilidad
Operacional
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El nuevo enfoque que presenta este trabajo sobre estrategias para ejecutar una
gestin de Confiabilidad Operacional, permite el uso simultneo de las distintas
metodologas dentro del mismo mbito y donde la informacin extrada de cada una de
ellas sirve como insumo a las dems; adicionalmente permite evaluar la gestin tcnica de
confiabilidad a travs de ndices bsicos.
Estas metodologas han sido normalmente aplicadas de forma independiente entre
s; de tal manera que constituye un hecho innovador la aplicacin de ese bloque de
metodologas en un solo sistema; lo cual se presenta en este trabajo de investigacin y esto
se logra a travs de la integracin de varias filosofas, que en este caso son: Los Sistemas
Expertos SE), el Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad MCC) y el Mantenimiento
Productivo Total. MPT)
Se propone una herramienta computacional llamada Sistema de Evaluacin
Integral de Activos Basado en Confiabilidad A.R.LE.S) , que surge como respuesta para
transformar las practicas actuales de mantenimiento en una ventaja competitiva sustentable,
para lograr articular correctamente los procesos crticos de la organizacin a travs del
proceso de sinergia entre el analista y el activo.
El trabajo se inicia con el planteamiento del problema Captulo 1), donde se
describen los objetivos a alcanzar, alcance, justificacin y delimitaciones, luego se
presentan un conjunto de nociones preliminares que permiten visualizar de una manera
holstica el concepto de Gestin de Activos y la influencia que posee una Gestin de
Confiabilidad Operacional dentro del mismo.
Una vez descrito el mbito que envuelve el concepto de confiabilidad, se presentan
bases tericas del modelo propuesto de confiabilidad operacional, Sistemas Expertos y
Mantenimiento Productivo Total Captulo II), donde se detallan de manera prctica y
sucinta las diferentes fases del proceso de implementacin de estas metodologas de manera
independiente.
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Posteriormente se describen las diversas herramientas metodolgicas del proyecto
de investigacin, que se enmarcan dentro de la modalidad de Proyecto Factible Captulo
III), con la finalidad de dar una visin ms detallada de los pasos a seguir para es tipo de
trabajo especial de grado.
Seguidamente se presenta la integracin de las metodologas de mantenimiento, a
travs de la analoga con el proceso biolgico que se lleva a cabo en un rbol; lo que en este
caso, pudiera llamarse Proceso de El rbol de Desarrollo y una breve explicacin sobre
la teora y las bases matemticas utilizadas en la determinacin de los ndices bsicos de
evaluacin Captulo IV), permitiendo de esta forma visualizar los principios que sustentan
todas las herramientas usadas en el diseo del programa para el clculo de estos ndices.
Finalmente en funcin de la aplicacin de A.R.LE.S, fue tomado con ejemplo, el
SISTEMA DE BOMBEO PRINCIPAL EN LA PLANTA DE DISTRIBUCIN EN
CARENERO, ubicado en Guatire Estado Miranda. Captulo V), en el cual se dan los
detalles para el uso eficiente del mismo.
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CAPTULOI
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema
Una proporcin muy grande de productos de consumo, para la industria y en
especial para el negocio petrolero, que se fabrican en la actualidad tiene tal complejidad
que sus usuarios no comprenden generalmente como funcionan ni como se reparan.
Tambin es verdad que las consecuencias de los fallos de muchos productos modernos
pueden ser muy graves. Afortunadamente, a medida que se han desarrollado productos
complejos, tambin se han desarrollado mtodos para evaluar la fiabilidad de los mismos y
para conseguir su mejora. De tal manera el objetivo de este trabajo especial de grado es
introducir los mtodos principales de anlisis de fiabilidad que existen en la actualidad, en
la filosofa de la Inteligencia Artificial lA , especficamente en los Sistemas Expertos SE
En los ltimos aos, Petrleos de Venezuela S.A. P.D.V.S.A. ha canalizado sus
recursos y esfuerzos al mejoramiento e innovacin de su poltica de mantenimiento, con el
objetivo de optimizar los estndares de calidad, seguridad personal, proteccin del medio
ambiente y servicio al cliente entre otros, lo que genera un incremento significativo en la
produccin y a su vez consolida an ms la imagen de ser la corporacin energtica de
referencia mundial por excelencia.
En consecuencia el negocio petrolero se centra en la prediccin de la confiabilidad
de sus activos, que es tambin crucial desde el punto de vista econmico. La confiabilidad
de un producto determina la productividad operativa del mismo, as como los gastos de
reparacin y mantenimiento. Puede asimismo determinar el intervalo en que se distribuyen
los costos operativos, y en
que se obtienen ingresos o servicios.
Lo que implica la implantacin de metodologas y herramientas que potencien la
obtencin de resultados rpidos, ptimos y duraderos. Dentro de estas nuevas tcnicas, la
metodologa de gestin del mantenimiento denominada: Mantenimiento Centrado en
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Confiabilidad MCC), constituye actualmente, una de las principales y ms efectivas
herramientas para mejorar el mantenimiento en las organizaciones1.
2 Objetivos
2 Objetivo General
Demostrar que la herramienta computacional Sistema de Evaluacin Integral de
Activos Basado en Confiabilidad ASSET RELIABILITY INTEGRAL EVALUATION
SYSTEMS A.R.I.E.S) es lo suficientemente robusta para que sea capaz de determinar el
costo-riesgo beneficio en los activos de la industria en cuanto a la confiabilidad, basndose
en el estudio probabilstico y en el historial de falla; mediante la generacin de la base de
datos confiable y segura; para el desarrollo de las labores de mantenimiento a travs del
clculo de ndices de confiabilidad, mantenibilidad, disponibilidad, riesgo y el anlisis del
costo-riesgo beneficio de los activos involucrados. Dando como resultado que el usuario
tenga las posibilidades de tomar la decisin mas adecuada a la hora de aplicar algn tipo de
plan de mantenimiento considerando sus implicaciones.
2 2 Objetivos Especficos
Disear e implementar el software Sistema de Evaluacin Integral de Activos
Basado en Confiabilidad , para la evaluacin de los ndices de confiabilidad,
mantenibilidad, disponibilidad, riesgo y el anlisis del costo-riesgo beneficio; para
el Equipo de Ingeniera de Confiabilidad de INTEVEP, mediante la incorporacin
de datos reales, aportados por los centros de refinacin de la corporacin
Extraer e incorporar informacin los centros de refinacin de la corporacin; para la
evaluacin de activos de dichas plantas.
Utilizar la Base de Datos ya existentes para la implementacin o validacin y
correccin de las respuestas del programa en la evaluacin de activos, donde esta
MOUBRAY, Jhon,
Reliability enter aintenance
RCM)
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18/61
evaluacin respectiva est en funcin de las respuestas dadas para la solucin de
situaciones en mantenimiento.
Establecer el mecanismo de la continua actualizacin de los conocimientos, en base
a la experiencia profesional de personal altamente calificado; mediante la insercin
de nuevas respuestas o propuestas de solucin a situaciones de fallas de equipos
para mantenimiento; lo cual generara el sistema experto propiamente dicho.
3ustific cin
En los ltimos aos, la gestin mantenimiento dentro de la industria petrolera, ha
experimentado una serie de transformaciones a nivel: tecnolgico, organizacional,
econmico, humano. Estos cambios, que son consecuencia de la productividad
competitividad misma del negocio petrolero, traen consigo una serie de desafos; los cuales
deben ser afrontados de forma rpida.
En funcin de lo expuesto, INTEVEP, especficamente el equipo de Ingeniera de
Confiabilidad, se ha concentrado en desarrollar una herramienta computacional basada en
la filosofas del Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad MCC los Sistema
Expertos, para la evaluacin integral de activos basado en la Confiabilidad. Este desarrollo
pretende en principio adaptarse a cualquier contexto operacional de la corporacin, dando
como valor agregado optimizacin de los programas de mantenimiento existentes,
y
en
definitiva generar lo que se denomina un Sistema Experto SE , como prototipo para las
reas de negocios de refinacin; de esta manera se mejora la seleccin, anlisis,
actualizacin de activos con que cuenta esta rea, dando como consecuencia la creacin de
valores reales de los costos asociados al mantenimiento en esta rea operacional, en sus
diferentes etapas de funcionamiento Periodo de Arranque, Operacin Normal Desgaste
La Confiabilidad se puede definir como la capacidad de un activo de realizar su
funcin de la manera prevista. De otra forma, la confiabilidad se puede definir tambin
como la probabilidad en que un activo realizar su funcin prevista sin incidentes por un
perodo de tiempo especificado bajo condiciones indicadas. En este contexto, La
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ejecucin de un anlisis de la confiabilidad en un activo o un sistema debe incluir muchos
tipos de exmenes para determinar cuan confiable es el activo o sistema que pretende
analizarse; una vez realizados los anlisis es posible prever los efectos de los cambios y de
las correcciones del diseo para mejorar la confiabilidad del activo
Los diversos estudios del activo se relacionan vinculan y examinan conjuntamente
para poder determinar la confiabilidad del mismo bajo todas las perspectivas posibles
determinando posibles problemas y poder sugerir correcciones cambios y/o mejoras en
activos o elementos
El es un proceso desarrollado con la finalidad de ayudar a las personas a
determinar las polticas para mejorar las funciones de los activos fsicos y manejar las
consecuencias de sus fallas Tuvo su origen en la Industria Aeronutica
El pone tanto nfasis en las consecuencias de las fallas como en las
caractersticas tcnicas de las mismas mediante:
Integracin de una revisin de las fallas operacionales con la evaluacin de aspecto
de seguridad y amenazas al medio ambiente esto hace que la seguridad y el medio
ambiente sean tenidos en cuenta a la hora de tomar decisiones en materia de
mantenimiento
Manteniendo mucha atencin en las tareas del Mantenimiento que ms incidencia
tienen en el funcionamiento y desempeo de las instalaciones garantizando que la
inversin en mantenimiento se utilice donde ms beneficio va a reportar
El objetivo principal de est en reducir el costo de mantenimiento para
enfocarse en las funciones ms importantes de los sistemas y evitando o quitando acciones
de mantenimiento que no son estrictamente necesarias
En conclusin puede afirmarse que el xito del
a nivel mundial se ha debido
principalmente a que esta filosofa permite establecer los requerimientos necesarios de
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mantenimiento de los distintos equipos en su contexto operacional, tomando
en
cuenta
bsicamente, el posible impacto que pueden provocar las fallas de estos equipos en el
medio ambiente, la seguridad humana
y
las operaciones. Aspectos que en el presente, son
considerados de vital importancia dentro de cualquier proceso productivo.
Partiendo de la base de que el mantenimiento es el Conjunto de acciones oportunas,
continuas y permanentes dirigidas a prever y asegurar el funcionamiento normal, la
eficiencia y la buena apariencia de sistemas, edificios, equipos y accesorios. Alcal, 1998 .
Alcal, Adolfo 1998 . Introduccin al Mantenimiento. Texto Ilustrado. Caracas,
Venezuela: con el desarrollo de esta metodologa, se espera obtener opt imizacin en los
planes de mantenimiento que genera la conservacin de los equipos en buenas condiciones
operacionales; a fin de garantizar que las unidades de produccin cumplan la funcin para
la cual fueron concebidas, sin descuidar bajo ningn concepto la calidad de los activos,
seguridad, impacto al medio ambiente
y
servicio al cliente.
La aplicacin del reportar Ventajas que pueden resumirse en::
Permite realizar el seguimiento de su equipo, monitorear los costos de
mantenimiento con seguridad y confiabilidad, as como controlar su inventario de
manera prctica, automtica y sencilla, sin necesidad de contar con un especialista
en el sistema o gastos altos de capacitacin; lo cual se traduce en reduccin de la
cantidad de mantenimiento rutinario; adems de que la carga de trabajo programada
para mantenimiento ser mucho menor que si el sistema se hubiera desarrollado por
mtodos convencionales.
El lenguaje tcnico del es comn, sencillo y fcil de entender para todos los
empleados vinculados al proceso de mantenimiento, permitiendo al personal
involucrado en las tareas saber qu pueden
y
qu no pueden esperar de sta
aplicacin y quien debe hacer qu, para conseguirlo.
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Por otra parte, este software va dirigido a disminuir la incertidumbre que se crea a la
hora de tomar alguna decisin en cuanto al momento ms idneo de aplicar algn tipo plan
de mantenimiento y sus implicaciones operacionales.
4 Alcance
Este trabajo especial de grado en Ingeniera en Mantenimiento, enfoca su atencin
en desarrollar una herramienta computacional lo suficientemente robusta que sea capaz de
determinar el costo-riesgo beneficio en los activos de la industria en cuanto a la
confiabilidad, basndose en el estudio probabilstico y en el historial de falla, dando como
resultado que el usuario tenga las posibilidades de tomar la decisin mas adecuada a la hora
de aplicar algn tipo de plan de mantenimiento considerando sus implicaciqnes, con esta
herramienta se pretende estudiar y evaluar el impacto del riesgo operacional y/o ambiental
del activo en estudio, haciendo nfasis en costos. En principio se cuenta con bases de datos
reales que permitan la implementacin del software de los centros de refinacin de la
corporacin
5 Delimitacin
El proyecto se llev de los centros de refinacin de la corporacin
El proyecto se centr en implementar el Sistema de Evaluacin Integral de Activos
Basado en Confiabilidad, dentro de un tiempo no mayor de 06 seis meses; con el fin de
definir las repuestas de esta metodologa, en el contexto operacional, durante tiempo de
aplicacin del mismo.
6 Limitaciones
La dificultad de mayor relevancia para la realizacin del presente proyecto fue la
obtencin de la informacin referente a los detalles de las reparaciones de los equipos
estudiados, los reportes de costos por actividades de mantenimiento realizadas y los costos
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por imp cto oper cion l que se producen cu ndo un equipo o sistem de estudio present
lgn modo de f ll
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CAPTULO
MARCO
T RI O
2.1 Bases Tericas
A pesar de que un sistema sea funcionable al comienzo de su vida operativa, todo
usuario es completamente consciente de que, independientemente de la perfeccin del
diseo de un sistema, de la tecnologa de su produccin o de los materiales usados en su
fabricacin, a lo largo de su operacin se producirn ciertos cambios irreversibles. Estos
cambios son resultado de procesos tales como corrosin, abrasin, acumulacin de
deformaciones, distorsin, sobrecalentamientos, fatiga, difusin de un material en otro, etc.
A menudo estos procesos se superponen e interactan los unos con los otros y causan un
cambio en el sistema, con lo cual cambiarn sus caractersticas de actuacin. La desviacin
de esas caractersticas respecto a los valores especificados es lo que se considera como fallo
del sistema. Los fallos tambin pueden ser causados por sobrecargas bruscas, errores de los
operadores, reparaciones incorrectas, etc.
Por consiguiente, el fallo del sistema puede ser definido como un suceso cuya
realizacin provoca, o bien la prdida de capacidad para realizar las funciones requeridas, o
bien la prdida de capacidad para satisfacer los requisitos especificados.
Independientemente de las razones de su aparicin, un fallo causar la transicin del
sistema desde su estado satisfactorio a un nuevo estado insatisfactorio, conocido como
estado de fallo, lo que surge las actividades de mantenimiento diseadas por un experto o
grupos de expertos en el rea, para lograr mitigar el fallo ocurrido en el sistema. Por lo
tanto este trabajo especial de grado se fundamentara en bases las tericas necesarias para
disear, desarrollar e implementar un programa computacional novedoso que aglutine las
mejores practicas de mantenimiento. Por otra parte, en concordancia a lo establecido por la
corporacin PDVSA , el estudio se enfocara en la aplicacin de la metodologa de
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Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad MCC , con la introduccin de las filosofias
de los Sistemas Expertos SE .
Con esta motivacin, aqu se acometern una serie de estudios de las muchas bases
tericas en materia de MCC y SE, de las tcnicas analticas ms tiles para desarrollar y
disear el programa computacional A.R.I.E.S , y la revisin de los sistemas
computacionales existentes en el mercado.
Los temas se organizan en tres bloques principales.
Mantenimiento y MCC que incluyen una explicacin minuciosa de los modelos de
confiabilidad de sistemas y componentes. Al presentar este material se definen una
notacin extensa y mtodos analticos de apoyo.
Sistemas Expertos, se describen ampliamente su origen, evolucin histrica y las
diferentes tcnicas de construccin de los mismo
Mantenimiento Productivo Total MPT , origen, filosofia e implementacin
2.2.
volucin del antenimiento
La idea general del mantenimiento ha cambiando constantemente. Los cambios son
debidos a un aumento de mecanizacin, mayor complejidad de la maquinaria y equipos,
nuevas tcnicas de mantenimiento y un nuevo enfoque de la organizacin y de las
responsabilidades del mismo. Una direccin o divisin de mantenimiento eficiente y eficaz,
debe ser capaz de proporcionar, en forma segura y oportuna, un servicio de mantenimiento
adecuado a todas las dependencias de la organizacin.
Histricamente el mantenimiento ha evolucionado ver Grfico N 2.1 , a travs de
tres generaciones:
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2 2 1
rimer
Generacin
Esta generacin cubre el periodo hasta la Segunda Guerra Mundial en la cual la
industria no estaba muy mecanizada por lo que los periodos de paradas no importaban
mucho La maquinaria era sencilla y en la mayora de los casos diseada para un propsito
determinado esto hacia que fuera fiable y fcil de reparar Como resultado no se
necesitaban sistemas de mantenimiento complicados y la necesidad de personal calificado
era menor que ahora
2 2 2 Segunda Generacin
Durante la Segunda Guerra Mundial las cosas cambiaron drsticamente Los
tiempos de la guerra aumentaron la necesidad de activos de toda clase mientras que la mano
de obra industrial baj de forma considerable Esto llevo a la necesidad de un aumento de
mecanizacin lo cual trajo como consecuencia la construccin de maquinarias cada vez
ms complejas y la dependencia de la industria de las mismas
Al aumentar esta dependencia el tiempo improductivo de una mquina se hizo ms
patente Esto llevo a la idea de que los fallos de la maquinaria se podan y deban prevenir
que dio origen al nacimiento del mantenimiento preventivo adems se comenzaron a
implementar sistemas de control
planificacin del mantenimiento
2 2 3 Tercera Generacin
Desde mediados de los setenta el proceso de cambio en la industria ha cobrado
incluso velocidades ms altas Entre los cambios con mayor velocidad se encuentra el
crecimiento continuo de la mecanizacin; que significa que los periodos improductivos
tienen un efecto ms importante en la produccin costo total
y
servicio al cliente
Una automatizacin ms extensa significa que hay una relacin mas estrecha entre
la condicin de la maquinaria y la calidad del activo Al mismo tiempo se estn elevando
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La Primera eneracin
Repara en caso de avera.
continuamente los estndares de calidad. Esto crea mayores demandas en la funcin del
mantenimiento.
Otra caracterstica en el aumento de la mecanizacin es que cada vez ms son ms
serias las consecuencias de los fallos de una planta para la seguridad y el medio ambiente.
Al mismo tiempo los estndares en estos dos campos tambin estn mejorando en respuesta
a un mayor inters del personal gerente, los sindicatos y el gobierno. Tambin esto ejerce
influencia sobre el mantenimiento.
El costo del mantenimiento todava esta en aumento, en trminos absolutos y en
proporcin a los gastos totales. En algunas industrias, es ahora el segundo gasto operativo
de costo ms alto y en algunos casos incluso el primero. Como resultado de esto, en slo
treinta aos lo que antes no supona casi ningn gasto se ha convertido en la prioridad de
control de costo ms importante.
La Tercera eneracin
Mayor disponibilidad y
.... 1
La Segunda eneracin
fiabilidad.
Mayor disponibilidad de
Mayor seguridad.
la mquina.
Mejor calidad del activo.
Mayor duracin de los No deteriorar el medio
equipos. ambiente.
Costos ms bajos.
Mayor duracin de los
equipos.
Mayor contencin de los
costos. Y la mquina
1940 1950 1960 1970 1980 1990
Grfico N 2.1 Generaciones del Mantenimiento
Fuente: Moubray, 1997).
2000
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2.3 Funcin del Mantenimiento
En el contexto actual, la funcin del mantenimiento no se puede limitar slo a la
simple disminucin de las fallas a partir de acciones de mantenimiento seleccionadas en
funcin de un registro histrico de fallas, este concepto ya no tiene vigencia, por lo cual, el
rol del mantenimiento dentro de este nuevo contexto se puede describir de la siguiente
forma:
Preservar la funcin de los equipos aplicando estrategias efectivas de mantenimiento
desde elpunto de vista costo
/
beneficio que ayuden a minimizar los riesgos asociados a
las consecuencias que generan los distintos modos de fallas dentro del contexto
operacional.
2.4 Tipos de Mantenimiento
Segn las publicaciones de las empresas NTD Supply 1985 e IRD Mechanalisys
1994 , en la actualidad se distinguen cuatro 04 tipos de mantenimiento, los cuales se
describen a continuacin:
2.4.1 Mantenimiento Preventivo
Consiste en llevar a cabo una serie de tareas planificadas en intervalos de tiempo
determinados, para impedir o prevenir la aparicin de una falla funcional del equipo o
sistema, con el objetivo de garantizar que los mismos cumplan con las funciones requeridas
durante su ciclo de vida dentro del contexto operacional donde se encuentren, alargar sus
ciclos de vida y mejorar la eficiencia de los procesos.
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4 Mantenimiento Predictivo
La funcin del Mantenimiento Predictivo es la de eliminar o disminuir las paradas
imprevistas que ocasionan los modos de fallas cuando se manifiestan en un equipo o
sistema, a travs de la identificacin de seales tempranas de deterioro mediante el uso de
tecnologa que permite conocer el estado o comportamiento de un equipo en su contexto
operacional. Entre las diversas estrategias del Mantenimiento Predictivo se encuentran el
monitoreo de las vibraciones, imgenes de termografa infrarroja del lubricante, de la
acstica del equipo, en donde estas tcnicas contribuyen al diagnstico y la correccin.
4 3 Mantenimientor
activo
Tiene por objeto conservar el equipo o sistema en parmetros de operacin
eficientes, alargar sus ciclos de funcionamiento, obtener mejoras operacionales, disminuir
las acciones de mantenimiento correctivo; detectando y minimizando en lo posible la
aparicin de las fallas, a travs de tareas de mantenimiento predictivo y preventivo.
4 4 Mantenimiento Reactivo
Se basa en la ejecucin de una serie de actividades no programadas con
el
propsito
de restaurar la funcin de un activo una vez producido un paro imprevisto. Existen
desventajas en este tipo de mantenimiento, ya que generalmente los costos por impacto
total operacionales, seguridad, higiene y ambiente) son mayores que si se hubiera
inspeccionado y realizado las tareas de mantenimiento adecuadas que mitigaran o
eliminaran las fallas.
5 Confiabilidad
Segn la informacin suministrada por el Centro Internacional de Educacin y
Desarrollo CIED), PDVSA 1999), en su manual de Mantenimiento Centrado en
Confiabilidad, la confiabilidad se define como La probabilidad de que un dispositivo o
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sistema realice adecuadamente su funcin en un perodo determinado de tiempo, cuando
opera en el entorno para el que ha sido diseado .
Dicho en otras palabras, es el estudio de la longevidad y fallas de los dispositivos,
por esta razn el ndice de confiabilidad es conocido tambin como la probabilidad de
supervivencia de un equipo en un tiempo especificado. El ndice de confiabilidad se
representa por la letra R Reliability).
El tiempo que tarda en fallar un equipo o sistema, es decir, su vida , no se puede
determinar precisamente, por lo tanto es una variable aleatoria. Por ello, la confiabilidad se
debe cuantificar asignndole una funcin de probabilidad a la variable aleatoria del tiempo
de falla.
2.6 Tasa de Falla
La tasa de falla o frecuencia de ocurrencia de fallas representa un concepto esencial
en materia de confiabilidad, ya que la misma expresa la variacin en el tiempo de la
probabilidad de que un equipo, componente o sistema que haya funcionado durante un
perodo dado, falle en el instante siguiente. La tasa de fallas
/... t
es expresada generalmente
en fallas por unidad de tiempo, por ejemplo fallas/ao.
La funcin de la tasa de falla es particularmente interesante, ya que facilita escoger
las polticas de mantenimiento ms adecuadas para un equipo. Su representacin clsica en
funcin del tiempo es conocida con el nombre de Curva de la Baera , como se muestra
en el Grfico N 2.2., en donde se distinguen tres tramos tpicos de la vida de un equipo.
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--+------+----------+-------+ TIIDrl FO
fAL:l.i\5
JOR
DES G STE
Grfico N2.2 Curva de la Baera.
Fuente: Matalobos D., ngel. 1992 . Confiabilidad en Mantenimiento
Cualquier equipo durante su vida operativa, pasa por tres perodos muy bien
definidos y caracterizados cada uno de ellos en funcin a una determinada rata de fallas. A
continuacin se vern las principales caractersticas de cada uno de esos perodos:
2 6 Perodo de Arranque
Tambin denominado mortalidad infantil, ya que en este perodo el equipo presenta
una gran cantidad de fallas atpicas. Las caractersticas ms importantes de este perodo
son:
ndice de fallas decrecientes debido a la eliminacin sistemtica de las fallas.
La confiabilidad es baja aumenta con el tiempo.
Las causas ms frecuentes de las fallas son los defectos de diseos no corregidos,
errores en la fabricacin y montaje del equipo, defectos en los materiales utilizados,
componentes fuera de especificacin, entre otros.
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El comportamiento de los equipos estadsticamente hablando, no ha sido definido
matemticamente.
2.6.2 Perodo de Operacin Normal
Es conocido comnmente como vida til, y se inicia al finalizar el perodo de
arranque en donde la tasa de fallas comienza a comportarse de una manera constante,
durante este perodo se espera que el equipo cumpla con la mayora de sus funciones, la
ocurrencia de fallas es aleatoria y no depende del tiempo transcurrido desde la ltima falla.
As, si dos equipos han fallado uno ayer y otro hace cinco meses, la probabilidad que
ambos tienen de fallar maana es idntica. Las caractersticas sobresalientes de este perodo
son:
Cubre la mayor parte de la vida del equipo.
El ndice de fallas es constante.
Las fallas ocurren totalmente al azar y son imposibles de predecir.
Laprincipal causa de las fallas es la repentina acumulacin de esfuerzos por encima
de la resistencia de diseo de los componentes.
2.6.3 Perodo de Desgaste u Obsolescencia
Durante este perodo la tasa de fallas aumenta sostenidamente, debido a que los
elementos del equipo sufren un proceso de deterioro fisico a causa del uso, tal como
desgaste, corrosin, etc. En determinado momento los costos de mantenimiento y la
indisponibilidad del equipo sern tan elevados que el equipo deber sustituirse; como va
alterna pudiera implantarse una poltica de sustitucin de componentes que permita
aumentar el perodo de vida til.
Esta representacin de la tasa de falla Grfico N 2.2 , con algunas variantes, es
vlida para la mayora de los componentes de un sistema. Las fallas iniciales pueden
eliminarse mediante pruebas previas a la operacin, mientras que una poltica adecuada de
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reemplazos permite reducir las fallas producidas al final de la vida til. Es importante
acotar que mayora de las evaluaciones de confiabilidad, entonces, se refieren al perodo en
que prevalecen las fallas aleatorias .
2.7 onfiabilidad peracional
No es ms que la capacidad de una instalacin o sistema integrados por procesos,
tecnologa y gente , para cumplir su funcin dentro de sus limites de diseo y bajo un
contexto operacional especfico.
Es importante destacar que en un programa de optimizacin de Confiabilidad
Operacional, es necesario el anlisis de cuatro factores habilitadores: confabilidad humana,
confiabilidad en los procesos, mantenibilidad de los equipos y la confiabilidad de los
equipos.
La variacin en conjunto o individual de cualquiera de los cuatro parmetros
presentados en la Grfico N 2.3, afectar el comportamiento global de la confiabilidad
operacional de un determinado sistema.
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Grfico N 2.3 Confiabilidad Operacional
Fuente: INTEVEP, 2001 .
8 Distribuciones Utilizadas en Confiabilidad
Los criterios de confiabilidad definen cuantitativamente los niveles aceptables de
fallas, histricamente existen dos criterios que son el determinstico el probabilstico. Los
criterios determinsticos son basados en el examen de un nmero de situaciones restrictivas
escogidas de acuerdo al planificador a la experiencia del operador; tomando en cuenta la
incertidumbre de las cargas la disponibilidad de los componentes del sistema. Los
criterios probabilsticos reconocen la naturaleza aleatoria de las fallas de los componentes,
por realizar una prediccin matemtica del comportamiento de las mismas. A continuacin
se especifican algunas de las distribuciones probabilsticas utilizadas en el estudio de
confiabilidad.
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2 8 Distribucin Exponencial
Es la distribucin frecuentemente utilizada en anlisis de confiabilidad, esto se
puede atribuir principalmente a su simplicidad y al hecho de que muestra un modelo de tasa
de falla simple y constante. En el contexto de la curva de la baera esta distribucin puede
representar bien las fallas de algunos equipos durante su vida til. Se comportan de acuerdo
con esta distribucin comnmente los equipos elctricos y electrnicos en general, y los
sistemas complejos cuyos componentes estn sometidos a una contina sustitucin de
partes.
A continuacin se describe como se emplea la distribucin exponencial en la
modelacin de confiabilidad de equipos, sistemas o procesos en general.
f t
= k l Ecuacin. N
o
1
F t =
e l Ecuacin. N
o
2
R t =e l Ecuacin. N o 3
A t
=
A Ecuacin. N
o
4
La caracterstica de poseer una tasa de fallas constante en funcin del tiempo, puede
ser deseable como indeseable para el modelo, la problemtica gira en torno a la propiedad
asociada a la ausencia de memoria y al hecho asociado de que la probabilidad de
supervivencia es independiente de la edad.
Una interpretacin de estos resultados es que un dispositivo usado tiene la misma
confiabilidad que uno nuevo, y la misma confiabilidad que otro que haya sido utilizado
durante un perodo ms largo, lo que es contrario a la intuicin. Una ltima observacin
relativa al modelo exponencial es el hecho de que la distribucin de vida de un sistema
serie que consta de componentes independientes, cada uno de los cuales tiene una
distribucin de vida exponencial, es exponencial, lo cual implica que la funcin de tasa de
fallas para el sistema serie se calcula como la suma de las de los componentes.
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8 Distribucin Weibull
La distribucin Weibull tiene un amplio rango de aplicaciones en anlisis de
confiabilidad, esta distribucin cubre una gran variedad de formas, debido a la flexibilidad
que tiene en
el
perodo de vida para mostrar tasas de riesgo; todas las tres regiones de la
curva de la baera pueden ser representadas por esta distribucin.
Es posible demostrar que la distribucin de Weibull es apropiada para un sistema o
un componente complejo compuesto de un nmero de componentes o partes, cuyas fallas
sean controladas por el defecto ms severo de sus componentes o de sus partes. La
distribucin esta dada por:
t P- l
f t
=
e a parat a f
O
a
P
Ecuacin. N o 5
A t =
~ J ~ r - l para
-
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,l t
=P t -0) - ,para OO t co y a,p > O
a a
Ecuacin. N o 7
p
[f er]
f t = ~ t : B
e
a
.para r z
................................................ Ecuacin. N
O
8
c er
R t) = e Ecuacin. N
o
9
2.8.3 istribucin Normal
Es una distribucin bsica de estadstica. Esta distribucin es un modelo apropiado
para muchos fenmenos fsicos, ya que describe bien el envejecimiento de equipos, y se
sustenta en valores de la variable aleatoria en el rango de
-00 ,
00 . La funcin de densidad
esta definida como:
[ 1-)1) ]
f t)
=
- e
2a
a 2IT Ecuacin. N 010
Los parmetros que corresponden a los momentos de la distribucin, es decir,
t
que es la media de la distribucin y i es la varianza. Donde
t
representa
el
tiempo para
fallar MTTF y
o
representa la desviacin estndar del tiempo de falla. La tasa instantnea
de falla ser siempre una funcin incremental. La distribucin normal es un modelo
razonable para representar la falla de componentes.
2.8.4
istribucin Log Normal
La distribucin lognormal tiene muchos usos en el anlisis de confiabilidad, en
esencia las aplicaciones especificas de esta incluyen fallas atribuidas a las actividades de
mantenimiento, tambin puede ser aplicada a la distribucin de vida de algunos tipos de
transistores o elementos elctricos y electrnicos. La funcin de densidad esta representada
por:
-
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[ ~ l n t-ji ]
J t
2
tJt-,J2I1
Ecuacin.
N
La tasa de falla o tasa de riesgo para una distribucin lognormal se incrementa
inicialmente a travs del tiempo y luego decrece. La tasa de incremento y decremento
depende de los valores de los parmetros
y o.
Finalmente se observa que existen muchos tipos de dispositivos y muchas
funciones probabilsticas. Algunas personas distinguen entre sistemas mecnicos o
estructurales y elctricos o electrnicos mientras que otras definen las clases de equipos
minuciosamente pero todo depender del comportamiento de vida del equipo en s.
2.9
todos est dsticos de estim cin de confi bilid d
Dada la dependencia de la confiabilidad de los sistemas de la de sus componentes
los mtodos estadsticos se centran en la estimacin utilizando los datos obtenidos durante
las pruebas de vida de estos. Como las pruebas a menudo utilizan la aceleracin de la edad.
Sin tener en cuenta si ste es o no el caso los datos de los fallos se obtiene operando una
muestra de copias idnticas de un dispositivo y observando los tiempos en que ocurren los
fallos.
Las pruebas pueden continuar hasta que todos los elementos de la muestra hayan
fallado o bien se pueden interrumpir en cuyos casos se diran que el conjunto de datos
obtenidos ha sido censurado. En principio se da por hecho que las pruebas hechas en este
experimento no se han censurado. Los tiempos de fallos observados se convierten en el
conjunto de datos al que se aplican los mtodos estadsticos para obtener estimaciones de
confiabilidad.
Hay muchos mtodos estadsticos que se pueden utilizar para calcular estimaciones.
De hecho se continan desarrollando nuevos mtodos. Los mtodos utilices existentes se
pueden clasificar en no paramtricos y paramtricos. Los mtodos ms extendidos son los
-
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paramtricos y las estimaciones que se obtienen apoyan unos anlisis posteriores mas
detallados.
En este trabajo especial de grado, se centra en los mtodos de estimaciones
paramtrico analticos mas utilizados para este tipo de experimento, que en este caso son:
Regresin Lineal.
Mxima Verosimilitud.
2 1 Cuantificacin del Riesgo
El riesgo se define como la prdida potencial asociada a un evento, con una
probabilidad no despreciable de ocurrir en el futuro, de forma tal que al suscitarse
ocasionar prdidas. Por lo tanto, el riesgo debe ser controlado para lograr controlar las
prdidas.
Cuando se manifiestan incertidumbres, se esta en presencia de riesgos, por lo que al
disminuir los riesgos estaremos disminuyendo las incertidumbres. Ambos son variables que
se puede manejar en el campo de la ingeniera y que permite tener la oportunidad de
aumentar la confiabilidad la disponibilidad.
El riesgo es una variable cuantificable Grfico N 2.4 , que se puede expresar en
funcin de dos parmetros que son la frecuencia de falla
la consecuencia. La frecuencia
de falla es la rata con que ocurre un evento que generan prdidas en un lapso de tiempo
determinado. Por su parte, las consecuencias son las prdidas, en valor monetario,
generadas por la ocurrencia de un evento.
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Estadsticas
genricas de
falla
roceso de
Deterioro
spectos a
considerar
diseo
gerencia
inspeccin
man enimiento
Condiciones de
Operacin
Sistemas
de
Deteccin
Aislamiento y
Mitigacin
Costosunitarios
porefectos
sobre
personal
ambiente
equipos
operaciones
Grfico N 2.4 Inspeccin Basada en Riesgo.
Fuente: INTEVEP. 2000 .
2 1 1 Cuantificacin del Riesgo
Matemticamente hablando, el riesgo es la multiplicacin de la probabilidad de falla
por sus consecuencias, la ecuacin general del riego es la siguiente:
Riesgo
=
Frecuencia de falla
x
Consecuencia
Basados en la ecuacin anteriormente expuesta, se observa que el nivel de riesgo
puede ser modificado, bien sea disminuyendo la frecuencia de ocurrencia del evento,
disminuyendo las consecuencias o ambos.
2 11 Anlisis de la Planta
El anlisis de la planta se lleva a cabo a travs de una jerarquizacin, que constituye
un proceso aplicable a cualquier sistema productivo donde se agrupan los elementos
operacionales principales, se dividen en secciones que pueden ser manejadas de una
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manera sencilla controlada y verificable con la finalidad de obtener una estratificacin
conveniente para facilitar el anlisis de fallas
Analizando las definiciones dadas por la empresa The Woodhouse Partnership LT
en sus publicaciones la jerarquizacin en el anlisis de una planta agrupa a los siguientes
niveles que a continuacin se describen:
Complejo: Donde se realizan gran cantidad de funciones que permiten elaborar
activos por ejemplo un complejo refinador
Plantas: Se trata de unidades de produccin
Sistema: Est compuesto por una serie de elementos principales dentro de las
unidades de proceso; estn definidos por sus atributos relacionados entre por
vnculos para formar un conjunto lograr determinados objetivos dentro de un
contexto operacional
Subsistemas: Es una agrupacin de equipos que realizan una etapa del proceso que
est siendo ejecutado en
el
sistema
Equipos: Es otra subdivisin de un sistema que se refiere a los elementos fisicos
que permiten el funcionamiento de los sistemas; por ejemplo una bomba un motor
una turbina un condensador etc
Componentes: Son elementos de menor nivel dentro de cada equipo por ejemplo
los cojinetes los acoples alabes etc
2 2 Registro de la Planta
El registro de una planta es un sistema lgico de numeracin que proporciona una
breve informacin sobre todos aquellos elementos que componen la unidad de proceso en
estudio consiste en elaborar un listado codificacin de toda la planta sus equipos
facilitando la identificacin y seguimiento de los mismos para llevar a cabo la
programacin ejecucin del mantenimiento
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2.13 Diagrama Entrada-Proceso-Salida E-P-S
Es una herramienta que facilita la visualizacin del sistema, para su posterior
anlisis. En el se especifican las funciones de la unidad en estudio, sus condiciones y
estndares de operacin, tanto de entrada como de salida del proceso. Tiene la misma
configuracin para cualquier sistema o elemento de equipo: uno o muchos insumos son
procesados para generar uno o varios activos Grfico N 2.5 . A continuacin se describen
los componentes que conforman el Diagrama EPS:
Carga: Materia prima a transformar.
Servicios: Como agua de enfriamiento, aire de instrumentos, electricidad, yotros.
Controles: Entradas que permiten el control del sistema, como arranque-parada, Por
lo general, no necesitan ser registrados como una funcin aparte, dado que sus fallas
se reflejarn en la prdida de una salida.
Proceso: Descripcin simple de la accin a realizarpor el sistema.
Activos Primarios: Principales activos del sistema.
Activos Secundarios: Derivados aprovechables resultantes del proceso principal.
Por lo general pueden ser procesados en otra instancia.
Activos Residuales: Tambin se genera este tipo de activos, de los cuales habr que
deshacerse.
Servicios Externos: En algunos casos se deben generar servicios destinados a otra
parte del proceso o a otro subsistema.
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ENTRADA
PROCESO
SALIDA
Carga
Servicios
Controles
Productos
Primarios
Productos
Secundarios
PROCESO
Productos
Residuales
Servicios
Externos
Grfico N 2.5 Diagrama E-P-S
Fuente: PDVSA-CIED Universidad Corporativa, 1999.
2 4 Diagrama Funcional
Es elaborado como un diagrama de flujo que vincula los diferentes procesos que
realiza el sistema objeto de estudio. Esta herramienta reduce la funcin global del sistema a
sus procesos ms sencillos
y
directos, permitiendo as la ejecucin del Anlisis de Modos
y
Efectos de Falla.
2 5 Anlisis de Criticidad
El anlisis de criticidad es una herramienta que permite identificar y jerarquizar por
su importancia los elementos de una instalacin sobre los cuales vale la pena dirigir
recursos humanos, econmicos y tecnolgicos . En otras palabras, el anlisis de criticidad
ayuda a determinar eventos potenciales indeseados, en el contexto de la confiabilidad
operacional, entendindose confiabilidad operacional como: la capacidad de una instalacin
procesos, tecnologa, gente , para cumplir su funcin o el propsito que se espera de ella,
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dentro de sus lmites de diseo y bajo un contexto operacional especfico en un tiempo
determinado.
El trmino crtico y la definicin de criticidad pueden tener diferentes
interpretaciones y van a depender del objetivo que s esta tratando de jerarquizar. Desde
esta ptica existen una gran diversidad de herramientas de criticidad, segn las
oportunidades y las necesidades de la organizacin:
Flexibilidad operacional disponibilidad de funcin alterna o de respaldo)
Efecto en la continuidad operacional/capacidad de produccin
Efecto en la calidad del activo
Efecto en la seguridad, ambiente e higiene
Costos de paradas y del mantenimiento
Frecuencia de fallas / confiabilidad
Condiciones de operacin temperatura, presin, fluido, caudal, velocidad)
Flexibilidad / accesibilidad para inspeccin
mantenimiento
Requerimientos / disponibilidad de recursos para inspeccin y mantenimiento
Disponibilidad de repuestos
2 5 Modelo de Criticidad de Factores Ponderados Basado en el Concepto del
Riesgo
El modelo seleccionado para esta aplicacin fue el de factores ponderados basado en
la teora del riesgo. Este mtodo fue desarrollado por un grupo de consultora inglesa
denominado: The Woodhouse Partnership Limited [Woodhouse Jhon. Criticality Analysis
Revisited , The Woodhouse Partnership Limited, Newbury, England 1994].
Este es un mtodo bastante sencillo y prctico, soportado en el concepto del riesgo:
frecuencia de fallas x consecuencias.
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A continuacin se presenta de forma detallada la expresin utilizada para
jerarquizar sistemas:
Criticidad total
Frecuencia x Consecuencias de fallas Ecuacin. N 12)
Frecuencia =Rango de fallas en un tiempo determinado fallas/ao)
Consecuencias = Impacto Operacional x Tiempo Promedio Fuera de Servicio TPFS))
Costos De Mtto. Impacto Seguridad, Ambiente, Higiene) ,Bs) Ecuacin. N 13)
Los factores ponderados de cada uno de los criterios a ser evaluados por la
expresin del riesgo se presentan.a continuacin:
Para obtener el nivel de criticidad de cada sistema, se toman los valores totales
individuales de cada uno de los factores principales: frecuencia y consecuencias y se
ubican en la matriz de criticidad - valor de frecuencia en
el eje Y, valor de consecuencias
en el eje X. La matriz de criticidad mostrada a continuacin permite jerarquizar los
sistemas en tres reas Grfico N 2.6):
rea de sistemas No Crticos NC)
rea de sistemas de Media Criticidad Me
rea de sistemas Crticos e
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4
3
3
2
w
::;
O
w
t
1
2 3 4
CONSECUENCIA
5
Grfico N 2.6. Matriz General de Criticidad
Fuente: INTEVEP, 2000 .
2 16 Anlisis de Modos
y
Efectos de Fallas
Es un proceso estructurado para el anlisis de: funciones, fallas funcionales, modos
de falla y efectos de falla. El proceso es conceptualmente simple y sistemtico en su
aplicacin. La ventaja de esta metodologa es la capacidad que aporta para considerar las
posibilidades de falla que no se han presentado en la prctica, para as poder establecer
medidas preventivas generar polticas efectivas que eviten o mitiguen las consecuencias
de las fallas.
El resultado del A.M.E.F es una lista de las posibles fallas que podran presentarse
en cada activo en su contexto operacional una descripcin de los efectos que estas
podran generar.
La informacin del A.M.E.F es registrada en una planilla, llamada Hoja de Registro
de Modos Efectos de Falla Grfico N 2.7 Yla misma consta de un encabezado cuatro
columnas principales que llevan por nombre: funcin, falla de la funcin, modos de fallas
efectos de falla.
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Sistema:
Subsistema:
Grfico N2.7 Hoja de Anlisis de Modo y Efecto de Falla AMEF
Fuente: EL Autor, 2002 .
2 6 Funciones
Los elementos que constituyen un determinado complejo o planta tienen una o
varias funciones dentro del contexto operacional con la finalidad de cumplir con los
requerimientos de produccin, calidad del activo, servicio al cliente, costo operacional,
seguridad y el medio ambiente. De acuerdo a esto, existen varios tipos de funciones que
sern explicadas a continuacin:
2 6 Funciones Primarias
Son los propsitos para lo cual est diseado un elemento determinado, y puede
estar definida mediante una descripcin de los activos primarios, secundarios y residuales .
En esta funcin se debe definir los estndares o especificaciones bajo las cuales debe
operarse y mantenerse el equipo.
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2 6 2 Funciones Secundarias
Son diversas funciones que realiza el elemento, adems de su funcin primaria.
Estas funciones pueden ser menos evidentes que las primarias, pero su fallo puede traer
graves consecuencias.
Es posible que un elemento tenga muchas funciones distintas. Las funciones
secundarias incluyen:
La Contencin: Todo dispositivo cuya funcin primaria sea el transporte de material
de cualquier tipo tambin tiene que contener los materiales. Se incluyen las bombas,
las tuberas, y los sistemas neumticos e hidrulicos.
Soporte: cumplen una funcin secundaria estructural.
Aspecto: Se incorpora como una funcin secundaria especfica. Por ejemplo la
funcin primaria de la pintura es proteger los equipos contra la corrosin, y su
funcin secundaria podra ser emplear un color brillante para mejorar su visibilidad
por razones de seguridad.
Higiene: Adems de la funcin primaria de un equipo, una funcin secundaria es la
de no contaminar el activo, y llevan a rigurosas y extensas rutinas de prevencin
limpieza y pruebas .
Calibradores: Representan un importante grupo de funciones secundarias, ya que
indican variables tales como presin, temperatura, velocidad, caudal y niveles de
fluido dentro de un porcentaje especfico de la situacin real.
2 6 3 Funciones de los dispositivos de seguridad
Son aquellas utilizadas para intentar eliminar o reducir las consecuencias de los fallos.
Los dispositivos de seguridad cumplen las siguientes funciones:
Llamar la atencin del operador cuando exista un estado anormal a travs de
alarmas visuales o alarmas audibles que reaccionan ante los efectos del fallo.
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Detener el equipo en caso de avera.
Eliminar o reducir las condiciones de anormales que siguen una avera, que a su vez
podran causar daos mucho ms graves.
Sustituir una funcin que ha fallado.
Prevenir que se presenten situaciones peligrosas desde el principio.
2.16.1.4 Funciones Superfluas:
Son funciones innecesariamente complejas que posee un equipo generalmente
cuando est sometido a diversas modificaciones durante un tiempo determinado . En
algunos casos existen componentes o elementos superfluos; es decir, que no tienen ninguna
utilidad dentro del contexto operacional,
ejercen una influencia negativa
.ya
que pueden
fallar y as mermar la confiabilidad global del sistema, lo que significa que se debe gastar
tiempo y dinero para mantenerlos.
2.16.2 Modo de per cin
del sistema.
Como el propsito o la misin de un sistema en un contexto operacional especfico
cada sistema puede tener ms de una funcin en el contexto operacional . Estos modos de
operacin pueden ser:
Continuo.
Shutdown.
Standbay.
Cclico.
2.16.3 Falla de las Funciones.
Es la incapacidad de cualquier elemento fisico de satisfacer un criterio de
funcionamiento deseado. Esta condicin puede interrumpir la continuidad o secuencia
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ordenada de un proceso, donde ocurren una serie de eventos que tienen ms de una causa.
Existen dos tipos de falla, las cuales son explicadas a continuacin:
Falla funcional: Es la incapacidad de cualquier elemento fisico de satisfacer un
criterio de funcionamiento deseado. Por ejemplo, un equipo deja de funcionar
totalmente.
Fallas Parciales Potenciales : Se definen como las condiciones fisicas identificables
que indican que va a ocurrir una falla funcional. Estas fallas estn por encima o por
debajo de los parmetros identificados para cada funcin. Por ejemplo, el elemento
no cumple un estndar o parmetro establecido de su servicio.
Las causas de cualquier falla puedenubicarse en una de estas siete categoras
Defectos de diseo
Defectos de materiales
Manufactura o procesos de fabricacin defectuosos
Ensamblaje o instalacin defectuosos
Imprevisiones en las condiciones de servicio
Mantenimiento deficiente
Malas prcticas de operacin.
Para identificar
analizar la falla de la funcin, se requiere de un profundo
conocimiento del sistema, las operaciones, el personal
los mtodos de trabajo, por lo
tanto es el resultado de un trabajo en equipo.
2.16.4 Modos de Falla.
Son las razones que dan origen a las fallas funcionales. Son las condiciones que se
presentan, como desgaste, fractura, prdida de calibracin, suciedad, atascamiento, etc., es
decir, lo que hace que la planta, sistema o activo no realice la funcin deseada.
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Cada falla funcional puede ser originada por ms de un modo de falla. Cada modo
de falla tendr asociado ciertos efectos que son bsicamente las consecuencias de que
dicha falta ocurra.
2 6 5 Efectos de la Falla
Es la informacin de los eventos secuenciales cuando se da un modo de falla. Las
descripciones de estos efectos incluyen toda la informacin que le permita al equipo de
trabajo evaluar las consecuencias de las fallas. La descripcin debe contener:
La evidencia de que se ha producido la falla.
Las maneras en que la falla
supone una amenaza para la seguridad y el medio
ambiente.
Las maneras en que afecta a la produccin o a las operaciones en general. Y surgen
preguntas como: Es necesario parar el equipo? Hay impacto en la calidad?
Cunto? Hay impacto en el servicio al cliente? Se producen daos a otros
sistemas?
Los daos fisicos causados por la falla.
2 7 Tareas de Mantenimiento
Son aquellas que sirven para decidir qu hacer para prevenir o mitigar una
consecuencia de falla. Estas se clasifican en tareas preventivas que agrupan a su vez las
tareas a condicin tareas de reacondicionamiento cclico y tareas de sustitucin cclicas; y
en tareas a falta de que deben realizarse si no se puede encontrar una tarea preventiva
adecuada. El que una tarea sea tcnicamente factible depende de las caractersticas del fallo
y de la tarea. A continuacin se definen cada una de ellas:
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2 17 1 Tareas a Condicin
Consisten en chequear si los equipos estn fallando, de manera que se puedan tomar
medidas, ya sea para prevenir el fallo funcional o para evitar consecuencias de los mismos.
Estn basadas en el hecho de que un gran nmero de fallas no ocurren instantneamente
Fallas Potenciales), sino que se desarrollan a partir de perodo de tiempo. Los equipos
se dejan funcionando a condicin de que continen satisfaciendo los estndares de
funcionamiento deseado.
2 17 2 Tareas de Reacondicionamiento Cclicas
Consiste en revisar a intervalos fijos un elemento o componente,
independientemente de su estado original. La frecuencia de una tarea de
reacondicionamiento cclico est determinada por la edad en que el elemento o componente
exhibe un incremento rpido de la probabilidad condicional de falla.
2 17 3 Tareas de Sustitucin Cclicas
Consisten en reemplazar equipo o sus componentes a frecuencias determinadas,
independientemente de su estado en ese momento. La frecuencia de una tarea de sustitucin
cclica est gobernada por la vida til de los elementos.
2 17 4 Tareas a falta de
Son las acciones a falta de que deben tomarse si no se pueden encontrar tareas
preventivas apropiadas. Estas incluyen las tareas a falta de : la bsqueda de fallas, el no
realizar ningn tipo de mantenimiento y el rediseo.
Las tareas a falta de estn regidas por las consecuencias de la falla, segn se
expone a continuacin:
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Si la falla es oculta, y no se puede encontrar una tarea preventiva adecuada,
entonces la tarea cclica de bsqueda de fallas es la accin a falta de , lo que se considere
primero; y consiste en chequear una funcin oculta a intervalos regulares para ver si ha
fallado. Esta tarea no es preventiva porque se trata de buscar fallos despus que se han
producido, pero su objeto es evitar los fallos mltiples que podran ocurrir si el fallo oculto
permaneciese inadvertido.
Si la falla tiene consecuencias a la seguridad o al entorno
no se puede encontrar
una tarea preventiva apropiada, se considera el rediseo del elemento.
Para las fallas con consecuencias operacionales no operacionales, la decisin a
falta de consiste en no realizar ningn tipo de mantenimiento cclico.
Adems de decidir qu debe hacerse para que un activo no pierda su funcin, es
necesario responder las siguientes preguntas:
Cundo debera ejecutarse
Quin debera ejecutar la tarea?
La primera pregunta depende de la falla,
la segunda depende de la gerencia de la
empresa, por lo general se selecciona a la persona o personas que estn en la mejor
condicin para llevar a cabo la tarea eficiente.
2.18 Optimizacin Costo Riesgo O.C.R)
La Optimizacin Costo Riesgo es una metodologa que nos permite determinar los
costos asociados a la realizacin de actividades de mantenimiento preventivo los
beneficios esperados por sus ejecuciones, sin dejar de considerar los riesgos involucrados,
para identificar la frecuencia ptima de las acciones de mantenimiento con base al costo
total mnimo/ptimo que genera.
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2 18 1 Objetivo
Determinar la frecuencia ptima de las acciones de mantenimiento preventivo por
medio de la realizacin de un balance de costos/riesgos asociados a estas actividades y los
beneficios que generan
2 18 2 Caractersticas
Los rasgos caractersticos de esta metodologa de Confiabilidad Operacional son:
Permite realizar evaluaciones en un corto plazo con resultados certeros
Optimiza frecuencias y costos de actividades
2 18 3 Pasos Del Anlisis De Optimizacin Costo Riesgo Beneficio
En la Grfico N 2 8 se muestra las fases o pasos para llevar acabo cualquier anlisis
de optimizacin Costo Riesgo Beneficio:
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Definicin y
Delimitacin
Del anlisis
Resultados
Preliminares
-
nlisis de la
Incertidumbre
-
onclusiones
y
recomendaciones
- Factores a evaluar:
.
Actividades
de mant.l insp.,
anlisis
de inventarios,
evaluacin
econmica de
proyectos
Costos
labor
materiales,
repuestos, operacin, costos del
cambio)
Penalizaciones Oportunidades
prdidas,impacto
operacional,
seguridad, ambiente, etc
Informacin
a recopilar:
Modos de fallas, frecuencias.
- Deteccin de
oportunidades
o
Cambios frecuencias mant.
Cambios frecuncias insp.
o
Cambios en niveles inv.
o
Rentabilidad de proyectos
,
.
Anlisis de
escenarios:
PesimistalOptmista
.
Pruebas de Sensibilidad
Grfico N 2 8 Pasos OCR
Fuente: INTEVEP 2001
2 8 4 Beneficios
Al aplicar correctamente el O C R se logran obtener los siguientes beneficios:
Frecuencias ptimas de actividades de mantenimiento preventivo basadas en su
contexto operacional
Extensin de la vida til de componentes
y
equipos
Optimizacin de inventarios de repuestos
Optimizacin de fuerza hombre asociada a ejecucin de actividades de
mantenimiento
Costos totales optimizados en cuanto a la relacin de produccin/mantenimiento
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2.19 S P System Applications and Products
Es un sistema integrado cuya aplicacin incorpora las mejores prcticas de negocio,
ofreciendo una combinacin de funcionalidades, flexibilidad y tecnologa que permiten a
las empresas responder en forma dinmica y oportuna a los cambios. Dentro de el existe el
Sistema Mantenimiento de Planta PM), el cual es una aplicacin integrada con los otros
modos de SAP Lgica, Contabilidad de Costos, Recursos Humanos, Gerencia de Activos)
que cubre todas las actividades de mantenimiento, dando soporte a la planificacin y
ejecucin de la gestin, con nfasis en la disponibilidad de equipos, costos
aseguramiento
del personal, garantizando de esta manera el estado de arte de la Base de Datos y la
optimizacin de los procesos del negocio.
2.20 Anlisis
Causa
Raz ACR)
Es una herramienta utilizada para identificar las causas que originan las fallas o
problemas, las cuales al ser corregidas evitaran la ocurrencia de los mismos. Permite buscar
la razn por la cual un sistema, instalacin, equipo, componente o elemento, no funciona
satisfactoriamente.
La falla es el resultado de una secuencia de eventos
cada evento tiene una o ms
causa raz . Las causas de cualquier falla, o de todas ellas, puede ubicarse en una de las
siguientes categoras:
Defectos de diseo
Defectos de los materiales
Manufactura o procesos de fabricacin defectuosos
Ensamblaje o instalacin defectuoso
Imprevistos en la condicin de servicio
Mantenimiento deficiente
Malas prcticas de operacin
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La identificacin y anlisis de la causa raz, requiere un profundo conocimiento del
sistema, las operaciones,
el
personal y los mtodos de trabajo.
El Anlisis Causa Raz produce mltiples beneficios entre los que estn, la
reduccin del nmero e incidentes, fallas y desperdicios, reduccin de gastos y de la
produccin diferida, asociada a fallas, mejoramiento de la confiabilidad, la seguridad y la
proteccin ambiental , mejoramiento de la eficiencia, rentabilidad y productividad de los
procesos.
Este anlisis se aplica cuando existen fallas repetitivas de equipos o procesos
crticos.
2.3. Inteligencia Artificial.
2.3.1 Concepto de Inteligencia Artificial
No existe una definicin concreta de Inteligencia Artificial, pero la mayora de los
autores coinciden en que es, en esencia, lograr que una mquina tenga inteligencia propia,
es decir: a inteligencia artificial es una de las reas ms fascinantes y con ms retos de
las ciencias de la Computacin ya que ha tomado a la inteligencia como la caracterstica
universalmente aceptada para diferenciar a los humanos de otras criaturas ya sean vivas o
inanimadas, para construir programas o computadoras inteligentes. 2
Esta es una definicin es muy completa e interesante, pero no es la nica, para
algunos otros autores, la Inteligencia Artificial es el estudio de cmo hacer que los
ordenadores hagan cosas que, en estos momentos, hace mejor el hombre3. Para otros, la
Inteligencia Artificial lA) es una ciencia que intenta la creacin de programas para
2 DE AVILA Ramos, Jorge. Sistemas Expertos.
URL http://www.lafacu.com/apuntes/informatica/sist expe/
3
CRIADO Briz, Jos Mario.
ntrodu in
a
los
Sistemas Expertos.
URL www.ingenierosen informatica.org/recursos/tutoriales/sist exp/index.php
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mquinas que imiten el comportamiento y la compresin humana que sea capaz de
aprender reconocer y pensarA
Pero sea cual sea el concepto la inteligencia artificial est orientada a conseguir que