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MODELACIÓN DE SISTEMAS
PRODUCTIVOS COMPLEJOS A TRAVÉS DEL
ANÁLISIS RAM.
Osberto Díaz
Lecherías, VENEZUELA , 29-31 OCTUBRE 2014
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OBJETIVO
Mostrar un modelo de aplicación de la metodología Análisis de
la Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad (RAM) para la
modelación de sistemas productivos, que permita diagnosticar el
estado de los activos y predecir su comportamiento para un
periodo determinado de tiempo.
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CONTENIDO
• INTRODUCCIÓN
• METODOLOGÍA
• DESARROLLO
• BENEFICIOS DEL ANÁLISIS RAM EN SISTEMAS PRODUCTIVOS COMPLEJOS
• CONCLUSIONES
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INTRODUCCIÓN
NORMAS PAS 55 / ISO 55000
Sistema de Gestión de Activos
Optimizar los Sistemas Productivos
Alcanzar los objetivos organizacionales, de manera: Efectiva, Eficiente y Sostenible en el tiempo
Dinámica Empresarial Actual
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INTRODUCCIÓN
Ingeniería de Confiabilidad y Gestión de Activos
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Retos del Ingeniero de Confiabilidad
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Ingeniería de Confiabilidad
Procesos Productivos
Establecer acciones y estrategias, que
permitan disminuir sistemáticamente
la probabilidad de falla y eventos no
deseados.
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ANÁLISIS RAM - METODOLOGÍA
DIÁGNOSTICO DEL SISTEMA PRODUCTIVODIAGRAMAS DE DEPENDENCIA DE
PROCESOS
PRONOSTICAR EL COMPORTAMIENTO DE LOS ACTIVOS
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• Confiabilidad yDisponibilidad.
• Pérdidas deproducción debido ala indisponibilidad
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FUENTES:
EVIDENCIA(Registro de Fallas)
GENÉRICAOREDA, EXIDA, IEE, entre otras.
FallaTiempo Fuera de
Servicio (hrs)
Tiempo en
reparación (hrs)
1 1768 1
2 675 37
3 1777 12
4 693 9
5 1668 2
6 1497 40
7 971 96
8 205 37
9 1325 8
10 1684 27
OPINIÓN DE EXPERTOS
ANÁLISIS DE LOS DATOS DE FALLA Y REPARACIÓN
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Caracterización Probabilística de las variables Tiempos entre Falla y Tiempo de Reparación
TASA DE FALLA Y REPARACIÓN
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ANÁLISIS DE LOS DATOS DE FALLA Y REPARACIÓN
ESTADÍSTICA PARÁMETRICA
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Límites de batería
Fuente: Norma ISO-14224
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MODELACIÓN DEL SISTEMA PRODUCTIVO
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• Diagrama de tubería e
instrumentación (DTI).
• Diagrama de flujo de proceso
(DFP).
• Hoja de datos técnicos (Datasheet),
entre otros.
Revisión exhaustiva de la información técnica referente al proceso:
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MODELACIÓN DEL SISTEMA PRODUCTIVO
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Construcción de Diagramas de Dependencia de Proceso (DDP)
Fuente: Reliasoft.com
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MODELACIÓN DEL SISTEMA PRODUCTIVO
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PARÁMETRO DE PRODUCCIÓN (Q)
Cada bloque del modelo RAM debe tener definido un "valor Q", el cual representa un parámetro deproducción del modelo. Por ejemplo:
Capacidad de generación Barriles de crudo Cantidad de Producto
Entre otros
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ELEMENTOS DE MODELACIÓN DE LOS DIAGRAMAS DE DEPENDENCIA DE PROCESO (DDP)
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Cálculo de Confiabilidad:
𝐶𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒 = 𝐶𝑖
Sistemas en Serie
CA CB CC CD
El rendimiento del sistema, está limitado al mínimo
entre las capacidades de cada uno de los
componentes
Cálculo de Producción:
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MODELACIÓN DE SISTEMAS PRODUCTIVOS
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Cálculo de Confiabilidad:
𝐶𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 = 1 − (1− 𝐶𝑖)
Sistemas en Paralelo (Redundancia Activa)
La producción del sistema, es la sumatoria de las
capacidades de los equipos presentes en el modelo.
Cálculo de Producción:
CA CB CC CD
CE CF CG CH
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MODELACIÓN DE SISTEMAS PRODUCTIVOS
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Cálculo de Confiabilidad:
𝐶 =
𝑟=𝑘
𝑛𝑛
𝑘. 𝑃𝑘. (1 − 𝑃)𝑛−𝑘
Modelación de Sistemas en k de n (Redundancia en Standby)
Para este tipo de configuración el parámetro de
producción “Q” del grupo se calcula de la misma
manera que los grupos en redundancia activa.
Cálculo de Producción:
CA CB CC CD
CE CF CG CH
X
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MODELACIÓN DE SISTEMAS PRODUCTIVOS
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Permite simular el efecto retardado de fallas en un proceso.
Sistemas de Almacenamiento
Tanque de almacenamiento
Generador Eléctrico de Emergencia
Proceso Productivo
Sistema de Generación
Eléctrico Ppal.X
X X
X
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MODELACIÓN DE SISTEMAS PRODUCTIVOS
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Se emplea para simular el tiempo de espera de un sistema para pasar a un estado 100% operativo.
Aumento/disminución de la capacidad de un sistema productivo.
Luego de un mantenimiento mayor o adquisición de un motor
No se debe exceder los límites de operación recomendados por el fabricante para un periodo de
tiempo determinado
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MODELACIÓN DE SISTEMAS PRODUCTIVOS
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Producto Cociente
Mayor que / Menor que
Diferencia
Igualdad
Sirven para realizar la comparación lógica entre los
valores de producción y disponibilidad de los bloques
en un modelo RAM.
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FUNCIONES LÓGICAS
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Definición del Tiempo de Simulación
Operación y Mantenimiento del Sistema Productivo, dependen de la variable TIEMPO
INCERTIDUMBRE
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SIMULACIÓN DEL MODELO
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Pronóstico de la Disponibilidad del Sistema Productivo.
Obtención de los distintos escenarios de comportamiento del sistema productivo.
Simulación de Montecarlo
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SIMULACIÓN DEL MODELO
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SIMULACIÓN DEL MODELO
Análisis de Sensibilidad
Disp. Periodo 1:
78%
TFS1.886 Hrs.
Disp. Clase Mundial:
95%
TFS438 Hrs.
REDUCCIÓN DEL 77% DE LOS TIEMPOS FUERA DE SERVICIO
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N° Descripción del Equipo Tag del EquipoMedia de Aporte a
la Indisp.
Media de Aporte a la
Indisp. Acumulada
1 COMPRESOR DE BAJA PRESIÓN 1 C-BP-001 9,33% 9,33%
2 COMPRESOR DE ALTA PRESIÓN 2 C-AP-002 8,50% 17,83%
3 BOMBA DE GLICOL 2 P-DESH-002 8,07% 25,90%
4 COMPRESOR DE MEDIA PRESIÓN 2 C-MP-002 7,87% 33,77%
5 COMPRESOR DE ALTA PRESIÓN 3 C-AP-003 6,89% 40,66%
6 MOTOR DEL COMPRESOR DE MEDIA 3 C-AP-003-M 6,62% 47,28%
7 COMPRESOR DE MEDIA PRESION 1 C-BP-001 6,25% 53,53%
8 TURBOGENERADOR 2 TG-GEN-0002 5,82% 59,35%
9 BOMBA DE DESPACHO DE CRUDO 2 P-DESP-002 5,50% 64,85%
10 COMPRESOR DE DE AIRE DE INSTRUMENTOS 3 C-AIR-003 4,46% 69,31%
11 BOMBA DE INYECCION DE AGUA PRODUCIDA 1 P-INY-001 4,00% 73,31%
12 COMPRESOR DE ALTA PRESIÓN 1 C-AP-001 3,71% 77,02%
13 VALVULA SDV DEL COMPRESOR DE ALTA PRESIÓN 2 SDV-AP-004 2,89% 79,91%
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JERARQUIZACIÓN DE CRITICIDAD DE LOS ACTIVOS
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Modelación de Sistemas Productivos Complejos a través del Análisis RAM.
CORRELACIÓN DE VARIABLES
𝑇𝐹𝑆 = 8750+ 87,6.𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 + 2,16.𝑇𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛
Tiempos fuera de Servicio
Tiempos de Operación
Disponibilidad
Disponibilidad
Tiempos de Operación
TPEF
TPPR
Tiempos fuera de Servicio
Variables Operacionales
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Identificación de cuellos de botellas
Verificar cumplimiento de producción
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BENEFICIOS DEL ANÁLISIS RAM
Evaluar posibles cambios en los procedimientos de Operación y Mantenimiento
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• La aplicación de la metodología Análisis RAM a Sistemas Productivos complejos, logra mitigar
de manera significativa el riesgo e incertidumbre asociadas a las variables de producción de los
activos de la organización.
• El Diagrama de Dependencia de Proceso (DDP) permite modelar relaciones lógicas complejas
entre los elementos del modelo con el objetivo de obtener una representación más exacta del
proceso productivo analizado.
• La jerarquización de activos, permite la identificación de los equipos y sistemas críticos de un
sistema productivo.
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CONCLUSIONES
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