Analisis de Modos de Falla, Efectos y Critic Id Ad
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PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA
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Análisis de modos de falla, efectos y criticidad
./fmeca.pdf
marzo 2010
marzo de 2005agosto de 2004, marzo de 2004,
agosto de 2003, marzo de 2003,
agosto de 2002, 20 de Marzo de 2002
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“Conoce a tu enemigo y conócete a ti mismo; en cien batallas, nunca saldrás derrotado”
Sun Tzu, El Arte de la Guerra, circa 500 a.c.
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Objetivos
reconocer y describirnaturaleza de las fallas
ganar visión generalnecesidades de mantenimiento;
Identificaráreas de mejoras potenciales y directivas requeridas
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Análisis de modos de falla, efectos y criticidad –FMECA-
método muy usado en análisis de confiabilidadOrigen
Norma US MIL-STD-1629
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Alcances
considera cada modo de falla de cada componente de un sistema y
comprueba causas y efectos
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modo de falla
posibles maneras en que un componente puede fallar
Usualmente muchas
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Que buscamos para cada componente?
¿Como puede fallar?¿Consecuencias de tal falla?¿Criticidad de las consecuencias?¿Como detectar la falla?¿Salvaguardias contra la falla?
Y luego?
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Logros tras el análisis
Asegurartodos los modos de falla concebibles y sus efectos
sean comprendidos
Identificar debilidades en el diseño
Influye en el análisis el estado de desarrollo del diseño?
Como puede ser usado para definir tipos/acciones de mantención?
Sirva para guiar la diagnosis de problemas?
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Logros tras el análisis
Proveer alternativas
en la etapa de diseño
criterios para priorizar acciones correctivascriterios para prioridades en acciones preventivas
Asistir diagnosis de fallas
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tarea de grupo
participantesExperiencia
Operación del equipoConocimiento
relaciones funcionales del sistemaHistorial de fallas
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Enfoques FMECA
1. Por componenteejemplo: picadura en rodamiento
2. Por Funciónejemplo: no hay señal sensorse utiliza cuando
no se pueden identificar componentes específicos el diseño no ha sido plenamente definido.
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Tipos de FMECA
Cualitativoresaltar modos importantes
severidad, detectabilidad,mantenibilidad, seguridad.
Cuantitativo tasa de fallaprobabilidad de fallanivel de criticidad
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Análisis cualitativo
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Análisis cuantitativo
numero de criticidad del modo de falla m:
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A nivel equipo
numero de criticidad del equipola suma de números de criticidad de cada modo de falla
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Análisis cuantitativo
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Modos de falla
condiciones ambientalesterremoto, tornadoalta temperatura
por clase de operaciónprematura, tardía,deformación excesiva
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Campos de la ficha
Frecuencia de la fallatiempo medio entre fallas (MTBF) oalgún numero que pondere entre los equipos.
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Criticidad
Ponderación:I: Insignificante,
el efecto sobre la confiabilidad y/o disponibilidad es mínimo
II: Menor, no afecta la seguridad pero si la confiabilidad y disponibilidad
III: Mayor, no afecta la seguridad pero si la confiabilidad y disponibilidad de manera importante
IV: Crítica,la seguridad es afectada
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Pasos del FMECA
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Paso 1: Establecer el alcance delanálisis
identificar claramente:1. fronteras del sistema a estudiar,
1. Diagrama funcional de bloques
2. profundidad del análisis
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Diagrama funcional de bloques
limita el FMECAguía el FMECA
Bombeo Acondicionamientodel agua CalefacciónFlujo Flujo
filtrado
Recirculación de Cloro
SpaPiscinaPiscina
Spa
Gases residuosTemperaturaStatuspresión
Drenajede
sobreflujo
Statusde bombeoautomático
Energíaeléctrica Tabletas
de CloroMedición
PhEnergíaeléctrica
Gasnatural
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1.2. Profundidad del FMECA
sobre cada modo de falla:1. Causa raíz de la falla2. Posibles efectos de la falla3. Detección de la falla4. Salvaguardias5. Frecuencia de la falla6. Criticidad de los efectos de la falla
A que profundidad llegar?
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Paso 2: Recopilación de información
EspecificacionesPlanosinformación CADMemorias de calculoInformes de inspeccionesFMECA anteriores
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Paso 3 Preparar la lista de componentesEspecificar:
Funcionescondiciones de operación
temperatura, carga, presión...
condiciones ambientales
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Paso 4: Llenado de la tabla
Desde la etapa de diseñoenriquece el diseñoaumenta confiabilidad, mantenibilidad
Como usar las fichas?
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Usos del FMECA
Preparación de requerimientos de mantenimiento preventivoDiseño de
programas predictivos, indicadores de falla, componentes redundantes
Preparación de árboles de decisiónpara detectar causas de los problemas
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Beneficios
identificardeficiencias en el diseño
mejoras
recomendar programa de inspección
priorizar en función de frecuencia y criticidad, concentrar recursos
modos de mayor prioridad.
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Limitaciones del FMECA
análisis de falla simplecada modo de falla
considerado individualmente.
Si un modo de falla es suficiente para detener una función,
FMECA efectivo.
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Limitaciones del FMECA
en sistemas complejos, un solo modo de falla no es suficiente
pero si se combina con otro, si .
El FMECA no está adaptado Mejor: árbol de fallas
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Ejemplo FMECA
Status inicialFMECA (solo resultados)Programa recomendado
Status final
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Estudio de caso-Desa et al. ’01-
flota de buses interprovinciales de Malasia. aprox 120 buses120 viajes diarios500 Km/viaje promedio5000 personas/día.Personal:600
20%:mantenimiento
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Diagnóstico inicial
833 panas en 1990, 2.3 fallas/día.
Recursos/mant. Correctivabus conductor de reemplazo, 2 mecánicos.
disponibilidad +/-80%
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Diagnóstico inicial
Retrasos30% mantenimiento pues no alcanzaba a reparar los buses a tiempo.
Costos de intervención 27% de costos de operación.
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Actividades preventivas
A, inspección livianaVisual, auditiva3 min
B, cambio de aceite+A (8000 Km)15 min
C, A+B+cambio de aceite caja (24000 Km)1 hora
D, preparación para permiso técnico (6 meses)2 días
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Registros
Inspección diariafecha,horaobservaciones del conductorNo se registraban
detalles del trabajo de reparación realizado tras una inspección, ni la edad del equipo (Km).
No se hacían reportes o indicadores a partir de estos registros.
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Registros
Mantenimiento correctivofecha, hora, lugaridentificación del bus, del conductor, de la rutaidentificación del bus y del chofer de reemplazoidentificación de los mecánicosdescripción breve de la falla
En otra hoja se registraba:trabajo realizadotiempo tomado
sobretiempos
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Registros, historial
Intervención D, OT para las unidades apropiadas dentro del taller. Se incluían campos para identificar el bus, el tipo de trabajo, la fecha, las horas hombre empleadas;
estos datos no eran completados.
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diagnóstico
No se hacían reportes semanales o mensuales de los datos registrados.
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registros de cada vehículo,
en teoría incluían intervenciones preventivas, registros de inspecciones, fallas y mantenimientos mayores
en la practica: solo se registraban los cambios de neumáticos, y el tipo de mantenimiento realizado (A-D).
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Resultados del análisis FMECA
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Numero de fallas por subsistema y por causa
El desgaste es considerado la causa dominantede fallas.
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Costo estimado intervención repuestospor subsistema y por causa
fallas de motor representan más de la mitad de los costos en repuestos.
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Porcentaje de fallas por subsistema
Intervalo: 2 meses
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Motor Transmisión
Aire acondicionado
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Medidas preventivas-estimación del survey-
74% de las fallas podrían haber sido prevenidas o evitadas con un programa de mantenimiento preventivo adecuado.
80% de las panas de motor pueden ser evitadas con mantenimiento preventivo.
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Análisis de Pareto
panas de motorválvulas rotas o con fugas,bombas de combustible rotas,fugas en el piping de combustible y del radiador.
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Mejora
Mejores lubricantesB
desde 8000 Km a 14000 Km
C, desde 24000 km a 42000 km.
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Panas transmisión
problemas asociados al desgaste del embragueM. preventivo
fallas en el árbol de transmisión.
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Panas ruedas
fallas de los pernosmejorando la supervisión y laspracticas de mantenimiento.
Es sabido que estos componente fallan por excesivo o muy poco apriete de las tuercas.
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diagnostico
falta de supervisiónchecklist de inspección inadecuadosfalta de mecánicos bien preparados
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Medidas adoptadas
1. Revisión de la lista de items a revisar en las inspecciones, y en el formato de la hoja de inspección.La nueva hoja
aparte de los items de checklist, descripción de las fallas reportadas y detectadas durante la inspección, acciones tomadas, nombre del inspector y de los mecánicos.
Tras cada revisión, documento endosado por el jefe a cargo.
incrementa la supervisión y mejorar la calidad de la inspección.
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Medidas adoptadas
2. reemplazo preventivo de piezas tales como: embrague, alternador;
reacondicionamiento periódicoaire acondicionado.
3. Capacitación de los conductores en operación y mantenimiento básico de los vehículos.
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Bibliografía recomendada
J. Moubray, RCM, 1997R. Pascual. El Arte de Mantener (draft). PUC.