NUESTRA MISION - Industrial TijuanaNUESTRA MISION: 2 LOS BENEFICIOS ECONOMICOS QUE SE PUEDEN OBTENER...

ANALISIS DE CONFIABILIDAD

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LA DIFUSION DE LA CULTURA DE MANTENIMIENTO PROACTIVO Y DE

CONFIABILIDAD EN MEXICO.

NUESTRA MISION:


LOS BENEFICIOS ECONOMICOS QUE SE PUEDEN OBTENER CON EL ANALISIS DE CONFIABILIDAD?

Por:Ing. Guillermo Sigüenza Glez., CMRP




OBJETIVO DE ESTA PRESENTACION

• El objetivo de esta breve presentación es dar a conocer a los directivos de plantas industriales las diferentes técnicas matemáticas disponibles para convertir los miles de datos obtenidos en monitoreo de las plantas por SPC, CBM y CMMS en información coherente y mediante análisis convertirla en conocimiento que les proporcione bases firmes para tomar mejores decisiones en la administración de sus activos para incrementar el ROI y ROA de sus plantas.

ROI – Rendimiento sobre la inversiónROA- Rendimiento sobre los activos


DATOS-INFORMACION-CONOCIMIENTO

DATOS crudos de campo:Lecturas de SPC, CBMLecturas de monitoreos OT´s en CMMS (SAP, MP2,MAXIMO, etc,)

INFORMACION:Datos organizadosen forma coherente En tablas, graficas, funciones, modelosMatemáticos, distri-buciones estadísticas.

CONOCIMIENTO:Información analizadacon puntos de optimizacióndefinidos, para servir comoguía en la toma de Mejoresdecisiones.

*SPC- control estadístico de proceso*CBM – Mantto. basado en la condición.*CMMS – Sistema de administración de

mantto. Computarizado.




OBJETIVO PRINCIPAL DE LA FUNCION DE CONFIABILIDAD

• Proporcionar soluciones internas que permitan incrementar la capacidad productiva y el rendimiento financiero sobre los activos (ROA) de una planta sin efectuar nuevas inversiones en activos físicos adicionales.

• Las soluciones internas se refieren a efectuar acciones destinadas a incrementar; la disponibilidad, la calidad y el rendimiento de los activos actuales de la planta.


LA DISPONIBILIDAD DEL EQUIPO PARA PRODUCIR BUEN PRODUCTO ES EL FACTOR MAS IMPORTANTE

PARA OBTENER INGRESOS E INCREMENTAR EL ROA:

TPPP : Tiempo Programado para ProducirTM : Tiempo muerto. (DOWNTIME)TP : Tiempo produciendo.(UPTIME)TPPP - TM = TP

TIEMPO TP TPDISPONIBILIDAD= ---------------------- = -------------------=

TIEMPO TPPP TP +TM

1. CUALQUIER EVENTO QUE CAUSE TIEMPO MUERTO CAUSA PERDIDA DE INGRESOS.

2. LAS FALLAS FUNCIONALES DE LOS EQUIPOS CAUSAN TIEMPOS MUERTOS Y POR LO TANTO PERDIDA DE INGRESOS.

3. EL OBJETIVO DE LA FUNCION DE CONFIABILIDAD ES EL ELIMINAR TIEMPOS MUERTOS E INCREMENTAR EL ROA.




COMO LOGRA LA FUNCION DE CONFIABILIDAD ESTOS INCREMENTOS?• Proporcionando una ventana hacia el futuro que permite

visualizar probabilísticamente los eventos técnicos futuros que pondrán en riesgo la; disponibilidad, la calidad y el rendimiento de nuestra planta.

• Esta visión del futuro nos habilita para modificar ese futuro a nuestro beneficio tomando las acciones proactivas que se ameriten.

• La herramienta principal para lograr esta visualización es el Análisis de Confiabilidad y Mantenibilidad que mediante modelos estadísticos convierte los datos del pasado de nuestros activos en pronósticos de comportamiento futuro.


EN LA ACTUALIDAD SE CUENTAN CON MODELOS PROBABILISTICOS QUE PROPORCIONAN LA SIGUIENTE INFORMACION:

1. El número y tipo de fallas esperado en un periodo de tiempo futuro (mes, año, etc.) por sistema, subsistema o equipo.

2. La confiabilidad (probabilidad) de que un sistema, subsistema o equipo corra por un periodo de tiempo (mes, año, etc.) sin fallar.

3. La cantidad de refacciones que debemos tener en almacén para lograr una confiabilidad requerida.4. Tendencias que dicen si la condición de nuestros equipos es constante o se está deteriorando y a

que tasa.5. Sí nuestro mantenimiento esta igual, empeorando o mejorando por; sistema, subsistema o equipo.6. Las probabilidades de completar un lote de producción en cierto plazo determinado (misión

productiva) con los equipos en el estado operacional y en el contexto ambiental de ese momento, para así poder hacer compromisos seguros de entregas y calidad con clientes.

7. Cuando conviene reparar un componente o cambiarlo por uno nuevo.8. Diseños o modificaciones a equipos o maquinas existentes que sean efectivas, económicas y que

realmente incrementen la disponibilidad y rendimiento de los equipos.9. Cuales son las partes y componentes más confiables y económicos (no más baratos) de entre las

muchas marcas y modelos del mercado.10. Cuales son las estrategias y acciones más efectivas y económicas para mantener disponibles para

producir en cualquier momento a: la maquinaria, los equipos y sistemas productivos de una planta y para que continúen operando durante el tiempo requerido para satisfacer la demanda de producción

11. Cuales son los eslabones más débiles (menos confiables) en un sistema de producción y elaborar un plan de acción para mejorarlos.

12. Cuales son los mecanismos y patrones de fallas de componentes y equipos y así determinar las acciones más efectivas para corregirlos.

13. Las frecuencias óptimas de acciones de mantenimiento preventivo y predictivo para de esta forma mejorar el rendimiento del presupuesto de mantenimiento.

14. Cuales son los métricos de confiabilidad y mantenibilidad que impulsan el ROI y ROA de la planta y que por lo tanto se deben implementar.

15. Que métricos de confiabilidad y mantenibilidad incorporar como parte de las especificaciones de compra de; equipos, líneas o sistemas nuevos para que los proveedores del equipo los consideren en sus diseños y garanticen equipos más confiables y mantenibles.

Puede omitir esta lectura y continuar




La condición de nuestros sistemas y equipos se mantiene constante, esta mejorando o se está deteriorando?

PREGUNTA BASICA:


1.Cual es la condición de nuestro sistema ?ESTADISTICA LAPLACE

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 100 200 300 400 500

TTSFi

FALL

AS A

CU

MU

LAD

AS

SISTEMA ASISTEMA BSISTEMA C

mejorando

indiferente

empeorando

Método Crow/AMSSA & MIL-HDBK-189




Cual es el número y tipo de fallas esperado en un periodo de tiempo futuro (mes, año, etc.) por sistema, subsistema o equipo?

SEGUNDA PREGUNTA BASICA:


Fallas pronosticadas de un generador de turbina.Modos de falla mas importantes. Por mes.

Totales

Control

Baleros

Externas

Turbina




Fallas pronosticadas de un generador de turbina.Modos de falla mas importantes. Acumuladas.

Totales

Control

Baleros

Externas

Aspas


GRAFICA DE FALLAS ESPERADAS DE UN SISTEMA A 60 MESES.

DESARROLLADA CON WinSMITH WEIBULL software




Conociendo los pronósticos de fallas en tiempo futuro se pueden prever requerimientos de:

• Refacciones y partes de repuesto para la reparación expedita de las fallas pronosticadas.

• Cantidad optima de partes en almacén.

• Confiabilidad Esperada.• Presupuesto requerido.

• Mano de obra para reparar las fallas pronosticadas.

• Reducción del MTTR.• Contratación o

preparación de las especialidades requeridas.

• Presupuesto requerido.


Cuales son los tiempos óptimos económicos para dar mantenimiento preventivo a mi equipo?

SIGUIENTES PREGUNTAS :




Determinación del tiempo optimo económico de reposición o reparación de componentes en sistemas con incremento de costo operacional debido a mayor tiempo de operación. Ej. Tubos de intercambiadores calor.

COSTO TOTAL

COSTO DEOPERACION

COSTO DEREEMPLAZO

Intervalo entre reemplazos, trtr Optimo

Cost

o po

r uni

dad

de ti

empo


Determinación del tiempo optimo económico de reemplazo (o reparación) preventivo de componentes o equipos sujetos a fallas súbitas.

COSTO MINIMO TOTAL @53 meses




Determinación del tiempo optimo de reemplazo (o reparación) de componentes de un equipo para maximizar la disponibilidad (minimizar el tiempo muerto).

Tiempo optimo de reemplazo:Para minimizar el tiempo muerto.

tp – tiempos de reemplazo o reparación preventivos en mesesD(tp) – Tiempo muerto por unidad de tiempo operacional


Determinación del tiempo óptimo económico de mantenimientos preventivos mayores de equipos o sistemas.

Tiempo económico demantto. preventivo$

por s

eman

a

Semanas




Determinación del tiempo óptimo de mantenimientos preventivos mayores de equipos o sistemas para maximizar la disponibilidad (minimizar tiempo muerto).


Determinación del tiempo óptimo económico de reemplazo de lotes de partes para minimizar costos de reemplazo. Ej. Cambio de lámparas en postes de calle.

Tp en semanas

AHORRRO

$/semana

semana




Determinación de frecuencia optima de inspecciones en equipos para maximizar la utilidad productiva.

UTILIDAD/UNIDAD DE TIEMPO

FRECUENCIA DE INSPECCION OPTIMA

VALOR DE PRODUCCION PERDIDADEBIDO A INSPECCIONES

COSTO DE INSPECCIONES

VALOR DE PRODUCCION PERDIDADEBIDO A REPARACIONES

COSTO DE REPARACION

FRECUENCIA DE INSPECCION η

COST

O / U

NIDA

D DE

TIE

MPO


Determinación de frecuencia optima de inspecciones en equipos para maximizar la disponibilidad (minimizar el tiempo Muerto Total) .

TIEMPO MUERTO TOTAL VS FRECUENCIA DE INSPECCION

TIEMPO MUERTO TOTAL D(t)FRECUENCIA DE INSPECCION OPTIMA TIEMPO MUERTO DEBIDO A INSPECCIONES

Y MANTENIMIENTOS MENORES

TIEMPO MUERTO DEBIDO A FALLAS DEL SISTEMAFRECUENCIA DE INSPECCION η

TIEM

PO M

UERT

O TO

TAL

(D)




Cuando conviene cambiar mi equipo por uno nuevo?

CO

STO

AN

UA

L D

ESC

ON

TAD

O, C

(n)

EDAD OPERACIONAL, años

VIDA ECONOMICA


CUAL ES LA CONFIABILIDAD DE MIS SISTEMAS Y EQUIPOS?

Confiabilidad es la probabilidad de operar sin fallar de; un sistema, un equipo o un componente por un periodo de tiempo definido.




R(t) CONFIABILIDAD

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Tiempo

R(t)

Con la distribución del sistema, equipo o componente podemos obtener la confiabilidad en

cualquier momento en tiempo:

(Semanas)


O lo que es lo mismo podemos conocer la probabilidad de falla F(t) en cualquier momento:

F(t) PROBABILIDAD DE FALLA

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110Tiempo

F(t)

(Semanas)




ANALISIS WEIBULL.Proporciona la probabilidad de falla de un componente o equipo en cierto tiempo de operación.También nos indica el patrón de falla.

50% probabilidadDe falla @ 2000 hrs.

Vida B10 a las233 hrs..

β<1 Mortalidadinfantil


CUAL ES EL COMPORTAMIENTO DE LAS FALLA EN MI EQUIPO?




LA FALLA SE PRESENTA EN UN PERIODO DE TIEMPO CORTO DESPUES DE UNA REPARACIÓN MAYOR?

1. Falla inducida por un servicio o reparación deficiente.2. Mala calidad de la refacción instalada.3. Las intervenciones preventivas inducen fallas al inicio del arranque.4. Tiempo de pruebas muy corto.

Lambda. Tasa de fallas

00.010.020.030.040.050.060.070.080.09

0 20 40 60 80 100 120

tiempo

Tasa

de

falla

sProbabilidadDe falla mayorEn periodo inicial


LA FALLA DEPENDE DE LA EDAD OPERACIONAL?


00.20.40.60.8

11.21.41.6

0 20 40 60 80 100 120

tiempo

Tasa

de

falla

s

1. Se sufre de envejecimiento operacional.2. A mayor tiempo de operación mayor la probabilidad de falla.3. Desgaste normal, abrasión, corrosión

ProbabilidadDe falla mayorconforme pasaEl tiempo




LA FALLAS SON ALEATORIAS? INDEPENDIENTES DE LA EDAD OPERACIONAL?

1. El mantenimiento preventivo periódico no funciona, la probabilidadde falla es la misma a cualquier edad.

2. Distribución exponencial. λ constante. Fallas fortuitas, aleatorias.3. Fallas por causas externas: Lluvias, altas temps., sobrecargas, etc.4. Fallas por error humano.

ProbabilidadDe falla constanteA través del tiempo


0.02

0.022

0.024

0.026

0.028

0.03

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

tiempo

Tasa

de

falla

s

www.industrialtijuana.com 36La mayoría (89%) de las fallas son aleatorias y no dependen de la edad calendario o edad operacional

89% Aleatorio (random).11% relacionados con la edad.

Relacionadas con la condición

Fallas Aleatorias (Random Failure).Relacionadas con la Edad (Age Related)

Curva de tina (Bathtub)

Mortalidad Infantil (Infant Mortality)Relacionadas con la fatiga.

ES NECESARIO CONOCER EL PATRON DE CADA FALLA DE NUESTROS EQUIPOS:

• RESULTADOS DEL ESTUDIO DE UNITED AIRLINES• Existen 6 patrones de falla:

2%

4%

5%

7%

14%

68%C

B

D

E

A

F




POR CUANTO TIEMPO PUEDO CONSIDERAR QUE UN EQUIPO O

DISPOSITIVO CUMPLE CON EL NIVEL DE SEGURIDAD MINIMO REQUERIDO?

SEGURIDAD DE PLANTA


Se pide un nivel de seguridad mínimo del 99.0% para un dispositivo de detección de bajo flujo de agua de enfriamiento a un horno.Por cuanto tiempo operando se podrá considerar seguro este dispositivo si tiene un patrón de falla exponencial con λ constante=0.0000004 fallas por hora?




Determinación de frecuencia optima de inspección en equipos para maximizar la disponibilidad de sistemas,

equipos y componentes de seguridad o emergencia

Intervalooptimo

Intervalo de inspección (meses)

%D

ispo

nibi

lidad

Máximadisponibilidad


Cual es la cantidad de refacciones criticas que se deben tener en almacén

para lograr cierta confiabilidad?




CONFIABILIDAD CON 2 REPUESTOS

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 10 20 30 40 50 60

TIEMPO (meses)

Conf

iabi

lidad

2 repuestos

Confiabilidad de una máquina de soldar con un motor con λ=0.05 fallas/mes considerando que se tendrán 2 motores

de repuestos en almacén. Se utiliza la funcion de probabilidad acumulativa de Poisson.

A 20 meses se tiene una probabilidadDel 92% que 2 repuestos sean suficientes


Cual es el nivel de técnicos que conviene tener para realizar las tareas de mantenimiento en nuestra planta?

ANALISIS DE MANTENIBILIDAD




Hacer la reparación con especialistas reduce el TTR y el tiempo muerto

Ayudante

MECANICO 1ra.

AYUDANTE


METRICOS DE CONFIABILIDAD QUE SE DEBEN INCORPORAR AL BALANCED SCORECARD

• MTBF – Tiempo medio entre fallas.• MTTF – Tiempo medio a la falla.• MTTRt – Tiempo medio para restaurar• MTTRr – Tiempo medio para reparar• % Disponibilidad.• R(t) Confiabilidad mínima.• U – Estadística Laplace para sistemas.• F(t) – Riesgo de ocurrencia. % de seguridad.




CONCLUSION: • Estos son algunos ejemplos de conocimiento

del comportamiento de nuestros sistemas de producción que podemos obtener con las técnicas de análisis de confiabilidad y que nos apoyaran para la toma de mejores decisiones.

• Industrial Tijuana tiene los recursos para entrenar a su personal de planta a utilizar estos métodos mediante el “Diplomado en Confiabilidad Operacional” o en su caso para efectuar los análisis de confiabilidad de sus equipos críticos.


INDUSTRIAL TIJUANA CUENTA CON LOS SIGUIENTES PROGRAMAS (SOFTWARE) PARA LOS ANALISIS DE CONFIABILIDAD

• WinSMITH Weibull & Visual Software v. 5.0AM-32• RAM 2005 (v 3.0) Reliability /Maintainability Analysis• OREST• PERCON• IRCMS v 6.3 Integrated RCM system.• EXCEL. Paquete estadístico.




“DIPLOMADO EN CONFIABILIDAD OPERACIONAL”

Objetivo principal: presentar los métodos y técnicas sujetivas y matemáticas disponibles en la actualidad para lograr los objetivos primordiales de:- Cero tiempos muertos.- Cero defectos.- Cero accidentes.

Objetivo secundario: Preparación para el examen de certificación de la SMRP (SOCIETY OF MAINTENANCE AND RELIABILITY PROFESSIONALS) www.smrp.orgSolicite información completa y una presentación personal en su planta.


MEDIOS PARA CONTACTARNOS:• Correo e:

capacitacion07@industrial tijuana.com• Tels: 52-664-6892936

52-664-6451752• Fax: 52-664-6892632• Contacto: Ing. Guillermo Sigüenza Glez.,CMRP




Les agradecemos por el tiempo otorgado y esperamos tener el placer de trabajar con uds. en el diplomado o en los análisis de confiabilidad de sus equipos críticos.

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