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GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO MSc Ing. Víctor D. Manríquez IPEMAN – 14 & 15 julio 2012

INTRODUCCIÓN Generalidades del Mantenimiento Industrial Tipos de Mantenimiento

Beneficios del PdM Confiabilidad Víctor D. Manríquez

2

MANTENIMIENTO Cuando todo va bien, nadie recuerda que existe. Cuando algo va mal, dicen que no existe. Cuando es para gastar, se dice que no es necesario. Pero cuando realmente no existe, todos concuerdan en que debería existir A. Suter (Westinghouse)

Víctor D. Manríquez

3

RCM

TPM

ERP

EAM

CMMS

BSC

SAP

CBM

TPS

SIG

MTBF

MTTR

SCADA

RCA

FMEA

OEE

ASME

ISO

SMRP

RAM

RBI

KPI

IEEE

RCFA

WCM

PDCA

CAPEX

OPEX

LOTO

IPER

Víctor D. Manríquez

4

Actividad minera en Arizona, año1912 ¿Quién es el Supervisor? Photo Credit Freeparking

Víctor D. Manríquez

5

MAPA MENTAL

Víctor D. Manríquez

6

El arco del mantenimiento

Traducido de Life Cycle Engineering LCE Maintenance Excellence Arch Víctor D. Manríquez

7

¿QUÉ ES MANTENIMIENTO?

MANTENIMIENTO Combinación de todas las acciones técnicas y istrativas, incluyendo supervisión, previstas para conservar o restablecer un ítem a un estado en el cual pueda desempeñar la función requerida.

Víctor D. Manríquez

8

Evolución del Mantenimiento

Víctor D. Manríquez

Carlos Mario Pérez Jaramillo - Soporte y Cía Ltda. 9 e-mail: [email protected]

Cambios de relevancia para el Mantenimiento Globalización Competitividad Dificultad pronósticos

Enfoque al cliente Mayores expectativas Valor agregado

Víctor D. Manríquez

10

Cambios de relevancia para el Mantenimiento Comunicaciones

Medición desempeño Gestión del cambio Stakeholders

Víctor D. Manríquez

11

Stakeholders

Fuente: Wikipedia Víctor D. Manríquez

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OBJETIVOS CORPORATIVOS, OPERATIVOS Y DE MANTENIMIENTO

Aspectos esenciales

A todo nivel Alineamiento Liderazgo Dirección Víctor D. Manríquez

13

Los objetivos deben ser… Escritos

Obtenibles

Desafiantes

Víctor D. Manríquez

Entendibles

Medibles

14

Los objetivos están hechos de…

Verbo Atributos Unidad de medida Cantidad Unidad de tiempo Víctor D. Manríquez

15

Ejemplos de objetivos

Incrementar la disponibilidad promedio de planta desde el 92% actual a 95% en 6 meses y a 97 % en un año.

Víctor D. Manríquez

16

Ejemplos de objetivos

Reducir los costos de mantenimiento correctivo en un 10% respecto del año 2011.

Víctor D. Manríquez

17

Ejemplos de objetivos Mejorar la efectividad de la operación en unidades aceptadas de 1x106 actual a 1,5x106 en 12 meses.

Víctor D. Manríquez

18

TIPOS DE MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO

IM

PM

CM (UM)

SM

PdM

OCBM Víctor D. Manríquez

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TIPOS DE MANTENIMIENTO

TIPOS DE MANTENIMIENTO

Víctor D. Manríquez

IM (Improvement/Mejora) PM (Preventive/Preventivo) OCBM (On condition based maintenance/Basado en la condición) PdM (Predictive/Predictivo)

CM (Corrective/Correctivo) SM (Scheduled/Programado)

UM (Unscheduled(No programado) 20

Mantenimiento Correctivo Mantenimiento no programado o acciones de reparación, realizadas como resultado de una falla o deficiencias, para restablecer activos a una condición específica.

Víctor D. Manríquez

21

Características

Reparación de averías.

No planificado. Aplicación mediante análisis de costos. Víctor D. Manríquez

22

Características Sin significación en el proceso productivo

Aplicable a equipos:

Bajo costo

Víctor D. Manríquez

Auxiliares Sin riesgo para el personal o el medio ambiente 23

Razones comunes para que una planta no siga las “Mejores Prácticas de Mantenimiento”:

“Aquí solo hacemos reparaciones permanentes”

Víctor D. Manríquez

Mantenimiento totalmente reactivo.

Personal de mantenimiento no tiene las competencias requeridas. Equipo de mantenimiento carece de la disciplina o dirección necesarias. La dirección no apoya suficientemente la gestión del mantenimiento. 24

Mantenimiento Preventivo

Acciones realizadas con el objetivo de mantener un activo en una condición específica de operación proveyendo una inspección y detección sistemáticas y prevención de fallas incipientes.

Víctor D. Manríquez

25

Mantenimiento Predictivo Acciones para determinar la condición de una máquina mientras está en operación y detectar fallas, analizarlas, encontrar su causa y corregir el problema, programando el mantenimiento correctivo antes de la falla.

Víctor D. Manríquez

26

Beneficios

Víctor D. Manríquez

Costos Mantenimiento  50%

Inventario repuestos  30%

Tiempo reparaciones y overhaul  60%

Tiempo funcionamiento  30%

Fallas imprevistas  55%

MTBF  30%

Traducido de Plant Engineer’s Handbook, Keith Mobley

27

Beneficios Para una planta manufacturera típica, una reducción de 10 % en los costos de mantenimiento tiene el mismo efecto en los resultados de la empresa que un incremento de 40% en las ventas Con un programa de PdM apropiadamente diseñado pueden reemplazarse hasta un 30 % de las tareas de mantenimiento preventivo. Allied Reliability, Inc. Víctor D. Manríquez

28

OEE (Overall Equipment Efectiveness)

OEE = DISPONIBILIDAD x VELOCIDAD PRODUCCIÓN x CALIDAD VELOCIDAD= (PRODUCCIÓN REAL)/(CAPACIDAD EQUIPO) Víctor D. Manríquez

CALIDAD= (PRODUCCIÓN TOTALPRODUCCIÓN PERDIDA)/(PRODUCCIÓN TOTAL) 29

OEE (Overall Equipment Efectiveness) 𝐻𝑂𝑅𝐴𝑆 𝑃𝑂𝑆𝐼𝐵𝐿𝐸𝑆 − 𝐻𝑂𝑅𝐴𝑆 𝑀𝐴𝑁𝑇𝑇𝑂. −𝐻𝑂𝑅𝐴𝑆 𝑆𝑇𝐴𝑁𝐷 𝐵𝑌 𝐷𝐼𝑆𝑃 = 𝐻𝑂𝑅𝐴𝑆 𝑃𝑂𝑆𝐼𝐵𝐿𝐸𝑆

𝐷𝐼𝑆𝑃𝑖𝑛ℎ𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑀𝑇𝐵𝐹 𝑀𝑇𝐵𝐹 − 𝑀𝑇𝑇𝑅 𝑀𝑇𝑇𝐹 = = = 𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅 𝑀𝑇𝐵𝐹 𝑀𝑇𝑇𝑅 + 𝑀𝑇𝑇𝐹

MTBF = Mean Time Between Failures MTTR = Mean Time To Repair MTTF = Mean Time To Failure MTBF = MTTF + MTTR

Víctor D. Manríquez

30

Confiabilidad Confiabilidad Capacidad de un ítem de desarrollar una función requerida bajo las condiciones dadas por un intervalo de tiempo dado. ISO 14224 :2006 3.44 Víctor D. Manríquez

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Confiabilidad

Distribución de Weibull

𝑅=

𝑡 𝛽 −( ) 𝑒 𝜂

=

𝑡 −( )𝛽 𝑒 𝑀𝑇𝐵𝐹

= 𝑒

−𝜆𝑡

t tiempo de mantenimiento programado tiempo de supervivencia β < 1 MORTALIDAD INFANTIL (montaje, diseño, material) β = 1 ALEATORIO (operación, mantenimiento, mezclando falla) β > 1 DESGASTE

Víctor D. Manríquez

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RCM (Reliability Centered Maintenance) Proceso utilizado para determinar que se debe hacer para asegurar que cualquier activo físico continúe haciendo lo que sus s quieren que haga en su contexto operacional actual. (RCM II; Moubray, John)

Víctor D. Manríquez

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¿Implementación o Implantación? implementar. 1. tr. Poner en funcionamiento, aplicar métodos, medidas, etc., para llevar algo a cabo. implantar. 2. tr. Establecer y poner en ejecución nuevas doctrinas, instituciones, prácticas o costumbres. Víctor D. Manríquez

34

Implementación de un Programa de PdM • Lista de equipos • Técnicas de PdM a aplicar • Equipos a monitorear • Flujo del PdM • Indicadores del programa • Bases de datos del PdM • Tipo de Programa Víctor D. Manríquez

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Lista de equipos

La base de un programa exitoso de PdM es una simple lista.

Víctor D. Manríquez

Una lista detallada y precisa de equipos.

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Lista de equipos Identificar como puede fallar el equipo.

Escoger la tecnología apropiada para aplicar al activo.

Determinar la cantidad ideal de PdM para su planta.

Ranking de criticidad de cada activo.

Construir las bases de datos para cada tecnología de PdM.

Determinar los niveles de staff del PdM.

Víctor D. Manríquez

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Lista de equipos Código (TAG) del equipo Descripción del equipo Tipo de equipo

Área / Ubicación del equipo Víctor D. Manríquez

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Víctor D. Manríquez

Recolección manual de data basada en papel.

Uso de software de recolección de data.

Data imprecisa

Data incompleta

Lista de equipos

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¿Por dónde comenzar?

Técnicas de PdM a aplicar

Víctor D. Manríquez

Muchas compañías comienzan por una de las tecnologías más comunes.

Análisis vibracional. ¿Tiene sentido, no? ¡Incorrecto!

¿Cuáles son los conceptos básicos del PdM? 40

Técnicas de PdM a aplicar ENTENDER MODOS DE FALLA

APLICAR TECNOLOGÍAS DE DETECCIÓN Víctor D. Manríquez

41

Técnicas de PdM a aplicar

LISTA DE EQUIPOS

MODOS DE FALLA

CONFIRMAR TÉCNICAS A APLICAR Víctor D. Manríquez

42

Técnicas de PdM a aplicar

Víctor D. Manríquez

43

RANKING CRITICIDAD

Equipos a monitorear

Víctor D. Manríquez

OPERACIONES MANTENIMIENTO LOGÍSTICA

SSMA FINANZAS 44

Equipos a monitorear

SISTEMA ABC

Víctor D. Manríquez

80 - 20

45

Equipos a monitorear

Víctor D. Manríquez

46

Equipos a monitorear

Víctor D. Manríquez

47

Equipos a monitorear ESCALA DE REFERENCIA Equipo absolutamente necesario para garantizar la CRÍTICO - 1 14 A 20 continuidad de operación de la planta. Su falta ocasiona graves perjuicios al servicio CRÍTICO - 2

Necesario para la operación de la planta, pero puede ser 8 A 13 parcial o totalmente reemplazado.

CRÍTICO - 3

No esencial para los procesos de la planta, fácilmente reemplazable.

Víctor D. Manríquez

0 A7

48

Flujo del PdM

Identificar problemas

Víctor D. Manríquez

Planear y programar mantenimiento correctivo

49

Flujo del PdM

PdM

Planear CM SISTEMA OT

Programar CM Víctor D. Manríquez

Ejecutar CM 50

Flujo del PdM – Errores en OT

Víctor D. Manríquez

CM no es planeado.

CM planeado pero no programado.

CM programado. Partes no disponibles.

CM emergencia es priorizado.

51

Flujo del PdM

Víctor D. Manríquez

52

¿Qué medir?

Indicadores del programa

Víctor D. Manríquez

Si no lo mide, no puede probar que ocurrió. Cuanto menos sepa, más tendrá que medir. Lo que se mide puede ser mejorado. 53

Indicadores del programa

DIEZ INDICADORES SUGERIDOS

Víctor D. Manríquez

PRINCIPAL % H-H DE MANTENIMIENTO GENERADAS POR PdM

54

Indicadores del programa

Mejores prácticas: 50 % H-H de mantenimiento

Víctor D. Manríquez

PdM y CM generado por PdM

55

Indicadores del programa

Eficacia del PdM 𝐻𝑂𝑅𝐴𝑆 𝐷𝐸 𝐶𝑀 𝐼𝐷𝐸𝑁𝑇𝐼𝐹𝐼𝐶𝐴𝐷𝐴 𝑃𝑂𝑅 𝑃𝑑𝑀 • 𝐻𝑂𝑅𝐴𝑆 𝑈𝑇𝐼𝐿𝐼𝑍𝐴𝐷𝐴𝑆 𝐼𝑁𝑆𝑃𝐸𝐶𝐶𝐼𝑂𝑁𝐸𝑆 𝑃𝑑𝑀

Víctor D. Manríquez

56

Víctor D. Manríquez

57

Indicadores del programa % recomendaciones PdM completadas entre 30 a 90 días. Porcentaje de mantenimiento planeado . % Mantenimiento planeado en el Backlog. Adherencia al PdM programado. Víctor D. Manríquez

58

Indicadores del programa MTBF

OEE Wrench Time

Costos de mantenimiento como % costo del activo Víctor D. Manríquez

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Indicadores del programa

Relacionado con…

Horas Hombre

Víctor D. Manríquez

Inventario de repuestos Consumo de energía Calidad de producto Performance SSMA Capacidad de procesos 60

Indicadores del programa

¿QUÉ NO MEDIR?

Víctor D. Manríquez

COSTOS EVITADOS

NO FIGURAN EN ESTADOS FINANCIEROS

61

Bases de datos del PdM

PdM es un proceso conducido por datos.

Adquisición de la data correcta. Integridad de la data. Víctor D. Manríquez

62

Bases de datos del PdM ¿Qué data necesitamos colectar, para que en caso haya un problema se muestre y podamos observarlo?

Víctor D. Manríquez

63

Bases de datos del PdM Modos de falla Capacidad de detección de las técnicas de PdM

Puntos de medición en el equipo Teoría detrás de las tecnologías de PdM Víctor D. Manríquez

64

Bases de datos del PdM

Presentación de la data para análisis Como trabajan el hardware y el software Establecer los límites de alarma Víctor D. Manríquez

65

Bases de datos del PdM

RECOMENDACIÓN La configuración y ajuste de la base de datos son mejor desarrollados por un analista de nivel 3 en la tecnología específica

Víctor D. Manríquez

66

Tipo de Programa

INTERNO

CONTRATO

MIXTO

Víctor D. Manríquez

67

Tipo de Programa

Interno

• El programa de PdM es gestionado enteramente en la organización: Recolección, interpretación, análisis y recomendaciones.

Contrato

• Todas las funciones son desarrolladas por una empresa de servicios (Outsourcing).

Mixto

• Combina las dos primeras. Por ejemplo recolección interna, análisis externo.

Víctor D. Manríquez

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Tipo de Programa Costos M.O.

Entrenamiento & Desarrollo

Coaching & Tutoría

Reclutamiento

Hardware & Software

Plazo de implementación

Diagnósticos remotos y soporte adicional Víctor D. Manríquez

Oportunidades de carrera 69

Tipo de Programa ¿Cuándo optar por el outsourcing?

Requisito inmediato de experiencia.

Víctor D. Manríquez

PdM no es parte del “core business” Organizaciones con múltiples locaciones. Oportunidades de mejora en otras áreas de la confiabilidad. Visión objetiva del estado de los activos. 70

¿Cómo seleccionar el proveedor?

Tipo de Programa

Víctor D. Manríquez

Habilidad de integrar múltiples tecnologías.

PdM es una competencia central.

Analistas calificados en cada tecnología.

Integración con el los softwares de gestión de la organización (CMMS, EAM, ERP). 71

Monitoreo de Condiciones – Curva P-F

Víctor D. Manríquez

72

Curva P -F

Condición

Punto de Falla Potencial (Se percibe la falla) Punto de falla Funcional (Ocurre la falla)

P

Tiempo

F

Relación condición vs. tiempo

Una falla potencial es una falla identificable la cual indica que una falla funcional está ocurriendo o esta a punto de ocurrir

Intervalo P -F

•Período de advertencia •Tiempo previo a la falla •Desarrollo de la falla Intervalo P - F

Condición

(tiempo)

P

Tiempo

F

Las tareas basadas en las condición deben realizarse en intervalos de tiempo menores que el intervalo P - F

Intervalo Neto P -F 1 mes

9 meses

Condición

Neto = 8 meses

P

Tiempo •Se puede tener mayor tiempo •Demasiada frecuencia

F

Intervalo Neto P -F 6 meses

9 meses

Condición

3 meses

P

Tiempo •Se puede tener menor tiempo •Poca frecuencia

F

Intervalo Neto

Buscar un Equilibrio

Lo más largo posible por razones de: Paradas (tener tiempo para programar la parada)

Costos de reparación Seguridad

Notas • El Intervalo P - F debe ser más largo que el tiempo necesario para tomar acción (consistente). • Si es muy corto no es técnicamente factible.

OK

MAL

Factibilidad • Sí se define claramente P. (Identificar la falla potencial) • Sí el intervalo P - F es consistente. • Es practico el monitoreo a intervalos menores que el intervalo P - F. (El costo de monitoreo es menor que el costo de reparación) • Intervalo P - F es grande como para ser usado.

Técnicas empleadas para tareas basadas en la condición CALIDAD DEL PRODUCTO

MONITOREO DE CONDICION Basado en los efectos de las fallas: •Efectos dinámicos (rotatorios / vibración) •Efectos partículas (hidráulicos / análisis de aceite) •Efectos químicos (análisis químico / motores FAN) •Efectos físicos (tintes penetrantes)(rajaduras) •Efectos temperatura (termografía) •Efectos eléctricos (aislamiento / meghometros)

CEP LSC X

M LIC

X

X X

X

X

X X

Monitorera y conrolar valores límites sup. e inf.

MONITOREO DE EFECTOS PRIMARIOS (velocidad, flujo, presión, temperatura, potencia, corriente, etc)

Lectura de instrumentos (colocar estandares)

TECNICAS EMPLEADAS

INSPECCION SENSORIAL

Selección de la categoría correcta Ej: Falla de un rodamiento

Condición

Inicio

P1

•P1: Análisis Vibracional (1 - 9 meses) •P2: Análisis de aceite (1 - 6 meses) •P3: Ruido audible (1 - 4 semanas) •P4: Calentamiento (1 - 5 días)

P2 P3 P4

Tiempo

F

La selección de la técnica depende del contexto de trabajo del rodamiento

Determinación del Intervalo P - F OBSERVACION CONTINUA

EMPEZAR CON INTERVALOS CORTOS E IR AUMENTANDO

•Muy cara •Intervalos muy cortos •Se tiene que monitorear continuamente •Se aumenta poco a poco •Se tiene que esperar que la falla ocurra •Puede fallar entre frecuencias

INTERVALOS ARBITRARIOS

•Es la más peligrosa •Debe ser muy corta, entonces muy cara

INVESTIGACIÓN

•Simular la falla •En laboratorios •Aviación

Aproximación racional

Determinación del Intervalo P - F

Hacer la pregunta correcta ¿Cuanto tiempo? A la gente correcta (operador)

Concentrarse en un solo modo de falla

Cuando considerar una tarea basada en la condición

Rediseñar Incidentes ocultos con riesgo de incidentes múltiples. (Consecuencia a la Seguridad) Detectar equipos que generen fallas múltiples - Sistemas de Seguridad.

La falla afecta a la Seguridad y medio ambiente; solo sí hay tiempo para actuar. (Consecuencia al medio ambiente)

Cuando considerar una tarea basada en la condición

Reingeniería Cuando reparar la falla No afecta la seguridad funcional cuesta más y medio ambiente pero que inspeccionar y tiene grandes costos reparar la falla operativos potencial. (Consecuencia (Consecuencia no Operacional) Operacional)

Selección de tareas proactivas Tarea basada en la condición No Si Hacer tareas a intervalos menores que P - F

¿Técnicamente factible?

No

Hacer reparaciones a intervalos menores que edad límite

Si

¿Factible reparación programada? No

Descartar intervalos menores que edad límite

Si

¿Factible descarte programado?

No

Tomar acción función a la consecuencia de la falla

Intervalo P - F y desviaciones de la condición “NORMAL” Pequeña desviación necesita equipos más sensibles, mayor intervalo P - F Mayor desviación, menor intervalo P - F Normal

Condición

Desviación P1

Desviación P2

P1 P2

Intervalo P-F Intervalo P - F F

Tiempo

IMPACTO DEL MANTENIMIENTO EN LOS BENEFICIOS

Beneficio adicional

Nivel de prevención

Nivel de prevención

Ventas

Nivel de prevención

Nivel de prevención

GRAFICO DE COSTOS DE MANTENIMIENTO

Costo/Ingreso

Costo total del Mantenimiento

Costo de la prevención

Costo de paradas

Óptimo

Nivel de prevención

MODELO CLASICO DEL BENEFICIO DE UNA EMPRESA Ingreso

Costo/Ingreso

Beneficio adicional

Costo total

Costo variable Costo fijo

Mínima venta

Ventas

Costo de máquina no operativa (tiempo muerto)

Filosofía del Mantenimiento Se debe trabajar en esta parte de la curva Punto óptimo de equilibrio

Costo de Mantenimiento

Evaluación económica

TIR

VAN ROI Víctor D. Manríquez

PAYBACK 92

Evaluación económica Evitar paradas y pérdidas de producción

Prevenir daño ambiental, penalidades, mitigaciones

Reducir fallas secuenciales

Reducir MTTR

Detectar deterioro oportunamente Víctor D. Manríquez

93

Evaluación económica Evitar penalidades. Mitigar la escasez de trabajadores experimentados.

Mayor seguridad en trabajos planeados Eliminar distracciones de personal de operaciones Costo de oportunidad Víctor D. Manríquez

94

Evaluación económica TIR

VAN

EVALUACIÓN

Víctor D. Manríquez

95

Evaluación económica VNA(tasa;valor1;[valor2];...)

TIR(valores; [estimar])

Víctor D. Manríquez

96

Evaluación económica Program Costs Software Maintenance Fee Direct Staff - 1/2 ME (loaded) Vibration Techs - 2FTE (loaded) Instruments Cailbration Fees/Repairs Training Consumeable supplies Allocated Costs Sub Total Costs Value of Saves Centrifuges Pumps Fans Compressors Mixers Sundynes Other Sub Total Saves Financial Performance Net Cash Flow/Day Simple ROI Víctor D. Manríquez

$15,000 $50,000 $120,000 $5,000 $4,000 $2,000 $20,000 $216,000 $172,000 $186,000 $80,000 $98,000 $62,000 $56,000 $40,000 $694,000 $1,330.63 62.40% 97

Evaluación económica

Performance Metrics/Data of Interest % Discrepancy Compliance % Route Compiance Total Points Monitored Points per man-hour Equipment per man-hour Víctor D. Manríquez

97.90% 98.20% 40594 53.4 4.1 98

Víctor D. Manríquez

99