Mantenimiento: Historia, Evolución y Generaciones
CLASE 1
¿Qué es el mantenimiento? Es la ejecución de actividades para retener un activo en condiciones aceptables para cumplir sus funciones requeridas. Incluye el reemplazo o reparación de componentes y ensambles antes o después de la falla, para que la unidad involucrada pueda desempeñarse durante su vida esperada.
Historia y Evolución del mantenimiento
1° generación: Mantenimiento correctivo total. 2° generación: actividades de mantenimiento para prevenir averías. 3° generación: mantenimiento a condición. 4° generación: mejora continua de los planes de mantenimiento.
1° generación: Revolución industrial. En esta época, las actividades de mantenimiento eran escasas y se enfocaban en arreglar las máquinas en lugar de mantener el servicio que prestaban.
En 1914, Henry Ford creó grupos de trabajo especializados en mantenimiento. Durante la Segunda Guerra Mundial, se comenzó a considerar el mantenimiento preventivo.
En los años 50, se empezó a ver las máquinas por el servicio que proporcionaban y se realizaron estudios de confiabilidad y mantenibilidad.
En 1966, se desarrollaron criterios de predicción de fallas y en 1970, Seichi Nakajima creó el TPM (Mantenimiento productivo total).
3° y 4° generación: gestión de activos, confiabilidad y distintos conceptos como RCM, ACR, TQM y FMECA.
TPM: Su base son las 5S (clasificación/organización, orden, limpieza, estandarización y disciplina). Los pilares del TPM son: mejora continua, mantenimiento autónomo, mantenimiento preventivo, mantenimiento planificado, mantenimiento de calidad, trabajo administrativo, desarrollo y formación del personal, seguridad y entorno.
Mantenimiento como generador de valor
Se debe buscar un equilibrio entre costo, riesgo y downtime. El mantenimiento tiene distintas posiciones dependiendo de la industria en que se encuentre.
Modelo de operación con visión. Para los procesos industriales, detenerse implica costos de detención y costos de oportunidad. Cuanto más costosa es la indisponibilidad, más económico es el mantenimiento. Cuanto más está en juego la seguridad, más crucial es el mantenimiento.
CLASE 2
A medida que un proyecto industrial es ejecutado, existen variaciones en los costos efectivos contra los planificados. Los costos se dividen en Capex (costos de diseño y ejecución) y Opex (costos de operación de la planta).
CAPEX (Capital expenditure): compra de terrenos, adquisición de equipos, fundaciones, estructuras, edificios, costos de montaje, ingeniería, gastos de administración.
OPEX (Operational expenditure): costo de operación y costo de ineficiencia. El costo total durante la operación de una empresa tiene diferentes componentes que se agrupan en gastos generales y costos de producción.
LCCA (Life Cycle Cost Analysis): proceso de evaluación de activos considerando aspectos económicos y de confiabilidad para seleccionar el activo que aporte los mayores beneficios al proceso de producción.
La metodología LCCA permite calcular el costo de ciclo de vida de los activos y comparar diferentes opciones. Se deben considerar características de los costos, tasa de descuento, ciclo de vida útil esperado y periodo de tiempo para estimar los costos.
El ciclo de vida de un activo depende del costo de intervenciones de mantenimiento (Ci), costo de fallas de mantenimiento (Cf) y costo de almacenamiento de mantenimiento (Ca).
Costo de Intervención (Ci): incluye los gastos relacionados con la mantención preventiva y correctiva. Se puede descomponer en mano de obra interna o externa, repuestos de bodega y material consumible para la intervención.
Es importante asignar valores realistas a los costos horarios de intervención y de horas hombre, ya que influyen en el costo global de mantenimiento.
Costo de Falla (Cf): pérdidas de margen de explotación debido a problemas de mantenimiento que reducen la tasa de producción de productos en buen estado.
Costo de Almacenamiento: gastos en financiamiento y manejo del stock de piezas de repuesto e insumos necesarios para el mantenimiento.
El costo total ciclo de vida se calcula restando el valor de reposición en valor presente al costo en valor presente.
Costos totales por confiabilidad (CTPF): costo total anualizado de penalización por fallas inesperadas que afectan la producción, calidad, etc.
CLASE 3
Las fallas catastróficas son repentinas y complejas, como la rotura de un componente mecánico o un cortocircuito en un sistema eléctrico. Las fallas por cambios en parámetros incluyen desgaste mecánico, fricción y aumento de la resistencia de componentes electrónicos.
Un equipo se puede dividir en 3 etapas según el tipo de falla: rodaje, vida útil y desgaste. El análisis de modos de falla causa y efectos (FMECA) permite identificar las razones y formas en que un equipo está fallando.
Una falla es la causa o evento que lleva a la incapacidad de un equipo para realizar su función adecuadamente. Una falla funcional es cuando el activo no puede cumplir su función total o parcialmente.
Las funciones primarias y secundarias definen el motivo de la existencia del activo y las expectativas adicionales sobre su desempeño.
El modo de falla es la evidencia física de la falla funcional, mientras que el efecto de la falla describe las consecuencias inmediatas y las acciones necesarias para corregirla.
Existen 4 categorías de las consecuencias de las fallas: fallas ocultas, seguridad y ambiente, operacional y no operacional.
El análisis de criticidad de modos de falla permite jerarquizar sistemas, sub sistemas y equipos en función de su impacto global.
CLASE 4
La confiabilidad de un elemento es la probabilidad de que funcione sin fallas durante un tiempo determinado bajo ciertas condiciones ambientales. La tasa de falla puede expresarse como un porcentaje de fallas o un número de fallas observadas en un tiempo de operación.
El tiempo medio hasta la falla (MTTF) es el tiempo promedio que funcionará un elemento antes de fallar, mientras que el tiempo medio entre fallas (MTBF) es el tiempo entre fallas excluyendo el tiempo de reparación.
La curva de Weibull es una técnica utilizada para estimar probabilidades basada en datos medidos o asumidos.
CLASE 5
La confiabilidad de un sistema depende de la confiabilidad de sus equipos o subsistemas. El análisis del conjunto es importante para deducir características de seguridad, establecer políticas de mantenimiento preventivo, disponer de acciones correctivas eficaces y proyectar sistemas óptimos.
Los sistemas pueden ser en serie, redundantes o stand-by. En sistemas en serie, la falla de cualquier elemento provoca la falla del sistema completo. En sistemas redundantes, algunas funciones están duplicadas para mayor seguridad. En sistemas stand-by, solo uno de los elementos funciona mientras los demás están en reserva.
Los sistemas complejos requieren un análisis más detallado y se pueden representar mediante árboles de falla.