Pronosticos de Fallas de Camiones Alto Tonelaje
-
Upload
yerko-cortes-astudillo -
Category
Documents
-
view
30 -
download
0
description
Transcript of Pronosticos de Fallas de Camiones Alto Tonelaje
-
PROFESOR PATROCINANTE:
MG. ALEJANDRO SOTOMAYOR BRUL
ESCUELA DE INGENIERA CIVIL INDUSTRIAL
Pronstico de Fallas e Implementacin Plan de Gestin Confiabilidad de
Repuestos Crticos en la Minera del Hierro
Trabajo de Titulacin
para optar
al ttulo de Ingeniero Civil Industrial
CAMILA ANGLICA PAREDES DELGADO
PUERTO MONTT CHILE
2012
-
ii
DEDICATORIA
A mis padres, Sandra y Antonio quienes me han heredado el
tesoro ms valioso que puede drsele a un hijo: amor. A quienes
sin escatimar esfuerzo alguno, han sacrificado gran parte de su vida
para formarme y educarme. A quienes la ilusin de su vida ha sido
que me convierta en una persona de provecho y quien ms que
ellos para hacerse merecedores de todo el esfuerzo puesto en
estos siete aos.
A los profesores por todos los conocimientos impartidos; y a todas
las personas que intervinieron de una u otra forma en el desarrollo
de esta etapa de mi vida.
Que sientan que el objetivo logrado tambin es de ustedes y
que la fuerza que nos ayudo a conseguirlo fue su apoyo.
-
iii
AGRADECIMIENTOS
A Dios y al angl que est al lado de l; Hardy, por estar en todo
momento y siempre guiarme.
A mis padres y familia porque gracias a su apoyo, comprensin y
amor brindado durante mi formacin profesional he llegado a
realizar lo ms grande de mis metas y con la promesa de seguir
siempre adelante.
A todos mis amigos, quienes nos brindaron su apoyo incondicional
y su sincera amistad. Y especialmente a Cesar por su amor y su
compaa.
-
iv
RESUMEN
Este estudio se realiz en el rubro de la minera, especficamente en una empresa de hierro,
perteneciente a la Compaa Minera del Pacfico, la cual se encuentra en La Serena y es
llamada Faena El Romeral. El objetivo de este proyecto de ttulo es recomendar una estrategia
de mantenimiento basada en diferentes aristas que ayuden a definir la mejor poltica a aplicar
en el mantenimiento de la Flota de camiones de alto tonelaje CAT 785 B. Se analizaron 6
componentes: Mando final izquierdo, Mando final Derecho, Convertidor de Torque, Motor,
Diferencial y Transmisin.
Para cumplir con los objetivos fue necesario desarrollar una metodologa que pudiera evaluar
como impacta ciertas actividades en la cadena de mantenimiento de estos componentes,
asociados a tiempos perdidos por fallas, nivel de la cadena donde se produce la falla y el riego
asociado a la actividad.
Especficamente los temas abordados dentro de este estudio fueron: Grfica de Weibull,
Confiabilidad, Mantenibilidad, Abastecimientos, Costos Globales, entre otros factores
cualitativos.
Finalmente se puede concluir en este estudio que la estratega para estos camiones debera
ser CORRECTIVA, por la vida til de los equipos. Sabiendo esto tambin se recomendarn
varios puntos a seguir para optimizar costos y disminuir la probabilidad de ocurrencia de fallas.
Como por ejemplo un porcentaje de confiabilidad, para el recambio de los componentes.
-
NDICE
Pgina
DEDICATORIA. ii
AGRADECIMIENTO. iii
RESUMEN. iv
GLOSARIO. v
1. ANTECEDENTES GENERALES 1
1.1. INTRODUCCIN 1
1.2. OBJETIVOS 2
1.2.1. OBJETIVO GENERAL 2
1.2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS 2
1.3. DESCRIPCIN DEL REA 3
1.3.1. ANTECEDENTES DE LA INDUSTRIA 3
1.3.2. ANTECEDENTES DE LA EMPRESA 7
1.4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 9
2. MARCO TERICO 11
2.1. GESTIN DE ACTIVOS 11
2.1.1. CICLO DE VIDA DE LOS ACTIVOS FSICOS 11
2.1.2. MANTENIMIENTO INDUSTRIAL 12
2.1.3. ESTRTEGIAS DE MANTENIMIENTO 13
2.2. ANLISIS ESTADSTICO DE FALLAS Y CONFIABILIDAD DE LOS COMPONENTES 15
2.2.1. DISPONIBILIDAD 16
2.2.2. CONFIABILIDAD 16
2.2.3. MANTENIBILIDAD 16
2.3. LINEALIZACIN DE LOS DATOS 17
2.3.1. LA FUNCIN DE DENSIDAD DE PROBABILIDAD F ( t ) 18
2.3.2. FUNCIN DE DENSIDAD EXPONENCIAL NEGATIVA 18
2.3.3. LA FUNCIN DE DENSIDAD NORMAL 19
2.3.4. LA FUNCIN DE DENSIDAD WEIBULL 19
2.3.5. LA FUNCIN DE DISTRIBUCIN ACUMULADA F(t) 20
2.4. LA FUNCION DE CONFIABILIDAD R (t) 20
2.4.1. TASA DE FALLA "()" 21
-
2.4.2. TIEMPO PROMEDIO DE REPARACIN (MTTR) 22
2.4.3. TIEMPO DE OPERACIN ENTRE FALLAS (MTBF) 22
2.5. GESTIN DE CONFIABILIDAD 22
2.5.1. ANLISIS DE FALLAS COMPONENTES CRTICOS 23
2.5.2. METODO DE PRIORIZACIN ANLISIS DE PARETO 24
2.5.3. ANLISIS DE WEIBULL 25
2.6. TEST DE VERIFICACIN KOLMOGOROV-SMIRNOV (K-S) 27
2.7. COSTOS GLOBALES 29
2.8. CADENA DE ABASTECIMIENTO REPUESTOS CRTICOS 30
2.8.1. SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO 31
3. DISEO METODOLGICO 32
3.1. GENERALIDADES 32
3.2. ETAPAS DE LA METODOLOGA BASADO EN LOS OBJETIVOS ESPECFICOS 33
3.2.1. RECOPILACIN DE DATOS 35
3.2.2. CONSTRUCCIN GRFICO WEIBULL PARA LA CONFIABILIDAD 35
3.2.3. CONSTRUCCIN GRFICO WEIBULL PARA LA MANTENIBILIDAD. 38
3.2.4. IDIENTIFICACIN DE COSTOS 39
3.2.5. IDIENTIFICACIN LEAD TIME COMPONENTES 41
3.3. DEFINICIN ESTRATEGIA DE MANTENIMIENTO 42
4. RESULTADOS Y ANLISIS DE RESULTADOS 43
4.1. MOTOR DIESEL 47
4.1.1.RESULTADOS CUANTITATIVOS 47
4.1.2 RESULTADOS CUALITATIVOS 64
4.1.3. ABASTECIMIENTO COMPONENTE 64
4.1.4. POLTICA DE MANTENCIN PROPUESTA 64
4.2. TRANSMISIN 65
4.2.1. RESULTADOS CUANTITATIVOS 65
4.2.2.RESULTADOS CUALITATIVOS 81
4.2.3. ABASTECIMIENTO COMPONENTE 81
4.2.4. POLTICA DE MANTENCION PROPUESTA 81
4.3. CONVERTIDOR DE TORQUE 83
4.3.1.RESULTADOS CUANTITATIVOS 83
4.3.2. RESULTADOS CUALITATIVOS 98
4.3.3.ABASTECIMIENTO COMPONENTE 98
-
4.3.4 POLITICA DE MANTENCION PROPUESTA 99
4.4. MANDO FINAL IZQUIERDO 101
4.4.1 RESULTADOS CUANTITATIVOS 101
4.4.2. RESULTADOS CUALITATIVOS 117
4.4.3.ABASTECIMIENTO COMPONENTE 117
4.4.4. POLITICA DE MANTENCION PROPUESTA 118
4.5. MANDO FINAL DERECHO 120
4.5.1. RESULTADOS CUANTITATIVOS 120
4.5.2. RESULTADOS CUALITATIVOS 134
4.5.3. ABASTECIMIENTO COMPONENTE 134
4.5.4. POLITICA DE MANTENCION PROPUESTA 135
4.6. DIFERENCIAL 137
4.6.1. RESULTADOS CUANTITATIVOS 137
4.6.2. RESULTADOS CUALITATIVOS 151
4.6.3. ABASTECIMIENTO COMPONENTE 151
4.6.4. POLITICA DE MANTENCION PROPUESTA 151
5. CONCLUSIONES 153
6. RECOMENDACIONES 155
7. BIBLIOGRAFA 156
8. LINKOGRAFIA 159
9. ANEXOS 161
-
NDICE DE TABLAS
TABLA N 2.1: Prueba Kolmogorov Smirnov 27
TABLA N 4.1: Datos Confiabilidad Motor Diesel. 48
TABLA N 4.2: Rango Medio Motor Diesel 49
TABLA N 4.3: Rango medio en variables X e Y Motor Diesel. 50
TABLA N 4.4: Parmetros generados por el grfico X e Y Motor Diesel 51
TABLA N 4.5: Resumen de los resultados de la prueba K-S Motor Diesel 52
TABLA N 4.6: Valores de funciones confiabilidad y tasa de fallas Motor Diesel 53
TABLA N 4.7: Datos Mantenibilidad Motor 1512 55
TABLA N4.8: Rango Medio Motor Diesel para Mantenibilidad 56
TABLA N 4.9: Rango medio de la mantenibilidad en variables X e Y Motor Diesel 57
TABLA N 4.10: Parmetros generados por el grfico X e Y en la mantenibilidad del
Motor Diesel
58
TABLA N 4.11: Valores de funciones mantenibilidad y tasa de reparaciones Motor
Diesel
60
TABLA N 4.12: Resumen de los resultados de la prueba K-S Motor Diesel de su
mantenibilidad
61
TABLA N 4.13: Costos Variables 62
TABLA N 4.14: Precio Venta Producto 62
TABLA N 4.15: Costo Ineficiencia 62
TABLA N 4.16: Costo Operacin 62
TABLA N 4.17: Costos Globales Proyectados 62
TABLA N4.18: Datos Confiabilidad Transmisin 63
TABLA N4.19: Rango Medio Conjunto Transmisin 66
TABLA N4.20: Rango medio en variables X e Y Conjunto Transmisin 67
TABLA N4.21: Parmetros generados por el grfico X e Y Componente Transmisin 68
TABLA N4.22: Resumen de los resultados de la prueba K-S de confiabilidad de la
Transmisin
69
TABLA N4.23: Resumen de los resultados de la prueba K-S de confiabilidad de la
Transmisin
70
TABLA N4.24: Datos Mantenibilidad Transmisin 72
TABLA N4.25: Rango Medio Mantenibilidad para componente transmisin 73
TABLA N4.26: Rango medio de la mantenibilidad en variables X e Y Componente
Transmisin
74
-
TABLA N4.27: Parmetros generados por el grfico X e Y en la mantenibilidad del
Componente Transmisin
75
TABLA N4.28: Valores de funciones mantenibilidad y tasa de reparaciones 76
TABLA N4.29: Resumen de los resultados de la prueba K-S de mantenibilidad de la
transmisin
78
TABLA N4.30: Costos Variables 79
TABLA N4.31: Precio Venta Producto 79
TABLA N4.32: Costos Ineficiencia 79
TABLA N4.33: Costos Operacin 79
TABLA N4.34: Costos Globales Transmisin 79
TABLA N4.35: Datos Confiabilidad Convertidor de Torque 80
TABLA N4.36: Rango Medio Confiabilidad Convertidor de Toque 83
TABLA N4.37: Rango medio en variables X e Y Confiabilidad Confiabilidad
Convertidor de Torque
84
TABLA N 4.38: Parmetros generados por el grfico X e Y Confiabilidad Convertidor
de Torque
85
TABLA N 4.39: Resumen de los resultados de la prueba K-S de confiabilidad del
Convertidor de Torque
86
TABLA N 4.40: Valores de funciones confiabilidad y tasa de fallas Convertidor de
Torque
87
TABLA N 4.41: Datos Mantenibilidad Convertidor de Torque 88
TABLA N 4.42: Rango Medio Mantenibilidad para Convertidor De Torque 90
TABLA N 4.43: Rango medio de la mantenibilidad en variables X e Y Convertidor de
Torque
91
TABLA N 4.44: Parmetros generados por el grfico X e Y en la mantenibilidad del
Convertidor de Torque
92
TABLA N4.45: Valores de funciones Mantenibilidad y tasa de reparacin Convertidor
de Torque
93
TABLA N4.46: Resumen de los resultados de la prueba K-S de mantenibilidad del
Convertidor de Torque
94
TABLA N4.47: Costos Variables 96
TABLA N4.48: Precio Venta Producto 97
TABLA N4.49: Costo Ineficiencia 97
TABLA N4.50: Precio Venta Producto 97
TABLA N4.51: Costos Globales 97
-
TABLA N 4.52: Datos Confiabilidad Mando Final Izquierdo 101
TABLA N 4.53: Rango Medio Confiabilidad Mando Final Izquierdo 102
TABLA N 4.54: Rango medio en variables X e Y Confiabilidad Mando Final Izquierdo 103
TABLA N 4.55: Parmetros generados por el grfico X e Y Confiabilidad Mando Final
Izquierdo
105
TABLA N 4.56: Resumen de los resultados de la prueba K-S en la confiabilidad del
Mando Final Izquierdo
106
TABLA N 4.57: Valores de funciones confiabilidad y tasa de fallas Mando Final
Izquierdo
108
TABLA N 4.58: Datos Mantenibilidad Mando Final Izquierdo 109
TABLA N 4.59: Rango Medio Mantenibilidad para Mando Final Izquierdo 110
TABLA N 4.60: Rango medio de la mantenibilidad en variables X e Y Mando Final
Izquierdo
111
TABLA N 4.61: Parmetros generados por el grfico X e Y en la mantenibilidad del
Mando Final Izquierdo
112
TABLA N 4.62: Valores de funciones mantenibilidad y tasa de reparaciones Mando
Final Izquierdo
114
TABLA N 4.63: Resumen de los resultados de la prueba K-S de mantenibilidad del
Mando Final Izquierdo
115
TABLA N4.64: Costos Variables 115
TABLA N4.65: Precio Venta Producto 116
TABLA N4.66: Costos Variables 116
TABLA N4.67: Costos Globales 117
TABLA N 4.68: Costos Global del Mando Final Izquierdo 120
TABLA N 4.69: Datos Confiabilidad Mando Final Derecho 121
TABLA N 4.70: Rango Medio Confiabilidad Mando Final Derecho 122
TABLA N 4.71: Rango medio en variables X e Y Confiabilidad Mando Final Derecho 123
TABLA N 4.72: Parmetros generados por el grfico X e Y Confiabilidad Mando Final
Derecho
124
TABLA N 4.73: Parmetros generados por el grfico X e Y Confiabilidad Mando Final
Derecho
124
TABLA N 4.74: Resumen de los resultados de la prueba K-S de confiabilidad del
mando final
124
TABLA N 4.75: Valores de funciones confiabilidad y tasa de fallas Mando Final
Derecho
126
-
TABLA N 4.76: Datos Mantenibilidad Mando Final derecho 127
TABLA N 4.77: Rango Medio Mantenibilidad para Mando Final Derecho 128
TABLA N 4.78: Rango medio de la mantenibilidad en variables X e Y Mando Final
Derecho
129
TABLA N 4.79: Parmetros generados por el grfico X e Y en la mantenibilidad del
Mando Final Derecho
130
TABLA N 4.80: Valores de funciones mantenibilidad y tasa de reparaciones Mando
Final Derecho
131
TABLA N 4.81: Resumen de los resultados de la prueba K-S de mantenibilidad
Mando Final Derecho
132
TABLA N 4.82:Costos Variables 133
TABLA N 4.83:Precio Venta Producto 133
TABLA N 4.84:Costos Ineficiencia 133
TABLA N 4.85:Costos Operacin 133
TABLA N 4.86:Costos Globales 134
TABLA N 4.87: Datos Confiabilidad Diferencial. 137
TABLA N4.88: Rango Mediana Confiabilidad Diferencial 138
TABLA N 4.89: Rango medio de la mantenibilidad en variables X e Y Diferencial 138
TABLA N 4.90: Parmetros generados por el grfico X e Y Confiabilidad Diferencial 139
TABLA N4.91: Resumen de los resultados de la prueba K-S de confiabilidad del
Diferencial
140
TABLA N 4.92: Valores de funciones confiabilidad y tasa de fallas del Diferencial 141
TABLA N 4.93: Datos Mantenibilidad Del Diferencial 143
TABLA N 4.94: Rango Mediana Mantenibilidad para Diferencial 144
TABLA N 4.95: Rango mediana de la mantenibilidad en variables X e Y Diferencial 144
TABLA N 4.96: Parmetros generados por el grfico X e Y en la mantenibilidad del
Diferencial
145
TABLA N 4.97: Valores de funciones mantenibilidad y tasa de reparaciones
Diferencial
145
TABLA N 4.98: Resumen de los resultados de la prueba K-S mantenibilidad del
Diferencial
148
TABLA N 4.99:Costos Variables 149
TABLA N 4.100:Precio Venta Producto 149
TABLA N 4.101:Costo Ineficiencia 150
TABLA N 4.102:Costo Operacin 150
-
TABLA N 4.103: Costos Globales 150
-
NDICE DE FIGURAS
Figura N 1.1: Proyeccin trimestral del precio del hierro para 2012 Precio
referencia contratos japoneses; US$/TM
3
Figura N 1.2: Principales pases con reservas de mineral de hierro 4
Figura N 1.3: Organigrama organizacional CMP S.A. 7
Figura N 2.1: Ciclo de vida de un activo fsico 11
Figura N 2.2: Ecuacin de disponibilidad 15
Figura N 2.3: Rango Medio para el tiempo entre fallas de Motor 17
Figura N 2.4: Ecuacin de densidad exponencial negativa 18
Figura N 2.5: Ecuacin de densidad normal 18
Figura N 2.6: Ecuacin de densidad Weibull 19
Figura N 2.7: Ecuacin equivalente de densidad de Weibull 19
Figura N 2.8: Funcin de distribucin acumulada 19
Figura N 2.9: Funcin de confiabilidad 20
Figura N 2.10: Funcin tpica de confiabilidad para un sistema 20
Figura N 2.11: Ecuacin tasa de falla 21
Figura N 2.12: Ecuacin tasa promedio de reparacin 21
Figura N 2.13: Ecuacin tiempo de operacin entre falla 21
Figura N 2.14: Diagrama de Pareto 24
Figura N 2.15: Curva de confiabilidad de un equipo 25
Figura N 2.16: Ecuacin distribucin mxima Kolmogorov - Smirnov 27
Figura N 2.17: Funcin Costo Global 28
Figura N 2.18: Funcin Costo capital fijo 28
Figura N 2.19: Funcin Costo operacin 29
Figura N 2.20: Funcin Costo ineficiencia 29
Figura N 3.1: Diseo Metodolgico. 32
Figura N 3.2: Ecuacin Rango Medio 33
Figura N 3.3: Ecuacin Rango Mediana 33
Figura N 3.4: Ecuacin Tasa de Fallas 35
Figura N 3.5: Ecuacin Confiabilidad 35
Figura N 3.6: Ecuacin No Confiabilidad 36
Figura N 3.7: Ecuacin Tiempo Medio Entre Fallas 36
Figura N 3.8: Ecuacin Tasa de Reparacin 37
Figura N 3.9: Ecuacin Mantenibilidad 37
Figura N 3.10: Ecuacin No Mantenibilidad o Weibull 37
-
Figura N 3.11: Ecuacin Tiempo Medio de Reparacin 38
Figura N 3.12: Ecuacin Costo Ejercicio 38
Figura N 3.13: Ecuacin Costo indisponibilidad 38
Figura N 4.1: Camin 785-B en sector de mantenimiento Minas El Romeral 44
Figura N 4.2: Diagrama de Pareto Cantidad de Fallas 45
Figura N 4.3: Diagrama de Pareto Costos por Cantidad de fallas 46
Figura N 4.4: Imagen Motor Diesel 48
Figura N 4.5: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull
Motor Diesel
51
Figura N 4.6: Tasa de Fallas Motor Diesel 53
Figura N 4.7: Confiabilidad Motor Diesel 54
Figura N 4.8: Tiempo Medio Entre Fallas Motor Diesel
54
Figura N 4.9: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull
Motor Diesel entre las reparaciones
57
Figura N 4.10: Tasa de Reparacin Motor Diesel 59
Figura N 4.11: Mantenibilidad Motor Diesel 60
Figura N 4.12: Tiempo Medio Entre Reparacin Motor Diesel 61
Figura N 4.13: Ecuacin Costo Global 63
Figura N 4.14: Imagen Componente transmisin 66
Figura N 4.15: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull
Componente Transmisin
68
Figura N 4.16: Tasa de Fallas Motor Diesel 71
Figura N 4.17: Confiabilidad Componente Transmisin 71
Figura N 4.18: Tiempo Medio Entre Fallas Transmisin 72
Figura N 4.19: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull en
la mantenibilidad del Componente Transmisin
74
Figura N 4.20: Tasa de Reparacin Transmisin 76
Figura N 4.21: Mantenibilidad Componente Transmisin 77
Figura N 4.22: Tiempo Medio Entre Reparacin Componente transmisin 78
Figura N 4.23: Ecuacin Costos Globales 80
Figura N 4.24: Fotografa Convertidor de Torque 83
FiguraN 4.25: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull
Convertidor de Torque
86
Figura N 4.26: Tasa de Fallas Convertidor de Torque 89
Figura N 4.27 : Confiabilidad Convertidor De Torque 89
Figura N 4.28: Tiempo Medio Entre Fallas del Convertidor de Torque 90
-
Figura N 4.29: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull en
la mantenibilidad del Convertidor de Torque
92
Figura N 4.30 : Tasa de Reparacin Convertidor de Torque 94
Figura N 4.31 : Mantenibilidad Convertidor de Torque 95
Figura N4.32 : Tiempo Medio Entre Reparacin Convertidor de Torque 96
Figura N 4.33 : Imagen Mando Final izquierdo 101
Figura N 4.34: Tasa de Fallas Mando Final Izquierdo 104
Figura N 4.35 : Confiabilidad Mando Final Izquierdo 107
Figura N 4.36: Tiempo Medio Entre Fallas del Mando Final Izquierdo 107
Figura N4.37: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull en
la mantenibilidad Mando Final Izquierdo
111
Figura N 4.38: Tasa de Reparacin Mando Final Izquierdo 113
Figura N 4.39 :Mantenibilidad Mando Final Izquierdo 113
Figura N 4.40:Tiempo Medio Entre Reparacin Mando Final Izquierdo 114
Figura N 4.41: Ecuacin Costo Global 116
Figura N 4.42 : Imagen Mando Final Derecho 120
Figura N4.43: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull
Mando Final Derecho
122
Figura N 4.44 : Tasa de Fallas Mando Final Derecho 125
Figura N 4.45 :Confiabilidad Mando Final Derecho 125
Figura N4.46:Tiempo Medio Entre Fallas del Mando Final Derecho 126
Figura N4.47: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull en
la mantenibilidad Mando Final Derecho
128
Figura N 4.48 : Tasa de Reparacin Mando Final Derecho 130
Figura N 4.49 :Mantenibilidad Mando Final Derecho 131
Figura N 4.50:Tiempo Medio Entre Reparacin Mando Final Derecho 132
Figura N 4.51: Ecuacin Costos Globales 133
Figura N 4.52: Imagen Diferencial 137
Figura N4.53: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull
Diferencial
139
Figura N 4.54 : Tasa de Fallas Diferencial 141
Figura N 4.55 :Confiabilidad Diferencial 142
Figura N4.56: Tiempo Medio Entre Fallas del Diferencial 145
Figura N4.57: Linealizacin de la funcin asociada a la distribucin de Weibull en
la mantenibilidad Diferencial
146
Figura N 4.58: Tasa de Reparacin Diferencial 147
-
Figura N 4.59 :Mantenibilidad Diferencial 147
Figura N 4.60:Tiempo Medio Entre Reparacin Diferencial 148
Figura N 4.61:Ecuacin Costos Globales 150
-
v
GLOSARIO
PAS: Publicly Available Specification.
Activo: Cualquier elemento de valor de la organizacin, incluye equipos,
conocimiento, informacin, imagen, etc.
Componente: Ingenio especial para el funcionamiento de una actividad mecnica,
elctrica o de otra naturaleza fsica, que, conjugado a otro (s) crea (n)
el potencial de realizar un trabajo.
Pieza: Todo y cualquier elemento fsico no divisible de un mecanismo. Es la
parte del equipo donde, de una manera general, sern desarrollados
los cambios y eventualmente, en caso ms especficos, las
reparaciones.
Equipo: Conjunto de componentes interconectados con los que se realiza
materialmente una actividad de una instalacin.
Overhaul: Reparacin Mayor, Renovacin o Reconstruccin del Componente
mediante la utilizacin de Kits de reparacin, Kits que incluyen
repuestos bsicos del componente.
-
1
1. ANTECEDENTES GENERALES
1.1 INTRODUCCIN
El hierro tiene una enorme importancia en la vida moderna, Cmo se podran construir los aviones y los
medios de transporte con los cuales nos movilizamos, as como los innumerables dispositivos mecnicos
que se utilizan en el rubro de la construccin y de la misma manera en nuestros hogares?. De tal manera
que el proceso de este mineral es de vital importancia para las economas que lo producen y utilizan. Por
lo que, los equipos mineros que desempean labores de transporte de material tienen un papel
fundamental en la produccin. Por eso, es importante estudiarlos de forma de saber porque fallan y
cuando tienen que fallar.
Con este estudio se pretende llegar a establecer una poltica de mantenimiento, para 6 componentes
crticos de la flota de camiones CAT 785B, tomando varias aristas para tomar la decisin de recomendar
una estrategia en particular. Para esto el estudio se basar en distintas aristas:
Utilizacin de la tcnica de Weibull a travs de la linealizacin de los datos y de esta forma
encontrar tanto la mantenibilidad como la confiabilidad. Ya que, para hacer proyecciones y
conclusiones de los parmetros encontrados, en ingeniera de la confiabilidad, los datos sern
organizados en Grficas de Weibull, permiten apreciar una relacin lineal entre el parmetro
estudiado (tiempo medio entre fallas, tiempo medio de reparacin) y su probabilidad de
ocurrencia. Esta ltima es estimada siguiendo las tcnicas de rango medio o rango mediana,
como se ver ms adelante y la relacin es linealizada mediante transformaciones logartmicas
y/o regresin lineal. Weibull lleva a concluir el porcentaje de confiabilidad de los datos.
Enseguida se calcularn los costos asociados tanto a la operacin, servicio de reparacin e
ineficiencia. De forma de calcular cunto estamos dejando de ganar por tener fallas en los
componentes de los equipos.
Adems hay factores que podrn ayudar a determinar la estrategia los cuales fueron recogidos
gracias a la experiencia de los mantenedores y operadores de esta flota de alto tonelaje. Algunos
son, la seguridad de las personas quienes lo operan, las actividades del operador, entre otros.
Finalmente se analizar el abastecimiento de los componentes de manera de poder pedir los
componentes antes que la probabilidad de ocurrencia disminuya a nmeros inseguros.
Con todas estas acciones se tomar la decisin y en el tem de recomendaciones se darn ideas para
poder contribuir a la disminucin de costos y la extensin de la vida til tanto del equipo como de los
componentes estudiados.
Finalmente podemos decir que este anlisis servir de gua para nuevos equipos que lleguen a la faena
El Romeral, donde se llev a cabo este estudio.
-
2
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 OBJETIVO GENERAL
Definir la poltica de gestin de repuestos crticos y estrategia de mantenimiento para maximizar
la disponibilidad de los equipos fsicos, minimizando los costos globales asociados y optimice la
cadena de abastecimiento de manera de aumentar su confiabilidad y minimizar su
mantenibilidad.
1.2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS
Obtener parmetros necesarios para determinar la confiabilidad y mantenibilidad de los equipos a
partir del mtodo empleado.
Determinar la confiabilidad en los equipos de la flota de camiones CAT 785B de minas El
Romeral a partir de parmetros estadsticos.
Estimar los costos globales asociados a estos equipos.
Determinar el comportamiento de las fallas de cada equipo, los tiempos de abastecimiento y
proveedores de los repuestos crticos para cada equipo.
Establecer posibles polticas para determinar estrategia de los repuestos crticos de las unidades
operativas, adems de sus costos.
Definir la mejor poltica de partes y piezas crticas de los equipos a tomar en cuenta.
-
3
1.3. DESCRIPCION DEL REA
1.3.1. ANTECEDENTES DE LA INDUSTRIA
Los minerales de hierro son explotados en ms de 50 pases y son la fuente primaria principal para la
industria siderrgica. El 98% de los minerales producidos son utilizados para la produccin de acero, por
lo que la industria del hierro est estrechamente vinculada con dicho sector.
Cada ao se envan mil millones de toneladas de mineral de hierro en todo el mundo. Histricamente, la
gran parte de la comercializacin del mineral de hierro se realizaba en Europa y EE. UU. En la actualidad,
la base de clientes se ha movido hacia el este. El principal comprador mundial de mineral de Hierro es
China.
Minera en el contexto mundial
Hasta hace poco el mercado se manejaba en su mayor parte con contratos de precio fijo iniciados por los
principales productores. El cambio hacia una fijacin de precios de mercado libre ha elevado la
competencia, pero tambin ha introducido volatilidad para las empresas ms pequeas.
Perz, 2011; detalla la proyeccin de precios trimestrales del hierro para el 2012 publicada por
Consensus (octubre de 2011) y que est basada en encuestas a analistas, bancos de inversin y
consultoras respecto de contratos anuales con siderurgias japonesas. Se observa que existe una gran
dispersin de precios para cada uno de los meses de la proyeccin, dispersin que aumenta en la
medida que se aleja el horizonte de proyeccin. En la lnea continua de la Figura N1.1 se representa el
precio promedio en cada uno de los meses de estimacin. Adems para el 2012 el precio medio
estimado es 159,8 US$/TM, equivalente a una cada de 9% respecto del precio promedio de 2011.
FIGURA N 1.1: Proyeccin trimestral del precio del hierro para 2012
Precio referencia contratos japoneses; US$/TM
Fuente: PERZ, 2011
-
4
Los participantes de la industria hacen referencia a un bajo inters de compra por parte de las
siderrgicas y operadores de China, pas donde los precios a nivel local tambin han disminuido.
Los consumidores de mineral de hierro en la nacin asitica se concentran en su propia rentabilidad y no
estn dispuestos a pagar ms por el bien, ya que la economa muestra signos de desaceleracin, segn
analistas. (Business News Americas, 2012)
De acuerdo a un estudio de la Comisin Chilena del Cobre (COCHILCO), el Servicio Geolgico de
Estados Unidos consigna que las reservas mundiales de mineral de hierro ascienden a 160.000 millones
de toneladas lo que equivale a unas 79.000 millones de toneladas de hierro contenido. Se estima que a
los ritmos de produccin actuales las reservas disponibles en la actualidad permitiran una explotacin
por ms de 100 aos. (BAADOS, 2008)
Los pases que disponen del volumen de reservas de mineral de hierro ms importantes son Ucrania
(20%), Rusia (16%), Brasil (14%) y China (13%) como se muestra en la FIGURA 1.2. Sin embargo se
destaca que estos pases no necesariamente disponen de las reservas de mayor calidad. Brasil, por
ejemplo, posee la calidad de sus reservas de hierro contenido que lo posicionan como el pas con la
mejor dotacin de recursos de hierro metlico. (BAADOS, 2008)
Figura N 1.2: Principales pases con reservas de mineral de hierro
Fuente: BAADOS,2008
Si bien existen ms de 50 pases que producen mineral de hierro en el mundo, slo seis de ellos
representan un 80% de la produccin total. En el ao 2005, China ocup el primer lugar como productor
de mineral de hierro participando de un 24% de la produccin mundial, a pesar de que dispone de
reservas de baja ley de mineral. (BAADOS, 2008)
-
5
Minera del hierro a nivel nacional
Si bien la participacin de Chile en la produccin y consumo mundial de minerales de hierro es menor,
ests s son importantes para la actividad econmica nacional.
En el norte del pas abundan las minas de hierro. Por regla general, son rocas magmticas con un
elevado contenido en metal, ms de un 50%. Los yacimientos de Atacama (III Regin) producen en torno
al 60% del total nacional y su produccin ha encontrado un buen mercado en Japn. (Milln, A., 2012)
Entre los yacimientos ms importantes estn: Cerro Imn, El Chaar, Los Colorados, ubicados en la III
regin de Atacama. En la IV regin de Coquimbo principalmente se encuentra El Romeral, Tilama, La
Campana, Tambo y Libra. Y por ltimo en la VI Regin del Libertador Bernardo OHiggins (los Toros,
Adolfo y Sepultura).
El grupo CAP es el principal productor de hierro del pas, a travs de la Compaa Minera del Pacfico
S.A. (CMP).
La produccin de pellets de hierro ha tenido un comportamiento muy irregular en el periodo, no obstante
una tendencia general al crecimiento. La produccin en 2006 lleg a su peak alcanzando 5,2 millones de
toneladas mtricas finas. La curva de precio muestra una cierta estabilidad en torno a US$29/TON
promedio entre 1997 y 2003, para llegar a US$73/TON el 2006, debido fundamentalmente a una fuerte
demanda mundial. En este momento llega a los US$120/TON.
Dentro de los grandes insumos los cuales constituyen los costos trascendentales en el proceso del hierro
est: principalmente, el agua y la electricidad, siguindole el combustible, los aceros de molienda, entre
otros.
A pesar del auge, la tecnologa y experiencia que se tiene actualmente la industria, se visualizan posibles
mejoras en la forma coordinar las actividades de la empresa, todo esto debido a la normativa vigente y
las exigencias de los mercados internacionales. Actualmente las organizaciones estn en la bsqueda
ptima en la forma de realizar sus operaciones, manteniendo un equilibrio entre el desarrollo sustentable
y el cuidado del medio ambiente. Es por esto que se tiene por fin integrar al proceso el uso de tecnologas
limpias, as como adoptar medidas de supervisin, control y mitigacin de efectos ambientales dentro de
los procesos de produccin. (INNOVA CHILE,2009)
-
6
1.3.2 ANTECEDENTES DE LA EMPRESA
Antecedentes Generales de la Empresa:
Razn Social : Compaa Minera del Pacfico S.A.
Giro : Minera.
RUT : 94.638.000-8
Direccin : Pedro Pablo Muoz # 675, La Serena
IV Regin de Coquimbo, Chile.
Telfono : (051) 208000
Pagina Web : www.cmp.cl
Lugar de Memoria : Departamento Ingeniera de Mantenimiento.
Historia y descripcin de la empresa
La empresa Compaa Minera del Pacfico S.A. , una empresa dedicada principalmente a la minera del
hierro, creada el ao 1981 como continuadora de las actividades mineras de Compaa de Acero del
Pacfico. Sus objetivos como organizacin son la evaluacin, desarrollo y explotacin de yacimientos
mineros, el procesamiento y venta de sus productos, as como el desarrollo de empresas
complementarias y la prestacin de servicios en las reas de geologa, minera, ingeniera y afines. Su
estructura operacional actual se basa en tres centros operativos, ubicados en el valle del ro Elqui, en la
Regin de Coquimbo y el valle del ro Huasco, en la Regin de Atacama y un nuevo centro en desarrollo
en la provincia de Copiap en la Regin de Atacama, a travs del Proyecto Hierro Atacama.
CMP cuenta con 2.266 concesiones mineras entre la II y XII regiones, para exploracin y explotacin
minera con una superficie total de 440.767 hectreas. De estas propiedades se destacan los siguientes
yacimientos, los cuales se encuentran en etapas de prospeccin o explotacin: El Laco, Cerro Negro
Norte, Los Colorados (en sociedad con Mitsubishi Inversiones Limitada.), El Algarrobo, Pleito-Cristales,
Desvo Norte, El Tofo y El Romeral.
CMP tiene comprometida un 80% de sus ventas en contratos de abastecimiento a largo plazo con las
principales compaas siderrgicas de China, Japn, Corea, Indonesia y Malasia. La composicin su
negocio se basa mayoritariamente en la venta de pellet auto fundente (35,2%) seguido por pellet feeds
(32%), pellet de reduccin directa (15%), granzas (9,7%), finos (6,2%) y pellets chips (1,9%). (BECERRA,
2008)
.
-
7
Para el procesamiento de sus productos la empresa cuenta con plantas de chancado, concentracin y
peletizacin. Los productos de CMP son transportados mediante ferrocarril a los puertos Guacolda y
Guayacn, donde son embarcados al mercado nacional y/o internacional.
La memoria realizada fue constituida y elaborada con los datos y anlisis de la faena El Romeral, ubicada
en la Regin de Coquimbo, produce granzas, finos y pellets feed para el mercado nacional como para
exportacin. Las instalaciones de CMP correspondientes a la Planta El Romeral se encuentran ubicadas
a 18 [km] aproximadamente de la ciudad de La Serena en la cuarta regin del pas. La planta est a 250
[m] sobre el nivel del mar. La regin es rida, con un promedio de lluvias de 70 [mm] al ao con una
humedad relativa media de 50 % y la temperatura varia de 8 a 25 [C]. La velocidad del viento
generalmente del noreste alcanza los 80 [km/h]. El rea de trabajo est dentro de la clasificacin como
zona ssmica UBC 4 (NCH 433).
Estructura Organizacional
Est compaa minera cuenta con un organigrama descendente por reas muy definidas, estas son
pertenecientes a la divisin Valle del Elqui, como se muestra en la figura N 1.3.
Figura N1.3: Organigrama organizacional CMP S.A.
Fuente: Elaboracin propia basado en la informacin de Compaa Minera del Pacfico S.A.
-
8
1.4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad, la minera chilena est sufriendo una expansin sin precedentes. Pero este avance al
ser tan abrupto y repentino, genera situaciones en donde el mantenimiento se transforma en un obstculo
para el buen desarrollo de los procesos de este sector productivo del pas. Es ac donde debe ponerse la
mayor atencin, pues el mantenimiento en la gran minera es clave para asegurar la continuidad de las
actividades y por lo tanto la rentabilidad de la industria, de esta manera se pueden alcanzar altas
disponibilidades de los equipos con que se llevan a cabo los procesos. Por eso debe ser manejado de
manera muy cuidadosa con estrategias claras, a travs, de un plan altamente estructurado que evite
paradas, accidentes, problemas ecolgicos, desviaciones en el presupuesto, etc. El mantenimiento debe
ser adems visualizado en una perspectiva amplia incluyendo as la logstica, abastecimiento y anlisis
estadstico, entre otros aspectos a abordar.
Dentro de las unidades operativas de las Minas El Romeral, existe un medio de transporte crtico para el
proceso y utilizado en el ejercicio de la produccin; este es la flota de camiones de alto tonelaje, CAT
785B., el cual cuenta con 6 camiones que su funcin es extraer el material desde la mina y trasladarlo a
la planta de beneficio del mineral. No existe un pronstico de fallas ni la implementacin de un plan de
gestin de confiabilidad de repuestos en la Compaa Minera del Pacfico ni menos de esta flota de
camiones. Al construir e implementar este estudio se ayudar a maximizar los volmenes de produccin,
elegir las polticas de cambio de componente ms adecuada con el fin de aumentar la disponibilidad de
estos equipos, aumentar los volmenes de extraccin de mineral desde el rajo, evitar accidentes,
disminuir los efectos en el medio ambiente y disminuir costos indirectos tanto de produccin como en
mano de obra.
Se quiere tener claridad acerca de la programacin de la planificacin del mantenimiento y del
abastecimiento de los repuestos crticos necesarios para funcionar operativamente en las distintas
unidades a analizar y desarrollar; todo esto en miras al cumplimiento de la vida til de 20 aos y
comportamiento de los equipos, lo cual es la finalidad de la propuesta.
Para lo anterior ser necesario desarrollar una metodologa, recomendando polticas de gestin y
reposicin para los repuestos crticos de los distintos equipos. Tomando como pilar de estudio a la
estadstica, la cual proporcionar un apoyo importante de evaluacin, para poder mejorar y pronosticar
tanto fallas como reparaciones y cambios de repuestos crticos a necesitar. Para llevar a cabo el anlisis
de comportamiento de estos camiones se basar en tiempos de abastecimiento, intervalos de confianza,
estudios estadsticos de frecuencias, distribuciones, lmites de tolerancias, confiabilidad, mantenibilidad,
tiempos de overhaul, entre otros parmetros estadsticos que se acomoden al problema a abordar.
-
9
La idea de solucionar el problema surge desde el departamento de Mantenimiento de Minas El Romeral,
perteneciente al grupo de empresas CAP S.A., por la necesidad de conocer parmetros reales del
mantenimiento y fallas de repuestos crticos de los equipos, en todo el proceso productivo del hierro,
desde la extraccin hasta la llegada del material al puerto de embarque llamado Puerto de Guayacn,
con esto adems considerar criterios, como: Planeacin eficiente, buena relacin entre la produccin y el
mantenimiento, reduccin en el tiempo de reparaciones y stock de repuestos, generacin de informacin
de programacin y control, entre otros.
Es necesario que este proyecto de titulacin pueda responder las siguientes preguntas: Cmo poder
pronosticar las fallas de los equipos de las distintas unidades? Cul es la vida til de los repuestos
crticos a utilizar en esta empresa en sus maquinarias y equipos?Cules son los proveedores con los
mejores productos y tiempos de abastecimientos en el mercados?Cul es la poltica de recambio ms
efectiva a implementar para cada componente mayor?
-
10
2. MARCO TERICO
2.1. GESTIN DE ACTIVOS.
En toda empresa existen activos los cuales contribuyen al proceso productivo, es por esto, que en el
ltimo periodo las empresas han comenzado a implementar la Gestin de Activos, la cual se define
como el juego de disciplinas, procedimientos y herramientas esenciales para optimizar el impacto total de
los costos, exposicin al riesgo y desempeo humano en la vida del negocio, asociado con la
confiabilidad, disponibilidad, usos, mantenibilidad, vida til, eficiencia y regulaciones de cumplimiento de
la seguridad y el medio Ambiente, de los activos totales de la compaa. (AMENDOLA, L. 2002)
Mientras que segn el estndar PAS 55 se define la gestin de activos como aquellas actividades y
prcticas sistemticas y coordinadas a travs de las cuales una organizacin gerencia de manera optima
sus activos fsicos y el comportamiento de los activos, riesgo y gastos durante su ciclo de vida til con el
propsito de alcanzar su plan estratgico organizacional. (SOJO, 2010)
Con estas dos formas de gestin se puede dar cuenta que la gestin de activos es una mezcla de
muchos elementos que contribuyen a la mayor eficiencia del ciclo de vida, cuidando que esta se extienda
y su tasa de fallas tienda a ser constante, cuidando los activos fsicos, para lo cual es necesario llevar a
cabo ciertas acciones al respecto.
Es importante destacar e investigar el ciclo de vida de estos activos que, segn lo menciona (DURN, J.,
2010), abarca desde la concepcin de un activo hasta la desincorporacin y/o renovacin, pasando por el
diseo, construccin, puesta en marcha, operacin, mantenimiento y mejoramiento.
Adems hay que destacar la importancia de la comunicacin entre el departamento de mantenimiento y
operaciones, tanto para el ciclo de vida de los activos fsicos de casa empresa, as como maximizar la
produccin, segn Rodrigo Pascual. Ninguno de los factores est bajo el control de los ingenieros en
mantenimiento pero todos ellos afectan su toma de decisiones. Por su lado el jefe de produccin es
afectado por las decisiones tomadas por mantenimiento. En principio debera existir una cooperacin
cercana entre ambas funciones (PASCUAL, 2008).
2.1.1. CICLO DE VIDA DE LOS ACTIVOS FSICOS.
Dentro del estudio de gestin de componente de la flota de activos (camiones) que se llevar a cabo, es
importante tener claro que, ese ciclo de vida deber integrarse en sus etapas y tiempos con la estrategia
de negocio de cada Organizacin. (BAMCO, 2010).
-
11
A continuacin se muestra en la FIGURA N 2.1 del ciclo de vida de los activos fsicos, la cual cuenta
con tres etapas importantes: disposicin, operacin y obtencin;
FIGURA N2.1: Ciclo de vida de activos fsicos
Fuente: BAMCO, 2010.
Dentro del ciclo de vida de los activos mencionados anteriormente, esta flota se encuentra en la etapa de
operacin y con proyecciones de tener una disposicin, ya que est terminando la vida til esperada.
Adems de estar proyectando la llegada de una nueva flota de activos que cumplan la misma funcin de
los actuales.
2.1.2. MANTENIMIENTO INDUSTRIAL.
El mantenimiento tiene acciones destinadas a mantener o reacondicionar un componente, equipo o
sistema, en un estado en el cual sus funciones pueden ser cumplidas. Entendiendo como funcin
cualquier actividad que un componente, equipo o sistema desempea, bajo el punto de vista operacional.
(KARDEK, A., NASCIF, J., 2002)
En las organizaciones se observa un creciente incremento de la amplitud de la concepcin del
mantenimiento, evolucionando desde una actividad demandada, asociada bsicamente con el
mantenimiento eficiente de los equipos, hacia un proceso responsable del costo global y hacia una
ciencia de la conservacin, en un contexto de sustentabilidad del empleo de los recursos. El
mantenimiento se ha transformado en una ciencia que se encuentra en el lmite entre la ingeniera y la
filosofa del desarrollo, adquiriendo una dimensin tica y un conjunto de valores, orientado a la
eliminacin de los derroches y a la responsabilidad de los comportamientos. Esta transformacin ser
-
12
cumplida solo cuando haya una visin compartida de valores y de principios ticos del mantenimiento al
interior de toda sociedad. (FURLANETO, 2008)
Por lo tanto, el mantenimiento no es solo ingeniera, sino tambin, es o debe ser cultura de la
conservacin. El verbo mantener deriva del latn tener al cuidado, con sentido de prevencin y no
correccin. Se dice que es como tener al cuidado un nio; en general, tener al cuidado algo de valor que
puede estar sujeto al desgaste. Es decir, estar expuesto a los peligros por quien le corresponde el
respectivo cuidado. (FURLANETO, 2008)
2.1.3. ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO.
Si bien econmicamente el mantenimiento sigue siendo un costo de operacin y, por lo tanto, debe
minimizarse, el enfoque actual de la estrategia de mantenimiento ha dejado de basarse slo en
actividades de tipo correctivo, siendo el objetivo minimizar los costos globales de operacin,
desarrollando servicios de mantenimiento lo mas infrecuentemente posible pero resguardando la
disponibilidad de los activos en los procesos productivos. (ARATA, A., FURLANETTO, L., 2005)
Segn Rodrigo Pascual, 2007; Dentro de las intervenciones de mantenimiento, existen diferentes modos
de intervencin: (Pascual, 2007), el cual dentro del estudio se definir el ms adecuado a utilizar.
Mantenimiento Correctivo: Se aplica luego de que un equipo presente una falla, esto no implica que la
intervencin est debidamente planificada.
Mantenimiento preventivo: Es el tipo de mantenimiento centrado en el tiempo de operacin de los
equipos, a menudo son intervenciones programadas con el propsito de prever posibles averas o
desperfectos en su estado inicial y corregirlas para mantener el equipo en completa operacin, a los
niveles y eficiencia ptimos.
Mantenimiento predictivo: Centrado en la condicin, est basado en la determinacin del estado del
equipo en operacin. El concepto se basa en que los equipos dan algn tipo de aviso antes que se
produzca una falla. Este tipo de mantenimiento trata de percibir el sntoma para despus tomar las
acciones correspondientes.
Mantenimiento proactivo: Tcnica enfocada en la identificacin y correccin de las causas que originan
las fallas en quipos, esta modelo implementa soluciones que atacan la causa de los problemas. Todos los
involucrados directa o indirectamente en la gestin del mantenimiento ponen en prctica esta modalidad,
o sea es de carcter transversal.
-
13
Mantenimiento oportunista: Llamamos mantenimiento oportunista a aquel que combina el
mantenimiento correctivo con el mantenimiento preventivo. Este permite aprovechar la aparicin de una
falla y su efecto de detencin sobre el equipo para realizar tareas preventivas que de otra manera
afectaran la disponibilidad del equipo para producir e incrementara el costo global de mantenimiento.
Este tipo de estrategia es aplicable cuando la reparacin de un componente requiere desarmar el sistema
completo, por lo que conviene combinar la reparacin correctiva del componente con el recambio
preventivo de los componentes aledaos.
(PASCUAL,R., 2007)
Est comprobado que el mantenimiento sistemtico preventivo, es antieconmico y debe ser sustituido
por el mantenimiento por condicin, particularmente el predictivo. Por otro lado, las inspecciones y
mediciones deben ser cumplidas rigurosa y eficientemente, y sus resultados registrados y procesados
para definir el momento ms adecuado para efectuar el predictivo. (TAVARS, 2001).
La seleccin de una estrategia de mantenimiento de mantenimiento ptima supone la diferenciacin
previa de las fallas significativas para el sistema productivo y la seguridad de las personas de las que no
lo son. (ARATA, A., FURLANETTO, L., 2005)
Es importante determinar la estrategia segn el momento de vida til que est pasando el componente en
cuestin, adems de saber porque se producen las fallas, as como tambin los aspectos cuantitativos y
cualitativos que sufran estos activos. Por lo que para poder encontrar el mix de polticas de mantencin
que definan la estrategia ms conveniente, es necesario saber el componente de criticidad de los equipos
que componen un sistema, entendido como el resultado de la frecuencia de fallas y el impacto generados
por los mismos.
Es decir, se requiere conocer el comportamiento de la tasa de falla, de manera de identificar la fase del
ciclo de vida se encuentra el equipo, como tambin los costos globales asociados a la ejecucin de la
mantencin, a la falta del servicio generado y a las inspecciones para diagnosticar el estado de los
equipos. El conocimiento de este ltimo costo es fundamental para justificar la conveniencia de realizar
una mantencin predictiva o de segn condicin durante el periodo de tasa de falla constante.
(ARATA, A., FURLANETTO, L., 2005)
Dados que estas condiciones cambian durante el tiempo por las variaciones de las condiciones
operacionales y por el estado de las instalaciones, es necesario permanentemente definir la combinacin
de las polticas de mantenimiento que minimizan el costo global, lo que queda reflejado a travs de la
generacin de los planes de mantenimiento productivo generados. Esta tarea requiere un anlisis
permanente de los resultados obtenidos en trminos de tasas de falla y de los costos asociados, de
-
14
manera de proyectar adecuadamente la actividad de mantenimiento, tarea que le corresponde desarrollar
a la ingeniera de confiabilidad. (ARATA, 2009)
Se puede concluir que como menciona Luciano Furlanetto; escoger la poltica de mantencin ms
conveniente no es tarea fcil. Hay que estudiar cuidadosamente el sistema y, basndose en la
experiencia y en el anlisis de confiabilidad de sus componentes, escoger las opciones adecuadas, que
pueden consistir en esperar determinar si es ms conveniente proceder a efectuar operaciones de
inspeccin a intervalos definidos o en base a una evaluacin progresiva de las condiciones.
(FURNALETTO, L., 2005)
2.2 ANLISIS ESTADISTICO DE FALLAS Y CONFIABILIDAD DE LOS COMPONENTES
La importancia de concretar resultados respectivos a la confiabilidad tiene su concepcin en la ocurrencia
de la falla y en el servicio que se lleve a cabo con el componente, sin embargo estas dos cosas
envuelven prdidas financieras y riesgos en la seguridad del manejo responsable, por lo que un
pronstico del nmero de fallas esperado y el momento de aquella, ayuda a la minimizacin de los costos
y a una mayor disponibilidad de los activos de alto tonelaje.
Es importante responderse una pregunta: Cuntas fallas podran haber en el prximo mes, en los
prximos seis meses y en el prximo ao en un equipo?. Para responder esta pregunta es necesario
introducirse dentro de varias aristas: Confiabilidad, mantenibilidad, abastecimiento y costos globales. Las
aristas mencionadas pronostican el tiempo en que ocurrirn las fallas, cuando demorarn en repararse,
cunto costar reparar y mantener, as como cuando hay que recambiar los componentes de los equipos,
localizando las acciones correctivas, predictivas o preventivas para evitar estas fallas.
Las palabras confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad, forman parte de la cotidianidad del
mantenimiento. Si se analiza la definicin moderna de mantenimiento se verifica que la misin de este es
garantizar la disponibilidad de la funcin de los equipos e instalaciones, de tal modo que permita
atender a un proceso de produccin o de servicio con calidad, confiabilidad, seguridad, preservacin del
medio ambiente y costo adecuado. (KARDEK, A., NASCIF, J., 2002)
En las empresas cada da toman mayor importancia una serie de conceptos que da a da se transforman
en una filosofa organizacional de los departamentos o unidades de mantenimiento. Los cuales son
indicadores del funcionamiento de los equipos, los cuales estn directamente ligados a la produccin que
se genere en la organizacin, y de la misma forma a las utilidades de las mismas. La seleccin de los
indicadores para la medicin es una tarea sensible y es la clave para una correcta evaluacin, las cuales
se explicarn en los siguientes puntos de este marco terico.
-
15
2.2.1 DISPONIBILIDAD
Segn ARATA; es la razn entre las horas de funcionamiento productivo de una maquina o planta,
respetando los estndares cualitativos y cuantitativos, y el tiempo de funcionamiento programado y
esperado. Este parmetro entrega una medida de la eficacia de las operaciones de mantenimiento.
(ARATA, A., FURLANETTO, L., 2005)
La disponibilidad de un componente o equipo viene dada por la siguiente ecuacin:
=
+
FIGURA N2.2: Ecuacin de disponibilidad
Fuente: EVANS,J.,2008
En donde:
MTBF : tiempo medio entre fallas.
MTTR : tiempo medio para reparar.
A : disponibilidad
Al concretar el clculo de disponibilidad, podemos saber, cual es el tiempo de ineficiencia que tendrn
mis equipos, de esta manera poder llegar a calcular el tiempo inhbil con el que cuenta el equipo que se
est estudiando.
2.2.2 CONFIABILIDAD
La confiabilidad es llevada a cabo segn los autores por la construccin de grficos que se enfoquen en
la probabilidad de ocurrencia de una falla como es definida por Dairo Mesa, Yesid Ortiz y Manuel Pinzn,
2006; confianza que se tiene de que un componente, equipo o sistema desempee su funcin bsica,
durante un periodo de tiempo preestablecido, bajo condiciones estndares de operacin. Otra definicin
importante de confiabilidad es; probabilidad de que un tem pueda desempear su funcin requerida
durante un intervalo de tiempo establecido y bajo condiciones de uso definidas. (MESA, D., ORTIZ, Y.,
PINZN, M. ,2006)
2.2.3 MANTENIBILIDAD
Como menciona Adolfo Arata y Ral Stegmaier, 2005; la mantenibilidad es el concepto que caracteriza la
facilidad del desarrollo de una intervencin, mantencin o reparacin, medida sobre la base de los
tiempos de detencin de equipo. (ARATA, A., STEGMAIER, R., 2005)
-
16
Es importante mencionar que el tiempo en que un equipo no est operativo es la suma de varios
procesos:
Tiempo para detectar la falla;
Tiempo consumido en diagnosticar el problema;
Tiempo consumido en intervenir el equipo: Preparacin, localizacin de la falla, desmontaje,
obtencin de piezas y herramientas, reparacin de la misma, ajuste y calibracin, montaje.
Tiempo consumido en controlar la calidad de la intervencin.
Evidentemente existen diversos factores que afectan la duracin total de la reparacin. Entre ellos se
cuentan:
Factores asociados al diseo
Complejidad del equipo, manejabilidad de los componentes (peso, dimensiones, accesibilidad,
herramientas necesarias, etc.), facilidad de desmontaje y montaje.
Factores asociados al recurso humano
Capacitacin, direccin, disponibilidad, factores asociados a la organizacin, eficiencia de la bodega,
logstica de las instalaciones y servicios, grado de centralizacin de las tareas, disponibilidad de
documentacin.
(DURAN, B., 2001)
2.3 LINEALIZACIN DE LOS DATOS
Para hacer proyecciones y conclusiones de los parmetros encontrados, en ingeniera de la confiabilidad
los datos son organizados en Grficas de Weibull, que permiten apreciar una relacin lineal entre el
parmetro estudiado (tiempo medio entre fallas, tiempo medio de reparacin) y su probabilidad de
ocurrencia. Esta ltima es estimada siguiendo las tcnicas de rango medio o rango mediana, como se
ver ms adelante y la relacin es linealizada mediante transformaciones logartmicas y/o regresin
lineal.
La organizacin de los datos en una grfica de Weibull, es el siguiente segn la FIGURA N 2.3:
-
17
Figura N 2.3: Rango Medio Para tiempo entre fallas de un motor diesel
Fuente: Elaboracin Propia
Para poder llegar a trazar las grficas para este estudio es necesario utilizar una frmula llamada
estimador de probabilidad de Bernard, que es la propuesta ms conocida para calcular la Funcin de
Distribucin Acumulada a partir de los datos de falla. Este estimador es ms conocido como rango medio
o mediana segn el tamao de la muestra tomada por conveniencia. (HOYOS, 2011). Este estimador
tiene por finalidad hacer ms estables los datos y que los resultados no se apoyen en el pilar de la
estadstica que expresa que; si mi vecino tiene dos coches y yo ninguno, los dos tenemos uno. El Rango
Medio es un nmero entre 0 a 1 que refleja en orden ascendente la fraccin del valor del dato que es
menor que el mismo dato.
Para poder llegar a los datos finales de linealizacin y las grficas de Weibull es necesario tener claro
distintas funciones de densidad de probabilidad y de probabilidad acumulada, ya que, la finalidad de este
estudio es encontrar la probabilidad de ocurrencia tanto de la confiabilidad como de la mantenibilidad.
2.3.1 LA FUNCIN DE DENSIDAD DE PROBABILIDAD F ( t )
Estas son similares a los histogramas de frecuencia relativa excepto por el uso de una curva continua. La
ecuacin de la curva de la funcin densidad se denota por f(t).
Al igual que la suma acumulada de todas las columnas de un histograma de frecuencia relativa, el rea
bajo una curva de densidad de probabilidad es igual a uno.
Existe un nmero conocido de funciones de densidad de probabilidad. Las que a continuacin se
Mencionan son las ms usadas en la prctica para describir las caractersticas de falla de muchos tipos
de equipos y componentes. (SOLS,A., 2000)
2.3.2 FUNCIN DE DENSIDAD EXPONENCIAL NEGATIVA
-
18
Esta distribucin se utiliza en la prctica cuando la falla de un equipo puede ser causada por la falla de
uno de los componentes que forman el equipo.
Tambin es caracterstica de equipos cuyas fallas son debido a causas aleatorias. Esta distribucin es
tpica de muchos componentes electrnicos y de componentes de plantas industriales. (SOLIS, A., 2000)
La funcin densidad est dada por la siguiente ecuacin, en la FIGURA N2.4:
= para t > 0
FIGURA N 2.4:Ecuacin de densidad exponencial negativa
Fuente: SOLS, A., 2000
Dnde representa la tasa de fallas, como anteriormente se mencion.
2.3.3 LA FUNCIN DE DENSIDAD NORMAL
La distribucin normal se aplica cuando un efecto aleatorio es la consecuencia de un gran nmero de
pequeas e independientes variaciones en el funcionamiento de los equipos. En la prctica, los motores
de generadores y buses fallan de acorde a esta distribucin. (ROMERO, R., 2005)
Esta funcin es expresada a travs de la siguiente ecuacin, en la FIGURA N 2.5:
= 1
2 exp
2
2 2 Para
FIGURA N 2.5:Ecuacin de densidad normal
Fuente: ROMERO, R., 2005.
2.3.4 LA FUNCIN DE DENSIDAD WEIBULL
La distribucin de Weibull puede presentar caractersticas de fallas de un gran nmero de equipos o
componentes. En esta expresin se ha omitido el parmetro inicial de localizacin pues los datos se
toman sobre cero en adelante, como se seala en la FIGURA N 2.6:;
=
1
Para t
FIGURA N 2.6:Ecuacin de densidad Weibull
Fuente: DENNIS, W., 2009
-
19
Donde es el parmetro de forma de la funcin y su valor es representativo del tipo de falla y del estado
del componente en el tiempo y es un parmetro de escala y representa la pendiente de la recta.
Cuando es igual a 1 se tiene que la funcin es equivalente a la funcin Exponencial Negativa. Al tomar
valores mayores que 1 la funcin se aproxima a la distribucin normal. (DENNIS, W., 2009)
Esta funcin es equivalente a la ecuacin de la FIGURA N 2.7:
=
1
FIGURA N 2.7:Ecuacin Equivalente de densidad Weibull
Fuente: DENNIS, W., 2009
2.3.5 LA FUNCIN DE DISTRIBUCIN ACUMULADA F(t)
En muchos casos se est interesado en conocer la probabilidad de que ocurra el evento antes de un
tiempo especificado, digamos t. Esta probabilidad puede ser obtenida a partir de la funcin de un tiempo
especificado, t. Esta probabilidad puede ser obtenida a partir de la funcin de probabilidad simplemente
integrando hasta el tiempo deseado.
Probabilidad de ocurrencia antes del tiempo t, como se observa en la FIGURA N2.8, se clcula de la
siguiente forma;
=
FIGURA N 2.8:Funcin de distribucin acumulada
Fuente: DEVORE, J., 2008
Esta integral se denota por F(t) y es la llamada funcin de distribucin acumulada tambin conocida como
la funcin de No Confiabilidad.
(DEVORE, J., 2008)
2.4 LA FUNCION DE CONFIABILIDAD R (t)
Esta es una funcin complementaria a la funcin de distribucin acumulada. Est determinada por la
probabilidad de que el evento ocurra despus de un especificado periodo de tiempo. Es decir, es la
probabilidad de que el componente se encuentre en buenas condiciones de funcionamiento en el instante
t.
La funcin de confiabilidad (reliability) se denota por R (t) y se define como lo expresa la FIGURA N 2.9:
-
20
=
=
= ()
FIGURA N 2.9:Funcin de confiabilidad
Fuente: WAKERLY,J., 2001
En el caso que t tiende al infinito, R(t) tiende a cero, en la siguiente figura nmero, se muestra una curva
tpica de confiabilidad. Por lo tanto esta funcin expresa de forma nmerica la confiabilidad de un equipo,
pieza o componente. Se expresa en la FIGURA N2.10:
(WAKERLY,J., 2001)
FIGURA 2.10 : Funcin tpica de confiabilidad para un sistema
Fuente: WAKERLY,J., 2001.
Lo importante de este tema es tener claro que la proyeccin de la confiabilidad se puede llevar a cabo
con esta frmula a travs del tiempo, de manera de poder ver las aristas con una variable en comn
llamada tiempo. Enseguida es importante ver que comportamiento tienen las fallas de manera de poder
tomar decisiones asertivas sobre la estrategia de mantenimiento a seguir. Lo ms importante de los
indicadores que se mostrarn en las siguientes pginas es que con los resultados se pueden poner
metas de acciones y acciones correctivas para disminuir los resultados existentes.
2.4.1 TASA DE FALLA "()"
La tasa de fallas se define como la probabilidad de ocurrencia de una falla en un intervalo de tiempo
determinado. Se entiende entonces que la tasa de fallas, que se denota generalmente por (t) y se
expresa en [fallas/t], es una probabilidad condicional, que se expone en la FIGURA N 2.11:
-
21
=
FIGURA 2.11: Ecuacin tasa de falla
Fuente: MANTEMIN, 2006
El conocimiento de la tasa de fallas en cualquier momento de su vida til, es el paso ms importante en la
definicin de las tareas de mantenimiento a utilizar, adems la determinacin de los parmetros que
definen el perfil de probabilidad de falla de los componentes son una condicin esencial para la
prediccin de su confiabilidad.
2.4.2 TIEMPO PROMEDIO DE REPARACIN (MTTR)
Segn Ian Sommeville; Este refleja el tiempo necesario para reparar o reemplazar el componente.
(SOMMEVILLE, I., 2005)
Esta mtrica se denota por la siguiente ecuacin, en la FIGURA N 2.12:
=
0
FIGURA N 2.12: Ecuacin Tasa promedio de reparacin
Fuente: SOMMEVILLE, I., 2005
2.4.3 TIEMPO DE OPERACIN ENTRE FALLAS (MTBF)
Indica la cantidad de horas que un equipo est en condiciones de operar antes de presentar una falla.
Este indicador mide el intervalo de tiempo que un sistema, equipo o componente es capaz de operar a
capacidad sin interrupciones hasta la aparicin de una falla. Mientras mayor sea su valor mayor es la
confiabilidad del componente o equipo.
Este indicador se conforma de la siguiente forma, en la FIGURA N 2.13:
= =
0
=1
0
FIGURA N 2.13:Ecuacin de tiempo de operacin entre fallas
Fuente: MUOZ, 2009
2.5 GESTION DE CONFIABILIDAD
-
22
La ingeniera de confiabilidad puede ser algo abstracto en que se trata de estadsticas tanto, sin embargo,
es la ingeniera en su forma ms prctica. El diseo de llevar a cabo su misin prevista?. La fiabilidad
del producto es visto como una prueba de la robustez del diseo, as como la integridad de los
compromisos de calidad y fabricacin de una organizacin.
Lo que muchas veces ha pasado desapercibido para los ejecutivos, hoy en da es bien obvia: un mal
mantenimiento y baja confiabilidad significan: bajos ingresos, mas costos de mano de obra y altos
stocks, clientes insatisfechos y productos de mala calidad. (TAVARES, 2001)
La importancia de la confiabilidad del conjunto viene dada por lo siguiente:
Si se conoce el comportamiento de cada componente se puede deducir el comportamiento del
sistema.
Es posible jerarquizar sobre la base de componentes crticos
Evaluar el efecto de una mantencin de un componente sobre el sistema.
Analizar y disponer las acciones correctivas ms eficaces.
Proyectar los sistemas con caractersticas ptimas mediante la duplicacin de algunas funciones.
(ARATA, A.,FURLANETTO ,L.,2005)
Alcanzar la confiabilidad integral del activo supone siempre, en ltima instancia, la certeza de poder
contar con una elevada confiabilidad humana. (CABRERA, S. ,2008) De esta manera tambin se afecta
la mantenibilidad de los activos.
2.5.1 ANLISIS DE FALLAS COMPONENTES CRTICOS.
Las averas y paradas motivadas por los componentes crticos son, en parte, difciles de evitar an en
industrias con un mantenimiento preventivo-predictivo eficaces. Para una mejor accin se necesitan un
buen equipo de profesionales de reparacin y un buen equipo de encargado de la confiabilidad y mejora
de maquinas e instalaciones productivas.
Ya se ha comentado que al analizar las distintas polticas de mantenimiento, puede haber diferentes
niveles de intervencin y puede ser centralizado o descentralizado segn el tipo de dimensin de la
industria y su actividad.
A partir de 1966, con la difusin de las computadoras, el fortalecimiento de las asociaciones nacionales
de mantenimiento, creadas al final del periodo anterior y la sofisticacin de los instrumentos de proteccin
y medicin, la ingeniera de mantenimiento paso a desarrollar criterios de prediccin y previsin de fallas,
con el objetivo de optimizar el desempeo de los grupos de ejecucin del mantenimiento. (TAVARES, L,
2001)
-
23
Ms adelante, como menciona Ral Henrquez: En los aos 80; una gran cantidad de compaas usa la
mantencin predictiva como una forma de aumentar la disponibilidad y confiabilidad de sus equipos. Con
esta tcnica se intenta pronosticar el punto futuro de falla de un componente, de modo que dicho
componente pueda reemplazarse en un periodo planificado, antes que falla, minimizando los daos y
costos por una galla en servicio, as como el tiempo muerto del equipo. (HENRQUEZ, 2009)
2.5.2 METODO DE PRIORIZACIN ANLISIS DE PARETO
El diagrama de Pareto, consiste en un mtodo grfico para determinar cules son los problemas ms
importantes de una determinada situacin y por consiguiente las prioridades de intervencin.
Permite identificar los factores o problemas ms importantes en funcin de la premisa de que pocas
causas producen la mayor parte de los problemas y muchas causas carecen de importancia relativa.
(ARNOLETTO, 2007)
Herramienta utilizada para el mejoramiento de la calidad para identificar y separar en forma crtica las
pocas causas que provocan la mayor parte de los problemas de calidad. El principio enuncia que
aproximadamente el 80% de los efectos de un problema se debe a solamente 20% de las causas
involucradas.
El diagrama de Pareto es una grfica de dos dimensiones que se construye listando las causas de un
problema en el eje horizontal, empezando por la izquierda para colocar a aquellas que tienen un mayor
efecto sobre el problema, de manera que vayan disminuyendo en orden de magnitud. El eje vertical se
dibuja en ambos lados del diagrama: el lado izquierdo representa la magnitud del efecto provocado por
las causas, mientras que el lado derecho refleja el porcentaje acumulado de efecto de las causas,
empezando por la de mayor magnitud.
(HERNANDEZ,H.. REYES, P. 2007)
Como una forma de priorizar y solventar la comn escasez de recursos del staff de mantencin, se utiliza
el anlisis de Pareto o anlisis ABC. Para realizarlo, se integra sobre un horizonte de tiempo dado las
frecuencias de fallas asociados a mantencin, por equipo, para una lista de equipos similares. Luego se
ordenan las fallas en orden decreciente y se representan grficamente las fallas acumuladas
(normalizados por la frecuencia de fallas) vs la cantidad acumulada de fallas (normalizadas respecto de
su total tambin).
La curva se divide en tres zonas: A, B y C. La zona A muestra que aproximadamente 80% de los
costos son producidos por el 20% de las fallas. Las fallas en esta zona deben claramente ser priorizadas.
En la zona B se concentran 15% de los costos, que son producidos por el 30% de las fallas. La zona C
-
24
slo concentra 5% de los costos producidas por el 50% de las fallas. Estas fallas tienen la prioridad de
solucin ms baja.
Un ejemplo del mtodo de priorizacin del diagrama de Pareto, se muestra en la Figura 2.2, el cual
supone que se ha analizado la existencia de fallas en cierta maquina, por lo que, con el anlisis de Pareto
se han subidivido estas fallas, lo cual, arroja la siguiente categorizacin, en la FIGURA N2.14:
FIGURA N 2.14: Diagrama de Pareto
Fuente: Elaboracin Propia, basado COPPERS & LYBRAND GALGANO, 1995.
2.5.3 ANLISIS DE WEIBULL
Para conseguir un verdadero entendimiento de cmo fallan los equipos de una planta o proceso es
necesario determinar sus parmetros de falla, mediante el anlisis de tiempos de vida de los
componentes soportado por el anlisis de Weibull. Es sabido que la distribucin de Weibull fue
desarrollada por el Dr. Waloddi Weibull en 1937 cuando comparaba ratas de mortalidad de diferentes
grupos poblacionales. (DEL VILLAR, 2008).
Por lo mismo la formula de Weibull o de confiabilidad permite describir la forma de la curva que arroja la
funcin de la tasa de falla que representa todos los tipos de falla. Es conocida como curva de la baera, y
representa la forma ms general de la variacin de la tasa de falla a lo largo de la vida de un componente
o equipo mecnico, como se muestra en la Figura N 2.12. Cabe destacar que este es solo un tipo de
curva de confiabilidad. Esta figura se lleva a cabo calculando la tasa de fallas que fue descrita en los
prrafos anteriores, respecto al tiempo de operacin del componente o unidad a estudiar.
-
25
FIGURA N 2.15: Curva de confiabilidad de un equipo
Fuente: BOTTINI, J., 2012
La curva de confiabilidad de los equipos, como se refleja en la figura N 2.1 Curva de confiabilidad de un
equipo, tiene tres etapas de vida, en primer lugar est la mortalidad infantil luego le sigue la vida til y
por ltimo la etapa de desgaste. (TAVARES, 2001).
La pendiente de la curva de Weibull, beta () indica el tipo de falla presente:
< 1
= 1
> 1
Esta curva modela una cuna instantnea del tiempo frente a las tasas de fallas del equipo. Como se dijo
anteriormente las distintas pendientes tienen las siguientes caractersticas:
Mortalidad Infantil:
Los Equipos electrnicos y mecnicos pueden iniciar con una alta rata de fallas en el inicio de proyectos y
nuevos diseos, otros modos de falla son:
Inadecuado burn - in o fuerzas, presiones ocultas.
Problemas de produccin
Problemas de Desensamble.
Problemas de Control de calidad.
Problemas de over hauls.
Fallas en componentes elctricos.
-
26
Fallas aleatorias o Etapa vida til:
Son debidas al azar y por lo tanto independientes de las fallas iniciales y del adecuado mantenimiento.
Falla independiente del tiempo o constante y es igual a una distribucin exponencial. Las causas ms
comunes en los equipos son:
Errores de mantenimiento / errores humanos
Fallas debido a naturaleza, daos u objetos desconocidos, rayos.
Mezcla de datos desde 3 o ms modos de falla.
Intervalos entre fallas.
Over hauls no apropiados.
Fallas por desgaste:
Si esta falla ocurre dentro del diseo de la vida es una desagradable sorpresa. Estas son muchas fallas
de modo mecnicos en esta clase. Las causas pueden ser las siguientes:
Bajo ciclo de Fatiga.
Muchas fallas de Rodamientos.
Corrosin.
Erosin.
Overhauls o partes reemplazadas con un bajo son de costo no efectivo
(MURILLO,W.,1998)
El modelamiento de las probabilidades de falla est condicionado a la etapa de vida en que se encuentre
el elemento. Con la curva de la baera es posible modelar el comportamiento en cada una de las tres
etapas de la tasa de falla a travs de leyes conocidas de probabilidades. (BOTTINI, 2012)
La curva de la baera muestra una zona de mortalidad infantil que abarca entre un 50% - 70% de las
fallas del equipo, seguidos de un 10% - 20% por causas de fallas aleatorias para terminar con fallas
debido al desgaste del equipo que abarca entre un 5% - 10% del total de las fallas.
2.6 TEST DE VERIFICACIN KOLMOGOROV-SMIRNOV (K-S).
La prueba de Kolmogorov Smirnov es una prueba que sirve para evaluar el ajuste de cualquier
distribucin a un conjunto de datos y consiste en comparar la funcin de distribucin de la distribucin de
referencia con la funcin de distribucin emprica de los datos.
El sistema de hiptesis esta dado por:
-
27
H0: La distribucin F adecuada para los datos.
Vs.
H1: La distribucin F no es adecuada para los datos.
De la misma forma la estadstica de prueba mide la diferencia mxima entre F(x) y la distribucin
emprica y se define en la FIGURA N 2.16, como:
= ( )
Figura N 2.16: Ecuacin Distribucin Mxima Kolmogorov - Smirnov
Fuente: Elaboracin Propia
Para que la hiptesis sea aceptada debe ser D >Dmx, de lo contrario no se acepta la hiptesis y por
tanto el ajuste no es bueno. La tabla N 2.1 muestra los valores D para realizar la validacin mediante la
prueba K-S.
Tabla N 2.1: Prueba de Kolmogorov Smirnov
Fuente: ZHANG, H., GUTIERREZ,H. ,2010.
-
28
2.7 COSTOS GLOBALES
Los costos globales son la cuantificacin de todos los costos incurridos en el ciclo de vida de un proyecto
o instalacin y puede ser descrito por la relacin siguiente , en la FIGURA N 2.17:
= + +
FIGURA N 2.17: Funcin Costo Global
Fuente: ARATA, 2009.
Los costos globales ayudan a clarificar la importancia de cada sub - costo y cual tiene una mayor
incidencia en el costo global total. Si bien el costo operacional y el costo de capital fijo, son costos reales.
El costo de ineficiencia es un costo irreal o fantasma, pero que tiene mucha importancia dentro de este
concepto de costo global, por el tiempo y el dinero perdido en el tiempo, el cual nunca se puede volver a
recuperar.
En el estudio se tomar en cuenta estos costos y se ver la relacin entre ellos, por eso es importante
definirlos, para tener un mejor entendimiento de aquello.
Costo de capital fijo
Este costo tambin es llamado costo de inversin, el cual, segn Adolfo Arata, en este costo se incluyen
los gastos de construccin de la obra fsica o equipo determinado, de adquisicin transporte y montaje de
equipos y mquinas y de la provisin de existencias. Este clculo de este costo se muestra en la
FIGURA N 2.18:
=
FIGURA N 2.18: Funcin Costo Capital fijo
Fuente: ARATA, 2009.
Donde:
: Costo de equipo instalado.
N : Nmero de equipos o componentes.
Costo Operacional
Comprenden los gastos totales de los elementos propios de la operacin de un equipo, tales como:
insumos, repuestos, mano de obra, insumos, etc. Es decir, corresponde a los distintos niveles de
utilizacin de la capacidad instalada o equipo. (ILPES, 2006). Se calcula, como se observa en la FIGURA
N 2.19:
-
29
= + + + +
FIGURA N 2.19: Funcin Costo Operacional
Fuente: ILPES, 2006
Costo de ineficiencia
Este costo esta dado por el costo asociado a la indisponibilidad de la instalacin durante el periodo de
evaluacin, como se observa en la FIGURA N 2.20:
=
+
= ( )
FIGURA N 2.20: Funcin Costo Ineficiencia
Fuente: ARATA,2009
Donde:
: Costo de ineficiencia horario ($/t)
H : Periodo de evaluacin dentro del horizonte del proyecto
: Disponibilidad del sistema
: Tasa de costo de capital en la empresa
N : Aos de operacin
Las polticas de mantencin ms adecuadas para cada una de las instalaciones, dependen del
comportamiento de los equipos que la componen y de la criticidad de los mismos, entendida como la
combinacin de la frecuencia de las fallas y sus efectos econmicos. Dado que estas condiciones
cambian durante el tiempo por las variaciones de las condiciones operacionales y por el estado de las
instalaciones, es necesario permanentemente definir la combinacin de las polticas de mantencin que
minimizan el costo global, lo que queda reflejado a travs de la generacin de los planes de Mantencin
Productiva generados. Esta tarea requiere de un anlisis permanente de los resultados obtenidos en
trminos de tasas de falla y de los costos asociados, de manera de proyectar adecuadamente la actividad
de mantencin. (ARATA, 2009)
2.8 CADENA DE ABASTECIMIENTO REPUESTOS CRTICOS
Mejorar el sistema a travs de una focalizacin orientada a los tres principales indicadores, es decir
confiabilidad, mantenibilidad y logstica de los repuestos y activos tcnicos, de la gestin del
mejoramiento contino. (ARATA, 2009)
El papel central que juegan los repuestos en la gestin de materiales exige una reflexin especficamente
dirigida a esta materia. Los repuestos estn compuestos por componentes elementales y por
-
30
ensamblajes de componentes elementales pertenecientes a mquinas o equipamientos. Por lo que los
componentes tienen una disponibilidad, respecto a su clasificacin:
Repuestos Genricos: Aquellos disponibles directamente en el mercado.
Repuestos especficos: Aquellos que se pueden obtener del fabricante de los componentes o que
se pueden fabricar a la medida.
Es evidente que la primera categora no ofrece problema alguno, tratndose por definicin repuestos de
fcil obtencin y, generalmente, de precio reducido.
(SOURIS, J.P., 2008)
2.8.1 SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO
Los proveedores condicionan, en mucho, las actividades de cualquier organizacin y, por lo tanto, su
nivel de servicio y rentabilidad. Por ejemplo, no se puede pensar en brindar un producto de calidad
superior si la de sus componentes no los son; el costo de un bien est afectado por el costo de sus
materias primas, materiales y otros insumos adquiridos a los proveedores; la velocidad de llegada al
mercado depende de la rapidez de respuesta de los proveedores, ya que el tiempo de ciclo de stos
limita el del productor. (MONTERROSO, E., 2000)
El punto clave para aumentar la eficiencia productiva es identificar y saturar los cuellos de botella,
procesos o mquinas con menos capacidad y que estrangulan el flujo de materiales. Un minuto de tiempo
de interrupcin o un minuto de tiempo de proceso de una pieza defectuosa en un cuello de botella es un
minuto de produccin perdido para siempre. (FERRAS,2004)
Sistema Push
El funcionamiento de los sistemas push (de empuje) se basa en previsiones de demanda, produccin
estimada, eficiencias de instalaciones, calidad de productos y procesos, ndice de servicio de
proveedores, etc. Evidentemente, todas estas previsiones no se cumplen nunca al 100%, y cuanto mayor
es el tiempo de previsin de la demanda (LT gap) que hemos visto en la figura 3, mayor ser el error de
nuestras previsiones.
(FERRAS,2004)
Sistema Pull
Los sistemas de produccin de arrastre (pull) son los que controlan el flujo de materiales, reemplazando
slo lo consumido en el proceso siguiente, y eliminan de esta manera los costes de stocks y de
sobreproduccin. Desde un punto de vista tradicional de produccin en masa, la planificacin de los
diferentes procesos de un flujo de materiales se realiza de manera centralizada. Normalmente, un
departamento de planificacin de la produccin proporciona en cada proceso la informacin de lo que se
debe hacer en cada momento. Este departamento es el que recibe la informacin del cliente y se encarga
de transmitir los pedidos a los proveedores.
(FERRAS,2004)
-
31
3. DISEO METODOLGICO
3.1. GENERALIDADES
El estudio se realiz en Minas El Romeral perteneciente a CAP Minera Compaa Minera del Pacifico, la
cual cuenta con camiones mineros del tipo CAT 785B y con un equipo antiguo, con cierto historial de
fallas de los componentes del equipo.
Para lograr los objetivos planteados, fue necesario hacer uso de del programa SAP y base de datos
INFORMIC, la informacin recopilada desde estos medios fueron sometidos al anlisis estadstico
respectivo, con la finalidad de demostrar la confiabilidad de los componentes de estos equipos crticos
Adems se llevaron a cabo entrevistas dentro de la planta, obteniendo datos cualitativos y cuantitativos
dados por la experiencia de la gente que trabaja en el rea de mantenimiento de esta faena.
Adems de llegar a medir la confiabilidad de los componentes, fue necesario por medio de mtodos de
priorizacin y anlisis de costos, medir la importancia de los componentes y repuestos ms significativos
de los equipos crticos tomados en cuenta en esta investigacin.
Con las acciones dichas anteriormente se quiso tener como conclusin el impacto de estos componentes
en el proceso productivo.
En cuanto a la investigacin emprica abarc el anlisis de los datos histricos entregados tanto por el
sistema SAP, como por el Sistema 3000, de las fallas de los distintos componentes que se tomaron en
cuenta en esta investigacin, estos fueron utilizados para llegar a comprender las polticas de
mantenimiento que tendrn que ser usadas despus de tener claro la confiabilidad de los equipos, el
costo global de aquellos y el abastecimiento que tendrn. Adems de entrevistas al rea de mantencin,
talleres y estacin de servicio de la faena El Romeral.
La investigacin terica se recopil a travs de investigacin en internet y libros relacionados con la
confiabilidad de activos y mantenimiento.
De los datos encontrados se tomo una muestra por consecuencia, dado que solo se utilizaron los datos
de las salidas de conjuntos de los componentes, es decir, la informacin desde que fall el repuesto
hasta que termino de ser reparado.
Se llev a cabo una naturaleza de datos mixto, basado en investigacin segn objetivos y tipos
conocimientos, tanto con paradigmas cualitativos como cuantitativos.
El tamao de la muestra fue realizado con precisin, se uso una muestra tan grande como fue posible de
acuerdo a los recursos disponibles en los Softwares. Ya que entre ms grande la muestra mayor
posibilidad de ser ms representativa de la poblacin.
-
32
3.2. ETAPAS DE LA METODOLOGA BASADO EN LOS OBJETIVOS ESPECFICOS
La FIGURA N 3.1: Diseo Metodolgico., tiene como objetivo, esquematizar de forma clara las
secuencias y relaciones entre cada una de las actividades desarrolladas durante la memoria investigativa
y resolutiva sobre componentes de los camiones CAT, de manera de cumplir con los objetivos
especficos de la misma. Adems para una mayor comprensin de cada actividad, se entrega una
detallada descripcin y alcance de cada una de ellas.
FIGURA N3.1: Diseo metodolgico
Fuente: Elaboracin Propia
-
33
Luego de llevar a cabo y cumplir todas estas actividades para validar los objetivos se puedo determinar la
poltica requerida de mantenimiento de los componentes, tomando en cuenta los resultados que arrojaron
las distintas aristas estudiadas.
3.2.1 RECOPILACIN DE DATOS.
En primera instancia se recopilo informacin sobre la criticidad en los subsistemas de los equipos y
despus de tener claro cul era el ms crtico, segn experiencias anteriores, donde la fuente de
informacin se subdividi este subsistema en los componentes ms escenciales, tomando en cuenta
factores como: alto tiempo de reparacin, criticidad en el proceso productivo.
Luego de tener claro cules eran los componentes crticos y el sub sistema a abordar se llev a cabo un
mtodo de priorizacin de Pareto, donde se tomaron en cuenta solo los componentes crticos, se
estudiaron estos de dos maneras: Pareto de cantidad de fallas y Pareto de costos totales por cantidad de
fallas. Estos dos mtodos 80/20 abarcaron la informacin desde el ao 2000 hasta el presente de los
equipos respectivos a la flota 785B.
Para poder llevar a cabo el estudio, fue necesario extraer la siguiente informacin, de los 6 componentes
analizados (mandos finales, convertidor de torque, transmisin, motor y diferencial):
Horas de operacin de los equipos, de esta manera ver los componentes que operan, as
sabiendo las