CAPITULO IDESARROLLO DE SISTEMA DE MANTENIMIENTO BASADO EN LA CONFIABILIDAD (RCM)

1. MARCO TEORICO

1.1. El cambiante mundo del mantenimiento

Durante los ltimos veinte aos, el mantenimiento ha cambiado, quizs ms que cualquier otra disciplina gerencial. Estos cambios se deben principalmente al importante aumento del nmero y variedad de activos fsicos (planta equipamiento, edificaciones) que deben ser mantenidos en todo el mundo, diseos ms complejos, nuevos mtodos de mantenimiento y una ptica cambiante en la organizacin y sus responsabilidades.El mantenimiento est respondiendo a expectativas cambiantes. stas incluyen una reciente toma de conciencia para evaluar hasta qu punto las fallas en los equipos afectan a la seguridad y al medio ambiente.

1.2. La necesidad del mantenimiento

Cuando la organizacin ha reconocido que est en la necesidad de un nuevo programa de mantenimiento para los activos que actualmente tiene o necesita hacer que su programa existente sea ms eficiente.

Hay dos situaciones diferentes que ocurren en el mundo del mantenimiento:

1.2.1. Mantenimiento planificado para las instalaciones o,1.2.2. Planificado para el equipo que est construyendo para la venta a terceros.

El mantenimiento para la instalacin o un producto, los principios de RCM, se aplican por igual a ambos. El equipo de gestin debe centrarse en asegurarse de que el personal escogido para la tarea se debe adaptar a ella.

Si se aplica correctamente, RCM transforma las relaciones entre las empresas que lo utilizan, sus activos fsicos existentes y las personas que operar y mantienen esos activos.

Tambin permite que los nuevos activos que se pongan en un servicio eficaz a gran velocidad, fiabilidad y precisin.

La gente de mantenimiento se ve obligada a adoptar formas completamente nuevas de pensar y actuar, como ingenieros y gerentes. Al mismo tiempo, las limitaciones de los sistemas de mantenimiento son cada vez ms evidente, no importa cunto estn informatizadas.

1.3. Expectativas del mantenimiento

La investigacin de la Tercera Generacin ha puesto de manifiesto que son seis los patrones de falla que realmente ocurre en la prctica.

Una conclusin importante que surgi es que a pesar de que se haga exactamente como estaba planeado, un gran nmero de tareas derivadas de mantenimiento no conducen a nada, mientras que algunos casos son contraproducentes e incluso peligrosos.

Esto es especialmente cierto en muchas tareas que realiza en el nombre de mantenimiento preventivo. Por otra parte, muchas ms tareas que son esenciales para la operacin segura de los modernos y complejos sistemas industriales no aparecen en los programas de mantenimiento asociados.

En otras palabras, la industria en general est dedicando una gran atencin en hacer los trabajos de mantenimiento correctamente, pero an queda mucho por hacer para asegurar que los trabajos que se estn planeando son los trabajos que se debera planear.

Figura 1: Expectativas del mantenimiento.

1.4. Nuevas tcnicas de mantenimiento

Hay un gran nmero de nuevos conceptos y tcnicas de mantenimiento.Muchos han sido desarrollados durante los ltimos veinte aos, y ms surgirn. Los nuevos desarrollos incluyen:

1.4.1. Herramientas de apoyo a la toma de decisin, tales como anlisis de riesgos, anlisis de los modos de falla y efectos y sistemas expertos.1.4.2. Tcnicas de mantenimiento, tales como monitoreo de condicin1.4.3. Disear el equipo con un nfasis mucho mayor en la fiabilidad y mantenibilidad.1.4.4. Un cambio importante en el pensamiento de la organizacin hacia la participacin, el trabajo en equipo y flexibilidad.

Figura 2: Cambio en las tcnicas de mantenimiento.

1.5. Los desafos que enfrenta el mantenimiento

Los desafos clave que enfrentan los gerentes de mantenimiento pueden resumirse de esta manera:Seleccionar las tcnicas ms apropiadas para manejar los distintos procesos de falla, satisfaciendo las expectativas de los dueos de los activos, los usuarios de los activos y la sociedad en general, de la manera ms perdurable y efectiva en cuanto a costos con el apoyo y la cooperacin de todas las personas involucradas.

1.6. Mantenimiento Centrado en Confiabilidad RCM:

Un proceso utilizado para determinar lo que debe hacerse para asegurar que cualquier activo fsico contine haciendo lo que sus usuarios quieren que haga en su contexto operativo presente.

1.6.1. RCM: Las siete preguntas bsicas

El proceso formula siete preguntas acerca del activo que se intenta analizar:

1.6.1.1. Cules son las funciones y los parmetros de funcionamiento asociados al activo en su actual contexto operacional?1.6.1.2. De qu manera falla en satisfacer sus funciones?1.6.1.3. Cul es la causa de cada falla funcional?1.6.1.4. Qu sucede cuando ocurre la falla?1.6.1.5. De qu manera importa cada falla?1.6.1.6. Qu puede hacerse para predecir/prevenir cada falla?1.6.1.7. Qu debe hacerse si no se encuentra una tareas proactiva adecuada?

1.7. Fallas funcionales

Los objetivos del mantenimiento son definidos por las funciones y expectativas de funcionamiento asociadas al activo en cuestin.

En el mundo del RCM los estados de falla son conocidos como fallas funcionales porque ocurren cuando el activo no puede cumplir una funcin de acuerdo al parmetro de funcionamiento que el usuario considera aceptable.

Sin embargo, antes de poder aplicar herramientas apropiadas para el manejo de la falla, necesitamos identificar qu fallas pueden ocurrir.

1.8. Modos de falla

Una vez que se ha identificado la falla funcional, el prximo paso es tratar de identificar todos los hechos que puedan haber causado cada estado de falla. Estos hechos se denominan modos de falla.

Incluye todos los modos de fallas posibles que han ocurrido en el equipo o en equipos iguales, as como fallas que an no han ocurrido pero existe la posibilidad de que as sea.

La mayora consigna como causas el deterioro o desgaste. Hay que incluir tambin errores humanos, errores de diseo y errores administrativos

1.9. Efectos de la falla

Describe lo que ocurre cuando acontece cada modo de falla.

Esta descripcin debe incluir informacin como tal:

1.9.1. Qu evidencia existe (si la hay) de que la falla ha ocurrido.1.9.2. De qu modo representa una amenaza para la seguridad o medio ambiente (si es que la representa).1.9.3. De qu manera afecta a la produccin o a las operaciones (si las afecta).1.9.4. Qu daos fsicos (si los hay) han sido causados por la falla.1.9.5. Qu debe hacerse para reparar la falla.El proceso de identificar funciones, fallas funcionales, modos de falla y efectos trae como consecuencia la oportunidad de mejorar el desempeo y la seguridad.1.10. Consecuencias de la falla

Cada una de las fallas afecta a la organizacin de algn modo, pero en cada caso, los efectos son diferentes:

1.10.1. Pueden afectar operaciones, calidad del producto, el servicio al cliente, la seguridad o el medio ambiente. Todas tomarn tiempo y costarn dinero para ser reparadas.

RCM reconoce que las consecuencias de las fallas son ms importantes que sus aspectos tcnicos:

1.10.2. De hecho reconoce que la nica razn para hacer cualquier tipo de mantenimiento proactivo no es evitar las fallas per se, sino evitar o reducir las consecuencias de las fallas.

1.11. Clasificacin de las fallas

Consecuencia de fallas ocultas: no tienen un impacto directo, pero exponen a la organizacin a fallas mltiples con consecuencias serias y hasta catastrficas. (La mayora estn asociadas a sistemas de proteccin sin seguridad inherente).

Consecuencias ambientales y para la seguridad: si es posible que cause dao o la muerte de alguna persona o dao ambiental.

Consecuencias operacionales: si afecta a la produccin (cantidad, calidad, atencin al cliente o costos operacionales) adems del costo directo de la reparacin.

Consecuencias no-operacionales: las fallas que caen esta categora no afectan a la seguridad ni la produccin, slo se relacionan con el costo directo de la reparacin.

1.12. Manejo de fallas

1.12.1. Tareas proactivas: estas tareas se emprenden antes de que ocurra una falla, para prevenir que el tem llegue al estado de falla. Abarcan lo que se reconoce como mantenimiento predictivo o preventivo, aunque en RCM utiliza los trminos reacondicionamiento cclico, sustitucin cclica y mantenimiento a condicin.

1.12.2. Acciones a falta de: stas tratan directamente con el estado de la falla, y son elegidas cuando no es posible identificar una tarea proactiva efectiva. Las acciones a falta de incluyen bsqueda de falla, redisear y mantenimiento a rotura (correctivo).

CAPITULO IIDIFERENCIAS Y COMPARACIN ENTRE TPM Y RCM

2. DIFERENCIA ENTRE TPM Y RCM

El objetivo de ste trabajo es ver las diferencias que existen entre el TPM y el RCM. Por ello, primero recordaremos brevemente que es el TPM y que es el RCM y luego analizaremos la diferencia ms primordial entre ambos mtodos.

2.1. TPM:

El Mantenimiento Productivo Total (TPM) consiste en una estrategia destinada a elevar la productividad mejorando el mantenimiento y las prcticas correspondientes. Es una excelente herramienta para aumentar la productividad, la capacidad y el trabajo en equipo en una compaa manufacturera.

2.1.1. Los pilares bsicos del TPM son los siguientes:

2.1.1.1. El equipo debe restablecerse a un estado en que quede como nuevo2.1.1.2. El TPM requiere que el operador intervenga en el mantenimiento del equipo.2.1.1.3. El TPM requiere el aumento de la eficacia y rendimiento del mantenimiento2.1.1.4. El TPM requiere la instruccin del personal para perfeccionar su pericia.2.1.1.5. El TPM requiere la gestin de los equipos y la prevencin del mantenimiento.2.1.1.6. El TPM requiere el uso efectivo de la tecnologa de mantenimiento preventivo y predictivo

2.2. RCM:

El objetivo primario del RCM es mantener la funcin del sistema y no la de los equipos. Esto implica que si puede continuar la funcin del sistema an despus de averiarse un determinado equipo, puede no ser necesaria la conservacin de este equipo o ser aceptable que siga funcionando hasta averiarse por completo. La idea metodolgica puede resumirse de la siguiente manera:

2.2.1. Identificar los sistemas, sus lmites y sus funciones.2.2.2. Identificar los modos de fallo que puedan conducir a cualquier prdida de funcin del sistema.2.2.3. Dar prioridad a las necesidades funcionales aplicando un anlisis de criticidad.2.2.4. Seleccionar las tareas de PM aplicables u otras acciones que mantengan la funcin del sistema.

2.3. Comparacin entre TPM y RCM:

La diferencia ms significativa entre ambos mtodos es que el TPM tiende a enfocarse en la prevencin del mantenimiento y en el cuidado ejercido por el operador, mientras que el RCM se enfoca en los modos de fallo y en la consecucin de la funcin del sistema.TPM (Mantenimiento Productivo Total)RCM (Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad)

Se enfoca en la operatividad de los equipos.Se enfoca en el sistema productivo (perdida de funcin del sistema).

Busca prever y evitar fallas que puedan ocasionar paradas de los equipos.Identificar las fallas que se puedan ocasionar en los equipos y analizar las consecuencias en el sistema.

Busca resolver totalmente los problemas de los equipos para obtener su mayor eficiencia.Prioriza maximizar la confiabilidad operacional de los equipos a partir de requerimientos reales de mantenimiento.

Programa sus mantenimientos para evitar paros, tiempo de preparacin y ajuste, disminucin de velocidad, disminucin de produccin en el arranque y defectos Hace nfasis en enfoques sistemticos usando estrategias como trabajar hasta fallar, parada programada, preventivo, basado en condiciones. Segn las consecuencias de falla en el sistema.

Requiere el uso efectivo de la tecnologa de mantenimiento preventivo y predictivo.Seleccionar las tareas de PM aplicables u otras acciones que mantengan la funcin del sistema.

El operador interviene en el mantenimiento del equipo.Requiere apoyo especializado (modos y efectos de fallas) y uso de herramientas de estado (vibracional, temperatura, etc.)

Reducir averas en los equipos.Evitar la mayor cantidad de paradas en el sistema.

CAPITULO IIIMANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD EJEMPLO DE APLICACIN EN UNA INDUSTRIA FARMACEUTICA

3. Ejemplos de aplicacin.

Caso 1. Ejemplo de aplicacin en una industria farmacutica.

La industria farmacutica constituye un rea de manufactura muy especial, que se caracteriza por presentar fuertes requisitos de calidad de sus productos y de seguridad en sus procedimientos, por estar en juego la salud pblica.

En este contexto, la confiabilidad de sus equipos es fundamental para poder atender los estndares de calidad y los requerimientos de cantidad de la produccin.

El proceso productivo en este tipo de industrias es bastante particular, ya que se debe trabajar bajo condiciones de asepsia total, por lo que las intervenciones de mantenimiento deben ser cuidadosamente planificadas y ejecutadas bajo estrictos controles, similares a los empleados en seguridad hospitalaria.

Por estos motivos, la fbrica en cuestin, se propuso implementar el RCM como herramienta idnea para determinar el tipo de mantenimiento ms apropiado para cada equipo y componente en particular, en funcin de la experiencia realizada por el Laboratorio en aplicaciones muy diversas donde se pudo comprobar la efectividad de esta herramienta para disear las polticas de mantenimiento ptimas.

3.1. Objetivo

El objetivo del trabajo es mostrar el empleo del RCM en una mquina envasadora de medicamentos en una industria farmacutica, para determinar el tipo de mantenimiento ms adecuado para cada una de las principales componentes del equipo.

3.2. Materiales y Mtodos

El RCM (Reliability Centered Maintenance) se puede definir como un mtodo sistemtico y estructurado para determinar el mantenimiento ms adecuado a aplicar a una instalacin para que sta siga cumpliendo con las funciones para las que fue concebida y en su contexto operacional actual (Moubray, 1997).

3.2.1. Descripcin de la mquina para envasado asptico de frascos

Se trata de una mquina llenadora-tapadora para laboratorio, construida ntegramente en acero inoxidable en todas las partes en contacto con el producto y gabinete revestido, preparada para trabajar con envases de diferente capacidad. Es un equipo de avanzada tecnologa, que incluye numerosas componentes complejas y con diferentes exigencias de mantenimiento.

En la figura se muestra un plano general de la mquina (visto en planta) y una foto del equipo.

Figura 3: Mquina envasadora de medicamentos.

Se tom la entrada a la mquina de envasado como primer subconjunto a analizar, ya que es el que produce mayor cantidad de rotura de frascos de todo el proceso de llenado. En esta etapa del proceso de envasado, los frascos ingresan a la bandeja de entrada de la mquina y son empujados por una regleta para abastecer al disco de alimentacin que llevar los envases a posicionarse en la boca de entrada de la estrella. A continuacin se describen las principales funciones y elementos (subconjuntos) que forman parte del proceso de envasado los frascos:

3.2.1.1. Bandeja con disco de alimentacin (A): Su funcin es alimentar a la mquina de envases manteniendo un caudal constante de los mismos en la cinta transportadora de entrada para su correcto funcionamiento.

3.2.1.2. Sensor de Acumulacin en Bandeja de Entrada (B): Detecta la presencia de una cantidad mnima de envases en la Bandeja de Entrada de la mquina. Sin esta condicin el equipo se detiene a la espera de envases.

3.2.1.3. Sensor de Presencia de Envase en la Entrada (C): Antes de mover la estrella y ejecutar un avance de una estacin a otra, el equipo verifica que exista un envase en la boca de entrada (Estacin 0). Si no ha ingresado un frasco, la misma se marca como vaca y no se realizan el llenado ni la colocacin del inserto/tapa en esa posicin. Si no ingresan un total de 3 envases a la estrella en forma consecutiva, el equipo se detiene en forma automtica.AAABAC

Figura 4: Entrada de la mquina envasadora de frascos.

Cabe aclarar que mientras la mquina funciona a plena marcha, el PLC de control realiza una serie de comprobaciones para garantizar la correcta ejecucin de las operaciones (apoyado por sensores de diferentes tecnologas citados anteriormente), que son las siguientes: 3.2.1.3.1. Existencia de Acumulacin en Bandeja de Entrada. Un sensor inductivo detecta si la regleta empujadora de la Bandeja no ha llegado al tope (lo que indicara la terminacin de los envases de la misma).

3.2.1.3.2. Presencia de Envase en la Entrada. Antes de mover la estrella y ejecutar un avance de una estacin a otra, el equipo verifica que exista un envase en la boca de entrada (Estacin 0). Si no ha ingresado un frasco, la misma se marca como vaca y no se realizan el llenado ni la colocacin del inserto en esa posicin. Si no ingresa un total de 3 envases a la estrella en forma consecutiva, el equipo se detiene en forma automtica.

3.3. Implementacin del RCM

La metodologa propuesta por el RCM parte de un anlisis tipo FMEA (Failure Modes and Effects Analysis), desarrollado en un formato denominado Hoja de Informacin RCM, donde se describe para cada equipo la siguiente informacin:

3.3.1. Funcin.3.3.2. Fallo Funcin.3.3.3. Modo de falla.3.3.4. Efecto de la falla.

A partir de la Hoja de Informacin y utilizando el Diagrama de Decisin RCM, a travs de una secuencia lgica de anlisis se obtiene el listado de las tareas de mantenimiento a desarrollar. Para cada Fallo de Funcin establecido en la Hoja de Informacin, se recorre el Diagrama de Decisin desde la parte superior izquierda hacia la parte derecha y hacia abajo respondiendo a las preguntas planteadas en dicho diagrama (Moubray, 1997).

Figura 5: Diagrama de decisin RCM.

Las actividades o tareas de mantenimiento segn RCM pueden ser:

Tareas Proactivas (preventivas), que corresponden a una estrategia de prevencin de fallas:

Sustitucin y Reacondicionamiento Cclico (Time Based Maintenance). Condicionales o Predictivas (Conditional Based Maintenance).

Acciones a falta de una tarea proactiva efectiva, que corresponden a una estrategia de accin contra la falla:

Bsqueda de fallas ocultas. Rediseo. Mantenimiento a rotura o avera.Como resultado de este anlisis se elabora la Hoja de Decisin, en la cual para cada modo de falla se define la actividad de mantenimiento correspondiente. Finalmente se establece el Plan de Mantenimiento resultante de la aplicacin del mtodo, en un formato lo ms simple posible, donde se especifica el listado de tareas de mantenimiento, su frecuencia de implementacin y la fecha estimada de ejecucin. Todos los documentos mencionados precedentemente fueron implementados en formato Excel para facilitar su gestin.

3.4. Resultados

A continuacin se muestran los documentos elaborados para la componente tomada como ejemplo en esta aplicacin: entrada de la mquina envasadora de frascos. Se ve la Hoja de Informacin RCM correspondiente a la componente mencionada.

Figura 6: Hoja de informacin para la entrada a la envasadora.

A continuacin, la Hoja de Decisin, obtenida a partir del empleo del Diagrama de Decisin, que define la actividad de mantenimiento para cada modo de falla.

Figura 7: Hoja de decisin.

Luego, se desarrolla el Plan de Mantenimiento elaborado para la componente usada en esta aplicacin.

Figura 8: Plan de mantenimiento para la entrada a la envasadora.

Como se puede apreciar, a partir de este documento el personal de mantenimiento dispone de toda la informacin necesaria para desplegar su tarea, desde el tipo de intervencin planificado hasta las fechas en que deben ser ejecutadas las tareas previstas, facilitando la gestin del rea.El personal que realiza estas tareas debe registrar toda la informacin relacionada con la ejecucin de las mismas, as como cualquier novedad detectada durante el desarrollo de sus actividades, para retroalimentar el sistema y generar los indicadores de inters para el seguimiento del rea. La informacin relacionada con el cumplimiento de las tareas programadas as como las novedades detectadas en cada inspeccin se pueden volcar en un sistema informtico de gestin de mantenimiento o utilizar esta misma hoja para registrar su cumplimiento.3.5. Conclusiones

En este trabajo se desarrolla la implementacin de un modelo estructurado para elaborar una planificacin objetiva del mantenimiento de las componentes de una mquina envasadora de frascos en una industria farmacutica, en un sector industrial muy particular en cuando a las condiciones de calidad y seguridad bajo las cuales se debe desarrollar la produccin.

El grupo de trabajo ha experimentado el uso del RCM en aplicaciones muy diversas, y en este caso ha podido comprobar una vez ms las ventajas comparativas del RCM como herramienta para la gestin del mantenimiento (Gangi et al., 2011). Esto se debe al hecho de que el RCM es una metodologa estructurada, estandarizada bajo normas especficas, que facilita la toma de decisiones basadas en criterios objetivos. Adems, como se trata de una herramienta centrada en la funcin para la cual han sido concebidos cada uno de los componentes analizados y en las consecuencias de sus fallas, permite focalizar mejor la labor de mantenimiento.

Por otra parte, tal como se ha mostrado en este trabajo, la aplicacin del RCM tiene un carcter participativo, en la cual es conveniente estimular la intervencin de personal de distintas reas de la organizacin, resultando una experiencia enriquecedora para todos los involucrados en su aplicacin y con un valor agregado muy especial para el sector de mantenimiento.

El RCM fue desarrollado inicialmente dentro de la industria aeronutica, caracterizada por sus estrictos requisitos de confiabilidad, y posteriormente se expandi en la industria manufacturera en general. Esta aplicacin se realiz en un mbito industrial que tambin presenta fuertes exigencias de calidad y seguridad por estar vinculado con la industria farmacutica, donde se justifica el uso de procedimientos avanzados de gestin, en este caso para garantizar las mejores polticas de mantenimiento de su equipamiento.

Este trabajo tiene un impacto que va ms all de lo estrictamente tcnico, ya que colabora con la creacin de mejores condiciones de trabajo en un mbito tan sensible desde el punto de vista social como es el de la salud pblica.

4. Caso 2: Planta a de proceso acero:La produccin de acero es un proceso continuo, el mantenimiento preventivo juega en este tipo de industria un papel relevante.4.1. Partes principales: Planta de fundicin de acero. Trenes de laminacin.

4.2. Equipos principales de planta de fundicin de acero: Horno de arco elctrico (HAE) Horno de refinado (HR) Descarburizador Argn-Oxgeno (DAO) Degasificador al vaco (DV) Descarburizador vaco-Oxgeno (DVO) Colada continua (CC)Aceros de aleacin y aceros al carbono.CCDVHRHAE

Acero inoxidable.HAEDAOHRDVOCC

4.3. Estudio previo de la planta: 40 % Costos de mantenimiento preventivo y correctivo estaban concentrados en el horno de arco elctrico (HAE) Obtencin de datos histricos de los fallos de cada equipo, los tiempos de parada y consumo de recursos4.4. Definicin de los lmites del sistema objeto de estudio.

ElementoN deFuncinN fallo FuncionalDescripcin

Electrodo1Formar el arco

1.1.Debido a chatarra no conductora

1.2.Debido a dao en rosca

Soporte Electrodo2aAgarrar el electrodo

2bTransferir corriente al electrodo

2.1Por prdida de aprieto

2.2Prdidas

Enfriador electrodo3aRefrigerar el electrodo

3bImpedir que se queme soporte

3.1Prdida de agua

3.2Contacto electrodo (accidente grave)

La informacin presentada en el cuadro es utilizada para la obtencin de las funciones especficas de cada elemento del horno y las fallas funcionales posibles.Se debe realizar un anlisis de cada modo de fallo y de sus efectos (AMFE).

4.5. Seleccin de tareas de mantenimiento

La seleccin de tareas de mantenimiento se presenta en la siguiente tabla, donde se consideran los fallos ms importantes, junto con una clasificacin de los fallos de acuerdo a que supongan:

A. Una prdida de eficiencia marginal B. un elevado coste C. una serie de daos secundarios

Mantenimiento propuesto para los fallos ms importantes

ComponenteModo de falloABCTarea propuesta

ElectrodoNo formacin arcoXFuncionar hasta el fallo

Picado rosca cabezaXFuncionar hasta el fallo

Soporte electrodoPrdida formacin arcoXMonitorizacinParmetro

Cilindro elevacin puerta escoriaRotura de tubo o mangueraXPreventivo Cclico

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