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


4.2.4. 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


4.4.3.ABASTECIMIENTO COMPONENTE 117

4.4.4. POLITICA DE MANTENCION PROPUESTA 118

4.5. MANDO FINAL DERECHO 120





4.6. DIFERENCIAL 137





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


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



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


94



TABLA N4.49: Costo Ineficiencia 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



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


115




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


Derecho

124


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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

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Pronosticos de Fallas de Camiones Alto Tonelaje