Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
1 DESARROLLO DE PROPUESTA DE IMPLEMENTACIÓN DEL MÓDULO MRO DEL SOFTWARE TEAMCENTER EN ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO DE BROCAS INDUSTRIALES. JULIAN CAMILO SOLANO BRAVO 20182375023 CRISTHIAN GUSTAVO GUTIÉRREZ VILLABÓN 20181375021 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERÍA MECÁNICA BOGOTA D.C. 2020 2 DESARROLLO DE PROPUESTA DE IMPLEMENTACIÓN DEL MÓDULO MRO DEL SOFTWARE TEAMCENTER EN ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO DE BROCAS INDUSTRIALES. JULIAN CAMILO SOLANO BRAVO 20182375023 CRISTHIAN GUSTAVO GUTIÉRREZ VILLABÓN 20181375021 MONOGRAFIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO DIRECTOR: ING. MAURICIO GONZÁLES COLMENARES UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERÍA MECÁNICA BOGOTÁ D.C. 2020 3 Nota de aceptación ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ___________________________________ Jurado ___________________________________ Mauricio González Colmenares Bogotá D.C. ____________ de 2020 4 Contenido Resumen. 9 1. Planteamiento del problema 10 2. Justificación 11 3. Estado del arte: 12 3.1. Investigación sobre planificación de secuencia de desmontaje de mantenimiento virtual para equipos de armas 12 3.2. Planeación de mantenimiento para un Sistema de soporte inteligente 12 3.3. Diseño de solución de software para aplicación de mantenimiento centrado en confiabilidad en plan de mantenimiento preventivo 13 3.4. Investigación sobre entorno integrado de diseño y análisis de mantenibilidad basado en PLM 13 3.5. Mantenimiento, reparación y administración de inventario en la era de la industria 4.0 13 3.6. Innovación en la fase de mantenimiento, reparación y revisión a través de la digitalización 14 3.7. Gestión del ciclo de vida del producto en mantenimiento de la aviación, reparación y revisión. 14 3.8. Internet de las cosas - análisis visual habilitado para el mantenimiento vinculado y la gestión del ciclo de vida del producto 14 4. Objetivos 15 4.1. Objetivo general: 15 4.2. Objetivos específicos: 15 5. Marco teórico 16 5.1. Mantenimiento industrial 16 5.2. PLM (Product life cycle management) 17 6. DESARROLLO DE LA PROPUESTA 20 6.1. DIAGNOSTICAR LAS MÁQUINAS QUE INTERVIENEN EN LOS PROCESOS DE MANTENIMIENTO DE BROCAS INDUSTRIALES. 20 6.1.1. Descripción de la máquina rectificadora 25 6.1.1.1. Listado de piezas 27 6.1.2. Descripción de máquina de sandblasting 30 6.1.2.1. Listado de piezas 33 6.1.3. Descripción del horno 36 6.1.3.1. Listado de piezas 38 5 6.1.4. Descripción de máquina hidrolavadora 40 6.1.4.1. Listado de piezas 42 6.1.5. Matriz de riegos 46 6.1.5.1. Análisis de riesgo Rectificadora. 47 6.1.5.2. Análisis de riesgo Sandblasting 47 6.1.5.3. Análisis de riesgo Horno 48 6.1.5.4. Análisis de riesgo Hidrolavadora 48 6.2. DESCRIBIR LAS CARACTERÍSTICAS ASOCIADAS AL MÓDULO DE TEAMCENTER MRO. 50 6.2.1. Gestión de datos de servicio (SDM) 50 6.2.1.1. Ventajas de datos de servicio 50 6.2.2. Gestión de Registros logísticos (LRM) 51 6.2.2.1. Ventajas de gestión de registros logísticos 51 6.2.3. Planeación de mantenimiento 52 6.2.3.1. Ventajas de la planeación de mantenimiento 52 6.2.4. Ejecución del mantenimiento 53 6.2.4.1. Ventajas de la ejecución del mantenimiento 53 6.2.5. Gestión de materiales 54 6.2.5.1. Ventajas de gestión de materiales 54 6.2.6. Generación de informes y análisis 54 6.3. Alimentar el software 54 6.3.1. Estructura de la compañía 55 6.3.2. Gestor de actividades 56 6.3.3. Flujos de trabajo 57 6.3.4. Gestión de servicios 59 6.3.5. Carga de máquinas que intervienen en el proceso 60 6.3.5.1. Hidrolavadora 60 6.3.5.2. Horno 61 6.3.5.3. Sandblasting 62 6.3.5.4. Rectificadora 63 6.4. PONER EN FUNCIONAMIENTO EL MÓDULO, AJUSTES Y REVISIONES. 64 OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES 71 7. Bibliografía 73 6 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Broca PDC en proceso de mantenimiento. ............................................................... 20 Figura 2 Flujo de proceso para reparación de brocas industriales ......................................... 22 Figura 3 Hoja de entrada ............................................................................................................... 23 Figura 4 Hoja de ruta ..................................................................................................................... 24 Figura 5 Máquina rectificadora LANDIS TOOL ......................................................................... 25 Figura 6 Máquina rectificadora LANDIS TOOL ......................................................................... 26 Figura 7. Descriptor de equipo para máquina rectificado. ....................................................... 26 Figura 8. Sistema de acople de máquina rectificadora. ........................................................... 27 Figura 9. Sistema de control de máquina rectificadora. ........................................................... 27 Figura 10. Sistema de embrague y liberación de carrera de máquina rectificadora. .......... 28 Figura 11. Sistema de sensores de proximidad de máquina rectificadora. .......................... 28 Figura 12. Sistemas de perillas de alineación del motor de máquina rectificadora. ............ 29 Figura 13. Diagrama de Pareto para rectificadora .................................................................... 30 Figura 14. Máquina Sandblasting ................................................................................................ 31 Figura 15. Estructura de la máquina Sandblasting ................................................................... 32 Figura 16. Descriptor de equipo para máquina Sandblasting. ................................................ 33 Figura 17. Explosionado de máquina de sandblasting ............................................................. 34 Figura 18. Listado de piezas de la máquina de Sandblasting ................................................. 35 Figura 19. Diagrama de Pareto Sandblasting ............................................................................ 36 Figura 20. Horno PARAGON TNF82 .......................................................................................... 37 Figura 21. Composición de partes del horno ............................................................................. 38 Figura 22. Descriptor de equipo para el horno. ......................................................................... 38 Figura 23. Referencia de piezas del horno ................................................................................ 39 Figura 24. Diagrama de Pareto Horno ........................................................................................ 40 Figura 25. Máquina hidrolavadora ............................................................................................... 41 Figura 26. Estructura de la máquina hidrolavadora. ................................................................. 41 Figura 27. Descriptor de equipo para máquina hidrolavadora. ............................................... 42 Figura 28. Explosionado y lista de piezas del cuerpo superior en la máquina hidrolavadora. ................................................................................................................................. 43 Figura 29. Explosionado y lista de materiales del tanque de la hidrolavadora ..................... 44 Figura 30. Explosionado y lista demateriales de la Motobomba de la Hidrolavadora ........ 45 Figura 31. Diagrama de Pareto Hidrolavadora. ......................................................................... 46 Figura 32. Estructura de la compañía cargada en TEAMCENTER MRO. ............................ 55 Figura 33. Asignación y descripción de roles del personal en TEAMCENTER MRO ......... 56 Figura 34. Mantenimiento preventivo calendarizado para las maquinas del proceso de mantenimiento de brocas industriales para el año FY2021. ................................................... 56 Figura 35. Flujo de trabajo para servicio de mantenimiento preventivo MRO en Teamcenter. .................................................................................................................................... 58 Figura 36. Flujo de trabajo para servicio de mantenimiento correctivo MRO en Teamcenter. .................................................................................................................................... 59 Figura 37. Estructura de conocimiento de los activos. ............................................................. 60 Figura 38 Máquina hidrolavadora cargada en TEAMCENTER MRO .................................... 61 Figura 39. Documentación técnica del horno cargada a TEAMCENTER MRO ................... 61 file:///C:/Users/Support1/Downloads/DESARROLLO%20DE%20PROPUESTA%20DE%20IMPLEMENTACIÓN%20DEL%20MÓDULO%20MRO%20DEL%20SOFTWARE%20TEAMCENTER%20EN%20ACTIVIDADES%20DE%20MANTENIMIENTO%20DE%20BROCAS%20INDUSTRIALES.%20(1).docx%23_Toc50852879 file:///C:/Users/Support1/Downloads/DESARROLLO%20DE%20PROPUESTA%20DE%20IMPLEMENTACIÓN%20DEL%20MÓDULO%20MRO%20DEL%20SOFTWARE%20TEAMCENTER%20EN%20ACTIVIDADES%20DE%20MANTENIMIENTO%20DE%20BROCAS%20INDUSTRIALES.%20(1).docx%23_Toc50852879 7 Figura 40. Máquina de sandblasting cargada a TEAMCENTER MRO ................................. 62 Figura 41. Documentación técnica de la máquina sandblasting en TEAMCENTER MRO 63 Figura 42. Documentación técnica de la maquina rectificadora. ............................................ 63 Figura 43. creación de plan de servicio ...................................................................................... 65 Figura 44. Diagrama de Gantt con las actividades calendarizadas. ...................................... 65 Figura 45. Flujo de trabajo disparado desde la actividad calendarizada............................... 66 Figura 46. Asignación de responsables en el flujo de trabajo. ................................................ 66 Figura 47. Estatus de actividades. ............................................................................................... 67 Figura 48. Récord de utilización ................................................................................................... 67 Figura 49. Tarjeta de trabajo automatizada. .............................................................................. 68 Figura 50. Informe de indicador MTBF de mantenimiento. ..................................................... 69 Figura 51. Creación de informe de indicador desde el ITEM HL001 Hidrolavadora ........... 70 8 LISTA DE TABLAS Tabla 1 Brocas VAREL para perforación del sector petróleo y gas ....................................... 21 Tabla 2 Características técnicas maquina rectificadora ........................................................... 25 Tabla 3 Histograma de fallas de rectificadora por componentes. ........................................... 29 Tabla 4 Histograma de fallas Rectificadora por subsistemas. ................................................ 30 Tabla 5 Características técnicas Sandblasting .......................................................................... 31 Tabla 6 Histograma de fallas de Sandblasting por componentes .......................................... 35 Tabla 7. Histograma de fallas Sandblasting por subsistemas ................................................. 36 Tabla 8 Características técnicas horno ....................................................................................... 37 Tabla 9 Histograma de fallas de Horno por componentes ....................................................... 39 Tabla 10 Histograma de fallas Horno por subsistemas ............................................................ 39 Tabla 11 Características técnicas Hidrolavadora ...................................................................... 41 Tabla 12Histograma de fallas de Hidrolavadora por componentes ....................................... 45 Tabla 13. Histograma de fallas Hidrolavadora por subsistemas ............................................. 46 Tabla 14. Análisis de riesgo de máquina rectificadora ............................................................. 47 Tabla 15. Análisis de riesgo de máquina sandblasting ............................................................ 48 Tabla 16. Análisis de riesgo del horno ........................................................................................ 48 Tabla 17. Análisis de riesgo de máquina Hidrolavadora .......................................................... 49 Tabla 18. Matriz de riesgos ........................................................................................................... 49 Tabla 19 Actividades de mantenimiento frecuentes. ............................................................... 57 Tabla 20 Descriptor de flujo de trabajo. ...................................................................................... 58 Tabla 21. Descriptor de flujo de trabajo correctivo.................................................................... 59 Tabla 22 Códigos de activos ........................................................................................................ 60 Tabla 23 Códigos para actividades de mantenimiento. ........................................................... 64 Tabla 24. Descriptores de parámetros y su equivalente en Teamcenter MRO. .................. 68 Tabla 25. Descriptores de indicadores ........................................................................................ 69 9 Resumen. En este proyecto se realizó la implementación del módulo MRO del software Teamcenter con el objetivo de optar por el título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas; el enfoque principal de esta solución digital fue aplicado en las actividades de mantenimiento de brocas industriales con el propósito de aumentar la eficiencia a partir de la administración de activos, planeación, calendarización y ejecución de servicios, reportes y análisis. En primer lugar, se seleccionaron las máquinas y equipos principales que intervienen en el proceso de mantenimiento de brocas industriales, dos máquinas de sandblasting, dos hornos, una rectificadora y una hidrolavadora, asimismo se realizó la recolección de información y datos importantes como manuales, hojas de vida, historial de fallas, formatos de seguimiento e Inspecciones entre otros: luego se recopilo, organizó, analizó y seleccionó la información alimentada a Teamcenter MRO. Además se estudió y describió detalladamente el módulo MRO con las características más relevantes de entornos y sub-entornos que componen esta solución iniciando con la gestión de datos, donde se resaltan puntos específicos para seleccionar, capturar y gestionar los datos pertinentes al servicio, como control de cambios, información técnica e inspecciones, y así sucesivamente la gestión de registros logísticos en donde se integra la creación y la administración del proceso, datos relevantes como la configuración física de cada producto con su codificación respectiva y gestión de documentos de salida, para finalizar con los módulos de planeación y ejecución del mantenimiento. Dentro de Teamcenter MRO sedigitalizó la estructura de la compañía, se creó los departamentos y las áreas relacionadas al proceso de mantenimiento con los responsables e integrantes a quienes fueron asignados roles, también se creó en la base de datos cada una de las máquinas a realizar mantenimiento. Por otra parte, se desarrolló la digitalización de los flujos de trabajo para las actividades de mantenimiento preventivo y correctivo totalmente integradas con la estructura organizacional y accionadas por medio de la programación calendarizada de las actividades planeadas de cada una de las máquinas. Finalmente, cada máquina fue asociada a un ítem y alimentada con la información seleccionada, dos máquinas están totalmente digitalizadas por consiguiente se cargó los archivos CAD a la base de datos, en efecto se logró administrar, compartir y controlar cada componente de forma detallada. 10 1. Planteamiento del problema Hoy en día la digitalización del ciclo de vida del producto se ha convertido en una necesidad en la industria, debido a su gran capacidad de espacio en el control documental y de procesos. Estas implementaciones de SLM (Gerenciamiento del ciclo de vida del servicio) pueden reducir gastos económicos aumentando su productividad, además de controlar flujos de trabajo en ingeniería que requieran seguimiento detallado del departamento de servicio de mantenimiento de brocas industriales al usar aplicaciones de MRO (Mantenimiento, reparación e inspección). Las fallas más comunes en máquinas que intervienen en el mantenimiento de brocas industriales están relacionadas en sistemas mecánicos que tienen ejes, piñones, rodamientos y poleas, entre otros, presentado mecanismos de falla influenciados por modos de falla por desgaste, corrosión y fractura, además de fallas en sistemas eléctricos que tienden a ser provocadas por sobretensiones, muchas de estas ocurren debido a la logística del departamento de mantenimiento. Sin trazabilidad y pobre control sobre la documentación física y softwares desconectados aumenta las probabilidades de errores en programación y ejecución en servicios de mantenimiento de las maquinas que operan en la reparación de brocas industriales con datos insuficientes y sin calidad para una correcta planeación y diagnóstico, limitando la estandarización de procesos que facilitan el acceso a la información correcta, centralizada y protegida. 11 2. Justificación En la actualidad el desarrollo de nuevas tecnologías en Colombia está ligado a los recursos económicos, lo cual es un obstáculo para el avance tecnológico e implementación de softwares, esta investigación quiere ser una herramienta que brinde solución asequible para cualquier proceso productivo identificando las necesidades en la industria teniendo crecimiento económico y aumentando el nivel progresivo y competitivo del país. El conocimiento de la configuración y estado de las herramientas y equipos es muy importante por lo que debe estar protegido y centralizado admitiendo ayudas interactivas, manuales de fabricante, manuales de usuarios, fichas técnicas y toda la información asociada a cada activo en diferentes tipos de formatos de fácil acceso para reducir errores en la interpretación de la ejecución del servicio de mantenimiento. Las soluciones para MRO desempeñan un papel importante en la industria al ser utilizadas para aumentar al máximo la disponibilidad y confiabilidad operacional de los activos, utilizado para mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo. Entonces el MRO proporciona conocimiento de los activos al personal de servicio en el momento que sea necesario, pueden hacer seguimiento en las hojas de vida de los activos automatizando los flujos de trabajo asegurando la planeación y ejecución del servicio con notificaciones que permiten crear órdenes de trabajo, tareas y calendarización de actividades. 12 3. Estado del arte: La obtención de información se desarrolló por medio de la biblioteca virtual de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas utilizando la base de datos de la IEEE (institute of electrical and electronics enginners) y ScienceDirect fuentes confiables a nivel mundial en la ingeniería, donde se abordaron artículos con enfoque hacia el objetivo de este proyecto. Por otro lado se tomaron otras fuentes de información como artículos encontrados en internet de desarrollo tecnológico, además una publicación de la Revista Tecnura de la universidad Distrital Francisco José de Caldas La información de los textos científicos y de ingeniería recolectados proporciona buenas bases para la construcción y solución al problema planteado pues ayudan a contextualizar ubicar y centralizar la información relacionada. 3.1. Investigación sobre planificación de secuencia de desmontaje de mantenimiento virtual para equipos de armas Documento extraído de Eleven Department Army Officer Academy Hefei, China Año de publicación: 2017 Autores: Ye Lin, Shen Yan-an Este artículo presenta el mantenimiento virtual como un nuevo método de tecnología de mantenimiento, que corrige deficiencias en la planificación del desmontaje, especialmente en la restricción de factores ergonómicos y la división jerárquica de los componentes. Sobre la base de la red de Petri, se introduce el modelo estructural interpretativo para dividir los componentes del equipo y simplificar la descripción del proceso de desmontaje de mantenimiento. Para garantizar la viabilidad de la secuencia de desmontaje, se introducen los factores de ergonomía, que pueden evaluarse mediante la plataforma de Jack. El algoritmo se utiliza para definir los objetivos de planificación, las restricciones, se toma una caja de cambios para la evaluación del experimento, que verifica la alta eficiencia del algoritmo diseñado. 3.2. Planeación de mantenimiento para un Sistema de soporte inteligente Documento extraído de Department of Well Engineering ICEM, Sultanate of OMAN. Año de publicación: 2010 Autor: Rakesh Sharma, Dr. N. Govindaraju En este documento se discute un sistema de mantenimiento digital y los diferentes modelos de optimización de mantenimiento para llevar a cabo los cálculos para calcular la frecuencia de fallas y el tiempo de inactividad como problemas de datos de mantenimiento utilizando la toma de decisiones con lógica en el sistema de soporte de decisiones de 13 mantenimiento. Al final del artículo, se discutió un caso de estudio basado en un modelo de control difuso para comprender los procesos de implementación. Mediante el caso de estudio llegaron a la conclusión de que mediante la implantación de CMMS es posible aumentar la productividad y la calidad. 3.3. Diseño de solución de software para aplicación de mantenimiento centrado en confiabilidad en plan de mantenimiento preventivo Documento extraído de Faculty of Electrical Engineering and Computer Science VŠB - Technical University of Ostrava Ostrava, Czech Republic Año de publicación: 2017 Autor: David Lazecký, Vladimír Král, Stanislav Rusek, Radomír Goňo. Este documento describe el diseño de software para la evaluación de prioridad de PMP según el método RCM con respecto a la prioridad asignada al suministro de energía eléctrica y la evaluación de las consecuencias para los clientes. 3.4. Investigación sobre entorno integrado de diseño y análisis de mantenibilidad basado en PLM Documento extraído de Naval Academy of Armament Beijing 100161, China Autor: Jinbo Huang, Anqing Liu. Año de publicación: 2011 En este documento se presentó un diseño y análisis de Entorno Integrado de Mantenibilidad basado en la teoría de Ingeniería Concurrente (CE). Como plataforma habilitadora de tecnología y software para CE, la Gestión del ciclo de vida del producto (PLM) podría considerarse como la fuente de datos y la plataforma de gestión del diseñoy análisis de Mantenimiento, se presentó una solución para construir un entorno integrado de diseño y análisis de mantenibilidad, que incluye cinco pasos o técnicas clave: Diseño general del marco integrado, configuración de un entorno de Diseño y análisis de mantenibilidad basados en PLM; configurar un modelo maestro de información de mantenimiento basado en el árbol de productos; haciendo una integración entre las herramientas de mantenibilidad y la plataforma PLM; Establecer un modelo de gestión de procesos de diseño y análisis de mantenibilidad basado en PLM. Finalmente, seleccionando Teamcenter, se realizó y proporcionó el entorno integrado de diseño y análisis de mantenibilidad. 3.5. Mantenimiento, reparación y administración de inventario en la era de la industria 4.0 Autor: Jing Chen, Oleg Gusikhin, William Finkenstaedt, Yu Ning Liu Año de publicación: 2019 Documento extraído de Global Data Insight & Analytics, Ford Motor Company, Dearborn, USA. En este documento se analizan los desafíos de la gestión de inventario de piezas de mantenimiento, reparación y operaciones (MRO) y cómo se pueden aprovechar las tecnologías de la industria 4.0. La fabricación aditiva, el Internet de las cosas, el análisis de big data, el aprendizaje automático y los nuevos modelos de logística de movilidad https://ieeexplore-ieee-org.bdigital.udistrital.edu.co/author/37831523000 https://ieeexplore-ieee-org.bdigital.udistrital.edu.co/author/37831574700 14 inteligente para tecnologías emergentes que permiten soluciones de inventario eficientes para diferentes tipos de piezas MRO. 3.6. Innovación en la fase de mantenimiento, reparación y revisión a través de la digitalización Autor: Marco Esposito, Mariangela Lazoi, Antonio Margarito, Lorenzo Quarta Año de publicación: 2019 Documento Extraído de Department of Innovation Engineering, University of Salento, 73100 Lecce, Italy. Este artículo presenta la mejora de los procesos en una empresa, parte de un profundo conocimiento del contexto actual, de las necesidades de mejora y de los objetivos a cumplir. A veces, los procesos tradicionales de innovación cambian la forma de trabajar introduciendo nuevas rutinas y soluciones. La industria de servicios relacionada con el mantenimiento, reparación y revisión (MRO) se caracteriza por un rendimiento vinculado con el conocimiento sobre los componentes involucrados. Las tecnologías emergentes y la necesidad de una mayor competitividad. 3.7. Gestión del ciclo de vida del producto en mantenimiento de la aviación, reparación y revisión. Autor: S.G. Lee, Y. S. Ma, G. L. Thimm, J. Verstraetem Año de publicación: 2007 Documento extraído de School of Mechanical and Aerospace Engineering, Nanyang Technological University, Singapore Technical University of Delft, The Netherlands. En este articulo analizan la evolución de las herramientas CAD, CAM y CAE a través de los sistemas de gestión de datos de productos en el producto actual de gestión del ciclo de vida (PLM), seguida de una revisión de las características y beneficios de PLM. Prácticas actuales y posibles aplicaciones de PLM en el mantenimiento, reparación y revisión de la aviación (MRO) se discuten a través de estudios de caso, dos de los cuales fueron de la experiencia de los autores. 3.8. Internet de las cosas - análisis visual habilitado para el mantenimiento vinculado y la gestión del ciclo de vida del producto Autor: Emmanouilidis C, Bertoncelj L, Bevilacqua M, Tedeschi S, Ruiz Carcel Año de publicación: 2018 Documento extraído de Cranfield University, School of Aerospace, Transport and Manufacturing, Cranfield, Bedfordshire MK43 0AL, UK Este documento presenta un enfoque conceptual y una implementación piloto de cómo se puede lograr esto mediante la superposición de información relevante del producto en la mitad y al comienzo de la vida, como un modelo CAD 3D. De este modo, Los datos y el conocimiento de mantenimiento vinculados se convierten en características visuales de una representación del diseño del producto, lo que facilita la comprensión del usuario de los conceptos de la mitad de la vida, como la aparición de modos de falla. 15 4. Objetivos 4.1. Objetivo general: Desarrollar una propuesta de implementación del módulo MRO del software Teamcenter en actividades de mantenimiento de brocas industriales. 4.2. Objetivos específicos: 1. Diagnosticar las máquinas que intervienen en los procesos de mantenimiento de brocas industriales. 2. Describir las características asociadas al módulo de MRO. 3. Alimentar el software 4. Poner en funcionamiento el módulo, ajustes y revisiones. 16 5. Marco teórico 5.1. Mantenimiento industrial En la actualidad la industria tiene necesidades concretas de optimizar recursos mediante diferentes técnicas de mantenimiento que a través del tiempo han evolucionado en función de las tecnologías disponibles, basadas en el control y supervisión constante de equipos, herramientas, máquinas, productos, instalaciones etc. así como el conjunto de trabajos de reparación e inspección necesarios para garantizar el funcionamiento y el buen estado de un sistema en general. El objetivo final del mantenimiento se puede resumir en los siguientes puntos: • Evitar y reducir los fallos sobre los activos. • Disminuir la gravedad de los fallos que no se lleguen a evitar • Evitar detenciones inútiles o paros de máquinas. • Evitar accidentes e incidentes aumentando la seguridad de las personas. • Conservar los activos productivos en condiciones seguras y preestablecidas de operación. • Alcanzar o prolongar la vida útil de los bienes. Tradicionalmente lo más utilizado son tres tipos de mantenimiento que se diferencian entre sí por las características de las actividades que se hacen y los tiempos en que se ejecutan. - Mantenimiento correctivo: Es el conjunto de actividades de reparación y sustitución de elementos deteriorados por repuestos que se realiza cuando aparece el fallo. Este sistema resulta aplicable en sistemas complejos, normalmente en componentes en los que es imposible predecir los fallos, también para equipos que ya cuentan con cierta antigüedad. - Mantenimiento preventivo: Es el conjunto de actividades programadas con anterioridad, tales como inspecciones regulares, pruebas, reparaciones, etc., encaminadas a reducir la frecuencia y el impacto de los fallos de un sistema. - Mantenimiento predictivo: Es el conjunto de actividades de seguimiento y diagnóstico - continuo (monitorización) de un sistema, que permiten una intervención correctora inmediata como consecuencia de la detección de algún indicio de fallo. El mantenimiento predictivo se basa en el hecho de que la mayoría de los fallos se producen lentamente, en algunos casos arrojan indicios evidentes de un futuro fallo, detectado a simple vista, o mediante la monitorización, es decir, mediante medición y de algunos parámetros relevantes que representen el buen funcionamiento del equipo analizado, un ejemplo de esto se puede encontrar en ingeniería predictiva como en FEA (análisis de elementos finitos) funciona como herramienta para predecir fallos desde el gemelo digital. 17 5.2. PLM (Product life cycle management) Es una estrategia de TI para gerenciar todos los datos de Productos durante todo el ciclo de vida de este, desde su concepción inicial, requisitos, producción, entrega y operación en servicios, culminando con la retirada del mercado y reciclaje. PLM es una estrategia de negocio que permite abordar el problema de administrar la información de definición del producto a lo largo de todo el ciclo de vida del producto: ● Controlando la información ● Controlando los procesos ● Compartiendo la información Para mejorar el gerenciamiento a lo largo de la vida útil de un producto o su producción PLM es necesario hacerdigitalización de estos. - Gemelo digital: Es una representación virtual de un producto o proceso físico que se utiliza para comprender, analizar y predecir su respuesta a diferentes condiciones físicas y de rendimiento respecto a su equivalente físico. Los gemelos digitales se utilizan en cada fase que compone el ciclo de vida del producto para simular, predecir y optimizar el producto y el sistema de producción antes de invertir en prototipos y activos físicos. El gemelo digital es capaz de contener todo el conocimiento detallado de un producto en fases de soporte del mismo facilitando la administración de su equivalente físico cuando el producto está en operación. - Industria 4.0: Es un concepto nació en el año 2010 bajo una iniciativa del gobierno alemán de impulsar la industria, este concepto es utilizado para describir las "fábricas inteligentes” basadas en una red compleja de datos, impulsadas por internet de las cosas e inteligencia artificial, como pioneros de la cuarta revolución industrial. Esta transformación digital de los procesos y tecnologías de fabricación se basa en estos principios básicos: ● La red interconectada de personas, máquinas y "cosas" en los entornos físicos y virtuales llamado “Internet de las cosas” ● Aprovechar los datos a través de herramientas y sistemas que exponen el valor de los datos para impulsar la eficiencia y la flexibilidad de la producción llamado la “transformación digital”. ● Mejorar la calidad y velocidad de comercialización del producto a través del gemelo digital de preproducción ● Planificación, producción, fabricación y mantenimiento asistidos por inteligencia artificial basados en datos. los gemelos digitales son empleados para la planificación, control y gestión de las actividades de mantenimiento siendo así la representación exacta de los activos físicos de una compañía. - Activo físico: Es un elemento que tiene un valor económico, es propiedad de una persona natural o una empresa, las características principales es que su valor en ocasiones está inmerso en el balance económico del propietario, la depreciación del 18 elemento se genera con el tiempo, se deteriora con el uso, funcionamiento productivo o simplemente con el pasar de los días, como principales ejemplos se tiene edificios, infraestructura de las empresas, plantas etc. Mediante la transformación digital se facilita la obtención de informes y análisis que permiten a las organizaciones examinar información operativa para que puedan discernir tendencias en activos rendimiento y confiabilidad, así como rastrear y analizar activos y KPI organizacionales. - Criterio de confiabilidad: Una buena definición de confiabilidad es la “confianza” en cada una de las partes o componentes que conforman un equipo o sistema para que desarrolle una función específica en un tiempo establecido o determinado y bajo unas condiciones que son características de la operación, también se puede definir como una probabilidad de que cualquier ítem funcione de manera óptima respecto a las condiciones de trabajo. - Indicador de gestión: Un indicador de gestión es una medida o expresión cuantitativa, en donde se interrelacionan todos los factores que involucran la gestión del mantenimiento, allí además de encontrar y resaltar las fallas, su enfoque general es encontrar aquellas causas principales que la generan, después de realizar este proceso se busca mediante el indicador la ocurrencia de las fallas y luego lo debido es preparar planes fundamentados de inspección y reparaciones controladas. - Mantenibilidad: la mantenibilidad es la probabilidad de que un dispositivo sea devuelto a un estado en el que pueda cumplir con su operación en un tiempo determinado, luego de la aparición de una falla y cuando el mantenimiento es realizado en un determinado período de tiempo, al nivel deseado de confianza, con el personal especificado, las habilidades necesarias, manuales de operación y mantenimiento, el equipo indicado, los datos técnicos, el departamento de soporte de mantenimiento y bajo las condiciones ambientales especificadas. - Criterio de disponibilidad: La disponibilidad es un factor crítico cuando hablamos de mantenimiento, se podría concluir que es el objetivo principal de realizar un plan. Una definición acertada puede ser la confianza que tenemos en que los activos operen de forma constante sin paradas inesperadas después de que un componente o el sistema en general haya sufrido algún proceso derivado del mantenimiento, esto resulta muy útil debido a que hay equipos críticos que deben tener alto criterio de disponibilidad por cumplir un papel importante en la operación. - Factor de criticidad: El factor de criticidad es el análisis que se realiza en donde se priorizan los procesos, sistemas y equipos de manera jerárquica o de importancia en el proceso, mediante una metodología se crea una estructura con el objetivo de tomar decisiones rápidas y acertadas direccionándolas a las áreas más importantes de una compañía, la ecuación que define el factor de criticidad es la frecuencia por la consecuencia es donde estudiaremos el impacto en la producción, ambiental, personal etc. 19 - Stock: Se denomina stock a la mercancía, productos o repuestos acumulados en un lugar específico de una empresa, este último con el objetivo de reemplazar alguna pieza de un equipo en un momento determinado, se debe realizar un análisis o estudio para mantener un nivel de stock óptimo en donde se garantice el cumplimiento de demanda de la empresa, de esta manera se minimizará los costos de mantenimiento. - Vida útil: La vida útil es una consideración que determina el tiempo en el que una máquina o equipo se mantiene operativo en una empresa, también es esencial cuando debemos seleccionar los activos para una aplicación específica. Para obtener un valor más exacto se debe calcular por horas de funcionamiento de los equipos. Son dos factores los determinantes en la vida útil de un activo, el tiempo que la empresa espera utilizar y las unidades que se esperan producir. 20 6. DESARROLLO DE LA PROPUESTA 6.1. DIAGNOSTICAR LAS MÁQUINAS QUE INTERVIENEN EN LOS PROCESOS DE MANTENIMIENTO DE BROCAS INDUSTRIALES. Una broca de perforación es un dispositivo conectado al extremo de la sarta de perforación su función principal es cortar, aplastar o romper las formaciones rocosas de acuerdo con la litología del pozo a perforar, son utilizadas para pozos que extraen agua, gas o petróleo. La broca está compuesta por una matriz que posee boquillas para permitir la expulsión del fluido de perforación, a gran presión y alta velocidad para ayudar a limpiar la broca en el caso de formaciones blandas, ayuda o corte la roca de acuerdo con la litología estudiada previamente, existen dos tipos de brocas principales. - Broca tricónica: posee tres rodillos cónicos con dientes fabricados de un material duro, como el carburo de tungsteno. Los dientes rompen la roca por aplastamiento a medida que los rodillos se mueven circularmente en el fondo del pozo. - Broca PDC: Es una broca compacta de diamante policristalino (PDC) Figura 1 no tiene partes móviles y funciona raspando la superficie de la formación con dientes llamados insertos en forma de disco fabricados en diamante sintético. Figura 1. Broca PDC en proceso de mantenimiento. 21 Para la selección de una broca de perforación de pozos pueden influir muchos factores técnicos, dependientes de la litología del terreno los parámetros básicos de entrada a la hora de seleccionar es el diámetro y material de la matriz y cortadores Tabla 1. Como la litología es muy variable la selección de brocas se realiza basado en el historial de rendimientos de perforaciones pasadas, una gran variablees la geometría de la broca. Tabla 1 Brocas VAREL para perforación del sector petróleo y gas El proceso de mantenimiento de brocas industriales Figura 2 inicia con la descarga de la broca en la planta de reparación luego de haber cumplido con cierto trabajo de perforación en los pozos petroleros, el primer procedimiento es realizar una hoja de entrada Figura 3 en donde se especifique el estado y las características visuales de la broca, la primer máquina que interviene el proceso es la máquina para sandblasting Figura 14 en donde se realiza una limpieza superficial de las brocas a través de la presión ejercida por granos abrasivos con una presión de aire determinada, posteriormente se realiza la hoja de ruta Figura 4 en donde el equipo de reparación estudia el procedimiento, si la decisión es que se debe reparar se inicia con el proceso de reconstrucción con soldadura fuerte (Brazing), posteriormente se enfría y se limpia la broca en la máquina hidrolavadora Figura 27 , finalizados estos procesos mediante la rectificadora Figura 5 se ajusta al diámetro nominal requerido, luego el equipo inspecciona la geometría, realizan cambio en los cortadores utilizando el Horno Figura 22. Por último, aseguran la calidad con ensayos no destructivos utilizando tintas penetrantes y partículas magnéticas. 22 Figura 2 Flujo de proceso para reparación de brocas industriales Para realizar el diagnóstico se eligen las principales máquinas que intervienen en el proceso de mantenimiento de brocas, la primera es la rectificadora que tiene alto impacto operacional e importancia en el proceso debido a que está involucrada en la entrega final de la broca para su posterior validación, la segunda es la hidrolavadora en donde se acelera el enfriamiento después de aplicar soldadura Brazing para reconstrucción, luego se analizará el sistema y los componentes del horno con el cual se llevan las brocas a una temperatura específica antes de la reconstrucción, y por último se estudió las máquinas de sandblasting que se involucran en la limpieza de las brocas. 23 Figura 3 Hoja de entrada En la hoja de entrada están consignados los responsables de quien entrega y quien recibe la broca luego de la operación en el pozo, también se diligencian las herramientas utilizadas para esta broca por ejemplo el “ring gage” que es el elemento de medición del diámetro de la broca, “zanahorias “galga para los insertos y “bit cover” para el embalaje. 24 Figura 4 Hoja de ruta En la parte inicial de la hoja de ruta se encuentra las características principales de identificación de la broca, cuando se finalice la respectiva revisión se procederá a completar el cuadro de evaluación de los cortadores donde se especifica si se debe reemplazar, reparar o si aún el estado es funcional, por último en el formato hay un cuadro de presupuesto de reparación con la información necesaria como cantidades, tamaños, tipos y materiales. 25 6.1.1. Descripción de la máquina rectificadora La rectificadora LANDIS TOOL es la máquina encargada dentro del proceso operativo en ajustar el diámetro nominal de las brocas para perforación de pozos de crudo se muestra en la Figura 5, su impacto operacional es el más alto por ser la única con la que cuenta la empresa para dicho proceso; todas las brocas dentro del flujo de trabajo son mecanizadas, por dichas razones la consecuencia de tener una parada no programada puede llegar a perjudicar el proceso y a la compañía sustancialmente. Figura 5 Máquina rectificadora LANDIS TOOL Las características técnicas de la máquina rectificadora se encuentran en la tabla 2, allí se resalta la información más relevante, las dimensiones generales, potencia del motor de giro y del motor del cabezal, niveles de ruido, controles de carrera, elementos principales de control, entre otros. Máquina Características técnicas Dimensiones generales Rectificadora Interruptores de carrera Interruptores de proximidad de estado sólido y sin contacto. Construcción de la base en acero soldado reforzado de precisión para servicio pesado Rieles del carro en acero endurecido, rectificado con precisión – 1.000 de diám. [25,4 mm] Ancho total 71" [181 cm] Motor de cabezal rectificado, Motor AC de 1HP, 3450 RPM Altura total 85" [220 cm] Motor de giro, Motor de CC de 0,20 HP de velocidad variable y enfriado a ventilador Profundidad total 38" [155 cm] Nivel de sonido, Más de 75 Dba, Menos de 95 Dba Peso [1045kg] Carrera automática, Cinturón impulsado con sistema de abrazaderas de embrague fácil peso de embarque [1140 kg] Interruptores de interrupción de energía de seguridad y de puerta principal Impulso de giro reversible para funciones de desbloqueo de torque variable o de giro de velocidad variable Control de carrera de velocidad variable y control de motor de rectificado de estado sólido. Tabla 2 Características técnicas maquina rectificadora 26 Los sistemas principales de la máquina rectificadora se estructuran en la Figura 6 para luego detallar, estudiar y describir los subsistemas y partes más relevantes dentro del funcionamiento normal en operación, entre ellas la bancada, el sistema de portamuelas, el sistema de portapiezas, el sistema de control y el sistema de perillas de alineación, cada uno de estos sistemas principales se componen de piezas y subsistemas que cumplen una función específica, de acuerdo al subsistema existen antecedentes de fallas y la descripción de la causa que la ocasiona. Figura 6 Máquina rectificadora LANDIS TOOL Describir el funcionamiento principal de cada sistema de la rectificadora es fundamental para entender las causas de cualquier falla, con el objetivo de prevenirla o en un caso no ideal para encontrarla si llega a aparecer, se realizó un mapa conceptual detallado que describe las posibles causas a partir de la función del sistema, tales como; sistema de control, sistema de acople, sistema de potencia entre otros, tal y como se observa en la Figura 7. Figura 7. Descriptor de equipo para máquina rectificado. 27 6.1.1.1. Listado de piezas Por la complejidad para visualizar la composición de elementos que hacen parte de la máquina, es necesario dividir la máquina en los sistemas principales, entre los cuales podemos destacar el sistema de acople Figura 8, sistema de control Figura 9, embrague y liberación de carrera Figura 10, sensores de proximidad de carrera Figura 11 y las perillas de alineación del tambor Figura 12. ● Sistema de acople Figura 8. Sistema de acople de máquina rectificadora. ● Sistema de control Figura 9. Sistema de control de máquina rectificadora. 28 ● Embrague y liberación de carrera Figura 10. Sistema de embrague y liberación de carrera de máquina rectificadora. ● Sensores de proximidad de carrera Figura 11. Sistema de sensores de proximidad de máquina rectificadora. 29 ● Perillas de alineación del tambor Figura 12. Sistemas de perillas de alineación del motor de máquina rectificadora. 6.1.1.2. Recolección y análisis de fallos de Rectificadora. En la tabla 3 se muestra los subsistemas con los componentes por los cuales se hizo una parada no programada mostrando el modo de falla y la frecuencia registrada en el periodo de un año. En total ocurrieron 9 fallas en el activo en cuatro subsistemas donde el sistema de acople genero el 44% de las fallas y el sistema refrigerante aporto el 33% de las fallas también se puede observar que la tubería es el componente con mayor numero de fallas. EQUIPO RECTIFICADORA COMPONENTE MODO DE FALLO FRECUENCIA Sistema de acople Camisa del tambor Desgaste 1 Adaptador de impulso cuadrado Desgaste 1 Camisa del tambor Fractura 1 Acople de camisa de goma Desgaste 1 Sistema refrigeranteTubería Fractura 2 Boquilla Desgaste 1 Embrague Punta de abrazadera Fractura 1 Sistema de potencia Rodamiento Desgaste 1 TOTAL 9 Tabla 3 Histograma de fallas de rectificadora por componentes. 30 En la tabla 4 se muestra la aplicación del diagrama de Pareto con los subsistemas que pertenecen a la maquina Rectificadora para un periodo de datos de un año de fallas, la tabla muestra los datos extraídos de la base datos de seguimiento de activos de la compañía, la primera columna corresponde al subsistema o componente que fallo, la segunda columna muestra la frecuencia ordenada de mayor a menor. La tercera columna se encuentra calculado el porcentaje de falla respecto al total, las últimas dos columnas son las sumas de la frecuencia y el porcentaje acumulado. EQUIPO FRECUENCIA % ACUMULADO % ACUMUDADO Sistema de acople 4 44.44% 4 44.44% Sistema refrigerante 3 33.33% 7 77.78% Embrague 1 11.11% 8 88.89% Sistema de potencia 1 11.11% 9 100.00% TOTAL 9 100.00% Tabla 4 Histograma de fallas Rectificadora por subsistemas. Figura 13. Diagrama de Pareto para rectificadora En el diagrama de Pareto para la rectificadora Figura 13 se puede observar que las mayores frecuencias se dieron en los sistemas de acople y refrigerante con un acumulado de estas dos cercano al ochenta por ciento de las fallas, de acuerdo con la regla 80/20 son los subsistemas en los cuales se debe empeñar el esfuerzo para disminuir el número de fallos, en términos porcentuales las fallas en estos subsistemas representan el 50% generando el 77.7% de las fallas. Debido a los recursos de tiempo, costos, mano de obra se debe priorizar estos dos subsistemas siendo los más críticos de acuerdo con el principio de Pareto. 6.1.2. Descripción de máquina de sandblasting La función principal de la máquina Sandblasting Figura 14 es realizar una limpieza superficial de las brocas a través de la presión ejercida por granos abrasivos con una 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Sistema de acople Sistema refrigerante Embrague Rodamientos P O R C EN TA JE FR EC U EN C IA SUBSISTEMAS FALLOS RECTIFICADORA FRECUENCIAS PORCENTAJES 31 presión de aire determinada. La máquina es referencia Trimco modelo 24 BP; existen dos máquinas de iguales características en la empresa, para cada proceso de reparación es el primer paso que sin excepción pasan las brocas, por estas razones su impacto operacional es alto, sin embargo, al tener dos máquinas se cuenta con flexibilidad operacional en caso de una falla y programación de actividades de mantenimiento. Figura 14. Máquina Sandblasting Las características técnicas de la máquina Sandblasting se detallan en la tabla 5 donde se menciona las dimensiones generales, características relevantes desde la parte eléctrica, materiales de componentes críticos y sistema hidráulico. Máquina Características técnicas Dimensiones generales Sandblasting Construcción en acero soldado calibre 14 Guantes de goma pesados Profundidad: 18 " Marcos de ventana de fácil cambio Ancho: 24 " Control de voladuras con válvula de piso cerrada de seguridad Altura: 23 " Boquilla de carburo de tungsteno Tapa con apertura frontal: 24 "x 13" Trampilla de tolva para facilitar el cambio de medios Colector de polvo: ventana de vidrio de seguridad de 19 ½ "x 12" Altura: 57 ½ ” Colector de polvo - Calificación de 100 CFM Diámetro: 14 " Eléctrico: 115 voltios, monofásico, 60 ciclos Iluminación incandescente Tabla 5 Características técnicas Sandblasting Su estructura a nivel de ensamble no es compleja mostrada en la Figura 15, sus sistemas son fáciles de identificar e inspeccionar, por este motivo es práctico realizar las revisiones periódicas, se describen los sistemas principales con su respectiva composición, el sistema principal es la alimentación y distribución de aire, en donde se encuentran componentes 32 críticos como el compresor, las válvulas de control, acoples, la tolva, el equipo de protección y el sistema eléctrico que terminan de componer la máquina. Figura 15. Estructura de la máquina Sandblasting La máquina de Sandblasting tiene un principio de funcionamiento simple, con una adecuada descripción se puede lograr un control correcto de funcionamiento del equipo, se estudió principalmente el sistema de distribución y alimentación de aire, en donde se relacionan 33 las posibles fallas que puedan causar fugas, pérdidas de presión, posibles lesiones a los operarios y diferentes consecuencias que se encuentran en la Figura 16. Figura 16. Descriptor de equipo para máquina Sandblasting. 6.1.2.1. Listado de piezas En la máquina para Sandblasting es importante el sistema estructural, el sistema de alimentación de aire y el sistema de protección para el operario. la cabina tiene que estar herméticamente sellada para impedir la salida de partículas que pueden afectar la integridad física del operario. En la Figura 17 se puede observar el explosionado de la máquina y en la Figura 18 el listado de componentes para un total de 33 elementos que se cargaron al módulo MRO, el software cuenta con un visualizador integrado de archivos CAD que servirá para realizar revisiones, anotaciones y mediciones. También está integrado la información para manufactura (Planos y PMI) en caso de que se requiera fabricar un componente de reemplazo. 34 Figura 17. Explosionado de máquina de sandblasting 35 Figura 18. Listado de piezas de la máquina de Sandblasting 6.1.2.2. Recolección y análisis de fallos de Sandblasting En la tabla 6 se muestra los subsistemas con los componentes por los cuales se hizo una parada no programada mostrando el modo de falla y la frecuencia registrada en el periodo de un año. En total ocurrieron 5 fallas en el activo en tres subsistemas donde ningún componente registro mas de una falla. EQUIPO SANDBLASTING COMPONENTE MODO DE FALLO FRECUENCIA Empaques Sello de puerta de cabina Desgaste 1 Sello de seguridad frontal de cabina Desgaste 1 Alimentación de aire Boca carga Fractura 1 Distribución de aire Manguera Fractura 1 Empaque Desgaste 1 TOTAL 5 Tabla 6 Histograma de fallas de Sandblasting por componentes En la tabla 7 se muestra la aplicación del diagrama de Pareto para un conjunto de subsistemas que pertenecen a la maquina Sandblasting para un periodo de datos de un año de fallas, la tabla muestra los datos extraídos de la base datos de seguimiento de activos de la compañía, la primera columna corresponde al subsistema o componente que fallo, la segunda columna muestra la frecuencia ordenada de mayor a menor. La tercera 36 columna se encuentra calculado el porcentaje de falla respecto al total, las últimas dos columnas son las sumas de la frecuencia y el porcentaje acumulado. EQUIPO FRECUENCIA % ACUMULADO % ACUMUDADO Empaques 2 40.00% 2 40.00% Alimentación de aire 1 20.00% 3 60.00% Distribución de aire 1 20.00% 4 80.00% Distribución de aire 1 20.00% 5 100.00% TOTAL 5 100.00% Tabla 7. Histograma de fallas Sandblasting por subsistemas Figura 19. Diagrama de Pareto Sandblasting En el diagrama de Pareto Figura 19 muestra una frecuencia de dos en empaques y uno en resto de subsistemas obteniendo una pendiente constante en el acumulado porcentual, de acuerdo con el principio de Pareto el 80% de las fallas en este caso se encuentra en el acumulado de tres subsistemas que son equivalentes al 75% de los subsistemas totales que fallaron, esto quiere decir que no hay una gran diferencia en las frecuencias, en efecto no hay subsistemas críticos que priorizar. 6.1.3. Descripción del horno La función del horno Figura 20 en el proceso es precalentar las brocas antes de pasar al proceso de cambio de los cortadores, hay dos hornos en la plantay no todos los cortadores necesitan ser reemplazados, estas son las razones principales que determinarán su impacto en el proceso de mantenimiento, el horno es un PARAGON TNF82. 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 0 1 2 3 4 5 Empaques Alimentación de aire Distribucion de aire Distribución de aire P O R C EN TA JE FR EC U EN C IA SUBSISTEMAS FALLOS SANDBLASTING FRECUENCIAS PORCENTAJES 37 Figura 20. Horno PARAGON TNF82 Las características técnicas del horno se detallan en la tabla 8 donde se menciona las dimensiones generales, características relevantes desde la parte eléctrica, control y materiales de componentes refractarios y aislantes térmicos. Máquina Características técnicas Dimensiones generales Horno Este horno cuenta con la caja de interruptores desplegables. Tornillos y caja con bisagras en la parte inferior El horno cuenta con una fila superior de 2 "de alto ladrillos de pared en blanco 17 1/2 "de ancho Una base de acero galvanizado pesado cubre el fondo de ladrillo reversible completamente. 22 1/4" de profundidad El TnF-82 está hecho de ladrillo de 2 ½ "de espesor en la tapa, las paredes y el fondo. Control PID Tabla 8 Características técnicas horno Los sistemas y componentes del horno son relativamente pocos, en la Figura 21 se describen los sistemas y piezas más relevantes que se tendrán en cuenta para la alimentación del MRO. Se estudian cuatro sistemas principales, la escotilla, el sistema eléctrico, el sistema interno y la estructura, por lo general en el horno se debe priorizar los elementos que se involucren con el aislamiento del equipo. 38 Figura 21. Composición de partes del horno La descripción del horno Figura 22 se caracteriza por encontrar todas las situaciones que alteren e influencien pérdidas de calor o sobrecalentamiento del sistema perjudicando el tratamiento térmico de la broca y la seguridad del operario, así como el sistema de control. Figura 22. Descriptor de equipo para el horno. 6.1.3.1. Listado de piezas El horno es un equipo de marca PARAGON TNF82, que cuenta con cuatro subsistemas que lo componen en la Figura 23 está el horno y allí se señala las piezas principales del equipo. 39 Figura 23. Referencia de piezas del horno 6.1.3.2. Recolección y análisis de fallos de Horno. En la tabla 9 se muestra los subsistemas con los componentes por los cuales se hizo una parada no programada mostrando el modo de falla y la frecuencia registrada en el periodo de un año. En total ocurrieron 3 fallas en el activo en tres subsistemas donde ningún componente registro más de una falla probablemente es por el poco tiempo de la adquisición del activo. EQUIPO HORNO COMPONENTE MODO DE FALLO FRECUENCIA Protección del control Fusible Fusible 1 Ventilación de humos Tapón de ventilación Desgaste 1 Sistema de medición Termopar Fractura 1 TOTAL 3 Tabla 9 Histograma de fallas de Horno por componentes De acuerdo con los datos recolectados y ordenados en la tabla 10 para un periodo de datos de un año de seguimiento del Horno, las fallas ocurrieron en los subsistemas; Protección del control, ventilación de humos y sistema de medición. EQUIPO FRECUENCIA % ACUMULADO % ACUMUDADO Protección del control 1 33.33% 1 33.33% Ventilación de humos 1 33.33% 2 66.67% Sistema de medición 1 33.33% 3 100.00% TOTAL 3 100.00% Tabla 10 Histograma de fallas Horno por subsistemas 40 Figura 24. Diagrama de Pareto Horno El diagrama de Pareto Figura 24 muestra que las frecuencias para cada fallo son igual a una por año obteniendo una pendiente constante en el acumulado porcentual, donde se puede analizar que la frecuencia por subsistema es muy baja para este periodo de tiempo graficado indicando que los subsistemas tienen baja criticidad. 6.1.4. Descripción de máquina hidrolavadora Está maquina es la encargada remover partículas y disminuir la temperatura de las brocas para acelerar el proceso de enfriamiento luego de la reconstrucción de la broca, es una máquina relativamente sencilla en cuanto sistemas que la componen, la hidrolavadora Figura 25 fue diseñada y fabricada internamente en la compañía en efecto se cuenta con los archivos de diseño CAD por consiguiente servirán para realizar revisiones, anotaciones y mediciones. También está integrado la información para manufactura (Planos y PMI) en caso de que se requiera fabricar un componente de reemplazo. Se puede decir que es una máquina que no está en constante operación pero que debe estar disponible cuando así se requiera porque cumple un proceso estándar y es la única en la compañía. Las características técnicas de la Hidrolavadora se detallan en la tabla 11 donde se menciona las dimensiones generales, características relevantes desde la parte eléctrica, sistema hidráulico y materiales. Máquina Características técnicas Dimensiones generales Hidrolavadora Caudal Máx. de bomba40,5 L/Min Alto 1,6 m Potencia de motor 0.5 HP Ancho 0,6 m Capacidad de Succión de bomba 8 m Tanque Alimentación Eléctrica Alto 0,5m Almacenamiento Lamina en cold rolled Cal. 18 Ancho 0,5 m Voltaje115 V 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Protección del control Ventilación de humos Termopar P O R C EN TA JE FR EC U EN C IA SUBSISTEMAS FALLOS HORNO FRECUENCIAS PORCENTAJES http://ceramicdictionary.com/es/h/2739/horno-2-exterior http://ceramicdictionary.com/es/h/2739/horno-2-exterior 41 Tabla 11 Características técnicas Hidrolavadora Figura 25. Máquina hidrolavadora La hidrolavadora principalmente se compone de una estructura cubierta por lámina, son componentes fácilmente controlables lo que facilita la inspección de rutina, sus sistemas más complejos son la motobomba y el tablero de control; el listado de piezas y sus respectivos sistemas se nombran en la Figura 26. Figura 26. Estructura de la máquina hidrolavadora. El conjunto más relevante de la máquina hidrolavadora es el sistema de presión, en la Figura 27 se describe el motor, la bomba, la tubería y el tablero eléctrico, describiendo para cada elemento o sistema las fallas posibles y sus posibles causas. 42 Figura 27. Descriptor de equipo para máquina hidrolavadora. 6.1.4.1. Listado de piezas • Cuerpo superior La tapa de la hidrolavadora cuenta con 8 elementos principales, su configuración en cuanto a ensamble Figura 28 no tiene un alto grado de complejidad, La bisagra, la manija y la ducha son los únicos elementos que la empresa no diseño, se cuenta con los planos de todas las piezas y los desarrollos de las láminas; los elementos de sujeción al igual que el ensamble están cargados a la módulo MRO; de esta manera es posible que el equipo de servicio tenga a su alcance toda la información necesaria como medidas, tolerancias, ajustes etc., para realizar los respectivos procedimientos de la pieza que requieran. 43 Figura 28. Explosionado y lista de piezas del cuerpo superior en la máquina hidrolavadora. ● Tanque El tanque de la hidrolavadora Figura 29 está compuesto por 16 partes principales sin incluir la motobomba y el tablero, la configuración del ensamble es relativamente sencilla, los elementos de sujeción, las piezas y todas las conexiones están disponibles en el módulo MRO. 44 Figura 29. Explosionado y lista de materiales del tanque de la hidrolavadora ● Motobomba La motobomba Figura 30 está completamente digitalizada, si se requiere verificar una pieza específica estará disponible dentro de Teamcenter como parte del conjunto principal de la hidrolavadora. 45 6.1.4.2. Recolección y análisis de fallos de Hidrolavadora. En la tabla 12 se muestra los subsistemas con los componentes por los cuales se hizo una parada noprogramada mostrando el modo de falla y la frecuencia registrada en el periodo de un año. En total ocurrieron 4 fallas en el activo en tres subsistemas donde manguera de alimentación es el único componente que registro más de un fallo aportando el 50% de fallas totales. EQUIPO HIDROLAVADORA COMPONENTE MODO DE FALLO FRECUENCIA Tubería Manguera de alimentación Fractura 2 Bomba Propulsor Corrosión 1 Tablero eléctrico Fusible Fractura 1 TOTAL 4 Tabla 12Histograma de fallas de Hidrolavadora por componentes En la tabla 13 se muestra la aplicación del diagrama de Pareto para los subsistemas en un periodo de datos de un año de fallas, la tabla muestra los datos extraídos de la base datos de seguimiento de activos de la compañía, la primera columna corresponde al subsistema o componente que fallo, la segunda columna muestra la frecuencia ordenada de mayor a menor. La tercera columna se encuentra calculado el porcentaje de falla respecto al total, las últimas dos columnas son las sumas de la frecuencia y el porcentaje acumulado. Figura SEQ Figura \* ARABIC 23. Explosionado de motobomba de la hidrolavadora Figura 30. Explosionado y lista de materiales de la Motobomba de la Hidrolavadora 46 EQUIPO FRECUENCIA % ACUMULADO % ACUMUDADO Tubería 2 50.00% 2 50.00% Bomba 1 25.00% 3 75.00% Tablero eléctrico 1 25.00% 4 100.00% TOTAL 4 100.00% Tabla 13. Histograma de fallas Hidrolavadora por subsistemas Figura 31. Diagrama de Pareto Hidrolavadora. En el diagrama de Pareto Figura 31 evidentemente se puede observar que las frecuencias son bajas y similares en magnitud en los tres subsistemas, se puede analizar de acuerdo con el principio de Pareto que no hay subsistemas con una alta criticidad mostrada en la pendiente constante del porcentaje acumulado. 6.1.5. Matriz de riegos Para el análisis de riesgos se utilizó la matriz de consecuencia por probabilidad de la falla en un eje vertical se representa la consecuencia y en el eje horizontal la probabilidad, la matriz tiene un código de colores que permite identificar el activo con menor o mayor riesgo. Pasos del análisis de riesgo a) Nivel de análisis = Por maquina b) Definir la criticidad = Media baja y alta c) Calculo del nivel de riesgo = R=P*C d) Determinar la criticidad. e) Seguimiento de control. Los factores considerados en el análisis de riesgos de los activos son: 0,00% 50,00% 100,00% 0 1 2 3 4 5 Tuberia Bomba Tablero electrico P O R C EN TA JE FR EC U EN C IA SUBSISTEMAS FALLOS HIDROLAVADORA FRECUENCIAS PORCENTAJES 47 - Impacto operacional: Es dependiente de otros factores como lo son tiempo de parada, perdida en la disponibilidad y producción al considerarlos la severidad es medida de uno a diez donde uno es lo mas baja y diez lo mas alta posible. - Costo de mantenimiento: Permite determinar los costos directos de reparación, mano de obra y costo de componentes de cambio. Su severidad es medida de uno a diez siendo uno lo mas baja y diez lo más alta posible. - Flexibilidad operacional: Permite determinar que tan flexible es el equipo al presentar una falla, si es posible provisionalmente realizar un mantenimiento paliativo que permita seguir con la operación, también si puede seguir operando después de la falla con un menor rendimiento. Su severidad es medida de uno a diez siendo uno lo más baja y diez lo más alta posible. Su severidad es medida de uno a diez siendo uno lo más baja y diez lo más alta posible. - Impacto de seguridad ambiental e higiene: Aquí se tiene en cuenta el impacto ambiental que puede generar una falla por ejemplo la disposición de residuos peligrosos y/o liberación de sustancias peligrosas al ambiente, también si la falla puede afectar la integridad física del operario. Para el análisis de riesgo se tuvo en cuenta los factores de consecuencias y probabilidad, en donde las consecuencias son determinadas por el impacto y la flexibilidad operacional, además por costos de mantenimiento, impacto ambiental y de higiene. El riesgo se determinó cuantitativamente multiplicando la probabilidad por la consecuencia. 𝑅𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 = 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 ∗ 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑒𝑐𝑢𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠 Por otro lado, las probabilidades fueron determinadas recopilando la información de los histogramas de fallas que registra cuantas veces por año los equipos implicados presentan paradas no programadas. 6.1.5.1. Análisis de riesgo Rectificadora. El resultado del estudio de la rectificadora arrojó un alto riesgo de 388 en el proceso como se muestra en la tabla 14, si llega a tener una parada no programada se tiene un alto impacto negativo . RIESGO TOTAL DE LA RECTIFICADORA 873 1.00 Probabilidad 9 1 Consecuencia 97 1 Impacto operacional 10 Flexibilidad operacional 9 Costo de mantenimiento 6 Impacto de seguridad ambiental higiene 1 Tabla 14. Análisis de riesgo de máquina rectificadora 6.1.5.2. Análisis de riesgo Sandblasting 48 Luego de realizar el análisis de riesgo para la máquina que ejecuta el proceso de limpieza por Sandblasting, considerando que son dos equipos en las instalaciones, su impacto operacional es intermedio entre las máquinas que operan en el proceso, tiene un bajo costo de mantenimiento con parámetros favorables que influyen a que se dé una criticidad baja que no impactaría a gran escala a la empresa como lo muestra la tabla 15. RIESGO TOTAL SANDBLASTING 120 0.31 Probabilidad 5 0.56 Consecuencia 24 0.25 Impacto operacional 4 Flexibilidad operacional 5 Costo de mantenimiento 3 Impacto de seguridad ambiental higiene 1 Tabla 15. Análisis de riesgo de máquina sandblasting 6.1.5.3. Análisis de riesgo Horno Después de analizar el horno, se encuentra que es uno de los equipos que menos impacto operacional y costo de mantenimiento tiene, esto combinado a la baja probabilidad de fallas en un año además de las características de flexibilidad operacional e impacto de seguridad ambiental hacen que el riesgo total del horno sea 44 como se muestra en la tabla 16. RIESGO TOTAL DEL HORNO 66 0.17 Probabilidad 3 0.33 Consecuencia 22 0.23 Impacto operacional 4 Flexibilidad operacional 4 Costo de mantenimiento 5 Impacto de seguridad ambiental higiene 1 Tabla 16. Análisis de riesgo del horno 6.1.5.4. Análisis de riesgo Hidrolavadora 49 Después de realizar el análisis para la gestión del riesgo de la Hidrolavadora se obtienen datos importantes especialmente porque es una máquina diseñada por la empresa y la cual cumple con una función esencial para que el tiempo del proceso global sea el óptimo, es la tercera máquina de las cuatro involucradas con un riesgo de falla de 58 como lo indica la tabla 17. RIESGO TOTAL HIDROLAVADORA 116 0.30 Probabilidad 4 0.44 Consecuencia 29 0.30 Impacto operacional 5 Flexibilidad operacional 4 Costo de mantenimiento 6 Impacto de seguridad ambiental higiene 3 Tabla 17. Análisis de riesgo de máquina Hidrolavadora 6.1.5.5. Matriz de riesgos. La matriz de riesgos Tabla 18 está dividida en tres zonas principales comenzando con la Zona de 0,75 a 1 es nivel de alto riego (Color Rojo), la Zona de 0,25 a 0,75 (Color Amarillo) es de medio riesgo y la Zona de 0 a 0,25 es de bajo riego (Color Verde). RIESGO=C*P PROBABILIDAD 0-0,25 0,25-0,5 0,5-0,75 0,75-1 CONSECUENCIAS 0-0,25 HOR 0,25-0,5 HID SAN 0,5-0,75 0,75-1 REC Tabla 18. Matriz de riesgos De acuerdo con la matriz es evidente que la máquina rectificadora se encuentra en la zona de alto riesgo de los equipos debido a su alto impacto operacional y al histograma de fallos en el último año, En la zona de riesgo medio se encuentran la hidrolavadora y la máquina Sandblasting siendo activos que muestran una baja probabilidadde fallos, finalmente en la zona de bajo riesgo se ubica el horno que tiene una baja probabilidad de falla y la flexibilidad operacional más baja ya que hay dos equipos de las mismas características. 50 6.2. DESCRIBIR LAS CARACTERÍSTICAS ASOCIADAS AL MÓDULO DE TEAMCENTER MRO. . Teamcenter MRO es un software que permite implementar un entorno enfocado particularmente en la gestión de datos de servicios permitiendo la visibilidad y administración completa de los activos de la empresa, donde se gestionará adecuadamente todo el conocimiento de cada máquina y los datos más relevantes durante todo el ciclo de vida, Teamcenter tiene la capacidad de planificar, optimizar y digitalizar todos los procesos y actividades que se requieran para que los equipos funcionen correctamente sin paradas inesperadas que puedan afectar la economía y de esta forma darle el adecuado manejo a los activos de la empresa. 6.2.1. Gestión de datos de servicio (SDM) Aquí se puede visualizar la configuración y el conocimiento de las máquinas y equipos, enfocado principalmente en el estado en que se encuentra cada servicio y todo el historial con las características y procesos relacionados. La gestión de eventos permite capturar principalmente los resultados de todas las actividades de servicio. En resumen, esta aplicación tiene como objetivo capturar, gestionar y proporcionar datos sobre todo el conocimiento de las máquinas y equipos. Las características de este módulo son las siguientes: ● Los datos de configuración describen por completo el estado del activo. ● El historial de todos los cambios de cada pieza o sistema que compone cada activo. ● La respectiva información y todas las características relacionadas a la vida útil de los activos. ● Los requisitos pertinentes para cumplir debidamente los estándares de calidad y regulatorios del activo. ● Bases de datos con información combinada, historial de cambios, información técnica y requisitos regulatorios. ● Información externa de los servicios. ● Cambios de configuración de las máquinas y equipos como el reemplazo o la eliminación de algún componente. ● Registro de revisiones, inspecciones, fallas. ● Errores y acciones correctivas. Las conFiguraciones en Teamcenter son todas serializadas con el objetivo de dar un seguimiento personalizado de partes y sistemas, además del acceso a toda la información para que las personas involucradas puedan tomar decisiones soportadas, dicha información se conFigura con permisos de visualización o edición. 6.2.1.1. Ventajas de datos de servicio ● La visibilidad de los activos totalmente. ● El seguimiento de los activos. ● Aprovechar experiencia en los eventos. ● Integra al equipo de mantenimiento. ● El conocimiento del servicio es gestionado con completa accesibilidad para todos. ● Integra el conocimiento con los activos y realiza cambios de configuración. 51 6.2.2. Gestión de Registros logísticos (LRM) Esta parte íntegra la creación y la administración de todo el proceso relacionado con los datos que se generan y son necesarios en la ingeniería del producto todo esto basado y regulado por los estándares de la industria, el módulo LRM en realidad integra el conocimiento de mantenimiento de los activos con los estándares durante todo el ciclo de vida de las piezas. El objetivo principal es mejorar en cuanto a precisión y productividad de todas las operaciones logísticas de mantenimiento permitiendo un acceso más directo a toda la información y así generar datos, todo este proceso es integrado con toda la información del producto haciendo fácil la evaluación de los impactos logísticos en los procesos; las características más relevantes y puntuales encontradas se nombran a continuación: ● Se describe la configuración física del producto. ● Se realiza una estructura con códigos de control desde la logística. ● Se gestiona la documentación logística. ● Se caracteriza definiendo y limitando la vida útil de las piezas, máquinas y equipos. ● Se gestiona y controla los cambios estudiando su impacto en la parte de ingeniería. ● Se registra el historial con cada uno de los soportes de logística. Además, desde aquí se realiza la creación y la gestión de todos los datos para controlar los siguientes aspectos: ● Documentos de salida. ● Requisitos de mantenimiento. ● Disponibilidad, mantenibilidad, fiabilidad. ● Datos de falla, plan de mantenimiento basado en RCM. ● Datos de actividades, tareas, subtareas, requisitos de cumplimiento del personal y soportes. ● Identificación de artículos. ● La información respectiva a los equipos en cuanto a instrucciones para hacer pruebas. ● Manuales de equipos y máquinas, descripción de piezas. ● Soportes y datos de diseño. Se permite adoptar de manera integrada los cambios de datos logísticos de manera directa pero integrada con todo el entorno PLM y la ingeniería del producto. 6.2.2.1. Ventajas de gestión de registros logísticos ● La base del conocimiento del producto es unificada facilitando la logística. ● La productividad se va a incrementar debido a la facilidad para crear y gestionar la información. ● Es más fácil de evaluar el impacto que pueda generar algún cambio en la parte de ingeniería. ● Reduce el tiempo de respuesta al cliente vinculando todos los datos y los últimos cambios realizados en los productos. 52 6.2.3. Planeación de mantenimiento Permite la creación y la planeación del plan de mantenimiento relacionado con los activos, desde un componente o pieza individual hasta los sistemas y subsistemas principales que componen las máquinas, aquí se planifica todas las actividades MRO con planes que integrados que tienen objetivo: ● Optimizar y mejorar la productividad del equipo de mantenimiento. ● Aumentar la disponibilidad de los activos. ● Mejorar los tiempos de respuesta ante situaciones o eventos. ● Eliminar o minimizar tareas que sean innecesarias en el ciclo MRO. ● Implementación de buenas prácticas y procedimientos con la finalidad de aumentar la vida útil de los activos. Todos los objetivos anteriores permiten los siguientes resultados: ● Establecer la frecuencia de los mantenimientos en donde se obtenga una base completa con todos los activos todo esto mediante la captura de datos de planes de mantenimiento de los propios fabricantes, la información logística, los manuales técnicos de las máquinas, las inspecciones visuales realizadas con una configuración y condiciones de operación únicas. ● Resultados de análisis en términos de horas de trabajo operativas de los activos, ciclos de mantenimiento para generar luego el plan de mantenimiento. ● Definición y planeación de utilización de los recursos donde se identifiquen los pasos para optimizar y reducir tiempos del proceso de mantenimiento. ● Procedimientos de mantenimientos no programados en donde se proporcione los pasos y todo lo relacionado para reparaciones y acciones inmediatas. ● Trabajos normalizados con pronósticos de nuevos eventos secuenciales establecidos y eliminación de tareas iguales. ● Combinaciones de eventos de trabajo para reducir costos y tiempos en los procesos cumpliendo con el estándar de las normas y basándose en experiencias para ajustar las mejores prácticas de servicio. 6.2.3.1. Ventajas de la planeación de mantenimiento ● Se aplican y se mejoran las prácticas en el área de mantenimiento. ● Es más eficiente y práctico la planificación de eventos. ● Mejora el mantenimiento predictivo con el objetivo de reducir costos. ● Es posible que los fabricantes logren integrarse y tener acceso a los cambios y configuraciones de los activos. 53 6.2.4. Ejecución del mantenimiento En esta instancia se ejecuta los procedimientos de mantenimiento que pueden llegar a ser auditados, aquí se tendrá todo el historial de los eventos, el estado en que se encuentra cada uno además del rendimiento
Compartir