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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA TESIS PRESENTADA POR EL BACHILLER: CESAR GABRIEL CASACHAGUA DAVILA PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO MECÁNICO HUANCAYO – PERÚ 2017 PROPUESTA DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO BASADO EN EL RCM PARA MEJORAR LA DISPONIBILIDAD MECÁNICA DE LA EXCAVADORA CAT 336 DE LA EMPRESA ECOSEM SMELTER S.A i ASESOR Ing. MARIO ARELLANO VILCHEZ ii AGRADECIMIENTO Mi agradecimiento es dirigido a quien forjo mi camino y me dirigió por el sendero de la luz, a Dios, quien está en todo instante con migo iluminando mi día a día. Mi gran estima y consideración a toda la comunidad educativa de la Universidad Nacional del Centro del Perú, del cual me encuentro orgulloso de pertenecer. Mi enorme gratitud a la persona que velo y se sacrificó por mi bienestar, a mi adorada mamita Leonidas Osores Cotera. A mi esposa Dennys Chagua Ramos y a mi adorada hijita Yobeli Core. A mi madre Delia Luz Davia Osores. iii DEDICATORIA A mi querida esposa Dennys y a mi adorada hijita Yobeli Coré por su apoyo moral en todo momento y el amor que me brindaron para poder lograr esta meta, iv RESUMEN La investigación que se realizó es tecnológica de nivel aplicado, el cual tuvo como objetivo aplicar el conocimiento científico del mantenimiento centrado en la confiabilidad para mejorar la disponibilidad mecánica de las excavadoras CAT 336 de la empresa ECOSEM SMELTER S.A, se propuso la aplicación del mantenimiento centrado en la confiabilidad a las excavadoras por ser equipos muy críticos, ya que su operatividad es continua y dependen de ellas las demás flotas, se recogió información de todos los reportes Check List, partes diarios, control de equipos, inspección técnica, status de equipos, etc y se realizó un registro de paradas de todos los sistemas encontrando una disponibilidad mecánica de la flota en un 80% siendo muy bajo comparado al target de la disponibilidad que la minera exige a la empresa, por lo que se propone un plan de mantenimiento basado en RCM, identificando así las funciones, fallas funcionales, modos de falla, para realizar el cuadro de Criticidad (AMFE), que fue la base del estudio de investigación quien por consiguiente determinó cuales serían las fallas correctivas y las tareas de mantenimiento AMFE para el estudio. Con el cual al final se logró mejorar un 9% la disponibilidad mecánica de las Excavadoras 336 en la empresa ECOSEM SMETER S.A. Palabras claves: Mantenimiento, gestión, disponibilidad, confiabilidad. v ABSTRAC The research carried out was applied technological level, which aimed to apply the scientific knowledge of reliability-based maintenance to improve the mechanical availability of excavators CAT 336 of the company ECOSEM SMELTER SA, proposed the application of maintenance centered In the reliability to the excavators to be very critical equipment, since its operation is continuous and depend on them the other fleets, information was collected from all Check List reports, daily parts, equipment control, technical inspection, equipment status, Etc and a stoppage of all the systems was found, finding a mechanical availability of the fleet in 80% being very low compared to the target of the availability that the mining company demands, so it is proposed a maintenance plan based In RCM, thus identifying the functions, functional faults, failure modes, to make the Criticality Table (AMFE), which was the basis of the research study, which therefore determined what would be the corrective faults and AMFE maintenance tasks for the study. With which in the end it was possible to improve by 9% the mechanical availability of the Excavators 336 in the company ECOSEM SMETER S.A. Key Word: Maintenance, management, availability, reliability. vi INDICE GENERAL Página Portada Asesor --------------------------------------------------------------------------------------------- i Agradecimiento --------------------------------------------------------------------------------- ii Dedicatoria --------------------------------------------------------------------------------------- iii Resumen ----------------------------------------------------------------------------------------- iv Abstract ------------------------------------------------------------------------------------------- v Índice general ----------------------------------------------------------------------------------- vi Índice de figuras -------------------------------------------------------------------------------- x Índice de tablas --------------------------------------------------------------------------------- xi Introducción -------------------------------------------------------------------------------------- 1 CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1 Fundamentación del problema -------------------------------------------------------- 3 1.2 Formulación del problema -------------------------------------------------------------- 3 1.2.1 Problema General ----------------------------------------------------------------- 3 1.3 Objetivos de la investigación ----------------------------------------------------------- 4 vii 1.3.1 Objetivo general --------------------------------------------------------------------- 4 1.4 Justificación --------------------------------------------------------------------------------- 4 1.5 Limitaciones del estudio ----------------------------------------------------------------- 5 CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1 Antecedentes de la investigación ------------------------------------------------------ 6 2.2 Bases teóricas------------------------------------------------------------------------------- 7 2.2.1 Mantenimiento --------------------------------------------------------------------- 7 2.2.2 Gestión de mantenimiento ------------------------------------------------------ 11 2.2.3 Objetivos del mantenimiento --------------------------------------------------- 11 2.2.4 Tipos del mantenimiento -------------------------------------------------------- 12 2.2.5 Costo integral del mantenimiento --------------------------------------------- 18 2.2.6 Disponibilidad mecánica -------------------------------------------------------- 19 2.2.7 Mantenimiento productivo total ------------------------------------------------ 20 2.2.8 Definición de una excavadora ------------------------------------------------- 20 2.2.9 Características técnicas de una excavadora ------------------------------ 20 2.2.10 Mantenimiento a realizar en una excavadora----------------------------- 21 2.2.11 Mantenimiento centrado en la confiabilidad -------------------------------- 21 2.3 Bases conceptuales ----------------------------------------------------------------------- 28 2.3.1 Definiciones conceptuales------------------------------------------------------ 28 2.3.2 Definiciones operacionales ---------------------------------------------------- 36 2.4 Hipótesis -------------------------------------------------------------------------------------- 37 2.5 Operacionalización de variables ------------------------------------------------------- 37 viii CAPITULO III METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1Método de investigación ------------------------------------------------------------------- 39 3.2 Tipo de investigación ---------------------------------------------------------------------- 39 3.3Nivel de investigación --------------------------------------------------------------------- 40 3.4. Diseño de investigación ------------------------------------------------------------------ 40 3.5Población, muestra o unidad de observación --------------------------------------- 41 3.6 Técnicas e instrumentos de recolección de datos -------------------------------- 41 3.7 Procedimiento de recolección de datos ---------------------------------------------- 42 CAPITULO IV APLICACIÓN DEL RCM 4.1 Resultados de la investigación --------------------------------------------------------- 45 4.1.1 Descripción inicial del proceso -------------------------------------------------- 45 4.1.2 Diagrama de flujo del mantenimiento ------------------------------------------ 47 4.1.3 Plan de Mantenimiento basado en el RCM ---------------------------------- 50 4.1.4 Listado y Codificación de equipos ---------------------------------------------- 50 4.1.5 Listado de funciones y especificaciones -------------------------------------- 50 4.1.6 Determinación de fallas funcionales y técnicas ----------------------------- 50 4.1.7 Determinación de modos de falla ----------------------------------------------- 51 4.1.8 Proceso de elaboración de una matriz ---------------------------------------- 58 4.1.9 Cambio para obtener un mantenimiento efectivo -------------------------- 60 4.1.10 Descripción luego de implementar el RCM -------------------------------- 68 ix CAPITULO V RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN 5.1 Presentación de resultados ------------------------------------------------------------ 71 5.2 Análisis estadístico de los resultados ------------------------------------------------ 72 5.3 Prueba de hipótesis ----------------------------------------------------------------------- 74 5.4 Discusión e interpretación de resultados ------------------------------------------- 77 5.5 Aportes y aplicaciones ------------------------------------------------------------------- 79 CONCLUSIONES ------------------------------------------------------------------------------ 80 RECOMENDACIONES ----------------------------------------------------------------------- 81 BIBLIOGRAFÍA --------------------------------------------------------------------------------- 82 ANEXOS ------------------------------------------------------------------------------------------ 84 x INDICE DE FIGURAS Figura 2.1: Objetivos del mantenimiento ------------------------------------------------- 12 Figura 2.2: Tipos de mantenimiento ------------------------------------------------------- 12 Figura 2.3: Mantenimiento correctivo ----------------------------------------------------- 13 Figura 2.4: Mantenimiento preventivo ---------------------------------------------------- 15 Figura 2.5: Ventajas del mantenimiento preventivo ----------------------------------- 15 Figura 2.6: Tipos de mantenimiento preventivo ---------------------------------------- 16 Figura 2.7: Costo integral de mantenimiento ------------------------------------------- 18 Figura 2.8: Las siete preguntas del RCM ------------------------------------------------ 22 Figura 2.9: Flujograma del RCM ----------------------------------------------------------- 29 Figura 2.10: Categorías de fallas ---------------------------------------------------------- 33 Figura 2.11: Proceso del RCM -------------------------------------------------------------- 34 Figura 4.1: Diagrama de flujo de Ecosem Smelter ------------------------------------ 48 Figura 4.2: Diagrama de flujo para la atención de emergencia -------------------- 49 Figura 4.3: Diagrama causa efecto -------------------------------------------------------- 51 Figura 4.4: Promedio de horas paradas -------------------------------------------------- 52 Figura 5.1: Promedio de la disponibilidad mecánica ---------------------------------- 71 Figura 5.2: Tabla de student ----------------------------------------------------------------- 76 Figura 5.3: Grafico de t de student. ------------------------------------------------------- 77 xi INDICE DE TABLAS Tabla 2.1: Generaciones de mantenimiento -------------------------------------------- 9 Tabla 2.2: Beneficio que trae consigo al usar el RCM... ---------------------------- 28 Tabla 2.3: Requisitos de algunos sistemas y enfoque de los indicadores. ---- 30 Tabla 2.4: Operacionalización de la variable dependiente. ------------------------ 37 Tabla 2.5: Operacionalización de la variable independiente.. --------------------- 38 Tabla 3.1: Excavadoras consideradas para el estúdio ------------------------------- 41 Tabla 3.2: Instrumentos para recolección de datos. --------------------------------- 42 Tabla 3.3: Registro de horas de reparación de equipos ----------------------------- 44 Tabla 4.1: Lista y codificación de equipos ----------------------------------------------- 50 Tabla 4.1: Lista y codificación de equipos ----------------------------------------------- 52 Tabla 4.2: Número de horas paradas del 2016 ---------------------------------------- 52 Tabla 4.3: Matriz en función de los factores--------------------------------------------- 54 Tabla 4.4: Peso relativo dado a cada fator ---------------------------------------------- 55 Tabla 4.5: Matriz en función de los factores y peso relativo. ---------------------- 56 Tabla 4.6: Resultado de análisis de matriz. -------------------------------------------- 57 Tabla 4.7: Falla indentificadas para el objeto de estúdio ---------------------------- 58 Tabla 4.8: Gravedad a modos de fala ---------------------------------------------------- 60 Tabla 4.9: Frecuencia que causa la fala ------------------------------------------------- 60 Tabla 4.10: Defectibilidad de modo y causa de falla. -------------------------------- 61 Tabla 4.11: Cuadro de falla AMFE --------------------------------------------------------- 63 Tabla 4.12: AMFE de corrección ----------------------------------------------------------- 66 Tabla 5.1: Promedio de la disponibilidade mecânica --------------------------------- 71 Tabla 5.2: Estadísticas antes del RCM --------------------------------------------------- 72 Tabla 5.3: Estadísticas después del RCM. --------------------------------------------- 73 xii Tabla 5.4: Tabla estadística ----------------------------------------------------------------- 73 Tabla 5.5: Disponibilidad mecánica antes y después del RCM -------------------- 74 Tabla 5.6: Cuadro de diferencias ---------------------------------------------------------- 75 Tabla 5.7: Estadísticas de muestras relacionadas ------------------------------------ 78 Tabla 5.8: Valores de los estadígrafos. --------------------------------------------------- 78 1 INTRODUCCIÓN El presente trabajo de investigación tuvo como principal propósito Aplicar del mantenimiento centrado en la confiabilidad para mejorar la disponibilidad mecánica de las Excavadora CAT 336 de la empresa ECOSEM SMELTER, para lo cual ha sido necesario en primer lugar describir las características del sistema de mantenimiento antes de la aplicación del mantenimiento centrado en la confiabilidad, en segundo lugar detallar los tipos de fallas de las excavadoras CAT 336 y cómo afecta en la disponibilidad mecánica de los mismos para finalmente describir las características de cómo sería la disponibilidad mecánica de las excavadoras CAT 336 si se aplica el mantenimiento centrado en la confiabilidad. De este modo, todo el planteamiento y desarrollo de esta tesis de investigación se fundamenta en un interrogante fundamental que da sentido y forma al planteamiento propuesto en la fase del plan de tesis. Éste interrogante es el siguiente: ¿Cómo aplicarel Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad para mejorar la disponibilidad mecánica de las excavadoras CAT 336 de la empresa ECOSEM SMELTER S.A? Es seguro que para dicha interrogante, pudieron hallarse múltiples respuestas y variados planteamientos de la cuestión, pero, en este caso cabe destacar un tratamiento de ella que procede de abordar las bondades de la aplicación del mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) para mejorar la disponibilidad mecánica específicamente de las 2 excavadoras CAT 336, para lo cual fue necesario realizar el registro de paradas de equipos apoyadas con los reportes según las fallas que presentaba por sistemas tales como, motor, tren de fuerza, sistema eléctrico, sistema hidráulico, tren de rodamiento etc., elaborando así la tabla de criticidad que fue la base del estudio de investigación para proponer medidas, estrategias (Plan de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad) y disminuir las fallas de estos sistemas. El proyecto de investigación para su mayor comprensión se ha dividido en V Capítulos que a continuación se pasa a detallar: CAPÍTULO I “PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION”. Se desarrolla el contenido del problema, la justificación, los objetivos, hipótesis, método y metodología que se ha utilizado para el desarrollo del presente trabajo de investigación. CAPÍTULO II “MARCO TEORICO” Este capítulo se subdivide en cuatro partes; Antecedentes del problema donde se prepara información de estudios anteriores referentes al tema. Marco Teórico que señala las teorías y enfoques de diferentes autores relacionados con la investigación Marco Conceptual que nos ayudara con los conceptos básicos para comprender mejor la investigación y finalmente las hipótesis. CAPÍTULO III “METODOLOGIA” Contiene el tipo y nivel de investigación, diseño de investigación y objeto de investigación CAPÍTULO IV “RESULTADOS ENCONTRADOS” Contiene los resultados obtenidos, mediante el análisis estadístico y la prueba de hipótesis. CAPÍTULO V “DISCUSIÓN E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS” Contiene la discusión del resultado del trabajo de investigación, empleando datos empíricos, bibliográficos, teorías y enfoques. Con la presente exposición y resultados de esta investigación sean utilizados y aplicados por el profesional que se desempaña en el área de mantenimiento muy en especial dentro de la minería El autor 3 CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1 FUNDAMENTACIÓN DEL PROBLEMA La empresa comunal de servicios múltiples, ECOSEM SMELTER S.A ubicada en la comunidad campesina de Smelter, en el distrito de Tinyahuarco en la región Pasco, y se encuentra ubicado a 4350 msnm, el cual brinda servicios múltiples como; Transporte de mineral, mantenimiento de equipos y construcción en general a la compañía Sociedad Minera el Brocal, posee equipos y herramientas para el mantenimiento de planta concentradora como también una línea amarilla constituida por: 03 excavadoras, 02 rodillos compactadores, 02 tractores, 20 volquetes, de las cuales las excavadoras son los equipos más críticos porque el cual solo cuenta con una disponibilidad del 80% el mismo que no cumple con el contrato, perjudicando las actividad de transporte de mineral puesto que son indispensables para el mismo, generando costos extras para la empresa, la empresa Ecosem Smelter en la actualidad no cuenta con ninguna información respecto al tema, sin embargo existen tesis que consideran que la disponibilidad debe ser más alta. Con el presente trabajo se pretende mejorar la disponibilidad de las 03 de la Empresa Ecosem Smelter S.A Y así poder evitar gastos adicionales en la empresa. 4 1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.2.1 Problema general ¿Cómo elaborar un plan de mantenimiento preventivo basado en el RCM para mejorar la disponibilidad mecánica de la excavadora CAT 336 de la empresa ECOSEM SMELTER S.A? 1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 1.3.1 Objetivo general Elaborar un plan de mantenimiento preventivo basado en el RCM para mejorar la disponibilidad mecánica de la excavadora CAT 336 de la empresa ECOSEM SMELTER S.A. 1.4 JUSTIFICACIÓN 1.4.1 Razones que motivan la investigación Fortalecer los conocimientos para la confiabilidad y mantenibilidad de un sistema de mantenimiento preventivo que influirá en forma directa la disponibilidad mecánica. Las reiteradas paradas imprevistas de la excavadora CAT 336 lo cual afecta la disponibilidad mecánica de los mismos, con el cual podemos pensar que el proceso de mantenimiento que de venía aplicando no era el más adecuado, por lo que el presente trabajo de investigación se aplica el mantenimiento centrado en la confiabilidad para mejorar la disponibilidad mecánica de estos equipos. Mejorar la gestión de mantenimiento en la empresa ECOSEM SMELTER S.A. Por lo manifestado anteriormente la importancia de este trabajo de investigación radica en considerar el proceso de mantenimiento como crucial, ya que incide directamente en la producción, y en este caso se nota como el mantenimiento centrado en la confiabilidad puede disminuir el número de paradas imprevistas y mejorar la disponibilidad de la excavadora CAT 336. 5 1.5 LIMITACIONES DEL ESTUDIO Las principales limitaciones que se encontró para elaborar el presente trabajo de investigación fueron: La falta de información de disponibilidad de los equipos de los años anteriores a la investigación. La falta de documentos como reportes de mantenimiento de los equipos. 6 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN En la Escuela Superior del Litoral en la facultad de INGENIERÍA EN MECÁNICA y ciencias de la producción se encuentra registrada la tesis titulada “ELABORACIÓN DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y PREVENTIVO EN FUNCIÓN A LA CRITICIDAD DE LOS EQUIPOS DEL PROCESO PRODUCTIVO DE UNA EMPRESA EMPACADORA DE CAMARÓN”, presentada por Alvaro Eduardo Pesántez Huerta, quien presento y sustento para optar el grado de ingeniero industrial en el año 2007, del trabajo se concluye que teniendo un plan de mantenimiento adecuado a las necesidades de la planta se reduce la incidencia de paros de los equipos de la planta. En la Universidad Nacional del Centro del Perú en la facultad de INGENIERÍA MECÁNICA existe una tesis titulada “MEJORAR ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO PARA INCREMENTAR LA DISPONIBILIDAD MECÁNICA DE LOS EQUIPOS DE BAJO PERFIL DE LA U.M MILPO IESA S.A”, presentada por Jesus Ronald Garcia Villegas, quien presento y sustento para optar el grado de ingeniero mecánico en el 2013, del presente trabajo se deduce que con solo mejorar algunas 7 actividades de mantenimiento preventivo se logró incrementar la disponibilidad en 1.03%. En la Universidad Nacional del Centro del Perú en la facultas de INGENIERÍA MECÁNICA existe una tesis titulada “GESTIÓN DE MANTENIMIENTO PARA MEJORAR LA EFICIENCIA GLOBAL DE EQUIPOS EN EL ÁREA DE MOLIENDA DE SAN FERNANDO S.A”, presentado por Raúl Rojas Cristobal, quien presento y sustento para optar el grado de ingeniero mecánico en el 2014, del presente trabajo se concluye que la gestión de mantenimiento basado en el TPM con la primera fase de implementación de los tres primeros pilares permitió una mejora de la eficiencia global de los equipos de un 65% a 70% en el área de molienda. Esto nos indica que con tan solo la primera fase se logró una mejora de eficiencia que esta agrupa la disponibilidad, rendimiento y calidad. En la Universidad Nacional del Centro del Perú en la facultad de INGENIERÍA MECÁNICA existe una tesis titulada “IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE MANTENIMIENTO PARA MEJORAR LA DISPONIBILIDAD MECÁNICA DE JUMBOS AXERA-05 DE LA EMPRESA CONGEMINMINERA HORIZONTE” presentada por Steve Robert Torres Rojas, quien presento y sustento para optar el grado de ingeniero mecánico en el 2015, del presente trabajo se deduce que al aplicar la metodología del mantenimiento centrado en la confiabilidad se logró reducir en un 58% la tendencia de fallas de .la Central Hidroeléctrica de Yuncán. 2.2 BASES TEÓRICAS 2.2.1 Mantenimiento Según (SUAREZ, 2007 pág. 15), el mantenimiento es el conjunto de actividades que permiten mantener un equipo, sistema o instalación en condición operativa, de tal forma que cumpla con las funciones para las cuales fueron diseñados y asignados, también indica que los objetivos del mantenimiento son: 8 Mejorar continuamente los equipos hasta su más alto nivel operativo, mediante el incremento de la disponibilidad, efectividad y confiabilidad. Aprovechar al máximo los componentes de los equipos para disminuir los costos de mantenimiento. Garantizar el buen funcionamiento de los equipos, para aumentar la producción. Cumplir todas las normas de seguridad y medio ambiente. En similitud con lo anterior (BOHÓRQUEZ, 2012 pág. 9), afirma que el mantenimiento inició con el mismo nacimiento de la industria, cuando se crearon los procesos de producción mecanizados para la fabricación de bienes a gran escala, lo que obligo a que este dependiera de un adecuado funcionamiento de estas máquinas. Sin embargo el mantenimiento era considerado una actividad sin importancia y un costo en el que se debía incurrir. Dando un vistazo rápido a lo que ha sido la evolución del mantenimiento, se facilita hablar de las generaciones que han marcado el desarrollo y mejora desde sus inicios, sin embargo la mayoría de los autores no se ponen de acuerdo en los años que empieza y termina cada una. Ver la tabla (2.1), este documento está apoyado en el libro de Jhon Moubray, Reliability Centred Maintenance, Industrial Press. 9 Tabla 2.1: Generaciones de mantenimiento Aspectos de Mantenimiento Comportamiento 1era generación (I Guerra Mundial - 1950) Comportamiento 2da generación (1950 - 1970) Comportamiento 3era generación (1970 - 2000) Comportamiento 4ta generación (2000 - presente) Expectativas del Mantenimiento Repare equipos cuando estén rotos Equipos con mayor disponibilidad Mayor duración de los Equipos Bajos costos de mantenimiento Equipos con mayor disponibilidad y confiabilidad. Incremento en la seguridad Sin daño al ambiente Mejor calidad de producto Mayor duración de los equipos Equipos con mayor disponibilidad y confiabilidad Incremento en la seguridad Sin daño al ambiente Mejor calidad de producto Mayor duración de los equipos Mayor Costo – Efectividad Manejo del Riesgo (legislación, procedimientos entrenamientos equipos para minimizar el riesgo, etc.) Visión sobre la falla del quipo Todos los equipos se desgastan Todos los equipos cumplen con la “curva de la bañera” Existen 6 patrones de falla Fallas desde el punto de vista del error humano, error del sistema, error de diseño y error de selección (Con- fiabilidad Operacional) Técnicas de Mantenimiento Todas las habilidades de reparación Mantenimientos mayores planeados y programados Sistemas de planificación y control de los trabajos (PERT, Gantt, etc.) Computadores grandes y lentos Mantenimiento predictivo Diseño basado en confiabilidad y mantenibilidad Estudio de riesgos Análisis de modos de falla y sus efectos (FMEA, FMECA) Pequeños y rápidos computadores Sistemas expertos Trabajo en equipo y apoderamiento Monitoreo por condición Diseño basado en confiabilidad y mantenibilidad Estudio de riesgos Análisis de modos de falla y sus efectos (FMEA, FMECA) Pequeños y rápidos computadores Trabajo en equipo y apoderamiento Uso de técnicas especializadas (RCA, RCM, TPM, PMO, Modelamiento de confiabilidad, optimización de repuestos etc.) ERP – módulos de mantenimiento “Outsourcing” Internet Fuente: Guia de Mantenimiento (2007) 10 Como se puede observar en la tabla, el mantenimiento predictivo inicio en la tercera generación. Después de atravesar la guerra y posterior recuperación de la misma, el mundo entra en un periodo de resurgimiento de la industria. Sin embargo en 1973 otro revés golpea el sector: la crisis energética debido a la decisión de los países árabes de no exportar crudo a EEUU y Europa Occidental. Esto obligo a los expertos a considerar nuevas formas de producir y mantener a sus equipos, para optimizar al máximo sus recursos y aumentar el tiempo de funcionamiento. Una vez superado el impase se hace visible la necesidad de estandarizar todas las iniciativas para obtener beneficios integrales en la industria, no solo en EEUU sino en Europa occidental, dando paso a la creación de las normas internacionales que nos rigen hasta hoy. En esta etapa se vislumbra el rol de, operador más que como un simple “aprieta botones”. El personal de producción empieza a ser visto como pieza importante en el funcionamiento diario de los equipos, pasa a ser el responsable de los equipos velado que estos estén en óptimas condiciones al momento de empezar su labor y por operarlo de manera segura. Todo esto se conoce hoy en día como el cuidado básico de equipos que hace el operador. Ya no se habla solo de la disponibilidad de los equipos, un nuevo concepto se abre paso: Confiabilidad y como asegurar la menor cantidad de fallas en los mismos. Se plantean análisis estadísticos más especializados en el mantenimiento. Los estudios especializados se abren pasos generando cambios profundos en la gestión de mantenimiento. Quizá uno de los aportes más reconocidos en la década de los 70´s, es el de Nowtan y Heap del cual se derivan las nuevas acciones de mantenimiento, para “adelantarse a tratar” las diferentes formas en las que puede afectarse el equipo. 11 2.2.2 Gestión del mantenimiento “Actuaciones con las que la dirección de una organización de mantenimiento sigue una política determinada” (GONZALES, 2005 pág. 54). “Según la norma europea, la moderna gestión de mantenimiento incluye todas aquellas actividades de gestión que determinan los objetivos o prioridades de mantenimiento (que se definen como las metas asignadas y aceptadas por la dirección del departamento de mantenimiento), las estrategias definidas como los métodos de gestión que se utilizan para conseguir las metas y los objetivos propuestos en la producción” (CRESPO, 2012 pág. 13). “La gestión del mantenimiento busca potenciar el planeamiento del mantenimiento de los equipos de la empresa, con los aportes realizados a los diferentes tipos de mantenimiento, luego del análisis a los procedimientos y acciones realizados (historial de la máquina). La gestión de mantenimiento de alguna manera busca aumentar la productividad de la empresa al aumentar los niveles de confiabilidad de sus equipos y reducir sus costos, control constante de las instalaciones y/o componentes, así como del conjunto de trabajos de reparación y revisión necesarios para garantizar el funcionamiento regular y el buen estado de conservación de un sistema” (BELEN, 2008 pág. 14). “Conjunto de actividades que deben realizarse a instalaciones y equipos, con el fin de corregir o prevenir fallas, buscando que estos continúen prestando el servicio para el cual fueron diseñados” (BERNARDO, 2010 pág. 5). 2.2.3 Objetivos del mantenimiento El mantenimiento tiene como objetivo principal garantizar la producciónnecesaria en el momento oportuno y con el mínimo costo integral. (CACERES, 2004 pág. 6). 12 Fig 2.1: Objetivos del mantenimiento Fuente: Maldonado 2012 2.2.4 Tipos del mantenimiento Fig 2.2 Tipos de mantenimiento Fuente: Maldonado. 2012 a) Mantenimiento correctivo El conjunto de actividades realizadas tras la falla de un bien o el deterioro de su función, para permitirle cumplir con la función requerida, al menos de manera provisional. Este mantenimiento es también denominado “mantenimiento reactivo”, tiene lugar luego que ocurre una falla o avería, es decir solo actuara cuando se presenta un 13 error en el sistema. En este caso si no se produce ninguna falla el mantenimiento será nulo, por lo tanto se tendrá que esperar hasta cuando haya un desperfecto, para recién tomar medidas de corrección de errores, este mantenimiento trae consigo las siguientes consecuencias: Paradas no previstas en el proceso productivo, disminuyendo las horas operativas. Afecta las cadenas productivas es decir, que los siclos productivos posteriores se verán parados a la espera de la corrección de la etapa anterior. Presenta costos por reparación y repuestos no presupuestados, por lo que el caso que por falla de recursos económicos no se podrán comprar los repuestos en el momento deseado. La planificación del tiempo que estará el equipo fuera de operación no es predecible. Figura 2.3: Mantenimiento correctivo Fuente: Maldonado. 2012 14 b) Mantenimiento correctivo Comprenden todas las acciones sobre revisiones, modificaciones y mejoras dirigidas a evitar averías y de las consecuencias de estas en la producción (NAVARRO, 2003 pág. 102). Este mantenimiento es también denominado “mantenimiento planificado”, tiene lugar de que ocurra una falla o avería, se efectúa bajo condiciones controladas sin la experiencia de algún error en el sistema. Se realiza a razón de la experiencia y pericia del personal a cargo, los cuales son los encargados de determinar el momento necesario para llevar a cabo dicho procedimiento; el fabricante también puede estipular el momento adecuado a través de los manuales técnicos, presenta las siguientes características: Se realiza en un momento en que no se está trabajando, por lo que se aprovecha las horas muertas. Se lleva a cabo un programa previamente elaborado donde se detalla el procedimiento a realizar, a fin de tener las herramientas y repuestos necesarios. Cuenta con una ficha programada, además de un tiempo de inicio y de terminación preestablecido y aprobada por la directiva de la empresa. Está destinado a un área en particular y ciertos equipos específicamente, aunque también se puede llevar a cabo un mantenimiento generalizado por todos los componentes de la planta. Permite a la empresa contar con un historial de todos los equipos, además brinda la posibilidad de actualizar la información técnica de los equipos. Permite contar con un presupuesto apropiado para la empresa. Es la actividad humana desarrollada en los recursos físicos de una empresa con el fin de programar el mantenimiento llevando controles periódicos en los diferentes sistemas y equipos de cada máquina. 15 Fig. 2.4: Mantenimiento preventivo Fuente: Maldonado. 2012 Fig. 2.5: Ventajas del mantenimiento preventivo Fuente: Maldonado. 2012 16 b.1) Tipos de mantenimiento preventivo Para un mejor estudio se dividió al mantenimiento preventivo en tres subgrupos como se muestra en la siguiente figura. Fig. 2.6: Tipos de mantenimiento preventivo Fuente: Maldonado. 2012 17 c) Mantenimiento correctivo Consiste en determinar en todo instante la condición técnica (mecánica y eléctrica) real de la maquinaria examinada, mientras esta se encuentre en pleno funcionamiento, para ello se hace uso de un programa sistemático de mediciones de los parámetros más importantes del equipo. El sustento tecnológico de este mantenimiento consiste en la aplicación de algoritmos matemáticos agregados a las operaciones, que juntos pueden brindar información referente a las condiciones del trabajo. Tiene por objetivo disminuir las paradas por mantenimientos preventivos y de esta manera disminuir los costos de mantenimiento. La implementación de este mantenimiento requiere la inversión en equipos e instrumentos, como también la contratación de personal calificado para llevar a cabo este mantenimiento. Técnicas utilizadas para la estimación del mantenimiento preventivo: Analizadores de Fourier (para análisis de vibraciones) Endoscopia (ver lugares ocultos) Ensayo no destructivos (a través de líquidos penetrantes, ultrasonido, radiografías, partículas magnéticas, etc.) d) Mantenimiento productivo o proactivo Este mantenimiento tiene como fundamento los principios de solidaridad, colaboración, iniciativa propia, sensibilización y trabajo en equipo. De modo tal que todos los involucrados indirecta y directamente en la gestión del mantenimiento deben conocer la problemática del mantenimiento, es decir tanto como el personal de mantenimiento y el de logística deben estar al tanto de todas las labores que se realizara en el mantenimiento del equipo, cada persona de acuerdo al cargo que ocupa debe aportar para el trabajo de mantenimiento. 18 El mantenimiento proactivo implica contar una planificación de las operaciones a realizar, el cual debe estar incluido en el plan estratégico a realizar. Este mantenimiento a su vez debe brindar indicadores (informes) hacia la gerencia, respecto al progreso de las actividades, los logros, aciertos y también los errores que se pueden dar durante el proceso de mantenimiento. 2.2.5 Costo integral del mantenimiento El costo integral del mantenimiento tiene en cuenta todos los factores relacionados con la avería y no solo los directamente relacionados con el mantenimiento. El costo integral del mantenimiento es igual a la sumatoria de los costos fijos, variables, financieros y de falla. (SOTO, 2002 pág. 54). Fig. 2.7 Costo integral de mantenimiento Fuente: Maldonado. 2012 19 2.2.6 Disponibilidad Mecánica “Es la probabilidad de que un activo realice la función asignada cuando se requiere de ella, la disponibilidad depende de cuan frecuente se producen las fallas en determinado tiempo y condición y cuánto tiempo se requiere para corregir la falla”. (TORRES, 2005 pág. 67). “La disponibilidad es la probabilidad, en el tiempo, de asegurar un servicio requerido, hay autores que definen la disponibilidad como el porcentaje de equipos o sistemas útiles en un determinado momento, frente al total de equipos“. (GONZALES, 2005 pág. 87) “Es un indicador operacional: D (disponibilidad), el indicador disponibilidad es un indicador técnico que permite medir el grado de disponibilidad de alguna máquina, los factores que influyen sobre la disponibilidad so MTTF (tiempo promedio operativo ente fallas) MDT (tiempo promedio fuera de servicio). (CRESPO, 2012 pág. 56). “Al concepto de disponibilidad y su conocimiento dada su obvia importancia, conviene añadir aspectos formales que aporten luz sobre nuevos requerimientos de conocimiento. La disponibilidad instantánea es la función matemática más adecuada para caracterizar globalmente un sistema complejo de operación continua sujeto a separación, por lo cual se define matemáticamente la función de disponibilidad instantánea como la probabilidad que un sistema esté funcionando en el instante requerido” (SOTUYO, 2002 pág. 34). “Como la probabilidad de que una maquina o sistema ese preparada para producción en un periodo determinado, es decir que no esté parada por averías o ajustes” (RODRIGUEZ, 2008 pág.12) 20 2.2.7 Mantenimiento productivo total “Podemos definir como estado de referencia aquel en que el equipo de producción puede proporcionar su mayor rendimiento en función de su concepción y de la situación actual de cara a la evolución del producto a elaborar o transformar” (RODRIGUEZ, 2008 pág. 54) 2.2.8 Definición de una excavadora “Maquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar una rotación de 360°, que excava, carga, gira y descarga materiales por acción de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín sin que el chasis o la estructura portante se desplace” (RODRIGUEZ, 2008 pág. 89) 2.2.9 Características técnicas de la excavadora Son máquinas que se fabrican para realizar excavaciones en diferentes tipos de suelos, siempre que estos no tengan un alto contenido de rocas, se utilizan para excavación contra frentes de ataque, para el movimiento de tierras, apertura de zanjas, las excavaciones para fundaciones de estructuras, etc. Es una máquina dotada de una tornamesa que le permite girar un ángulo de 360° sobre su eje, realiza la excavación haciendo girar su cucharon de arriba hacia abajo en un plano vertical, y en cada operación la pluma sube y baja, para obtener un mayor rendimiento las alturas de corte deben ser superiores a 1.50 metros. Están equipadas con diferentes tipos de cucharones, depende al trabajo a realizar. En algunos casos la capacidad de levantamiento de la excavadora es tan importante que será el determine la elección del tipo de excavadora que se tendrá que elegir para un determinado trabajo (RODRIGUEZ, 2008 pág. 95) 21 2.2.10 Mantenimiento a realizar en una excavadora Preventivo: Verificar lubricantes y grasa antes de salir. Revisar la hoja de mantenimiento preventivo. Verificar la existencia de filtros en almacén. Reconocer el tipo de lubricante y verificar si hay en almacén. Verificar puntos de engrase. Aumentos y cambios de aceite. Predictivo: Tomar la muestra del cambio de aceite. Verificar las recomendaciones mecánicas. Ubicar el laboratorio donde se va realizar los análisis. Correctivo: Prever el cambio de uñas. Acondicionamiento de las cucharas. Cambio de partes deterioradas. Revisión del tablero de control. Enviar la lista de los repuestos requeridos con sus respectivas características y tipos. Reparaciones en el taller Realizar el cambio de aceite (Mamani, p, 27, 2008) 2.2.11 MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD Desde el punto de vista de ingeniería hay dos elementos que hacen al manejo de cualquier activo, al cual se le debe hacer el mantenimiento periódicamente y en algunos casos hasta se tiene que modificarlos, esto sugiere que “mantenimiento” significa conservar algo y modificarlo significar cambiar algo por ello una definición de mantenimiento seria: “asegurar que los activos 22 continúen haciendo lo que los usuarios quieran que haga” (MOUBRAY, 1997 pág. 6) Ahora los requerimientos de los usuarios van a depender de cómo y cuándo se utilice el activo (contexto operacional); esto lleva a la siguiente definición formal el mantenimiento centrado en la confiabilidad “proceso utilizado para determinar los requerimientos para el mantenimiento de cualquier activo en su contexto operacional” (MOUBRAY, 1997 pág. 9), la definición más completa para el RCM seria: “proceso utilizado para determinar que se debe hacer para asegura que todo activo continúe haciendo lo que los usuarios quieran que hagan en su contexto operacional” (MOUBRAY, 1997 pág. 10) El proceso de RCM formula siete preguntas del activo que se va a someter al análisis RCM, de los cuales se dividió en tres grupos: Fig. 2.8 las siete preguntas del RCM Fuente: Maldonado. 2012 23 : Fig. 2,9: Flujograma del RCM Fuente: Maldonado. 2012 Para llevar a cabo lo anterior el RCM emplea técnicas de mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo, los siete puntos detallados anteriormente son explicados a continuación: A. FUNCIONES La descripción de la función de un activo debe de un verbo, un objeto y un parámetro de funciones deseadas, los que deben ser descritos tomando en cuenta el contexto operacional del activo. 24 Todo activo físico tiene más de una función, frecuentemente varias, y todas ella deben ser identificadas con sus parámetros de funcionamiento establecidos, las funciones se subdividen en primarias y secundarias. A. 1) FUNCIONES PRIMARIAS Son la razón principal de porque son adquiridos, por eso se debe cuidar en definirlas tan precisamente como sea posible, la funciones principales son fáciles de detectar, incluso el nombre de la mayoría de activos se relaciona con la funciones que estas realizan. A. 2) FUNCIONES SECUNDARIAS Se pretende que la mayoría de activos cumplan una o más funciones además de las primarias, las cuales se conocen como funciones secundarias. La función o las funciones secundarias son menos obvias que la principal, pero existe casos que se tienes que tomar con mucha importancia puesto que pueden dañar el normal funcionamiento de las funciones primarias o puede causar daños de mayor gravedad por ello hay que identificarlos. B. PARAMETROS DEL FUNCIONAMIENTO El objetivo del mantenimiento es asegurarse que los activos continúen haciendo lo que los usuarios desean que haga, Lo que puede identificarse como parámetro mínimo de funcionamiento. Esto significa que el funcionamiento puede definirse de dos formas: Funcionamiento deseado: Lo que el usuario quiere que haga. Capacidad inicial: Lo que puede hacer. 25 C. CONTEXTO OPERACIONAL Indica las condiciones de operación del activo, y afecta todo el proceso de formulación de estrategias de mantenimiento, comenzando por la definición de funciones. Alguno de los factores que debemos tomar en cuenta son: Aplicación. Turnos de trabajo. Sobrecarga. Condiciones geográficas. D. FALLAS FUNCIONALES Un activo falla cuando no hace lo que el usuario desea que haga, una falla funcional puede ser una pérdida total de una función o pueda ser también en las que el comportamiento funcional queda al margen de los parámetros de funcionamientos establecidos. Cada activo tiene más de una función, por lo tanto al ser posible en cada una de estas fallas, se deduce que cualquier activo tiene repercusiones en otras que están relacionadas o no a ellas. Entonces es preciso definir al falla como: “perdida de una función específica” y no con lya “falla de un activo como un todo”, dado es que este se aplica en funciones individuales, podemos definir a una falla funcional como:” la incapacidad de cualquier activo de cumplir una función según un parámetro de funcionamiento aceptable para el usuario” (Moubray, 1997, pág.18) E. FUENTES DE INFORMACIÓN SOBRE MODOS Y EFECTOS Las fuentes de información más comunes sobre modos de fallas y sus efectos son las siguientes: El fabricante o el proveedor del equipo. Otros usuarios de la maquinaria. Personal de mantenimiento. 26 Operadores del equipo. Listas genéricas de modos de falla. Las fuentes de información anteriores son importantísimas a la hora de establecer un análisis de RCM, pero no deben ser ni absolutas, ni únicas ya que siempre no se podrá adecuar a las funciones de los activos a analizar. F. LOGROS DEL RCM El RCM ha sido usado por una amplia variedad de industrias durante los últimos diez años. Cuando se aplica de manera correcta se puede obtener los siguientes resultados: a) Mayor seguridad y protección del entorno debido a: Mejoramiento en el mantenimiento de los dispositivos de seguridad existentes. La revisión sistemática de la consecuencia de cada falla antes de considerar la cuestiónoperacional. Claras estrategias para prevenir los modos de falla que puedan afectar la seguridad o la operatividad del activo. Menos fallas ocasionados por un mantenimiento innecesario. b) Mejores rendimientos operativos debido a: Mayor énfasis en los requisitos del mantenimiento de elementos y componentes críticos. Un diagnóstico más rápido de las fallas mediante la referencia a los modos de fallas relacionados con la función y a los análisis de sus efectos. Menor daño secundario a consecuencia de las fallas de poca importancia. 27 Intervalos más largos entre las revisiones y en algunos casos la eliminación completa de estas. Menos problemas de degaste de “desgaste de inicio” después de las interrupciones debido a que se eliminan las revisiones innecesarias. La eliminación de elementos superfluos, y como consecuencias las fallas inherentes a ellos. La eliminación de componentes poco fiables. Un conocimiento sistemático del activo en general. c) Una amplia base de datos de mantenimiento que: Reduce los efectos de la rotación del personal con la pérdida de su experiencia y competencia. Provee un conocimiento general del activo más profundo. Provee una base importante para el ingreso de expertos en el activo. Conduce a la realización de planos de localización ms exactos. d) Mayor motivación de las personas debido a : Especialmente con el personal de mantenimiento debido a que, tiene una buena información con respecto al activo, del mismo modo se lograr mayor rapidez en el mantenimiento ya que el personal está al tanto de todo. e) Mejor trabajo de grupo, motivado por un planeamiento altamente estructurado, esto mejora la cooperación entre: 28 Personal de diferentes niveles: gerentes, técnicos operarios, etc. Especialistas internos y externos: diseñadores de los equipos, operadores, y técnicos de mantenimiento, etc. Taba 2.2: Beneficios que trae consigo al usar el RCM CALIDAD TIPO DE SERVICIO COSTO TIEMPO RIESGO Aumenta la disponibilidad de la maquinaria. (2 – 10 %) Elimina las fallas críticas. Aumenta la flexibilidad operacional. Mejora en el trabajo, equipo y la comunicación. Ayuda a entender los requerimientos del mantenimiento. Disminuye las paradas no programadas. Reduce los niveles de costo programado (10 – 50) Optimiza los programas de mantenimiento. Alarga la vida de la maquinaria. Reduce el tiempo de reparación. Aumenta el tiempo de operación de la maquinaria. Seguridad e integridad personal es la prioridad. Reduce al mínimo la posibilidad que pueda ocurrir fallas múltiples. 2.3 BASES CONCEPTUALES 2.3.1 Definiciones conceptuales ACTO FÍSICO.- Es el producto de una versión que genera gastos en el mantenimiento. CONFIABILIDAD.- Puede ser definida como la confianza que se tiene de que un componente, equipo o sistema desempeñe su función básica durante un periodo de tiempo establecido. (MEZA, 2006 pág. 156) DISPONIBILIDAD MECÁNICA.- Es una definición que permite estimar en forma global el porcentaje de tiempo total que se puede esperar que un equipo esté disponible para cumplir una función para el cual fue asignado. 29 El valor mínimo para garantizar la calidad de gestión del mantenimiento será mayor a 85%. MANTENIBILIDAD.- Es la expectativa que se tiene de que un equipo o sistema pueda ser colocado en condiciones de operación dentro de un periodo establecido, cuando la acción de mantenimiento es ejecutada de acuerdo con los procedimientos prescritos. (MEZA, 2006 pág. 158) TIEMPO PROMEDIO PARA REPARAR (MTTR).- Es un indicador que mide la efectividad en restituir la unidad en condiciones óptimas de operación una vez que el equipo se encuentre fuera de servicio por un periodo determinado. DATOS TECNICO.- Conjunto de información que se refiere a reparación, repuestos, etc. EQUIPO.- Elemento que constituye el todo o parte de una maquina o una instalación. ORDEN DE TRBAJO.- Documento que sirve para solicitar repuestos y pueda justificar el repuestos que se a deteriorado. DISPONIBILIDAD EN MANTENIMIENTO.- La disponibilidad de que el equipo esté operando satisfactoriamente en el momento que sea requerido después del comienzo de la operación, cuando se usa bajo condiciones estables, donde el tiempo considerado de reparación, tiempo inactivo, tiempo de mantenimiento preventivo. Se afirma también que la disponibilidad es una medida importante y útil en casos en que el usuario debe tomar decisiones para elegir un equipo entre varias alternativas. Para tomar una decisión objetiva con respecto a la adquisición del nuevo equipo, es necesario utilizar información que abarque todas las características relacionadas entre ellas. La disponibilidad está basada únicamente en la distribución de fallas y distribución del tiempo de reparación. Esta puede ser además usada como un parámetro para el diseño. (CACERES, 2004 pág. 24), afirman que la disponibilidad, objetivo principal del mantenimiento, puede ser definida como la confianza 30 o un sistema que sufrió mantenimiento, ejerza su función satisfactoriamente en el tiempo establecido. En la práctica la disponibilidad se define como al porcentaje de que el equipo o maquina se encuentre operando, sin generar interrupciones entre estos. En la fase de diseño de equipos o sistemas, se debe buscar el equilibrio entre disponibilidad y costo, dependiendo de la naturaleza de estos mismos, en el cual el diseñador puede modificarlos tiempo de mantenimiento y disponibilidad del equipo. La tabla 2.3 muestra que algunos equipos deben tener alta confiabilidad, mientras otros deben tener alta disponibilidad o alta mantenibilida Tabla 2.3: Requisitos de algunos sistemas y enfoque de los indicadores ITEM REQUISITOS EJEMPLOS 01 Alta confiabilidad Poca Disponibilidad Generación de electricidad Tratamiento de agua 02 Alta Disponibilidad Refinerías de petróleo Acerías 03 Alta confiabilidad Alta mantenibilidad Incineradores hospitalarios 04 Disponibilidad basada en buena práctica Procesamiento por etapas 05 Alta disponibilidad Alta confiabilidad Sistemas de emergencia Plataformas petroleras Fuente: La confiabilidad, la disponibilidad y la mantenibilidad, disciplinas modernas aplicadas al mantenimiento (2006) TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS.- Este indicador permite medir la frecuencia entre fallas promedio transformándose en una medida de la confiabilidad de los equipos o sistemas. 31 DISPONIBILIDAD.- Objetivo principal del mantenimiento, puede ser definida como la confianza de un componente o un sistema que sufrió mantenimiento ejerza su función satisfactoriamente para un tiempo dado. (MEZA, 2006 pág. 157) FUNCIONES.- Se puede expresar como: a. Descripción.- La descripción de una función debe consistir en un verbo, un objeto y un parámetro de funcionamiento. b. Estándares de funcionamiento.- Se puede apreciar mediante: Definiciones del funcionamiento. Funcionamiento deseado (lo que el usuario quiere que haga). Capacidad inherente (lo que puede hacer). Si la capacidad inicial (lo que puede hacer) se encuentra deficiente entonces, el mantenimiento puede aumentar la capacidad de este activó físico, mas allá de este nivel. El objetivo del mantenimiento es asegurar que la capacidad este por arriba de este nivel. El mantenimiento cumple sus objetivos manteniendo su capacidad. c. Tipos de estándares de funcionamiento.- Pueden ser: Múltiples. Cualitativos. Cuantitativos. Absolutos. Variables. Limites. d. El contexto operacional.- Afecta drásticamente a las funciones y expectativas de funcionamiento, también puede afectar a la naturaleza de modos de falla, sus efectosy consecuencias, a la frecuencia en la que pueden ocurrir. Factores que se deben considerar claramente para poder entender el contexto operacional en la que funciona este equipo. 32 e. Tipos de funciones.- son de dos tipos: Funciones primarias .- Razón principal por la que se adquirió el activo, también lo podemos denominar como los estándares de funcionamiento, se identifican con las siguientes preguntas: ¿Qué necesitas que haga el activo? ¿De qué quieres que sea capaz el activo? Funciones secundarias.- Se dividen en siete categorías: Ecología – Integridad ambiental. Seguridad – integridad personal. Control/confort /contención. Apariencia. Protección. Eficiencia. Economía MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD.- Es una metodología para determinar fallas ocultas, para que todo acto físico continúe haciendo lo que los usuarios quieren que haga. 33 Fig. 2.10: Categorías de fallas. PROCESO DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD.- La secuencia del proceso centrado en la confiabilidad presenta los siguientes pasos: Selección del equipo a evaluar. Definir funciones. Definir fallas funcionales. Identificar modos de falla. Identificar efectos de fallas y consecuencias. Seleccionar tácticas usando lógicas del RCM. Implementar plan de mantenimiento. 34 Fig. 2.11: Proceso de mantenimiento centrado a la confiabilidad 35 Objetivos del RCM.- Se pueden dar en: Objetivos estratégicos.- El proceso del RCM ayuda a construir capacidades competitivas empezando desde operaciones en las empresas, gracias a su contribución a la mejora de la efectividad de sistemas productivos, flexibilidad y capacidad de respuesta, reducción de costos operativos y conservación del conocimiento. Objetivos operativos.- El RCM tiene como propósito en las acciones cotidianas que los equipos operen sin averías ni fallas, eliminar toda clase de perdidas, mejorar la fiabilidad de los equipos y emplear verdaderamente la capacidad instalada. Pasos para un RCM efectivo.- Los cuales serán los siguientes: Seleccione el equipo para revisión. Defina las funciones. Defina los estándares de funcionamiento. Defina como pueda fallar (fallas funcionales y efectos de fallas). Determina los modos de falla. Analiza la causa raíz. Analice los efectos y consecuencias. Seleccione las estrategias del mejor funcionamiento. Implemente el programa. Analice los resultados. El presente trabajo de investigación consta de una variable dependiente que es disponibilidad mecánica y una variable independiente propuesta de un plan de mantenimiento preventivo. VI: PROPUESTA DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO. Son todas las acciones que se toma para direccionar el mantenimiento, para así poder lograr cumplir con las metas y los objetivos, utilizando todos los medios disponibles. VD: DISPONIBILIDAD MECÁNICA. Es la probabilidad de que un activo, realice la acción asignada cuando se requiera de ella, la disponibilidad depende de la frecuencia de las fallas en determinado tiempo y condición, de que tiempo se requiere para corregir la falla. 36 2.3. Definiciones operacionales El presente trabajo de investigación consta de una variable dependiente que es disponibilidad mecánica y una variable independiente propuesta de un plan de mantenimiento preventivo. Las actividades para realizar un buen plan de mantenimiento preventivo basado en el RCM serán: Fase 1: Definición clara de lo que se pretende realizar implantado el RCM. Fase 2: Codificación y listado de todos los sistemas, subsistemas y demás componentes del activo, para ello es necesario recopilar esquemas, diagramas funcionales y diagramas lógicos, etc. Fase 3: Estudio detallado del funcionamiento de los sistemas, determinación de las especificaciones del sistema, listado de funciones primarias y secundarias del sistema en su conjunto. Fase 4: Determinación de las fallas funcionales y las fallas técnicas. Fase 5: Determinación de los modos de falla o causas de cada una de las fallas encontradas e el proceso anterior. Fase 6: Estudio de las consecuencias de cada modo de falla, clasificación de las fallas críticas, significativo, tolerable o insignificante en relación a sus efectos. Fase 7: Determinación de medidas preventivas que eviten o atenúen los efectos de la falla. Fase 8: Agrupación de las medidas preventivas en sus diferentes categorías, elaboración de un plan de mantenimiento, lista de mejoras, planes de formación, procedimientos de operación, etc. Fase 9: Puesta en marcha de las medidas preventivas. Fase 10: Evaluación de la medida adoptada, mediante la valorización de indicadores seleccionados en la fase 1. 37 2.4 HIPÓTESIS Si elaboramos un plan de mantenimiento preventivo basado en el RCM entonces podremos lograr una mejora en la disponibilidad mecánica. 2.5 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES Tabla 2.4: Operacionalización de la variable dependiente Variable Dependiente: DISPONIBILIDAD MECANICA Definición Conceptual Dimensión Indicador Instrumento Fuente La Disponibilidad mecánica es una definición que permite estimar en forma global el porcentaje de tiempo total que se puede esperar que un equipo esté disponible para cumplir la función para lo cual fue destinado Tiempo total disponible Es el tiempo con la que cuenta el equipo para poder operar. Cronometr o Instrume ntos de medición del tiempo Sextol. 2008, p, 1 Rayo, 2012, p, 11 Tiempo de Mantenimiento Programado Es el tiempo que se emplea para realizar el mantenimiento de componentes críticos. Tiempo de Mantenimiento Correctivo Es el tiempo en el cual se realiza el mantenimiento debido a paradas que se presentan por fallas intempestivas. Tiempo de Mantenimiento Preventivo Es el tiempo que se emplea para realizar las inspecciones ajustes y lubricación diaria del equipo Fuente: elaboración propia 38 Tabla 2.5: Operacionalización de la variable independiente Variable Independiente: PROPUESTA DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO PRPREVENTIVO Definición conceptual Dimensión Indicador Actividades de Investigación o tratamiento. Fuente. Metodología desarrollada, con la finalidad de determinar las mejores políticas para optimizar las funciones de los activos físicos y manejar las consecuencias de sus fallas Disponibilidad Donde: MUP: Tiempo promedio en operación MTTR: Tiempo promedio en reparar Confiabilidad Informe preliminar del equipo. Check list. Reporte de actividades de los mecánicos. Historial del equipo. Status del equipo FASE I: Definición de lo que se pretende implantando el RCM. FASE II: Codificación y listado de todos los sistemas. FASE III: Estudio detallado del funcionamiento del sistema. FASE IV: Determinación de las fallas funcionales y técnicas. FASE V: Determinación de las fallas y causas. FASE VI: Consecuencia de cada modo de falla. FASE VII: Determinación de medidas preventivas. FASE VIII: Agrupación de las medidas preventivas. FASE IX: Puesta en marcha de medidas preventivas. FASE X: Evaluación de las medidas adoptadas. Rey, 2001, p,5- 9 Fuente: elaboración propia. 39 CAPÍTULO III METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1 MÉTODO DE INVESTIGACIÓN Hay varias formas de clasificación de tipos y métodos de investigación, en base algunas propuestas mi trabajo de investigación llegara a ser: METODO INDUCTIVO: ya que es un procedimiento que va de lo individual a lo general, además de ser un procedimientode sistematización, que a partir de resultados particulares se intenta encontrar posibles relaciones generales que la fundamenten. (MASTER, 2002 pág. 5) 3.2 TIPO DE INVESTIGACIÓN El tipo de investigación utilizado es tecnológica, según (ESPINOZA, 2010 pág. 74), la investigación tecnológica tiene como propósito aplicar el conocimiento científico para solucionar los diferente problemas que benefician a la sociedad, sus niveles son la experimentación y la aplicación. Mi trabajo de investigación corresponde a este tipo por que consiste en comparar resultados antes y después de implementar la gestión de 40 mantenimiento aplicando teorías de MANTENIMIENTO CENTRADO A LA CONFIABILIDAD (RCM). 3.3 NIVEL DE INVESTIGACIÓN El nivel de la investigación es aplicada: según (ESPINOZA, 2010 pág. 74), tiene como propósito aplicar los resultados de la investigación experimental, para diseñar tecnologías de aplicación inmediata en la solución de los problemas de la sociedad. Por el cual para mi trabajo de investigación utilizare la investigación aplicada, porque se implementara la gestión de mantenimiento aplicando los conceptos de mantenimiento centrado en la confiabilidad para alcanzar los objetivos trazados. Con aplicación de este tipo de mantenimiento en empresas anteriores se obtuvo resultados favorables cumpliendo con los entandares. 3.4 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN En el presente trabajo de utilizo el diseño pre experimental; según (ESPINOZA, 2010 pág. 95), son diseños que no pueden controlar los factores que influyen contra la validez interna y externa. Pero ilustran la forma en las que variables extrañas pueden influir en la validez interna, nos muestra lo que se debe hacer y no hacer. Este tipo de diseño es muy restringido y utilizado durante la investigación exploratoria. Diseño de un grupo con pre puebla y post prueba. Se evalúa los efectos del tratamiento comprobándolo con una medición previa, su diseño es: 41 C 3.5 POBLACIÓN, MUESTRA O UNIDAD DE OBSERVACIÓN La población para nuestra investigación serán las tres excavadoras CAT 336 de la empresa ECOSEM SMELTER S.A. Para la selección de nuestra, primero se definió la unidad de análisis para que el estudio fueran las excavadoras, las cuales van a ser medidos y definidos, el análisis delimito la población considerando una nuestra no probabilística ya que esta es muy pequeña, para el presente trabajo de investigación la población estuvo constituida por las tres excavadoras CAT, cuyos detalles se muestra en la tabla 3.1. Tabla 3.1: Excavadoras consideradas para el estudio ÍTEM EQUIPO MARCA MODELO SERIE 01 EXCAVADORA Caterpillar 336D L M4T01522 02 EXCAVADORA Caterpillar 336D L M4T01121 03 EXCAVADORA Caterpillar 336D L M4T01116 Criterios de Exclusión Ninguna porque la población es poca 3.6 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS 3.4.1 Técnicas de recolección de datos. Para el presente trabajo se utilizaron: Encuestas. Entrevistas. Análisis documental. Observación no experimental. Observación experimental. 3.4.2 Instrumentos de recolección de datos. Para el presente trabajo se utilizaron: Reportes de Check List Pre – uso del operador. Reporte diarios del operador. 42 Los reportes de control de equipo. Reportes de inspección técnica de los equipos. Reportes de estado situacional de los equipos. Tabla 3.2: Instrumentos para recolección de datos Item Documento Descripción 1 Informe preliminar del Equipo Datos Técnicos del equipo. Fecha de llegada del equipo a proyecto. Datos del ultimo Mantenimiento. 2 Check list de envío y recepción de equipo pesado Estado técnico de envió del equipo por sistema. 3 Check list de Pre –Uso Reporte diario del estado del equipo. Observaciones del mal funcionamiento del equipo. 4 Reporte de Actividades mecánicos. Registro de actividad de mantenimiento correctivo realizada en cada sistema 5 Historial del equipo Registro de todas las reparaciones del equipo. Registro de todos los mantenimientos preventivos e inspecciones técnicas. 6 Status del Equipo Historial de los trabajos pendientes. Historial de los Repuestos pendientes. 3.7 PROCEDIMIENTO DE RECOLECCIÓN DE DATOS. Para el procedimiento de recolección de datos los instrumentos manejados para este presente trabajo de investigación se vieron teniendo en cuenta los estándares y las exigencias de las empresas similares que se encuentran en el mismo rubro, el cual ayudo a calcular la disponibilidad del equipo. 3.7.1 INSTRUMENTOS Y HOJAS DE COTEJO Para el presente trabajo de investigación se utilizó tres formatos; el Check list pre – uso del operador, el reporte de actividades de los mecánico del equipo y el informe final de 43 reparación, donde se describe las horas paradas del equipo, la falla del equipo y las recomendaciones para una mejor disponibilidad del equipo. También se utiliza el formato de cálculo de la disponibilidad mecánica, el cual se utiliza para analizar cada equipo. La descripción del formato de cálculo de la disponibilidad mecánica de equipo de la empresa fue creado por nosotros para poder tener una mejor información de la disponibilidad de los equipos. En el cual detallamos lo siguiente: Descripción del equipo. Código del equipo. Marca del equipo. Modelo del equipo. Año de antigüedad del equipo. 44 Tabla 3.3 REGISTRO DE HORAS DE REPARACIÓN DE EQUIPOS HORAS TRABAJADAS SEMANAL DESCRIPCION COD MARCA MODELO AÑO ANTIGÜEDAD 1 2 3 4 5 6 7 Ht D He Hp Hm DM DM UTI FALLAS EXCAVADORA S01- 303 Caterpillar 336 DL 2011 MENOR DE 5 AÑOS - - - - - - - - - - - - - - - - EXCAVADORA S01- 304 Caterpillar 336 DL 2011 MENOR DE 5 AÑOS - - - - - - - - - - - - - - - - EXCAVADORA S01- 305 Caterpillar 336 DL 2011 MENOR DE 5 AÑOS - - - - - - - - - - - - - - - - HORAS REPARACION DESCRIPCION COD MARCA MODELO AÑO ANTIGÜEDAD 1 2 3 4 5 6 7 Hm EXCAVADORA S01-303 Caterpillar 336 DL 2011 MENOR DE 5 AÑOS - - - - - - - - EXCAVADORA S01- 304 Caterpillar 336 DL 2011 MENOR DE 5 AÑOS - - - - - - - - EXCAVADORA S01- 305 Caterpillar 336 DL 2011 MENOR DE 5 AÑOS - - - - - - - - 45 CAPÍTULO IV APLICACIÓN DEL RCM 4.1 RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN 4.1.1 DESCRIPCIÓN INICIAL DEL PROCESO DE MANTENIMIENTO DE LA EMPRESA ECOSEM SMELTER S.A. La empresa ECOSEM SMELTER S.A. que realiza trabajos múltiples para la CIA minera EL BROCAL, el mismo que posee equipos y herramientas como: 03 Excavadoras, 02 rodillos compactadores, 02 tractores, 20 volquetes, siendo los más críticos las excavadoras por ellos es que nuestro trabajo se centró en ellos. Según el informe preliminar estos equipos llegaron con horas de trabajo, por lo cual se tuvo que revisar el historial de los mismos y se logró constatar que existió alguna reparación de sus componentes, se revisó y evaluó donde se realizó el mantenimiento de estos equipos en sus principales componentes como: el motor, tren de fuerza, sistema hidráulico, sistema eléctrico, sistema de rodamientos, etc, muchas veces se detectó que no se tieneun buen control con relación a los niveles de funcionamiento del equipo y las horas trabajadas, en el cual nos damos cuenta que no se superaron las fallas y se incrementan las horas inoperativas del equipo, al mismo tiempo se notó que no existía una 46 buena planificación con respecto al mantenimiento de los equipos, la empresa ECOSEM SMELTER entregaba información sobre mantenimiento preventivo pero sin que estos fueran tomados con la importancia debida por los trabajadores. Mantenimiento preventivo y correctivo del sistema motor diésel, que a la vez incluye el sistema de enfriamiento, sistema de lubricación, sistema de refrigeración, sistema de combustible. Etc. Se ha notado que no se trabaja en forma correcta porque no hay una supervisión periódica, ni planificada del estudio de criticidad de las componentes del motor. Mantenimiento preventivo y correctivo del sistema de tren de fuerza, trabajaba en forma reactiva cuando se presentaban problemas en los mandos finales, se ha notado que no se trabaja de manera correcta ya que no existe una tabla de viscosidad del muestreo de aceites que provocaba el recalentamiento del componente del equipo. Mantenimiento preventivo y correctivo del sistema eléctrico se trabajaba en forma imprevista, con conexiones de puentes en los fusibles que provocaban que todo el circuito no sea continuo, cables sin aislamientos, múltiples conexiones acerca la batería con bornes sulfatados. Mantenimiento preventivo y correctivo del sistema de tren de rodamientos se trabajaba sin llevar un control de engrase para templar las cadenas, que provocaba los componentes como zapatas, rodillos inferiores y superiores, sprocket, rueda guía, y además accesorios no llegaban a su vida tu útil por un degaste prematuro. 47 Mantenimiento preventivo y correctivo del sistema hidráulico se trabaja de forma reactiva correctiva, cuando se presenta problemas, no existía cartillas de inspección de las mangueras, cilindros, vástagos, bomba, motor hidráulico y paquete de válvulas por falta de una buena inspección y planificación. En resumen todos estos sistemas pudieron estar más efectivos, pero no lo fue por el desconocimiento y la falta de capacitación del personal encargado del mantenimiento, por el cual al final del mes tenían una disponibilidad por debajo de los estándares (85%) de la CIA MINERA EL BROCAL S.A. el cuan también genero un costo extra para la empresa. 4.1.2 DIAGRAMA DE FLUJO DEL MANTENIMIENTO DE EQUIPOS DE LA EMPRESA ECOSEM SMELTER S.A ANTES DE APLICAR DEL RCM El programa de mantenimiento de equipos antes de aplicar el RCM era el siguiente: Traslado del equipo al lavadero. Lavado de equipos. Traslado del equipo al taller. Mantenimiento correctivo. Traslado del equipo al frente de trabajo. 48 Fig. 4.1 Diagrama de flujo de Ecosem Smelter Fuente: estadística 49 Fig. 4.2: Diagrama de flujo para la atención de emergencia Fuente : Fluyo de estadística 50 4.1.3 PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO EN EL RCM Se debe de seguir con las siguientes fases necesarias y a la vez que son consecutivas: Listado y codificación de equipos. Listado de funciones y sus especificaciones. Determinación de fallas funcionales y técnicas. Determinación de modos de falla. Estudio de consecuencias de cuadros de criticidad (AMFE). Determinación de fallas correctivas. Tareas de mantenimiento 4.1.4 LISTADO Y CODIFICACION DE EQUIPOS Tabla 4.1: Lista y codificación de equipos Nº CÓDIGO EQUIPO DESCRIPCIÓN MARCA MODELO SERIE 1 S01-303 EXCAVADORA SOBRE ORUGAS Caterpillar 336 DL M4T01522 2 S01-304 EXCAVADORA SOBRE ORUGAS Caterpillar 336 DL M4T01121 3 S01-305 EXCAVADORA SOBRE ORUGAS Caterpillar 336 DL M4T01116 Fuente: estadística 4.1.5 LISTADO DE FUNCIONES Y ESPECIFICACIONES Movimientos de tierras de un lugar a otro y colocarla en su nueva posición, crear una nueva forma y condición física deseada al menor costo posible. Excavación de zanjas de 2.40 mts, para la construcción de accesos, plataformas, vías. Cargar a las unidades de acarreo en un frente determinado. Trabajos con martillos hidráulicos para roturas de bancos de gran volumen. 4.1.6 DETERMINACIÓN DE FALLAS FUNCIONALES Y TÉCNICAS Falta de conocimiento del equipo por parte del operador. 51 Falta de familiarización con el equipo por parte del operador. Mal uso del equipo por parte del supervisor de campo. Condiciones de frente de trabajo en mal estado. Falta de cobertura en la comunicación móvil. Falta de inspección por parte de los mecánicos. Mejorar el soporte técnico calificado y no calificado Falta aplicación de controles para el mantenimiento. Falta un stock mínimo de repuestos en almacén. Falta de repuestos críticos. Falta de reportes mensuales y anuales de mantenimiento. Falta de evaluación de análisis de aceite – SOS. Falta de un estudio de vida útil de los componentes de los sistemas. Controlar los tiempos de mantenimiento. Controlar y disminuir los tiempos de mantenimiento cuando se presentan emergencias. 4.1.7 DETERMINACIÓN DE MODOS DE FALLA (AMFE- ANALISIS DE MODOS DE FALLAS Y EFECTOS) Se detallara la baja disponibilidad mecánica de Abril a Setiembre y la alta disponibilidad mecánica de Octubre a Diciembre del 2016 Fig.4.3: Diagrama causa efecto Fuente : fluyo de estadística 52 Tabla 4.2: Número de horas paradas del 2016 ANTES DEL RCM DESPUES DEL RCM MES ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROMEDIO DE HORAS PARADAS 55 58 56 50 54 39 31 23 22 Fuente : estadística Fig. 4.4: Promedio de horas paradas Fuente: Tabla 4:2 4.1.8 PROCESO DE ELABORACIÓN DE UNA MATRIZ PARA LA PRIORIZACIÓN DE EQUIPOS Se realizó una calificación de acuerdo a los niveles de importancia, el cual nos ayudara a realizar una priorización en los equipos. Para el presente trabajo de investigación se han tomado en cuenta los siguientes niveles: a) Productividad. 1. No genera detención de las operaciones. 2. Retarda la producción. 3. Para toda la línea de producción. 0 10 20 30 40 50 60 70 ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANTES DEL RCM DESPUES DEL RCM PROMEDIO DE HORAS PARADAS 53 b) Seguridad personal. 1. No existe el riesgo. 2. Riesgo mínimo. 3. Riesgo considerable. c) Medio ambiente. 1. Sin riesgo ambiental. 2. Riesgo ambiental mínimo. 3. Riesgo ambiental considerable. d) Relación con otros procesos. 1. Sin relación con otros equipos. 2. Con relación con otros equipos. e) Equipo de repuesto disponible. 1. Si existe otro equipo. 2. No existe otro equipo. f) Estado actual del esquipo. 1. Mal estado. 2. Estado de funcionamiento aceptable. 3. Excelente estado. g) Costo de mantenimiento. 1. Bajo. 2. Mediano. 3. Alto. Analizando los equipos se procedió a realizar la calificación de cada factor hallando la criticidad de los mismos en cual lo detallaremos en la siguiente tabla: 54 Tabla 4.3: Matriz en función de los factores TIPO FALLA FACTOR A FACTOR b FACTOR c FACTOR d FACTOR e FACTOR f FACTOR G FM (EMPAQUETADURA) 3 2 3 2 2 2 2 FM (SENSOR DE NIVEL) 3 3 2 1 2 2 2 FM (COMPRESOR DE AIRE) 2 3 2 2 2 1 2 FM (CORREA) 3 2 2 2 2 2 1 FM (FILTRO RACOR) 2 2 2 1 1 3 1 FM (PERNO SUJECIÓN) 3 3 3 2 2 1 3 FM (PANELES RADIADOR) 2 3 3 2 2 2 2 FM (MANGUERA) 3 3 3 2 1 1 2 FM (ABRAZADERA) 2 3 3 2 2 2 2 FM (PERNO PLANCHA) 2 3 2 2 2 2 2 FM (PERNO FRACTURADO) 3 3 2 2 1 2 3 FE (CABLE) 3 2 2 2 2 1 1 FE (SOLENOIDE) 3 3 3 1 2 1 1 FE (HARNES) 3 2 1 1 2 1 1 ACC (MALA OPERACIÓN) 3 3 2 2 2 2 2 ACC (MALA CONDICIÓN). 3 3 2 2 2 2 2 PESO RELATIVO DE
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