Las máquinas, al
igual que los seres humanos, pueden “hablar”.
Ellas lo hacen a través de su historial de fallas, el cual si ha sido
documentado apropiadamente, es capaz de revelarnos información muy importante
para mejorar su desempeño y reducir los costos de mantenimiento. De esta manera, al igual que el
comportamiento presente de un ser humano tiene relación con sus experiencias
vividas, el desempeño actual de nuestras máquinas se explica viendo e
interpretando su antecedente de fallas. Éste
nos puede revelar aspectos importantes como los son la física, su razón de ser
y las consecuencias económicas, ambientales y las relacionadas con la seguridad
ocupacional que tiene de cada avería.
Entender bien las
funciones de la máquina de acuerdo a sus parámetros
de rendimiento y sus condiciones de trabajo, o sea el contexto operativo, es imperativo para establecer adecuadamente su
plan de mantenimiento. Estos dos aspectos son fundamentales para definir las fallas funcionales y determinar los esfuerzos
de mantenimientos necesarios para proteger las funciones críticas de las
máquinas. Cuando miramos el historial de
averías de una máquina es importante comprender que no todas ellas son críticas
y que nuestro esfuerzo y tiempo debe enfocarse en las averías que más nos
afectan, de acuerdo a los correspondientes análisis de las consecuencias de las
fallas.
Separe el
síntoma de la causa
Los síntomas de
cualquier enfermedad de una persona
reflejan la manera en que el malestar se manifiesta y de por sí no revelan
la verdadera causa del padecimiento.
Aplicar un tratamiento a las sintomatologías no asegura que la
enfermedad se cure, aunque observemos
una mejora momentánea. Un
análisis médico más profundo revelará porqué nos hemos enfermado. La aplicación
de un tratamiento efectivo a aquello que provoca la enfermedad evitará la
recurrencia de la molestia.
No obstante, hay
unos hechos observables detrás de cada avería en una máquina y estos eventos,
al igual que los síntomas de la enfermedad, ponen en manifiesto la forma en que se exterioriza la falla. A estos eventos les llamamos en el lenguaje
del mantenimiento centrado en confiabilidad modos
de fallas. Algunos ejemplos que
podemos mencionar son: desgaste de rodamientos, contaminación del aceite,
holgura de los cojinetes, sobre calentamiento del motor, etc. En este punto, la máquina manifiesta unos
síntomas de fallas a través de los modos de fallas que presenta. Existe una razón por la que ocurre una falla
y a ésta se le conoce como la causa raíz
de la avería. Como estamos viendo, la máquina
nos comunica una sintomatología y debemos investigar la causa raíz de estos
modos de falla y aplicar una acción de mantenimiento adecuada para erradicar o
minimizar las consecuencias de la avería.
Investigación
científica de la anatomía de una falla
Hasta ahora
hemos visto que la máquina habla, a través de su historial de fallas, revelando
los modos de fallas que ocurrieron en determinado momento y que provocaron que
fuera incapaz de rendir una o varias funciones de acuerdo a su contexto operativo
y sus parámetros de rendimiento. Una vez
segregados los modos de fallas con sus respectivas causas raíces podemos hacer
un análisis estadístico de estos para determinar de que manera se dieron. A esto se le conoce en el lenguaje de la
ingeniería de confiabilidad “la física de la fallas”. Conocerla nos permite entender si la falla es
prematura, aleatoria o si es causada por desgaste. El método más conocido y tradicional que nos
permite crear un modelo estadístico para poder determinar la física de las
fallas, la vida característica del componente y ser capaces de predecir la
probabilidad de la avería se conoce como Weibull Analysis.
La ventaja
primordial que nos ofrece el Análisis de Weibull es su habilidad para
pronosticar eventos de fallas con una muestra estadística extremadamente
pequeña. Los dos parámetros que definen
la distribución de Weibull son el parámetro de forma BETA y la vida característica ETA. Beta
se relaciona con la física de la falla y Eta representa el tiempo típico de
falla en la distribución de Weibull.
Esta distribución es la más utilizada por los ingenieros de
confiabilidad para analizar “datos de vida”.
La función de la distribución de las fallas acumuladas de Weibull F(t)
provee la probabilidad de fallas al tiempo hasta el tiempo t de modo que:
El parámetro Beta se interpreta de la siguiente manera:
< 1: Las fallas son Prematuras y se recomienda corregir en falla. Además, puede ser recomendable verificar la
calidad de las reparaciones o mejoraras de diseño. = 1: Vida
Útil: Las fallas ocurren con probabilidad constante. No se recomiendan las
restauraciones o remplazos preventivos.
Si las fallas son frecuentes se deben considerar mejoras en el
diseño. El mantenimiento basado en
condición puede ser útil si es costo-beneficioso. = 1 a 3: Mezcla de fallas por desgaste y al
azar. No se recomiendan las
restauraciones o remplazos preventivos. El
mantenimiento basado en condición puede ser útil si es costo-beneficioso. > 3: Fallas por desgaste. El mantenimiento y remplazo preventivo son efectivos
si su costo es inferior al de la falla y sus consecuencias.
El gráfico de
Weibull tiene en la ordenada (eje de x) los tiempos de falla y en la abscisa
(eje de y) el porcentaje acumulado de fallas.
Necesitamos marcar los puntos, de acuerdo a sus coordenadas (x,y) y
luego trazamos una línea de ajuste para estos.
Con los propios datos del tiempo de las
fallas y su porcentaje de fallas acumuladas creamos un modelo
estadístico que nos permite determinar la física de las fallas, la vida
característica y promedio del componente, la probabilidad de fallas a cualquier
tiempo de vida, así como su confiabilidad a cualquier tiempo de operación.
El siguiente ejemplo presenta un gráfico de Weibull de averías mecánicas en una válvula de control de agua helada.
Esta se creó con 4 datos de fallas ocurridas en un rango de tiempo de operación de 100 – 400 días. En otras palabras, los tiempos de fallas fluctúan entre los 100 y 400 días de operación. Los parámetros de Weibull para este caso son:
= 2.25 
= 195 La máquina nos esta hablando y nos dice lo siguiente:
“Tengo una vida característica de poco más de 6 meses y mis fallas se combinan entre aleatorias y por desgaste”. Esta información es suficiente para concluir que los remplazos por tiempo de operación no son muy efectivos como estrategia de mantenimiento para esta válvula. El Monitoreo de condición, a través de algún parámetro de comportamiento que esté relacionado con la avería es la táctica de mantenimiento más apropiada, teniendo en cuenta que los costos relacionados a las tareas de mantenimiento basado en condición deben ser más bajos que los ocasionados por la posible avería.
Conclusión y apuntes finales
Las máquinas nos hablan a través de su historial de fallas, el cual nos puede revelar información útil para determinar los síntomas de las averías, sus causas raíces, su física y la vida característica de los componentes. En este breve ensayo técnico hemos visto cómo el análisis estadístico de fallas revela específicamente la manera en que estas ocurren y sugiere la estrategia de mantenimiento adecuada para evitarlas.
En el presente ensayo hemos abordado sólo una de las aplicaciones del análisis estadístico de fallas pero vale la pena mencionar que este análisis permite predecir otros aspectos relacionados al mantenimiento de activos. Entre los estudios que podemos realizar utilizando el análisis estadístico de fallas como base están los siguientes:
1. Predecir Fallas
2. Determinar la estrategia de mantenimiento adecuada para el activo
3. Calcular el tiempo óptimo de remplazo de activos
4. Estipular el presupuesto de manteniendo
5. Pronosticar los costos de las averías
6. Predecir la mantenibilidad
Tomemos nuestro tiempo y hablemos con nuestras máquinas. Ellas tienen mucho que contarnos de su pasado y el conocimiento de este nos ayudará a establecer un plan de mantenimiento con el equilibrio óptimo entre la confiabilidad y los costos de las fallas. Vale la pena aprender varios lenguajes y entre ellos el que hablan nuestras máquinas.
Ingeniero Mecánico graduado de la Universidad de Puerto Rico. También tiene una Maestría en Ingeniería de
Confiabilidad y Mantenimiento (Maintenance and Reliability Engineering) de la
Universidad de Monash, Au. Consultor Internacional que
cuenta con unos veinte años de experiencia en Mantenimiento Predictivo y Confiabilidad de
Maquinarias. Ha dictado cientos de cursos de RCM, Ingeniería de Confiabilidad,
Análisis de Vibraciones y Optimización del Mantenimiento por los últimos diez
años en la región del Caribe, Latinoamérica y España. Frecuentemente participa en importantes eventos
internacionales relacionados al
mantenimiento y la ingeniería de confiabilidad como ponente. Además es
Presidente de las Empresas PdMtech, Inc con sedes en San Juan, Puerto Rico y
Lima, Perú, consultor Senior del IMMP (Instituto Mexicano de Mantenimiento
Predictivo) y Director del CMMI (Condition Monitoring & Maintenance
Institute), empresa dedicada a la capacitación y consultoría de Mantenimiento
Predictivo, Gestión de Mantenimiento e Ingeniería de Confiabilidad con sedes en
varios países latinoamericanos y España. Entre sus clientes de capacitación y
consultoría figuran importantes empresas como Johnson & Johnson, PEMEX,
Southern Copper, Petro Amazonas, Iberdrola, Pfizer Pharmaceuticals, Petro Perú,
Shell, CEMEX, Coca Cola, Hewlett Packard, etc.
11 comentarios:
Me parece correcto lo que dices, pero las maquinas son como la gente que no puede hablar y es sorda (lamentablemente) entonces hay que tener una persona que interprete las señales que ellas le comunican....esas personas son los Ingª de MANTENIMIENTO, que si aprendieron bien a conocer ese lenguaje, las maquinas seran felices!!! Las historias de fallas son como las historias medicas de los humanos....que coincidencia: tenemos médicos ellas ingenieros!!!!,
Saludos.
Ricardo Pirrone (a través de LinkedIn)
Naturalmente las alarmas es de quien lo documente pague etc.
En ciertos sitios es imposible seguir las alarmas ya que agrupan diferentes problemas a una alarma
El segundo método y el mas eficaz es meternos dentro del autómata para seguir la alarma el cual también peca por no estar totalmente documentado pero es más intuitivo para la gente que nos manejamos por ellos
El tercero es a lo antiguo que es el modelo donde se tarda más pero a veces es muy eficaz que es con el polímetro y siguiendo los cables.
Un saludo
Aitor Aranzábal Guridi (a través de LinkedIn)
Muy buen artículo, realmente me ha despertado la curiosidad en el tema y me ha ampliado conceptos que no tenía en cuenta a la hora de desarrollar un programa de mantenimiento.
Enrique Fabián Huailla (a través de LinkedIn)
Realmente interesante... Gracias por compartirlo..
Amelia Belloso (a través de LinkedIn)
Creo en el principio de que aquellos que han estado en la puesta en marcha de las maquinas es un factor importante a la hora de resolver algunas de las señales de alarma, ya que muchos de los fallos de funcionamiento y entrenamiento se pueden dar con los técnicos de la instalación y que ellos por propia experiencia saben más del detalle de las fallos que suelen ocurrir tanto en la instalación como en su vida útil.
Claudio López García (a través de LinkedIn)
Para poder entender el lenguaje de las máquinas ,se tiene que conocer "idioma" mediante el cual se están comunicando, para interpretarlas se requieren conocerlas de lo general ,a lo particular, mi opinión es siempre forman parte de un proceso, ya sea de una etapa del mismo o bien son determinantes por su función, esto señala que primero tendrán que conocerse sus funciones y parámetros dentro del proceso, sus primeras manifestaciones del comportamiento, se tendrán haciendo un seguimiento de sus condiciones de operación, y de existir cualquier variación, actuar de manera inmediata, pej. supongamos que se tiene un turbo bomba de agua de alimentación a calderas y trabaja de manera continua, el operador, deberá ver sus condiciones de agua de enfriamiento, lubricación, fugas, temperaturas comportamiento dinámico etc. o cualquier síntoma que indiquen sesgo en su comportamiento, estos datos serán de suma importancia para considerar que la maquina está hablando de algún error, sin que esto signifique que sea forzosamente un fallo u anomalía, Tocara a los técnicos de mantenimiento Predictivo, analizar de manera detallada lo que significa la desviación operativa señalada por los operadores. Lo que quiero resaltar que las maquinas "hablan" pero no forzosamente a los mantenedores u operadores.
Jesús Roberto Gómez Milla (a través de LinkedIn)
Estimado Jesús: si es interesante lo que dices, pero el que conoce verdaderamente el IDIOMA de la maquina es su CREADOR y, el lo divulga a través de algo que casi nadie usa, entiendo, cree, etc,etc....es el llamado "MANUAL de OPERACIONES", podemos dudar de esta afirmación..."NO", he visto a través de mis años de experiencia cosas que es mejor no hablar, por ejemplo en México oí esta: " estos •@€¬~#, gringos creen que se la saben todas" o esta otra en España: #~€¬@, que se habrán creio que somos brutos, tengo 20 años con esta máquina" entonces?, no digo con esto que todos los operadores sean así....pero!!!! Si cuando recibimos una maquina, con sus montadores VIERAMOS como se MONTA y preguntáramos de mas, otro seria el panorama, luego entender el Manual de Operaciones, trabajar con la maquina no es encenderla. Amigo: si las maquinas hablaran....que no dirían, entender sus procedimientos, uso, lubricación, temperatura tanto de trabajo como exterior (nunca tomado en cuenta) y otros detalles, las Maquinas serian más felices!!!!
Reciban todos un saludo.
Ricardo Pirrone (a través de LinkedIn)
Perdona Ricardo yo soy español un buen responsable de mantenimiento realiza la 1ª recepción de la máquina en la fábrica donde se monta a poder ser con un par de técnicos y un operador para ver los problemas que pueden surgir, la segunda se hace en la empresa con un seguimiento exhaustivo. También te puedo comentar que todo depende lo que pague la empresa así restringen las modificaciones. Es importante saber hasta qué punto se puede exigir. Yo soy recepcionador y además hago puesta en marcha y me ha ocurrido que montando una misma máquina en dos sitios a uno le hacíamos las alarmas y modificaciones de todo tipo sin problemas y otro previo pago ya que había encontrado el servicio mínimo
Estoy de acuerdo que no nos debemos fiar, pero cada uno hace el trabajo que le exige la fábrica.
Aitor Aranzábal Guridi (a través de LinkedIn)
Estimado AITOR: me gustaría mucho me informaras que significan una operación de montaje: 1-seguimiento exhaustivo; 2- recepcionador; 3- servicio mínimo; alarmas y modificaciones.
No entiendo cuales serian las exigencias de una fabrica al montar EL EQUIPO, supongo que la fabrica ya estipulo con el comprador todo lo necesario. Puede que en España tengan otro tipo de figuras en mantenimiento, o las fabricas tengan otro tipo de sistema, la verdad no lo sé, lo que si se es lo que escribí antes, trabaje en petroleras gran parte de mi vida y en la construcción del metro, y la verdad es la primera vez que oigo que un empresario reciba una maquina en condiciones de lo haya pagado y un fabricante haga lo mismo. En Los EE.UU, cuando se pide una maquina, equipo, el contratante ya sabe de antemano lo que quiere y como lo quiere, a veces se mandan inspectores a las plantas para verificar los parámetros exigidos mas nada, al terminar el montaje de la misma se mandan los futuros operadores con los Ing. de mantenimiento para verificar los manuales y algún que otro detalle Los contratos son solo y solo si de montaje si se exige de parte del contratante.
Bueno, recibe un saludo y supongo que estas en el país Vasco y eres de ahí, bueno mis mejores deseos para que los Leones ganen la Copa.
Ricardo Pirrone (a través de LinkedIn)
Me parece muy acertado el articulo con la diferencia que es cierto que el historial es de vital importancia y el mismo habla!!! La cuestión que muchas veces no escuchamos los gritos de las maquinas...Es por este motivo que muchas veces hay un gran aumento de gastos y un mantenimiento correctivo habitual.
Enmanuel Geduvel Rodriguez García (a través de LinkedIn)
Me explico cómo me ha pedido Ricardo.
Yo sobre todo he trabajado con máquina herramienta y máquinas de producción de paneles solares tanto por deposición como por células
Seguimiento exhaustivo: Es un seguimiento de la implantación de la máquina desde la cimentación hasta la conexión ya que todo son subcontratas
Recepcionador es el que se encarga de verificar que la máquina es correcta y están físicamente todos los elementos contratados
Servicio mínimo de alarmas: como ya sabemos hay alarmas comunes que lo gestiona el mismo DB del autómata esas alarmas llevan un número que muchas veces son la misma alarma en diferentes defec si tu gestionas esos DB y esas salidas puedes identificar mejor las alarmas todo ello si lo has contratado
Las exigencias de la fábrica al montar un equipo es que todo lo que se haya contratado esté, que el funcionamiento esté correcto y como me ha pasado alguna vez es que no haya dispersiones en la medida te pongo un caso:
Una máquina de mecanizado transfert mecanizaba los asientos de la culata, en la medida entraba dentro de tolerancia pero los dos asientos de la derecha en el rango alto positivo en mas 90 micras y el otro también dentro en menos 9 micras el rango es mas menos 100 micras, el montador de la máquina lo quiso dejar así pero yo no le dejé porque al mínimo desgaste de la herramienta se nos iba de tolerancia, al final lo conseguí que lo dejase los dos en positivo.
Aitor Aranzábal Guridi (a través de LinkedIn)
Estimado AITOR: te agradezco me hayas aclarado los puntos, claro que al estar en dos países las expresiones son un poco diferente aunque signifiquen lo mismo.
Ricardo Pirrone (a través de LinkedIn)
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