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Los Papeles Halagadores del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad y el
Monitoreo de Condición
Por
Richard Overman, M.S., CMRP y Roger Collard, CMRP
Por décadas las tecnologías del Monitoreo de Condición (CM por sus
siglas en ingles) , tales como el análisis de vibración, imagen termal
infrarroja, ultrasonido y muchas otras han sido utilizadas extensamente
para detectar fallas eminentes del equipo en una gran variedad de
industrias. Por supuesto, algunas compañías han sido más exitosas con el
monitoreo de condición que otras. Desgraciadamente, una tentativa
fracasada en aplicar una tecnología CM muchas veces lleva a personas y
compañías a descontar los beneficios que estas tecnologías pueden
proporcionar. Aún así, hoy queda poca duda que las tecnologías de
Monitoreo de Condición son fundadas en la práctica científica y, si son
aplicadas correctamente, se realiza el despliegue de historiales que lo
prueban.
Es decir, las compañías pueden darse cuenta de un rendimiento
significativo de la inversión en las tecnologías del Monitoreo de
Condición. Sin embargo, los programas deben ser administrados utilizando
las mejores prácticas empresariales y esfuerzos de valor agregado para
llevar al máximo los beneficios de las tecnologías de CM. Una manera
para hacer esto es aplicar la metodología del Mantenimiento Centrado en
Confiabilidad (RCM por sus siglas en ingles). Utilizar esta metodología
de RCM es un instrumento tan efectivo para llevar al máximo los
beneficios de las tecnologías de CM porque la meta entera (y el
resultado) del proceso es de aplicar el procedimiento correcto de
mantenimiento en el tiempo correcto y por la persona(s) correcta. El
análisis de RCM no sólo identifica la tecnología de Monitoreo de
Condición correcta para utilizar, sino también el intervalo aceptable
para la inspección. Discutimos también las consideraciones económicas de
las tecnologías del Monitoreo de Condición como parte del análisis de
RCM, permitiendo al usuario investigar el nivel de pericia requerida
para producir los resultados aceptables para una tecnología dada.
Parece que cada año, las grandes inversiones de capital son hechas en
las últimas tecnologías, con un mínimo de pensamiento dado a una
aplicación efectiva del programa. A menudo esto tiene como resultado un
rendimiento de calidad inferior de la inversión. Integrar las
tecnologías de CM con un análisis apropiadamente desarrollado de RCM
aumentará dramáticamente la eficacia de sus tecnologías de Monitoreo de
Condición. Tal integración evita la duplicación del esfuerzo y la mala
aplicación de CM, asegurando que los esfuerzos de la inspección son
dirigidos en predeterminar los modos de falla y evitar las consecuencias
de esas fallas.
Cuándo nosotros pensamos en la integración de RCM y las tecnologías de
CM, dos conversaciones vienen a la mente. Mientras ambas de estas
conversaciones implicaron el análisis de vibración, podrían haber
implicado fácilmente cualquiera de las otras tecnologías de CM o de
mantenimiento predictivo.
La primera conversación implicó una planta que utilizó ventiladores
grandes durante su proceso de producción. Al hablar con uno de los
ingenieros de mantenimiento, él mencionó que utilizan el análisis de
vibración para saber cuando los ventiladores necesitan limpieza.
Posterior en la conversación, él indicó que cierran los ventiladores
para limpiarlos cada 6 meses. La pregunta obvia es ¿porque hace ambos?
¿Si el análisis de vibración predice adecuadamente cuando los
ventiladores necesitan ser limpiados, por qué tiene un cierre
planificado para limpiarlos apenas? ¿Por otro lado, si la planta ya esta
cerrada, y limpiar los ventiladores permitirá en aquel momento que
operen por otros 6 meses, por qué hace el análisis de vibración? El
proceso del análisis de RCM esta diseñado para proporcionar una manera
bien documentada y estructurada para evaluar estas y otras funciones de
las estrategias de conservación.
La segunda conversación implicó una planta que utiliza muchas bombas. El
personal de mantenimiento de la planta indicó que ellos realizan el
análisis de vibración en las bombas una vez al mes. Cuándo pregunte por
qué, la respuesta fue que esto es lo que el vendedor del equipo de
vibración recomendó. A preguntar aún más, los técnicos revelaron que las
bombas trabajaban cerca de 6 meses después de que un problema potencial
era detectado por el análisis de vibración. Una pregunta razonable a la
luz de la advertencia de 6 meses, es ¿por qué realizan el análisis de
vibración todos los meses? ¿Por qué no cada 2 o 3 meses? Una pieza
adicional, y muy importante, de información es que la planta requiere la
disponibilidad de bombas al 100 por ciento en los meses del verano, pero
puede aceptar las fallas durante los meses de invierno. Esto levanta la
pregunta, ¿por qué hace el análisis de vibración no se realiza en todos
los meses del invierno?
El punto clave es que tecnologías de CM a menudo son tratadas como un
producto final antes que uno de muchos instrumentos posibles de
conservación. El proceso del análisis de RCM proporciona un método
documentado y estructurado para evaluar el uso eficiente y efectivo de
las tecnologías de CM.
Tecnologías de Monitoreo de Condición
Una plétora de tecnologías de monitoreo de condición ha aparecido en los
últimos 40 años en respuesta a una necesidad específica. Esta necesidad
fue revelada en un estudio realizado para la industria comercial de una
linea aérea en los inicios de los años sesenta durante el desarrollo del
programa de mantenimiento preventivo para el "nuevo" Boeing 747. "El FAA
imaginó inicialmente este programa para ser 3 veces más extenso que el
programa del 707 bajo la base que el 747 llevarían 3 veces más
pasajeros". 1 Las lineas aéreas supieron que tal programa no sería
económicamente viable y lanzarían un estudio mayor para validar las
características de fallasde componentes del avión.
La
figura
1
muestra los resultados
de
ese estudio.
Figura 1 - Características de las Fallas de los Componentes de una
aeronave 2
En la figura 1 vemos que sólo 11 por ciento de los componentes demostró
una característica de falla que sostuvo una revisión o reemplazo
planificado (removidos de la planificación). El ochenta y nueve por
ciento presento características aleatorias de fallas por lo que un
retiro planificado no era efectivo. Desde que un retiro planificado era
el programa planificado primario de mantenimiento en aquel momento,
nuevas maneras fueron necesarias para tratar con el 89 por ciento no
aplicable al retiro planificada. Entran las tecnologías de Monitoreo de
Condición. Las tecnologías de CM fueron desarrolladas para predecir el
comienzo de la falla para los componentes que exhibían una
característica aleatoria de falla.
Con el paso de los años, varios nombres han sido añadidos a la familia
de las tecnologías de CM, tales como mantenimiento sobre condición,
mantenimiento basado en condición, mantenimiento preventivo y el
mantenimiento predictivo. Nuevas tecnologías de CM son desarrolladas
continuamente con un enfoque creciente en sistemas computarizados para
realizar un continuo CM del equipo. Definiremos una tecnología de CM
como una que verifica la condición del componente o el proceso en una
base regularmente planificada para buscar el inicio de la falla. La
planificación regular puede ser medida en términos de meses, horas de
operación, o microsegundos, como sería el caso para las tareas de
"monitoreo continuo".
Figura 2 - Criticalidad de las bombas variadas por la temporada, pero
por los intervalos entre el análisis de vibración se quedaron en
constante.
Con el paso de los años mucha atención ha sido dedicada al desarrollo de
estas tecnologías. Una pregunta razonable para nosotros mismos sería,"¿
Debemos enfocarnos más en el uso eficiente y efectivo de estas
tecnologías"? Para hacer esto necesitamos preguntar, ¿cómo decidimos
cuál de las muchas tecnologías de CM debemos utilizar? ¿Con qué
frecuencia debe ser aplicada cada una de estas tecnologías de CM? ¿Es
continuo que vale la inversión? ¿Cuán buenas son las tecnologías de CM
en detectar el comienzo de las fallas? Estas y otras preguntas necesitan
ser atendidas para equipos específicos dentro de la aplicación
específica del equipo. El proceso de RCM proporciona un proceso
documentado y estructurado para evaluar estas preguntas.
Mantenimiento Centrado
en
Confiabilidad
El estudio que genero el desarrollo del Monitoreo de Condición también
desarrollo el proceso del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM
por sus siglas en ingles). Para identificar los requisitos apropiados
del mantenimiento para el Boeing 747, los representantes de varias
líneas aéreas desarrollaron un proceso que llegó a ser conocido como el
grupo logístico de mantenimiento de Dirección (MSG por sus siglas en
ingles). En 1978, el Departamento de la Defensa de los EEUU pidió a
Stanley Nolan y a Howard Heap, ambos de United airlines, exponer sobre
las filosofías de MSG para su aplicación a la aviación militar. Su
reporte presentó el nombre de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad.
Después de MSG-1, el desarrollo de RCM continuó con tres trayectorias
claras y separadas como se muestra en la figura 3. Las tres trayectorias
son la trayectoria comercial de la aviación, la trayectoria militar de
la aviación (dirigida por la Armada) y la trayectoria comercial de la
industria. La trayectoria comercial de la industria llegó a ser la más
diversa con muchos grupos y diversas personas entrando a este nuevo
mercado. RCM llegó a ser dividido en dos grupos principales: los
procesos "clásicos" de RCM y procesos híbridos de RCM. RCM híbrido
incluye varios métodos que procuran simplificar y acortar el proceso de
RCM. La Sociedad de Ingenieros Automotores (que implica cada modo de
transporte incluyendo riel, aviación, automóviles, y el espacio) vio una
necesidad de escribir un standard3 que define lo que un proceso debe
incluir en el orden para ser un proceso "verdadero" de RCM – eso es, un
proceso que se conforma al concepto original de RCM y uno que incluye
todos los pasos necesarios para mantenerlos fuera de ser peligroso. Este
estándar fue publicado
en 1999.
Figura
3 – Historia de RCM
El estándar de SAE define RCM como, "Un proceso específico utilizado
para identificar las políticas que deben ser aplicadas para manejar los
modos de falla que podría causar la falla funcional de algun activo
físico en un contexto operador dado". Puede ser mirado también como un
proceso para evaluar las estrategias de la conservación de la función.
La meta del proceso de RCM es de asegurar que las personas correctas
realicen el mantenimiento correcto, en el momento oportuno, en la manera
correcta, con la capacitación y la herramienta correcta. RCM es una de
las muchas estrategias de reservación de función evaluada durante un
análisis de RCM. Las otras estrategias de la conservación de la función
son otro mantenimiento planificado, cambios del diseño, mejoras en la
capacitación, los cambios operacionales, los cambios en el momento, y la
falla mientras trabaja. Echemos una mirada a la evaluación de RCM de la
aplicación de tecnologías de CM.
Figura 4 - La imagen infrarroja de un molino impulsado por un piñón.
Infrarrojo es una manera interesante de verificar la alineación en
engranajes grandes. El lugar de peligro debe ser centrado.
Juntando CM y RCM
En nuestros anteriores ejemplos de CM, nos planteamos las siguientes
preguntas, las cuales fueron:
1. ¿Como decido cual de las tantas tecnologías de CM debo usar?
2. ¿Que tan seguido se debe aplicar una tecnología de CM?
3. ¿Vale la pena una continua inversión en CM?
4. ¿Que tan buenas son las tecnologías de CM para detectar una falla?
RCM proporciona las filosofías analíticas para contestar efectivamente
estas preguntas. El proceso de RCM dirige las primeras dos preguntas en
la determinación del intervalo de la degradación (ver figura 5). La
figura 5 es algo complicada, pero aquí están unas cuantas ideas
fundamentales para notar. El estándar de RCM da los criterios siguientes
para la viabilidad técnica de una tarea de CM. 4
1. "Debe existir una falla potencial claramente definida" (el punto B en
la figura 3).
2. "Debe existir un intervalo P-F identificable" (P-F significa "el
potencial a la falla funcional" intervalo y es igual que el intervalo de
la degradación en la figura 3, el intervalo del punto B para señalar
C).
3. "El intervalo de la tarea será menos que el intervalo P-F brevemente
probable" (intervalo de inspección <intervalo de degradación).
4. "Será físicamente posible hacer la tarea en intervalos menos que el
intervalo P-F".
5. "El tiempo más corto entre el descubrimiento de la falla potencial y
la ocurrencia de la falla funcional (el intervalo de la degradación
menos el intervalo de la tarea) será lo suficiente para una acción
predeterminada para ser tomada para evitar, eliminar, o para aminorar
las consecuencias del modo de falla".
Durante el proceso de RCM, el criterio técnicamente posible es aplicado
a las tecnologías de CM que quizás sean utilizadas para detectar la
falla potencial. Un intervalo de la inspección es identificado para cada
uno. El intervalo de la inspección puede ser diferente porque diferentes
tecnologías de CM pueden detectar el comienzo de la falla en lugares
diferentes por la curva de la degradación. Para la seguridad y
consecuencias ambientales, la tarea es técnicamente posible si la tarea
en el intervalo identificado reduce la probabilidad de falla a un nivel
tolerable definido. Para consecuencias operacionales y no-operacionales,
la tarea en el intervalo identificado es técnicamente posible si es
costo-efectiva. Un análisis de costes es realizado en todas las
tecnologías técnicamente posibles para ver las que son más
costo-efectivas.
Figura
6 - Eddy hacienda una prueba.
Uno de las opciones técnicamente posibles puede ser instalar un sistema
de monitoreo continuo del activo para identificar la condición potencial
de la falla tan pronto como sea posible. Un análisis de costes de esta
opción junto con las otras opciones forma parte del proceso de RCM. La
opción de monitoreo continuo es la que vale la pena si es que es la
mejor costo-efectiva.
Finalmente, una palabra acerca del cuarto de nuestras preguntas claves
listadas previamente. La parte de identificar el intervalo de la
inspección implica una estimación de la eficacia de la tarea. Esto es
dirigido generalmente como la probabilidad que una falla potencial será
encontrada, asumiendo que existe. Esta es una parte del conjunto del
desarrollo de las tecnologías de CM que necesita más atención. Los
estudios académicos en cuán efectivas son estas tecnologías, están en
varios niveles de pericia. Una gran parte del trabajo ha sido realizada
para desarrollar las tecnologías; sin embargo, aun se necesita mucho
trabajo por realizar para determinar cuán efectivas son realmente.
Conclusión
Las tecnologías de Monitoreo de Condición son instrumentos excelentes
para identificar fallas potenciales. Como las herramientas, estas
necesitan ser aplicados en las circunstancias correctas y sólo cuándo es
necesario. El proceso de RCM esta diseñado para identificar esas
circunstancias y para determinar cuando son necesarias.
El Sr. Overman fue miembro del Comité de la Sociedad de Ingenieros
Automotores que desarrolló el estándar de SAE RCM y escribió la guía. Ha
sido un facultativo certificado en el proceso II de RCM y es Ex
Ingeniero Principal de RCM de Wyle Laboratories, Inc. El Sr. Collard es
un facultativo experimentado de RCM en el el proceso de RCM II con
extensa experiencia en CM en equipo móvil y estacionario. Actualmente es
Ingeniero Principal de RCM para Wyle Laboratories, Inc.
Referencias
1.-
“RCM Comes Home to Boeing”, Robert J. Ladner, et. al., MAINTECH SOUTH
Conference, December, 1998
2.
“Reliability Centered Maintenance”, F. Stanley Nowlan, et. al., 1978
(Note that the horizontal axis represents time and the vertical axis
represents the conditional probability of failure.)
3.
“Evaluation Criteria for Reliability-Centered Maintenance (RCM)
Processes”, SAE JA1011, Society of Automotive Engineers Surface Vehicle/
Aerospace Standard, Aug. 1999
4.
“Evaluation Criteria for Reliability-Centered Maintenance (RCM)
Processes”, SAE JA1011, Society of Automotive Engineers Surface Vehicle/
Aerospace Standard, Aug. 1999, p 8. |
