Analisis de Modos de Falla, Efectos y Critic Id Ad

PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA

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www.ing.puc.cl/rpascualLaboratorio en Gestión de Activos FísicosPhysical Asset Management Lab

Centro de MineríaPontificiaUniversidad Católicade Chile

Análisis de modos de falla, efectos y criticidad

./fmeca.pdf

marzo 2010

marzo de 2005agosto de 2004, marzo de 2004,

agosto de 2003, marzo de 2003,

agosto de 2002, 20 de Marzo de 2002

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“Conoce a tu enemigo y conócete a ti mismo; en cien batallas, nunca saldrás derrotado”

Sun Tzu, El Arte de la Guerra, circa 500 a.c.

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Objetivos

reconocer y describirnaturaleza de las fallas

ganar visión generalnecesidades de mantenimiento;

Identificaráreas de mejoras potenciales y directivas requeridas

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Análisis de modos de falla, efectos y criticidad –FMECA-

método muy usado en análisis de confiabilidadOrigen

Norma US MIL-STD-1629

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Otros similares

HAZOPHAZards and OPerability Analysis

Incluye análisis de operación

Snapshot Similar a FMECA

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Alcances

considera cada modo de falla de cada componente de un sistema y

comprueba causas y efectos

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modo de falla

posibles maneras en que un componente puede fallar

Usualmente muchas

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Que buscamos para cada componente?

¿Como puede fallar?¿Consecuencias de tal falla?¿Criticidad de las consecuencias?¿Como detectar la falla?¿Salvaguardias contra la falla?

Y luego?

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Logros tras el análisis

Asegurartodos los modos de falla concebibles y sus efectos

sean comprendidos

Identificar debilidades en el diseño

Influye en el análisis el estado de desarrollo del diseño?

Como puede ser usado para definir tipos/acciones de mantención?

Sirva para guiar la diagnosis de problemas?

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Logros tras el análisis

Proveer alternativas

en la etapa de diseño

criterios para priorizar acciones correctivascriterios para prioridades en acciones preventivas

Asistir diagnosis de fallas

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tarea de grupo

participantesExperiencia

Operación del equipoConocimiento

relaciones funcionales del sistemaHistorial de fallas

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Enfoques FMECA

1. Por componenteejemplo: picadura en rodamiento

2. Por Funciónejemplo: no hay señal sensorse utiliza cuando

no se pueden identificar componentes específicos el diseño no ha sido plenamente definido.

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Tipos de FMECA

Cualitativoresaltar modos importantes

severidad, detectabilidad,mantenibilidad, seguridad.

Cuantitativo tasa de fallaprobabilidad de fallanivel de criticidad

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Análisis cualitativo

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Análisis cuantitativo

numero de criticidad del modo de falla m:

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A nivel equipo

numero de criticidad del equipola suma de números de criticidad de cada modo de falla

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Análisis cuantitativo

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Modos de falla

condiciones ambientalesterremoto, tornadoalta temperatura

por clase de operaciónprematura, tardía,deformación excesiva

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Campos de la ficha

Frecuencia de la fallatiempo medio entre fallas (MTBF) oalgún numero que pondere entre los equipos.

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Criticidad

Ponderación:I: Insignificante,

el efecto sobre la confiabilidad y/o disponibilidad es mínimo

II: Menor, no afecta la seguridad pero si la confiabilidad y disponibilidad

III: Mayor, no afecta la seguridad pero si la confiabilidad y disponibilidad de manera importante

IV: Crítica,la seguridad es afectada

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Pasos del FMECA

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Paso 1: Establecer el alcance delanálisis

identificar claramente:1. fronteras del sistema a estudiar,

1. Diagrama funcional de bloques

2. profundidad del análisis

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Diagrama funcional de bloques

limita el FMECAguía el FMECA

Bombeo Acondicionamientodel agua CalefacciónFlujo Flujo

filtrado

Recirculación de Cloro

SpaPiscinaPiscina

Gases residuosTemperaturaStatuspresión

Drenajede

sobreflujo

Statusde bombeoautomático

Energíaeléctrica Tabletas

de CloroMedición

PhEnergíaeléctrica

Gasnatural

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Templates

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1.2. Profundidad del FMECA

sobre cada modo de falla:1. Causa raíz de la falla2. Posibles efectos de la falla3. Detección de la falla4. Salvaguardias5. Frecuencia de la falla6. Criticidad de los efectos de la falla

A que profundidad llegar?

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Paso 2: Recopilación de información

EspecificacionesPlanosinformación CADMemorias de calculoInformes de inspeccionesFMECA anteriores

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Paso 3 Preparar la lista de componentesEspecificar:

Funcionescondiciones de operación

temperatura, carga, presión...

condiciones ambientales

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Paso 4: Llenado de la tabla

Desde la etapa de diseñoenriquece el diseñoaumenta confiabilidad, mantenibilidad

Como usar las fichas?

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Usos del FMECA

Preparación de requerimientos de mantenimiento preventivoDiseño de

programas predictivos, indicadores de falla, componentes redundantes

Preparación de árboles de decisiónpara detectar causas de los problemas

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Beneficios

identificardeficiencias en el diseño

mejoras

recomendar programa de inspección

priorizar en función de frecuencia y criticidad, concentrar recursos

modos de mayor prioridad.

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Limitaciones del FMECA

análisis de falla simplecada modo de falla

considerado individualmente.

Si un modo de falla es suficiente para detener una función,

FMECA efectivo.

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Limitaciones del FMECA

en sistemas complejos, un solo modo de falla no es suficiente

pero si se combina con otro, si .

El FMECA no está adaptado Mejor: árbol de fallas

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Ejemplo FMECA

Status inicialFMECA (solo resultados)Programa recomendado

Status final

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Estudio de caso-Desa et al. ’01-

flota de buses interprovinciales de Malasia. aprox 120 buses120 viajes diarios500 Km/viaje promedio5000 personas/día.Personal:600

20%:mantenimiento

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Diagnóstico inicial

833 panas en 1990, 2.3 fallas/día.

Recursos/mant. Correctivabus conductor de reemplazo, 2 mecánicos.

disponibilidad +/-80%

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Diagnóstico inicial

Retrasos30% mantenimiento pues no alcanzaba a reparar los buses a tiempo.

Costos de intervención 27% de costos de operación.

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Actividades preventivas

A, inspección livianaVisual, auditiva3 min

B, cambio de aceite+A (8000 Km)15 min

C, A+B+cambio de aceite caja (24000 Km)1 hora

D, preparación para permiso técnico (6 meses)2 días

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Registros

Inspección diariafecha,horaobservaciones del conductorNo se registraban

detalles del trabajo de reparación realizado tras una inspección, ni la edad del equipo (Km).

No se hacían reportes o indicadores a partir de estos registros.

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Registros

Mantenimiento correctivofecha, hora, lugaridentificación del bus, del conductor, de la rutaidentificación del bus y del chofer de reemplazoidentificación de los mecánicosdescripción breve de la falla

En otra hoja se registraba:trabajo realizadotiempo tomado

sobretiempos

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Registros, historial

Intervención D, OT para las unidades apropiadas dentro del taller. Se incluían campos para identificar el bus, el tipo de trabajo, la fecha, las horas hombre empleadas;

estos datos no eran completados.

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diagnóstico

No se hacían reportes semanales o mensuales de los datos registrados.

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registros de cada vehículo,

en teoría incluían intervenciones preventivas, registros de inspecciones, fallas y mantenimientos mayores

en la practica: solo se registraban los cambios de neumáticos, y el tipo de mantenimiento realizado (A-D).

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Resultados del análisis FMECA

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Numero de fallas por subsistema y por causa

El desgaste es considerado la causa dominantede fallas.

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Costo estimado intervención repuestospor subsistema y por causa

fallas de motor representan más de la mitad de los costos en repuestos.

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Porcentaje de fallas por subsistema

Intervalo: 2 meses

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Motor Transmisión

Aire acondicionado

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Medidas preventivas-estimación del survey-

74% de las fallas podrían haber sido prevenidas o evitadas con un programa de mantenimiento preventivo adecuado.

80% de las panas de motor pueden ser evitadas con mantenimiento preventivo.

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Análisis de Pareto

panas de motorválvulas rotas o con fugas,bombas de combustible rotas,fugas en el piping de combustible y del radiador.

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Mejora

Mejores lubricantesB

desde 8000 Km a 14000 Km

C, desde 24000 km a 42000 km.

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Panas transmisión

problemas asociados al desgaste del embragueM. preventivo

fallas en el árbol de transmisión.

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Panas ruedas

fallas de los pernosmejorando la supervisión y laspracticas de mantenimiento.

Es sabido que estos componente fallan por excesivo o muy poco apriete de las tuercas.

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diagnostico

falta de supervisiónchecklist de inspección inadecuadosfalta de mecánicos bien preparados

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Medidas adoptadas

1. Revisión de la lista de items a revisar en las inspecciones, y en el formato de la hoja de inspección.La nueva hoja

aparte de los items de checklist, descripción de las fallas reportadas y detectadas durante la inspección, acciones tomadas, nombre del inspector y de los mecánicos.

Tras cada revisión, documento endosado por el jefe a cargo.

incrementa la supervisión y mejorar la calidad de la inspección.

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Medidas adoptadas

2. reemplazo preventivo de piezas tales como: embrague, alternador;

reacondicionamiento periódicoaire acondicionado.

3. Capacitación de los conductores en operación y mantenimiento básico de los vehículos.

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Bibliografía recomendada

J. Moubray, RCM, 1997R. Pascual. El Arte de Mantener (draft). PUC.

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