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8/16/2019 Unidad 2 RCM
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Mantenimiento Centrado en la
Confiabilidad RCM)
Gestión Estratégica del Mantenimiento
09/03/2016 Ing. Luis Hurtado
“Si no conoces el medio en el que trabajan los equipos, no vas a poderoptimizar su rendimiento”
Luis Hurtado
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Índice
• Introducción
• Objetivos Generales
1. Las funciones de los equipos
2. Las fallas funcionales.
3. Análisis de los modos de falla y sus efectos (FMEA).
4. Consecuencia de las fallas.
• Bibliografía.
Introducción
• Para implementar un plan de mantenimiento efectivo, esimportante conocer el equipo, su funcionamiento losestándares bajo los que trabaja así como el medio dondese encuentra puesto que va a determinar los modos defalla mas predominantes que afectan a la función de las
maquinas y van a generar consecuencias en el sistemaproductivo. En esta unidad se conocerán los principiosbásicos de la estrategia del RCM y su forma deaplicación en la implementación de un plan demantenimiento centrado en las consecuencias de lasfallas de los equipos críticos en los sistemas productivos.
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Objetivos Generales
• Interpretar y aplicar la metodología RCM para diseñarplanes de mantenimiento.
• Diferenciar las consecuencias de las fallas y su utilizaciónen la toma de decisiones de mantenimiento.
• Seleccionar actividades de mantenimiento en función alas consecuencias de los modos de falla.
Tema 1. Las Funciones de los Equipos
Ingeniería del Mantenimiento
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• Comprender que es una función y los diferentes tipos defunción empleados.
• Determinar con precisión las funciones y los estándaresde rendimiento asociados a los equipos.
• Ser capaz de elaborar una hoja de información sobre lasfunciones de los equipos
1.1. Objetivos
1.2. Descripción de Funciones
La descripción de una función debe consistir de un verbo,
un objeto y un estándar de funcionamiento
X Y
Descripción:
La bomba puede
entregar hasta
1000 litros de agua
por minuto
Toma de agua del
deposito: 800 litros por
minuto
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• De lo expuesto anteriormente, podemos concluir:
– Para que un activo físico sea mantenible, elfuncionamiento deseado debe caer dentro del margende su capacidad inicial.
– Se debe conocer la capacidad del activo físico y cuales el funcionamiento mínimo que el usuario necesitadel activo.
• Existen otros estándares de funcionamiento que tambiéndeben ser considerados.
En conclusión:
• Se tiene otros estándares de funcionamiento aconsiderar:
– Estándares de funcionamiento Múltiples
– Estándares de funcionamiento Cuantitativos
– Estándares de funcionamiento Cualitativos – Estándares de funcionamiento Absolutos
– Estándares de funcionamiento Variables
– Límites superiores e inferiores
Estándares de Funcionamiento
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Factores a tener en cuenta:• Si el activo físico es parte de un proceso continuo o por lotes.• La presencia de redundancia o modos de producción alternativa.• Los Estándares de calidad requeridos.• El contexto operacional y Estándares ambientales.• Riesgos para la seguridad.• Turnos de trabajo.• Volúmenes de almacén de productos terminados y de trabajo en
proceso.• Tiempo de reparación.• Política de repuestos en almacén.• Tendencias y fluctuaciones estacionales en la demanda del
mercado, y/o el ingreso de la materia prima.
1.4. El Contexto Operacional
• Funciones primarias
• Funciones primarias múltiples
• Funciones secundarias:
– Ecología-integridad ambiental.
– Seguridad-integridad estructural.
– Control-contención-confort.
– Apariencia.
– Protección.
– Eficiencia-economía.
– Funciones superfluas
1.5. Tipos de Funciones
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• Funciones de los sistemas de Protección:
– Llamar la atención a los operadores en caso decondiciones de funcionamiento anormal.
– Detener el equipo cuando se produce la falla.
– Eliminar o aliviar las condiciones anormales derivadasdespués de la falla.
–
Tomar control o reemplazar la función que ha fallado. – Prevenir la aparición de situaciones peligrosas.
1 6 Registro de Funciones
• Una función defineprecisamente los objetivosde la empresa.
• Se listan empezando por lasfunciones primarias
Hoja de trabajo de Información RCM IISistema:
Sub-sistema:
Función
1 Bombear agua del tanque A al tanque B a no
menos de 800 litros/min
2 No contaminar el medio ambiente con aceites
lubricantes
3 Seguro cuando esta en estado operativo.
4 Controles accesibles desde el punto de
operación
5 Estar completamente limpio
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Tema 2. Las fallas funcionales
Ingeniería del mantenimiento
• Interpretar la definición de «Falla» y su relación con lafunción del equipo.
• Relacionar falla y contexto operativo.
• Elaborar un documento en el que se pueda describir la
función y sus correspondientes fallas funcionales
2.1. Objetivos
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• Se define en términos de«perdida de una funciónespecífica» y no como la «falladel activo como un todo»
• La «falla funcional» describeestados de falla y no a la fallapor si sola
2.2. Falla
«Se define «falla» como la incapacidad de cualquier activo de haceraquello que sus usuarios quieren que haga
CAPACIDAD
FUNCIONAMIENTO
DESEADO
Falla Funcional
F U N C I O N A M I E N T O
Falla funcional según los siguientes aspectos:
• Falla total y parcial• Límites superiores e inferiores
• Instrumentos de medición e indicadores
• El contexto operacional
2.3. Falla Funcional
«Una falla funcional se define como la incapacidad de
cualquier activo físico de cumplir una función según un
parámetro de funcionamiento aceptable para el usuario»
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• Perdida total de unafunción.
• Aún funciona pero fuerade los límitesadmisibles
Falla Total o Parcial
CAPACIDAD
FUNCIONAMIENTO DESEADO
Falla Funcional
F U N C I O N A M I E N T O
• Se debe registrar las fallas funcionales asociadas concada función, si los estándares están por debajo de loque los usuarios quieren que haga.
Funcionamiento Deseado
(Lo que el usuario quiere que haga)
Deterioro Actual
El Recurso esta aun bien a pesar
del deterioro
F U N C I O N A M I E N T O
CAPACIDAD INICIAL
(Lo que puede hacer)
Margen de Deterioro
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• Los límites significan que el recurso a fallado si produceproductos defectuosos por encima del límite superior opor debajo del límite inferior.
• Las consecuencias asociadas a pasar el límite superiorson normalmente diferentes de aquellos asociados a noalcanzar el límite superior.
• Pueden manifestarse de dos maneras:
–
Capacidad mas allá de los límites de especificación. – Rango de capacidad ancho, abarca los límites superior
e inferior.
Límites Superiores e Inferiores
Límite superior de especificación
Límite inferior de especificación
Capacidad
R e n d i m i e n t o
p r o m e d i o
d e s e a
d o Inspección = OK
Fuera de especificación
= Fallado
Rango de Capacidad solo excede el límite superior
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Límite superior de especificación
Límite inferior de especificación
Capacidad
R e n d i m i e n t o p r o m e d i o
d e s e a d o Inspección = OK
Fuera de especificación
= Fallado
El Rango de capacidad se extiende entre los límites superior e inferior
• Los límites superior e inferior también se aplican a losestándares de rendimiento asociados con los medidores,los indicadores y los sistemas de protección y control.
• Se puede tratar el rango de estos límites separadamente
al listar las fallas funcionales.• Ejm: un termómetro de debe marcar entre ciertos límites,
entonces, falla cuando no marca o marca fuera de loslímites deseados.
Instrumentos de Medición e indicadores
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• La definición exacta de falla depende del contexto, porejemplo:
– Una bomba de 1000 lt/min, fallara si dá menos de 800lt/min, si la necesidad es de 800 lt/min. Es decir que a900 lt/min no falla al menos que la necesidad se elevepor encima de 900 lt/min.
El contexto operacional
2.4. Quién debe establecer los estándares?
El encargado de seguridad dice:"FALLADO"
El encargado de mantenimiento dice:"FALLADO"
El gerente de producción dice:"FALLADO"
Comienza la fuga
CHARCO DE ACEITE
CONSUMO ELEVADO
EL EQUIPO DEJA DE TRABAJAR
C O N D I C I O N
TIEMPO
Deterioro por fuga
Diferentes puntos de vista de «FALLA»
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2.5. Como deben
listarse las Fallas
Funcionales
Hoja de trabajo de Información RCM IISistema: Alimentación Agua
Sub-sistema: Bomba Elevación
Función Falla Funcional
(Pérdida de Función)
1 Bombear agua del tanque A A No bombea nada de agua
al tanque B a no menos de B Bombea menos de 800 lt/min
800 lt/min
2 No contaminar el medio A Derrame de aceite en el piso
ambiente con aceite lubricante contaminando el medio
ambiente
3 Seguro en estado operativo A No es seguro cuando esta
funcionando
4 Controles accesibles que A Ubicación de controles no
permitan observar el funciona- permiten observar funciona-
miento miento de la bomba
5 Estar completamente limpio A Esta sucio
Tema 3. Análisis de los modos de falla
y sus efectos FMEA)
Ingeniería del mantenimiento
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RCMHoja de Información
FUNCION FALLA FUNCIONAL
SISTEMA
SUB-SISTEMA
Sistema agua de enfriamiento
1 Transferir agua del tanque
X al Y a no menos de 800 lt/min.
A Indisponibilidad para
transferir agua
B Transfiere agua a menos de800 t/min.
MODO DE FALLA
1
2
3
4
5
Rodamientos atascados
Impeler golpeado por objeto
Motor quemado
Acoples rotos por fatiga
Válvula de entrada cerrada
1 Impulsor gastado
Línea succión parcialmente
bloqueada2
Ejemplo: Modos de Falla de una Bomba
Ejemplo Registro de Modos de Falla
En el día a día de mantenimiento se trabaja a nivel de modos de falla:
• Las O.T. surgen para cubrir modos de falla específicos.
• El planeamiento planea para abordar modos de falla.
• Existen reuniones diarias se abordan las fallas ocurridas, responsables ysoluciones para que no vuelva a suceder. Se habla de modos de falla.
• El historial de la máquina en gran medida registra modos de falla.
- Porqué analizar Modos de Falla?
En la mayoría de los casos, los modos de falla son manejados
después de haber ocurrido.
(Mantenimiento Reactivo)
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• Identificar los modos de falla que puedan afectar al equipo, antes de queocurran o antes de que vuelvan a ocurrir.
• Evaluar las consecuencias y decidir en base a ello.
• Las tareas de mantenimiento son manejadas a nivel de modos de falla.
- Porqué analizar Modos de Falla?
Los eventos (modos de falla) deben ser manejados antes de queocurran.
(Mantenimiento Proactivo)
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4%
2%
5%
14%
7%
68%
11% podría
beneficiar con
la limitación de
la vida útil
89% no puedebeneficiarse de
una limitación de
la vida útil
A
B
C
D
E
F
La curva de la bañera: Mortalidad Infantil, seguidoprimero por una probabilidad constante o
gradualmente creciente y luego por una región de"desgaste" pronunciado. Es deseable un limite de uso,previendo que un gran numero de unidades sobrevivana la edad a la cual comienza el desgaste.
Probabilidad de falla constante o gradualmente
creciente, seguido por una región de desgastepronunciado. Denuevo, se debe considerar un limitede uso (esta curva es característica de los motores
reciprocantes de aeronaves).
Probabilidad de fallas gradualmente creciente, pero sinuna edad de desgaste identificable. Normalmente noes deseable establecer un limite de uso en tales casos
(esta curva es característica en las turbinas deaeronaves)
Probabilidad de falla baja, cuando el item es nuevo o
recien retirado del almacen, seguido de un aumentorápido hasta un nivel constante.
Probabilidad de falla constante a cualquier edad.(distribución exponencial de supervivencia)
Mortalidad infantil, seguido por una probabilidad defalla constante o ligeramente creciente
(particularmente aplicable a equipos electrónicos).
Patrones de Falla
Pueden ser clasificados en tres grupos:
• Cuando la capacidad cae por debajo del funcionamientodeseado (Capacidad Decreciente).
• Cuando el funcionamiento deseado se eleva mas allá de lacapacidad inicial (Aumento del Funcionamiento Deseado).
• Cuando desde el comienzo, el activo físico no es capaz dehacer lo que se quiere (Capacidad Inicial).
3.4. Categorías de Modos de Falla
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Capacidad Decreciente
Causas Principales
• Deterioro.• Fallas de lubricación.
• Polvo o suciedad.
• Desarmes.
• Errores humanos quereducen la capacidad
CAPACIDAD INICIAL(que puede hacer)
FUNCIONAMIENTO
DESEADO
La capacidad cae por debajo
del funcionamiento deseado
luego de que el activo físico es
puesto en servicio.
Modos de Falla.- Categoría 1
F U N
C I O N A M I E N T O
Aumento del Funcionamiento Deseado
• El funcionamiento deseado aumenta hasta que el activo físico no puedaresponder a él.
• El aumento del esfuerzo acelera el deterioro hasta que el equipo deja deser confiable.
Ocurre debido a:
• Sobrecarga deliberada prolongada.
• Sobrecarga no intencionalprolongada.
• Sobrecarga no intencionalrepentina.
• Material de proceso incorrecto
CAPACIDAD INICIAL
(que puede hacer)
FUNCIONAMIENTO DESEADO
El funcionamiento deseado se
eleva mas allá de la capacidad
luego de que el equipo entra
en servicio.
Modos de Falla.- Categoría 2
F U N C I O N A M I E N T O
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Capacidad Inicial
• Funcionamiento deseado fueradel rango desde el inicio.
• Afecta una o dos funciones ocomponentes. CAPACIDAD INICIAL
(que puede hacer)
El funcionamiento deseado se
sobrepasa la capacidad inicial
desde el inicio.
F U N C I O N A M I E N T O
Modos de Falla.- Categoría 3
FUNCIONAMIENTO DESEADO
3.5. Cuánto detalle?
«Los modos de falla deben ser definidos con el detalle suficiente
como para posibilitar la selección de una adecuada política de
manejo de falla»
Poco detalle conducen a
análisis superficiales y
en ocasiones peligrosos
Demasiado detalle
ocasiona que el proceso tome
demasiado tiempo
(Parálisis Analítica)
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• Causalidad : Definidas a diferentes niveles de detalle – Causa Raíz – Error Humano
• Probabilidad : Posibilidades razonables de ocurrir en el contexto. – Fallas que han ocurrido antes en los mismos activos físicos o
similares. – Fallas que están bajo mantenimiento proactivo que ocurrirían si
se dejase de hacer mantenimiento – Fallas que no hayan ocurrido pero se considere una posibilidad
real.• Consecuencias: Fallas con probabilidad de ser severas aunque
sean de probabilidad remota
Nivel de Detalle
Nivel de detalle
Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 Nivel 5 Nivel 6 Nivel 7
Falla grupo bombeo Falla bomba Falla impulsor Desplazamiento del impulsor Tuerca colocada sin ajustar Tuerca ajustada incorrectamente Error montaje
Tuerca robada Tuerca corroida
Tuerca material incorrecto Material mal especificado
Mat. mal suministrado
Tuerca implulsor partida Tuerca muy ajustada Error montaje
Tuerca de material incorrecto Material mal especificado
Mat. Mal simunistrado
Chaveta de Impulsor rota Mat. Mal especificado Error de dieño
Mat. Mal suministrado Error de compra
Error de almacenaje
Error de pedido
Golpe en el impulsor Pieza olvidada luego de Mtto Error montaje
Objeto extraño en sistema Malla de succión no instalada Error de montaje
Malla perforada por corrosión
Carcaza rota Tuercas carcaza perdidas Bulones carcaza poco ajustados Error montaje
Bulón perdido por vibración
Bulones corroidos
Bulones cortados por fatiga
Falla la junta de carcaza Junta montada incorrectamente Error montaje
Junta erosionada
Carcaza partida Carcaza golpeada por vehiculo Error operativo
Bomba en posición expuesta Error deseño
Aplastada por aerolito Golpeada por meteorito
Golpeada por parte de avión
Falla sello bomba Desgaste y rotura normal Sello deteriorado
Bomba en vacio Falla el suministro de agua
Sello desalineado Error montaje
Caras de sello sucias Error montaje
Sello mal montado Sello entregado equivocado Error compra
Error almacenaje
Sello mal especificado Error diseño
Montaje de sello dañado Sello caído en almacén Error almacenaje
Sello dañado en traslado Error compra
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Cuando se describen los efectos de una falla se debe registrar losiguiente:
• Que evidencia (si la hay)se tiene que la falla ha ocurrido?• De qué manera (si la hay) está relacionado con la seguridad o el
medio ambiente?• De qué manera (si la hay) afecta a la producción o a las
operaciones?• Que daño físico (si lo hay) es causado por la falla?• Que debe hacerse para reparar la falla?
3.6. Efectos de Falla
Los efectos de falla describen que ocurre cuando ocurre
un modo de falla.
3.7. Fuentes de Información acerca de Modos de Falla
• El fabricante o proveedor del equipo cuyo aporte eslimitado por las siguientes razones:
– Rara ves están involucrados en la operación cotidiana.
– Tienen poco acceso a información acerca del contextooperacional (estándares, consecuencias y habilidades de
operadores y mantenedores)
• ………
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• ……….
• Listas genéricas de modos de falla a veces muy completospero preparados por otras personas. Tener cuidado debido a:
– El nivel de análisis puede ser inapropiado.
– El contexto operacional puede ser diferente.
– Los estándares de funcionamiento pueden cambiar.
• Otros usuarios de la misma maquinaria.
• Registros de antecedentes técnicos (historia).
• Las personas que operan y mantienen el equipo, la cual es lamejor fuente de información.
Tema 4. Consecuencia de las fallas
Ingeniería del mantenimiento
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Factibilidad Técnica
El mantenimiento proactivo tiene que ver mucho mas con
evitar o reducir las consecuencias de la falla que con prevenir la
falla misma
Vale la pena realizar una tarea proactiva si resuelve
adecuadamente las consecuencias de la falla que se pretendeevitar
Funciones Ocultas y Evidentes
Categorías de fallas evidentes:
• Consecuencias para la seguridad y medio ambiente.
• Consecuencias operacionales.
• Consecuencias no operacionales
Una función evidente es aquella cuya falla finalmente e
inevitablemente será evidente por sí sola a los operadores en
circunstancias normales.
Una función oculta es aquella cuya falla no será evidente a los
operadores en circunstancias normales, si se produce por sí
sola.
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Consecuencias para la Seguridad y Medio Ambiente
Un modo de falla tiene consecuencias
para la seguridad si causa una pérdida de
función u otros daños que pudieran
lesionar o matar a alguien.
Un modo de falla tiene consecuencias
ambientales si causa una pérdida de
función u otros daños que pudieran
conducir a la infracción de cualquier
normativa o reglamento ambientalconocido.
Para modos de falla que tienen
consecuencias para la seguridad o el
medio ambiente, sólo merece la pena
realizar una tarea proactiva si reduce
la probabilidad de la falla a un nivel
tolerablemente bajo.
Mantenimiento Proactivo
Consecuencias Operacionales
Un modo de falla tiene consecuencias
operacional si tiene un efecto adverso
directo sobre la capacidad operacional.
•Afectan al volumen de producción total.
•Afectan la calidad del producto.
•Afectan el servicio al cliente.
•Incrementan el costo operacional
sumando este costo adicional al costo
directo de la reparación
Para modos de falla con
consecuencias operacionales, vale la
pena realizar una tarea proactiva si, a
lo largo de un periodo de tiempo,
cuesta menos que el costo de las
consecuencias operacionales mas el
costo de reparar la falla quepretende evitar.
•Cuanto cuesta la falla cada ves que
ocurre, en términos de su efecto sobre la
capacidad operacional mas el costo de la
reparación.
•Con que frecuencia ocurre
Mantenimiento Proactivo
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Consecuencias No Operacionales
Para modos de falla con consecuencias no
operacionales, vale la pena realizar tareas proactivas
si, a lo largo de un periodo de tiempo, cuesta menos
que el costo de reparar las fallas que pretende
prevenir
Consecuencias de Fallas Ocultas
Un dispositivo de seguridad cumple cinco funciones:
• Alertar a los operadores ante condiciones anormales.
• Parar el equipo en caso de fallas.
• Eliminar o aliviar las condiciones anormales originadas por una falla.
• Asumir control de una función que ha fallado.
• Prevenir que surjan situaciones peligrosas.
Dispositivo de seguridad deben tener al menos dos funciones:
• La función protectora (el dispositivo de seguridad)
• La función protegida.
Fallas Ocultas y Dispositivos de Seguridad
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Fallas ocultas y dispositivos de seguridad
Tiempo
Función
Protegida
Dispositivo
De Seguridad 1.- La falla de
un dispositivo
de seguridad
“con seguridad
inherente”, es
inmediatamente
evidente.
La función
protegida es
asegurada
mientras el
dispositivo de
seguridad esta
bajo reparación 3.- Se instala el dispositivo
de seguridad; la situación
vuelve a la normalidad
4.- Si la función protegida
falla aquí, el dispositivo
de protección actúa para
reducir o eliminar las
consecuencias.
2.- La función protegida es detenida o se
provee otra protección mientras el
dispositivo de seguridad se esta reparando.
Esto reduce las probabilidades de falla
múltiple. Tiempo
Función
Protegida
Dispositivo
De Seguridad 1.- La falla de
un dispositivo
de protección
“sin seguridad
inherente”, no
es evidente a
los operarios.
La función
protegida opera
sin protección
porque nadie
sabe que el
dispositivo
protector ha
fallado.
3.- Si la
función
protegida falla
aquí, el
resultado es
una falla
multiple.
2.- No se toma ninguna acción
para detener la función protegida o
proveer otra protección.
Falla de un dispositivo de seguridad “con seguridad
inherente”
Falla de un dispositivo de protección cuya función
es oculta
Consecuencias de Fallas Ocultas
El objetivo de un programa de mantenimiento para una
función oculta es prevenir – o al menos reducir – la
probabilidad de la falla asociada
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3
¿Será evidente a los
operarios la pérdida de
función causada por este
modo de falla actuando por
sí solo en circunstancias
normales?
¿Produce este modo de
falla una pérdida de
función u otros daños
secundarios que pudieran
lesionar o matar a alguien,
o llegar a infringir alguna
normativa del medio
ambiente conocida?
¿Ejerce este modo
de falla un efecto
adverso directo
sobre la capacidad
operacional?
Vale la pena realizar
mantenimiento
proactivo si reduce las
probabilidades de una
falla multiple a un nivel
tolerable
Vale la pena realizar
mantenimiento
proactivo si reduce las
probabilidades de la
falla a un nivel tolerable
Vale la pena realizar
mantenimiento proactivo si
durante un periodo de
tiempo cuesta menos que
el costo de las
consecuencias
operacionales mas el costo
de reparar la falla
Vale la pena realizar
mantenimiento
proactivo si durante un
periodo de tiempo
cuesta menos que el
costo de reparar la falla
Realizar una tarea
programada de
búsqueda de falla
El rediseño puede
ser obligatorio
El rediseño es
obligatorio
Ningún mantenimiento
programado
Ningún mantenimiento
programado
El rediseño puede
ser deseable
El rediseño puede
ser deseable
S
N S
N
S
N
Si no ... Si no ... Si no ...Si no ...
Evaluación de las consecuencias de la falla
ACCIONES
A FALTA DE
Bibliografía
• Moubray, John (2004). Mantenimiento Centrado en laConfiabilidad. Buenos Aires: Aladon.
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FIN DE LA UNIDAD
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