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01/04/2020

Técnicas TPM y RCM M.A. ING. GUADALUPE CORRAL RAMIREZ

Jorge Rafael Orozco Acosta

Universidad Tecnológica De Chihuahua

Introducción Mantenimiento Centrado en Confiabilidad es una metodología utilizada para determinar sistemáticamente, que debe hacerse para asegurar que los activos físicos continúen haciendo lo requerido por el usuario en el contexto operacional presente. Un aspecto clave de la metodología RCM es reconocer que el mantenimiento asegura que un activo continúe cumpliendo su misión de forma eficiente en el contexto operacional. La definición de este concepto se refiere a cuando el valor del estándar de funcionamiento deseado sea igual, o se encuentre dentro de los límites del estándar de ejecución asociado a su capacidad inherente (de diseño) o a su confiabilidad inherente (de diseño).  La capacidad inherente (de diseño) y la confiabilidad inherente (de diseño) limita las funciones de cada activo.  El mantenimiento, la confiabilidad operacional y la capacidad del activo no pueden aumentar más allá de su nivel inherente (de diseño).  El mantenimiento sólo puede lograr mejorar el funcionamiento de un activo cuando el estándar de ejecución esperado de una determinada función del activo, está dentro de los límites de la capacidad de diseño o de la confiabilidad de diseño del mismo. Desde este punto de vista, el RCM, no es más que una herramienta de gestión del mantenimiento, que permitirá maximizar la confiabilidad operacional de los activos en su contexto operacional, a partir de la determinación de los requerimientos reales de mantenimiento. Anthony Smith, define el RCM como: “Una filosofía de gestión del mantenimiento, en la cual un equipo multidisciplinario de trabajo, se encarga de optimizar la confiabilidad operacional de un sistema que funciona bajo condiciones de trabajo definidas, estableciendo las actividades más efectivas de mantenimiento en función de la criticidad de los activos pertenecientes a dicho sistema”.

Definición del RCM El Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad RCM es una metodología de análisis sistemático, objetivo y documentado, que puede ser aplicado a cualquier tipo de instalación industrial, útil para el desarrollo u optimización de un plan eficiente de mantenimiento. Desarrollada por la United Airline de Estados Unidos, el RCM analiza cada sistema y cómo puede fallar funcionalmente. Los efectos de cada falla son analizados y clasificados de acuerdo al impacto en la seguridad, operación y costo. Estas fallas son estimadas para tener un impacto significativo en la revisión posterior, para la determinación de las raíces de las causas. La idea central del RCM es que los esfuerzos de mantenimiento deben ser dirigidos a mantener la función que realizan los equipos más que los equipos mismos. Es la función desempeñada por una máquina lo que interesa desde el punto de vista productivo. Esto implica que no se debe buscar tener los equipos como si fueran nuevos, sino en condiciones suficientes para realizar bien su función. También implica que se deben conocer con gran detalle las condiciones en que se realiza esta función y, sobre todo, las condiciones que la interrumpen o dificultan, éstas últimas son las fallas. El proceso de análisis global del RCM se resume como sigue:  Análisis de fallos funcionales. Define el funcionamiento del componente en un equipo, su fallo funcional, y sus efectos de fallo.  Selección de ítems críticos. Determina y analiza que componentes, sistemas se caracterizan como funcionalmente significativos.  Decisión lógica del RCM. Incluye el análisis de los ítems funcionalmente significativos (IS), para determinar la consecuencia del fallo.  Análisis de inspección. La inspección determina qué datos son necesarios para el apoyo del análisis RCM.  Resumen de los requisitos de mantenimiento. Determina la agrupación de los requisitos óptimos del nivel de mantenimiento que se practica.

Objetivo del RCM El objetivo fundamental de la implantación de un Mantenimiento Centrado en Fiabilidad o RCM en una planta industrial es aumentar la disponibilidad y disminuir costes de mantenimiento. El análisis de una planta industrial según esta metodología aporta una serie de resultados.  Mejora la comprensión del funcionamiento de los equipos y sistemas  Analiza todas las posibilidades de fallo de un sistema y desarrolla mecanismos que tratan de evitarlos, ya sean producidos por causas intrínsecas al propio equipo o por actos personales.  Determina una serie de acciones que permiten garantizar una alta disponibilidad de la planta. El Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad RCM, como herramienta estructurada de análisis a partir de la información específica de los equipos y la experiencia de los usuarios, trata de determinar qué tareas de mantenimiento son las más efectivas, así mejorando la fiabilidad funcional de los sistemas relacionados con la seguridad y disponibilidad, previniendo sus fallos y minimizar el costo de mantenimiento.

Ventajas e inconvenientes del RCM El análisis de una instalación, basándose en la metodología de RCM y la aplicación práctica de las medidas preventivas y paliativas que emanan de este riguroso estudio, tiene una serie de ventajas sobre otras formas de abordar el mantenimiento de una instalación y de evitar las averías y sus daños colaterales. Estas ventajas tienen mucho que ver con el rigor con el que se realiza el estudio y con el hecho de que se trata de un plan de mantenimiento que considera no solo los equipos, sino la instalación como un todo que va más allá de una simple suma de equipos. A la vez presenta algunos inconvenientes que es necesario conocer antes de comenzar una posible implantación. La mejora de la seguridad La primera de estas ventajas es la mejora que se produce en la seguridad de la planta, es decir, en la prevención de los riesgos derivados del trabajo. Al identificar, categorizar y tratar de evitar todos los fallos potenciales de la instalación con posibilidades de causar daños a las personas implícitamente se está trabajando de forma efectiva en la prevención de riesgos, de una manera realmente eficaz y detallada. RCM no puede sustituir a la evaluación de riesgos de una instalación, pero puede complementar indudablemente ésta.

La mejora del impacto ambiental La segunda ventaja está relacionada con la mejora del impacto ambiental, por las mismas razones expresadas en el párrafo anterior: al estudiar los fallos con implicación medioambiental y tener que prever formas de solucionarlos se está sentando las bases para evitar los accidentes y fallos con una afectación negativa al medio ambiente. El aumento de la producción La tercera de las ventajas es la mejora en los datos de producción. Las plantas industriales cuyos fallos han sido estudiados y en las que se han implementado las medidas necesarias para evitarlos, acordes con la importancia de éstos, tienen producciones mayores que aquellas en las que la base del mantenimiento es mucho menos rigurosa. Cuando se habla de producción debe entenderse que la mejora no solo es relativa a la calidad, sino también a la calidad del producto, entendiendo esta calidad como la identificación y la adopción de medidas para evitar que un producto no alcance sus especificaciones. El aumento de fiabilidad de la instalación Sin lugar a dudas, el ratio que se pueda ver más afectado es la fiabilidad, es decir, la posibilidad de que una instalación pueda sufrir una avería imprevista, una parada no programada con anterioridad, un fallo que afecte a la seguridad, al medio ambiente, o a la planificación de la producción. Ese aumento de la fiabilidad, que auguraban los precursores de RCM, fue precisamente la razón por la que las centrales nucleares se interesaron por esta técnica, al margen de que el mundo nuclear buscara mantener altos estándares de fiabilidad a un coste menor. Se llame RCM o se identifique con cualquier otro nombre, lo cierto es que la base del mantenimiento de una central nuclear hoy en día es la identificación de los fallos potenciales que pueda tener la instalación y la adopción de una serie de medidas preventivas acordes con la importancia de dichos fallos. No es casual que sea precisamente la fiabilidad el parámetro más beneficiado por la implantación de las técnicas basadas en el análisis de fallos, ya que la primera letra del nombre que la identifica es precisamente la R de Reliability (Fiabilidad). La disminución de costes de mantenimiento No hay que olvidar la quinta de las ventajas de la aplicación de RCM: cómo afecta a los costes. En muchas empresas en las que la fiabilidad es importante, como la industria aeronáutica, el transporte público, o las centrales eléctricas bien gestionadas, se constata que el mantenimiento que se realiza es excesivo: están sobre mantenidas. Los fabricantes de los equipos y componentes de las instalaciones proponen unas tareas de mantenimiento exageradas o que deben ser realizadas con frecuencias muy elevadas. El hecho de revisar, desmontar o cambiar piezas más a menudo de lo necesario no solo no contribuye a mejorar los resultados de fiabilidad y a disminuir los fallos en los equipos, sino que, por el contrario, inducen fallos en éstos que antes no tenían. Los mecánicos más experimentados trabajan en muchas ocasiones con una máxima: ‘si funciona no lo toques’. Esta máxima, a veces muy discutida, se ve avalada por datos estadísticos que demuestran que el hecho de revisar un equipo y actuar sobre él reinicia el periodo de fallos infantiles, tal y como puede verse en la figura adjunta.

El aumento en el conocimiento de la instalación Otra de las indudables ventajas de la aplicación de RCM3 es la mejora que se produce en el conocimiento de las instalaciones. Todos los técnicos que han estudiado una instalación desde el punto de vista de RCM3 aseguran que el conocimiento que han adquirido sobre la instalación y su funcionamiento durante el estudio realizado ha sido mucho mayor que la realización del mejor de los cursos de formación. Este análisis permite a los técnicos que deben ocuparse de la instalación tener un conocimiento muy profundo de los equipos, de su funcionamiento y de su importancia relativa, lo que les ayuda en el futuro a tomar decisiones más convenientes y acertadas en la operación y mantenimiento de las diferentes partes de la instalación. Esta es una razón suficientemente importante como para asegurar que el estudio RCM debe ser realizado por los técnicos de la planta, y no exclusivamente por consultores externos. La disminución de la dependencia de los fabricantes La consecuencia directa del mejor conocimiento de la instalación es indudablemente que este conocimiento contribuye a disminuir la dependencia técnica de los fabricantes, a entender mejor sus instrucciones, a estar en capacidad para discutir instrucciones erróneas o perjudiciales para la instalación, a discutir los planes de mantenimiento que proponen e incluso a entender mejor sus informes y las actuaciones que realizan durante revisiones o reparaciones. Inconvenientes de RCM RCM no es la panacea ni la solución a todos los problemas de la humanidad. Es una simple técnica de ingeniería del mantenimiento que tiene indudables ventajas e indudables inconvenientes. El primero de los inconvenientes tiene mucho que ver con la profundidad técnica del análisis a realizar: no pude ser llevado a cabo por cualquier técnico, sino que necesariamente ha de ser realizado por profesionales con mucha experiencia en mantenimiento de instalaciones industriales, porque solo ellos conocen de verdad los problemas de las instalaciones. El número de este tipo de técnicos es, hoy por hoy, pequeño. El segundo de los inconvenientes está relacionado con el tiempo que se requiere para llevarlo a cabo. Un estudio de esta profundidad requiere tiempo y dedicación. Como simple referencia, un equipo de tres ingenieros con dedicación exclusiva puede tardar más de diez meses en completar un plan de mantenimiento basado en RCM de una planta industrial completa, cuando por otras técnicas apenas se realiza en dos. El tercer gran inconveniente es el coste. Mucho tiempo de dedicación de profesionales caros y escasos no puede ser nunca barato. Que no sea barato no quiere decir que no sea rentable, ya que la inversión se recupera rápidamente en forma de aumento de producción y disminución de coste de mantenimiento, pero es necesario realizar una inversión inicial en tiempo de recursos valiosos.

Fases según Butterworth-Heinemann Fase 1ª: Se trata de identificar y priorizar los recursos físicos de la planta. Se confecciona una lista, registro o árbol de familias de equipos que deben ser mantenidos, evaluando su efecto sobre los procesos de negocio de la empresa. Fase 2ª: Se definen las funciones (primarias, secundarias, protectoras) de los equipos a mantener. Se fijan las metas de productividad diferenciando entre las capacidades de los equipos y los requerimientos. Fase 3ª: Se determinan los niveles esperados de rendimiento y en consecuencia los fallos funcionales, lo que define la calidad y cantidad del mantenimiento. Fase 4ª: Se identifican los modos probables de fallo, sus causas y sus efectos. Existen modos de fallo no especificados por el fabricante, cuya inclusión es determinada por la experiencia. Se describen también los efectos y sus consecuencias. Fase 5ª: Se seleccionan las tácticas de mantenimiento que permitan gestionar eficientemente los fallos. Se recomienda reducir la probabilidad de múltiples fallos en el caso de fallos ocultos; el rediseño o la modificación en el caso de fallos que afecten a la seguridad; y la operación hasta el fallo o correctivo cuando el fallo tiene consecuencias en producción o mantenimiento. El RCM destaca las ventajas del predictivo frente a tácticas de reparación y de desecho basadas en el tiempo. Se deciden también las frecuencias de aplicación. Fase 6ª: Se ejecutan las tácticas de mantenimiento determinando acciones y recursos necesarios. Fase 7ª: Se optimizan tácticas y programas mediante la reevaluación periódica de los resultados de las acciones RCM. Se trata a veces de un proceso continuo de monitorización, retroalimentación de datos y consiguiente adaptación o modificación.

Fases de RCM según RENOVETEC 2013 El proceso de análisis de fallos e implantación de medidas preventivas atraviesa una serie de fases para cada uno de los sistemas en que puede descomponerse una planta industrial:  Fase 1: Definición clara de lo que se pretende implantando RCM. Determinación de indicadores, y valoración de éstos antes de iniciar el proceso.  Fase 2: Codificación y listado de todos los sistemas, subsistemas y equipos que componen la planta. Para ello es necesario recopilar esquemas, diagramas funcionales, diagramas lógicos, etc.  Fase 3: Estudio detallado del funcionamiento del sistema. Determinación de las especificaciones del sistema Listado de funciones primarias y secundarias del sistema en su conjunto. Listado de funciones principales y secundarias de cada subsistema.  Fase 4: Determinación de los fallos funcionales y fallos técnicos.  Fase 5: Determinación de los modos de fallo o causas de cada uno de los fallos encontrados en la fase anterior.  Fase 6: Estudio de las consecuencias de cada modo de fallo. Clasificación de los fallos en críticos, significativos, tolerables o insignificantes en función de esas consecuencias.  Fase 7: Determinación de medidas preventivas que eviten o atenúen los efectos de los fallos.  Fase 8: Agrupación de las medidas preventivas en sus diferentes categorías: Elaboración del Plan de Mantenimiento, lista de mejoras, planes de formación, procedimientos de operación y de mantenimiento, lista de repuesto que debe permanecer en stock y medidas provisionales a adoptar en caso de fallo.  Fase 9: Puesta en marcha de las medidas preventivas.  Fase 10: Evaluación de las medidas adoptadas, mediante la valoración de los indicadores seleccionados en la fase 1.

Descripción de fases  FASE 1: DEFINICIÓN DE INDICADORES CLAVE  FASE 2: LISTADO Y CODIFICACIÓN DE EQUIPOS  FASE 3: LISTADO DE FUNCIONES Y SUS ESPECIFICACIONES o

La determinación de las funciones

o

Funciones primarias y secundarias

o

El análisis de los subsistemas. Fallos primarios y secundarios

o

El análisis de los equipos que componen los sistemas y subsistemas

 FASE 4: DETERMINACIÓN DE FALLOS PRINCIPALES Y SECUNDARIOS  FASE 5: DETERMINACIÓN DE LOS MODOS DE FALLO o

Qué es un modo de fallo

o

Profundidad del proceso de identificación de modos de fallo

o

Las causas de los fallos

o

El diagrama de Ishikawa

o

Proceso de análisis de las causas de los fallos

o

Fuentes de información para determinar los modos de fallo

 FASE 6: ESTUDIO DE CRITICIDAD DE LOS FALLOS o

La evidencia del fallo

o

Consecuencias del fallo para la seguridad de las personas

o

Consecuencias del fallo para el medioambiente

o

Consecuencias del fallo para la producción de energía

o

Consecuencias del fallo en los costes de reparación

o

La probabilidad del fallo

o

Criticidad de los fallos: combinación de factores

 FASE 7: DETERMINACIÓN DE LAS MEDIDAS PREVENTIVAS o

Tipos de medidas preventivas

o

Tipos de tareas de mantenimiento

o

Relación entre la criticidad y las tareas de mantenimiento

o

Frecuencia con la que realizar las tareas

o

Modificaciones

o

Adopción de medidas tendentes a minimizar los efectos del fallo

o

Cambios en procedimientos de operación

o

Cambios en procedimientos de mantenimiento

o

Formación

o

El diagrama de decisión

 FASE 8: AGRUPACIÓN DE MEDIDAS PREVENTIVAS  FASE 9: IMPLEMENTACIÓN DE LOS RESULTADOS o

Lista de mejoras

o

Plan de Mantenimiento

o

Elaboración de procedimientos

o

Realización de acciones formativas

o

Adquisición de repuesto

 FASE 10: EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS ADOPTADAS, MEDIANTE LA VALORACIÓN DE LOS INDICADORES SELECCIONADOS EN LA FASE 1.

Referencias http://antenimientopetroquimica.com/index.php/el-objetivo-del-rcm-y-las-fases-del-proceso http://ingenieriadelmantenimiento.com/index.php/26-articulos-destacados/17-plan-demantenimiento-basado-en-rcm https://www.gestiopolis.com/implementacion-de-mantenimiento-centrado-en-laconfiabilidad-rcm/ Moubray, J. (1991). Reliability-Centered Maintenance. Butterworth-Heinemann, Oxford.