Sessión 2-2 RID

8/17/2019 Sessión 2-2 RID

1/43

1

Dr. Peter F. Knights

Darko Louit Nevistic

[email protected] [email protected]

Evaluación Cualitativa del Riesgo yEvaluación Cualitativa del Riesgo y Análisis de Fallas (2.2) (2.3) Análisis de Fallas (2.2) (2.3)

El ModeloEl Modelo RIDRID ® ® ((ReliabilityReliability ImprovementImprovement DiamondDiamond))

Tabla de Contenidos

?El concepto de Confiabilidad Operacional

?El Diamante de Mejoramiento de la Confiabilidad - RID

?Herramientas para establecer prioridades

?Herramientas de análisis de fallas

?Herramientas para el análisis de la causa raíz

?Herramientas para tomar acciones

?Comentario final: Administración de datos de mantenimiento


2/43

2

Los dos parámetros de la disponibilidad

MTTR MTBF

MTBF idad Disponibil

??

MTBF = Mean Time Between FailuresTiempo medio entre fallas

(CONFIABILIDAD)

MTTR = Mean Time To Repair Tiempo medio para efectuar reparaciones

(MANTENIBILIDAD)

Adaptado de The Woodhouse Partnership Ltd.

Mejor desempeño a través de laConfiabilidad Operacional

Extender MTBF

Hay quetender a esto

CONFIABILIDADOPERACIONAL

CONFIABILIDAD HUMANAInvolucramiento

CapacitaciónRelaciones

CONFIABILIDADEQUIPOS

Estrategias MantenimientoEfectividad de Mant.

CONFIABILIDAD ENPROCESO

Entendimiento Procesosy Procedimientos

EQUIPOS

Fase de diseñoCalidad del Trabajo

Equipos TrabajoDisminuir MTTR

MANTENIBILIDAD

parametrosOperacion entre


3/43

3

Buscar aumentos en el MTBF a través de:

• Benchmarking interno y externo (fijación de metas)• Establecimiento de un sistema para evaluar las prácticas

de gestión de mantención de los activos (planificación,MPs, mantención predictiva, administración de contratos,administración de garantías, etc.) anualmente.

• Establecimiento de las prioridades de mantención (Pareto,dispersión logarítmica)

• Eliminación de la causa raíz de las detenciones imprevistas

• Análisis de las políticas y frecuencias de las mantencionese inspecciones aplicadas actualmente (FMECA - RCM)

• Estudios para mejorar la confiabilidad de componentes(análisis Weibull)

Buscar disminuciones en el MTTRa través de:

• Benchmarking interno y externo (fijación de metas)

• Desarrollo de pautas de trabajo, que incluyan estándaresde calidad y tiempo (y costos), listas de tareas,herramientas, etc.

• Eliminación de tareas poco productivas (RCM en Reversa,PMO 2000)

• Evaluación del uso de contratistas especializados

• Planes auditables de mantenimiento


4/43

4

El ModeloEl Modelo RIDRID®® ((ReliabilityReliability ImprovementImprovement DiamondDiamond))

HAZOP

y

FMECA

M o d o d e F a l l a c o n o c i d o M

ú l t i p l

e s M o d

o s

d e F a l l a

Modos demayor impacto

• 5 por qués

• Diagramas decausa efecto(ej. espinas depescado)

• Árboles de Falla

• Teoría deconjuntos

• Análisis Weibull• Entrevistas

estructuradas(impactos másseveros)

E sf u er z o

r e q u er i d

o

C a u s a

d e F a l l a c o n o c i d a

o A c c i ó n e v i d e n t e

© Reliatec 2002

R C M e n r e v e r s a

PRIORIZACIÓN

Uso de datos de Mantención (Costos, TFS)Pareto / Disp. Logarítmica / Diagramas de flujo de procesos

RCFA

(Análisis de laCausa Raíz)

Determinar e Implementar

ACCIONES DE OPTIMIZACIÓNRevisión de pautas de MP


HAZOPy

FMECA


ú l t i p l

e s M o d

o s

d e F a l l a


• 5 por qués


• Árboles de Falla• Teoría de

conjuntos

• Análisis Weibull

• Entrevistasestructuradas(impactos másseveros)

E sf u er

z o

r e q u er i d o

C a u s a d e F a l l a c o n o c i d a


© Reliatec 2002

R C M

e n r e v e r s a

PRIORIZACIÓN


RCFA(Análisis de laCausa Raíz)




5/43

5

A. Análisis Pareto

Curso Optimización de Estrategias de Mantenimiento de Equipos

Técnicas de Priorización

Conceptos Básicos

Este método se basa en reglas “empíricas”:

• La regla 80:20

(el 80 % de los costos de mantenimiento y

reparación vienen del 20 % de las fallas)

• La regla ABC

(Zona A correponde al 80 % de los costos demantenimiento, Zona B corresponde al

siguiente 15 % y Zona C correponde al 5 %restante)


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6

Tiempo para efectuar reparaciones

En la preparación de gráficos Pareto hay queconsiderar que el tiempo fuera de servicio nosiempre refleja el tiempo para efectuar elmantenimiento….

En el desarrollo de este análisis, unconcepto básico es el del TiempoMedio para efectuar Reparaciones, oMTTR

Tiempo para efectuar reparaciones

(a)

darse cuentade la falla

(b)

tener accesoal componente

(c)

hacer undiagnostico

(d)

demora delogísticos

(e)

reparación

(f)

prueba

activopasivo activo activo activopasivo

Tiempo fuera de servicio

Tiempo bajo reparación

(b) (c) (e) (f)

Ref: Bentley, 1993


7/43

7

Análisis Pareto

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

P i c a r r o c

a s

D e s a l i n e a m i e n t o C V 0

0 2

P o l i n e s C V 0

0 2

S e n s o r f l u j o r e d u c t o r C V

0 2

F a l l a d r i v e C V

0 2

S i s t e m a l u b r i c a c i ó n

D e m o r a e s p e r a e l é c t r i c o s

C h a n c a d o r

B e l t

r i p

S e n s o r d e s a l i n e a m i e

n t o

S e n s o r s t o c k p

i l e

S e n s o r p r e s i ó n

S e n s o r a l t u r a f e e

d e r

S e n s o r a l t u r a d e c a r g a

S e n s o r s ó n i c o

S e n s o r n u c l e a r

S e n s o r ó p t i c o s p l i t

H o r a s F u e r a d e S e r v i c i o

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

% A

c u m u l a d o

Detenciones Imprevistas para un chancador primario, 2000

Prioridades por ParetoCódigo Descripción TFS Frecuencia % TFS

7 Picarrocas 18.39 18 18.5%

3 Cóncavas 16.45 2 35.0%

25 Desalineamiento CV002 12.71 41 47.8%

1 Corazas excéntricas 11.83 1 59.7%

15 Polines CV002 5.5 10 65.3%

5 Sensor Bajo-bajo FE016 4.77 2 70.0%

4 Sensor flujo reductor CV02 3.78 1 73.9%

16 Guarderas CV002 3.74 7 77.6%

9 Falla drive CV02 2.17 3 79.8%10 Correa CV02 2.1 3 81.9%

12 Sistema lubricación 1.86 3 83.8%

13 Otros instrumentación 1.71 3 85.5%

17 Demora espera eléctricos 1.5 3 87.0%

19 Motor de chancador 1.28 3 88.3%

11 Chancador 1.28 2 89.6%

21 Polines FE016 1.16 3 90.7%

22 Belt rip 1.13 3 91.9%

6 Trioblock 1.13 1 93.0%

14 Sensor desalineamiento 1.11 2 94.1%

8 Cámara compensación 1 1 95.1%

26 Sensor stock pile 0.78 3 95.9%


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8

B. Gráficos de DispersiónLogarítmica



Conceptos Básicos• El tiempo fuera de servicio de un equipo está

dado por:

• el número de fallas imprevistas ni,asociadas a un código de categoría i.

• el tiempo medio asociado al diagnósticoy reparación, MTTRi.

• De esta manera, el tiempo fuera de servicioasociado con la categoría de falla i está dadopor:

TFSi = ni x MTTRi


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9

Fácilmente puedegraficarse el MTTRi conrespecto al número defallas ni , para distintoscódigos de falla (12, 35ó 16, por ejemplo)

En un gráfico de este tipo, las curvas decosto constante son una familia dehipérbolas, difíciles de trazar...

12

35

16

En este caso, las curvas de costo constante son rectas

Ahora, si aplicamos Log a la ecuación de costo,tenemos que:

Log (TFSi) = Log (ni) + Log (MTTRi)


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10

Clasificación de Detenciones1. Se establece que aquellas fallas con “MTTR” muy alto sonde tipo agudas

2. Las fallas con “n” muy alto se consideran fallas crónicas

El Gráfico de Dispersión Logarítmica se puede dividir encuatro cuadrantes, donde:

Cuadrantes superiores - fallas agudas.Cuadrantes a la derecha - fallas crónicas.

Cuadrante superior derecho - fallas agudas & crónicas.

Dispersión Logarítmica - Chancador

CámeracompensaciónDesaliniamiento

CV002

Picarrocas

Polines CV002Guarderos

CV002

Corazasexcéntricas

Concavos

Sensor flujoredfuctor CV002

Sensor bajaFE010Trioblock

4.03

0.75

0.1

1.0

10.0

100.0

1 10 100

n

M T T R

Aguda y Crónica Aguda

Crónica

LimitLimitMTTRMTTR== D/ND/N

LimitLimitnn== N/QN/QCon D = Tiempo total fuera de servicioCon D = Tiempo total fuera de servicio

N =N = N°N° total de fallastotal de fallas

Q=Q= N°N° de códigos de fallade códigos de falla


11/43

11

Prioridades por Dispersión LogarítmicaCódigo Descripción TFS Frecuencia MTTR Clasificación7 Picarrocas 18,39 18 1,0 A&C

3 Cóncavas 16,45 2 8,2 A

25 Desalineamiento CV002 12,71 41 0,3 C

1 Corazas excéntricas 11,83 1 11,8 A

15 Polines CV002 5,5 10 0,6 C

5 Sensor Bajo-bajo FE016 4,77 2 2,4 A

4 Sensor flujo reductor CV02 3,78 1 3,8 A

16 Guarderas CV002 3,74 7 0,5 C

9 Falla drive CV02 2,17 3 0,7

10 Correa CV02 2,1 3 0,7

12 Sistema lubricación 1,86 3 0,6

13 Otros instrumentación 1,71 3 0,6

17 Demora espera eléctricos 1,5 3 0,5

19 Motor de chancador 1,28 3 0,411 Chancador 1,28 2 0,6

21 Polines FE016 1,16 3 0,4

22 Belt rip 1,13 3 0,4

6 Trioblock 1,13 1 1,1 A

14 Sensor desalineamiento 1,11 2 0,6

8 Cámara compensación 1 1 1,0 A

26 Sensor stock pile 0,78 3 0,3

A = Aguda, C = Crónica, A&C = Aguda y Crónica

Aporte al proceso RCFA(Análisis de la Causa Raíz)

• La clasificación de fallas según su naturaleza aguda ocrónica ayuda en el análisis de la causa raíz de fallas.

• La fallas agudas apuntan a problemas en las prácticas

de inspección, mantención preventiva, diseño, odisponibilidad de recursos (repuestos, mano de obra,herramientas especializadas). Las acciones a tomarfrecuentemente tienen que ver con un mejor control delos tiempos de los trabajos realizados.

• Las fallas crónicas apuntan a problemas en la operacióndel equipo o de la calidad de materiales usados.


12/43

12

Evolución de Fallas

• Graficar un conjunto de códigos de falla para más de un períodode tiempo

• Establecer umbrales según políticas internas

• Útil para evaluar la gestión del departamento de mantención

• Permite identificar códigos de falla que presentarían prioridad demantención

Este método permite graficar la evolución de uncódigo de falla en particular:

Ejemplo


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13

Jack-Knife Graph

En A se encuentran las fallas que tienen TFS directo superior al múltiplo de ny MTTR establecidos como umbrales

En B se encuentran las fallas que individualmente tienen tiempos pequeñosde reparación, pero que podrían tener costos “ocultos” importantes i.e. lucesde camiones

Prioridad en MP

• Tomar dos períodos de tiempo

• Obtener el número de fallas, el MTTR y el TFS total,para cada código de categoría y para cada período

• Establecer si la diferencia entre el número de fallas,MTTR y TFS total, sube o baja

Al evaluar la evolución de una falla (código de falla),se puede asignar prioridades en los planes demantención programada:


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14

Prioridad en MP (2)

De acuerdo a la variación, asigno una “clase”

Clase ? n ? M TTR ? Costo Total

I Baja Baja Baja

II Baja Sube Baja

III Sube Baja Baja

IV Baja Sube Sube

V Sube Baja Sube

VI Sube Sube Sube

TFS Total

Prioridad en MP (3)

Entonces, se asignan prioridades para planes de MP

Clase

Cuadrante del Último Período

Ninguno

Crónicas

Agudas Agudas&CrónicasB

A

I 3 3 2 2 2

II 33

2 2 2

III 33

2 2 2

IV 32

1 1 1

V 32

1 1 1

VI 32

1 1 1

(1) Prioridad Alta, (2) Prioridad Media, (3) Prioridad Baja.


15/43

15

¿Qué métodoes mejor?

No hay una respuesta definitiva, pero...

DispersiónLogarítmica

Análisis Pareto

• Permite identificar fallascrónicas y agudas

• Permite graficar laevolución de fallas en eltiempo

• Muestra cuáles son loscódigos de falla quetienen un mayor efectoen el costo

• Permite priorizar yfocalizar los esfuerzos demantención másespecíficamente

• Podemos medir si esosesfuerzos han tenidoresultados

• Muestra cuáles son loscódigos de falla quetienen un mayor efectoen el costo

• Permite priorizar yfocalizar los esfuerzos demantención

• Es más común (hay unmayor grado defamiliarización)


16/43

16

C. Diagramas de flujo deprocesos



PerforaciónEstéril

(6 equipos)

CarguíoExplosivosTronadura -

Estéril

Carguío deEstéril por

Palas(4 equipos)

Transpor te de

Estéril(21

equipos)

StockMineralBaja Ley(1 Pala)

Bancos deMineral

ExpuestoTpromedio=

24hrs

Planta

Botadero

Bancos deMineralEstéril

TronadoTpromedio

=24 hrs

Perforación

Mineral(2

equipos)

CarguíoExplosivosTronadura

Carguío deMineral por

Palas(2 equipos)

Transporte(12 equipos)

Bancos deMineral

ExpuestoTpromedio

=24 hrs

Pila de Acopio de

MineralTpromedio =

36 hrs

ChancadorPrimario

(1 equipos)

Ejemplo: Diagrama de flujo del procesode extracción minera

Buffers (amortiguadores)

Equipos Críticos


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17


HAZOP

y

FMECA


ú l t i p l

e s M o d

o s

d e F a l l a


• 5 por qués






E sf u er z o

r e q u er i d

o

C a u s a



© Reliatec 2002


PRIORIZACIÓN


RCFA




D. HAZOP

(Hazards and Operability Analysis)

Técnicas de Análisis de Fallas



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18

Análisis HAZOP (Hazards andOperability Studies)

• “Estudios de Riesgo y Operabilidad”

• Desarrollado por la empresa ICI en Inglaterra afines de los años 60 para analizar el riesgooperacional en la industria química.

• Es un método estructurado y sistemático para laidentificación de los riesgos y/o fallaspotenciales asociados con la operación deprocesos planificados o existentes.

HAZOP Metodología /1

1. Trabajar en grupos para desarrollar unadescripción completa y escrita de cómodebería funcionar un proceso o sistema,incluyendo los rangos de operación

diseñados (una descripción de ingeniería).2.Cada frase en la descripción incorpora un

sujeto, verbo y objeto. Los verbos sonpalabras de acción, y apuntan a lasfunciones del proceso o equipo.


19/43

19

HAZOP Metodología/23. Se debe analizar las posibles desviaciones

del comportamiento normal del proceso por la aplicación de un grupo de palabras claves.

Dichas palabras incluyen:• No• Más

• Menos• Parcial (parte de)• Substituto (otro de)• Contaminación (en conjunto a)• Al Reverso

HAZOP Metodología /3

4. Se debe decidir si estos desvíos puedenafectar la seguridad de las personas o

generar problemas en la operación delproceso o sistema


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20

Ejemplo: Un Hidrociclón

La función de un hidrociclón es clasificar pulpa de mineral paraque P80 = 138 ?m. El ciclón debería aceptar 400 m

3/hr de pulpaa una presión entre 6 y 9 PSI.

• P80 es mayor de 138 ?m• P80 es menor de 138 ?m

• No hay flujo• Flujo contaminado• Flujo es mayor de 400 m3/hr • Flujo es menor de 400 m3/hr • Presión es mayor de 9 PSI• Presión es menor de 6 PSI

Descripción:

Fallas de funcionamiento:

E. FMECA

(Failure Modes, Effects and Criticity Analysis)

Técnicas de Análisis de Fallas



21/43

21

Análisis FMECA

Existen variaciones de la metodología:

• FMA Análisis de fallas

• FMEA Análisis de los modos y efectos de las fallas

• FMECA Análisis de los modos, efectos y la criticidad

de las fallas

La selección de una técnica depende delobjeto del análisis y de los datos disponibles

Análisis FMEA /2

FMECA provee una metodología estructuradapara indentificar:

•La manera en que los componentes pueden

fallar (modos de falla)•Los impactos de estas fallas


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22

Usos de FMEA / FMECA

• Establecimiento de prioridades basadas en lacriticidad de las fallas

• Identificación de los requerimientos de las MPs

• Identificación de los candidatos para MPds(mantenciones predictivas)

• Desarrollo de procedimientos para establecer diagnósticos

• Detectar mejoramientos al diseño

• Asegurar calidad del producto

Metodología FMECA

• Se trabaja un equipos formados por personas conexperiencia en la operación, mantención y diseño delequipo

• Se tiene que considerar cada componente o subsistemaen forma separada

• Se desarrolla una lista de todos los posibles modos defalla• Se consideran las consecuencias de cada modo de falla

identificado para cada componente o subsistema y parael sistema completo

• Se hacen recomendaciones para mejorar lamantenibilidad del equipo


23/43

23

Las siete preguntas básicas de FMECA

• ¿Cuáles son las funciones? (¿qué queremos que elequipo haga?)

• ¿De qué forma puede fallar?• ¿Cuál es la causa de la falla?• ¿Qué sucede cuando falla?• ¿Qué importa si falla?• ¿Qué se puede hacer para prevenir o predecir las

fallas?• ¿Qué debo hacer si no puedo prevenir o predecir lafalla?

Son las mismas preguntas básicas de RCM

Secciones de Informes FMEA

• Identificación: aquí se debe explicitar el componente yequipo afectados, los responsables del análisis, fechas ycualquier otra información relevante.

• Análisis: es el núcleo central de la planilla. En él se incluyenlos modos de falla identificados, con suscorrespondientes efectos, causas y síntomas asociados.

• Evaluación: valoración de la gravedad, frecuencia yposibilidad de detección de cada modo de falla, con el finde establecer prioridades de acción.

• Acciones: se resumen las acciones a tomar (conresponsables y fechas) para prevenir la ocurrencia de fallas.

• Resultados: aquí se pueden resumir los resultadoslogrados, una vez implementadas las acciones (hay feed-back para nuevos análisis)


24/43

24

Pauta FMECAProceso: Número de FMEA:

Equipo de análisis: Fecha realizada (original):

Líder del equipo: (Revisada):

Página: de:

FunciónFalla en

funcionamiento

Causa de la falla

(Modo de falla)

Consecuencia

de la falla

S e v e r i d a d

F r e c u e n c i a

Métodos de

control

D e t e c t a b i l i d

a d

N P R Acciones

recomendadas

Asignación de

responsabilidad

y fecha

programada de

cumplimiento

Acciones

realizadas

S e v e r i d a d

F r e c u e n c i a

e e c a

a d

N P R

Reevaluación Análisis FMEA

Análisis de Fallas, sus Modos y Efectos (FMEA)

Número de Prioridad de Riesgo ResultanteNúmero de Prioridad de Riesgo Total

Ejemplo de Valoración de la gravedad

Calificación Descripción Escala Valor Dimensión ANulo La falla no genera un riesgo perceptible a la seguridad de los trabajadores. 1Bajo La falla genera un riesgo menor, que puede ser controlado. 2 a 3Moderado Se genera un riesgo de seguridad serio, pero éste puede ser controlado. 4 a 6 Alto La falla genera un riesgo a la seguridad que no puede controlarse con los recursos actuales. 7 a 8Muy Alto La falla genera un riesgo incontrolable que puede tener efectos catastróficos. 9 a 10

Calificación Descripción Escala Valor Dimensión BNulo La falla no genera un riesgo perceptible al medio ambiente. 1Bajo La falla genera un riesgo medioambiental menor, que puede ser controlado. 2 a 3Moderado Se genera un riesgo medioambiental serio, pero éste puede ser controlado. 4 a 6 Alto La falla genera un riesgo de daños al medio ambiente que no puede controlarse con los recursos actuales. 7 a 8Muy Al to La fal la genera un riesgo medioambiental incontro lable que puede tener efectos catastróf icos. 9 a 10

Calificación Descripción Escala Valor Dimensión CMuy Bajo La falla no produce detenciones de equipos y/o procesos críticos 1 a 2Bajo La falla provoca la detención de equipos y/o procesos críticos menores a una hora. 3 a 4Moderado La falla provoca una detención de un equipo y/o procesos críticos mayores a una hora y menores a dos hora 5 a 6 Alto La falla provoca una detención de equipos y/o procesos críticos de entre dos y ocho horas. 7 a 8Muy Alto La falla provoca detenciones de equipos y/o procesos críticos mayores a ocho horas. 9 a 10

Calificación Descripción Escala Valor Dimensión DMuy Bajo El costo esperado de reparación/reemplazo es inferior a US$100. 1 a 2Bajo El costo esperado de reparación/reemplazo se encuentra entre US$100 y US$1.000 3 a 4Moderado El costo esperado de reparación/reemplazo está entre US$1.000 y US$10.000 5 a 6 Alto El costo esperado de reparación/reemplazo se encuentra entre US$10.000 y US$20.000 7 a 8Muy Alto El costo esperado de reparación/reemplazo es mayor a US$20.000 9 a 10

A) RIESGOS EN SEGURIDAD

Asigne un valor único a cada dimensión. Luego seleccione el valor máximo asignado.

Tabla de Valoración de la Gravedad (G)

D) COSTOS DE REPARACIÓN/REEMPLAZO

VALORACIÓN DE LA GRAVEDAD (MÁXIMO VALOR ASIGNADO EN LAS CUATRO DIMENSIONES)

B) RIESGOS AL MEDIO AMBIENTE

C) PERDIDAS DE PRODUCCIÓN - TIEMPO FUERA DE SERVICIO


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25

Ejemplo de Valoración de la frecuencia

Frecuencia Probabilidad de Falla Valor

hasta 1 vez x año Pequeña, la falla es improbable 1más de 1 vez x año 2hasta 1 vez x mes Moderada, fallas ocasionales 3más de 1 vez x mes 4hasta 1 vez x semana Alta, fallas frecuentes 5

más de 1 vez x semana 6hasta 1 vez x día Muy alta, muy frecuente 7más de 1 vez x día 8hasta 1 vez x turno 9más de 1 vez x turno 10

Tabla de Valoración de la Frecuencia (F)

Ejemplo de Valoración de la posibilidadde detección

Detección Probabilidad de Detección Valor

Muy Alta El problema es evidente, se detectará con toda certeza 1 y 2

Alta Existe alta probabilidad de detección 3 y 4

ModeradaSe puede detectar la falla, mediante un programa deverificación

5 y 6

Baja Aún usando un programa de verificación, es improbable quese detecte el problema

7 y 8

Muy Baja No se detectará, con alta probabilidad un problema 9

NulaFalla oculta; no se detectará o bien no existe un programa deverificaión que permita detectarla

10

Tabla de Valoración de la Detectabilidad (D)


26/43

26

Número de Prioridad de Riesgo (NPR)Es el producto del valor de gravedad, frecuencia yposibilidad de detección. En base a él, se puedenasignar prioridades de acción:

NPR = F * G * D

Tipo de Falla

EfectosModos

Control Actual

Gravedad (G)Frecuencia (F)

Detección (D)

Ejemplo: Máquina despegadora de cátodos

Objetivo: Aumentar la confiabilidad del proceso deDespegado de Cátodos - Estación Asidor


27/43

27

Análisis de la Estación Asidor HAZOP• Se identificaron 43 Fallas de funcionamiento en el Asidor, de las cuales 19

fueron consideradas como más importantes por el equipo de análisis.Éstas finalmente se combinaron y se redujeron a 11 fallas defuncionamiento para la identificación de los modos de fallas.

FMECA• Se identificaron 92 Modos de Falla, los que fueron evaluados en función

de su probabilidad de ocurrencia. Hubo 64 modos de falla que seconsideró podrían ocurrir (28 se desestimaron por su mínima probabilidadde ocurrencia, en opinión del equipo de análisis). A los 64 modos de fallaprincipales se asignó códigos de Frecuencia, Gravedad y Detectabilidad,calculando finalmente su NPR (Número de Prioridad de Riesgo)

RCFA• Se aplicó RCFA a los 10 modos de falla más críticos. Se propusieron

acciones de mejoramiento, con el objeto de reducir los tiempos yfrecuencia de fallas en el Asidor.

Análisis FMECA de la Estación Asidor

Proceso: Stripping Machine - Estación Asidor Número de FMEA: 1

Líder del equipo: Monica Moreno / Richard Travis Fecha realizada: 25-29 / enero / 2002

Equipo: Victor Leiva, José Belmar, Robert Von Loebenstein, Patricio Ojeda, Hugo Guzmán, Alexis Contreras, Marco East

Fal la en funcionamiento: Causa de la fal la (Modo de fal la ) Consecuencia de la fal la

S e v e r i d a d

F r e c u e n c i a

Métodos decontrol

D e t e c t a b i l i d a d

N P R

Acciones recomendadas Tipo

1

Levas no levantan ambasplanchas sobre las pestañas(guías centrales) del Asidor

Forma de la leva inadecuada Planchas atrapadas bajo las pestañas, detención,intervención operador/mantenedor, posibles dañoscilindro de levante y sistema motriz de la cadenatransportadora,

6 * No hay método 10 Evaluación de rediseño diseño

2


L ev as de si gu al es P la nc ha s a tr ap ad as ba jo la s p es ta ña s, de te nc ió n,intervención operador/mantenedor, posibles dañoscilindro de levante y sistema motriz de la cadenatransportadora,

6 * N o ha y m ét od o 1 0 E st an da ri za ci ón de l as re pa ra ci on es . M ed ic ió n einspección en las PMs

diseño

3


Pestañas de forma inadecuada Planchas atrapadas bajo las pestañas, detención,intervención operador, posibles daños cilindro de levantey sistema motriz de la cadena transportadora,

6 * No hay método 10 evaluar rediseño diseño/mantenc.

4


Placa doblada impide superar altura dela pestaña

Planchas atrapadas bajo las pestañas, detención,intervención operador, posibles daños cilindro de levantey sistema motriz de la cadena transportadora,

6 1 0 v is ua l el o pe ra do r 8 4 80 A ná li si s de c au sa r aí z. A um en ta r de te ct ab il id ad P la cadoblada omuy curva

5


Placa demasiado curva impide contactoadecuado con leva


6 1 0 v is ua l el o pe ra do r 8 4 80 A ná li si s de c au sa r aí z. A um en ta r de te ct ab il id ad P la cadoblada omuy curva

6


Placa superior desplazada haciaadelante o placa inderior desplazadahacia atrás (se levanta sólo una placa)


6 10 v isua l e l operador 8 480 Análi si s de causa ra íz . Aumentar detec tabi li dad Pos ic iónplaca

7

Las mandíbulas no empujan lasplanchas (suficientemente)

Placa atrapada en guías del Asidor Detención del equipo, intervención operador, daños alsistema, desgaste a las guías, daños estructurales,daño cilindro extractor, daño cilindro de articulación,

5 10 PM:cont ro l v isua l.Baja probabilidadde detección

7 350 Análi si s de causa raíz. Aumentar detectab il idad atrapada

8Las mandíbulas no empujan lasplanchas (suficientemente)

Placa curvada excesivamente Mandíbula pasa sobre placa, placa trabada, detención,intervención operador, daños a la cadena

5 9 P M: co nt ro l v is ua l.Baja probabilidadde detección

7 315 Análi si s de causa ra íz . Aumentar detec tabi li dad P lacadoblada omuy curva

9

La secuencia no comienza No hay placa en el transportador decadena (después de la estación dedescarga).

Detención del equipo, intervención operador/mantenedoren otra estación

3 1 0 N o ha y m ét od o.Depende de otrasestaciones

10 300 Independizar ciclo del carrusel de ciclo de la cadenatransportadora en el caso de rechazos, repetición deciclos e incluso reparaciones en el Carrusel lejos delpliegue y descarga. Se puede ganar tiempo con lacondición de que cadena avance siempre que en el Asidor no haya placa.

otraestación

Análisis de Fallas, sus Modos y Efectos (FMEA)

Análisis FMEA


28/43

28


HAZOP

y

FMECA


ú l t i p l

e s M o d

o s

d e F a l l a


• 5 por qués






E sf u er z o

r e q u er i d

o

C a u s a



© Reliatec 2002


PRIORIZACIÓN


RCFA




F. Los cinco por qués

Análisis de la Causa Raíz



29/43

29

¿Por qué?

¿Por qué?

¿Por qué?

¿Por qué?

¿Por qué?

¿Por qué es P80 > 138 ?m?Resp: El Apex está tapado

¿Por qué está el apex tapado?Resp: Hay una obstrucción

¿Por qué hay una obstrucción?Resp: No se realizó una limpieza durante la última PM

¿Por qué no se realizó una limpieza?Resp: Falta un control adecuado por parte del supervisor

¿Por qué falta el control adecuado del supervisor?Resp: Los supervisores están sobrecargados con trabajo

Jerarquía de causa-efecto

Potencialaccidente por

electrocución

Manoscercanas ala corriente

Corriente Activa encircuito

Mantenciónanualprogramada

Interruptor

activado

Bloqueo decircuito nocompleto

Procedimientode bloqueo noactualizado

Testimoniodel eléctrico

Testimoniodel eléctrico

Orden de trabajo

Testimoniodel cartero

Ulitima revisiónhace 5 años

Fuente: Gano, 1999


30/43

30

Ejemplo: Estación Asidor

Máquina: Stripping MachineSubproceso: Asidor de Planchas Fecha realizada (original):

Equipo de análisis: FMEA Stripping Machine (Revisada):Líder del equipo: Mónica Moreno/Richard Travis Página: 1 de: 10

Análisis de la Causa Raíz (RCFA) - Los 5 Por Qués

Descripcion de la falla

30-Ene-2002

d) 1. Porque se usan martillos de menor diámetro / 2. Porque los martillos golpean repetidamente muy cerca de los límites de la plancha / 3. Porque las uñetas despegadoras al tirar las planchasprovocan el doblez

1. ¿Por qué?

2. ¿Por qué?

a) Porque se dobló al caer bruscamente en la estación de pliegue y descargab) Porque se dobló en la estación muestrera

a) 1. Porque los rodillos están desajustados (en separación o velocidad) / 2. Porque la placa es muy delgada o no vienen dos placas (solamente una)b) 1. La placa es muy delgada / 2. El punzón está en mal estado / 3. Falta lubricación / 4. El punzón está muestreando muy cerca de los extremos de la placa

c) Porque los soportes de los cuchillos impactan los bordes superiores de las planchas.

c) Porque se dobló en la estación de separaciónd) Porque se dobló en la estación de removidoe) Porque se dobló en maniobras entre estaciones (removido-separación o separación-pliegue y descarga)

FALLA EN FUNCIONAMIENTO: Levas no levantan ambas planchas sobre la pestaña de las guías centrales del asidor.MODO DE FALLA: PLACA DOBLADA IMPIDE SUPERAR ALTURA DE LA PESTAÑA

e) Porque la placa estaba curva y se metió detrás de las guías de desplazamiento en el carrusel

3. ¿Por qué?

a) 1. Porque hay desgaste excesivo en el sistema de rodillos (especialmente faltan bujes de teflón) / Porque el setting de ajuste (separación, velocidad y presión) de los rodillos es inadecuado odesconocido / porque la frecuencia de ajuste es inadecuada o no se realiza (no se incluye en las PMs / 2. Por un problema de cosecha//b) 1. Porque hay problemas de cosecha // 2. Porque la reparación del punzón fue deficiente y muestra baja confiabilidad en su operación / porque anteriormente han pasado muchas placas muygruesas / porque debido a su uso excesivo, el desempeño del punzón es menor // 3. Porque el sistema de lubricación automático no funciona adecuadamente // 4. No es posible modificar estasituación, se debe muestrear en toda la superficie de la plancha//c) Porque las placas vienen curvadas o mal despegadas desde la estación anterior (removido)

. orque no ay repuesos originaes mari os e mayor i mero . orque a posici n e os mari os es ina ecua a orque e mie e a panc a es muy arri a . orque as pacasvienen muy pegadase) 1. Porque hubo problemas en la estación de removido / 2. Porque la profundidad de deflectado es excesiva

G. Diagramas de causa y efecto




31/43

31

REVESTIMIENTO BOMBAS

CONTROL APEX

Obstrucción BajaPresión

Instrumentación

Porcentajesólidos

Diseño

P80 > 138 ?m

ALIMENTACION

Desgaste

Sensor DesgasteObstrucción

Diagrama de Pescado: P80 > 138 ?m

Arbol de falla: P80 > 138 ?m


32/43

32

H. Tablas de Causa y Efecto



CAUSA RAÍZ DE LA FALLA O RETRASO ENREAPARACIÓN

ACCIÓN

1. INSPECCIÓN A. Aumentar la frecuencia de inspecciones A. Frecuencia de inspecciones insuficiente B. Revisar los procedimientos de inspección y

entrenamientoB. Procedimientos de inspección inadecuados C. Revisar mantención preventiva (MP) o

supervisión de i nspeccionesC. Baja calidad de inspección D Aumentar la frecuencia de MPD. Dificultad para accesar/diagnosticarcomponente

E. Analizar el criterio para reemplazarcomponentes menoresF. Revisar los procedimientos de trabajo para losMPs y/o capacitación.

2. MANTENCIÓN G. Revisar los procedimientos y entrenamiento deinstalación.

A. Frecuencia de MP insuficiente H. Proveer sistema de aviso para prevenir abusooperacional.

B. Procedimientos de trabajo inadecuados I. Diseñar sistemas de alerta para predecir la fallaC. Baja calidad de MP J. Implementar precauciones de operación.D Baja calidad en instalación de componentes K Analizar condiciones de operación extremas de

la máquinaL. Modificar o adaptar el diseño de l a máquina ocomponente

3. OPERACIÓN M. Cambiar el proveedor de componente.

A. Operación incorrecta o abusos del operador N. Elegir un proveedor como estándar.B. Bajo control de calidad en operacionesprecedentes.

O. Analizar el potencial para extender la vida útilde los repuestos.P Analizar los procedimientos para reacondicionarlos repuestos.

4. DISEÑO Q. Revisar políticas de inventario de repuestos. A. Diseño o componente original inadecuadospara las condiciones

R. Contratar mano de obra extra

B. Diseño o componentes modificadosinadecuados para las condiciones

S. Comprar/arrendar herramienta adicionales

5. MATERIALES A. Variación en calidad de componentes –unproveedorB. Variación en calidad de componentes -varios proveedores

6. RECURSOS A. Espera de repuestosB Esperas de personalC. Esperas en tallerD. Esperas por herramientas

(Modificado de una tabladesarrolladapor Ing. Rodolfo Chicago,Codelco Chile DivisiónChuquicamata)


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33

Determinación de la causa raíz ydesarrollo de un plan de acción

Código Descripción Causa(s) Raíz Acción1 Inspecciones eléctricas 2A B, F10 Relay de sobrecarga 3A, 3B J, K2 Cable de alimentación dañado 3A J7 Motores auxiliares 2A B, F12 Fallas de tierra 1B, 1D B8 Motores principales 2A B, F15 Compresor de aire 1B, 2C B, C, F17 Fallas de sobrecorriente 3A J16 Controles del operador 4A D

11 Sobretemperatura del motor 3A, 3B J, K3 Cambio de subestación o traslado depala

5 Cortes de energía a subestaciones9 Sistema de alumbrado 1A, 5A A, N

Ejemplo de un estudio de fallas eléctricas de una flota de palas

I. Análisis Weibull




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34

La Curva Bañera

Horas operacionales

Tasade falla

Fallas de inicio Fallas de desgasteFallas aleatorias

La experiencia de United Airlines

A

B

CD

E

F

4%

2%

5%

7%

14%

68%

1968 UAL

Se puedeaplicar políticasde mantenciónbasada enel tiempo - 11%.


35/43

35

Distribución Weibull de 3 parámetros

01)(

0

?????

?

?

??

?

? ??

t et F

t t ?

?

La probabilidad acumulada de falla:

?

Factor de Forma? Factor de Escala

t0 Tiempo libre de fallas

Distribución Weibull (2)

?Hoy el Análisis Weibull es el método líder en elmundo para cálculos sobre datos de ciclo de vida

Fuente: Abernethy, R. El Nuevo Manual de Weibull segunda edición.

)(???

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3

ß = 1,5ß = 3,0

ß = 2,0

ß = 1,0

ß = 0,5

?


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36

Probabilidadde falla

(Tasa de Falla)

Fallas de inicio Fallas de desgasteFallas aleatorias

A B C

A

B

C

? > 1

La distribución Weibull es muy

versátil y permite representardistintos mecanismos de falla

Además de que nos permitecuantificar el riesgo de seguiroperando

Rango Tiempo hastafalla (h)

Porcentajeacumulado

F(t)

Rango medio Rango de lamediana

1 12,2 8,3 (=1/12) 7,7 5,62 13,1 16,7 (=2/12) 15,4 13,63 14,0 25,0 (=3/12) 23,1 21,7

4 14,1 33,3 (=4/12) 30,8 29,85 14,6 41,7 (=5/12) 38,5 37,96 14,7 50,0 (=6/12) 46,2 45,97 14,7 58,3 (=7/12) 53,8 54,08 15,1 66,7 (=8/12) 61,5 62,19 15,7 75,0 (=9/12) 69,2 70,2

10 15,8 83,3 (=10/12) 76,9 78,311 16,3 91,7 (=11/12) 84,6 86,412 16,9 100 (=12/12) 92,3 94,4

Fuente: O’Connor, P. “Practical Reliability Engineering” 3rd ed., John Wiley & Sons, 1995

Entrada X Entrada Y ? [F(t)]


37/43

37

Papel Weibull(hoja gráfica)

www.weibull.com

? es aprox. 6.0

? es aprox. 16.5

48%

Estimación de parámetros usando Excel

y = ax + b4.

?

? )exp()(1

1 0t t

t F

?

??2. ?

01)(

0

?????

?

?

??

?

? ??

t et F

t t ?

?

)ln()ln()(1

1lnln 0 ??? ????

?

?

?

??

?

?

??

?

?

??

?

?

?t t

t F (? )3.

1.


38/43

38

Gráfico de parámetros Weibull

(Vida útil de bolas de 3”, medida en # de impactosacero-acero)

? = 2.1

? = 25739.1

? = e(-b/?)

Gráfico de determinación de Parámetros Weibull

Bolas de Acero de 3" para la Molienda de Minerales

y = 2.1041x - 21.368

R2 = 0.9894

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5

Ln(t-t0)

L n ( L n ( 1 / R ( t ) ) )

Beta = 2,1

Eta = 25739,13

t0 = 622,14

I. Entrevistas estructuradas




39/43

39

Clarificar el Evento

¿Qué Pasó?

¿Puede Prevenirse su

recurrencia?

¿Puede Ocurrir

Nuevamente?

¿Cuál es el Impacto?

¿Quién Estuvo

Involucrado?

¿Qué Cambió?

¿Cuándo Ocurrió?

¿Dónde Ocurrió?

Entrevistar a todo el

personal involucrado

directa e indirectamentecon el incidente.

Recolectar evidencia

física asociada al

evento.

Preservar toda la

evidencia y documentar

la escena del evento

(fotos, dibujos, video).

La habilidad de fijar

precisamente el

momento de falla es de

gran ayuda en el

análisis.

Recolectar información

que defina el ambiente

en que ocurrió elevento: antes, durante y

después de él.

Identificar el lugar, equipoo máquina en que ocurrió.

¿Ha ocurrido en otros

equipos?

Definir claramente el

evento o falla.

Determinar cómo evitar

la recurrencia.

Definir el momento de

ocurrencia y la

secuencia de eventos.

Determinar

probabilidad de

recurrencia.

Cuantificar el impacto

en términos de heridos,

confiabilidad o

monetario.

Incorporar a todo el

personal relacionado,

incluyendo a la

dirección del área.

Categorizar todos los

cambios (procedimientos,

ambiente, etc.) que

pudieron contribuir al

evento.

El proceso estructurado para conducir entrevistas Fuente: Mobley 1999

Notificación de

Falla

Preservar

Evidencia Física

Diagrama deSecuencia de

Eventos

Entrevistas

Recopilar

Documentos

Clarificarel

Evento

Lista de Causas

Potenciales

Evaluar Prácticas

de Operación

Es la Causa

Evidente?

SI

Probar Dinámica

del Sistema

Evaluar Componente Fallado

Revisar Diseño

Evaluar

Instalación

NO

Es la Causa

Evidente?

SI

Verificar por

Pruebas

NOAsesoría Técnica

Es la CausaEvidente?

SI NO

Verificar por

Pruebas

Análisis

Costo/Beneficio

Definir Acciones

Correctivas Posibles

Preparar Informe

con

Recomendaciones

Presentar para

Aprobación

SI

Solución

Económica?

NOArchivar

Aprobado? NO

Archivar

SI

Implementación de

Acciones Correctivas

Diagrama de flujo para investigar fallasFuente: Mobley 1999


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40


HAZOP

y

FMECA


ú l t i p l

e s M o d

o s

d e F a l l a


• 5 por qués






E sf u er z o

r e q u er i d

o

C a u s a



© Reliatec 2002


PRIORIZACIÓN


RCFA




Diagrama de Decisión de RCM - ¿Es factible elmantenimiento proactivo?

¿Es el modo de fallaevidente para losoperadores bajocircunstancias

normales?

¿Puede esta fallaproducir otras fallas o

daños secundarios quecomprometan la

seguridad o el medioambiente?

¿Tiene este modode falla un efecto

directo en lacapacidad

operacional?

El Mant. Proactivo esfactible si reduce el

riesgo de falla

El Mant. Proactivoes factible si su

costo es menor queel de la reparación y

las pérdidasoperacionales

El Mant. Proactivoes factible si su

costo es menor queel de la reparación

SI

SISI

NO NO

NO

Programa de Tareas defailure finding

Resideño Obligatorio Sin mantenimientoplanificado

Sin mantenimientoplanificado

Rediseño podría serobligatorio

Rediseño podría serdeseable

Rediseño podría serdeseable

Si no... Si no...Si no...

Si no...

El Mant. Proactivo esfactible si reduce el

riesgo de fallasmúltiples


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41

Si es factible el mantenimiento proactivo…SELECCIONAR

EQUIPO

¿Se puede detectar una pérdidagradual de una FUNCIÓN?

¿Se puede reparar y restaurar elfuncionamiento del componente y

reducir el riesgo de FALLA?

¿Se puede reemplazar el componentey reducir el riesgo de FALLA?

Mantenimientobasado en la

conditión

Mantenimientobasado en el

tiempo

Acción por default

Reemplazobasado en el

tiempo

SI

SI

SI

Fuente - Jardine, A.K.S., y Knights, P.F. Apuntes del curso “EstrategiasÓptimas de Reemplazo de Equipos”, Santiago y Buenos Aires, Agosto 2000

Nota final:La importancia de los Sistemas de InformaciónLa recolección de datos de mantenimiento es clave en:• Establecimiento de prioridades de mantenimiento• Determinación de los modos de falla• Cuantificación de los efectos de las fallas• Análisis de la causa raíz de los problemas (histogramas, estudios decorrelación)

• Determinación de políticas y frecuencias óptimas (análisis Weibull)

Los registros de mantención y las Ots deben ser lo más completas yfidedignas posible

Los volúmenes de datos a procesar pueden ser muy grandes

EL CORRECTO USO DE S.I. ES FUNDAMENTAL (SCGM)


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42

Referencias (1)Gráficos de Dispersión Logarítmica:

• Knights, P. “Analysing Breakdowns”, Mining Magazine, Vol 181, No. 3, pp.165-171, Sept. 1999.

• Knights, P.F. “Rethinking Pareto Analysis: Maintenance Applications ofLogarithmic Scatterplots”, Journal for Quality in Maintenance Engineering, Vol7, No. 4, pp. 252-263, 2001.

HAZOP/FMECA• McDermott, R. et al. “The Basics of FMEA”, Productivity Inc., Portland, 1996.• Grima, P. & Tort-Martorell, J., “Técnicas para la Gestión de la Calidad”, Díaz

de Santos, Madrid, 1995• Moubray, J. “Reliability Centered Maintenance”, 2nd Edn., Industrial Press Inc.,New York, 1997.

• Venkatasubramanian, V., Zhoa, J & Viswanathan, S. “Intelligent systems forHAZOP analysis of complex process plants”, Computers & ChemicalEngineering 24, pp.2291-2302, 2000 (disponble enhttp://lips.ecn.purdue.edu/~lips/)

Referencias (2)

Análisis de la Causa Raíz• Andersen, B. & Fagerhaug, T. “Root Cause Analysis: Simplified Tools and Techniques”,

Quality Press, Milwaukee, 2000

• Gano, D. “Apollo Root Cause Analysis”, 2nd Edition, Apollonian Publications, Yakima,Washington, 1999

• Mobley, R.K. “Root Cause Failure Analysis” Newnes Plant Engineering Series, Boston,1999.

Análisis Weibull• Dodson, B. “Weibull Analysis”, American Society for Quality, Quality Press, Milwaukee,

Wisconsin, (1994)

• O’Conner, P. “Practical Reliability Engineering”, 3rd Edn., John Wiley & Sons, New York,1991.

• www.weibull.com


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Documents

Sessión 2-2 RID