Indicadores Del Mantenimiento

Indicadores y costos de mantenimiento 1. Principales indicadores del mantenimiento Existe una diversidad de indicadores para evaluar todas las actividades del mantenimiento. Pero consideraremos que los que vamos a mencionar a continuación son los indispensables en toda gestión de mantenimiento.

11.-Indicadores de gestión Indicadores de clase mundial 1.1.1.-Equipos a)Tiempo promedio entre fallas (MTBF) (Mean time Between Failure) MTBF= Nº de horas de operación Nº de paradas correctivas Empleado en sistemas en los que el tiempo de reparación es significativo con respecto al tiempo de operación (sistemas reparables).

• Para evaluar una sección ¨N¨ de equipos se puede expandir la formula anterior a: MTBF de sección A= ∑(de horas de operación) ∑(nº de paradas correctivas)

Ejemplo : Se desea determinar el tiempo promedio entre fallas de la sección A, se tiene la siguiente información

Aplicando la fórmula correspondiente:

MTBF = 1370 = 150 horas/fallas 13

b.-Tiempo promedio para la falla (MTTF) MTTF = Nº de horas de operación Nº de fallas • Empleado en sistemas no reparables (por ejemplo satélites, fluorescentes) o en aquellos equipos donde el tiempo de reparación o sustitución no es significativo con relación a las horas de operación. El concepto es el mismo que el MTBF

Ejemplo: Un experimento para calcular el tiempo promedio para la falla de tubos fluorescentes consiste en encender 100 de ellos y esperar la falla. Los datos que se obtuvieron

Fin de prueba determinar el tiempo promedio para la falla (MTTF) • solución: MTTF= 1X100+1X150+1X250+2X400+3X600+1X800+91X100 10 MTTF= 9490 horas/fallas

C.-Tiempo promedio para reparación (MTTR) Mean Time To Repair

MTTR=Tiempo total de reparaciones correctivas Nº de reparaciones correctivas

d.- Disponibilidad (A) (Availability) • También se le conoce como disponibilidad operativa A=HL-PP-PR HL HL= Horas laborales de la empresa donde se excluye domingos y feriados. PP= Paradas programadas Mant. Proactivo también se incluyen las reparaciones programadas u overhauls. PR= Paradas por Mant. Reactivo no programadas

Ejemplo1: Determinar la disponibilidad operativa • • • • •

Mes de : 30 dias Planta trabaja: 20 dias/mes 24h/d Mantenimiento Proactivo: 320 h Mantenimiento Reactivo: 15 h Stand by: la diferencia

Solución: HL= 26x24 = 624 A= 624 – 15 – 48 X 100= 89,9% 624

Ejemplo2: En una planta se labora 365 días/año un equipo tiene los siguientes datos. • • • • • •

Operación: Stand by: Reparaciones: Espera de repuestos: MP: Nº de Fallas:

180 días 120 días 50 días (Reactivas) 10 días 5 días 5

• Determinar: MTBF, MTTR, A Solución: MTBF = 180 / 5 = 36 horas/ falla MTTR = 50 / 5 = 10 horas/ falla A=

36 x 100= 78% 36+10

e) Porcentaje de horas paradas por emergencia (PMC)

PMC =Horas de parada por MR Horas de Funcionamiento

f) Intensidad del Mantenimiento Proactivo (IMP) IMP = Nº Ordenes de MP N° Ordenes Totales IMP = H - H de Intervención de MP H - H disponibles IMP = Costos de MP Costo Total de Mantenimiento

IMP

=

IMP =

Costos de MP Costo Total de Mantenimiento

N° de equipos parados por MP N° Total de equipos parados por Mantenimiento

1.1.2.-Financieros: a) Costos de mantenimiento por facturación (CMFAC) CMFAC = CTMN FAC

• CTMN = Es el costo total de mantenimiento en un periodo dado. También se incluye los costos de Overhaul. • FAC = Es el valor de la facturación total de la empresa en el mismo periodo. Es un índice que nos permite ver la relación de los gastos en mantenimiento frente a la facturación total de la empresa en un período (normalmente, un año).

b) Costos de mantenimiento por inversión (CMINV) CMINV =

CTMN INV • CTMN = Es el costo total anual de mantenimiento. • INV = Es el valor de la inversión de los activos a valor de reposición.

Gráfico de costo acumulativo del mantenimiento vs. Valor de equipo valor 14

12

10

8 valor

6

4

2

0 Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

c) Gestión de Inventario (GINV) GINV =

CREP INV CREP = Es el costo total de repuestos inmovilizados (en moneda "dura"). INV = Es el valor de la inversión de los activos o valor de reposición. • Valores razonables: de 3 a 5%

d) Gestión de terceros (GTERC)

GTERC = Costo total servicio de Terceros Costo total de Mantenimiento

1.1.3.-GESTIÓN DE MANO DE OBRA a) Costo de una hora-hombre de Mantenimiento (CHHM) CHHM = Total de planilla de Mantenimiento Total de H-H Incluir beneficios sociales.

b) Carga pendiente (BACKLOG) • La carga pendiente o BACKLOG se define como el tiempo que el equipo de mantenimiento debe trabajar para acabar todas las ordenes de trabajo pendientes, asumiendo que no lleguen nuevas órdenes.

Notas: • Backlog = 0 significa que tenemos mucha gente en mantenimiento • El valor absoluto del Backlog no es muy preciso por la estimación de los trabajos. • Es importante analizar las tendencias. • Si la tendencia es creciente, se puede pensar que falta gente en mantenimiento. • Si la tendencia es estable, estamos con la cantidad de gente adecuada. • Si la tendencia es decreciente podemos evaluar que existe un exceso de personal, o que algunas máquinas han sido retiradas o cambiadas por alguna más moderna o que sé esta llegando a la zona de desgaste de las máquinas.

Ejemplo de cálculo del Backlog: • Al iniciarse el mes se tienen 60 OT's que equivalen a 981 H-H (estimado), que incluye descansos, espera e ineficiencias. • Se cuenta con: 15 mecánicos. • Semana normal: 48 horas (8 h x 6 d) • Ausentismo: 4.5% • Reuniones de entrenamiento: 0,5% • Refrigerio: 0,5 horas. • Carga de MP: 24 horas/día

• Tiempo disponible: 8 - 0,5- (4,5% + 0,5%)x8 = 7,1 horas/día. • Tiempo disponible del dpto: (15x7,1) - 24 = 82,5 horas/día • Backlog: 981 hrs/82,5 horas/día = 11,9 días.

1.1.4.-PARÁMETROS PARA EL CONTROL DEL AREA DE MANTENIMIENTO • Aquellos indicadores que nos permiten medir diversos aspectos del desarrollo del área de mantenimiento se denominan parámetros o índices de control. Estos parámetros son:

a)El rendimiento • El rendimiento es la medida de cuan bien el departamento, grupo o persona se está desempeñando (al trabajar) en comparación con el estándar de trabajo. Ejemplo: • • • •

Horas planificadas o estimadas: Total de horas utilizadas: Retrasos (tiempo de espera): Tiempo neto trabajado (12-3):

6 horas 12 horas 3 horas 9 horas

RENDIMENTO =TIEMPO ESTIMADO DE TRABAJO TIEMPO NETO TRABAJADO* = 6 = 0,67 = 67% 9 Con exclusión de los Retrasos.

b)Utilización La utilización mide el porcentaje de tiempo trabajado por el departamento, grupo o persona Ejemplo: • • • •

Horas planificadas o estimadas: 6 horas Total de horas utilizadas: 12 horas Retrasos (tiempo de espera): 3 horas Tiempo Neto trabajado: 9 horas

UTILIZACION= TIEMPO NETO TRABAJADO TOTAL DE HORAS UTILIZADAS = 9 = 0.75 = 75% 12

c)La Productividad o Efectividad • La productividad es la medida de cuan bien el departamento, grupo o persona se está desempeñando en total (al trabajar o no) en comparación con el estándar de trabajo.

Ejemplo: • • • •

Horas planificadas o estimadas: Total de horas utilizadas: Retrasos (tiempo de espera): Tiempo neto trabajado:

6 horas 12 horas 3 horas 9 horas

PRODUCTIVIDAD =TIEMPO ESTIMADO DE TRABAJO TOTAL DE HORAS UTILIZADAS = 6 = 0,50 = 50% 12

También se puede calcular la productividad o efectividad como: PRODUCTIVIDAD = RENDIMIENTO x UTILIZACIÓN PRODUCTIVIDAD = 0,67 X 0,75 = 0,50 = 50%

FIABILIDAD • Los sistemas se componen de elementos individuales relacionados entre sí, cada uno de los cuales desempeña una Función determinada. Si, por cualquier motivo, uno de los componentes falla al realizar su función, puede fallar la totalidad del sistema (por ejemplo, un avión o una máquina).

Mejora de los componentes individuales • Puesto que se pueden producir Fallos en el mundo real, entender que puede ocurrir es un concepto de fiabilidad importante. • Vamos a examinar el impacto de los Fallos en una serie. La grafica muestra que, cuando aumenta el número de componentes de una serie, desciende rápidamente la fiabilidad de todo el sistema. • Un sistema de n = 50 partes relacionadas entre sí, cada una con un 99,5% de fiabilidad, tiene una fiabilidad total del 78%. • Si el sistema o la máquina tiene 100 partes relacionadas entre sí cada una con una fiabilidad individual del 95,5%, la fiabilidad total será tan sólo del 60%. • Para medir la fiabilidad en un sistema en el que cada parte o componente individual puede tener su propio índice de fiabilidad, no podemos utilizar la curva de fiabilidad de la grafica Sin embargo, el método para calcular un sistema de fiabilidad (Rs) es simple.

Sistema de fiabilidad total como función del número de componentes

FIABILIDAD DE TODOS LOS COMPONENTES (PORCENTAJE)

Consiste en calcular el producto de las Habilidades de cada componente individual de la siguiente manera: Rs = R1 X R X R X …...X Rn Donde: R = fiabilidad del componente 1 R = Habilidad del componente 2 y así sucesivamente. 2

1

2

3

• La ecuación anterior indica que la fiabilidad de un componente individual no depende de la fiabilidad de los otros componentes (esto quiere decir que cada componente es independiente). • Además, en esta ecuación, como en la mayor parte de las representaciones de la fiabilidad, ésta se expresa en términos de probabilidad. • Por lo tanto, una fiabilidad del 0,90 significa que la unidad realizará su función el 90% del tiempo. • También significa que fallará 1 - 0,90 = 0,10 = 10% del tiempo. Podemos utilizar este método para evaluar la fiabilidad de un servicio o de un producto

Ejemplo • El Banco de la Nación, lleva a cabo las operaciones de créditos con tres empleados dispuestos en serie:

Si la fiabilidad de los empleados es 0.90, 0.80 y 0.99 la fiabilidad del proceso es: Rs = R1 R2 R3 = (0.90X0.80X0.99) .

= 0.713 ó 71.3%

• La fiabilidad de un componente suele ser una cuestión de diseño o de especificación, cuya responsabilidad recae sobre el personal de diseño de ingeniería. • Sin embargo, el personal de compra tiene que ser capaz de mejorar los componentes del sistema manteniéndose al corriente de los productos del proveedor y de los esfuerzos de investigación. • El personal de compra también puede participar directamente en la evaluación del rendimiento del proveedor.

Unidad básica de medida de fiabilidad es el índice de fallos del producto (FR) • Las empresas que fabrican equipos de alta tecnología suelen proporcionar datos del índice de fallos de sus productos. Como muestran las ecuaciones. • El índice de fallos mide el de fallos en relación con el numero total de productos examinados FR (%) FR (%) = Número de fallos X 100% Número de unidades probadas

FR(N)= Número de fallos Número de unidades x h. del t. de operación Quizá el término más común en el análisis de la fiabilidad es el tiempo medio entre Fallos (TMEF), que es la inversa de FR(N) TMEF = 1_ FR(N)

Tiempo medio entre fallas (TMEF) • El tiempo esperado entre la reparación y el siguiente Fallo de un componente, de una maquina de un proceso o de un producto

Ejemplo • Los veinte sistemas de aire acondicionado que utilizan los astronautas en las lanzaderas espaciales de la NASA, se sometieron a una prueba de 1.000 horas de duración en las instalaciones de la NASA. Dos de los sistemas fallaron durante la prueba, uno después de 200 horas y el otro después de 600 horas. Calcular el porcentaje de fallos

FR(%) = Numero de fallos Numero probado

=

2 20

(100)= 100%

Después hay que calcular el número de fallos por hora de operación: FR(N)=

Número de fallos Tiempo de operación

Donde: Tiempo total = (1.000 horas)(20 unidades) = 20.000 unidades/hora Tiempo no operacional = 800 h. para el 1º fallo + 400 h. para el 2º fallo = 1.200 unidades/hora Tiempo operativo = tiempo total - tiempo no operativo FR(N)=

2 (20.000-1.200)

=

2 18.800

=0,000106 falto/unidad-hora

Y como el TMEF= TMEF =

1 FR(N)

1 0.000106 = 9,434 horas Durante los últimos 60 días del típico viaje espacial de una lanzadera, la NASA se interesa por el índice de fallos por viaje.

Índice de fallos = (fallos/unidad-hora) (24h/d)(60 d/viaje)

= (0,000106)(24)(60) = 0,152 fallos/viaje

CONFIABILIDAD • La confibilidad se define como la probabilidad que tiene un equipo para operar satisfactoriamente durante un tiempo especificado. Y bajo condiciones de operacion completamente definidas

Confiabilidad Confiabilidad Operacional • La más reciente de las metodologías surgidas para optimizar la Productividad Industrial. • Son labores desarrolladas con el propósito de aprovechar el historial de fallas, convirtiéndolo en oportunidades de mejora • Involucra a las personas, los procesos, los equipos y está basada sobre una aproximación de sentido común hacia la excelencia.

Confiabilidad Operacional Una serie de procesos de mejora continua, que incorporan en forma sistemática, avanzadas herramientas de diagnóstico, metodologías de análisis y nuevas tecnologías, en búsqueda de optimizar la gestión, planeación y control, de la producción

Objetivos estratégicos de las operaciones •Flexibilidad •Reducción de costes •Mejora de la calidad •Seguridad •Conservación y transferencia de conocimientos •Responsabilidad medio ambiente •Educación y Formación

Confiabilidad Operacional • La Confiabilidad de un sistema o un equipo, es la probabilidad de que dicha entidad pueda operar durante un determinado periodo de tiempo sin pérdida de su función. • La Confiabilidad Operacional lleva implícita la capacidad de una instalación (procesos, tecnología, gente), para cumplir su función o el propósito que se espera de ella, dentro de sus límites de diseño y bajo un específico contexto operacional.

Confiabilidad Operacional

Confiabilidad Operacional • La Confiabilidad es más que una probabilidad; es una nueva forma de ver el mundo, en realidad es una Cultura que debe implementarse a todos los niveles de la industria desde la alta dirección hasta el empleado de más bajo nivel.

Aplicación de la Confiabilidad • Elaboración de los planes y programas de mantenimiento e inspección de equipos • Solución de problemas recurrentes en sus Activos Físicos • Determinación de tareas para minimizar riesgos en los procesos, equipos y medio ambiente • Establecer el alcance y frecuencia óptima de paradas de plantas • Establecer procedimientos operacionales y prácticas de trabajo seguro.

Cultura de la Confiabilidad La Cultura de la Confiabilidad lleva implicito: • Enfoque Sistemico • Proacción Humana • Prioridad Basados en la Vision y la Misión de la empresa

Cultura de la Confiabilidad El Enfoque Sistemático • Basado en la Misión de la empresa, pero principalmente en su Visión, como la imagen guía hacia donde se debe encaminar los esfuerzos continuos y permanentes del trabajo en equipo.

Confiabilidad Es un índice que a pesar de no ser uno de los reconocidos como clase mundial está cobrando una importancia cada vez mayor CONFIABILIDAD • Probabilidad que un ítem sobreviva sin fallas un determinado período de tiempo bajo determinadas condiciones de operación. • Objetivo del mantenimiento : Hacer crecer la confiabilidad. Otros conceptos relacionados: • Probabilidad condicional de falla: concepto que mide la probabilidad que un ítem de una edad determinada falle durante ese intervalo de tiempo. Si crece con la edad el ítem es del tipo que se ve afectado por desgaste. Refleja el efecto adverso de la edad sobre la confiabilidad.

CONFIABILIDAD EN SERIE Y EN PARALELO • La confiabilidad de un conjunto de equipos es el producto de la confiabilidad de cada uno de ellos tomada en forma individual

Cf. A

Cf. B

Cf. C

Cf. D

Confiabilidad del Sistema = Cf. A x Cf. B x Cf. C x Cf. D

Ejemplo Confiabilidad de un sistema en Serie 0.9

0.85

0.80

0.95

Confiabilidad=0.9 x 0.85 x 0.80 x 0.95=0.85

Confiabilidad en Serie • La confiabilidad total de un sistema en Serie es menor que la confiabildad de cualquiera de sus componentes.

Confiabilidad en Paralelo • La confiabilidad final de un conjunto de equipos en paralelo es la participación de cada uno de ellos en la producción Cf. A

Pr. A

Cf. B

Pr. B

Cf. C

Pr. C

Confiabilidad del sistema= (Cf. A x Pr. A) + (Cf. A x Pr. A) + (Cf. A x Pr. A) Pr. A + Pr. B + Pr. C

Confiabilidad en Paralelo • La confiabilidad final de un conjunto de equipos en paralelo es la participación de cada uno de ellos en la producción Cf. A=0.9

Pr. A=80

Cf. B=0.8

Pr. B=95

Cf. C=0.7

Pr. C=90

(0.9 x 0.8) + (0.8x 0.95) + (0.7x0.9 ) = 0.72+0.76+0.63 = 79.62% 0.8 + 0.95 + 0.9 2.65

Confiabilidad en Paralelo Confiabilidad total de un sistema en Paralelo es el promedio de la confiabilidad de sus componentes

Confiabilidad de sistemas complejos • El incremento de la cantidad de elementos propensos a fallar hace variar notablemente la confiabilidad final del conjunto, de acuerdo a su configuración

Confiabilidad individual para cada equipo en serie

Confiabilidad individual para cada equipo en Paralelo

Ingeniería de Confiabilidad Es una más de las actividades proactivas. Incluye: modificaciones y rediseño de sistemas o componentes. Cálculos de Confiabilidad Tiempo Medio Entre Fallas: (MTBF por Mean Time Between Failure: Se calcula a partir de la estadística de fallas de los equipos, puede ser el sistema centralizado, las notas de los mantenedores, el registro de uso de repuestos, etc.

La Confiabilidad se define como sigue R(t) = l - F(t) F(t) es la probabilidad que el sistema falle en el tiempo t. Si la distribución es de tipo exponencial: R(t) = e-1/t • e es la base de los logaritmos naturales, 2,7183... • t es el tiempo • L es la vida promedio, se puede usar también el valor de MTBF Frecuencia de fallas Ff: • Ff = 1 / L • R(t) = e-F/t

Cálculos de Confiabilidad de un equipo Frecuencia de fallas Ff: Ff= Número de fallas / Total de horas de operación Ejemplo: Unidad 1 2 3 4 5

Total de horas de operación de los cinco sistemas = 985 * 5 = 4925 horas Horas a la falla 850 Se agrega lo que funcionó cada sistema reemplazado o reparado 765 hasta antes de la falla. 957 850 + 765 + 957 + 360 + 985 = 3917 horas 360 Total de horas de operación = 4925 + 3917 985 = 8842 horas Por esto la frecuencia de fallas es = 5 fallas / 8842 horas = 0,000565 fallas/hora

Si la distribución es exponencial MTBF = 1 / Ff MTBF= 1 / 0,000565 MTBF= 1770 horas R( 1500 horas) = e-1500/1770 = 0,43 (43 % de probabilidad que llegue a 1500 horas) R(3000 horas) = e-3000/1770 = 0,18 (I8% de probabilidad que llegue a 3000 horas R(5000 horas) = e-5000/1770 = 0,06 ( 6% de probabilidad que llegue a 5000 horas)

Cálculos de Confiabilidad de un sistema Sistemas en Serie : • Son sistemas en que dos o más equipos operan en serie respecto al proceso o equipos en los cuales una falla se produce si falla un elemento 1 "O" el elemento 2. Ejemplo 1: Sistema de bombas en serie: B1 L1=1600

B2 L2=1300

Rl(1000) = e-1000/1600 = 0,53 R2(1000) = e-l000/1300 = 0,46 Rl y 2(1000) = R1(1000)*R2(1000) = 0.24 (24 % de probabilidad que el sistema llegue a 1000 horas).

Ejemplo 2: • Un solo motor en el que falla por componentes eléctricos o por componentes mecánicos, la idea es que para que el motor falle puede hacerlo por Componentes mecánicos "O" por Componentes eléctricos. LM=1600 LE=4000

RNI(2500)=e-2500/1700 =0.23 RE(2500) = e-2500/4000 = 0,54

R Motor(2500) =RM(2500)*RE(2500) = 0,12

12 % de probabilidad que el motor llegue a 2500 horas).

Cálculos de Confiabilidad de un sistema Sistemas en paralelo o Condición "Y": • Son sistemas en que dos o más equipos operan en paralelo respecto al proceso o un solo equipo en Condición de falla "Y". Ejemplo 1: Sistemas de bombas en paralelo B1 L1=1600 B2 L2=1300

Rl(1000) = e-1000/1600 = 0,53 R2(1000) = e-1000/l300 = 0,46 Rly2(1000) = R1(1000) + R2(1000) - R1(1000)*R2(1000) = 0,53+0,46-0,53*0,46 = 0,75 (75 % de probabilidad que el sistema llegue a 1000 horas).

Ejemplo 2: Un solo motor en el que falla por componentes mecánicos y una combinación de factores, por ejemplo: el motor falla porque Falta Grasa “Y” Existe una condición de Sobrecarga.

• Lg=1700 • Ls=4000

Rg ( 2500) = e-2500/1700 = 0,23 Rs (2500) = e-2500/4000 = 0,54

R Motor(2500) =Rg (2500) + Rs (2500) – Rg (2500)*Rs(2500) = 0,23 + 0,54 - 0,23*0,54 = 0,65 65% de probabilidad que el motor llegue a 2500 horas sin que falle por grasa y sobrecarga combinadas).

Cálculos de Confiabilidad de un sistema Sistemas en Combinaciones Serie Paralelo o Condiciones "O" e "Y":

• Son sistemas en que tres o más equipos operan en una combinación Serie Paralelo o un solo equipo que tiene condiciones de falla combinadas del tipo "O" e "Y". Se resuelven aplicando las reglas anteriores para ir reduciendo. Las combinaciones, primero cada combinación paralelo se reemplaza por una equivalente que después se combina con otro equipo aplicando la combinación Serie para obtener el valor equivalente.

Ejemplo 2:

• Un solo motor en el que falla por componentes mecánicos en una combinación de factores, por ejemplo: el motor falla porque Falta Grasa "Y" Existe una condición de sobrecarga "O" porque hay una falla eléctrica.. B1 L1=1600 B3 L3=2350 B2 L2=1300

R1(1000) = e-1000/1600 = 0,53 R2(1000) = e-I000/1300 = 0,46 R3(1000) =e-I000/2350 =0,65 R1-2(1000)=R1(1000) + R2(1000) - R1(1000)*R2(1000)

= 0,53 + 46 - 0,53*0,46 = 0,75 R1-2-3(1000) = R1-2(1000) * R3(1000) = 0,75*0,65 = 0,49 49 % de probabilidad que el sistema llegue a 1000 horas.