Gerencia de Mantenimiento Master Class Introductoria

Tipo de Fallas de Activos Físicos

Master Class Gerencia para emprendedores INTRO

¿Cómo se usa el “WHAT IF” en la Gestión de Proyectos y el Mantenimiento?

Palabras claves: Riesgo, proceso, proyecto, mantenimiento, ingeniería, desviaciones, fallas.

Como cité en el artículo anterior, otra de las herramientas empleadas en la gestión de riesgo en los procesos y sistemas, empleadas tanto en la gestión de proyectos como en la gerencia de mantenimiento es el WHAT IF;  siendo éste otro método de manejo de datos cualitativos, que como dice su traducción al español consiste básicamente en responder a la pregunta ¿qué pasa si….?, como por ejemplo: ¿qué pasa si la válvula de control no se activa por sobre presión?; mediante evaluación sistemática de posibles escenarios que se podrían presentar.

Éste método al igual que el HAZOP toma información específica del proceso, para analizar las desviaciones del proceso en sí, intentando responder una serie de preguntas, plateándose distintos escenarios, que finalmente responderá la pregunta principal plantea que pasará con el proceso en sí, o con sus sistemas asociados si se llega a materializar alguno de los escenarios planteados; para que el análisis sea efectivo se debe realizar a toda la línea del proceso, es decir estudiar el flujo del proceso completo que es objeto de análisis, para evitar de ésta manera dejar elementos integrantes del mismo que podrían ser nodos de fallas futuras.

Consiste básicamente en evaluar las tendencias y   escenarios, mediante las respuestas producidas por un equipo multidisciplinario; basándose en las siguientes premisas:

·    Identificar las condiciones y situaciones peligrosas, que pueden desencadenar en controles inadecuados, o barreras de comunicación y/o información.

·    Identificar eventos que pudieran provocar accidentes mayores.

·    Recomendar las alternativas de solución, que permita iniciar el proceso de reducción del riesgo de una instalación, así como, para mejorar la operatividad de la misma.

Evaluando entre los distintos escenarios parámetros como son: la severidad, la ocurrencia y los niveles de riesgo, para finalmente evaluarlos en una matriz de riesgos o una matriz de decisiones.

Ahora bien, la severidad se puede definir como el alcance del impacto del escenario evaluado, que podría ser simplemente operativo, daños de equipos, lesiones con pérdidas financieras significativas, y fatalidades con pérdidas financieras graves; siendo incluidas todas éstas dentro de una matriz de riesgo, siendo la primera menos severas que la última.

Luego se debe evaluar la ocurrencia, que la podemos definir como la probabilidad de que se presente un evento determinado, y al igual que la anterior podemos estratificarla de la siguiente forma: extremadamente improbable, una vez durante el período de vida de la planta, una vez durante un período de uno a cinco años, una vez al año, y otro para más de una vez al año; siendo la más grave ésta última.

Y respecto a los niveles de riesgo se clasifican de la siguiente manera: riesgo bajo o nulo (A), riesgo moderado (B), y riesgo alto(C).

Con estas tres variables definidas para cada uno de los escenarios planteados por el equipo multidisciplinario de expertos, se plantea una matriz de riesgo o matriz de decisiones, para con esto, poder tomar las acciones correctivas pertinentes bien sea en la fase de ingeniería detalle de un proyecto o en la reingeniería basado en parámetros de mantenimiento.

En cuanto la conformación de los equipos multidisciplinarios, para realizar el estudio de un caso mediante la aplicación del método WHAT IF, es recomendable incluir personal de la gerencia de proyecto, de la gerencia de mantenimiento, de gerencia de seguridad industrial y personal técnico experto en el sistema a ser estudiado. Es recomendable moderador que lidere el ejercicio del WHAT IF tenga experiencia previa en la aplicación del método y en el alcance que se quiere tener con el estudio realizado al proceso a estudiar.

 Figura 1. Diagrama de WHAT IF, sistema de combustible líquido.

Fuente: El Autor.

Como se puede ver el ejemplo de la figura 1, es un ejercicio realizado de con una pregunta de WHAT IF sobre ¿qué pasaría si el sistema de filtrado de combustible deja funcionar? En una planta de producción de energía con tubo generadores que emplean combustible líquido, sus consecuencias y sus alternativas de solución anticipadas cuando se realiza la visualización, bien sea a la hora del diseño de planta o a la hora de realizar mejoras en los sistemas de planta, para reducir el riesgo de daño a los sistemas de turbo generación.

Luego de revisar consecuencias en éste ejemplo el equipo multidisciplinario determino que el riesgo de que las obstrucciones en los pre filtros de la turbina y problemas en la llama de combustión son altos (clasificación A), además de que la ocurrencia de la falla es determinada por la calidad del sistema de filtrado, y que por el registro histórico de planta un mal sistema de filtrado incrementa exponencialmente los recambios de filtros, hasta con una recurrencia de cada 48 horas. Por tanto se hace necesaria el diseño de un correcto sistema de filtrado de combustible incluyendo las alternativas de solución planteadas por el equipo.

Al finalizar el estudio de proceso completo, incluyendo cada uno de los sistemas, y clasificado por los niveles de riesgo de cada equipo, sub sistema, y sistema; dándole un orden de prioridad de ataque, sobre todo para el caso de la gestión de mantenimiento, el equipo multidisciplinario que aplica el método debe realizar un informe técnico económico con los resultados del estudio, con las distintas alternativas de solución, e incluyendo un estudio de pre factibilidad del proyecto, para ser evaluado por la directiva de la organización.

Ing. Carlos Alberto Díaz

carlosdiaz141282@yahoo.com

@ingcarlosadiaz

Uso del HAZOP como Herramienta para Proyectos y el Mantenimiento.

Palabras claves: Riesgo, proceso, proyecto, mantenimiento, ingeniería, desviaciones, fallas.

Una herramienta muy empleada en la gestión de calidad de proyectos y la gestión de riesgos; durante la fases de ingeniería básica y de detalle, y para la posterior ingeniería de mantenimiento y confiabilidad de plantas y procesos productivos, es el Análisis Funcional de Operatividad, o también conocida por sus siglas en inglés HAZOP (Hazard and Operability).

El HAZOP es una técnica de identificación de riesgos inductiva basada en la premisa de que los riesgos, los accidentes o los problemas de operatividad, se producen como consecuencia de una desviación de las variables de proceso con respecto a los parámetros normales de operación en un sistema dado y en una etapa determinada.

Ésta herramienta maneja variables cualitativas y suele ser empleada tanto en la etapa de diseño, como también en la etapa de operación de planta; y consiste en evaluar, en todas las líneas y en todos los sistemas las consecuencias de posibles desviaciones en todas las unidades de proceso, tanto si es continuo como discontinuo.

Analizando sistemáticamente las causas y las consecuencias de las desviaciones de las variables de proceso, planteadas a través del uso de "palabras guías".

El realizar un análisis basado en este método consta de las siguientes etapas:

1.  Definición del área de estudio.

2.  Definición de los nudos.

3.  Aplicación de las  palabras guías.

4.  Definición de las desviaciones a estudiar.

5.  Sesiones de HAZOP.

6.  Informe final.

Siendo las palabras guías las siguientes:

·    NO: Ausencia de la variable a la cual se aplica.

·    MÁS: Aumento cuantitativo de una variable.

·    MENOS: Disminución cuantitativa de una variable.

·  INVERSO: Analiza la inversión en el sentido de la variable. Se obtiene el efecto contrario al que se pretende.

·  ADEMÁS DE: Aumento cualitativo. Se obtiene algo más que las intensiones de diseño.

·    PARTE DE: Disminución cualitativa, parte de lo que debería ocurrir sucede según lo previsto.

· DIFERENTE DE: Actividades distintas respecto a la operación normal.

Normalmente para poder aplicar éste método se reúne un equipo multidisciplinario, comprendido entre 4 a 7 personas; designando a un coordinador o director del grupo, que conozca el ámbito de seguridad, y por lo menos entienda el proceso a estudiar. Y dependiendo del alcance definido para la sesión y la complejidad de la misma, se pueden invitar otros especialistas, para tocar temas referentes a un nodo en específico.

Ahora bien, en el ámbito de proyectos, apoya a los diseñadores para poder prever las posibles fallas que podrían presentar durante un proceso operativo, y evaluar de esta forma los sistemas y sub sistemas a ser instalados,la  redundancia necesaria en algunos casos, para poder garantizar la seguridad y confiabilidad de las operaciones.

También se suelen realizar análisis forenses a los sistemas luego de ocurridas fallas en los procesos, mediante la sistemas implementados de gestión de riesgo; integrando la gestión del mantenimiento proactivo, entendiéndose por este tipo de mantenimiento como una filosofía dirigida  fundamentalmente a la detección y corrección de las causas que generan el desgaste, y que conducen a la falla de un equipo o sistema complejo.

Voy a ejemplificar con un proyecto de instalación de una planta de  turbo-generación eléctrica, en la fase de  ingeniería de detalle:

Al ser una planta de generación eléctrica un sistema sumamente complejo se hace necesario el integrar un equipo multidisciplinario, siendo recomendable conformarlo con ingenieros: eléctricos, mecánicos, de proceso, civil, en mantenimiento o confiabilidad, en seguridad, químico, e instrumentistas.

Turbina a Gas
Fuente: http://www.mantenimientomundial.com/sites/mm/tipos.asp

En mi experiencia, por la complejidad del proceso, se ha asignado como coordinador o director de grupo a un ingeniero mecánico, porque en las plantas turbo gas se cuenta con muchos sistemas mecánicos, y de transporte, y por las características de formación poseen mayor manejo del proceso completo. Aunque también existen muchas empresas que designan ingenieros electricistas con vasta experiencia en operación de plantas de generación eléctrica.

Ahora bien, siguiendo con el ejemplo, el equipo debe definir el área de estudio, delimitando el proceso al cual se le aplicará el método, en éste caso se eligió el proceso de alimentación de combustible líquido:

Tanques de Combustible Líquido y tuberías de Combustible y Sistema Contra Incendios
Fuente: El Autor

Se deben tomar en consideración todos los elementos que componen el sistema, definiendo de este modo los nudos a ser evaluados:

• Recepción de combustible liquido.
• Sistema de bobeo centrífugo de alimentación de tanques de recepción.
• Red de tuberías, válvulas y electro válvulas de toma, descarga y trasiego de combustible líquido.
• Tanque de recepción y reposo de combustible.
• Sistema de centrifugado de combustible líquido.
• Tanques de combustible líquido limpio.
• Sistema de extinción de incendio.
• Autonomía de los tanques de combustible.
• Autonomía y capacidad del sistema contra incendios.

Unidades Separadoras Centrífugas
Fuente: El Autor

Seguidamente a cada uno de éstos nudos se les evalúa con cada una de las palabras guías, haciendo una revisión sistemática de cada uno de los equipos y sus correctos funcionamientos, y sus probabilidades de falla. Tomándose en consideración estudios e indicadores previos de tasa de falla en condiciones de trabajo y desgaste normal, dentro del período de operación estándar.

Evaluando situaciones como bloqueos de tuberías, fallas de electro válvulas, y necesidad de redundancia de válvulas (manuales) como sistema de seguridad, cálculo de capacidad en “stand by”, fugas en tuberías, bombas y tanques, posibilidades de explosión, fallas del sistema de control centralizado,  esquema de mantenimiento de tuberías y tanque sin parar la operación de la planta, entre otros.

Para cada nudo se plantea de forma sistemática todas las desviaciones que implican la aplicación de cada palabra guía a una determinada variable o actividad. Para realizar un análisis exhaustivo, se deben aplicar todas las combinaciones posibles entre palabra guía y variable de proceso, descartándose durante la sesión las desviaciones que no tengan sentido para un nudo determinado.

Evaluándose y definiéndose durante la ejecución de la sesión del HAZOP, cada una de las posibles desviaciones de los nodos, sus posibles causas, consecuencias, las respuestas necesarias para poder atacar la desviación, como evitarla dentro del diseño con sus alternativas de solución, señalizaciones de seguridad necesarias y  curso de acciones a tomar.

 Focus Goup, reunión del equipo HAZOP
uente: http://blog.actioncoach.com.mx/como-agrega-valor-focus-group/

Se plantean sistemas automáticos y procedimientos manuales para poder solventar las posibles desviaciones que no pueden ser eliminadas con el correcto diseño del sistema, para de esta manera reducir el riesgo de la instalación y optimizar su operatividad.

Luego de plantear las modificaciones, se debe realizar otra corrida por todos y cada uno de los elementos que conforman el sistema, y reevaluar cada una de las posibles desviaciones, tantas veces sea necesario; hasta que el equipo que realiza el HAZOP se encuentra de acuerdo con que se han reducido los riesgos en la instalación diseñada al mínimo. De ésta manera el equipo debe emitir un informe final con la ingeniería del proyecto, análisis técnico económico, y resulta de mucha ayuda la inclusión del cálculo de la tasa interna de retorno del proyecto (TIR).

De manera similar se puede aplicar el método en instalaciones existentes para su mejora, empleando indicadores operativos reales de la planta, y planteando alternativas de mejora, reducción de paradas, mejoras en disponibilidad de los equipos, y ejecución de los mantenimientos sin riesgo de paralizar las operaciones de la planta, y evitar riesgos humanos durante la ejecución de los mantenimientos.

En una futura entrega hablaré sobre otro método empleado en el diseño de proyectos y en el mantenimiento proactivo como es el WHAT IF, que permite pronosticar mediante simulaciones la operación de una planta o sistema en específico.

Ing. Carlos Alberto Díaz

carlosdiaz141282@yahoo.com

@ingcarlosadiaz

Planeación agregada de la Producción.

Palabras claves: logística, producción, fabricación, stock, inventario, proveedor, contratación, planeación, demanda.

En la presente entrega se profundizará en la temática de Planeación agregada de la Producción. Una explicación sencilla de esto es que tras plantearse distintos escenarios, y fijar por medio de pronósticos un horizonte firme de la demanda asociada al producto que se va a producir, se deben fijar los niveles de producción, inventarios y capacidad tanto de producción como de distribución dentro de los canales; para con esto poder cubrir con las expectativas y requerimientos de los clientes, en cuanto a cantidad, calidad y tiempo de entrega de los productos, además de maximizar las utilidades de la organización.

También es de suma importancia evaluar los factores internos y externos que pueden afectar la producción; como son factores de riesgos asociados a políticas internas de la empresa, como las contrataciones colectivas, horarios de trabajo, tabuladores salariales, problemáticas sindicales, etc. Y los factores externos como son facilidad de obtención divisas, tiempos rectores de obtención de materia prima, legislación laboral existente, características de régimen de importación y exportación de productos y suministros, disponibilidad de proveedores nacionales, movilidad del mercado, entre otros.

Ahora bien, la información necesaria para poder hacer una correcta planeación agregada de la producción es la siguiente:

·         Pronóstico de la demanda.

·         Costos de producción.

o   Costo de mano de obra.

o   Regular.

o   Sobre tiempo.

o   Costo de sub contratar la producción.

·         Costo de cambiar la capacidad.

o   Costo de contratar/despedir trabajadores.

o   Costo de agregar/reducir maquina.

·         Costo de mantener inventario.

·         Costo de desabastecimiento o backlog.

Todos estos datos nos permiten generar escenarios de planificación con sus costos asociados. Además hay que tomar en consideración las restricciones para cada escenario, como son: limites sobre tiempo extra, limites sobre despidos, limites sobre capital disponible, límites sobre desabastecimiento y backlog, restricciones  de los proveedores a la compañía.

Una de las restricciones más importantes para las empresas hoy en día, que va directamente relacionado con la capacidad de producción, es el límite de desabastecimiento; puesto que éste trae consigo el riesgo latente de perder mercado con productos competidores, que se traducirá en una pérdida de fidelidad con respecto al producto de los clientes o peor aún una merma de la demanda por la pérdida del mercado en sí.  

Al plantearse los escenarios de la producción máxima, tomando en consideración la capacidad instalada de planta, la capacidad operativa actual, la disponibilidad de los equipos componentes de las líneas de producción, el personal operativo asociado a cada proceso, en un horario normal de trabajo, la cantidad de materia prima a necesaria, capacidad de los almacenes de producto terminado, y capacidad de transporte dentro de los canales de distribución definidos por la organización.

Si tomando en consideración todo lo antes expuesto no se logra cubrir con el horizonte  de demanda en alguno de los períodos de tiempo del horizonte, y se corre el riesgo de generar una rotura de stock y generar desabastecimiento al segmento del mercado al cual se abastece, entonces se procede a evaluar otros escenarios como son la implementación de jornadas extraordinarias de trabajo, tomando el límite máximo anual que estipula la ley, también se debe evaluar contratación eventual de fuerza laboral, y los costos de asociados a su posterior culminación del contrato, evaluar también un incremento de los inventarios de producto terminando, tomando en consideración el espacio necesario, caducidad de los productos y los costos de mantenimiento de inventario; además se debe tomar en consideración el capital disponible para poder efectuar estos ajustes.

Al plantarse todos éstos escenarios se debe definir cómo se va apalancar la producción dentro los distintos períodos de tiempo, bien sea por los niveles de inventario, con una producción constante, y trabajando con los niveles de desabastecimiento; apalancar con flexibilización de la fuerza de trabajo, bien sea por medio de sobre tiempos o por contratación eventual de personal, reduciendo los niveles de stocks, y solo produciendo cuando es necesario, ésta opción es muy empleada en empresa que fabrican productos perecederos, o que no cuentan con una gran capacidad de almacenamiento.

Ing. Carlos Alberto Díaz

carlosdiaz141282@yahoo.com

@ingcarlosadiaz

Uso de datos los PLC para la mejora de las Operaciones y el Mantenimiento.

Palabras claves: Microparadas, PLC, procesos, datos, fallas, análisis, cuellos de botellas, confiabilidad.

¿Cómo puedo emplear la data del PLC para mi gestión de operaciones y mantenimiento en procesos automatizados?

En éste artículo se intentará responder una pregunta muy frecuente de los operadores y mantenedores de activos, ¿Cómo puedo emplear la data del PLC para mi gestión de operaciones y mantenimiento en procesos automatizados?, pero en principio debe tenerse muy claro que los datos por si solo son solo información, y como lo he explicado en artículos anteriores, no se convierten en inductores ni indicadores si no se tratan de manera adecuada.

Además es de suma importancia poseer lo que algunos llaman “data dura”, que son datos tomados en condiciones correctas, y en un período de tiempo suficiente prolongado para que sea fiable, por lo menos el de un mantenimiento mayor. La toma de la misma se debe hacer de una manera consistente en el tiempo, para de ésta manera poder realizar comparaciones y llevar registros históricos confiables.

Ahora bien, es necesario que dentro de las prácticas operativas de cualquier empresa, la toma de data como base para los indicadores de gestión, tanto administrativos, operativos como de mantenimiento, para de ésta manera poder visualizar claramente como se están haciendo las cosas, y evaluar las áreas suceptibles a mejoras. Dependiendo del tipo de proceso éstos datos pueden ser tomados manualmente, y operacionalizarlos de la misma manera. Pero cuando la complejidad de los procesos es alta se hace necesario hacerse de otras herramientas para su correcto procesamiento, empleando softwares para facilitar el procesamiento de la data y convertirla en información manejable e indicadores de gestión.

Muchos de los automatismos existentes hoy en día, que conforman las líneas de producción, están comandados por los llamados PLC,  sistemas programables, que poseen como prestaciones:

• Espacio reducido para el sistema lógico.
• Posibilidad de programar de manera secuencial los procesos a automatizar.
• Permite tener varias programaciones dentro de su lógica para procesos cambiantes.
• Chequeo centralizado de la programación, y de fallas.
• Posibilidad de añadir modificaciones al proceso, en cuanto a tiempos y formas de operación (mientras el activo lo permita) con un bajo costo.
• Bajos costo de mantenimiento del PLC.
• Posibilidad de comandar varias máquinas, actuadores, sensores, y sistemas con un mismo autómata.

 Fuente: El Autor

Como se puede visualizar en la figura, el proceso en si se compone por una serie de parámetros de entrada, que son programados el controlador PLC, generando unas salidas que comandarán los actuadores, motores, servo motores, bombas, etc. Ésto permitirá que los sistemas asociados al proceso se pongan y mantengan en marcha de manera eficaz y eficiente; todo esto apoyado por el uso de sensores, fines de carrera, foto células, entre otros. 

Ellos que enviarán señales al PLC, para censar el funcionamiento y envíale la retroalimentación al proceso, bien sea con los parámetros de funcionamiento correctos, y que continúe, o que se ha producido una falla, paralizando el proceso.

Ahora bien, para la aplicación en la cual se enfoca éste artículo, se emplea los bucles de control del PLC, por medio de la conexión del procesador con computador, para poder conocer que elemento del sistema productivo está presentado una determinada falla, por ejemplo, que sensor está detectando puede ser un atasco en una banda transportadora, y paralizando el proceso, o motor dejó de funcionar. También los controladores nos permiten saber los períodos de tiempo por cada parada del sistema asociado a ese punto de control.

En la actualidad en el mercado existen múltiples softwares que permiten la descarga de los datos de paradas producidas en un proceso comandado por PLC, enlazando el software del fabricante, con sistemas informáticos colectores de datos, o simplemente enviándolo a hojas de cálculo para poder procesar toda esta data.

Como se puede visualizar en la gráfica se tendrían datos en un período de tiempo determinado de las llamadas microparadas ocurridas dentro del proceso productivo como tal, que son capturadas por el PLC en relación a los sensores y los elementos de control asociados a la línea de producción.

Fuente: El Autor

El siguiente paso es saber ¿qué hacemos con esa información? y ¿cómo la manejamos para convertirla en indicadores para la mejora de los procesos?.

¿Qué hacemos con esa información?

Lo primero que hay que hacer es establecer un criterio para seleccionar las microparadas que se van a estudiar, y pude tomarse los siguientes:

• Tiempo de duración de las paradas.
• Cantidad de paradas.
• Cantidad de subprocesos que detiene (cuello de botella).
• Criticidad de los activos (equipos) que están relacionados con la falla.

¿Como la manejamos?

Luego de decidir cuál es el criterio más adecuado en función al caso de estudio, se evalúan las paradas reportadas que mayor incidencia tengan en el proceso en sí, y que generen mayores cotos asociados por merma en la producción. De ésta forma se tendrá una prioridad de los efectos que debemos revisar, para buscar su causa raíz, para reducir la problemática principal en muchísimas industrias manufactureras, la merma de producción por paradas e indisponibilidad de los equipos, bien sea por las llamadas microparadas o por mantenimientos reactivos.

Luego de seguir estos pasos se aplica cualquiera de los métodos de análisis sistemático que conozca la gerencia para el estudio de las fallas, puede ser las Cinco M, Análisis de Causa Raíz, Pareto, AHP, o el que considere más adecuado la persona que está realizando el estudio. Para encontrar las alternativas de solución; éstas alternativas en principio deben ser evaluadas en conjunto por la Gerencia de Producción y la de Mantenimiento, incluyendo evaluación técnica económica, para realizar la elección de la mejor alternativa para la organización.

Además se pueden emplear estos datos para el cálculo de indicadores de gestión productivos y de mantenimiento, como son los de productividad, eficiencia, eficacia, disponibilidad, parada forzada, mantenibilidad, entre otros. Siendo muy importante para esto que las condiciones de toma de los datos para el cálculo de los indicadores sea consistente en el tiempo.

  

De ésta manera se puede emplear como herramienta la información proveniente de PLC, para discriminar las paradas que reporta la lógica de control, y como procesarla, y emplearla para realizar estudios para la mejora del proceso productivo, y la pertinencia del mantenimiento proactivo, para la mejora sistemática y mantenimiento del área productiva de una organización.

Ing. Carlos Alberto Díaz

carlosdiaz141282@yahoo.com

@ingcarlosadiaz