Reingeniería del Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM-R®)

Por Jesús R. Sifonte – July 2017

Hemos visto que RCM se define como un proceso usado para determinar qué se debe hacer para mantener los activos haciendo lo que sus operadores quieren que hagan en su contexto operacional actual. ¿Qué hay del RCM-R®? ¿Cómo se destaca cuando se compara con la norma SAE JA1011?

El RCM-R® es un proceso optimizado para la formulación de políticas de gestión de consecuencias de fallas en activos y procesos, que consta de cinco pilares: integridad de datos, RCM según la norma SAE JA1011, análisis RAM, análisis Weibull y mejoramiento continuo. El RCM-R® ha sido aplicado de forma experimental y oficial desde hace 8 años. Ha sido mejorado de forma continua por un grupo de profesionales desde el 2009. Fue desarrollado como resultado de un proyecto de tesis de grado de maestría en Ingeniería de Confiabilidad, MMRE (Master of Maintenance and Reliability Engineering). La investigación de los resultados de proyectos de RCM reveló los principales motivos por los que falla su implementación: No se aborda con equipos multidisciplinarios, Causa Deficiente en el Modo de Falla, Poco Conocimiento de las Técnicas de MC (Monitoreo de Condición), Falta de Entrenamiento en el Proceso de RCM, Cálculo de Frecuencia de Tareas Periódicas sin fundamentos técnicos, etc. El RCM-R® capitaliza todo esto, aplicando un procedimiento paso a paso que considera al RCM dentro del contexto de la Gestión de Activos. El proceso de RCM-R® va desde la selección de activos para su aplicación, hasta su implementación sostenible.

El proceso de RCM-R® consta de 4 subprocesos que comprenden 10 etapas:

  • Fase de Trabajo Previo
    • Paso #1 – Asegurar la integridad de datos
    • Paso #2 – Análisis de criticidad de activos
  • RCM según SAE JA1011
    • Paso #3 – Contexto y Nivel de Desempeño
    • Paso #4 – Causas y Efectos
    • Paso #5 – Detección
    • Paso #6 – Consecuencias
    • Paso #7 – Estrategias
  • Ajuste Fino
    • Paso #8 – Análisis de Datos
    • Paso #9 – Tareas
  • Implementación y Sustentabilidad
    • Paso #10 – Mejoramiento Continuo
  • Fase de Trabajo Previo

Análisis de Criticidad de Activos

A menudo el RCM es llamado “Monstruo Consumidor de Recursos”. Algunos colegas lo consideran un proceso incapaz de ofrecer resultados óptimos. Hasta ahora, nunca hemos visto una organización que siga y aplique correctamente el método de RCM que haya fallado en la obtención de resultados. El proceso de RCM, es usualmente visto como una herramienta independiente que el departamento de mantenimiento usa para producir sus tareas. Sin embargo, se aplica mejor cuando es utilizada por un equipo multidisciplinario y dentro del contexto de la Gestión de Activos, conjuntamente con otros métodos de ingeniería para obtener el mayor valor de los activos. La obtención del máximo valor de los activos implica la evaluación de los riesgos a los que enfrenta la organización cuando ocurren fallas. El ACA (Análisis de Criticidad de Activos) nos permite comprender la relevancia de cada activo para alcanzar los objetivos económicos y no económicos de la organización. Después de realizar un ACA, podremos decidir mejor, si vale la pena hacer RCM, Optimización del MP (PMO) o cualquier otro proceso de mejora de la confiabilidad para cada activo.

Integridad de Datos

El proceso de RCM se basa en el conocimiento que tengan los miembros del equipo de análisis sobre la operación, el mantenimiento y la confiabilidad de los activos. Las decisiones importantes sobre la mitigación de los efectos de falla, se basan en la opinión de estos individuos. El RCM-R® fomenta el uso de datos confiables para respaldar las recomendaciones de los miembros del equipo. ¿A qué nos referimos con datos confiables? Los datos por sí solos son inservibles. Cuando los colocas en contexto adquieren significado. En nuestro contexto, la integridad de datos de los activos garantizar que estos precisos y, significativos en el contexto adecuado. Los datos de activos son la recopilación de hechos (datos) sobre componentes de la planta que proporcionan información relevante, de forma intacta, completa y confiable para aquellos que lo requieran. Los datos confiables provienen de hechos recopilados adecuadamente a través de sistemas de recolección de datos bien estructurados y convertidos en información precisa que permite a los gerentes tomar decisiones efectivas sobre la gestión de activos.

Los análisis de RCM-R® se fundamentan en objetivos de negocios basados en las expectativas de las partes interesadas (stakeholders) una vez comunicados a nivel operacional. Las decisiones de gestión de mantenimiento se deben basar en hechos convertidos en información relevante. El RCM-R® es un proceso muy efectivo para determinar tareas de mantenimiento para activos físicos críticos, particularmente cuando es aplicado en la fase de mantenimiento y operación de su ciclo de vida. Por lo tanto, la integridad de los datos a nivel de tarea, es un requisito para lograr la confiabilidad óptima de los activos como resultado de una evaluación de RCM-R®. Los datos relevantes proveniente de órdenes de trabajo correctivas y proactivas, son un factor clave para establecer el estado actual del desempeño de un activo crítico y determinar las bases de mejora. La integridad de datos de activos es un proceso complejo que existe tanto a nivel de tareas como en los niveles estratégicos del negocio.

En general, el proceso de RCM-R® requiere de datos operacionales, técnicos, de confiabilidad, relacionados con el mantenimiento, de fallas, de materiales, financieras, de seguridad y ambientales, que son analizados para fines de toma de decisiones. El resultado del proceso de toma de decisiones, es un plan de mantenimiento optimizado que proporciona máximo valor a la organización. Por lo tanto, se necesita documentación relacionada con: el mantenimiento y  operación durante los paros, el consumo de piezas de recambio, el total de horas-hombre en tareas programadas, las competencias de las personas, las horas-hombre de mantenimiento correctivo, los eventos de falla, los defectos de calidad, etc. Las órdenes de trabajo son una valiosa fuente de datos para el RCM-R® y otras herramientas de gestión de mantenimiento y procesos. Entonces, la misma regla con respecto a la integridad de los datos, se aplica a la información extraída de órdenes de trabajo para mejorar la confiabilidad y el análisis de activos críticos. La premisa del proceso de RCM-R®, es que los datos de falla documentados en órdenes de trabajo correctivas pueden ser analizados estadísticamente para encontrar el patrón predominante de cada falla crítica. Entonces, al análisis de RCM se puede hacer un ajuste fino con el análisis estadístico de datos de fallas, para mejorar las estrategias de mantenimiento y laa asignación de los intervalos de las tareas. Los datos de las órdenes de trabajo son fundamentales para un buen programa de mejoramiento de la confiabilidad. Por lo tanto, los ingenieros de mantenimiento y confiabilidad deben asegurarse de que los datos importantes de fallas y reparaciones estén incluidos en las órdenes de trabajo correctivas y proactivas de los activos críticos. La norma ISO 14224, utilizada como parte de las herramientas de mejora de RCM-R®, recomienda cuales datos de reparación de activos críticos, se deben registrar para fines de mantenimiento, y no hay mejor lugar para incluirlos que en las órdenes de trabajo.

  • RCM según SAE JA1011

RCM-R® Funciones y Fallas

En la sección XXX hemos explicado el proceso de RCM de acuerdo a la norma SAE JA1011. El primer paso en el análisis de RCM consiste en establecer las funciones de activos en su actual contexto operacional. De acuerdo a la norma SAE JA1011 5.1.3 todos los enunciados de las funciones deben contener un verbo, un objeto y un estándar de desempeño (cuantificado en cada caso donde esto se puede hacer). El RCM-R® cumple plenamente con este importante requisito de la norma para el análisis funcional de los activos. Ciertamente, lo hace de una manera novedosa. El RCM-R® descompone una declaración de función compleja, en múltiples enunciados, cada uno con un nivel de desempeño individual. Subdividir funciones tanto como sea posible, facilita la identificación del modo de falla, lo que permite concentrarse en una función más específica del activo. El enfoque tradicional para describir funciones, reduce la mayor parte del análisis de funciones primarias a una sola. El RCM-R® segmenta la declaración, en múltiples funciones a nivel de desempeño individual. Otra característica del RCM-R® en el análisis funcional, consiste en separar las funciones ocultas de las evidentes para su evaluación.

El RCM-R® evalúa las fallas funcionales significativas. Estas pueden clasificarse como fallas críticas, no críticas u ocultas. Las fallas críticas son aquellas que tienen consecuencias adversas para la organización poniendo en peligro el logro de los objetivos empresariales. Por lo tanto, las fallas funcionales que afectan la capacidad de producción en cualquier forma se clasifican como críticas, ya que conllevan riesgos económicos. Hay fallas que no afectan la capacidad de producción, pero sus consecuencias económicas siguen siendo importantes debido al elevado costo de reparación o reemplazo de maquinaria averiada o aumentos en el consumo de energía.  También las fallas se consideran críticas, cuando son potencialmente peligrosas para la salud o la seguridad de las personas. Si la imagen o la reputación de la empresa se ve afectada por la pérdida de una función, dicho evento se considera una falla funcional crítica. Por otro lado, los eventos que no afectan a la capacidad de producción, la seguridad de las personas, la integridad ambiental o la imagen de la empresa en absoluto y no son costosos de reparar se consideran fallas funcionales no críticas. Una vez que las fallas no críticas son identificadas por el proceso de RCM-R®, estas son excluidas de un análisis posterior.

RCM-R® Modos de Falla y Causas

Los modos de falla son los eventos a través de los cuales estas aparecen. El RCM-R® considera que, el modo de falla, es el síntoma del cual se debe identificar las causas raíz. Las fallas funcionales pueden manifestarse a través de muchos modos, los cuales, a su vez, pueden ser producidos por múltiples causas raíz. El RCM-R® clasifica los modos de falla según sus mecanismo de falla de acuerdo a la norma ISO 14224, reconociendo diversos modos, tales como, los mecánicos, de materiales, de instrumentación, eléctricos y externos. Como se identifica en la norma ISO 14224, cada modo de falla es analizado en profundidad para encontrar sus causa raíz razonable que pueden ser clasificadas como diseño, instalación / fabricación, operación / mantenimiento, gestión, misceláneos o relacionado con la edad. Estas clasificaciones son útiles para asegurarse de que el equipo de análisis no haya omitido algo importante.

RCM-R® – Describiendo y Evaluando los Efectos de Fallas

Las declaraciones de efectos de falla establecen lo que sucede cuando ocurren fallas. El RCM-R® proporciona algunas preguntas claves que deben ser respondidas por el equipo de análisis para asegurar que estas declaraciones se formulen correctamente. El cuestionario solicita detalles específicos sobre las técnicas de detección de fallas, los riesgos de seguridad, los temas ambientales, el impacto en la producción, los costos de mantenimiento y la probabilidad de que se produzcan realmente los eventos que causan la falla. Los efectos que el impacto de las fallas tendrá en los objetivos de la organización se visualizan y evalúan siguiendo las pautas indicadas en la Norma Internacional ISO 31010: 2009 para las técnicas de gestión de riesgos. Cada declaración de efectos de falla se utiliza para determinar la clasificación de riesgo, a través de una matriz de evaluación de riesgo de efectos de falla. Los números de riesgo permiten al equipo de análisis clasificar las causas raíz del modo de falla de acuerdo a su criticidad relativa. Este proceso se utiliza como herramienta de filtración para decidir qué causas de falla no requieren ninguna mitigación en absoluto y para seleccionar y priorizar las políticas de gestión de consecuencias de las fallas. Adicionalmente, permite al equipo de análisis visualizar numéricamente el impacto que las fallas críticas tienen sobre las metas de la organización.

RCM-R® – Consecuencias y Estrategias

El RCM-R® clasifica los efectos de falla en cuatro categorías basadas en la evidencia del impacto de la falla en: la seguridad, el medio ambiente, la capacidad operativa y el costo. Los cuatro posibles tipos de consecuencias de fallas que el equipo de análisis debe elegir para clasificar cada efecto de falla son: P (producción), M (mantenimiento), S (seguridad y medio ambiente) y O (ocultos).  La categoría que sea de mayor severidad, es la que debe ser elegida. El RCM-R® tiene un cuestionario de clasificación de efectos que ayuda a los analistas a elegir la categoría de consecuencia de falla que mejor se adapte a cada causa particular. El siguiente paso del análisis, abarca decidir qué política de gestión de consecuencias debe elegirse para cada causa crítica de falla, de acuerdo con su clasificación de consecuencias de falla, pueden ser: O (tarea hecha por el operador), C (monitoreo de la condición), T (restauración o sustitución basada en el tiempo), 2 (combinación de dos tareas), D (detección), F (correr hasta la falla) y R (rediseño). El RCM-R® utiliza un diagrama de decisiones de gestión de consecuencias de fallas que incluye las tareas del operador, para seleccionar la política de gestión más adecuada para cada causa de falla identificada por el equipo multidisciplinario de análisis. El diagrama de decisión guía el análisis a través de un proceso conforme a la norma SAE JA1011, tratando cada causa de falla de acuerdo a su impacto en las metas de la organización (en cuanto a objetivos de seguridad, ambientales y económicos) y también según la evidencia de falla identificada por el personal de operación y mantenimiento durante el funcionamiento normal.

  • Fase de Ajuste Fino

Una premisa clave del proceso de RCM-R® es que los datos de falla documentados en órdenes de trabajo correctivos pueden analizarse estadísticamente para encontrar el patrón predominante de cada causa de falla crítica. Con esto, un análisis RCM-R® puede ser ajustado finamente usando el análisis estadístico de datos de fallas para desarrollar mejores estrategias de mantenimiento y asignar correctamente sus  intervalos de ejecución. Los datos de las órdenes de trabajo son fundamentales para un buen programa de mejoramiento de la confiabilidad. Por lo tanto, los ingenieros de mantenimiento y confiabilidad deben asegurarse de que los datos importantes de fallas y reparaciones estén incluidos en sus órdenes de trabajo correctivas y proactivas de los activos críticos. La norma SAE JA1011 requiere que “Cualquier formulación estadística y matemática que utilizadas en la aplicación del proceso (especialmente aquellos usados para computar los intervalos de algunas tareas) debe ser lógicamente robusta, debe estar disponible y ser aprobada por el dueño o usuario del activo”. Este ajuste fino de nuestro análisis de RCM-R®, cumple con este requisito. El análisis RAM (Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad) y el de Weibull, junto con algunos otros modelos matemáticos, son las principales herramientas que el RCM-R® utiliza para estimar el estado actual de los componentes del activo, mejorar la selección de la estrategia de consecuencias de fallas y determinar con precisión las frecuencias de ejecución de las tareas periódicas. El análisis de RAM permite al equipo de análisis definir la confiabilidad, la mantenibilidad y la disponibilidad resultante de un activo en su contexto operacional actual. Ai, Aa y Ao son las tres formas de disponibilidad que un activo, sistema o planta pueden presentar. Mientras Ai (disponibilidad inherente) considera sólo los eventos de falla, Aa (disponibilidad alcanzada) incluye tanto eventos de mantenimiento preventivo como correctivo. Ao (disponibilidad operativa) considera todos los tipos de tiempos de paro para determinar la disponibilidad operacional del componente. Por lo tanto, usted experimentará que Ao <Aa <Ai.

El análisis de Weibull contempla la creación de modelos estadísticos partiendo de datos de eventos de falla. Las tiempos de la fallas y su porcentaje acumulado se grafican utilizando escalas especiales. Los dos parámetros que definen la distribución son el parámetro de forma β y el parámetro de escala η (también conocido como característica de vida). Se determinan fácilmente inspeccionando la línea trazada. El análisis de Weibull es de gran utilidad para determinar la física de modos de fallas simples. β es el más importante de los dos parámetros, ya que nos permite determinar el tipo de política de gestión de consecuencias de fallas adecuado para el tratamiento de cada causa de falla. Los intervalos óptimos de tareas T, C y D se determinan mediante el uso de fórmulas de ingeniería. El RCM-R® ayuda a determinar la frecuencia de las tareas analizando los eventos de falla siempre que los datos estén disponibles en el contexto operacional actual del activo. Las frecuencias de tareas pueden ser estimadas aun cuando no se disponga de datos precisos.

  • Implementación y Sustentabilidad

El RCM-R® es un proceso que requiere una cuidadosa preparación, ejecución, implementación y seguimiento para asegurarte de que podrás implementarlo, obtener los resultados que estás buscando y seguir viendo esos beneficios mucho después de que el análisis esté completo. Utilizamos un enfoque de capacitación que depende en gran medida de tutoría y experiencia práctica y no en el aprendizaje en el aula y la facilitación compartida de estudios de casos reciclados. Una vez completados los análisis de RCM-R®, es necesario implementar las decisiones resultantes. El equipo de análisis es conformado por aquellos que generalmente participan en estas decisiones en el campo, pero no suelen ser los que desempeñan el trabajo de implementación. Esto corresponde a los gerentes, supervisores y planificadores, que no necesariamente participan en el análisis. Alguien debe asegurarse de que las decisiones se pongan en práctica, y generalmente ese “alguien” es el facilitador. Una función clave del facilitador es asegurar que el seguimiento de todas las decisiones del RCM-R® se lleven a cabo de manera oportuna. Si el facilitador no lo hace, los esfuerzos de RCM-R® no lograran nada, más allá de carpetas o archivos de computadora llenos de análisis. Los resultados del RCM-R® deben ser convertidos en formularios, trabajos estándar, planes, rutas de inspección, etc., y ser introducidos en cualquier sistema de gestión que se utilice para asegurar la ejecución de las decisiones según lo previsto. Aquellos en el campo que ejecutarán el trabajo (por ejemplo, realizar las revisiones diarias de rutina, mantener el equipo limpio, monitorear las condiciones, etc.) necesitarán entender y aceptar los cambios que se les sean requeridos.

Los estudios demuestran que la mayoría de los resultados de los proyectos de mejoramiento realmente nunca son medidos y que la mayoría de ellos en realidad no arrojan los resultados que se esperaban. Queremos que nuestra iniciativa de RCM-R® sea el comienzo de una cultura de confiabilidad en nuestras operaciones, por lo que debe ser sostenible. Para esto, tendremos que demostrar, sin duda alguna, de que funcionó y continúa funcionando.

Con el tiempo, las cosas cambiarán, el contexto operacional puede cambiar, y eso puede afectar las funciones, los modos de falla y sus causas, así como los efectos de las fallas. Esto ocurre normalmente como resultado de los cambios del mercado en la demanda de producto, comportamiento del cliente, cambios en los insumos del proceso, modificaciones en los procesos de manufactura, cambios climáticos, crecimiento de la demanda y carga, etc. Además, a medida que el activo envejece los nuevos modos de falla necesitarán políticas de gestión de consecuencias adicionales. Estos cambios pueden ocurrir repentinamente (por ejemplo, un cambio de proceso en una línea de fabricación), pero generalmente,  la mayoría de ellos ocurren lentamente, durante un largo período de tiempo.

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