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2. Antecedentes 2.1 Descripción general de la metodología RCM En la actualidad las empresas adquieren nuevas tecnologías de producción cada vez más
costosas con el fin de reducir los costes de producción y aumentar la calidad de sus
productos/servicios. Esta tendencia conlleva un incremento de la demanda en
mantenimiento y un mayor coste del mismo, dado que se requiere una mayor garantía
de funcionamiento y capacidad de producción de los equipos.
La norma UNE-EN 13306:2002 define la gestión del mantenimiento como todas las
actividades de gestión que determinan los objetivos del mantenimiento, las estrategias y
las responsabilidades, y se realizan por medio de la planificación, control, supervisión
del mantenimiento y mejora de los métodos en la organización incluyendo los aspectos
económicos.
Existen diferentes enfoques que tradicionalmente se adoptan para intentar mejorar la
gestión del mantenimiento en las empresas. Escogiendo un enfoque a corto plazo, las
empresas optan por establecer políticas similares a las de otras empresas del sector,
impulsar proyectos puntuales dentro del área de mantenimiento siguiendo las tendencias
del momento o dejar la gestión del mantenimiento en manos de una consultora externa,
que en ocasiones no ofrece un apoyo suficiente.
Una visión a largo plazo propone la ingeniería de mantenimiento, constituida por una
serie de tecnologías específicas de mantenimiento, como herramienta de soporte a los
principios generales de la gestión del mantenimiento.
Se define la ingeniería de mantenimiento como un conjunto de conocimientos y
técnicas que permitirán la aplicación del saber científico a la utilización de distintos
recursos (humanos, materiales y fuentes de energía), mediante invenciones útiles para
satisfacer las necesidades de mantenimiento de nuestros activos. Es interesante destacar
que esta definición extiende el concepto de ingeniería de mantenimiento a la fase de
operación de los equipos, mientras que otras, se limitan a la fase de preparación o
diseño de los equipos.
Dentro de estas nuevas técnicas la metodología de gestión de mantenimiento
denominada Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (RCM), constituye una de las
principales y más efectivas herramientas para mejorar y optimizar el mantenimiento en
las empresas.
El éxito del RCM a nivel mundial, se debe principalmente a que permite establecer las
necesidades de los diferentes equipos en su contexto operacional, teniendo en cuenta
básicamente, el posible impacto que pueden provocar los fallos de estos equipos en el
ambiente, la seguridad de las personas y las operaciones, aspectos que actualmente son
considerados de vital importancia dentro de cualquier proceso productivo.
ANTECEDENTES DEL RCM
La evolución del mantenimiento ha seguido una serie de etapas cronológicas que se
pueden caracterizar por la metodología específica que se ha empleado en cada una de
esas etapas.
La primera etapa cubre el periodo hasta la II Guerra Mundial. Los tiempos de parada no
eran muy importantes ya que la industria no estaba muy mecanizada y esto implicaba
que la prevención del fallo de los equipos no fuera una prioridad de las empresas. Los
equipos eran sencillos y robustos, muy fáciles de reparar y estaban sobredimensionados,
por este motivo, no eran necesarios complicados sistemas de mantenimiento ni personal
muy cualificado.
Durante la II Guerra Mundial se produjo un cambio drástico, aumentó la necesidad de
productos de toda clase y la mano de obra industrial disminuyó considerablemente. Esto
provocó un gran aumento de la mecanización, por lo que en esta segunda etapa la
producción comenzó a depender cada vez más de los equipos y el tiempo improductivo
de éstos se empezó a tener en cuenta. La idea de que los fallos se podían y debían
prevenir dio como resultado el concepto de mantenimiento preventivo, que en los años
60 consistía principalmente en revisiones completas de los equipos a intervalos
programados.
En la segunda etapa el coste de mantenimiento se elevó mucho comparado con los otros
costes de producción, por lo que intentó controlar este coste mediante la implantación
de sistemas de control y planificación del mantenimiento. Además, el alto coste de
adquisición de los equipos llevó a una mayor preocupación por aumentar la vida útil de
éstos.
A partir de la segunda mitad de los años 70 (tercera etapa), se ha aumentado
considerablemente la mecanización y automatización en las empresas. Los efectos de
los períodos improductivos son mayores en la producción, costo total y servicio al
cliente que en etapas anteriores. La automatización implica una relación mas estrecha
entre la condición de los equipos y la calidad del producto, mientras que el aumento de
la mecanización hace que cada vez sean más serias las consecuencias de un fallo de una
instalación para la seguridad y/o el medio ambiente.
Por otro lado, algunas de las creencias básicas hasta el momento sobre el mantenimiento
empiezan a cuestionarse debido a las nuevas investigaciones y técnicas. En particular, se
hace evidente que la conexión entre el tiempo que lleva funcionando un equipo y sus
posibilidades de fallo es menor de lo que se creía hasta entonces.
Se desarrolla el mantenimiento predictivo y comienza a ponerse énfasis en dar
importancia a los valores de fiabilidad y mantenibilidad en la etapa de diseño de la
infraestructura, sistemas, equipos y dispositivos.
A finales de la década de los 70, se empiezan a aplicar en las empresas las filosofías de
Mantenimiento Productivo Total (TPM) y Mantenimiento Centrado en Fiabilidad
(RCM).
El RCM es un proceso desarrollado durante los años 60`s y 70’s con la finalidad de
ayudar las empresas a determinar las políticas más adecuadas para mejorar las funciones
de los activos físicos y para manejar las consecuencias de sus fallos.
Este proceso surgió en la industria de la aviación comercial internacional de Estados
Unidos, impulsado por la necesidad de optimizar la fiabilidad, y ha evolucionado de
forma continua desde sus inicios en 1960.
El éxito del RCM en la industria aeronáutica no tuvo precedentes. En un periodo de 16
años posterior a su implantación, las aerolíneas comerciales no experimentaron
incremento en los costes unitarios de mantenimiento, aún cuando el tamaño y la
complejidad de las aeronaves, así como los costes de operación se incrementaron
durante el mismo periodo. También, para el mismo periodo, se incrementaron los
records de seguridad de las aerolíneas.
Los beneficios obtenidos por la industria aeronáutica no fueron un secreto y pronto el
RCM fue adaptado y adecuado a las necesidades de otras industrias y sectores como la
de generación de potencia mediante energía nuclear y solar, la minería, el transporte
marítimo, etc., así como el ámbito militar. En todas estos sectores se presentan exitosos
resultados tras la aplicación del RCM, mediante la conservación o incremento de la
disponibilidad, al mismo tiempo que se ahorra en costes de mantenimiento. Algunos
detalles del método se encuentran aún en desarrollo para adaptarse a las necesidades
cambiantes de una amplia variedad de industrias, sin embargo, los principios básicos se
mantienen.
DEFINICIÓN DEL RCM
Según Moubray, el Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (RCM) es un método
empleado para determinar las necesidades de mantenimiento de cualquier activo físico
en su contexto de operación. Entendiéndose por mantenimiento (UNE-EN 13306:2002)
la combinación de todas las acciones técnicas, administrativas y de gestión, durante el
ciclo de vida de un elemento, destinadas a conservarlo o devolverlo a un estado en el
cual pueda desarrollar la función requerida. La función requerida (UNE-EN
13306:2002) es la función o combinación de funciones de un elemento que se
consideran necesarias para proporcionar un servicio dado. Esta función puede definirse
de muchas formas dependiendo exactamente de dónde y cómo se esté usando el
elemento, es decir, dependiendo del contexto operacional.
El RCM sirve de guía para identificar las actividades de mantenimiento con sus
respectivas frecuencias a los activos más importantes (críticos) de un contexto
operacional concreto y su éxito radica principalmente en el análisis funcional de los
activos, realizado por un equipo natural de trabajo.
Si se aplica correctamente, el RCM transforma las relaciones entre las empresas que lo
emplean, los activos físicos existentes, y el personal que opera y mantiene esos activos.
También permite poner en funcionamiento nuevos activos con gran velocidad,
seguridad y precisión.
La metodología RCM propone un procedimiento que permite identificar las necesidades
reales de mantenimiento de los activos en su contexto operacional, a partir del análisis
de las siguientes siete preguntas:
1- ¿Cuáles son las funciones y los estándares de ejecución asociados con el activo
en su actual entorno de operación?
2- ¿En qué forma falla el equipo, con respecto a la función que cumple en el
contexto operacional?
3- ¿Qué causa cada fallo funcional?
4- ¿Qué ocurre cuando sucede un fallo?
5- ¿Cómo impacta cada fallo?
6- ¿Qué puede hacerse para predecir o prevenir cada fallo funcional?
7- ¿Qué puede hacerse si no se conoce una tarea de prevención adecuada a este
fallo?
Estas preguntas se van respondiendo a medida que se avanza en el proceso de
implantación del RCM ordenada y metódicamente.
PROCESO DE IMPLANTACIÓN DEL RCM
Antes de comenzar el análisis de las necesidades de mantenimiento de los activos en
cualquier organización, es fundamental conocer qué tipo de activos físicos existen y
decidir cuales son los que deben someterse al proceso de revisión del RCM. Esto
significa que debe realizarse un registro completo de los equipos, si no existiera,
aunque actualmente la mayoría de las industrias tienen ya esta clase de registro.
Una vez obtenido este registro, para una correcta aplicación del RCM es necesario una
meticulosa planificación de los pasos a seguir. La figura 1 ilustra el orden que se debe
seguir en los pasos del proceso de implantación del RCM:
Figura 1. Flujograma de implantación del RCM
Se observan en el flujograma dos fases:
I. FASE INICIAL: Comprende la formación del equipo natural de trabajo.
II. FASE DE IMPLANTACIÓN: Esta dividida en tres bloques:
o Selección del sistema y definición del contexto operacional.
En este paso, se establece el sistema o sistemas a los que se va a realizar el estudio
RCM y se definen sus límites, estructura y condiciones de operación. Con el objeto de
ser prácticos, solo se aplicará el estudio a los elementos y sistemas de la planta con
mayor impacto, evaluado éste según el análisis de criticidad de todos los sistemas y
equipos de la planta.
o Análisis de los modos y efectos de fallos (FMEA)
Se aplica este método para analizar las consecuencias sobre los sistemas elegidos para el
estudio RCM de todos los posibles fallos que puedan afectarle, proponiendo medidas
para evitar o minimizar estas consecuencias. Se evalúan los modos de fallo a nivel de
componente, equipo y subsistema y se valoran los efectos sobre el sistema y la
probabilidad de que ocurran.
o Aplicación de la lógica RCM
El objetivo es seleccionar de forma adecuada las actividades de mantenimiento para
cada uno de los equipos revisados. Este último paso, permite seleccionar para cada uno
de los elementos una serie de tareas concretas a llevar a cabo mediante la aplicación de
la lógica RCM a cada uno de los modos de fallo encontrados.
Se describen en los siguientes apartados detalladamente cada una de las etapas del
proceso de implantación de RCM descrito.
Etapa 1. Formación del equipo natural de trabajo.
Para dar respuesta a las 7 preguntas básicas del RCM, es necesario crear un equipo
natural de trabajo constituido por personas con distintas funciones dentro de la
organización que sean capaces de responder entre todos dichas preguntas.
En la práctica, el personal de mantenimiento de la organización no puede responder a
todas las preguntas por si mismo debido a que algunas de las respuestas deben ser
proporcionadas por el personal de producción u operación, sobre todo las relacionadas
con el funcionamiento deseado del equipo y las consecuencias y efectos de los fallos.
Por este motivo, las personas que trabajan diariamente con los equipos son una valiosa
fuente de información que no hay que ignorar en el análisis mediante la metodología
RCM.
Para asegurar que todos los puntos de vista estarán contemplados a la hora de hacer el
estudio, es importante que haya personas de diferentes departamentos. En general, esto
no debe significar formar grupos de menos de 4 ni más de 7 personas, lo ideal es un
grupo formado por 5 o 6 componentes.
El grupo de trabajo, según Moubray, debe incluir los siguientes componentes:
- Personal de Operación: experto en manejo de sistemas y equipos, las personas
que viven el día a día de la operación de los equipos son una valiosa fuente de
información.
- Personal de Mantenimiento: expertos en reparación y mantenimiento de sistemas
y equipos.
- Ingeniero de Procesos: aporta visión global de los procesos.
- Programador: aporta visión sistémica de la actividad.
- Especialista externo: experto en un área específica. En ocasiones, también es
interesante incluir al fabricante de equipos como especialista.
- Facilitador: asesor experto en la metodología RCM.
El objetivo de cada grupo de trabajo (Moubray, 1997) es usar la metodología RCM para
determinar las necesidades de mantenimiento de un activo específico o una parte
concreta de un proceso.
Para que el grupo de trabajo sea efectivo se debe facilitar la interacción y participación
de todos los miembros en las discusiones, en una atmósfera relajada e informal donde
los desacuerdos sean ampliamente debatidos con el fin de resolverlos. Además, no
existen jerarquías en el grupo de trabajo, se escucha a cada uno y no hay miedo a hacer
sugerencias. La ayuda externa es bienvenida y usada cuando es adecuado. Hay
aceptación y compromiso con el objetivo por parte de todos.
La clave para Moubray en todo este proceso es el CONSENSO. Cada miembro del
grupo contribuye en la medida que pueda en cada etapa del proceso. Ninguna decisión
debe ser tomada mientras no haya sido aceptada por todo el grupo.
-El facilitador.
Su función principal consiste en guiar y conducir el proceso de implantación del RCM,
es decir, es el encargado de asegurar que el proceso de implantación del RCM se realice
de forma ordenada y efectiva.
El facilitador debe realizar dentro del grupo de trabajo una serie de actividades:
- Guiar al equipo de trabajo en la realización del análisis de los modos y efectos
de fallos (FMEA), y en la selección de las actividades de mantenimiento.
- Ayudar a decidir a que nivel debe ser realizado el análisis de modos y efectos de
fallos.
- Ayudar a identificar los activos que deben ser analizados bajo la metodología
RCM.
- Asegurar que las reuniones de trabajo sean conducidas de forma profesional y se
lleven a cabo con fluidez y normalidad.
- Asegurar un verdadero consenso en las decisiones.
- Motivar al equipo de trabajo.
- Asegurar que toda la documentación a registrar durante el proceso de
implantación del RCM sea conducida correctamente.
Según Moubray, de todos los factores que afectan a la calidad final del análisis, el perfil
y las habilidades del facilitador es la más importante. Esto influye tanto en la calidad
técnica del análisis como en el ritmo al que el análisis es realizado y la actitud de los
participantes hacia el RCM. Las características principales que debe cumplir el perfil
del facilitador son: amplia capacidad de análisis, alto nivel técnico, alto desarrollo de
cualidades personales como liderazgo, credibilidad, seguridad, confianza, y habilidades
para conducir reuniones de trabajo, es decir, tener facilidad para comunicarse.
Etapa 2. Selección del sistema y definición del contexto operacional.
El primer paso a dar en la implantación del RCM es la selección de los sistemas o
equipos a los que se va a aplicar esta metodología. Se debe determinar la parte de
nuestras instalaciones a estudiar y la parte o elementos que quedarán excluidos de ese
estudio y, una vez delimitado el sistema a estudiar, determinar su composición, los
elementos de nivel inmediatamente inferior que lo constituyen y así sucesivamente,
siguiendo con una estructura de árbol hasta el nivel que ya se considere como un todo
indivisible desde el punto de vista del mantenimiento.
Téngase en cuenta que esta estructura puede no ser jerárquica en el sentido estricto, sino
tener ramas que se interrelacionan en un mismo nivel o ramas entre niveles no
contiguos. Los subsistemas que a su vez tienen bucles de control están en este caso y,
por tanto, se deben tratar los bucles como unidades indivisibles, desde el punto de vista
del sistema principal, de manera que quede reducido a una estructura jerárquica en árbol
pura.
Para establecer el sistema o sistemas a los que se va a aplicar el método RCM, definir
sus límites y su estructura es necesario responder a las dos preguntas:
1.- ¿Cuál debería ser el nivel de detalle que se requiere para realizar el análisis de los
modos y efectos de fallos del sistema seleccionado?
2.- ¿Debería ser analizada toda el área seleccionada, y si no es necesario, que debería
hacerse para seleccionar la parte a analizar y con qué prioridad deben analizarse cada
una de las partes?
Para entender mejor lo que significa nivel de detalle es necesario que los grupos de
trabajo confirmen o definan los distintos niveles que presenta una determinada
organización, es decir, el grado de división existente en la organización: corporación,
filiales, departamentos, plantas, sistemas, equipos, componentes son ejemplos de
división de una determinada organización. A continuación se definen algunos términos
necesarios para entender el concepto de nivel de detalle:
- Parte: representa el nivel más bajo de detalle al cual un equipo puede ser
desensamblado sin que sea dañado o destruido. Ejemplos: engranajes, bolas de
cojinetes, ejes, resistores, chips… (El tamaño no es el criterio a considerar para
establecer qué elemento constituye una parte de un equipo determinado).
- Equipo: nivel de detalle constituido por un grupo o colección de partes ubicadas
dentro de un paquete identificable, que cumple al menos una función relevante como
ítem independiente. Ejemplos: válvulas, motores, bombas, compresores, etc.
- Sistema: nivel de detalle constituido por un grupo lógico de equipos que cumplen una
serie de funciones requeridas por una organización. La mayoría de los sistemas están
agrupados en función de los procesos más importantes. Ejemplos: sistema de
generación de vapor, de tratamiento de aguas, de condensado, de protección, etc.
- Planta: nivel de detalle constituido por un grupo lógico de sistemas que funcionan en
conjunto para proveer un producto o servicio por procesamiento o manipulación de
materiales o recursos.
- Área: nivel de detalle constituido por un grupo lógico de plantas que funcionan en
conjunto para proveer varios productos o servicios de una misma clase o de distintas
clases. Por ejemplo, un grupo de plantas de hidrógeno que constituye un área
denominada “Complejo de Hidrógeno”.
La experiencia de expertos en metodología RCM considera más eficaz el análisis de los
distintos “sistemas” como nivel de detalle de la organización. Esto se debe a que en la
mayoría de las organizaciones los “sistemas” son normalmente identificados y usados
para los bloques funcionales, esquemas, diagramas,.. etc., y por tanto se tiene de ellos
una información más detallada y precisa.
Es necesario que los grupos de trabajo tengan un especial cuidado con respecto a la
selección del nivel de detalle que se espera del FMEA, ya que un análisis realizado a un
alto nivel de detalle (partes) puede llegar a ser complicado e irrealizable, o por el
contrario, un análisis realizado a un bajo nivel de detalle (planta) podría ser muy
superficial y poco eficiente para la gestión del mantenimiento en la organización.
Partiendo del nivel de detalle del sistema, para responder la segunda pregunta es
necesario que el grupo de trabajo identifique todos los sistemas existentes con sus
componentes en el área seleccionada y jerarquizar de acuerdo a importancia y criticidad
cada uno de esos sistemas con sus respectivos equipos.
Análisis de criticidad
Es una metodología que permite jerarquizar sistemas, instalaciones y equipos, en
función de su impacto global, con el fin de optimizar el proceso de asignación de
recursos (económicos, humanos y técnicos). La criticidad es una medida de riesgo en la
operación de un equipo, depende de la probabilidad de que se produzca un modo de
fallo y su severidad. La definición de criticidad puede tener varias interpretaciones
dependiendo del objetivo que se pretenda y de las necesidades de la organización, por lo
que existe una gran diversidad de herramientas de criticidad.
Para realizar un análisis de criticidad es necesario:
- Definir un alcance y propósito para el análisis.
- Establecer criterios de importancia.
- Seleccionar un método de evaluación para jerarquizar los sistemas
seleccionados. Existen diversos métodos, uno de los más utilizados es el método
de evaluación de factores ponderados basado en el concepto de riesgo.
El riesgo se define como el producto de la frecuencia por la consecuencia del fallo. La
frecuencia es el número de fallos en un tiempo determinado. Para cuantificar la
consecuencia del fallo se utiliza la ponderación de varios factores o criterios de
importancia en función de las necesidades de la organización.
Los criterios de importancia dependen de cada organización, los más utilizados son
Seguridad, Ambiente, Producción, Costes (Operaciones y Mantenimiento), Frecuencia
de Fallos y Tiempo promedio para reparar.
Los resultados de este análisis se muestran en la Matriz de Criticidad, que se divide en
tramos dependiendo de la ponderación de factores realizada en el análisis (ver figura 2)
MATRIZ DE CRITICIDAD
1 SC SC C C C C C
2 SC SC SC C C C C
. NC SC SC SC C C C
. NC NC SC SC SC C C
NC NC NC SC SC C C FREC
UEN
CIA
N NC NC NC NC SC SC C
1 2 . . M
CONSECUENCIA
Figura 2. Representación genérica de la matriz de criticidad.
Desarrollo del contexto operacional
Los aspectos generales para la definición del contexto operacional de sistemas que hay
que tener en cuenta son los siguientes:
- Resumen Operativo: Especificar el propósito que cumple el sistema a analizar,
describiendo los equipos, procesos y dispositivos de seguridad implicados, así
como detallar las metas relativas a la seguridad y medio ambiente y establecer
planes futuros.
- Personal: Especificar la rotación de turnos de trabajo, las operaciones realizadas
y los parámetros de calidad definidos.
- División de Procesos: Especificar la división del proceso en sistemas, definir los
límites y listar los componentes de los mismos, incluyendo indicadores y
dispositivos de seguridad.
La información que es necesario recopilar inicialmente para el desarrollo del contexto
operacional es la siguiente:
- Perfil de operación.
- Ambiente de operación.
- Calidad/Disponibilidad de las entradas requeridas (combustible, aire, etc.).
- Alarmas, Monitorización.
- Políticas de repuestos, recursos, logística.
- P&IDs del sistema.
- Esquemas del sistema y/o diagramas de bloque, que normalmente son
desarrollados a partir de los P&IDs.
Una herramienta gráfica que facilita la visualización del contexto operacional, es el
diagrama de entrada-proceso-salida (ver figura 3). En estos diagramas se deben
identificar las entradas, los procesos y las salidas principales del sistema.
Figura 3. Diagrama Entrada Proceso Salida
A continuación se detallan los factores más importantes del Diagrama EPS:
PROCESO
MATERIA PRIMA
SERVICIOS
CONTROLES ALARMAS
PRODUCTOS PRIMARIOS
PRODUCTOS SECUNDARIOS
CONTROLES ALARMAS
Las entradas pueden ser de tres tipos:
Materia prima: son los recursos tomados directamente por el proceso
(sistema/equipo) para transformarlos o convertirlos (gas, crudo, madera…).
Servicios: son los recursos utilizados por el proceso para la transformación de la
materia prima (electricidad, agua, vapor…).
Controles: entrada referida a los sistemas de control y sus efectos sobre los
equipos o procesos pertenecientes al área en cuestión. Normalmente, no
necesitan ser registrados como una función separada ya que su fallo siempre va
asociado a una pérdida de señal de salida en alguna parte del proceso.
Las salidas van a estar asociadas a las funciones inherentes al sistema y pueden ser
clasificadas como:
Productos primarios: Constituyen los principales propósitos del sistema,
generalmente son especificados por la tasa de producción y los estándares de
calidad.
Productos secundarios: se derivan de funciones principales que cumple el
sistema dentro del proceso. La pérdida de los productos secundarios puede
causar, en la mayoría de los casos, la pérdida de las funciones primarias y sus
consecuencias pueden ser catastróficas.
Controles y alarmas: van asociadas a las funciones de protección y control del
sistema.
Los procesos deben registrarse como una descripción de la función a ejecutar por el
sistema en un lugar específico, con el fin de concentrar los esfuerzos de mantenimiento
sobre la función que esté siendo analizada y averiguar qué actividades de
mantenimiento deben ejecutarse para que el activo cumpla la función dentro del
contexto operacional.
Norma ISO 14224-2004
Esta norma permite definir los límites de contorno del sistema a evaluar y determinar
los ítems mantenibles dentro de los subsistemas de los equipos. Proporciona además un
formato para analizar si un determinado dato de fiabilidad y mantenimiento de un
elemento es apropiado para asociarlo a un análisis de fiabilidad del equipo.
Este estándar internacional es aplicable a datos recogidos durante el ciclo de vida
operacional del equipo, incluyendo la instalación, puesta en marcha, operación,
mantenimiento y modificaciones.
Se centra principalmente en:
- Requerimientos para el “tipo de dato” que debe ser recogido para su uso en
varias metodologías de análisis.
- Estandarización del formato de datos para facilitar el intercambio de datos de
fiabilidad y mantenimiento entre plantas, propietarios, etc.
Algunos principios para estas colecciones de datos de fiabilidad y mantenimiento a
nivel de equipo pueden ser aplicados a la monitorización y el análisis del
funcionamiento en plantas o sistemas constituidos por diferentes tipos de equipos.
En esta norma hay una serie de ejemplos de equipos, describiendo en detalle:
-Clasificación del tipo de equipo.
- Definición del límite de contorno.
- Subdivisión en niveles.
- Datos del equipo (datos específicos por cada clase de equipo).
Etapa 3. Análisis de los modos y efectos de fallos (FMEA).
El Análisis de los Modos y Efectos de Fallos (FMEA) es la herramienta principal del
RCM para optimizar la gestión de mantenimiento en una organización determinada ya
que ayuda a responder las primeras cinco preguntas básicas del RCM.
El FMEA es un método sistemático que permite identificar los problemas antes de que
ocurran y puedan afectar a los procesos y productos en un área determinada, bajo un
contexto operacional dado. A partir del análisis realizado por los grupos de trabajo
RCM a los distintos activos en su contexto operacional, se obtiene la información
necesaria para prevenir las consecuencias y los efectos de los posibles fallos a partir de
la selección adecuada de las actividades de mantenimiento. Estas actividades se eligen
de forma que actúen sobre cada modo de fallo y sus posibles consecuencias (ver figura
4).
Figura 4. Esquema de análisis de los modos y efectos de fallos.
El objetivo básico del FMEA es encontrar todas las formas o modos en los que puede
fallar un activo dentro de un proceso, e identificar las posibles consecuencias de los
fallos en función de tres criterios básicos en el RCM: seguridad humana, seguridad del
medio ambiente e impacto en la producción.
Para cumplir este objetivo, los grupos de trabajo deben realizar el FMEA siguiendo la
siguiente secuencia:
- Definir las funciones de los activos y sus respectivos estándares de
operación/ejecución.
- Definir los fallos funcionales asociados a cada función del activo.
- Definir los modos de fallos asociados a cada fallo funcional.
- Establecer los efectos y consecuencias asociados a cada modo de fallo.
- Funciones y estándares de ejecución
Una función se define como el propósito o la misión de un activo en un contexto
operacional específico. La metodología define los siguientes tipos de funciones:
Funciones Primarias: Son las funciones que un activo tiene que cumplir dentro
de un proceso, usualmente vienen definidas por el propio nombre del activo. Por
ejemplo, la función primaria de una bomba es bombear un determinado fluido.
Funciones Secundarias: Son las funciones que el activo está capacitado para
cumplir en adición a las salidas principales descritas por las funciones primarias.
Entre las funciones secundarias más características están:
- Contención: La mayoría de los activos cuyas funciones primarias son la
transferencia de material, especialmente si es un fluido, tienen que contener
a su vez a estos materiales.
- Soporte: Algunos activos tienen una función secundaria estructural de
soporte. Por ejemplo la función primaria de un edificio es proteger a
personas, pero además sirve de soporte del techo del mismo.
- Apariencia: La apariencia de algunos activos envuelve funciones específicas.
Por ejemplo la función primaria de la pintura de los equipos industriales es
proteger frente a la corrosión, por otro lado una pintura de color brillante
- puede ser usada para mejorar la visibilidad del mismo por razones de
seguridad.
- Higiene y Seguridad: Los activos deben ser capaces de operar de forma
segura y limpia.
Funciones de Protección: Existen equipos que tienen como misión proteger en
primera instancia a las personas de los posibles efectos de los fallos y
posteriormente proteger a los activos.
Funciones de Control: El patrón de funcionamiento de los equipos de control
consiste en tomar mediciones con dispositivos especiales, que se encargan de
captar señales de temperatura, presión, flujo, etc., las cuales serán traducidas en
valores específicos y comparadas con rangos normales de operación,
permitiendo de esta forma controlar y vigilar el buen funcionamiento de los
distintos procesos.
Funciones Subsidiarias: Son funciones realizadas en el proceso principal por
equipos especiales adecuados a procesos específicos que no están relacionados
directamente con el producto final del proceso principal.
Para poder identificar claramente cuándo un activo no está cumpliendo sus funciones de
manera eficiente es necesario que el grupo de trabajo defina de forma precisa los
estándares de ejecución asociados a cada función de los activos a analizar con respecto a
su contexto operacional.
La metodología RCM define un estándar de ejecución como el parámetro que permite
especificar, cuantificar y evaluar de forma clara la función de un activo. Cada activo
puede tener más de un estándar de ejecución en su contexto operacional.
Los estándares de ejecución están normalmente relacionados con las salidas de cada
función del sistema, es decir, con el desempeño de la función esperada del sistema. Sin
embargo, existen otros estándares de ejecución tales como calidad del producto,
seguridad, eficiencia energética y medio ambiente, entre otros.
Respecto al estándar de calidad del producto, consiste en lograr de forma satisfactoria
productos que cumplan los estándares de calidad exigidos. Ésto depende
fundamentalmente de la capacidad de los activos con los que se obtiene esos productos.
Los estándares ambientales, con penalizaciones por incumplimiento cada vez más
fuertes y estrictas, obligan a las personas responsables del desarrollo de planes de
mantenimiento a conocer con precisión las consecuencias que puede ocasionar un fallo
en el ambiente.
- Fallos funcionales
Una vez definida la función que cada activo debe cumplir en un contexto operacional
dado, el siguiente paso es determinar cómo ese activo deja de cumplir sus funciones. La
pérdida de una función es lo que en RCM se denomina fallo funcional.
Un fallo funcional se define como una ocurrencia no previsible, que no permite que el
activo alcance el funcionamiento esperado en el contexto operacional en el cual se
desempeña. El nivel de insatisfacción producido por causa del fallo funcional dependerá
de las consecuencias que pueda generar la aparición de dicho fallo dentro del contexto
operacional.
Los diferentes fallos funcionales pueden incidir sobre una función de forma parcial o
total. La pérdida total de la función ocurre cuando un activo se detiene por completo de
forma inesperada. La pérdida parcial ocurre cuando el activo no puede alcanzar el
estándar de ejecución esperado, es decir, cuando opera de forma ineficiente o fuera de
los límites específicos tolerados.
La definición precisa de un fallo funcional para un activo depende en gran parte del
contexto operacional del mismo, por lo que activos idénticos pueden sufrir diferentes
fallos funcionales si el contexto operacional es diferente.
- Modos de fallos
El RCM define modo de fallo como la causa física que origina un fallo funcional. En
otras palabras, el modo de fallo es el que provoca la pérdida de función total o parcial de
un activo en su contexto operacional. Cada fallo funcional puede tener más de un modo
de fallo.
Ejemplos de modos de fallo: suciedad, corrosión, lubricación inadecuada, ensamblaje
incorrecto, operación incorrecta, etc.
Las actividades de prevención, anticipación o corrección de fallos funcionales deben
estar orientadas a atacar modos de fallo específicos asociados a cada fallo funcional.
Esta es una de las principales diferencias entre la forma tradicional de gestión del
mantenimiento y la metodología RCM.
En el proceso de análisis de modos de fallos, el grupo de trabajo buscará información
consultando:
o Listas genéricas de modos de fallos.
o Personal de operación y/o mantenimiento que haya tenido una larga asociación
con el activo.
o Registros e historiales técnicos existentes del activo.
o Fabricantes y vendedores de activos.
o Otros usuarios del mismo activo.
- Efectos y consecuencias de fallos
En esta parte del proceso, el objetivo principal del grupo de trabajo consiste en
identificar lo que sucederá en el contexto operacional si ocurre el modo de fallo
previamente identificado. La identificación de los efectos del modo de fallo deberá
incluir toda la información necesaria que ayude a soportar la evaluación de las
consecuencias de los fallos.
Para identificar y describir de forma precisa los efectos producidos por cada modo de
fallo, el grupo de trabajo debe responder de forma clara las siguientes preguntas:
1. ¿Cómo se evidencia (si puede ser evidente) que un modo de fallo ha ocurrido?
La descripción del efecto del fallo deberá especificar si la ocurrencia del modo de fallo
se evidencia a partir de algún tipo de señal o de manifestación física como ruido o
humo.
2. ¿Cómo podría afectar la ocurrencia de cada modo de fallo a la seguridad humana o
al ambiente?
Se debe detallar si existe la posibilidad de que alguna persona pueda resultar herida o
pueda incumplirse alguna norma ambiental. Normalmente, estos modos de fallo
aparecen por la mala operación de los equipos, caídas de objetos, presiones excesivas de
trabajo, derrames de sustancias químicas, etc., y suelen ser inusuales gracias al avance
en el diseño moderno de las instalaciones y sus equipos.
3. ¿Cómo afectaría la ocurrencia de cada modo de fallo a la producción y las
operaciones?
Para decidir cual es la mejor actividad de mantenimiento a ejecutar sobre los activos, es
necesario que el grupo de trabajo tenga claramente definido la naturaleza y severidad de
las consecuencias de los modos de fallos.
En algunos casos los modos de fallo afectarán al producto final, a los procesos, calidad
del producto o eficiencia del servicio prestado, en otros, podrán afectar a la seguridad
humana o al ambiente.
Se debe describir de forma clara si el modo de fallo conlleva impacto en la producción o
en las operaciones. En estos casos, normalmente, los modos de fallo generan paros
completos de los procesos, reducción de la producción o de la calidad de los productos,
aumento de costes de los procesos, etc.
El impacto del modo de fallo en la organización depende del contexto operacional
donde trabaje el activo, del estándar de ejecución deseado para la función del activo y
de las consecuencias físicas generadas tras la aparición del modo de fallo.
La combinación de estos tres factores hace que cada modo de fallo tenga una forma
característica de impactar en la seguridad, en el ambiente y en las operaciones.
Algunas categorías en las que se pueden clasificar los modos de fallo son:
- Modos de fallo con consecuencias ocultas: las consecuencias se generan a
partir de funciones ocultas o no evidentes que presentan algunos activos en su
contexto operacional, por ejemplo los equipos de reserva, de control o de
seguridad. La aparición de estos modos de fallo no será evidente dentro del
desarrollo normal de las operaciones de un determinado sistema, en el caso de
que estos fallos ocurran por si solos. Este tipo de fallos, que no son evidentes por
si solos sino cuando otro fallo ocurre, se denominan fallos ocultos.
- Modos de fallo con consecuencias sobre la seguridad humana y el medio
ambiente: las consecuencias surgen a partir de funciones evidentes de los activos
y afectarán, a la seguridad humana y al medio ambiente.
- Modos de fallo con consecuencias operacionales: Surgen a partir de funciones
evidentes de los activos cuyos fallos funcionales afectarán de forma importante a
la producción o las operaciones (cantidad de producto, calidad del mismo, costes
de operación, costes directos de reparación, etc.).
- Modos de fallo con consecuencias no operacionales: Surgen a partir de
funciones evidentes y sus consecuencias son aceptables respecto a la seguridad,
ambiente y operaciones, únicamente repercute económicamente, en el coste
directo de su reparación.
Las consecuencias de los modos de fallo se determinan apoyándose en el siguiente
diagrama (ver figura 5):
Figura 5. Diagrama para determinar consecuencias de modos de fallos.
Etapa 4. Selección de las actividades de mantenimiento.
Una vez realizado el análisis de modos y efectos de fallos, el grupo de trabajo tiene que
realizar la selección del tipo de actividad de mantenimiento que ayude a prevenir la
aparición de cada modo de fallo previamente identificado.
El árbol lógico de decisión RCM es una herramienta que permite seleccionar
actividades adecuadas de mantenimiento para evitar la ocurrencia de cada modo de fallo
o disminuir sus posibles efectos.
El equipo de trabajo debe identificar el tipo de actividad de mantenimiento, apoyándose
en la lógica RCM (ver figura 6). Tras seleccionar el tipo de actividad adecuada, se
procede a especificar la acción de mantenimiento concreta a ejecutar y la frecuencia de
ejecución de la misma.
No
Modo de fallo con consecuencias NO operacionales
Sí
Modo de fallo con consecuencias operacionales
Sí
Modo de fallo con consecuencias sobre la seguridad humana y/o el ambiente
¿Tiene este modo de fallo efectos directos sobre la capacidad operacional (calidad, servicio al cliente, proceso de producción y costes de operación?
No
Sí
¿El modo de fallo causa una pérdida de función que pueda herir o dañar a una persona, y/o quebrantar alguna norma o regulación medioambiental?
¿Bajo circunstancias normales será evidente la pérdida de la función causada por este modo de fallo para lo operadores?
Modo de fallo con consecuencias ocultas
No
Figura 6. Descripción de la lógica del método RCM.
Rediseño
REDISEÑO
Describir monitorización y
su frecuencia
ACTIVIDADES PREVENTIVAS
Describir el procedimiento y
su frecuencia
Describir reparación y su
frecuencia
Describir sustitución y su
frecuencia
Rediseño para eliminar modo de
fallo o sus consecuencias
Sí
Sí
Sí
Sí ¿Existe algún procedimiento
que permita revelar el fallo?
No
ACTIVIDADES CORRECTIVAS
¿Afecta a la seguridad o al
medio ambiente?
¿Es aceptable económicamente el rediseño frente al costo del fallo?
No
Sí
Sí
No
No
No
No
Sí ¿Se puede prever la frecuencia del fallo?
¿Es un fallo oculto?
INICIO
No
No
No
Sí
Sí
Sí
¿Se detecta el modo de fallo monitorizando?
No
¿Existe tiempo suficiente para planificar una
acción?
¿Existe alguna otra técnica de monitorización
disponible?
¿Quedará “como nuevo” el elemento
tras reparar componente?
¿Quedará “como nuevo” el elemento
tras sustituir componente?
Funcionamiento hasta que se
produzca el fallo
El RCM clasifica las actividades de mantenimiento en dos grandes grupos: las de
actividades preventivas y las actividades correctivas, estas últimas, se ejecutarán sólo en
el caso de no encontrar una actividad efectiva de mantenimiento preventivo.
Cada grupo de actividades de mantenimiento tiene sus respectivos tipos de tareas de
mantenimiento, las cuales se mencionan a continuación:
- Actividades Preventivas
1. Tareas programadas en base a condición. Las actividades programadas en base a
condición (predictivas), se basan en el hecho de que la mayoría de los modos de fallos
no ocurren instantáneamente, sino que se desarrollan progresivamente en un periodo de
tiempo. Si la evidencia de este tipo de modo de fallo puede ser detectada bajo
condiciones normales de operación, es posible que se puedan tomar acciones
programadas en base a la condición del activo, que ayuden a prevenir estos modos de
fallo y eliminar sus consecuencias. El momento en el proceso en el cual es posible
detectar que el fallo está ocurriendo o está apunto de ocurrir es conocido como fallo
potencial y se define como una condición física identificable que indica que el fallo
funcional está a punto de ocurrir o que ya está ocurriendo dentro del proceso.
2. Tareas de reacondicionamiento. Son las actividades periódicas que se llevan a cabo
para restaurar un activo a su condición original, es decir, actividades de prevención
realizadas a los activos a un intervalo de frecuencia menor al límite de vida operativo
del activo, en función del análisis de sus funciones en el tiempo. En este tipo de
actividades, el activo es puesto fuera de servicio, se realiza una inspección general y se
reemplazan, en caso de ser necesario, las piezas defectuosas. Las tareas de restauración
programadas son conocidas como overhauls, y su aplicación más común es en equipos
mayores: compresores, turbinas, calderas, etc.
3. Tareas de Sustitución-Reemplazo Programado. Este tipo de actividad está orientada
específicamente hacia el reemplazo de componentes o partes usadas de un activo a un
intervalo temporal inferior al de su vida útil (antes que se produzca el fallo). Las
actividades de reemplazo devolverán la condición original al componente, ya que se
sustituye uno viejo por uno nuevo, la diferencia con las anteriores es simplemente que
éstas inciden en los componentes y las de reacondicionamiento involucran a todos los
componentes de un equipo mayor, además de que un overhaul no implica una
sustitución de piezas viejas sino que puede limitarse a acciones de limpieza, reparación
o inspección.
4. Tareas de Búsqueda de Fallos Ocultos. Tal y como se definió en apartados
precedentes, los modos de fallos ocultos no son evidentes bajo condiciones normales de
operación, por lo que este tipo de fallos no tienen consecuencias directas, pero éstas
consecuencias pueden propiciar la aparición de fallos múltiples dentro de un contexto
operacional. Uno de los caminos que puede ayudar a minimizar los efectos de un fallo
múltiple es tratar de disminuir la probabilidad de ocurrencia de fallos ocultos,
chequeando periódicamente si la función oculta está trabajando correctamente.
- Actividades Correctivas
Cuando las actividades de prevención para un determinado modo de fallo, no son
técnicamente factibles, o no son efectivas, se aplican actividades correctivas.
1. Rediseño.
En el caso de no conseguir actividades de prevención que ayuden a reducir los modos
de fallos que afecten a la seguridad o al ambiente a un nivel aceptable, es necesario
realizar un rediseño que minimice o elimine las consecuencias de esos modos de fallos.
2. Actividades de Mantenimiento No Programado.
En el caso de no conseguir actividades de prevención económicamente más baratas que
los posibles efectos derivados de los modos de fallos con consecuencias operacionales o
no operacionales, se podrá tomar la decisión de esperar hasta el fallo y actuar entonces
de forma correctiva.
2.2 Beneficios aplicación técnicas RCM En trabajos desarrollados recientemente por instituciones de reconocido prestigio y, con
objetivos similares al que nos ocupa, se menciona como la correcta selección de una
herramienta software para la implantación de la técnica RCM beneficia a la empresa en
lo siguiente:
- Mejora en el control de operaciones: mejor gestión del trabajo con un mejor
control de las solicitudes de tareas, seguimiento de los retrasos,
determinación de prioridades y una programación efectiva de las horas
extraordinarias.
- Mejora en planificación y programación: los sistemas y procedimientos
para establecer una planificación y programación efectiva del mantenimiento
contribuye a mejorar tanto la utilización de los recursos disponibles como
el servicio al cliente. Lograr una mejor planificación y programación con los
clientes es un beneficio importante.
- Mejora en la gestión de materiales de mantenimiento: conseguir una
gestión más eficaz y control de piezas y material de los inventarios. Disponer
de información para la toma de decisiones con el objetivo de reducir
inventario, detectando el exceso de los niveles de inventario.
- Mejora en el análisis de fiabilidad: mejora en el seguimiento de órdenes de
trabajo y en la realización del histórico del equipo con datos relativos a los
tipos de reparaciones, las frecuencias y causas. Proporciona información
clave sobre las tendencias de fallo, facilitando la eliminación de las causas
fundamentales o control de los modos de fallo, mejorando la fiabilidad.
- Mejora en el control presupuestario del mantenimiento: permite un mayor
control presupuestario del mantenimiento por piezas, equipos y órdenes de
trabajo. La información sobre los costos que proporciona el software RCM
es un soporte útil para la toma de decisiones en el ámbito del mantenimiento.
- Mejora del nivel de información de mantenimiento: una ventaja
importante del software RCM es la existencia de una base de datos histórica
de equipos, de gran importancia para la gestión eficiente del mantenimiento
y la planificación temporal del mismo. Un software RCM ayuda a convertir
datos en información útil que puede ser utilizada para administrar el
mantenimiento interno de una unidad productiva.
Para conseguir estos beneficios con una aplicación software de RCM es necesario que el
sistema de información diseñado para dar soporte a la implementación de RCM cumpla
una serie de requisitos, según estándares internacionales (SAE, NASA, MSG3, MIL,
etc.) existentes sobre esta metodología.
Además de todo lo anterior y, al igual que toda herramienta software integrada en la
empresa, la aplicación RCM deberá respetar aspectos relacionados con la gestión en
este tipo de herramientas IT. Existen publicaciones donde se hace énfasis en la
importancia de eliminar la burocracia que puede generar el proceso RCM (formatos,
documentos, informes).