expo de mantenibilidad definitivo (1)
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MANTENIBILIDAD
Maestrantes:Becerra Patricia
Villarreal MarilenyRivas Geraldine
Soto AbdónViloria JoséDurán Julio
Betijoque, Marzo de 2011
La Mantenibilidad, definida como la probabilidad de devolver el equipo a condiciones operativas en un cierto tiempo utilizando procedimientos prescritos, es una función del diseño del equipo (factores tales como accesibilidad, modularidad, estandarización y facilidades de diagnóstico, facilitan enormemente el mantenimiento).
MANTENIBILIDAD
La buena mantenibilidad es una función de varios factores, los cuales se pueden agrupar en operacionales y de diseño.
FACTORES OPERACION
ALES
FACTORES DE DISEÑO
Nivel Inicial de Repuestos
Normalización y Modulación
Intercambiabilidad y Reemplazibilidad
Distribución Física y Accesibilidad del Equipo
Espacio para trabajar, destreza del personal Y calidad de
supervisiónEquipos de levantamiento y
manejo, Disponibilidad de repuestos,
Políticas y Normas de Mantenimiento Preventivo
FACTORES PRINCIPALES DE LA MANTENIBILIAD MANTENIBILIDAD
Los parámetros relativos a la Mantenibilidad, entre los cuales se señalan los siguientes:
PARÁMETROS BÁSICOSTiempo Promedio para Fallar (TPPF)
Mean Time To Fail (MTTF): Este indicador
mide el tiempo promedio que es capaz de operar el equipo a capacidad sininterrupciones dentro del período
considerado; este constituye un indicador indirecto de
la confiabilidad del equipo o sistema. También es
llamado “Tiempo Promedio Operativo” o “Tiempo Promedio hasta la Falla”.
Tiempo Promedio para Reparar (TPPR) – Mean Time To Repair (MTTR):Es la
medida de la distribución del tiempo de reparación de un equipo o sistema. Este
indicador mide la efectividad en restituir la unidad a condiciones óptimas de operaciónuna vez que la unidad se encuentra fuera de servicio por un fallo, dentro de un período
de tiempo determinado
PARÁMETROS BÁSICOS
Tiempo Promedio entre Fallos (TMEF) – Mean Time Between Failures (MTBF):
indica el intervalo de tiempo más probable entre un
arranque y la aparición de un fallo; es decir, es el tiempo medio transcurrido hasta la
llegada del evento “fallo”. Mientras mayor sea su valor, mayor es la confiabilidad del
componente o equipo.
Es posible conocer el comportamiento de equipos en operación con el fin de:
_> Prever y optimizar el uso de los recursos humanos y materiales necesarios para el
mantenimiento._>Diseñar y/o modificar las políticas de
mantenimiento a ser utilizadas._>Calcular instantes óptimos de sustitución
económica de equipos._>Establecer frecuencias óptimas de ejecución
del mantenimientopreventivo.
Tiempo empleado en corregir la falla.
Tiempo empleado en identificar o localizar la falla
Tiempo transcurrido desde que el equipo es desconectado y el instante en que las condiciones permitan que se le haga mantenimiento.
ENFRIAMIENTO
Tiempo gastado esperando por repuestos, materiales, servicios de taller y otros retrasos similares.
DEMORA DE MATERIALES
Tiempo gastado en todas las otras actividades, turnos no trabajados, fines de semana esperando por permisos o por razones de prioridad, etc.
ADMINISTRATIVO
Tiempo empleado para preparar y arrancar el equipo una vez finalizada su reparación.
ARRANQUE
El tiempo fuera de servicio es el tiempo transcurrido desde que el equipo es desconectado hasta que es entregado de nuevo a operaciones y puede estar constituido por el tiempo de:
PARÁMETROS BÁSICOS
LOCALIZACIÓN DE LA FALLA
REPARACIÓN
MÉTODO PARA ASEGURAR LA MANTENIBILIDAD ÓPTIMA
El uso de técnicas modernas para localizar o anticiparse a las fallas
Factores de horas de mano de obra de mantenimiento, referida a los tiempos empleados
Factores de frecuencia de mantenimiento
Factores de coste de mantenimiento
Aumentar la rapidez par atender el mantenimiento correctivo y las emergencias
CALCULOS Y PREDICCIÓN DE LA MANTENIBILIDAD
ORDENAR LA INFORMACIÓN SOBRE TIEMPOS FUERA DE SERVICIO (TFS) EN ORDEN
ASCENDENTE
NUMERAR LOS VALORES OBSERVADOS DE 1 EN ADELANTE (NUMERO DE ORDEN :n)
CALCULAR LA PROBABILIDAD DE OBTENER UN VALOR MENOR O IGUAL
QUE EL OBSERVADO
Donde :• n = Número de orden de la observación • N= Número total de observaciones
UTILIZANDO LA SIGUIENTE
FÓRMULA
CÁLCULOS DE PREDICCIÓN DE LA MANTENIBILIDAD
•Es la frecuencia relativa de un acontecimiento en una larga serie de observaciones de las situaciones al azar en las cuales el puede ocurrir
PROBABILIDAD
•En una planta industrial 600 de las 1000 paradas de un equipo son debidas a fallas de las correas, las cuales ocurrieron al azar. La probabilidad de que la próxima parada sea debida a fallas en las correas es:
•P = 600 / 1000 = 0,60 = 60%
EJEMPLO
EJEMPLOS GRÁFICOS DE RECOPILACIÓN DE DATOS DE
FALLAS Gráfico de Círculos
CARACTERISTICAS
Permiten ver la distribución interna de
los datos que representan un hecho
En forma de porcentajes sobre un
total
Se suele separar el sector correspondiente al mayor o menor valor, según lo que se desee
destacar.
Pueden ser en dos o tres dimensiones
Falla Electrica
38%
varios28%
Sensores12%
Aire en lineas de inyección
16%
Inyectores6%
Causas de fallas en motores diesel, marca Caterpillar 3512
GRÁFICOS DE RECOPILACIÓN DE DATOS DE
FALLAS Gráfico de Barras
CARACTERISTICAS
Es un diagrama con barras rectangulares
de longitudes proporcional al de
los valores que representan
Son usados para comparar dos o más
valores
Las barras pueden estar orientadas
horizontal o verticalmente.
Observaciones: 7 Motores Diesel Caterpillar 351278 meses de operación y 340.000 hrs de trabajo
Falla
Elect
rica
Senso
res
Inye
ctor
es
Aire li
neas
inye
...
Vario
s0
10
20
30
4038
12
6
16
28
Análisis de Paradas
GRÁFICOS DE RECOPILACIÓN DE DATOS
DE FALLAS Diagrama de Pareto
CARACTERISTICAS
Es una gráfica para organizar datos en orden
descendente
Permite asignar un orden de
prioridades (pocos vitales, muchos
triviales).
Facilita el estudio comparativo de
numerosos procesos
COMPONENTESNº DE
FALLASNº DE FALLAS ACUMULADOS
% TOTAL DE FALLAS
% TOTAL DE FALLAS ACUMULADOS
SELLOS (1) 41 41 47,6 47,6RODAMIENTO (2) 17 58 19,76 67,36JUEGO AXIAL (3) 9 67 10,46 77,82
IMPULSOR (4) 6 73 7 84,82JUEGO RADIAL (5) 5 78 6 90,82
EJE (6) 4 82 5 95,82COJINETES (7) 3 85 3 98,82CARCAZA (8) 1 86 1,16 100
TOTAL 86 99,98
1 2 3 4 5 6 7 80
20
40
60
80
100
120
47.6
19.7610.46 7 6 5 3
1.15999999999999
47.667.36 77.82
84.82 90.82 95.82 98.82100
FRECUENCIA DE FALLAS EN BBA DE SUMINISTRO DE
AGUA POTABLE
% TOTAL DE FALLAS% ACUMULADOS DEL TOTAL DE FALLAS
GRÁFICOS DE RECOPILACIÓN DE DATOS DE
FALLAS Función de Densidad de ProbabilidadesCARACTERISTICA
SSe usa para conocer cómo se distribuyen las probabilidades de
un suceso o evento, en relación al resultado
del suceso
La distribución de probabilidad puede ser
continua o discreta
Las líneas que conectan los topes de las barras aparecen
como una línea continua, conocida como “función de
densidad de probabilidad”
Curva de Distribución de Frecuencias o Función de Densidad de Probabilidad
GRÁFICOS DE RECOPILACIÓN DE DATOS DE
FALLAS Gráfico de Distribución Acumulativa CARACTERISTICA
S
La gráfica de la función distribución acumulada de una variable discreta es siempre una gráfica
escalonada.
Aplicada en situaciones donde sea de interés la
probabilidad de ocurrencia de todos los
valores iguales o menores que un valor pre especifico o todos los valores mayores
Parámetros que se emplea en este caso utilizando la estimación grafica parámetro de dispersión , 1/M
Donde : M= t(3) –T(0)/ 3
Siendo :μ Parámetro de posición μ t (0)T Tiempo real que se empleara en la ejecución del próximo trabajo
La media fuera de servicio puede determinarse según la ecuación TPFS = μ +
DISTRIBUCIÓN GUMBELL
• Graficar los puntos T.F.S. y P.F sobre el papel de Gumbel.
• Trazar la mejor recta posible.• Se obtiene la pendiente de la recta y
luego α (que es el inverso)• Se obtiene μ para 37%.• Luego se calcula TPFS y se calcula su
Probabilidad según fórmula.
CÁLCULOS DE PREDICCIÓN DE LA MANTENIBILIDAD
DISTRIBUCIÓN DE GUMBELL O DE VALOR EXTREMO
Describe probabilísticamente cuánto permanece un sistema en estado de falla (Tiempo Fuera de Servicio).
Se emplea en el cálculo de la Mantenibilidad
Función densidad de probabilidad
)(
)(uxeuxexf
Función densidad de distribución acumulativa
)(--)(uxeexF
PARAMETROSµ (Miu) Es la moda de la distribución (Alfa) Es una medida de dispersión
COMO MODELO LA
MANTENIBILIDAD
TFS
VARAIBLE
REDUCIDA
P(X ≤ x)
ESTIMADOR 37 %
CALCULO USANDO EL MÉTODO GRÁFICO
N=Total de observaciones = 6
1)(
N
nxXP
4. Graficar los datos en el papel de Gumbell y trazar la recta ajustada.
1. Ordenar los datos en forma ascendente
2. Asignar el rango, es decir, uno (1) al primero, dos (2) al segundo y así sucesivamente.
3. Calcular P(X ≤ x) como:
TFS Rango P(X≤x) P( X ≤ x)%
10 1 1/ (6+1) = 0.143 14.3 %
13 2 2/ (6+1) = 0.286 28.6 %
15 3 0.429 42.9 %
18 4 0.571 57.1 %
20 5 0.714 71.4 %
25 6 0.857 85.7 %
n = Rango = 1 – 2 …
TFS: 25, 10, 13, 20, 18, 15
m/1 12
12
XX
YYm
5. Con la recta se obtiene “μ”, a partir de un P( X ≤ x ) = 37 % y el valor de “” con la inversa de la pendiente “m”
DISTRIBUCIÓN DE GUMBELL
UTILIZANDO EL PAPEL GUMBELL
X1 y X2 se encuentran en la escala de la variable reducida (valores arbitrarios tomados por el analista)
Y1 y Y2 son los tiempos fuera de servicio del eje vertical
E(x) = TPFS = µ + 0.577/ α
TFS Rango P(X≤x)P(X≤x)
%
10 11/ (6+1)=0.143
14.3%
13 22/ (6+1)=0.286
28.6%
15 3 0.429 42.9%
18 4 0.571 57.1%
20 5 0.714 71.4%
25 6 0.857 85.7%
DETERMINAR EL TIEMPO PROMEDIO FUERA DE SERVICIO:
E (t) = TPFS = µ + 0,557/α
α = 1/m
m = Y2 – Y1 = 25 - 15 = 10/1.7 = 5.88
X2-X1 2 – 0.3
α = 1 / 5.88 = 0,17
µ = 14
E (t) = 14 + 0,577 / 0,17
E (t) = 17,39 = TPFS
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7VARIABLE REDUCIDA
TFS
PAPEL GUMBEL
µ
37%
14
x2x1
y2
y1
Ρ(t) =
Donde:
T Variable Distribuida : TFSTm Mediana de t.σ = Desviación Típica de log t
La representación gráfica se hace usando papel log – normal
Mediana tm= ue
DISTRUBUCIÓN LOG NORMAL
PROBLEMA DE MANTENIBILIDAD
En una planta Turbo – Eléctrica de vapor instalada en un grupo de generación de una compañía petrolera se presentaron un grupo de fallas entre los meses de Enero de 1968 hasta Diciembre de 1970. Las horas fuera de servicio fueron: 23, 33, 43, 67, 84, 127, 157, y 289.
Primeras preguntas:
1.Preparar curva característica en papel Gumbell
2.Determinar la ecuación de probabilidad de ocurrencia
Resultado de la primera parte:
Se ordenan los valores de los tiempos fuera de servicio (TFS) de menor a mayor, se les asigna un índice n basado en su posición en la tabla ordenada y se calcula la posibilidad de ocurrencia P(t ≤ T) = n / (1+N).
PROBLEMA DE MANTENIBILIDAD
n T.F.S. P(t<T) = n / 1 + N
1 23 1/9 = 0.111 => 11.11%
2 33 2/9 = 0.222 => 22.22%
3 43 3/9 = 0.333 => 33.33%
4 67 4/9 = 0.444 => 44.44%
5 84 5/9 = 0.555 => 55.55%
6 125 6/9 = 0.666 => 66.66%
7 157 7/9 = 0.777 => 77.77%
8 289 8/9 = 0.888 => 88.88%
PROBLEMA DE MANTENIBILIDAD
PORCENTAJE DE OCURRENCIA
VARIABLE REDUCIDA
0-1-2 1 2 3 4 5 6 7
.01 .1 1 5 10 20 30 40 50 60 70 80 85 90 93 95 96 97 98 98.5 99 99.3 99.5 99.7 99.8 99.91
2
3
5
7
8
6
9
4
1
2
3
5
7
8
6
9
4
1
2
3
4
PORCENTAJE DE OCURRENCIA
VARIABLE REDUCIDA
0-1-2 1 2 3 4 5 6 7
.01 .1 1 5 10 20 30 40 50 60 70 80 85 90 93 95 96 97 98 98.5 99 99.3 99.5 99.7 99.8 99.91
2
3
5
7
8
6
9
4
1
2
3
5
7
8
6
9
4
1
2
3
4
P(t<T)11.11
22.22
33.33 44.4
4
55.55
66.66
77.77
88.88
23
33
43
67
84
125
157
289
37
5662
860
M= (t(3) – t(0)) / 3
M= (860 – 62) / 3M= 266
Calculamos la pendiente
Parámetro de Dispersiónα = 1 / M = 1 / 266 =
0,003759μ = valor de TFS que corresponda a la probabilidad de ocurrencia igual a 37 % ósea μ = 56TPFS = μ – 0.5778/ αTPFS = 56 – 0.5778/0,003759TPFS = 56 – 153,6948 = 88,8048
Pt = p (t<T) =
e-e
- α ( t - μ)
Pt = p(t<T) =
e-e -0,003759 ( t - 56)
Gracias por tu
Atención
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