MANTENIBILIDAD: Mantenibilidad

v Teoría de la mantenibilidad

La mantenibilidad se puede definir como la expectativa que se tiene de que un equipo o sistema pueda ser colocado en condiciones de operación dentro de un periodo de tiempo establecido, cuando la acción de mantenimiento es ejecutada de acuerdo con procedimientos prescritos.

ü Teoría N° 1:

En términos probabilísticas, Francois Monchy. (1989), define la mantenibilidad como “la probabilidad de reestablecer las condiciones específicas de funcionamiento de un sistema, en límites de tiempo deseados, cuando el mantenimiento es realizado en las condiciones y medios predefinidos”. O simplemente “la probabilidad de que un equipo que presenta una falla sea reparado en un determinado tiempo t.

ü Teoría N° 2:

Se puede decir que la mantenibilidad de un equipo es la probabilidad de que un dispositivo sea devuelto a un estado en el que pueda cumplir su misión en un tiempo dado, luego de la aparición de una falla y cuando el mantenimiento es realizado en un determinado período de tiempo, al nivel deseado de confianza, con el personal especificado, las habilidades necesarias, manuales de operación y mantenimiento, el equipo indicado, los datos técnicos, el departamento de soporte de mantenimiento y bajo las condiciones ambientales especificadas. (Knezevic, 1996, 47) (Blanchard yotros,1995,1) (Díaz,1992,6) (Kececioglu, 1995, 30).

v Factores básicos de la mantenibilidad

Según Alejandro Jorge Pistarelli. (2010), la mantenibilidad de un sistema productivo se divide en los siguientes factores:

Factores Internos

Factores Externos

· Acceso a las partes.

· Complejidad técnica (Diseño).

· Manuales claros y completos.

· Partes o piezas estandarizadas.

· Manejo de componentes (peso, fragilidad, entre otras).

· Calidad de los materiales de fabricación.

· Herramental necesario estandarizado

· Disponibilidad de los repuestos.

· Disponibilidad de mano de obra.

· Capacitación de especialistas (Habilidad).

· Herramientas para diagnóstico y reparación.

· Capacidad en la programación de tareas.

· Servicio Pos venta.

· Limpieza y estado de la máquina

· Historial de averías y procedimientos.

· Procedimientos y recursos disponibles

v Parámetros básicos de la mantenibilidad

Para la estimación de este índice, se puede decir que existe un solo parámetro básico, conocido como el tiempo promedio fuera de servicio (TPFS), el cual, puede ser obtenido analítica o gráficamente basándose en el número total de horas fuera de servicio debido a una falla y el número de acciones de mantenimiento involucradas.

El TPFS, es el tiempo transcurrido desde que el equipo es desconectado hasta que es entregado de nuevo para cumplir su función. Este intervalo de tiempo está constituido por la sumatoria de los siguientes períodos individuales:

· Enfriamiento: Es el tiempo transcurrido desde que el equipo es desconectado y el instante en que las condiciones permitan su intervención.

· Localización de la falla: Representa el tiempo empleado en ubicar el desperfecto.

· Reparación: Es el tiempo que dura la reparación del equipo.

· Demora por materiales: Comprende el tiempo gastado en la espera de materiales, de no existir en el almacén.

· Administrativo: Es el tiempo gastado en actividades como turnos no trabajados, fines de semana, espera de permisos, prioridad de realización de otros trabajos, etc.

· Arranque: Es el tiempo que se debe dedicar a la puesta en marcha del equipo una vez reparado. Miguel Rodríguez, 1998

Es importante entender la relación entre mantenibilidad y el “tiempo empleado” en las tareas de mantenimiento. La mantenibilidad está directamente relacionada con el área de la parte inferior de la gráfica de funcionabilidad de un sistema. Las medidas mediante las cuales se puede describir la mantenibilidad están relacionadas con el tiempo en el cual el sistema se encuentra y debido a que este tiempo no es constante se utilizan medidas tales como:

Tiempo medio entre fallas (MTBF), Tiempo de recuperación (TTR), Tiempo medio de recuperación MTTR etc. y son consideradas variables aleatorias y sólo pueden ser descritas de forma probabilística.

· Tiempo de recuperación TTR

El lapso de tiempo comprendido desde el instante en que ocurre una falla en el sistema, que imposibilite su funcionabilidad, hasta el instante en el cual se logre recuperar el sistema, es conocido como Tiempo de recuperación TTR (Time to Restore), como mencionamos en la sección anterior, diversos factores involucrados en el proceso de mantenimiento o de recuperación del sistema, provocaran que TTR sea variable, incluso para sistemas idénticos con fallas idénticas. De la variabilidad de TTR se deduce que el proceso de recuperación del sistema solo puede describirse en términos probabilísticos, siendo TTR una variable aleatoria.

· Tiempo medio de recuperación MTTR

Lo definimos como la media de la variable aleatoria TTR o la media de la distribución de probabilidad de TTR. También es común referirse a esta media como la esperanza matemática o el valor esperado, en este caso de la variable TTR y denotada por MTTR, es importante hacer énfasis que éste es un valor promedio del tiempo de recuperación, pero que no necesariamente tiene que ser el resultado de algunos de los tiempos que tome recuperar el sistema. Sabemos que la media o valor esperado de cualquier variable aleatoria discreta, se puede obtener al multiplicar cada uno de los valores de la variable aleatoria por su correspondiente probabilidad y sumar los productos. Sin embargo, en este caso TTR es una variable aleatoria continua, por lo cual utilizamos integrales para reemplazar a las sumatorias, de este modo:

Donde m(t) es la función de densidad de probabilidad de la variable TTR.

· Tiempo medio entre fallas MTBF

El tiempo medio entra fallas MTBF, se utiliza en sistemas cuya funcionabilidad puede ser recuperada y se establece, como el valor medio entre fallas, luego de fallas consecutivas durante un periodo determinado.

Donde:

n = Número de componentes objeto del análisis de fallas.

T = Tiempo analizado.

K = Cantidad de fallas durante el tiempo analizado.

v La Predicción de la mantenibilidad

La predicción de la mantenibilidad consiste en estimar la carga de trabajo asociada a cada intervención de mantenimiento al objeto de poder establecer la conformidad del diseño con los requerimientos especificados. En el caso de mantenimiento correctivo, la predicción no es tarea fácil porque el tiempo necesario para realizar la restauración de un equipo es suma de los tiempos exigidos por cada una de las actividades que las conforman, siendo las más importantes aquellas que se indican en la tabla de fases constitutivas. Además, está el hecho que, las fases para la restauración de un determinado componente en un equipo concreto pueden ser afectadas por numerosos factores que aumentaran o disminuirán el tiempo inicialmente consignado. Tales factores pueden provenir del propio diseño del equipo, debido a su complejidad, peso y modularidad de los componentes, facilidad de acceso, intercambiabilidad, visibilidad, etc.; otros factores pueden ser debido a aspectos organizativos, como el dimensionamiento de los grupos de trabajo, su grado de descentralización, la distribución de los almacenes, la calidad y disponibilidad de la documentación, finalmente, otros factores, como la existencia e idoneidad de los procedimientos de trabajo, de los útiles e instrumentos de medida, etc.; pueden deberse a la práctica operativa de la empresa o centro de trabajo donde esté ubicado el equipo.

Una vez conocido el tiempo medio para reparación (MTTR), de los diversos componentes que integran un equipo, puede conocerse la mantenibilidad del mismo mediante la ecuación:

En definitiva, la cuantificación del MTTR exige conocer con detalle las operaciones de mantenimiento correctivo de las diferentes partes de un equipo, sus tiempos medios de restauración y sus tasas de fallo correspondientes, todo lo cual no suele estar disponible durante gran parte del proyecto del equipo, especialmente si esta novedoso; por todo ello y como mejora de la mantenibilidad de un equipo en la fase de diseño puede conseguirse si se optimizan sus aspectos ms críticos, se ha ido imponiendo un enfoque cualitativo, dada su mayor sencillez.

Cabe destacar que, en general, los métodos cualitativos no sirven exactamente para predecir la mantenibilidad, sino que evalúan el diseño del equipo desde el punto de vista de la mantenibilidad, siendo por tanto, una fuente de información para el diseñador tanto más útil cuanto más compleja sea el equipo. En el ca

so de mantenimiento preventivo la predicción suele ser una tarea algo menos compleja, ya que las actividades de mantenimiento suelen estar muy estandarizadas por parte de los diferentes suministradores de los componentes que integran el equipo. Aunque no suele ser muy habitual en la práctica, puede obtenerse un tiempo medio de mantenimiento preventivo MTMP a partir de los tiempos de revisión de cada componente y e las frecuencias de intervención Fe; es decir:

v Distribuciones Empleadas Para Estimar La Mantenibilidad.

Según Gabriel M. (2003) Al igual que para la confiabilidad, la mantenibilidad también es estimada mediante la aproximación de los respectivos datos a modelos específicos, entre los cuales, los más empleados son:

· Distribución exponencial:

Se adapta muy bien cuando las intervenciones al equipo son de corta duración, que constituyen principalmente intercambio de piezas estándar, su expresión matemática, es una ecuación exponencial negativa como se muestra a continuación:

ü M(t): es la función mantenibilidad, que representa la probabilidad de que la reparación comience en el tiempo

ü t=0 :y sea concluida satisfactoriamente en el tiempo t (probabilidad de duración de la reparación).

ü e: constante Neperiana (e=2.303..)

ü µ: Tasa de reparaciones o número total de reparaciones efectuadas con relación al total de horas de reparación del equipo.

ü t: tiempo previsto de reparación TMPR

· Distribución de Gumbell:

Esta es la distribución más comúnmente empleada para estimar la mantenibilidad, debido a que puede ser aplicada cuando se tienen intervenciones cortas y algunas largas, pero principalmente porque los cálculos son muy sencillos, debido a la existencia de un papel funcional que simplifica la metodología de evaluación del índice.

La ecuación que representa esta distribución es como sigue: