Page 10 - Predictiva21-Año4, Nº25
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componentes o equipos que conforman los
                                                                                                                                                                                              implicaciones de cada uno al compararlo con el
                                                                                                                                                                                              escenario basado en las “Buenas Prácticas” tal
                                                                                                                                                   sistemas bajo estudio. Esta estimación
                                                                                                                                                   mejorada de las tasa de falla alimenta un
                                                                                                                                                                                              como lo establece el estándar  ISO 55000/PAS 55
                                                                                                                                                   modelo de Diagramas de Bloques de
                                                                                                                                                                                              en sus requerimientos, a n de contribuir con el
                                                                                                                                                   Disponibilidad (DBD); que representa la
                                                                                                                                                                                              establecimiento de estrategias óptimas de
                                                                                                                                                                                              mantenimiento para el manejo del negocio.
                                                                                                                                                   arquitectura del sistema y su losofía de
                                                                                                                                                   operación, soportado en un modelo de
                                                                                                                                                   simulación que toma en cuenta la conguración
                                                                                                                                                                                              MARCO CONCEPTUAL
                                                                                                                                                   de los equipos, las fallas aleatorias, las
                                                                                                                                                                                              Conabilidad
                                                                                                                                                   reparaciones, el mantenimiento planicado y
                                                                                                                                                   las paradas parciales y totales de los
                                                                                                                                                                                              Es la probabilidad de un sistema o equipo opere
                                                                                                                                                   componentes del sistema.
                                                                                                                                                                                              sin fallar durante un periodo de tiempo
                                                                                                                                                                                              determinado bajo condiciones operacionales
                                                                                                                                                   Durante la ejecución de un estudio RAM, se
                                                                                                                                                                                              denidas y constantes tales como: presión,
                                                                                                                                                   realiza la adecuada caracterización probabilística
                                                                                                                                                                                              temperatura, caudal, pH.
                                                                                                                                                   de los procesos de deterioro que afectarán los
                                                                                                                                                   equipos, sub-sistemas y sistemas asociados al
                                                                                                                                                                                                                           C (t) = e
                                                                                                                                                                                                                                 - Λ t
                                                                                                                                                                                                   Conabilidad (t) = Pr(t>=Tm)
                                                                                                                                                   citado proceso de producción a n de
                                                                                                                                                                                              Esta ecuación corresponde a la distribución
                                                                                                                                                   pronosticar la mayoría de los escenarios de
                                                                                                                                                   paros o fallas.
                                                                                                                                                                                              acumulada inversa del tiempo para la falla, ya
                                                                                                                                                                                              que esta distribución expresa la probabilidad de
                                                                                                                                                                                              que t (tiempo de falla) sea mayor o igual que tm
                                                                                                                                                   Adicionalmente con los resultados obtenidos,
                                                                                                                                                                                              (tiempo misión).
                                                                                                                                                   se pueden identican acciones para minimizar
                     Las industrias en los últimos años, han
                                                                información proveniente de bases de datos
                     orientado sus esfuerzos en maximizar sus
                     ganancias, utilizando para ello diferentes
                                                                propias, bases de datos genéricas de la industria
                                                                y en la opinión de expertos.
                     enfoques que le faciliten la toma de decisiones
                     para realizar inversiones asertivas y de máxima
                                              entre
                                   Fusiones
                                                                El equipo de trabajo denirá las premisas
                                                      grandes
                     rentabilidad.
                     corporaciones, estilos de conducción de
                                                                referentes a la base de datos de la información
                     negocios como la Gerencia Integral de Activos,
                                                                de conabilidad de equipos, considerando
                                                      evaluar
                                                                todas las fuentes posibles de información para
                                   del
                                                para
                                        riesgo
                     cuanticación
                                                                conformar una base de datos y obtener la mejor
                     escenarios, son sin duda un ejemplo directo de
                     tal situación, donde cada una de ellas tiene
                                                                estimación de los TPPF y TPPR.
                     como nalidad implícita o explícitamente la
                                                                El análisis RAM permite realizar sensibilidades
                     inversión de millones de dólares para reducir los
                                                                entre la capacidad instalada y la requerida,
                     costos y aumentar los márgenes de ganancias.

                                                                modicaciones del plan de mantenimiento, etc.;
                                                                permitiendo determinar las diferencias con
                     El análisis RAM permite pronosticar para un
                                                                respecto a una condición, planear opciones de
                                                  tiempo
                                             de
                     período
                                                                redimensionamiento y generarlos planes de
                     disponibilidad y el factor de producción diferida
                     de un proceso de producción, sistema o
                                                                acción que permitan cumplir los compromisos
                                                                de producción y seguridad solicitados.
                     proceso, basado en su conguración, en la
                     conabilidad de sus componentes, la losofía
                     de
                                                           y
                                      y
                           operación
                                                                Tal como se muestra en la Figura 1, el análisis
                     fundamentalmente en los TPPF y TPPR de los
                                                                RAM, se inicia con la estimación de las tasas de
         articulo técnico      determinado  mantenimiento  la   diversos componentes del sistema, con base en                                      falla y reparación de cada uno de los      la ocurrencia de estos escenarios e identicar las
                     Para llevar a cabo el estudio de esta      falla o paros no programados del equipo.                                           tiempo misión. Se expresa a menudo como:   Son sistemas conformados por multiples
                     probabilidad se toman datos y parámetros que                                                                                                                             elementos de los cuales debe operar al menos uno
                     afectan directamente la conabilidad, entre   Disponibilidad  Inherente =  M T B F                                                                                       para que el sistema cumpla su funcion.
                     ciertos parámetros están el ambiente, la                         M T B F + M T T R
                     temperatura y presiones, entre otros que
                     inuyen en el sistema. Sin embargo, la teoría   Disponibilidad Operacional (%DO)                                              Donde µ= Rata de Reparación
                     que aplica la conabilidad como una        La disponibilidad Operacional representa el                                        Esta ecuación es valida para tiempos para
                     herramienta para el buen desempeño de los   porcentaje de tiempo que el equipo quedo a                                        reparar que sigan la distribución exponencial.
                     activos, se ocupa principalmente de las fallas de   disponibilidad del área de operación para
                     los sistemas, no obstante, no indaga tanto en los   desempeñar su función en un periodo de                                    Diagrama de Bloque de Conabilidad
                     fenómenos que las causan como en la        análisis. Teniendo en cuenta el tiempo que el                                      Los diagramas de bloques de conabilidad, DBC
                     frecuencia con que ocurren. No es una teoría   equipo esta fuera de operación por paros                                       (RBD, por sus siglas en inglés), ilustran la
                     física de las fallas, sino una teoría estadística. Por   programados y no programados. El objetivo de                         funcionalidad de un sistema. La conabilidad es
                     lo que los datos que se toman para el análisis,   este indicador es medir el desempeño de los                                 la probabilidad de operación exitosa durante un
                     son principalmente los “tiempos” relacionados   equipos y la eciencia en la gestión de                                       intervalo de tiempo dado. En un diagrama de   Sistemas “k” de “n”
                     con el  activo, los cuales juegan un papel   mantenimiento,  de  manera    conjunta,                                          bloques se considera que cada elemento     Algunos esquemas de redundancia,
                     fundamental.                               comparándolos contra los objetivos y metas del                                     funciona  (opera  exitosamente) o   falla  contemplan el uso de un número de
                                                                negocio, con la nalidad que Operación tenga                                       independientemente de los otros.           componentes o equipos mayor que el
                     Disponibilidad                             cada vez mas tiempo el equipo disponible y que                                                                                requerido, a n de poder establecer esquemas
                     La disponibilidad es un termino probabilistico   este pueda realizar la función para la que fue                               Sistemas en Serie                          de votación  que permitan incrementar la
                     exclusivo de los “equipos reparables” que se   diseñado.                                                                      Si un sistema funciona si y solo si todos sus   conabilidad global del sistema.
                     dene como la probabilidad de que el equipo                                                                                   componentes funcionan, se dice que el sistema
                     este operando (es decir que no este en                                                                                        tiene una estructura en serie. Desde el punto de
                     reparación) a un tiempo “t”. Para estimar la                                                                                  vista de conabilidad, un sistema en serie es
                     disponibilidad se requiere estimar la “tasa de                                                                                denido como aquel sistema en donde todos
                     falla λ(t)” y la “tasa de reparación µ(t)”; es decir,                                                                         sus componentes deben operar para que el
                     se requiere analizar estadísticamente los                                                                                     sistema en su totalidad opere.
                     tiempos para la falla, y los tiempos en    Mantenibilidad
                     reparación. Para un periodo de tiempo “t”.   La Mantenibilidad trata con la duración de paros                                 Son sistemas conformados por multiples
                                                                por fallas y paros por mantenimiento o cuánto                                      elementos de los cuales deben operar todos para
                                                                tiempo toma para lograr (facilidad y velocidad)                                    que el sistema cumpla con su funsion.
                   O OPERANDOPERANDO
                         t 1 t 1   t 2 t 2       t n t n  t K t K  restituir las condiciones del equipo a su
                     0 0                                      t t
                             t R1 t R1                t t Rn .Rn .  condición operativa después de una parada por
                                         t R2 t R2
                   E
                   EN N                                         falla o para realizar una actividad planicada.
                 R REPARACIONEPARACION
                       Figura 2.  Diagrama de tiempo de operación y                                                                                                                           Simulación de Monte Carlo
                                  fuera de servicio             Las características de Mantenibilidad son                                                                                     En este trabajo se utilizó la simulación con el
                                                                normalmente determinadas por el diseño del                                                                                    método de Monte Carlo para estimar la
                                                                equipo el cual especica los procedimientos de                                                                                conabilidad, disponibilidad y mantenibilidad
                     Disponibilidad Inherente (%DI)             mantenimiento y determina la duración de                                                                                      de los equipos dinámicos del sistema de
                     La Disponibilidad Inherente representa el   tiempos de la reparación.                                                                                                    bombeo de condensado. El método de Monte
                     porcentaje del tiempo que un equipo esta en                                                                                   Sistemas en Paralelo                       Carlo es una técnica que involucra el uso de
                     condiciones de operar durante un periodo de   La gura clave de mérito para la mantenibilidad                                 Un sistema que funciona si al menos uno de sus   números aleatorios y probabilidad para resolver
                     análisis, teniendo en cuenta solo los paros no   es a menudo el tiempo promedio para reparar                                  componentes está funcionando se dice que   problemas complejos, ya que el sistema es
                     programados. El objetivo de este indicador es   (TPPR). Cualitativamente se reere a la facilidad                             tiene una estructura en paralelo. Desde el punto   muestreado en un número de conguraciones
                     medir la Disponibilidad inherente de los   con que el equipo se restaura a un estado                                          de vista de conabilidad, un sistema en paralelo   aleatorias y los datos pueden ser usados para
                     equipos, con la nalidad de incrementarla, ya   funcionando. Cuantitativamente se dene                                       se dene como aquel sistema en donde todos   describir el sistema como un todo. Por sus
                     que en la medida que esto ocurra, signicara   como la probabilidad de restaurar la condición                                 sus componentes deben fallar para que el   propiedades, la simulación Monte Carlo es el
                     que se disminuye el tiempo de los paros por   operativa del equipo en un periodo de tiempo o                                  sistema en su totalidad no opere.          método prominente para la solución de
         10
                     problemas dinámicos de la conabilidad,       contengan tasas de fallas y tiempos de                                          CASO DE ESTUDIO
                     disponibilidad y mantenibilidad de sistemas   reparación de los equipos que conforman el                                      Tomando datos genéricos del comportamiento
                     industriales. Así, dados los desarrollos actuales   sistema (bombas, separadores, líneas de                                   típico de equipos en base en base a información
                     en software y hardware, actualmente la        ujo, líneas de gas, compresores, tanques,                                      tomada del OREDA, Reliability Handbook, entre
                     simulación Monte Carlo es una técnica         válvulas, instrumentos, generadores, pozos,                                     otros, se generaron datos aleatorios tanto para
                     poderosa para desarrollar análisis de la      etc.)                                                                           los tiempos entre fallas (TEF), como de los
                     conabilidad-disponibilidad-mantenibilidad de   3. Descripción  de  la  losofía  de                                          tiempos fuera de servicio (TFS), con los cuales se
                     sistemas industriales que están muy apegados a   operaciones del campo o planta.                                              estimo la disponibilidad y conabilidad de cada
                     la realidad de los sistemas complejos.        4.  Plan de mantenimiento de las                                                uno de los equipos principales que conforman
                                                                   instalaciones.                                                                  el sistema de bombeo. La tabla 1, muestra un
                                                                   5.   Simulación del uido de proceso, con                                       conjunto de datos para una de las Bombas del
                     PROCEDIMIENTO DE TRABAJO                      la nalidad de conocer el impacto de                                            sistema,   luego    de     ser tratada
                     La Metodología esta concentrada en utilizar los   producción en caso de ocurrir una falla en                                  probabilisticamente, y con los cuales utilizando
                     principios de Ingeniería de Conabilidad e    cualquier elemento o equipo del sistema.                                        las expresiones matemáticas que se explicaron
                     Ingeniería de Mantenimiento para estimar el   6. Entrevista  con   el  personal  de                                           en el Marco Conceptual, permitieron estimar la
                     valor esperado de conabilidad, disponibilidad   operaciones, mantenimiento, optimización                                     disponibilidad, conabilidad, y mantenibilidad
                     y mantenibilidad de sistemas industriales,    de producción, ingenieros de producción,                                        esperada de cada equipo del sistema.
                     donde el arreglo matemático para las          planicadores. (Durante el desarrollo del
                     simulaciones y calculo de los parámetros se   proyecto).
                     concentra inicialmente en los componentes
                     principales del sistema, fundamentalmente en   Estas son las fases en las cuales se debe
                     los  equipos  rotativos  y  estacionarios,  desarrollar un estudio RAM.
                     manejando a discreción los componentes de     1.   Evaluación General del sistema
                     electricidad, instrumentación y control. A    2.   Diseño del arreglo físico del sistema
                     continuación se describen algunos de los      3.   Revisión de referencias internacionales
                     aspectos fundamentales requeridos para un     y/o históricos reales del sistema.
                     estudio RAM.                                  4.Estimado     de    la  conabilidad,
                        1.  Diagramas de ujo de proceso,          disponibilidad y mantenibilidad del sistema
                        diagramas de tuberías e instrumentación de   5.   Estimado de la capacidad efectiva del
                        las instalaciones de supercie.            sistema
                        2.   Bases de datos propias disponibles que   6.   Conclusiones y recomendaciones.








































                                                                                                                                                   CONCLUSIONES

                                                                                                                                                      •   En el pronóstico de comportamiento               REFERENCIAS
                                                                                                                                                      de capacidad efectiva de un proceso        1.   ISO - 55000 Asset Management —
                                                                                                                                                      productivo, la indisponibilidad operacional   Overview, Principles and Terminology,
                                                                                                                                                      por mantenimiento planeado como la         2014
                                                                                                                                                      indisponibilidad operacional por fallas,   2.  Rosendo  Huerta: “Proceso  de
                                                                                                                                                      deben ser analizadas independientemente y   Análisis Integral de Disponibilidad y
                                                                                                                                                      en conjunto, con la nalidad de poder      Conabilidad como Soporte para el
                                                                                                                                                      diagnosticar y predecir estrategias que    Mejoramiento   Continuo de     las
                                                                                                                                                      aseguren el cumplimiento de la producción.   Empresas.2006. Noria Latín América.
                                                                                                                                                      •   El efecto del plan de mantenimiento    3.  Yañez, Medardo – Gómez de la
                                                                                                                                                      preventivo y correctivo sobre la capacidad   Vega, Hernando, Valbuena Genebelin,
                                                                                                                                                      efectiva del sistema evidencia la necesidad   Ingeniería de Conabilidad y Análisis
                          Figura 5.  Diagrama de Bloques de        Figura 6.  Disponibilidad del Sistema de                                           de análisis de mantenibilidad en los
                                   Conabilidad                                 Bombeo                                                                                                           Probabilístico de Riesgo – ISBN
                                                                                                                                                      sistemas y subsistemas, en la búsqueda por   980-12-0116-9 - Junio 2003.
                                                                                                                                                      disminuir los tiempos de parada por        4.  ReliaSoft RS403. “Conabilidad de
                                                                                                                                                      mantenimiento.
                                                                                                                                                                                                 Sistemas”. Master the Subject Seminar
                                                                                                                                                      • El     Análisis  de    Conabilidad,     Series,2008.
                                                                                                                                                      Disponibilidad y Mantenibilidad (RAM)      5.   ReliaSoft RS401. “Analisis de Datos
                                                                                                                                                      permite pronosticar el impacto en la       de Vida”. Master the Subject Seminar
                                                                                                                                                      disponibilidad y la producción diferida a   Series, 2008.
                                                                                                                                                      través de una simulación “what if” de las
                                                                                                                                                      siguientes variables:                      6.  Reliability and Risk Management
                                                                                                                                                                                                 (R2M, S.A.), Conabilidad Integral Un
                                                                                                                                                         Nuevas políticas de mantenimiento
                                                                                                                                                                                                 Enfoque Practico     Tomo I, II, III  – ISBN
                                                                                                                                                         Aplicación de nuevas tecnologías        978-980-12-2789-2 - 2007.
                                                                                                                                                         Cambios en la mantenibilidad de los     7. Melo-Gonzalez,   Lara-Hernandez,
                                                                    Figura 7.  Perl Estocástico Anualizado                                              equipos
                         Tabla 2.  Resultados del Análisis con el                                                                                                                                Jacobo-Gordillo,“Estimación  de  la
                                  Programa Raptor                                                                                                        Modicaciones en la conguración de     conabilidad-disponibilidad-mantenibil
                                                                                                                                                         los procesos de producción              idad mediante una simulación tipo
                                                                                                                                                         Cambios en la política de inventarios   Monte Carlo de un sistema de
                                                                                                                                                                                                 compresión de gas amargo durante la
                                                                                                                                                         Implantación de nuevos métodos de
                                                                                                                                                         producción                              etapa         de         ingeniería
                                                                                                                                                                                                 Reliability-availability-maintainability
                                                                                                                                                                                                 estimates  using  a  Monte   Carlo
                                                                                                                                                                                                 simulation for a sour gas compression
                                                                                                                                                                                                 system during the engineering stage”,
                                                                                                                                                                                                 PEMEX 2009.
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