Page 9 - Predictiva21-Año4, Nº25
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articulo técnico





                     falla y reparación de cada uno de los      la ocurrencia de estos escenarios e identicar las
                     componentes o equipos que conforman los    implicaciones de cada uno al compararlo con el
                     sistemas bajo estudio. Esta estimación     escenario basado en las “Buenas Prácticas” tal
                     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
                     arquitectura del sistema y su losofía de   mantenimiento para el manejo del negocio.
                     operación, soportado en un modelo de
                     simulación que toma en cuenta la conguración
                     de los equipos, las fallas aleatorias, las   MARCO CONCEPTUAL
                     reparaciones, el mantenimiento planicado y   Conabilidad
                     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        Conabilidad (t) = Pr(t>=Tm)   C (t) = e
                                                                                                   - Λ t
                     citado proceso de producción a n de
                     pronosticar la mayoría de los escenarios de   Esta ecuación corresponde a la distribución
                     paros o fallas.                            acumulada inversa del tiempo para la falla, ya
                                                                que esta distribución expresa la probabilidad de
                     Adicionalmente con los resultados obtenidos,   que t (tiempo de falla) sea mayor o igual que tm
                     se pueden identican acciones para minimizar   (tiempo misión).

 Las industrias en los últimos años, han   diversos componentes del sistema, con base en
 orientado sus esfuerzos en maximizar sus   información proveniente de bases de datos
 ganancias, utilizando para ello diferentes   propias, bases de datos genéricas de la industria   TeoBeo Bayesrema deayesrema de
                  T
 enfoques que le faciliten la toma de decisiones   y en la opinión de expertos.  TheoremBayesheoremBayes  • DFP’s, DTI, Opinión de Experto  Modelo General
                   T
 para realizar inversiones asertivas y de máxima   • Información de Producción
                                                 • Estudios Previos
 rentabilidad.  Fusiones  entre  grandes  El equipo de trabajo denirá las premisas    Disponibilidad (D) isponibilidad (D)
                                                                                       D
 corporaciones, estilos de conducción de   referentes a la base de datos de la información   ,083083
                                                                                    ,
 negocios como la Gerencia Integral de Activos,   de conabilidad de equipos, considerando   Bloques de Disponibilidad)  , ,062062
                                                                 Modelar DBD (Diagramas
 cuanticación  del  riesgo  para  evaluar  todas las fuentes posibles de información para    S IP-1X - 0%  Ducto/1085 mts   3"-PG-D1-1006 - 0% Ducto/3010 mts  (RAPTOR, MAROS, RAMP)  ,041041
                                                                                    ,
                                                            Ducto / 430 mtrs
                                                      Pozo
                                                      Pozo
                                                          6"-PG-D1-1018 - 25%
 escenarios, son sin duda un ejemplo directo de   conformar una base de datos y obtener la mejor   Master, IEEE)   S IP-3X - 25%   6"-PG-D1-1006 - 57.5%   10"-PG-D1-1019 - 25%   12"-PG-D1-1002 - 100%  Ducto / 2690 mtrs  , ,021021
                                                                   Ducto/1025 mts
                                                      Pozo
                                                         Ducto/380 mts
                                                                        12"-PG-D1-1002 -
                                                      S IP-2X - 57.5%
                                                                        100%
                                                              Ducto/5900 mts
                                                              10"-PG-D1-1001 - 75%
                                                         Ducto / 1060 mtrs
                                                      Pozo
                                                      S IP-4X - 17.5%
                                                          6"-PG-D1-1013 - 17.5%
 tal situación, donde cada una de ellas tiene   estimación de los TPPF y TPPR.  Tasas de Fallas   Min 40 MMP C GD  Val.C ierre E mergencia  Val.C ierre E mergencia  , ,000000 71% 78% 85% 92% 99%1% 78% 85% 92% 99%
                                                                                     7
                                                          S DV-200 - 100%
                                                                      S DV-140 - 100%
                                                     Val. S eg. Presión
                                                                          Val.S eg Presión
                                                              S eparador
                                                                  PS V-200 - 100%
 como nalidad implícita o explícitamente la   y Reparaciones    PS V-9004 - 100%   S DV-200 - 100%   V-200 - 100%  Val.S eg Presión   S DV-140 - 100%   PS V-003X - 100%
                                                                      By-Pass
                                                         By-Pass
 inversión de millones de dólares para reducir los   El análisis RAM permite realizar sensibilidades   Conocimiento Previo Información Genérica de Fallas y Reparaciones  + Evidencia (Datos propios de Fallas y Reparaciones)  Actualizadas   LC V-200A - 100%  TQ Almacenamiento  TQ Operación  Bba.Doble Diafragma  C  T
                                                                     T-410 - 100%
                                                               T-410 - 100%
                                                                                                   Targetarget
                                                     Val.C ontrol Nivel
                                                                                   P
                                                                    TQ Operación
                                                              TQ Almacenamiento
                                                                          P-510 - 100%
                                                                     T-420 - 100%
                                                               T-420 - 100%
 costos y aumentar los márgenes de ganancias.  entre la capacidad instalada y la requerida,    LC V-200B - 100%  Desgasificador  TQ Almacenamiento  TQ Operación  Bba.Doble Diafragma  Pr (D<  Target) r (D<  Target)
                                                          V-400 - 100%
                                                                          P-520 - 100%
                                                     Val.C ontrol Nivel
                                                                     T-430 - 100%
                                                               T-430 - 100%
                                                                          1/2
                                                      1/2
                                                                    TQ Operación
                                                              TQ Almacenamiento
                                                                     T-440 - 100%
                                                               T-440 - 100%
     modicaciones del plan de mantenimiento, etc.;   (Oreda, Parloc, Well  1/4  1/4  Vacuum
                                                                         - 100%
 El análisis RAM permite pronosticar para un   permitiendo determinar las diferencias con   JERARQUIZACION DE EQUIPOS
                                                                                      A
                                                                                      ANÄLISIS DE SENSIBILIDADNÄLISIS DE SENSIBILIDAD
 período  determinado  de  tiempo  la  respecto a una condición, planear opciones de        75%5%  8 80%0%  8 85% 90%5% 90%
                                                                                            7
                                                                                                        9 9 9
                                                                                       7 7 7
                                                                                       71%1%1%1%
 disponibilidad y el factor de producción diferida   redimensionamiento y generarlos planes de   Generador G1enerador G1  7 7 7 78%8%8%8%  8 8 8 85%5%5%5%  9 9 9 92%2%2%2%  99%9%9%9%
                                                                                    P
                                                                                    Turbina T3urbina T3
                                                                                    Pozo 1ozo 1
                                                                                    T G
 de un proceso de producción, sistema o   acción que permitan cumplir los compromisos   Bomba P41omba P41
                                                                                    B
                                                                                    P
                                                                                    Plataforma Alataforma A
 proceso, basado en su conguración, en la   de producción y seguridad solicitados.   F Filtro V8iltro V8
                                                                                    L
                                                                                    Linea HPinea HP
 conabilidad de sus componentes, la losofía                                       B Bomba P31omba P31
                                                                                    Pozo 2ozo 2
                                                                                    P
                                                                                    C P
                                                                                    Pozo P1ozo P1
 de  operación  y  mantenimiento  y  Tal como se muestra en la Figura 1, el análisis   Figura 1.  Modelo General   Compresor ompresor   D D D Downsideownsideownsideownside
                                                                                    12”” Riser2”” Riser
                                                                                    1
                                                                                    Enfriador F8nfriador F8
                                                                                    E
 fundamentalmente en los TPPF y TPPR de los   RAM, se inicia con la estimación de las tasas de         U U U Upsidepsidepsidepside
                          del Análisis RAM
                                                                                                                  09
 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                    para que el sistema cumpla su funcion.
 ciertos parámetros están el ambiente, la
 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.
 restituir las condiciones del equipo a su
 condición operativa después de una parada por
 falla o para realizar una actividad planicada.
 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














 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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