1. Resumen

Es importante conocer, cuando hablamos de costos de ciclo de vida de un activo, a qué se refiere este concepto. De acuerdo a la ISO 15667, lo define como la esperanza de vida de un recurso particular propiedad de la organización, desde el punto de descubrimiento o adquisición hasta su eliminación; donde el análisis de costo de ciclo vida representa la estimación del comportamiento económico a nivel de costos, que tendrá el activo en esa esperanza de vida.

El presente artículo muestra una estrategia para optimizar el tiempo de uso de los activos, tomando como base el análisis de costo de ciclo de vida, dicha estrategia se presenta en tres etapas: selección del caso de estudio, evaluación o aplicación del modelo matemático y estrategias de reemplazo, detallando en cada una de estas etapas, los pasos a seguir para realizar cada etapa. Adicional a la estimación de los costos que incurre un activo en su ciclo de vida, el análisis de costo de ciclo de vida también es utilizado para la estimación del punto óptimo de reemplazo o vida útil remanente de un activo, esto aplicando un enfoque de costo – beneficio. Dentro de este artículo se muestra el modelo de cálculo de remplazo óptimo, con la presentación de un caso de estudio, donde nos permite conocer la aplicación en términos prácticos del modelo.

Palabras claves: costos, desempeño, confiabilidad, riesgo, rentabilidad, ciclo de vida, vida remanente.

2. Análisis de costo de ciclo de vida

Dentro de toda organización es normal que se presenten interrogantes sobre el tiempo de vida útil o vida remanente que presentan sus equipos o sistemas productivos, sobre todo si el costo de operación y mantenimiento, de inversiones o de las acciones de mejoras son altos; debido a esto se nos pueden presentar las siguientes interrogantes, al momento de tomar una decisión sobre una inversión para garantizar los objetivos o metas de producción establecidas:

• ¿Mi activo alcanzó su vida útil?
• ¿Es rentable seguir operando el activo actual?
• ¿Cuándo es el mejor momento de remplazarlo?
• ¿Qué es mejor: reemplazar el activo o modernizarlo?
• ¿Es necesario contar con un nuevo activo?

Estas interrogantes pueden ser respondidas mediante el estudio o evaluación del “Costo de Ciclo de Vida” de un activo, pero ¿Qué es el ciclo de vida de un Activo? A continuación, estableceremos algunas definiciones para enmarcarnos en este tema:

De acuerdo a la ISO 15663, define como:

Activo: Recurso o propiedad de una organización, normalmente establecidos para fines de generación de ingresos o aumentar el valor.

Ciclo de Vida de un Activo: Esperanza de vida de un recurso particular propiedad de la organización desde el punto de descubrimiento o adquisición hasta su eliminación.

De acuerdo a la PAS – 55:

Ciclo de Vida de un Activo: Es el intervalo de tiempo que comienza con la identificación de un activo y termina con la puesta fuera de servicio del Activo o de cualquier responsabilidad asociada.

De acuerdo a la ISO – 55000:

Ciclo de Vida de un Activo: Etapas implicadas en la gestión de un activo.

Entonces teniendo estos conceptos presentes, es claro que el ciclo de vida de un activo comienza desde mucho antes de su puesta en servicio o arranque de sus operaciones, es decir, inicia desde su fase de concepción como proyecto hasta su desincorporación. A continuación estableceremos las diferentes fases que atraviesa un activo a lo largo de su ciclo de vida.

Estas se pueden clasificar en dos Fases:

Capex (Capital Expenditures): Esta etapa involucra todas las inversiones de capital, previa a la puesta en operación del activo, esta etapa incluye las fases de investigación, diseño, compras o aprovisionamiento y construcción. 

Opex (Operating Expense): Esta etapa contempla todos los costos de asociados al activo para mantener su operación o funcionamiento, dentro estos se encuentran los costos de Operación y Mantenimiento.

Adicional a los costos anteriormente mencionados no hay que olvidar los costos de desincorporación, que dependiendo del tipo de activo y del lugar donde se encuentre, este costo puede representar un desembolso importante para la organización, en la figura 1 se muestran gráficamente las diferentes fases de un activo en su ciclo de vida.

Dentro de las áreas donde comúnmente podemos aplicar este análisis tenemos:

• Evaluación y comparación de diseños alternativos.
• Proyectos de optimización de costos operacionales.
• Evaluación y comparación de estrategias de uso (O&M).
• Evaluación y comparación de reemplazar, rehabilitar o desincorporar.
• Optimización en la asignación de recursos para actividades de mejoras de equipos.
• Planificación financiera de largo plazo.

En muchas organizaciones podemos encontrar situaciones donde la aplicación del análisis del costo de ciclo de vida se realiza de manera unilateral a un activo específico, es decir, sin tener presente consideraciones o criterios para su selección. En la realidad es que existen diversos activos, sistemas o procesos que pueden ser considerados para realizar dicha evaluación en el mismo momento y aquí es donde nos encontramos con el primer paso para iniciar el análisis, esto no es más que escoger el caso de estudio que le represente el mejor beneficio a la organización, pero ¿cuál es la mejor estrategia o camino para seleccionar el caso de estudio?

Para esto se plantea la estrategia desarrollada que he denominado “Proposed Solution – Life Cicle Cost” (PS-LCC), la cual está referida a generar propuestas enmarcada a solucionar o mejorar la toma de decisión en sistemas productivos mediante la aplicación del análisis del costos de ciclo de vida enmarcado en tres etapas generales:

3. Etapa 1 – Selección del caso de estudio

Cuando nos encontramos con una o varias alternativas posibles o en su defecto desconocemos dónde aplicar el análisis del costo del ciclo de vida, es importante establecer una estrategia para filtrar e identificar el caso más idóneo donde se le recomienda la aplicación de dicho análisis.

Como primer paso es importante considerar los objetivos estratégicos y plan de negocio para garantizar que nuestro caso de estudio se encuentre alineado a cumplir e impactar positivamente dichos objetivos y planes; aquí podemos mencionar que existen casos donde la vida útil de un activo puede ser mayor al tiempo establecido para la instalación o proyecto (concesiones, proyectos, cierre por niveles de producción esperado, entre otros), teniendo esto presente, como segundo paso, se deben considerar las condiciones actuales de los mismos, donde comúnmente presentan las siguientes características:

• Muchos años desde su fecha de Instalación.
• Alto Impacto al Negocio.
• Brecha con respecto al tiempo de operación requerida.
• Altos costos de adquisición.
• Tiempos de Adquisición y reparación prolongados.
• Disminución en la capacidad para cumplir los Objetivos / Disminución en el desempeño.

Valorando la información de cada uno de estos aspectos se establece un mejor criterio, el cual cuenta con los elementos claves para realizar un filtro adecuado en la selección del caso a evaluar, la figura 2 lo muestra de forma esquemática.

4. Etapa 2 – Evaluación del ciclo de vida

4.1. Variables dentro de un análisis del costo de ciclo de vida

Las variables que considera el modelo matemático para el análisis del costo de ciclo de vida son las siguientes:

1. Costo de Inversión.
2. Costo de Operaciones.
3. Costos de Mantenimiento.
4. Costos Por baja Confiabilidad.
5. Costos por Bajo Desempeño.
6. Costos por Desincorporación.

Nota: para la identificación de estas variables se consideró el modelo de Woodward.

A continuación, estableceremos qué se entiende por cada uno de los aspectos listados anteriormente para este artículo:

4.1.1. Costos de Inversión (CI):

Los Costos de Inversión se puede considerar lo comentado anteriormente como CAPEX (Capital Expenditures), ya que son todos los costos en los cuales incurre la organización previo a la puesta en servicio del activo o entrada en operación por la estrategia establecida (mejora, modernización, reemplazo).

4.1.2. Costos de Operación (CO)

Esta variable presenta los costos directos que se incurren para lograr la operación del equipo, dentro de los costos más comunes que se consideran en la industria tenemos:

• Combustible.
• Insumos.
• Personal.
• Consumo interno de Energía, entre otros.

4.1.3 Costos de Mantenimiento (CM)

Los costos de mantenimiento incluyen los costos de todos los mantenimientos planificados normales, es decir:

• Mantenimientos preventivos y Predictivos (rutinarios o frecuente): Se establecen de forma anualizada.
• Mantenimientos no frecuentes (Mayores, inspecciones, pruebas especializadas): Presentan una frecuencia de ejecución mayor a un año.

4.1.4. Costos por Baja Confiabilidad (CBC)

Cuando establecemos los aspectos de la confiabilidad de un activo, es normal que al pasar el tiempo exista desgaste en cualquiera de sus componentes, este aspecto lo podemos relacionar con la cantidad o tasa de falla, es decir, esta tasa tiende aumentar a medida que aumenta el desgaste del equipo, para los costos contemplados en esta variable se considera el impacto económico total en el negocio por la ocurrencia de dichas fallas, pudiéndose estimar con la siguiente ecuación:

Costos = FF/año x Consecuencia/falla
Costos = FF x (Costos Materiales – Repuestos + Costos de Mano de Hora + Costos de penalización + impacto en la producción) 
Ecuación 1

Nota: Es importante destacar que la ecuación anterior puede utilizarse para sacar los costos promedio año, dependiendo del tipo de dato o información que se disponga se puede establecer un resultado más exacto; que queremos decir con esto, se puede realizar una clasificación interna agrupando las diferentes fallas por impactos comunes o similares, es decir, no establecer un promedio simple si no ajustarlo a un promedio ponderado el cual reflejará mucho mejor la realidad del comportamiento de esta variable dentro del modelo matemático. Así como también considerar que estos costos deben ser pronosticados para los periodos futuros.

4.1.5. Costos por Bajo de Desempeño (CBD)

Estos costos debemos diferenciarlos de los costos por baja confiabilidad, aunque ambos pueden verse afectados por la condición de desgaste o pérdida de integridad del equipo con el tiempo. En el caso referido a la pérdida de desempeño, se enmarca en la disminución de la capacidad de cumplir con los objetivos establecidos del activo en condiciones normales de operación, un ejemplo práctico de este aspecto es la pérdida de eficiencia de un equipo en el tiempo. Una ecuación simple que podemos considerar para estos cálculos se muestra a continuación:

Costos = % disminución de capacidad x Impacto en el Negocio.
Ecuación 2

4.1.7. Costos por Desincorporación (CD)

Como su nombre lo expresa, son todos aquellos costos que se involucran por desmontaje o desincorporar un activo de su ubicación actual. Es importante establecer que dependiendo el estudio o análisis este costo puede aplicar o no, en función al alcance del proyecto de remplazo o modernización, dentro de estos aspectos podemos establecer como ejemplo los siguientes:

• Labor – Mano de Obra.
• Maquinaria y equipos.
• Impacto en la producción (Si aplica).
• Impactos ambientales.
• Impuestos o pagos de acuerdo a leyes y reglamentos, entre otros.

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4.2 Modelo Matemático.

4.2.1 Modelo del Costo de Ciclo de Vida

Estas variables se integran bajo el siguiente modelo matemático.

CI: Costo de Inversión.
CO: Costo de Operaciones.
CM: Costos de Mantenimiento.
CBC: Costos Por Baja Confiabilidad.
CBD: Costos por Bajo Desempeño.
CD: Costos por Desincorporación.

A continuación se muestra un comportamiento típico de las curvas en el tiempo de cada variable de costo:

Donde
CCV Total = CCV Equipo actual+ CCV Equipo nuevo
Ecuación 4
Fuente: Decisión de reemplazo o reparación de un equipo, José Durán, Luis Sojo, Edgar Fuenmayor.

Nota: ¨n¨ es el año óptimo de reemplazo donde la curva de CCV Total presenta el punto más bajo.

4.2.3. Costo anual Equivalente

Dentro de los costos de ciclo de vida como ya hemos mencionado, esta técnica adicional a la estimación del punto óptimo de reemplazo de un activo, nos permite comparar diferentes alternativas de mejora, pero, ¿qué sucede si estas alternativas presentan ciclos de vidas diferentes?, entonces:

¿Se podrían comparar los VPN del ciclo de vida diferente para tomar una decisión?

No de forma directa, ya que las alternativas no se encuentran bajo los mismos escenarios de tiempo, los beneficios esperados (VPN) de los diferentes flujos de caja, se ven impactados por el número de periodos considerados (años – tiempo de ciclo de vida), para estas circunstancias el costo anual equivalente genera una opción para poder comparar estrategias de mejora en ciclos de vida diferentes.

Los costos anuales equivalentes (CAE) consisten en convertir los pagos e ingresos de un proyecto a una serie uniforme equivalente para un periodo de tiempo determinado, en nuestro caso un año, de manera que se puedan comparar las alternativas durante estos periodos; independiente del horizonte de evaluación y está representado por la siguiente ecuación:

VPN: Valor Presente Neto,
i: Tasa de Descuento,
n: Numero de Periodos.

4.3. Pasos de la Evaluación

5. Etapa 3 – definición de estrategia de reemplazo

Desde un punto de vista práctico podemos enmarcar estas estrategias de reemplazo en función al alcance de la acción que como organización se plantee.

1. Parcial: Contempla intervención de un activo principal pudiendo o no involucrar los periféricos y sistemas auxiliares asociados a este.

2. Integral: Contempla una intervención de la instalación o parada general donde dos o más activos principales pueden ser intervenidos.

Dentro de todo proceso de optimización de costos, la toma de decisión en el momento oportuno es clave para poder capitalizar las oportunidades. Cuando iniciamos la identificación del ciclo de vida o vida remanente de nuestros activos dentro de nuestras instalaciones, podemos encontrar qué activos principales (equipos o sistemas) presentan puntos diferentes en el tiempo donde se les recomienda ejecutar la acción de reemplazo o mejora; esto nos genera una pregunta:

¿Qué es lo más conveniente para el negocio?

Primero debemos considerar los objetivos estratégicos, tiempo y presupuesto disponible, para incorporarlos en la valoración y poder así saber cuál es el mejor esquema a utilizar de parada de la instalación, ¿Una intervención parcial o integral?

En el caso de una intervención parcial, se tiene estimando el punto óptimo en el cual se debe realizar la intervención. En este caso se ejecutarán las diferentes acciones de mejora en ese tiempo óptimo, tomando como base los resultados arrojados por la evaluación del ciclo de vida o el punto de reemplazo del activo (costo – beneficio).

En el caso de una intervención integral y previamente aplicando el enfoque de ciclo de vida, nos encontraremos que dentro de nuestras instalaciones existen activos con ciclos de vida o vidas remanentes diferentes, es decir, cuyos remplazos o momentos óptimos para realizar las intervenciones se encuentran en momentos diferentes en el tiempo, ¿Qué hacer entonces?

Aquí se nos presentan dos opciones:

1. Parar la instalación en función a cada ciclo de vida de los activos que se encuentran dentro de la misma, en este caso se estaría reemplazado cada activo en su punto óptimo, utilizando en su totalidad la vida remante de los mismos, sin embargo, esto ocasionaría diversos costos por penalización o impactos en producción debido a las diferentes paradas que se tendría que incurrir para ejecutar estos reemplazos.
2. Sincronizar estos puntos óptimos de reemplazo en una parada general de planta (dependiendo del tipo de organización y conociendo el costo – beneficio, se pudiesen realizar los reemplazos en un tiempo previo o posterior al punto óptimo calculado para la sincronización en una parada, asumiendo la organización dicho riesgo de mover el punto de reemplazo estimado). En este artículo no se detallarán las condiciones y aspectos que se deben considerar para calcular esta banda de riesgo manejable.

En función a las dos opciones de existir más de un activo principal el cual debe ser intervenido, mejorado o reemplazado por su vida remanente, la estrategia recomendada es la de integrar estos reemplazos o mejoras en una sola parada de la instalación, considerando aspectos tales como: tiempos de parada, costos, impactos en las operaciones, disponibilidad de recursos, paquetes o agrupación de tareas, entre otros, realizando una evaluación Costo – Beneficio de forma adicional para estimar el mejor momento para la organización en realizar la parada de la instalación (figura 6).

Teniendo en cuenta la información establecida en el presente artículo, de manera gráfica en la figura 7 se muestra el resumen del esquema estratégico desarrollado para la estrategia que he denominado “Proposed Solution – Life Cicle Cost” (PS-LCC).

6. Caso de estudio

Se tiene una turbina instalada con un tiempo de operación de 35 años, ¿Cuál sería su tiempo de vida útil remanente o punto óptimo de reemplazo si se compara con la instalación de un equipo de similares características?, aplicando el modelo de reemplazo basado en el costo de ciclo de vida; para esto se tiene que los cotos totales de inversión son 3.500.000 USD. A continuación se esquematizan los costos del activo nuevo y actual para los próximos años.

6.1. Premisas

La tasa de descuento es igual a 12%.

La pérdida de desempeño se consideró igual a la pérdida de eficiencia de la turbina en el tiempo y su impacto económico en el proceso.

Para la estimación del comportamiento del activo nuevo se consideró el comportamiento real de equipos similares en sus años operativos en contextos operacionales similares, tomando un promedio de comportamientos para cada año.

6.2. Resultados

Los cálculos se realizaron en una hoja Excel usando las ecuaciones descritas anteriormente en el artículo. A continuación se muestran en la tabla 2 los resultados finales de dichos cálculos, identificando el punto óptimo de reemplazo.

De acuerdo a los resultados obtenidos el año de menor costo para realizar la inversión de acuerdo a los escenario evaluados es el año N°1, con un monto total de CAE de $1.487.977 USD, mostrándose también en el grafico N°1 y N°2 en el punto más bajo de curva. Esto nos indica que el equipo solo presenta un año de vida remanente, es decir, debe ser reemplazado al año siguiente; de ser reemplazado en un momento diferente al punto óptimo estimado, la organización incurría en pérdidas en el orden $50.000 USD solo en el primer año, aumentando estas con el tiempo, alcanzando al año 6 una pérdida acumulada de $1.584.556 USD.

7. Conclusiones

• El análisis costo de ciclo de vida nos permite estimar los escenarios esperados del comportamiento económico del activo en su tiempo de vida.
• Para una mejor gestión y administración de un activo es importante conocer sus costos en su ciclo de vida útil.
• La vida útil remanente de un activo representa el tiempo hasta donde es económicamente rentable mantenerlo en funcionamiento desde su puesta en servicio.
• El punto óptimo de reemplazo se identifica en el punto más bajo de curva de los costos totales, representado por la suma de los costos del ciclo de vida por operar el equipo actual con los costos de ciclo de vida del activo nuevo.
• El análisis de costo de ciclo de vida permite mejorar la toma de decisión para comparar proyectos de inversión.
• La variable que más impacta el análisis de costo de ciclo de vida depende del contexto operacional y del esquema de negocio donde se desempeñe el activo.
• El tiempo de vida útil de un activo es dinámico en el tiempo.
• El tiempo de vida útil de un activo es afectado directamente por la forma en que lo administramos y lo gestionamos en su ciclo de vida.
• El punto óptimo de reemplazo para el caso de estudio es en el año 1, con un monto total de CAE de $1.487.977 USD.

 8. Referencias

• ISO 55000:2014, Asset Management – Overview, principles and terminology.
• ISO 55001:2014, Asset Management – Management system – Requeriments.
• Yáñez, Medardo; Gómez de la Vega, Hernando; Semeco, Karina; Nucette, Giokena; Medina, Nayirh: Confiabilidad Integral, R2M S.A, 2007.
• Carlos Parra, Adolfo Crespo, Fredy Kristjanpoller, Pablo Viveros, “Reliability stochastic model applied to evaluate the economic impact of the failure in the life cycle cost analysis (LCCA). Case Study for the Rail Freight and Oil Industries, 2017.
• José Durán, Luis Sojo, Edgar Fuenmayor, Decisión de reemplazo o reparación de un equipo – Caso de estudio basado en métodos y normas vigentes, 2011.
• PAS 55 – 1:2008, Gestión de Activos, Parte 1 – Especificaciones para la gestión optimizada de activos físicos.
• PAS 55 – 2:2008, Gestión de Activos, Parte 2 – Directrices para la aplicación de la PAS 55 – 1 .
• ISO 15663 – 1:2000 (E), Petroleum Gas Industries – Life Cycle Costing, Part 1 – Methodology.
• ISO 15663 – 2:2000 (E), Petroleum Gas Industries – Life Cycle Costing, Part 2 – Guidance on application of methodology and calculation methods.
• ISO 15663 – 3:2000 (E), Petroleum Gas Industries – Life Cycle Costing, Part 3 – Implementation Guideline.
• Teresa Clavería Cariñena, “El método de valoración por opciones reales”, aplicación en el sector energético.
• Risk-based maintenance (RBM): a quantitative approach for maintenance/inspection scheduling and planning, Faisal I. Khan ∗, Mahmoud M. Haddara, 2003.
• A layman´s primer on quantitative decision and risk analysis: Monte Carlo simulation, real options, forecasting and optimization, Dr. Johnathan Mun, 2006.

Autor: MSc. Ing. Pedro Silvera
Venezuela
Reliability Engineering, Maintenance Management and Asset Management Consultant
Correo: silveraopedror@gmail.com
Ing. Mecánico, MSc en Ingeniería de Mantenimiento, Titulado en Diseño y Dirección de Proyecto, certificado en Asset Management Reliability, 15 años de experiencia en confiabilidad y gestión de activos, realización, implementación y consultoría en AC, RCM, ACR, AMEF, LCC, RAM, evaluaciones de riesgos, proyectos integrales de mejora de la confiabilidad en las industrias de Oil&Gas, Generación Eléctrica, Alimentos y Minería (refinería).