El análisis RAMS

Es una cuestión muy difícil hacer un artículo sobre lo que es un análisis RAMS sin extenderse hasta el infinito en explicaciones y definiciones de todos los elementos implicados. En este artículo intentaremos dar unas breves pinceladas para que al menos, aquellos que no han tenido todavia ningún contacto con un análisis RAMS acaben entendiendo de que va, para que sirve y como podemos realizarlo.

Introducción

RAMS es el acrónimo de Reliability (fiabilidad), Availability (disponibilidad), Maintainability (mantenibilidad) y Security (seguridad). Decir de manera sucinta que este análisis en teoría nos permitiría pronosticar para un período determinado de tiempo la disponibilidad y el factor de servicio de un proceso de producción concreto. Si nos damos cuenta hemos introducido un dato más además de los que incluye el acrónimo, «EL TIEMPO» luego explicaremos la importancia de esto.

La nueva pregunta es ¿en que nos vamos a basar para realizar este análisis del sistema? Pues lo haremos basándonos en su configuración (mantenibilidad), en la fiabilidad de sus componentes y en la filosofía o estrategia de mantenimiento que se le esté realizando.

De esta ecuación hay dos factores muy relacionados, la fiabilidad y la disponibilidad, ambas hacen referencia a la capacidad de un sistema para operar correctamente o de estar disponible para que opere. Esta capacidad depende a su vez, entre otros, de los factores siguientes:

  • De los modos de fallo del sistema o de su entorno.
  • De la probabilidad de que suceda cada fallo o, alternativamente, la tasa de fallo.
  • Del efecto de un fallo en la funcionalidad del sistema.

El siguiente factor, la mantenibilidad, está inversamente relacionada con la duración y el esfuerzo requerido por las actividades de mantenimiento, o dicho de otro modo viene a ser como de facil es hacerle un mantenimiento al equipo, y eso incluye las medidas preventivas, para eliminar o disminuir las vulnerabilidades y amenazas en general. La mantenibilidad tiene como objetivo evitar cualquier tipo de fallo mediante la detección de los primeros síntomas de anomalía para que se puedan tomar las medidas adecuadas para anticipar la resolución a un problema inminente, evitando así las posteriores medidas correctivas y caídas o degradaciones del funcionamiento del sistema. Entre los factores que afectan la mantenibilidad se pueden destacar los siguientes:

  • Tiempo de realización del mantenimiento.
  • Tiempo para la detección, identificación y localización de fallos.
  • Tiempo para restablecer un sistema en caso de fallo.
  • Todos los modos de operación y mantenimiento requeridos durante todo el ciclo del sistema.

Como puede comprobar, la mantenibilidad en realidad es una medida de tiempo, ya que la suma de todos estos factores será el determinante de la buena o mala mantenibilidad.

Por último en esta introducción debemos hablar del objetivo de la seguridad de funcionamiento, que no es otra cosa que asegurarse de proporcionar un producto que cumpla con las necesidades finales del usuario, a un bajo coste y en el tiempo límite prefijado, considerando esta seguridad de funcionamiento como las características propias que  le  permite  comportamientos  funcionales  especificados (RAMS) en un tiempo determinado, con una duración establecida y sin daños a sí mismo o al ambiente.

La siguiente pregunta a responder para entender este concepto sería: ¿Existe relación entre Fiabilidad, Disponibilidad, Mantenibilidad y Seguridad?

Pues sí, efectivamente existen relaciones entre la Fiabilidad, la Disponibilidad, la Mantenibilidad y la Seguridad de funcionamiento. A mayor Seguridad, menor Disponibilidad y viceversa. Aumentando la Mantenibilidad y la Fiabilidad se consigue incrementar la Disponibilidad y la Seguridad de funcionamiento.

Así pues, el análisis RAMS se sustenta en un modelo de simulación que toma en cuenta la configuración de los equipos teniendo en cuenta su mantenibilidad, los fallos aleatorios teniendo en cuenta su estadística, las reparaciones teniendo en cuenta sus tiempos de respuesta, las paradas parciales y totales y el mantenimiento planificado necesario teniendo en cuenta su criticidad.

Durante la ejecución de un estudio RAMS, se realiza la adecuada caracterización probabilística de los procesos de deterioro que afectarán los equipos, sub-sistemas y sistemas asociados al citado proceso de producción a fin de pronosticar la mayoría de los escenarios de paros o fallos.

¿Qué se puede obtener de un análisis RAM?

  • Disponibilidad total, que es el número de horas durante las que se espera que el proceso o sistema funcionará correctamente.
  • Del proceso RAMS obtendremos la jerarquización de los equipos o sistemas críticos que nos permitirá conocer la proporción con la cual los equipos o sistemas estudiados afectan la disponibilidad de la instalación. De esta manera, se puede saber qué equipo o sistema es más importante al momento de estudiar la disponibilidad, y se puede optimizar la estrategia de mantenimiento para los distintos equipos/sistemas.
  • Información de confiabilidad que se utilizará para definir una estrategia de mantenimiento basada en la confiabilidad de los equipos, que permita maximizar el tiempo de uso entre fallos de los mismos.
  • Predicción estadística de fallos críticos en la instalación que es el tiempo medio entre fallos críticos o el punto en el que el sistema definido por el diagrama de bloques de confiabilidad falla.
¿Qué software nos puede ayudar a generar un análisis RAMS?
  • MAROS™ & TARO™ desarrollados por DNV
  • RAMP desarrollado por Reliass
  • RAM Commander desarrollado por Reliass
  • BlockSim desarrollado por ReliaSoft

En definitiva y para comenzar con la base fundamental de este artículo explicaremos que son las siguientes variables MTTF, MTBF y MTTR que nos encontraremos y que mejor caracterizan los datos estadísticos de los diversos equipos o sistemas de producción.

1. Parámetros RAMS

1.1 Definición de tasas de fallo.

Antes de comenzar lo ideal es insertar una gráfica para entender mejor los parámetros que vamos a desarrollar.

Como se observa en el gráfico anterior, tenemos un sistema que a lo largo del tiempo (en azul) está funcionando correctamente hasta que aparece un fallo (rayo en rojo). Cuando aparece el fallo, el sistema está durante un tiempo fuera de servicio (en amarillo) y, pasado un tiempo (suponemos una vez reparado), este pasa a estar de nuevo en servicio (en azul). 

El estado de «en servicio» (en azul) permanecerá hasta que al cabo de un tiempo, aparece, nuevamente un fallo (rayo en rojo). 

Este es el ejemplo típico de un sistema de producción. Ahora bien, ¿que significan los parámetros que refleja que además son los estándares de un análisis RAMs? Comencemos con el MTTF:

1.2 MTTF:

¿Qué significa el parámetro MTTF? MTTF es el acrónimo de Mean Time To Failure (Tiempo medio hasta el fallo) y representa el tiempo en que el sistema está activo, cumpliendo las funcionalidades por las cuales ha sido diseñado.

En los sistemas reparables (donde el sistema puede ir a un fuera de servicio y ponerse en marcha de nuevo cuando ha sido reparado), el MTTF y el MUT (Mean Up Time, Tiempo medio en servicio) son exactamente iguales. 

1.3 MTBF

¿Qué significa el parámetro MTBF? MTBF es el acrónimo de Mean Time Between Failures, (Tiempo medio entre fallos), nos indica cual es la previsión que se tiene de cada cuanto el sistema fallará. Es decir, responde a la pregunta, ¿cada cuantas horas se prevé que aparezca un fallo al sistema bajo análisis? Se simboliza con la «R». De este dato se desprende la tasa de fallo λ, es 1/MTBF.

El MTBF está totalmente ligado a la fiabilidad del equipo, producto o instalación en realidad es el parámetro cuantitativo de la fiabilidad.

Cuidado porque es muy habitual confundir el MTTF y el MTBF aunque como se observa gráficamente en la gráfica anterior se puede ver que la diferencia entre ambos parámetros es el tiempo MDT (en amarillo), es decir, el tiempo que el sistema está fuera de servicio. De este modo, podemos decir que MTBF = MTTF + MDT.

Se puede abundar más sobre estas variables pero no es el tema líder de este artículo.

2. Fiabilidad

2.1 Definición de fiabilidad

La fiabilidad de un dispositivo es la probabilidad de que un componente o sistema, sometidos a unas condiciones de trabajo concretas, funcione correctamente durante un determinado período de tiempo. En consecuencia, si estas condiciones cambian, la fiabilidad cambiará también, por lo que la fiabilidad es altamente dependiente de las condiciones y no se pueden hacer comparaciones de la misma sin tener en cuenta las condiciones de trabajo de cada sistema. Como ya hemos dicho, la fiabilidad se representa por R(t). El valor complementario de R(t) se conoce como función acumulada de la probabilidad de fallo, se representa por F(t) y representa la probabilidad de que el equipo falle al cabo de un tiempo t.

2.2 Definición del fallo y tipos de fallo

Se define fallo como el cese de la capacidad de un elemento para realizar la función requerida. Los fallos pueden clasificarse de acuerdo con su criticidad o con su naturaleza.

El concepto de criticidad de un fallo está relacionado con la gravedad de las consecuencias que puede provocar. Si únicamente atendemos al impacto en el servicio del equipo o sistema, los fallos pueden clasificarse como:

  • Significativos:
    • Fallo que impide la prestación del sistema a la producción o que provoca un retraso en la misma que sea superior al periodo especificado o preestablecido.
  • Importantes:
    • Fallo funcional que debe ser corregido para que el equipo logre el rendimiento especificado pero que no provoca un retraso, ni suspende la producción en un plazo superior al especificado para el fallo significativo.
  • Menores:
    • Fallo que no impide que el equipo logre el rendimiento especificado y que no cumple con los criterios para ser considerado fallo significativo o importante.

Lo que ocurre en realidad es que los fallos no se miden sólo atendiendo al propio equipo y a la función para la que está diseñado. Lo normal es que además de los daños en el propio equipo, se tenga en cuenta los daños producidos a otros sistemas, a las personas o al medioambiente. Cuando más impacto es capaz de provocar el fallo del equipo en cualquiera de estas facetas, más crítico es.

Visto desde este punto de vista, los fallos pueden clasificarse en cuatro niveles, siendo necesario establecer cuantitativamente qué se entiende por importante, apreciable y despreciable, a fin de reducir al máximo la subjetividad a la hora de calificar el fallo.

Categoría del falloFunciónEquipoAmbientePersonas
CATASTROFICOPerdida de una función esencialProduce daños importantesProduce daños importantesPuede causar muerte o daños corporales
CRÍTICOPerdida de una función esencialProduce daños importantesProduce daños importantesPresenta riesgos despreciables de muerte o de daños personales
NO CRÍTICOFuncionamiento degradadoNo causa daños apreciablesNo causa daños apreciablesNo representa daños apreciables
MENORFuncionamiento degradado Causa daños apreciablesNo causa daños apreciablesNo representa daños apreciables
Niveles de gravedad de los fallos cuando se consideran los daños del equipo, de las personas y del medio ambiente.

Hay una última valoración para clasificar los fallos, y esta es la que se atiene a su naturaleza ante la evidencia del propio fallo y es que los fallos pueden ser evidentes u ocultos al operador o el mantenedor. Un fallo es evidente, cuando produce un efecto en el sistema que es patente más tarde o temprano, por el contrario, un fallo se dice que es oculto cuando necesita de un evento posterior para ser detectado, lo que suele ser habitual en los sistemas de control o de detección y en los sistemas formados por dos equipos redundantes en los que uno está en activo y el otro está en reposo hasta que el anterior falle.

3. Mantenibilidad

3.1 Definición de mantenibilidad

Cuando se produce un fallo en un equipo, se necesita un tiempo para detectar en qué componente se ha producido y para repararlo o sustituirlo por uno nuevo a fin de dejar el equipo en condiciones de funcionamiento esto se define como mantenibilidad que es la probabilidad de que un equipo que ha tenido un fallo sea puesto de nuevo en funcionamiento, mediante la aplicación de ciertas acciones, dentro de un tiempo «t» que se conoce como tiempo de restauración.

La mantenibilidad, por tanto, no está asociada únicamente a las características técnicas de la instalación sino también a las capacidades, experiencias y medios técnicos de los equipos de trabajo, por lo que los valores de mantenibilidad obtenidos con distintos equipos de trabajo pueden ser diferentes, al no ser iguales las capacidades y experiencias de sus miembros, como tampoco necesariamente las herramientas o útiles específicos empleados por cada uno de ellos.

3.2 Clases de mantenimiento

Ha continuación explicaremos cuales son los tipos de mantenimiento industrial que hay, algunos de ellos son planificados y otros no planificados. Los no planificados son aquellos que se tienen que hacer de emergencia porque la maquinaria ha fallado y no ha sido detectado.

Lo ideal sería que todo el mantenimiento fuese planificado, de esa forma, aumentaremos la seguridad de los trabajadores y no pondremos en riesgo la continuidad de la producción ni comprometeremos el medio ambiente. Pero esto no es siempre posible. Por eso el primero de los mantenimientos que explicamos es:

3.2.1 Mantenimiento correctivo

El mantenimiento correctivo consiste en corregir los errores del equipo conforme vayan apareciendo. Por su propia naturaleza, el mantenimiento correctivo es difícilmente programable, aunque a veces pueden ser planificados, cuando son desgaste que ya vienen previstos y ya se tienen en cuenta en los planes de mantenimiento. Una fina línea separa este último mantenimiento correctivo de un preventivo.

3.2.2 Mantenimiento preventivo

El mantenimiento preventivo consiste en una intervención sistemática del equipo, aunque este aún no haya dado señas de desgaste o error. Se tienen en cuenta las vulnerabilidades de la maquinaria, los manuales de los fabricantes y los materiales y se planifica un mantenimiento programado para efectuarlo en el momento oportuno para intervenir el equipo y no llegar a la necesidad de una reparación más seria. Normalmente requiere un buen plan de mantenimiento industrial y un software capaz de gestionarlo.

3.2.3 Mantenimiento predictivo

Este es el tipo de mantenimiento industrial más avanzado y el que requiere mayor preparación, formación y precisión. Normalmente se realiza un análisis de criticidad de la planta y se incluyen en el plan de mantenimiento predictivo todos aquellos equipos que según las tablas que hemos expuesto van más haya de lo Importante y/o crítico. El mantenimiento predictivo se trata de realizar una serie de análisis físico/químicos periódicos a los equipos para poder descubrir si alguna de las variables de la maquina han cambiado y predecir las averías y los errores antes de que se produzcan, análisis de vibración, de ultrasonidos, de termografía, de aceite, de calidad eléctrica, análisis no destructivos, endoscopia, etc.

Primero se establecen unos valores base y una vez se conocemos los parámetros normales, pueden verse variaciones en ellos que indiquen un posible problema en el equipo, así se evita llegar a la avería.

3.2.4 Mantenimiento cero horas u overhaul

Consiste en tareas y procedimientos que dejan la máquina a cero horas de funcionamiento. Esto quiere decir que, bien cuando ya está comenzando a bajar el rendimiento del equipo o bien cuando todavía funciona a la perfección, se sustituyen todos los componentes necesarios hasta que tiene el mismo desgaste por el uso que si fuera totalmente nueva. Es uno de los tipos de mantenimiento industrial que sirven para asegurarse de alargar la vida útil del equipo a largo plazo y de forma controlada.

3.2.5 Mantenimiento en uso

Este es uno de los tipos de mantenimiento industrial de más baja intervención. Normalmente lo suelen hacer los usuarios del propio equipo o personal auxiliar. Consiste en simples tareas de prevención, como una limpieza adecuada o una observación sobre defectos visibles.

4. Disponibilidad

4.1 Definición de disponibilidad

Cuando se produce un fallo en un equipo reparable éste deja de realizar las funciones para las cuales ha sido requerido hasta que se repare el fallo. Aparece, así, un nuevo concepto, la disponibilidad, que se define como la probabilidad de que un equipo realice las funciones requeridas en un instante o periodo de tiempo determinado, siempre que funcione y se mantenga de acuerdo con los procedimientos establecidos.

En los equipos complejos, la disponibilidad dependerá de la disponibilidad de los equipos que lo forman, de acuerdo también con las configuraciones básicas serie y paralelo.

Por ejemplo, un sistema serie estará operativo únicamente cuando todos los componentes que lo forman estén operativos.

Un sistema paralelo no será operativo y por tanto, no estará disponible, cuando estén indisponibles simultáneamente todos los componentes que lo forman.

4.2 Efectos y criticidad AMFEC O FMECA Análisis de modos de fallo

FMEA/FMECA, es el acrónimo de “Failure mode, effects and criticality analysis” o «Análisis de los Modos de Fallo y sus Efectos». La norma por la que se rige el análisis FMEA es la UNE-EN 60812:2008 “Analysis techniques for system reliability – Procedure for failure mode and effects analysis (fmea)”. ¿Pero qué es esta herramienta FMEA? El FMEA es un procedimiento sistemático para el análisis de un sistema con el fin de identificar los modos de fallo potenciales, sus causas y efectos en el funcionamiento del sistema. Este tipo de análisis debe hacerse al inicio del ciclo de desarrollo del sistema, de manera que la eliminación o mitigación del modo de fallo sea lo más rentable posible. Lo ideal sería que este trabajo se inicie tan pronto como el sistema se haya definido lo suficiente como para presentarlo mediante un diagrama de bloques funcionales en donde se puede definir la función de sus elementos y por tanto se puedan barajar criterios para la mitigación o eliminación de los fallos posibles. (FMEA es tan amplio que merece la pena dedicar todo un artículo a su estudio y desarrollo)

5. Metodología de un Análisis RAMS

5.1 Modelo General de un Análisis RAMS

La siguiente imagen representa toda la metodología y procedimiento para completar un análisis RAMS

El análisis RAM se inicia con la recopilación de datos que podemos llamar Etapa 1.

I Etapa

Como ya hemos explicado, se trata de generar datos para el posterior análisis de estadística y estos datos pueden recopilarse de distintas fuentes de información, de un lado las acciones referentes al equipo y de otro las propia de la producción. En cuanto a las acciones de los equipos recopilaremos datos de los reportes de operaciones, de inspecciones técnicas, avisos, ordenes de trabajo, de los historiales de fallas, etc. Y en cuanto a los datos de producción recopilaremos todo lo referente a tiempos de producción, modos de falla, planes de mantenimiento preventivo, paradas no programadas y tiempos de reparación.

Podremos dividir este trabajo en distintos pasos:

El primero será la recopilación de datos históricos propios, esta fuente de información es la más representativa del comportamiento de fallas y reparaciones de los equipos a considerar en el análisis, son los datos más importantes porque son veraces ya que corresponden a los equipos funcionando en la producción para la que fueron diseñados, el problema es que generalmente esta información es escasa sobre todo en aquellas industrias de reciente instalación por los mismos parámetros de tiempo.

De cualquier forma para recopilar la máxima información propia o evidencia de fallas y reparaciones de los equipos, se debe buscar en cualquier parte donde pudiera haber quedado un registro, GMAOS, SAP, también se debe recurrir al personal de mantenimiento, quienes muchas veces llevan sus indicadores de gestión en archivos personales, los cuales también son una fuente valiosa de información. Esta etapa se conoce como depuración de la data de fallas y reparaciones, y debe ser llevada a cabo en apoyo con los expertos en mantenimiento quienes conocen el comportamiento de fallas y reparaciones de los equipos.

El segundo paso de la primera etapa, sería buscar la opinión de expertos. Hay veces que no es suficiente con los datos obtenidos en el paso anterior y tenemos que recurrir a esta técnica que es complicada también en diversos sectores donde no existen expertos sobre un sistema concreto o si existen no están a nuestro alcance. En el caso de que se disponga de estos expertos, entre los que por supuesto se puede contar con el equipo de mantenimiento y las personas implicadas en la manipulación del sistema, se puede optar por el uso de algunas herramientas como el método Dhelphi ha modo de cuestionario de sucesos futuros, que podría resultar de gran ayuda.

Si con estos dos pasos tampoco tenemos suficiente información podemos recurrir a la búsqueda de información genérica. Esta información con datos de confiabilidad genéricos puede provenir de reconocidas bases de datos internacionales como OREDA, PARLOC, WELL MASTER, IEEE, pero teniendo mucho cuidado con estos datos que no son específicos de la industria para la que estemos elaborando el análisis RAMS.

II ETAPA

La segunda etapa para un análisis RAM, es la revisión y validación de datos. Para esta última tarea será importante escoger un equipo de trabajo con alta experiencia en el conocimiento del comportamiento de fallas y reparaciones de los equipos incluidos en el análisis. Estas personas, seguramente ya han colaborado en alguno de los pasos anteriores, por lo que muchos de ellos ya estarán familiarizados con esta tarea.

Este equipo de expertos deberán validar las distribuciones de probabilidad que reflejan la información de confiabilidad (Tiempos Para la Falla) y mantenibilidad (Tiempos Para Reparar) de los equipos incluidos en el Análisis RAM. En esta etapa también se debe validar la estructura e información técnica contenida en la base de datos, en resumen se trata de dar estructura y orden a todos los datos recolectados en la etapa anterior para que tengan sentido y puedan dar respuestas a los cálculos estadísticos para los que han sido recopilados.

III ETAPA

Es la etapa más complicada, se trata de realizar el análisis estadístico de todos los datos estructurados obtenidos en las etapas anteriores. Para esta etapa nos podemos ayudar de herramientas informáticas muy eficaces para este trabajo. RARE y RAPTOR. El trabajo a realizar se trata de establecer la distribución probabilística y los parámetros del MTBF y el MTTR, de los que obtendremos lo que realmente buscamos, que no es otra cosa que la mejora de la confiabilidad del sistema

IV ETAPA

Última etapa de las presentadas, se trata de graficar la información para presentarla y tener una mejor visión del conjunto de las cosas para poder plantear otros escenarios. Presentar el riesgo de OEE probabilístico y de las propuestas para mejorar el desempeño futuro del sistema analizado.

ABREVIATURA Y TÉRMINOS

  • DBD:           Diagrama de Bloque de Disponibilidad
  • DFP:           Diagrama de Flujo de Procesos
  • OEE:         Overall Equipment Effectiveness / Eficiencia General de los Equipos
  • PI&D:         Piping and Instrumentation Diagram / Diagrama de Tuberías e Instrumentación
  • R(t):           Riesgo
  • RAM: Reliability, Availability and Maintainability Analysis / Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad
  • TPF:           Tiempo para la Falla
  • TPR:          Tiempo para Reparar
  • TPEF – MTBF:        Tiempo promedio entre Fallas
  • TPEEP:     Tiempo Promedio entre Eventos de Paro
  • TPPR – MTTR:       Tiempo promedio para reparar
  • TPFS:       Tiempo Promedio Fuera de Servicio
  • λ:   Tasa de falla

Bibliografía

  • Formación análisis RAMS de Terotecnic Ingeniería S.L.
  • Marta Zárata Fraga. Proyecto fin de carrera – Análisis RAMS – Universidad Carlos III de Madrid Escuela Politécnica Superior. Departamento de Ingeniería Mecánica.
  • Amendola, Luis. Indicadores de fiabilidad propulsores en la gestión del mantenimiento. Universidad Politécnica de Valencia.
  • Arques Patón, José Luis (2009). Ingeniería y gestión del mantenimiento en el sector ferroviario.
  • García de Korazar, Xabier (2004). Proceso de mejora de RAMS a lo largo del ciclo de vida
  • García de Korazar, Xabier (2004). Proceso de mejora de RAMS a lo largo del ciclo de vida (II).
  • Gómez de la Vega H., Medina N., Semeco K, Yanez M. Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad en Sistemas Productivos.
  • Plazas Aguilar, Jaime (2010). Ingeniería de confiabilidad aplicada a un sistema de control local en una planta de transporte de hidrocarburos. Proyecto Fin de Carrera. Universidad de los Andes.
  • Rojas Monsalve, Elimar Anauro. Experiencias en el desarrollo de Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad (Análisis RAM). Revista Predictiva21
  • Geovanny Solórzano. Aplicación de un análisis RAM en un sistema de bombeo de agua cruda
  • Gráficas de Leedeo.

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.

El perfil de un Ingeniero de confiabilidad

Introducción

Después de casi cuarenta años ejerciendo de una u otra forma como ingeniero de confiabilidad, he podido extraer mis propias conclusiones sobre cuales son las cualidades que se le deben exigir a los ingenieros que ejercen esta disciplina o aquellos que pretenden dedicarse a ella. Creo que las funciones del departamento de confiabilidad se pueden dividir en varias actividades todas ellas complejas. Pero por resumirlas en dos grandes bloques podríamos decir que uno de ellos englobaría todo lo referente a la gestión de activos (norma ISO55000) y por otro lado todo lo referente a la Confiabilidad que también está incluido en esta norma pero de una manera más liviana. Estos dos grandes grupos están ligados uno al otro con fuerza y uno sin el otro en razón de la ingeniería y el mantenimiento no tienen sentido. Este es el motivo por el que, contar con especialistas que sean expertos en estas disciplinas y que además sean capaces de compaginar el trabajo de estos bloques junto con el sistema de mantenimiento de su planta a pie de máquina es muy complicado.

Quizás por este motivo es difícil que empresas de pequeño, medio e incluso gran tamaño encuentren a las personas idóneas para acometer esta función, sin dedicar antes mucho tiempo y dinero en su formación tanto interna como externa. En este artículo intentaré explicar por qué pienso esto usando mi propia historia y experiencia.

Historia y experiencia

Recuerdo que mi primer contacto con lo que se podría llamar un departamento de confiabilidad, entre comillas, fue cuando en la primera empresa para la que trabajaba, alguien de su alta dirección con buen criterio, decidió comenzar a crear este departamento de confiabilidad dentro de una de sus plantas. Yo, en aquel momento de mi vida ni tan siquiera había oído hablar de que se trataba el trabajo, pero de alguna manera fui elegido para dicha misión. Hay que tener en cuenta que estamos hablando de los años 80 cuando los ordenadores eran meramente decorativos y todavia los equipos de medida predictiva estaban en pañales y eran aparatos completamente manuales y rudimentarios, la informática estaba empezando a entrar en las empresas y era de poquísima utilidad.

¿Cuáles eran mis capacidades en aquel momento de mi vida? Honestamente creo que ninguna, yo sólo era especialista en maquinas industriales, conocía a la perfección y había intervenido en la mecánica de cualquier tipo de maquinaría, desde un simple motor eléctrico, una reductora o una bomba a equipos muy complejos como turbo generadores de vapor de centenares de megavatios, y nada más, o quizás debo añadir «y nada menos», por que hoy por hoy me alegro muchísimo de aquel comienzo y de la experiencia que me aportó.

Hasta entonces, el mantenimiento en aquella empresa era un mantenimiento puramente correctivo con algún escarceo en preventivo pero sin más importancia que la de un mero engrase o cosas similares, y fue duro, muy duro implantar un departamento que cambiaría las reglas de juego en adelante y más aún cuando incluso para la dirección aquello no era más que una ocurrencia que según lo que percibí pensaron que seguramente acabaría derrumbándose por si sola. En aquella empresa y en aquel momento, nadie contaba con el éxito de la nueva herramienta, salvo yo, que naturalmente quería a toda costa que todo aquello llegara a buen puerto, por mi bien y por el futuro de aquel nuevo sistema.

Algunos años después y con multitud de horas de formación en confiabilidad, en técnicas predictivas y de gestión de activos, el departamento empezó a cambiar la forma de trabajo de toda la planta y a partir de ahí todo fueron triunfos y aciertos en las decisiones que fuimos tomando y finalmente el departamento se exportó al resto de factorías de la empresa, aún cuando todavia contaba con una fuerte oposición y resistencia de los ingenieros al mando de los distintos departamentos de mantenimiento que creían que peligraban sus decisiones o sus puestos de trabajo. Por eso es tan importante que todo el mundo este implicado en este cambio, desde arriba hasta abajo, toda la empresa debe asumir las normas para que un cambio de este tipo triunfe y sea efectivo desde el primer día, para no jugar con la angustia de unos pocos contra las reticencias de otros tantos.

Un par de años después el departamento de confiabilidad era una realidad en las 8 plantas de la empresa y con no muy malos resultados, aunque tuvieron que pasar bastantes años más para que la empresa tuviese una verdadera política y liderazgo de gestión de activos y un verdadero departamento de confiabilidad.

Un ejemplos para entender la labor del ingeniero de confiabilidad

Hecha esta introducción explicaré como creo yo que debe ser el perfil de un ingeniero de confiabilidad.

Siempre me ha gustado la analogía de dos profesiones que aunque muy distintas y distantes entre sí, si que son cercanas en cuanto a su forma de trabajo, y me refiero a la comparación de un ingeniero de la confiabilidad con la de un médico internista en un hospital, salvando debidamente las distancias y sin que esta comparación pueda ofender a nadie. Y es que aunque parezca algo inverosímil ambas profesiones comparten muchas similitudes.

En la revista Predictiva21 hay un artículo muy bueno de José Arquímedes Ferrera en el que con ingenio desarrolla un analogía similar a la que yo mismo he descrito en alguno de mis artículos y pretendo desglosar aquí. Y es que, el médico internista tras una serie de pruebas hace un diagnostico de los pacientes más complejos a los que ha derivado el médico de cabecera. Es evidente, que los médicos internistas son pues los expertos a quienes recurren los médicos de atención primaria y el resto de especialistas para atender a enfermos complejos cuyo diagnóstico es difícil, que se encuentran afectados por varias enfermedades o que presentan síntomas en varios órganos. Y añado, el medico internista además dispone de instrumental de análisis más complejo que están a su servicio para detectar los posibles problemas que aquejan al paciente.

No me resisto a presentar una tabla de ese mismo artículo donde se reproduce esta comparativa de forma bastante elocuente sobre lo que queremos decir:

Médico InternistaIngeniero de Confiabilidad
Debe tener una visión holística y de
conjunto
Debe tener una concepción basada en la integración
total y global y analiza los eventos desde el punto de
vista de las múltiples interacciones que los caracterizan.
Super-especialista: tiene la capacidad
de identificar el problema y tratarlo la
mayoría de las veces, no esta limitado a
un solo órgano, aparato o sistema, por
ejemplo, el dolor torácico, puede tener
origen cardiaco, pulmonar, esofágico,
osteomuscular y neuropático, entonces
¿Quién es el indicado para abordar el
problema?
Para mí este punto resumen casi todo, igualmente el
ingeniero de confiabilidad debe ser Super-especialista al
analizar los problemas o fallas de equipos, pues en las
mayorías de los casos una falla puede tener varias
causas. Un ejemplo es cuando realizamos los análisis de
causa raíz o causa efectos, podemos ver que una alta
temperatura de aceite lubricante de una turbina puede
tener origen desde el enfriador, el tipo de aceite, las
condiciones ambientales, las bombas, el proceso, etc.
Áreas de Capacitación EspecíficaAunque actualmente existen diferentes centros de
enseñanza que otorgan la titulación específica, la
formación de un ingeniero de confiabilidad va más allá.
Debe tener experiencia y conocimientos, así como una
formación específica en las diferentes metodologías y
herramientas disponibles para realizar los análisis y/o
diagnósticos requeridos.
Atiende globalmente al pacientePara cumplir con este objetivo, el ingeniero de
confiabilidad debe saber manejar las diferentes
metodologías de análisis y tener el conocimiento técnico
básico en diferentes áreas o disciplinas.
Comparativa figurada entre Médico internista e Ingeniero de confiabilidad

En definitiva el resumen de todo esto es que los Ingenieros de Confiabilidad deben ser por un lado expertos en la gestión de activos industriales, encargados de su gestión, de su mantenimiento, de su compra o reemplazo, de la plantificación de las reparaciones etc. etc. Por otro lado tienen una misión mucho más compleja, porque deben ser las personas responsable de la confiabilidad de planta, de la fiabilidad de los equipos a los cuales deben conocer a la perfección y dominar todas las técnicas para el diagnostico precoz de sus modos de falla. Son a quienes normalmente recurren los ingenieros y técnicos de mantenimiento que están en el día a día con los equipos para atender problemas complejos de aquellos equipos con un diagnóstico difícil o para detectar aquellas causas de fallo que todavia nadie a visto. Dicho esto, y por mi experiencia llego a la conclusión de que esta segunda parte puede ser realizada por empresas de expertos en el mantenimiento predictivo y la confiabilidad que facilitarán enormemente esta parte del trabajo al ingeniero de confiabilidad de planta. (Terotecnic)

Siempre merece la pena tener un departamento o a una persona (dependiendo de la cantidad de activos de la planta) que se dedique a la gestión de la confiabilidad de la planta preferiblemente apoyándose en una empresa experta en la materia para ayudarle sobre todo en la parte correspondiente al mantenimiento predictivo, que es la parte donde es necesaria una continua inversión en equipos y conocimiento.

Funciones de un departamento de confiabilidad

Hemos comentado cual debe ser el perfil de un ingeniero de confiabilidad y hemos llegado a la conclusión que debe ser una persona formada en ingeniería, que además tenga formación especifica en todas las herramientas de fiabilidad y predictivo, análisis de vibración, ultrasonidos, termografía, análisis de aceites, de corrientes eléctricas, de redes, de instrumentación y además conocedor de todo tipo de equipos mecánicos y eléctricos, sus funciones, su funcionamiento, su mecánica y por último y no menos importante conocedor del trabajo de la industria para la que trabaja, de su funcionamiento, de su producción, de la estructura jerárquica y organizativa, de las herramientas informáticas que la empresa utilice incluido su GMAO, así como conocer los objetivos estratégicos de su organización. Poseer las habilidades necesarias que le permitan entender el aporte de sus funciones al logro de los objetivos de la organización y entender cómo las metas de mantenimiento y confiabilidad soportan los objetivos estratégicos de cualquier organización industrial.

¡Mucho parece verdad! Pues todo eso es necesario y lo que ocurre muchas veces es que cuando se ha formado al candidato idóneo y crees que ya puede liderar el departamento de tu planta, este encuentra un trabajo que considera mejor y se marcha.

Dicho esto, describiremos ahora las funciones de un departamento de confiabilidad:

1 º Definir la estructura jerárquica de los activos de planta.

Normalmente ésta es una tarea que suele estar ya realizada en la empresa por su propia estructura funcional o de producción pero aún así el gestor de mantenimiento y/o el departamento de confiabilidad deberán establecer y desarrollar un orden jerárquico y una codificación taxonómica para los activos de la planta. Si aún no está hecho este orden, este es un punto de vital relevancia que debe ser el punto de partida de cualquier otro trabajo. Los datos de confiabilidad necesitan ser relacionados con cierto nivel dentro de la jerarquía de los equipos a fin de que sean significantes agrupables y comparables, por eso este árbol de activos debe tener como nivel básico el número «KKs» con el que se identificará cada elemento de la planta o si no lo tiene el ingeniero de confiabilidad deberá generarlo para toda la planta. En esta tarea se debe definir el nivel más alto de la clase de los activos, el número de niveles para la sub-división que dependerá de la complejidad de la unidad de activos y del uso que se le dará a los datos.

2º Gestionar la base de datos de los activos.

Una vez generadas las ubicaciones técnicas de planta, el siguiente trabajo será introducir los equipos en cada una de ellas, teniendo en cuenta que un equipo o activo es un ente particular con una matricula unas características y una documentación que son desmontables de una ubicación técnica y montable en otra o desechable cuando haya llegado el fin de su vida útil. Por tanto, el gestor del mantenimiento o el ingeniero de confiabilidad deben establecer los requerimientos para llevar a cabo la gestión de los datos e información del mantenimiento y que la información registrada sea confiable,  de modo que esto le permita el desarrollo de las estrategias de mantenimiento de forma eficaz, para ello es necesario disponer de la información técnica requerida de todos los activos incluyendo manuales, catálogos, datos de adquisición, ubicaciones, activos, componentes y repuestos.

3º Liderar el desarrollo del análisis de criticidad de los activos de planta.

Otra de las labores del ingeniero de confiabilidad de la planta es el de generar un análisis de criticidad de toda la planta que le permita a la organización establecer la  jerarquía o prioridad de los equipos a la hora de recibir atención o mantenimiento, creando así una estructura que facilite la toma de decisiones acertadas y efectivas, y que además permita direccionar el esfuerzo y los recursos a las áreas donde es más importante y/o necesario mejorar la confiabilidad y administrar el riesgo.

4º Generar los planes de mantenimiento de los activos.

El Ingeniero de Confiabilidad tiene la responsabilidad de generar una adecuada estrategia de mantenimiento para cada activo, adaptada al contexto operacional y utilizando como elementos de entrada y soporte el análisis de criticidad, información del fabricante, la experiencia con activos similares en otras operaciones planes de mantenimiento y cuando se disponga de datos propios, registros históricos suficientes y confiables, éstos deben servir de insumo para adecuar los planes de mantenimiento, basados en las tendencias propias de cada activo.

Además, el Ingeniero de Confiabilidad debe hacer uso de herramientas como el Análisis de Modo de Efecto y Falla (FMEA), para adecuar los planes a los modos de fallas particulares de cada activo.

5º Implementar y gestionar el programa de Mantenimiento Predictivo.

Como responsable del desarrollo de la estrategias de mantenimiento, el Ingeniero de Confiabilidad, debe generar e implementar los programa de monitoreo por condición, también llamados programa de mantenimiento predictivo. Para ello es necesario tener en cuenta la criticidad que le ha marcado a cada equipo y por supuesto conocer los modos de fallo típicos de cada equipo para definir la estrategia predictiva que mejor se anticipe a su fallo potencial. Además, debe definir el flujo de datos recolectados y de qué forma serán empleados para por un lado llevar a cabo la ejecución de las recomendaciones y por otro retroalimentar los planes de mantenimiento para su optimización. Hoy por hoy el total de estas tareas suele ser encomendado a una empresa especializada como Terotecnic Ingeniería. Empresas con un flujo de clientes tal que son perfectos conocedores de todo tipo de industrias y pueden hacer esta labor con muy poco margen de error.

6º Desarrollar análisis estadístico para optimizar los planes de mantenimiento.

Otro de los cometidos del Ingeniero de confiabilidad es la implementación y aplicación de herramientas que permitan el análisis estadístico de las fallas, con lo que se podrá determinar las frecuencias óptimas de inspección, las adecuación necesarias de los planes de Mantenimiento, así como prever una política de reemplazo de los activos y componentes.

7º Implementar un programa de Análisis Causa Raíz.

Los programas de Análisis Causa Raíz son una herramienta fundamental en la eliminación de problemas o fallas tanto crónicas como esporádicas. El Ingeniero de Confiabilidad tiene la responsabilidad de liderar los equipos de trabajo para llevar a cabo el desarrollo de los planes y programas de ACR,  actuando como facilitador de las reuniones de análisis y como responsable del seguimiento de las acciones propuestas, producto del análisis del problema, para luego proceder a evaluar los beneficios del programa.

En el caso de averías de equipos donde un ACR de grupo no sea necesario, el ingeniero de confiabilidad será el responsable de la realización de este análisis. Como ejemplo, muchos de aquellos que se derivan del análisis de las averías detectadas durante los análisis de mantenimiento predictivo de las cuales se deberán extraer conclusiones fehacientes para determinar cual fue la causa raíz que ocasiono el inicio de la falla funcional y eliminarla definitivamente.

8º Liderar la implementación de planes de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad.

El RCM es una de las herramientas metodológicas para optimizar la gestión y planes de mantenimiento, por lo que el Ingeniero de Confiabilidad es el profesional llamado a ser el líder en los equipos de trabajo para llevar a cabo la implementación de los mismos, debido a su visión holística y sistémica del negocio. RCM es el mantenimiento basado en la confiabilidad y por tanto es el mantenimiento que liderará el ingeniero de confiabilidad. Esto conlleva así mismo dedicarse a la realización y gestión del análisis RAMs del que hablaremos en un próximo artículo.

Resumen

Este artículo no trata de sentar las bases para elegir el perfil del Ingeniero de confiabilidad, ni de establecer ningún estándar en cuanto a sus funciones y las de su departamento, sólo he tratado de resaltar aquellas funciones mínimas necesarias para este perfil para que las personas que crean que quieren o pueden optar a completar su formación en esta disciplina o las empresas que andan buscándolo, tengan una primera pincelada de las mismas.

Referencias

Predictiva21 (artículo sobre el perfil del Ingeniero de confiabilidad de José Arquímedes Ferrera Martínez)

Reportero Industrial (artículo sobre el departamento de confiabilidad de Aléxis Lárez)

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.

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