MLS PROJECT, DESIGN AND MANAGEMENT

Resumen.

El mantenimiento de equipos es una de las principales estrategias que se aplican a nivel empresarial, ya que a través de él es posible reducir costos. El mantenimiento de equipos representa un ahorro para la economía de las empresas, además ofrece una forma de mantener la continuidad, seguridad y eficiencia de los mismos. El mantenimiento de equipos, se define como la mejora o restauración, asociado a servicios donde los requerimientos de un buen mantenimiento permiten agregar valor físico y de calidad a los equipos. También, el mantenimiento de equipos brinda alternativas de consideración que permiten la identificación de posibles problemas o causas de falla, así como las posibles consecuencias; mediante el mantenimiento, es posible decidir, si se ejecutaran reparaciones o remplazos de la parte o partes dañadas, llevar a cabo mantenimientos periódicos, fijar intervalos de revisión o simplemente dar respuesta a los requerimientos de los usuarios (Horner, El-Haram, Munns, 1997). La aplicación un sistema de mantenimiento a equipos en general está definido como una metodología relacionada a servicios administrativos y técnicos, que ayudan a su control y medición, facilitan su eficiencia a través de las operaciones que están enfocadas al diagnóstico y permiten garantizar procesos de calidad libres de fallas (Zul-Altfi, 2017). Un sistema de mantenimiento se puede construir mediante tres estrategias de diagnóstico como son el mantenimiento preventivo, el predictivo y el correctivo, que integran un sistema de coordinación global que permite mejorar la comunicación entre las partes operativas y de mantenimiento (Horner, El-Haram, Munns, 1997; Zul-Altfi, 2017).

Actualmente, el principio de un sistema de mantenimiento preventivo, predictivo, correctivo en la industria marca un gran avance para el logro de estándares de productividad, calidad mundial, y como resultado reducción de costos (Swamson, 2001). Cada día, más compañías implementan métodos de mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo basados en indicadores de desempeño, y prácticas encaminadas en la filosofía del mantenimiento, ya que estas permiten asegurar la funcionalidad de los equipos, así como a reducir el deterioro y aumento de los costos por reparación o cambio de equipos (Swamson, 2001; Nazmul, Taib, 2013).

El desarrollo de este tipo de sistemas se realiza a través de las tres fases antes mencionadas como son: a) el mantenimiento preventivo, que está basado en los tiempos de operación, y en el historial estadístico operacional especifico de cada equipo; b) el mantenimiento predictivo, que se basa en el monitoreo directo, las condiciones de operación, eficiencia, y la distribución de temperatura en el equipo e indicadores no operacionales debidos a falla o pérdida de eficiencia (Nazmul, Taib, 2013; Fluke, 2005); y finalmente, c) la operación de mantenimiento correctivo, basado en la reparación total de equipos (Wang, Ye, Yin, 2016).

De manera general, se puede mencionar que los procesos de mantenimiento preventivo, predictivo, y correctivo, se basan en la limpieza, verificación e inspección; sin embargo, las fallas y los requerimientos de mantenimiento se han convertido en punto clave en la operación y planeación de diferentes procesos industriales (Kogbaa, Huang, 1992).

En los últimos años, el mantenimiento de los activos fijos en la industria ha experimentado una serie de transformaciones a nivel tecnológico, financiero, y organizacional que son consecuencia de la competitividad, lo que ha llevado a la implementación de nuevas herramientas que permiten una mayor confiablidad en el ciclo de vida de los equipos. El mantenimiento de equipos de procesamiento permite incrementar la productividad y reducir los costos de operación, razón por la cual muchas organizaciones aplican este tipo de actividades para asegurar que no existan inconvenientes que afecten a la producción (Fluke, 2005). Contrariamente, las faltas de mantenimiento incurren en un mal funcionamiento de los equipos generando productos de mala calidad, reduce su tiempo de vida operacional, así como reparaciones frecuentes y finalmente el remplazo del equipo (Swamson, 2001). Como se puede observar el mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo, representa una de las operaciones de análisis estratégica, adecuado para las operaciones críticas, ya que mejoran el funcionamiento de los equipos de producción y representa una elevada confiabilidad y disponibilidad para la productividad de las plantas industriales (Fore and Msipha, 2010).

Características generales del mantenimiento

Mantenimiento preventivo (MP)

El mantenimiento preventivo (MP), es un importante componente de la actividad de mantenimiento, ya que es una de las principales partes del esfuerzo de desempeño total dentro del sistema preventivo. Entre los objetivos se encuentran, reducir la desintegración crítica de los equipos, prolongar la vida productiva de los equipos, mejorar la planeación de programas y actividades tales como: horarios de mantenimiento de los equipos, reducción de las pérdidas de producción debido a fallas y promueve la salud y seguridad del personal de mantenimiento (Dhillon, 2002; Duffua-Salih, Raoluf and Dixon, 2000).

Este tipo de proceso de mantenimiento, presenta ventajas tales como disponibilidad del equipo, una buena capacidad del rendimiento en desempeño, un buen balance en la carga de trabajo, reducción de tiempos extra, aumento en las ganancias en producción, entre otros beneficios. Entre las desventajas, se encuentran la exposición a posibles fallas, uso de un mayor número de piezas, incremento en costos iniciales, fallas en partes nuevas y mayor frecuencia en demanda de equipo y piezas para reparación (Dhillon, 2002).

En un estudio realizado sobre la implementación de un programa de mantenimiento preventivo para la extracción de aceite de palma, en Malasia realizado por Ahmad-Rasdan, Rafis-Suizwam,Rozli, Nor-Kamilah (2009), demostró que la implementación del programa de mantenimiento preventivo puede proporcionar mayor disponibilidad de equipos y reducir la tasa de fallas en los equipos, ya que es posible clasificar los procesos principales desde la recepción y clasificación de los frutos de la palma aceitera, esterilización, trilladora, digestión, prensado, clarificación y producción de almendra, dando como resultado la organización, programación, inspección, y la frecuencia de los trabajos de mantenimiento.

Mantenimiento preventivo (MP)

El mantenimiento predictivo (MPd), es una de las medidas de mantenimiento la cual ha revolucionado a la industria, debido a que a través de estas medidas es posible mejorar la seguridad, la calidad y disponibilidad de equipos en las plantas industriales; Es considerado como un programa que permite establecer decisiones estratégicas, planes de análisis, y estrategias relacionadas con el manejo y la supervisión de equipos de forma permanente o intermitente, trabaja como un indicador de control de calidad, ya que facilita la detección temprana de anomalías durante la operación de equipos, además de que evita fallas en los programas de proceso (Dhillon, 2002).

Este tipo de proceso posee una tecnología de herramientas que permite conocer el estado de funcionamiento de los equipos en operación mediante mediciones no destructivas como son: el análisis termográfico, mediciones de amplitud, velocidad y aceleración; análisis de lubricación y pruebas de ultrasonido para la medición de espesores. Entre los beneficios que presenta este tipo de mantenimiento, están las mejoras en la calidad de producto, del mantenimiento, así como en la cantidad y calidad obtenida sobre la información de la maquinaria industrial, la capacidad en la programación de actividades de mantenimiento, optimización en el manejo de las partes de repuesto, soporte y diseño de maquinaria industrial, reducción de costos y capacidad de identificar de raíz la causa del problema (Carnero, 2003).

En un estudio realizado por Kumar-Srivastava, Mondal (2014), se demostró que mediante el desarrollo de un modelo de análisis de efectos y modo de fallos modificado (FMEA, por sus siglas en inglés) para mantenimiento predictivo, se pueden obtener ventajas competitivas y adicionalmente beneficios que permiten minimizar el uso de tecnología costosa y sistemas de monitoreo en la tecnología de procesamiento para la extracción de aceite de palma de coco. Otros estudios como el de Mendel, Rauber, Varejao and Batista (2009), presentan que el método de diagnóstico por marcación para la detección de fallas en maquinarias de rodamiento para la extracción de petróleo, proporciona un vector característico para la identificación de fallos.

Mantenimiento correctivo

El mantenimiento correctivo es una importante actividad, que se define como una acción remediadora llevada a cabo debido a una falla o deficiencia que se presenta como parte o durante el mantenimiento preventivo, ya sea para reparar un equipo o mantenerlo en operación. Las acciones que se requieren son inmediatas, y tienen como fin evitar deficiencias en la operación, evitar incidentes o accidentes causados por el mal desempeño de las acciones de reparación y están clasificadas de la siguiente manera: reparación de averías, salvamento, reconstrucción, reparación y mantenimiento (Dhillon, 2002).

El mantenimiento correctivo es crucial para asegurar que los activos tengan buena capacidad de mantenimiento, disponibilidad y confiabilidad durante la operación de la planta; cualquier falla significa reducción de beneficios para la empresa y refleja un impacto negativo en su rendimiento (Salleh-Intan, Mohd-Yusof and Zahedi, 2012).

El mantenimiento correctivo es un modelo de mantenimiento primitivo o la versión más básica. Tiene por objetivo, acelerar la operacionalidad del equipo con rapidez y con mínimo costo de mantenimiento. Sin embargo, presenta desventajas como son disposición de partes, la cual genera retrasos en reparación, paros de producción y afectaciones en la calidad operacional del equipo por desgaste progresivo (Duffua-Salih, Raoluf and Dixon, 2000).

Criticidad

La planeación y control de sistemas de mantenimiento es complejo y ha sido probado para la solución y mejoramiento operacional de instalaciones y componentes asociados a aspectos fundamentales como son: la confiabilidad humana, proceso, diseño, mantenimiento y Criticidad. La teoría de Criticidad, es un modelo que realiza la jerarquización de los procesos, de los sistemas y de los equipos, permitiendo crear una estructura que facilita la toma de decisiones en forma efectiva en cuanto a los tipos de mantenimiento. La Criticidad se enfoca a la confiabilidad operacional de procesos y aun cuando es una teoría que no es tan nueva, sus alcances si resuelven realidades actuales en la industria; hace uso de modelos matemáticos contextualizados que pueden llevar a resultados que no necesariamente sean representativos del caso a analizar, pero en la mayor parte de los casos si lo son.

El análisis de Criticidad, se basa fundamentalmente en la calificación de dos atributos correspondientes: uno tiene que ver con el origen del fallo, y el segundo está relacionado con el nivel crítico que impera en el fallo. Por otro lado, aunque las valorizaciones de esos componentes de calificación son de índole cuantitativo, tienen también una parte cualitativa (Visual), pues se aplica la experiencia de los operarios de los equipos y del jefe de mantenimiento para tener una calificación más cercana a la realidad. La parte ingenieril de esta metodología está asociada a los componentes de seguridad, medio ambiente, producción, costos de operación, mantenimiento, número de fallas y tiempo de reparación de o los equipos. Como se presenta a continuación en algunos casos de estudio en donde se ha aplicado esta metodología; por ejemplo: en un estudio presentado por Díaz-Concepción, Pérez-Rodríguez, Del Castillo-Serpa & Brito-Vallina (2012), se realizó el análisis de Criticidad y complejidad en un proceso de producción de una planta de productos biológicos y se obtuvo una lista jerarquizada de los equipos a partir de la comparación, a través de la matriz de Criticidad y otros criterios que intervienen en el índice de criticidad y de la complejidad de cada activo.

En la investigación desarrollada por Aguilar-Otero, Torres-Arcique, Magaña-Jiménez (2010), en el que presentaron un análisis de modos de falla, efectos y Criticidad, denominado también como metodología AMFEC, para la planeación del mantenimiento, se emplearon criterios de riesgo y confiabilidad para la planeación del mantenimiento. Se concluyó que el grado de Criticidad del riesgo en equipos, es normalmente empleado para la planeación del mantenimiento centrado en la confiabilidad, ya que permite lograr un entendimiento global del sistema, así como del funcionamiento y la forma en la que pueden presentarse las fallas de los equipos que componen el sistema analizado.

Por otra parte, la Criticidad enfocada proporciona resultados relevantes, frente a planes de mantenimiento específicos para equipos aumentando las expectativas de eficiencia y confiabilidad en la producción. Cuando todos estos componentes se integran los resultados producen un impacto positivo en la industria, ya que de ello depende la clasificación y reducción de las operaciones de mantenimiento. Es por ello, que el presente estudio tiene la finalidad de generar un sistema de control que intervenga de manera adecuada y efectiva en los procesos de mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo para equipos como: Básculas mecánicas, Malacates, Tolvas y Esterilizadores. Mediante el análisis y evaluación actual de los equipos de extracción de aceite de palma de la semilla de coco en una empresa determinada, sea posible someterlos a mantenimiento encaminado a determinar acciones, rutas y jornadas que permitan sostener la producción a partir de un parque de maquinaria confiable y disponible en la mayor parte del tiempo de proceso.

Problema a resolver

Se ha reconocido que el diagnóstico brinda conciencia a la dirección acerca de la problemática y el cumplimiento de las tareas del área y las repercusiones que pueden acarrear la falta de organización y planeación de los procesos de mantenimiento tanto predictivos como correctivos (Wang, Ye, Yin, 2016; Duffua-Salih, Raoluf and Dixon, 2000; Bohórquez, 2004). Al analizar el estado actual del desempeño de la maquinaría del departamento de mantenimiento se encontró que no existe un programa adecuado de mantenimiento para los equipos de la planta y parámetros que encaminen a una proyección real y futura hacia la planeación y programación sobre los equipos, por tal motivo se requiere la tecnificación y organización del departamento de mantenimiento.

Para ello, se realizó un estudio mediante la aplicación sistemática de 7 pasos que son presentados a continuación los cuales tienen relación constante con el control de mantenimiento mecánico y eléctrico, en pro del mejoramiento de las condiciones de operación de la maquinaria.

• Ficha técnica de equipos. Que presenta la información relevante a las características generales de los equipos; marca, referencia, piezas y capacidad.
• Hoja de vida. En la que se presentan las actividades realizadas a las maquinas en forma consecutiva y por orden cronológico.
• Planos. Que permiten visualizar las piezas que incluyen diseños especiales y en determinado caso ser fabricadas por el departamento.
• Fotos. De la mayoría de los equipos de la planta para referenciar rápidamente su ubicación.
• Orden de trabajo. Evaluado e implementado como documento de campo que permite revisar y evaluar tiempo y herramientas utilizados para desarrollar una función programada o de emergencia sobre los equipos.
• Alarmas. Que muestran las principales operaciones planeadas y establecidas según rutas de mantenimiento, fechas y jornadas analizadas para conveniencia de los equipos; y comunican en forma oportuna el momento de intervención además de materiales y repuestos necesarios.
• Empresa. Que vincula la información general de la compañía, sus representantes, sus empleados, las sedes, y proveedores.

El desarrollado de las secciones y los valores de puntuación para cada tema se asignó de acuerdo con los parámetros obtenidos de forma directa a partir de los equipos de producción, los límites de costos para repuestos o reparaciones, así como la confiabilidad de cada máquina basados en la hoja de vida.

Teoría de Criticidad

La implementación de la Teoría de Criticidad se basa en la operación de los equipos y de las bitácoras. La calificación de los equipos se realiza mediante inspección visual y auditiva de cada uno de los componentes del sistema, considerando, el aporte de tiempo de vida y duración, así como el ambiente de trabajo al que están sometidos, asegurando así, la disponibilidad y confiabilidad de las operaciones mediante un óptimo mantenimiento (Bohórquez, 2004; Grall, Berenguer, Dieulle, 2002).

En concordancia con el objetivo trazado para el proyecto se implementó el desarrollo de un plan de mantenimiento sostenible con el fin de idear el mejoramiento en la producción a partir del departamento de mantenimiento y sus acciones. Por tal motivo se propone una técnica especializada (estudio de Criticidad) que ayude a resolver esta problemática (Grall, Berenguer, Dieulle, 2002; Duffua-Salih, Raoluf and Dixon, 2000).

Los alcances de esta investigación de acuerdo con el objetivo del trabajo se enfocaron en el diseño, desarrollo e implementación de un sistema que facilita las acciones y jornadas de mantenimiento, conformando un desempeño y una eficacia operacional de los equipos al contar con bases de datos que permiten brindar criterios necesarios para hacer inversión oportuna sobre ellos. Además de obtener las rutinas de mantenimiento analizadas, establecidas y recomendadas que fomenten en los operarios y personal de mantenimiento una cultura de cuidado y revisión continua sobre los equipos. El sistema permitirá arrojar resultados a partir de formatos de lenguaje simples, fáciles y cómodos basados en el análisis de Criticidad (Kyiakidis, Dimitrakos, 2006).

Las limitaciones de este trabajo están relacionadas con la falta de un sistema de soporte informático adecuado, ya que se presenta en tablas asignada por hojas de cálculo sencillas para cada equipo donde se registran datos tales como: especificaciones de la máquina, hoja de vida distribuida en las últimas acciones realizadas, y datos faltantes descritos en forma poco clara (Kenne, Nkeungoue, 2008). Los inconvenientes presentados se dan al intentar definir con exactitud las operaciones realizadas y los implementos utilizados. La falta de documentación sobre las piezas necesarias, así como algunos planos sobre partes relevantes de las maquinas; es decir, que no existe una ficha técnica de equipos o bien que se encuentra incompleta (Swamson, 2001; Fore and Msipha, 2010; Grall, Berenguer, Dieulle, 2002; Kenne, Nkeungoue, 2008). Por lo tanto, el estudio de Criticidad podría verse afectado por la falta de información. Basados en lo anterior se pudo observar que existe una influencia directa entre los equipos de producción, límites de costos en repuestos y reparaciones, así como en la confiabilidad de cada equipo. A continuación, en la tabla 1, se presenta la información general de variables de Criticidad utilizadas para este estudio.

De acuerdo con los resultados obtenidos de las inspecciones efectuadas en los equipos, se logró la programación de procedimientos preventivos en Tolvas y Esterilizadores, como se muestra en la tabla 6.

Como ya fue discutido anteriormente, la aplicación de una buena planeación de mantenimiento genera beneficios tales como: reducción de horas de operación, tiempos muertos, ahorro de costos de producción y mejora la productividad (Eficiencia x Eficacia) evitando así, fallas ocultas, daños inesperados y mantenimientos correctivos (Swamson, 2001; Fluke, 2005; NASA, 2008; González, 2001). En base al análisis realizado y los resultados visuales y auditivos, se establece que el sistema de información para cada equipo (SIE), debe ser modificado bajo las siguientes recomendaciones (tabla7).