Ya se llevaba algún tiempo sin incluirse entradas de foros. Aquí tenéis una destacada en relación al uso de metodologías de simulacion de procesos en Mantenimiento.
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Foro1
Tengo que preparar una presentación sobre los procedimientos utilizados en nuestro departamento. En nuestra compañía se realizan tanto acciones de mantenimiento preventivo como correctivo, suponiendo que los tiempos
MTTR y MTTF son iguales
para todas ellas. Este puede ser un criterio erróneo puesto que las tareas de mantenimiento preventivo no se pueden realizar por la aparición de fallos de carácter aleatorio.
Por este motivo, la compañía me está demandando si a través de la
Simulacion de Procesos
es posible determinar
- Cuántos Técnicos deben contratar
para lograr poder realizar una tarea de mantenimiento preventivo por día.
- Determinar cuál sería la Mejor Política de Mantenimiento
para disminuir las tasas de fallo existentes.
A este respecto, he buscado documentación y he leído multitud de artículos sobre el asunto pero en ninguno se arroja conclusión alguna sobre las posibles mejoras a realizar sobre el MTTF vía la simulacion.
Por otro lado, he leído en otras fuentes que sí existe un modelo para determinar cuando utilizar una política u otra, y que esta se basaba en la simulacion. Estoy confuso como podéis ver. ¿Puede alguien ayudarme?
Foro2
Entiendo que lo que quieres es construir un modelo para la disponibilidad y la fiabilidad de la planta. Existen bibliografia antigua, del Instituto de Ingenieros Mecánicos,donde sé que existe algo de esto.
Pues vamos a contestar estas dudas sobre
Modelos de Simulación
Se trata de herramientas utilizadas para observar el:
Comportamiento del Sistema
bajo un conjunto previsto de condiciones operativas. En general, es habitual el uso de modelos para este análisis por cuestiones de coste o plazo en la experimentación con sistemas reales.
Su utilización depende fundamentalmente de la
Imposibilidad de Uso de un Modelo Analítico,
es decir un estudio matemático, pues puede resultar inabordable o de tremenda complejidad por sus características intrínsecas.
Estos modelos no sólo se utilizan para la simulacion de procesos, sino también en otras muchas aplicaciones empresariales cómo:
Sistemas de Espera, Análisis de Proyectos, Localización de Instalaciones, Tráfico y Comunicaciones, ….
En relación a las preguntas que se plantean en el Foro nos centraremos en la segunda, pero es perfectamente válido poder realizar un experimento de simulacion para determinar el número de técnicos en el departamento. Es decir, veremos como nos puede ayudar para el:
Estudio de la mejor política de mantenimiento.
Políticas de Mantenimiento
Existen algoritmos para estudiar la combinación adecuada de
Estrategias o Políticas de Mantenimiento en un Horizonte Temporal
como así se indica en el enlace de planificacion del mantenimiento del portal (y en la entrada de plan de mantenimiento preventivo). En ellos se estudia cuál es la probabilidad de fallo para cada modelo de evolución y estrategia, y cómo afecta al grupo de máquinas en estudio.
Así, por ejemplo, si se quiere determinar el
Periodo del Preventivo Basado en Calendario
se han de valorar diferentes escenarios con diferentes períodos para establecer la intervención basada en calendario, determinándose para cada uno de ellos los costes y número medio de averías en un determinado tiempo de estudio, por ejemplo:
-
Escenario 1: dos meses con degradación, y en el tercero preventivo sobre todos los equipos
-
Escenario 2: tres meses con degradación, y en el cuarto preventivo…..
Otra posibilidad sería en este segundo caso realizar el preventivo sólo sobre aquellos equipos que lleven más de 2 meses de funcionamiento.
Los datos de entrada, para un ejemplo como el anterior serían el
Histórico de Fallos
, a partir de los cuales se podría calcular:
-
Probabilidad Instantánea de Fallo,
también llamada de degradación determinada según estimaciones matemáticas.
-
Situación Inicial de los Equipos en Estudio,
conocida a través de inspecciones de algún tipo o bien porque se trate de equipos nuevos o recién comisionados.
A partir de estos dos datos y como resultado de su multiplicación se podrían obtener el total de equipos que fallan o no en cada período, repitiéndose el proceso para todo el horizonte temporal que se precie, teniendo en cuenta que en ciertos períodos intermedios existen intervenciones de preventivo que restituyen la condición de todos los equipos como si estuvieran nuevos.
Gráficamente:
La misma idea se aplicaría a modelos de:
Mantenimiento Preventivo basado en Inspección
(Predictivo para el Portal) analizando para cada prueba realizada el porcentaje de equipos que saldrían en buena o mala condición, así como las probabilidades de error en cada uno de los tests realizados.
En todos los casos anteriores se ha de conocer el
Coste
que genera cada avería o inspección en términos de:
- Consecuencias sobre el proceso productivo
- Necesidades Materiales de Recursos
para calcular el modelo óptimo, aquel que genere los menores costes de explotación.
Simulacion de Procesos
Para llevar a cabo el estudio anterior en el contexto de un determinado proceso productivo se ha de conocer cuáles son los:
Puntos de Mayor criticidad para el(los) Flujo(s) Productivo(s).
Es el conocido como cuello de botella de la instalación, siendo en muchos casos necesario realizar o localizar el modelo de simulacion para determinar las reglas de programación de la producción. En algunas industrias, por ejemplo, las que funcionan con procesos tipo taller es habitual poder encontrar diferentes cuellos de botella y tener que realizar estas simulaciones por áreas o departamentos.
Ejemplo
Se trata de un
Almacén de Carbón
que presenta las siguientes características:
-
Alimentación con Trenes de 500 Tm
con Llegada Irregular, si bien se conocen frecuencias aproximadas para el intervalo de tiempo entre dos camiones consecutivos.
-
Salidas de Carbón Variables
pero se conocen frecuencias en función de la carga de camiones.
Gráficamente:
Se conocen los datos de:
Coste de Almacenaje y Carencia
En la actualidad la empresa quiere optimizar sus niveles de almacén en base a los criterios económicos anteriores. Para ello, realizará un pedido extraordinario de carbón a un suministrador externo, y durante el año tendrá un plan de aprovisionamiento como el indicado con anterioridad, por lo que se precisa conocer cuál es el nivel de inventario inicial que hace mínimos los costes de explotación del almacén
Gestión
Existe un proceso claro de optimización por cuanto los costes totales serán la suma de los de almacenaje y carencia, dependiendo ambas del nivel de inventario:
-
Mayores Niveles de Inventario
corresponden a un mayor coste de almacenamiento y menor de carencia
-
Menores Niveles de Inventario
corresponden a un menor coste de almacenamiento y mayor de carencia
El proceso consiste en fijar unos niveles de inventarios iniciales y calcular los costes totales mediante la generación de:
Números Aleatorios
que permitirán calcular los valores esperados, en base a datos experimentales, de las variables tiempos de llegada y salida de camiones generándose una tabla para todo el año de trabajo.En definitiva, se trata de ir calculando costes totales para diferentes valores de esas 2 variables afinándose en el proceso hasta llegar a un óptimo, para lo que se requiere obviamente del apoyo de un ordenador.
Por ejemplo, para la variable tiempo entre llegadas se tiene la siguiente función de distribución:
Generándose los números aleatorios de F(x) y obteniendo valores de tiempos de llegada (INT). El proceso se repetiría para la variable tiempo de salida (SAL). Para cada uno de esos valores se deberían calcular los niveles de inventario y stock inicial, valorándose la posible existencia de carencia hasta llegar al final de año
Las variables, por tanto, del experimento de simulacion serán las siguientes:
- SI Stock Inicial
- NIAC Stock Acumulado
- LLEG Día de Llegada del Próximo Tren
- CAR Días de Carencia Acumulados
- NM Nivel Medio de Inventario
- NI Stock al final del Día Simulado
- INT Intervalo entre Llegadas
- SAL Salidas de Almacén
- i contador de días
El
Diagrama de Flujo de Simulacion de Procesos
sería el siguiente:
Repitiendo este proceso para diferentes niveles de inventario inicial (SI) se podría llegar a un óptimo, pero como ya se dijo siempre contando con el apoyo de un ordenador.
Análisis del Foro
MTTF: Mean Time to Failure
Tiempo medio entre fallos
MTTR: Mean Time to Repair
Tiempo medio para Reparaciones
El método para planificación del mantenimiento no analiza consideraciones relativas al MTTF o MTTR puesto que son variables que se desprecian en el modelo, basando la caracterización en las probabilidades de fallo y los costes de la consecuencia de cada alternativa en estudio.
Evidentemente, una mejora en los indicadores MTTF o MTTR tendría consecuencias positivas en el modelo a nivel de optimizar los resultados obtenidos, que duda cabe. Incluso en la simulacion de procesos para la definición del número óptimo de técnicos de mantenimiento pueden ser necesarios pero siempre como variables del análisis, nunca como los aspectos a optimizar.
Por tanto, no es el objeto su optimización sino, por el contrario,
Reducir los Costes.
Para ello es necesario entender que:
- El Mantenimiento es una Herramienta clave en los Procesos Productivos
- La Naturaleza de los Procesos influye en la modelización futura del Mantenimiento
Es en esta segunda parte donde toma particular importancia la simulacion de procesos como herramienta necesaria para el apoyo de ciertos modelos de optimización, pero se insiste porque la complejidad del proceso imposibilite el uso del modelo analítico.
¿Conocías este Método?
Seguro que sí que habías oído hablar de ello, puesto que se trata de un tipo de analítica muy utilizada en diferentes procesos y algoritmos de la industria. Lo notable es poder aprovechar estos modelos para mejorar y optimizar tu proceso de mantenimiento. Se trata de un
Cambio de Enfoque,
pasando del tiempo como elemento prioritario al coste:
¿Has de cambiar ya? No sé qué modelo tienes pero no ha de ser así de inmediato; la mejor práctica sería realizar la secuencia indicada en el diagrama de actividades, ahora bien si no es posible, lo primero sería plantearte:
¿Qué sistema Quiero Optimizar?
Decidido esto, determina en qué estado se encuentra el sistema, es decir, ¿cuántos equipos tienes en buena o mala condición? Ahí te recomiendo el ultrasonido, pues es la herramienta que con más fiabilidad y menor coste te facilita esa información, puesto que recuerda cualquier equipo con un nivel elevado de dB tiene un problema.
Sobre ellos plantea un modelo de
Simulacion de Procesos
para determinar los cuellos de botella y a partir de ahí inicia el ciclo planteado en el diagrama del portal. Ya verás como los resultados llegan de inmediato. (en muchos casos estos modelos puede que existan incluso en oficina técnica, allí disponibles desde que se diseñó la planta).
Las preguntas que puedes hacerte son:
- ¿Y si cuando chequeo mis equipos salen muchos en mala condición?
- ¿Me renta entonces seguir con el proceso?
Siempre te trae a cuenta; piensa que ante un fallo en un equipo las consecuencias siempre son peores que si se mantiene. Por tanto, olvídate de esas preocupaciones, y piensa cuál es el área que puede dar un espaldarazo definitivo a tu departamento. A partir de ahí, el proceso es el indicado si bien la otra alternativa sería:
Recibir Formación
a la carta e iniciar el proceso en donde tu consideres más oportuno.
