La gestion de activos desde la nube es hoy la realidad del mantenimiento predictivo en cualquier organización industrial, tanto si la actividad es subcontratada como si se realiza de forma autónoma. Para ello el blog cuenta hoy con un artículo invitado, a cargo de Carlos E. Torres, CEO de la empresa Power-MI.
Pero antes de entrar en materia vamos a hablar brevemente de la nube de datos, el formato más amplíamente utilizado como sistema de explotación de datos e informes de mantenimiento.
Nube de Datos
Los entornos cloud son cada vez más habituales y son utilizados como un interfaz tanto para las bases de datos de almacenamiento (data warehouse) como de conocimiento organizacional (data mining).
Data Warehouse es el almacén de datos corporativo para todos los procesos de análisis, con perspectiva histórica y que sirva como soporte para la toma de decisiones
Data mining: redes neuronales, árboles de decisión, inferencia de reglas, razonamientos basados en la memoria, ….
Todos conocemos, desde una semántica tecnológica, el concepto de «cloud computing», y lo utilizamos en nuestra gestión diaria de archivos, correos electrónicos y bases de datos.
Pero desde un punto de vista teórico deben presentar una serie de características, máxime cuando se trata de aportar conocimiento y automatización a la gestión de procesos organizacionales.
Así, como interfaz orientado al usuario final debe permitir:
Un adecuado movimiento por el Data Ware House basándose en los deseos del usuario de mantenimiento.
Entender las conclusiones de técnicas de data mining o inteligencia artificial.
Estos interfaz, conocidos en la jerga como OLAP (OnLine Analytical Processing), se orientan al usuario final y deben incluir representaciones de gráficas, alarmas, reportes y tablas, con un alto grado de integración con sistemas de ofimática.
Tecnología de Interfaz analizada por el autor del artículo a continuación
Gestion de Activos desde la Nube
El grado de avance de las tecnologías de la información ha hecho que cada fabricante haya desarrollado su propio software de análisis, y en algunos casos su propias herramientas de informes.
Por ello existen gran variedad de plataformas cloud, y formatos de informes dependiendo de la tecnología predictiva y la marca del instrumento. Pensemos que el propio colector de datos (véase analizador de vibracion) puede tener sus propias herramientas para mostrar reportes o gráficas, por lo que existen un importante maremágnum de formatos y documentos.
A ello hay que añadir que el desarrollo de plantillas propias, por cada área o subcontrata de mantenimiento predictivo, presenta las siguientes limitaciones:
Elevados tiempos de integración en plantillas de ofimática convencionales, como MS Word o Excel.
Lentitud en el control de calidad de informes por dirección de área.
Se pasan por alto errores de redacción o referencia.
No generan registros para análisis estadísticos de la condición de la máquina.
Por tanto, los departamentos de mantenimiento tienen el engorro de recibir el informe en diferentes formatos, estructuras y fuentes. Información que deben revisar para realizar las órdenes de trabajo necesarias para mejorar la fiabilidad de las máquinas. Se trata de tiempos muertos que el ingeniero de mantenimiento puede no llegar a abarcar.
Un sistema modular de información y gestion de activos debería presentar la siguiente estructura:
con informes de condición multitecnología y con formatos universales, perfectamente integrables en el estándar de cualquier organización y que no generen tiempos de retardo (wrench time) al ingeniero de mantenimiento.
Para dar solución, tanto a equipos de ingeniería de mantenimiento como a empresas de servicios, se presenta Power-MI,
Sofware de Gestion de Predictivo.
Se trata de un plataforma en la nube, desde la que se puede automatizar la emisión de informes como herramienta de comunicación de la información por parte de mantenimiento predictivo.
En este sentido todos hemos conocido departamentos de monitorizado basado en condición, muy alejados de la gestion de activos y dirección de planta. Un Software en la Nube cubre ese vacío, evitando nuestro comportamiento como isla de expertos técnicos.
Arquitectura del Programa
La organización de una plataforma cloud para gestion de activos no difiere de cualquier software de ingeniería, a saber, una estructura jerárquica con diferentes niveles que se asemeje a la organización física de equipos en planta.
En el caso del Software Power-MI se presentan los niveles de planta, sección y máquina.
Estructura que permite una óptima visualización de la condición de equipos, y de su posible dependencia operativa o funcional.
Informes
Los informes se emiten para cada activo y tecnología de análisis utilizada, y deben incluir los datos más significativos usados por el analista. De hecho el contenido del documento resultante va a depender obviamente de la información que el analista provea.
Ficha de Activos
En el ejemplo se puede ver una ficha tipo de un activo, bomba -0002-004, de criticidad media con los últimos informes emitidos.
El
Proceso de Generación
es automático:
Seleccionar nuevo informe en la ficha de equipo.
Introducción de datos generales.
Se deben incluir datos como el objetivo del informe, contexto, alcance, fecha de medición y análisis, siendo opcional una referencia. Estos datos son clave para contextualizar el análisis y el equipo cara al gestor de activos y planta.
Puntos de medición y mediciones.
El software permite subir archivos tanto de la máquina como punto de medición, así como gráficos de espectro, tendencia o forma de onda para el caso de análisis vibracional.
Resulta particularmente útil la opción de Copiar / Pegar tanto de pantallazos como de archivos de imágenes. Esto permite agilizar la creación de informes.
Diagnóstico.
Esta es la parte clave del proceso. Por ello, Power-MI muestra el catálogo de fallos para cada activo, pudiendo el usuario agregar o quitar posibles modos de fallo de cada máquina para un mayor grado de automatización.
Para hacer el informe tenemos que seleccionar el fallo y el nivel de severidad del mismo así como el estado general de la máquina.
Como complemento se tienen cuatro campos de texto libre donde el analista puede personalizar el informe: evolución, diagnóstico, diagnóstico resumido y recomendaciones.
Las recomendaciones son particularmente importantes pues es la parte que el personal de gestion de activos utilizará en sus ordenes de trabajo.
Publicación.
El software permite publicar el informe, permitiendo un paso previo de guardarlo como borrrador o solicitar posibles revisiones.
En el momento de su publicación gestion de activos recibirá una notificación por correo electrónico que el informe ya está listo para su revisión. Dichas notificaciones pueden ser configurables para que se puedan enviar diariamente, semanalmente o mensualmente.
Todo lo anterior se representa en la siguiente
Infografia Resumen
Formato del Informe
El informe debe estar fácilmente accesible para que el área de gestion de activos consulte la información emitida por predictivo.
En este caso la plataforma Power – MI permite su visualización tanto en la nube como descargado en formato PDF.
¿Porqué la Gestion de Activos Remota?
Los informes de vibraciones cloud (Power-MI) presentan las siguientes ventajas:
Estandarización: el formato del informe es el mismo para todos los analistas, siendo la plantilla funcional para cualquier tipo de industria.
Modularización: el informe exporta los campos desde la base de datos, debiendo unicamente indicar cuales han de salir en el informe. Esto reduce notablemente los tiempos de creacion.
Integración. Es posible copiar y pegar espectros del software de análisis a la aplicación cloud.
Control. Es posible solicitar revisiones de informes antes de publicación. Esto permite controlar la calidad de los informes por parte de gestores de área.
Trazabilidad. Se pueden visualizar fácilmente los informes emitidos sobre un activo, así como añadir posibles acciones realizadas sobre la máquina.
Mantenimiento Predictivo Multitecnología
La gran ventaja es, sin embargo, poder integrar y consolidar todas las tecnologías predictivas en una única plataforma. De hecho en la plataforma se dispone de todos los informes de análisis de vibraciones, termografía, ultrasonido, análisis de aceite o alineación.
Informes de Salud de Activos
Desde la perspectiva de los encargados de área, la gestion de activos cloud ofrece amplias herramientas de visualización, sintetizando en un único panel de control toda la información introducida por los analistas.
Estos paneles de control suelen conocerse como informes de Salud de Activos.
Este informe es como el resumen médico que se nos puede aportar en cualquier chequeo periódico de la condición, y de un rápido vistazo el gestor de planta descubrirá los elementos de máxima severidad y riesgo.
Ahorros
En la era de la automatización y la industria 4.0 la gestion de activos desde la nube aporta 3 grandes ahorros, vía las siguientes acciones:
Estandarizar los medios de comunicación y gestión de informes a un entorno habitual en cualquier organización industrial, la nube.
Ser una clara herramienta de apoyo para técnicas de data mining, minimizando la necesidad de sensores e instrumentación a pie de máquina.
Constituirse en un primer barato y sencillo elemento de transición en cualquier intento de adoptar conceptos de industria 4.0 o Internet of Things (IoT).
Hasta aquí el post de Carlos, invitado al blog, y que he publicado para reforzar el concepto de automatización como un objetivo más que debe perseguir cualquier área de mantenimiento.
Las dificultades que entrañan las parcelas técnicas como la vibracion, ultrasonido y otras herramientas de análisis, añadidas a la propia complejidad de la robótica y regulación automática, hacen que el tránsito hacia la automatizacion de procesos se esté realizando de manera excesivamente lenta en muchas organizaciones.
Las áreas de gestion de activos, y los entornos cloud, suponen un primer paso, no excesivamente costoso y complejo de implementar para que cualquier organización comience un seguro caminar hacia su deseado nivel de automatismo.
La empresa Power-MI apuesta por esta misma filosofía, como podéis comprobar en su actividad en el entorno Social Media. Por ello su software cumple con todas las buenas cualidades que ha de tener un inferfaz OLAP como
«Herramienta Puente hacia Técnicas Avanzadas de Data Mining«
En una reciente lectura de artículos en algunas de las webs indicadas en la sección de enlaces encontré una referencia de interés sobre la metodología recomendada para la máxima calidad en el mantenimiento. Seguro que no os sorprende cuando os digo que es la lubricación la protagonista de ese sistema, algo que este blog no se ha cansado de repetir en diferentes entradas previas, relacionadas con la temática.
El artículo se publicó en la revista maintworld este pasado mes de Marzo en la sección de Plant´s Reliability applications, mostrándose una traducción y comentarios – experiencias sobre los puntos más importantes del artículo.
El artículo plantea la pregunta
¿Cómo Maximizar la Calidad en el Mantenimiento?
y transcribe el siguiente texto:
Todo el mundo quiere una planta fiable con un adecuado programa de mantenimiento predictivo, siendo una parte clave disponer de un organizado sistema de lubricación, que emplee las mejores prácticas y herramientas disponibles. Pero
¿Cuáles son las mejores prácticas?
Por supuesto una primera sería no convertir a la lubricación en la última prioridad; desde luego que es tristemente habitual encontrarnos sistemas donde los técnicos de lubricación y aceite representan un último eslabón dentro de los eslabones organizativos para la gestión de la calidad en el mantenimiento. Simplemente se les aplica el filtro de «no cometer errores», pues sois tremendamente importantes.
Hacer partícipes a los Lubricantes de la Calidad en el Mantenimiento
Por ello es la educación y la motivación los aspectos a considerar para un adecuado aseguramiento de la calidad en el mantenimiento. Si no se dispone de un material humano el sistema de lubricación se convertirá en un mero tecnicismo dentro de tu organización.
Esa educación y motivación deberá orientarse hacia lograr la excelencia en:
Prácticas adecuadas de almacenamiento y transporte de aceites y lubricantes.
Entender y buscar el óptimo tipo de aceite y lubricante para cada aplicación.
Evitar las terribles consecuencias de la sobrelubricación.
Crear standards de inspección para asegurar que nuestros protocolos de calidad en el mantenimiento están siendo seguidos.
En el caso de la lubricación, mejorar la participación e integración de esos técnicos en los sistemas de operación de planta puede ser el tesoro escondido para incrementar la disponibilidad de la factoría.
Usar un inadecuado lubricante cuesta dinero
Obviamente no nos referimos al coste directo de compra y almacenamiento, sino al coste indirecto derivado de unas malas prácticas.
Un caso de estudio realizado a ExxonMobil mostró indicaciones de que
«menos del 0,5 % del presupuesto de planta se usa para la compra de lubricantes, pero los efectos sobre la disponibilidad pueden llegar al 30% de lo gastado en costes de mantenimiento cada año»
Poco más se puede decir, salvo poner números:
Costes de Mantenimiento anules de 9 millones de dolares
1,62 millones de dolares pueden atribuirse a temas relacionados con malas prácticas de lubricación.
567.000 dolares de esos 1,62 pueden ser redigiridos inmediatamente.
Pero tampoco olvidemos que la mayor parte de fallos en rodamientos son debidos a la lubricación, y que únicamente se puede obtener calidad en el mantenimiento con controles de contaminación y trazabilidad adecuada en grasas y aceites.
Mejor Lubricación = Más tiempo
Todos estamos de acuerdo que los días son cortos cuando trabajas en mantenimiento.
Los fallos derivados de mala calidad en el mantenimiento generan tiempos largos de intervención, que rompen programas y presupuestos de mantenimiento, por la indisponibilidad inesperada de técnicos y horas hombre.
Importancia de almacenamiento y calidad de suministros
Se ha de pensar que son muchos los factores que influyen en una baja calidad, desde incorrectos almacenamientos, fallos en sistemas de cierre, ….. Incluso cualquier sistema lubricante ha de ser testeado como control de recepción, puesto que no tenemos ningún conocimiento sobre su modo de transporte y manipulación previo.
El uso de sucios y reciclados tanques también puede ser fuente de problemas, siendo adecuado aplicar sistemas de calidad, certificación y limpieza en la definición y estandarización de este tipo de herramientas.
La propia calidad del lubricante sería el último factor a considerar. Una adecuada selección de aditivos, basada en la duración esperada y condiciones de operación de uso, debe ser un «must» en cualquier proceso de adquisición.
Uso del ultrasonido
De ello se habló en la entrada programa de lubricacion suficientemente, pero controlar deficiencias en nuestros sistemas de lubricación tanto por incorrecta calidad como por sobrelubricación.
La técnica permite acoplar los detectores de ultrasonido a las pistolas de grasa para realizar un proceso de CALIDAD 6 SIGMA mediante la medida de los niveles de dB y su evolución.
El ultrasonido controla la fricción generada en el lubricante por la carga operativa de la máquina, mediante un nivel digital en dB, además de disponer de una salida de audio que permite interpretar la causa de la fricción existente.
En la actualidad los software de ultrasonido permiten crear bases de datos, niveles de alarma, y rutas de medida para un adecuado seguimiento y reporte de estos problemas asociados a la mala calidad en el mantenimiento.
Conclusión
La calidad en el mantenimiento es una ciencia en sí mismo, habiendo evolucionado notablemente, y aumentando notablemente su complejidad y alcance.
El óptimo puede ser difícil de encontrar, pero elegir el adecuado destino para nuestra inversión seguro que redundará en un elevado ROI vía mejoras en nuestros sistemas de producción y mantenimiento.
Hasta aquí el artículo, de amplío interés porque establece una idea sobre
Diferentes Estados de Calidad en el Mantenimiento,
algo que puede resultar difícil de digerir por la diferente cualidad de máquinas y procesos.
Ahora bien, el artículo plantea el uso de una óptima lubricación como herramienta de calidad en el mantenimiento de manera general.
En mi experiencia como consultor de procesos las
plantas de depuración y tratamiento de aguas
se alejan mucho de usar los aspectos indicados dentro de la calidad en el mantenimiento.
Algunas razones y ejemplos de esta mala operatividad:
No existe propiamente la figura del lubricador, sino que el técnico de mantenimiento o el controlador de producción realiza una labor que se entiende como casi automática.
Son empresas que trabajan para el estado, con presupuestos cuasi cerrados y donde la calidad en mantenimiento no es la realidad, sino mantener las máquinas para obtener un mínimo de eficiencia.
El mantenimiento preventivo toma un papel preponderante, y se entiende el fallo predominante como tipo curva de bañera (basado en la edad, véase analisis de fallos) hace que se trabaje con mano de obra poco especializada en ingeniería de mantenimiento.
Si se aplica el mantenimiento predictivo, es más por cuestiones de calidad en el servicio (agua potable, consumidor final) y la necesidad consiguiente de protocolos asociado, que pensando en mejorar la fiabilidad y disponibilidad de planta.
Se trabaja con grandes almacenes, entendiéndose el stock como un coste fijo y no variable, no sujeto a una posible optimización.
Por tanto, existen sectores donde aún es pronto para hablar de estandarizar la calidad en el mantenimiento, no así en el alimentario por ejemplo como se vio en la entrada gestion de contratos), y se deben abordar previamente cambios en aspectos de cultura y organización.
¿El futuro?
Tampoco tranquiliza el escenario actual de escasez progresiva de materias primas, que puede hacer aún más necesario el producto final de estas instalaciones de servicios de depuración y tratamiento de aguas.
Tras hablar de calidad en el mantenimiento, un breve tutorial sobre
Propiedades térmicas de Materiales
que puede relacionarse en parte con los aspectos tratados en el artículo, tratamiento de la fricción y rozamiento como procedimiento de calidad sobre materiales, como siempre en formato PDF descargable.
Desearte un feliz mes de Mayo y hasta el próximo boletín.
Nadie puede discutir la importancia del software de vibraciones para la mejora de tiempos y del nivel de automatización en mantenimiento. Pero este aspecto presenta particular notoriedad en el sector papelero donde el elemento de mayor criticidad del proceso, la máquina de papel, incluye a un mayor número de activos.
Este software, por tanto, debe estar adecuadamente caracterizado para la industria siendo habitual que muchas empresas hayan acometido labores de desarrollo para adecuar las funcionalidades de las herramientas de ingenieria a las particularidades necesidades de su proceso.
En la actualidad, sin embargo, la elevada especialización y profesionalización de las distribuidoras de software ha aumentado la modularización de este tipo de plataformas, ofreciendo un adecuado nivel de personalización incluso para las empresas del sector del papel.
¿Mejor Software = Reducción de Tiempos?
Seguro que como responsable de área de producción y mantenimiento te has hecho esta pregunta en varias ocasiones; es decir,
¿usan mis técnicos e ingenieros los procedimientos adecuados para obtener la mejor información y de la manera más efectiva en su uso diario del software de vibraciones?
Obviamente generalizar en ingeniería es pretencioso, y erróneo por la elevada responsabilidad de nuestros trabajos, pero sí es una pregunta recurrente cuando se habla de software de vibraciones.
Sin embargo la cuestión resulta obligada en análisis de vibraciones, pues hace no demasiados años el archivo y registro de datos no era ni siquiera digital. Se pueden enumerar algunas razones, por ejemplo, la complejidad del algoritmo Fast Fourier Transform (FFT) y del proceso de tratamiento de la señal en el caso de la vibración o el ultrasonido, y desde un punto de vista más general la evolución exponencial que tiene lugar fundamentalmente desde finales del siglo XX en técnicas y herramientas de programación software.
Evolución del Software
La imagen anterior muestra un gráfico de vibración de la empresa IRD, pionera en mantenimiento predictivo en Estados Unidos, en el que se registra en una ficha individual por equipo los valores de vibración en los diferentes valores de análisis y su gráfica de evolución temporal. La ficha se archivaba en formato papel con el resto de fichas individuales hasta completar el expediente de esa área o planta.
Pero incluso con registro digital la evolución ha sido notable, por ejemplo en relación al
Sistema MS-DOS,
la misma empresa realizó un competitivo software en los años 90. Se trataba de un programa preparado para MS-DOS, que permitía acceder al registro de datos temporales (tendencia) y frecuencia (espectro) para cada máquina, punto, dirección o parámetro.
La funcionalidad más avanzada a nivel de tendencias era la visualización simultánea de gráficos de diferentes puntos o parámetros:
Obviamente no cabe comparativa con las funcionalidades existentes en la época actual, la entrada software de mantenimiento es otro botón de muestra.
Sin embargo en el contexto de mis experiencias con el análisis de vibraciones en el sector papelero, las mejoras en tiempos no han seguido las previsiones esperadas por los gestores de mantenimiento.
Por tanto,
¿Cuáles serían las funcionalidades exigibles a un
Software de Vibraciones en el Sector Papelero
y porqué del inadecuado rendimiento de estas aplicaciones?
Ya se comentó en otra entrada de esta misma sección, analisis de vibraciones mecanicas, la necesidad de disponer de todas las características técnicas de los equipos rotativos para un adecuado diagnóstico de la maquinaria, y también en diagnostico de mantenimiento se mostraba un error de análisis por no disponer de un módulo específico del software.
Por tanto, las dos primeras características serían:
Permitir caracterizar los datos técnicos de los equipos rotativos
Esta funcionalidad existe en los módulos de carácter superior de los diferentes software de ingeniería, y permite tras una adecuada parametrización visualizar las frecuencias de fallo de los componentes de defecto de cada máquina.
Por el tipo de máquinas existente, con variador de velocidad, es precioso poder parametrizar las diferentes definiciones de frecuencia de defecto en función de la RPM de la máquina. Este dato, que puede variar, entre las diferentes medidas del histórico se obtendría de:
El espectro de vibraciones mediante un algoritmo de búsqueda.
Como un dato introducido manualmente en cada medida en el propio calculador de frecuencias.
Dado que el objeto es mejorar los tiempos de diagnóstico esta última opción parece claramente descartable.
Ejemplo de este definidor de frecuencias de defecto en un software de vibraciones:
Modularización de las funcionalidades en el software de vibraciones
El precio y nivel de funcionalidad del software adquirido por la planta debe ser personalizable.
Así, un módulo básico debería permitir únicamente la visualización de datos y carga/descarga de datos; por el contrario, un nivel avanzado debería tener incluso opciones de gestión de usuarios además de acceso a todas las operativas que permitiera la plataforma.
Este formato modular debe extenderse al resto de herramientas que ofrezca el proveedor de software de vibraciones.
La extensión no se refiere sólo a nivel técnico sino también a nivel de precios y posibilidades de ampliación, en el sentido de facilitar / bonificar futuras ampliaciones – extensiones del software de vibraciones adquirido inicialmente.
Tras estas 2 primeras características entraríamos a las tripas del software de vibraciones.
En ellas existen siempre las mismas opciones, y son pequeños los detalles que diferencian a unos de otros. Sin embargo, esos pequeños detalles suponen horas extra de trabajo al hablar de años, departamentos y miles de activos.
Por eso esta última parte del post puede resultar de mayor utilidad al sufrido gestor de procesos productivos, pues detallaré en base a mi experiencia los campos de verdadera valía para los profesionales e ingenieros de la industria papelera:
Disponer de opciones de cálculo personalizadas
Al analizar un gráfico de vibraciones, se usan cursores para identificar frecuencias de falla y relaciones entre ellas.
Refiriéndonos al espectro de vibraciones, los software básicamente ofrecen los cursores:
Cursor principal. Identifica la frecuencia correspondiente a cada línea espectral.
Cursor armónico. Identifica las frecuencias múltiplo de una principal.
Cursor de Banda lateral. Permite visualizar parejas de frecuencias equidistantes de una central.
Cursor de Banda. Establece bandas de análisis entre 2 frecuencias.
Es habitual que todo software de vibraciones ofrezca estos cursores de análisis, si bien no todos ofrecen cálculos de las energías contenidas en cada una de estas bandas. Esos valores permiten evaluar en forma de ratio la evolución de zonas de falla concretas, más allá del valor energético global de cada medida.
Ofrecer funciones de diagnóstico / autodiagnóstico adicionales
Evaluar una máquina mediante los gráficos e informes de un software de vibraciones garantiza un determinado nivel de fiabilidad en el diagnóstico.
El salto a niveles superiores de diagnóstico exige según los casos:
Usar técnicas adicionales de análisis como ultrasonido, termografía, …..
Adquirir módulos o extensiones superiores del software – hardware
Ahora bien, ya en la actualidad algunos software ofrecen funciones adicionales de diagnóstico, matemáticas – lógicas – estadísticas, que adecuadamente usadas pueden incrementar nuestro porcentaje de éxito.
De entre estas librerías software se destacarían:
Estadísticas: Kurtosis, Asimetría, Valor Promedio, ….
Matemáticas: Valor Pk, Energía de Banda, Cepstrum, Logaritmo, …..
Lógicas: AND, OR, ….
Estas últimas, combinadas con un óptimo nivel de alarma, permitiría la automatización de los procesos de diagnóstico de vibraciones quedando la labor del analista más orientada hacia análisis de fiabilidad, causa raíz o planificación.
Despedirme del boletín y el blog como siempre recordándote que dispones de una sección de comentarios donde plasmar tus dudas o inquietudes sobre el tema del post. Feliz entrada de primavera estimado lector y hasta la próxima.
Finalmente, y como en cada entrada de boletín se ofrece un tutorial sobre
Chavetas y Ejes Nervados
de amplia utilidad para cualquier analista de vibraciones e ingeniero de mantenimiento. El archivo como habitualmente se ofrece en formato PDF.
El mantenimiento mecánico representa una amplía actividad en lo que al análisis de fiabilidad y disponibilidad se refiere. Pero no únicamente desde la labor correctiva, como inconscientemente se tiende a pensar sino también desde la parte de ingeniería de procesos en el sentido de mejorar la eficiencia de líneas e instalaciones productivas. En el artículo se muestra uno de estos casos mediante el uso de la termografia mecanica en el sector químico.
Desde ese punto de vista, se ha de entender que la termografía es una técnica de amplia uso en el mundo de la ciencia y la tecnología, no solo en la industria en la que se ha asociado fundamentalmente a la detección de puntos calientes en instalaciones eléctricas. La razón habría que buscarla en:
Elevada criticidad de buena parte de los activos eléctricos de alta y media tensión.
Buena relación costo-beneficio que ofrece como aplicación predictiva, caracterizada como actividad mayoritariamente subcontratada.
Sin embargo existen aplicaciones mecánicas en la industria donde la termografia resulta la técnica más viable para la detección de fallos o ineficiencias.
Por todo lo anterior ahondemos en la
Termografia Mecanica,
como la rama del mantenimiento predictivo que analiza componentes e instalaciones mecánicas mediante el análisis de termogramas infrarrojos. Desde esa perspectiva existen un gran número de aplicaciones como podrían ser:
Sobrecargas en cojinetes, rodamientos.
Fricción en acoplamientos.
Ineficientes combustiones en Turbinas de Gas.
Fugas en conducciones.
Ineficiencias en mecánica de fluidos: bombas, compresores, soplantes, ….
Desgaste en sistemas de intercambio térmico: intercambiadores, calderas, ….
Rendimiento de líneas de flujo: válvulas, tuberías, ….
Óptima funcionalidad de sistemas de almacenamiento: tanques, depósitos, …
Es una primera lista, pero existen muchas más aplicaciones específicas para cada sector, en las que se recomendaría valorar si una instalación o activo es susceptible de
¿Optimizar mediante termografia mecanica?
mediante el siguiente procedimiento:
¿Se genera presencia o ausencia de calor?
Nos hemos de preguntar si existe intercambio o variación térmica por mecanismo de transmisión de calor por conducción y convección que permita a nuestros dispositivos de detección (variados en cuanto a nivel de calidad y sensibilidad) la visualización de anomalías y su posible evolución.
¿Se trata de una superficie cercana o lejana?
Una adecuada distancia y calidad en el encuadre resulta clave para una óptima fotografía en el espectro infrarrojo.
¿Preguntarnos por los Requisitos de Resolución y Sensibilidad?
Tras los dos análisis previos, hemos de plantearnos qué requisitos necesitamos en sensibilidad (delta térmico) y resolución (delta de resolución gráfica), en función de los que elegiremos el nivel de cámara e inspector termográfico.
¿Es Justificable la Inversión?
Cualquier inversión o gasto en mantenimiento predictivo debe estar basado en un análisis de criticidad. En el caso de la termografia mecanica dicha criticidad se determinaría en función del coste del problema (en términos de costes de oportunidad) y la frecuencia del problema (el MTBF que podamos obtener a partir de nuestro histórico de fallos).
De ese modo se planteó el caso histórico de la entrada en el que se decidió inspeccionar por termografia mecanica una línea de descarga de soplantes de horno en el sector químico.
Línea de Descarga de Soplantes
Se trata de una línea de proceso dentro del horno de Hot Oil en una instalación de fabricación de plásticos.
Analizando el análisis previo se llegó a la conclusión de que se precisaba una resolución y sensibilidad elevadas, pese a lo que el analisis de fallos indicó la necesidad de inspeccionar por termografia mecanica, pues era línea con :
Importantes consecuencias para la producción y el rendimiento de la instalación.
Intermedia frecuencia de fallo.
Instalación
Se trata de línea de tuberías calorifugadas en las que se supone la existencia de mayor temperatura y presión en la línea disparándose los sistemas de control de la soplante, por ineficiencias de la línea.
Se trata de tuberías de acero al carbono calorifugadas, por las que circulan gases orgánicos y vapor de agua, que alimentan a la caldera en la zona de Hot Oil.
La inspección se realiza a primeros de Marzo por el inmediato paro preventivo de la planta, con objeto de poder subsanar los defectos encontrados, eliminar la causa raíz del problema y aumentar la fiabilidad y disponibilidad futura de la instalación.
Dispositivo de Detección
Se usó una cámara de termografia Modelo Prism DS, que ofrecía 4 veces más de resolución que los modelos estándar, sensibilidad elevada a partir de un rango dinámico de 12 bits, con dispositivos de almacenamiento en formatos de alta densidad (PC Card).
Características de la Inspección
Se usaron las siguientes condiciones de referencia a la hora de obtener los resultados por temperaturas:
Temperatura ambiente 25º C
Humedad relativa 50%
Emisividad 0.10 – 0.85
Distancia con respecto al objeto 1 – 4 metros
La inspección se realiza de una manera secuencial con el proceso, iniciándose en la propia zona de soplantes hasta llegar al horno. Se encontraron dificultades derivadas de la existencia de tuberías de vapor de agua en las proximidades en zonas calorifugadas, que restaron prestaciones a los termogramas tomados en muchas de las vías con tramos verticales.
Inspección por Termografia Mecanica
De una manera somera se muestran los resultados más destacados de la inspección realizada:
Temperaturas de 110 ºC en zona de válvulas de acero en contacto con tubería interior
Temperatura elevada en zona de tubería interior:
Conclusión
Se recomendó limpiar las zonas remarcadas, en las que se cree existía acumulación de suciedad y perdida de laminaridad en el flujo del fluido, esperándose un posterior aumento de temperatura y recuperación de la presión.
¿Moraleja?
Pese a que el informe y el caso de estudio puede no resultar del todo concluyente, y únicamente se pudieron achacar los problemas existentes a las zonas de obvia elevada temperatura, sí pone de manifiesto la metodología y tipo de fallos que pueden detectarse por termografia mecanica.
También permite corroborar con un caso práctico los aspectos de procedimiento ya indicados en la entrada sobre calidad en termografia infrarroja, pues si se cumple con ellos el cliente (trabajos subcontratados) entiende la dificultad que por las características de sensibilidad, resolución y por el propio diseño de planta tiene el diagnóstico por mantenimiento predictivo.
Tutorial
La última parte de la entrada, como habitualmente, muestra un tutorial de apoyo a vuestras labores de ingeniería de mantenimiento. En este caso sobre cargas y esfuerzos por cortadura, teoría y aspectos de amplia utilidad para cualquier fallo relacionado con los sistemas de apriete y fijación de muchos sistemas mecánicos: uniones atornilladas y por remache.
Despedirme finalmente sugiriéndote que si tienes sugerencias, aportes o dudas sobre el tema del artículo no dudes en usar la sección de comentarios. Es gratuita y recuerda: «mejor intentarlo que quedarse con la duda sin saber qué hubiera pasado».
En procesos de tipo continuo es habitual es notable la importancia que adquiere el fidelizar y conseguir un alto nivel de confianza con los proveedores de mantenimiento, tanto en servicios de reparación como en ingeniería. El artículo trata de mostrar que estrechar esos vínculos comerciales entre proveedor y comprador requiere seguir una velocidad acorde a las características de cada proceso y contrato.
¿Porqué Procesos Industriales Continuos?
Las razones para esta búsqueda de un fuerte compromiso derivan de la importancia del mantenimiento en los procesos industriales continuos, amplificado por el período de crisis estructural que se inicio entre los años 2007 y 2008, y que aún en la actualidad sigue marcando el devenir de buena parte de las plantas industriales.
Pero como se dijo en la introducción se trata de un fortalecimiento de las relaciones con los proveedores basado siempre en la coyuntura de las relaciones actuales, y en las características de cada sector en estudio. No en vano estos procesos continuos mantienen muchas de las características de la producción que dominaron el siglo pasado, a saber, fuertes cantidades de stocks de materias primas-finales y una muy corta gama de productos.
En ese contexto el fortalecimiento de las relaciones con los proveedores puede tener consecuencias negativas, pues aumentaríamos notablemente su poder de negociación en un tipo de industria con un no muy elevado margen de maniobra:
corta cartera de productos
excesiva especialización
elevada inversión inicial
moderados indicadores de fiabilidad en procesos
«Pudiendo llegar a ser cogestores de nuestra economía de empresa»
Sector Petrolero
Pero el caso que se plantea se contextualiza en el sector petrolero, donde en el área de ingeniería de fiabilidad y reparación de equipos existe un amplio listado de proveedores.
Así podemos encontrarnos más de 20 empresas proveedores de mantenimiento en puestas en marcha de refinerias por el gran tamaño de plantas, y por el gran número de activos y consumibles existentes.
Por ello cada mando intermedio gestiona su parque de proveedores, basándose en criterios tanto económicos como de confianza y prestigio de la empresa suministradora.
Dar más Poder a los Proveedores de Mantenimiento???
En ese contexto llevábamos trabajando como proveedores de mantenimiento predictivocon una empresa de logística de hidrocarburos 5 años, representando para nuestra firma una importante partida presupuestaria pero muy especializados en el análisis de vibracion y circuito motor.
La carga en horas obligó a especializar a 2 técnicos en el proceso y máquinas de este cliente, pero con un crecimiento basado únicamente en la compra de más servicios de mantenimiento para las nuevas instalaciones o para las ampliaciones de las ya existentes.
Nuestro poder de negociación era bajo, puesto que con una tan amplía cartera de proveedores existía sinergia entre muchos servicios de mantenimiento sin un detallado conocimiento por nuestra parte para afrontar la generación de nuevos contratos y la ampliación de la facturación existente.
Crisis de Demanda
Pero la fuerte crisis de demanda iniciada en el segundo lustro del siglo hizo que la empresa buscase fortalecer la relación con nuestra empresa, buscando así una mayor seguridad para en el suministro y una más segura prospección presupuestaria y financiera.
Así se prepararon una serie de reuniones de trabajo con un dossier de los casos históricos más destacados, y el detalle de los ahorros logrados en términos de ratios de disponibilidad y fiabilidad, y una serie de propuestas futuras para ampliar el alcance del programa hacia otras técnicas como ultrasonido y termografía.
Pequeños pasos en los Proveedores de Mantenimiento
Debido a las rigideces presupuestarias del cliente no es conveniente un planteamiento excesivamente comercial en estas situaciones. Por ello no se precisan ofertas, replanteamientos de precios, ni una gran actividad de marketing; es más conveniente analizar lo logrado hasta un momento determinado y plantear posibles mejoras sobre ello.
Es un camino de mejora continua, por otro lado, pese al contexto financiero y de gestión planteado hasta el momento. Es sabido que todo proceso de mejora tiene su base en la actividad de reparación y sustitución de componentes, como una buen asentamiento para iniciar un proceso piramidal que abarque procesos productivos y futuras relaciones de la empresa con su entorno (proveedores, clientes, sociedad, …..).
Primero: Talleres más unidos
Por ello un primer paso fue la mejora de la relación de nuestro taller de mantenimiento con el suyo, centralizado para todas las estaciones de bombeo en Madrid. Así, un motor eléctrico cambiado por excentricidad fue objeto de montaje y reparación bajo la supervisión de la dirección técnica de nuestro taller, con una mejora en la curva de aprendizaje de sus técnicos de mantenimiento.
Segundo: Mejora de las Comunicaciones
Se implementó el acceso mediante escritorio remoto al servidor central de datos en Madrid; de ese modo se redujeron las llamadas ganándose en autonomía en la realización de cada servicio en campo. Los avisos se emitían tras el cambio en el mismo día de la inspección, sin más que disponer de conexión ethernet en el parque.
Tercero: Ampliar la Cobertura de Informes
Este fue un requerimiento propio de la compañía de hidrocarburos, pues el envío de informes PDF previo era excesivo en papel y creaba cierta distorsión sobre las verdaderas conclusiones de cada estudio. El proceso se debía simplificar.
Por ello se creó un tipo de informe basado en colores que permitía discriminar las conclusiones por cada técnica de control y en el que se incluía la acción correctora para cada componente en estudio, motor o bomba.
El informe, por su formato, incluso se llegó a vincular al elemento jerárquico motobomba dentro del panel de jerarquía en el software de mantenimiento.
Cuarto: Control de Gastos
El cliente entendía que eramos proveedores de mantenimiento especializados, si bien deseaba tipificar las inspecciones entre unas de menor cualificación, y las nuestras con idea de reducir cuantías de gastos.
Por otro lado, entendiendo que realizar menor mantenimiento predictivo podía generar una mayor indisponibilidad, no se reducirían nuestras intervenciones sino que se realizarían por zonas ampliándose los días de estancia en cada visita.
Ello obligó a establecer criterios comunes en la definición de estándares de viajes y gastos, mediante el trabajo conjunto de las 2 áreas de administración y finanzas.
Se trataron de pequeños pasos, pues:
Su implementación se llevó a cabo en un espacio de tiempo razonable, como máximo en 3-4 meses, gracias al conocimiento mutuo entre cliente y proveedor.
Los tiempos de actuación y metodología básica no se vieron afectados, no requiriéndose tiempo adicional de formación.
Se mejoraron aspectos clave para la mejora continua como curvas de aprendizaje y tiempos de respuesta ante imprevistos, logrando una diferenciación respecto a la competencia, sin mayores cuantías en los gastos empresariales.
¿Te atreves con tus Proveedores de Mantenimiento?
Desde luego que estas acciones requieren de cierto talento, y también de una cierta complicidad con cada uno de tus proveedores de mantenimiento. Pero es algo que en la situación actual, la crisis ha llegado para quedarse, aún te debes plantear como gestor de un área productiva.
Los proveedores, como pasó en el caso histórico que te comento, están deseosos por mejorar pero están limitados por el escaso margen de maniobra que se les deja; en muchos procesos productivos aumentar su poder de negociación puede resultar negativo.
Ahora bien si existe confianza y conocimiento mutuo, gracias a varios años de colaboración, el planteamiento es viable y puede llevarse a cabo sin el visionado de nuestra línea jerárquica más inmediata. Ellos siempre buscan el resultado inmediato y la medida más impactante.
Finalmente la habitual sección de
Tutorial,
en la que en este número del boletín dispones de un PDF explicándote la base de las integrales como herramientas matemáticas. Son 4 páginas en las que se explica como se llega al concepto de integral y al de integrabilidad, elementos clave en el trabajo para cualquier ingeniero o gestor de mantenimiento. Espero que te resulten de utilidad, puedes bajarte aquí este tutorial de calculo.
Despedirme hasta el próximo artículo, remitiéndote como siempre a que uses la sección de comentarios para cualquier duda o realimentación sobre su contenido. Cordiales saludos querido lector.
En nuestra profesión es habitual encontrar técnicos con un amplio conocimiento de la industria, pero que precisan de encauzar su talento hacia los objetivos de nuestra organización. Por eso aunar formacion y experiencia puede resultar clave para un óptimo aprovechamiento de nuestros recursos humanos, contexto en el que mostraremos en el artículo las buenas pautas para la realización de un curso para expertos mecánicos en el sector metalúrgico.
Además y como es habitual en el blog, tenéis un tutorial al final del artículo. En este caso se os entrega un PDF con fundamentos de mecánica vectorial.
¿Porqué aprovechar la Experiencia?
El Mantenimiento Predictivo se basa en la medición de parámetros indicativos de la salud de activos, y su comparación con niveles de alarma.
Esa toma de medidas hace que muchos técnicos adquieran una formacion y experiencia valiosa para la optimización de nuestros procesos productivos como:
Problemas endémicos de la instalación relativos a una ineficiente mantenibilidad: fugas de lubricante, deterioro de fundaciones, ….
Sintomatología colateral mostrada por cada activo ante cada uno de los patrones vibracionales: ruidos, vibración de elementos accesorios, indicadores de proceso,
Por otro lado el seguimiento de las averías y las acciones correctoras permite optimizar los umbrales de alarma usados en cada activo y medida.
En ese contexto una planta del sector metalúrgico con grandes ratios de mantenimiento y con más de 10 años de experiencia se planteó la necesidad de reducir los tiempos dedicados por sus técnicos y analistas a la conversión de datos en información (filtrado), y que fuesen los automatismos ofrecido por el software de mantenimiento los que cribarán la información haciéndola manejable para los gestores de procesos.
Por su antigüedad y características de la planta (fabricación de Cobre) se disponía de miles de activos críticos en la base de datos, por lo que ajustar los umbrales de alarma requería de tiempos imposibles en base a la disponibilidad de recursos humanos y técnicos.
Por ello aprovechar esa experiencia de los técnicos de mantenimiento debía resultar fundamental, para lo que se contrató una
Ya se expuso un caso práctivo en el blog en relación a esta metodología basada en establecer niveles de tolerancia (o alarma) para una buena funcionalidad de los procesos:
Control de Turbinas de Aireación, definición de alarmas basada en estos equipos en depuradoras realizando test de normalidad y estableciendo umbrales en
Media + 2 * Desviación Típica
(en realidad se trataría de un 4 Sigma)
Así se debía plantear el ajuste en esta planta del sector metalúrgico para cada familia de equipos de planta, si bien se debía establecer una categorización que hiciese eficiente el proceso. En el caso planteado para la planta depuradora todos los equipos presentaban morfología similar, a saber, motoreductor (4 polos en el motor) y turbina de aireación de similares fabricantes y funcionalidad.
Las posibilidades de categorización son casi infinitas, y se usó el curso para debatir y trabajar sobre ello pues como formadores contábamos con la experiencia adquirida, fundamentalmente, con el gran proyecto de automatización indicado en la entrada gestion de contratos, y por supuesto el ya indicado know how de los técnicos de la planta metalúrgica.
Aunar Formacion y Experiencia en un Curso Taller
El planteamiento que se debía dar al curso era fundamentalmente práctico y de metodología, por eso calificarlo como un Taller, puesto que el software de mantenimiento se conocía dada la formacion y experiencia de todos los técnicos, analistas e ingenieros del área.
Pese a que resulta difícil esquematizar esos aspectos tan prácticos del curso este podría ser el sumario de la formacion realizada:
Personalización del Software
Pese a los años de uso del programa, los vicios adquiridos existen por parte de todo personal de operación y mantenimiento. Por ello fue necesaria una formacion mayoritariamente teórica (no más de un 15% de la duración total del curso) sobre las funcionalidades ofrecidas por el software para la automatización en la detección de problemas de nuestros activos de planta.
Creación de Piloto
Para llevar a cabo la asignación de umbrales de alarma se hubo de elegir una familia de equipos que potenciarán los aspectos de formacion y experiencia deseados, es decir, que aunaran:
Criticidad. Elegir una categoría de relevancia en los aspectos clave sobre los que se orientaba el taller, a saber, reducción de tiempos de gestión.
Equipos a los que se dedicaban Tiempos de Estudio Elevados
En este caso la participación fue mayoritaria por parte del ingeniero de mantenimiento.
Problemáticas de mantenibilidad y daños colaterales. Se buscaron equipos que sin salirse de la categoría anterior fueran representativos de los problemas mayoritariamente existentes en planta en los 2 sentidos indicados.
Por el contrario, aquí se incrementó la realimentación por parte de los técnicos de mantenimiento.
Análisis de la Funcionalidad del Activo Tipo
Una vez decidido el piloto se estudió la funcionalidad esperada del activo y la ubicación técnica (bancada, área, ….), pues en base a ella se han de definir los controles estadísticos que garanticen la óptima operación futura, y que automaticen la detección de sus fallos e ineficiencias.
La participación del profesor fue clave para enlazar aspectos de formacion y experiencia, puesto que el salto de la fórmula o la teoría a la práctica puede resultar difícil y restar eficiciencia en el cumplimiento de los objetivos del curso.
Se ha de potenciar el uso de conceptos clave de la estadística como son el de atípico, distribución, valores esperados, … para entender qué pretende cada umbral de control creado, a saber, el de aviso (primera advertencia) y el de disparo (segunda advertencia).
Asignar Alarmas Globales y de Banda
Pese a que no se ha comentado el contexto de la entrada es vibración, por lo que una vez decidido el nivel de alarma:
Típicamente Media + 1 Sigma, Media + 2 Sigma o Media + 3 Sigma.
se deberá ubicar en las funcionalidades correspondientes de la base de datos.
Aquí se plantearon de una manera dinámica con una participación coral los modos de fallo y sus frecuencias de vibración esperadas para la familia piloto, con una clara sinergia entre aspectos de formacion y experiencia.
En base a ello se configuraron las bandas de análisis (puro trabajo de software) y las alarmas establecidas en base a criterios estadisticos.
Finalmente, nuestra sección de tutoriales, en este caso sobre
Fundamentos de Mecánica,
y concretamente sobre vectores y su posible aplicación en la modelización de giros (PDF adjunto) en el plano y en el espacio.
Despedirme y animarte como siempre a que uses la sección de comentarios, con tus opiniones y realimentaciones sobre lo que te ha parecido este curso-taller que permitió enlazar formacion y experiencia en un complejo mundo como es el metalúrgico.
En un artículo reciente de uno de los enlaces del blog se publicaban las bonanzas de un programa de lubricacion basado en ultrasonido. Por eso traduciremos el texto y lo comentaremos en la entrada de hoy; además tutorial sobre emisiones electrónicas (archivo PDF descargable), de amplia utilidad para el analista lean o de eficiencia de procesos.
El artículo fue publicado en el siguiente enlace PM and Scheduled or Condition-Based Acoustic Lubrication, dentro de la revista Uptime Magazine en su pasado número de Junio-Julio. Su autor, uno de los mayores exponentes dentro del mundo del ultrasonido Jim Hall director ejecutivo del Instituto Ultrasónico (TUI).
El artículo se titularía, por tanto,
Programa de Lubricacion basado en Ultrasonido
Los sistemas de lubricacion acústica han despegado con los motores plenamente encendidos (frase de la aviación). Durante la reciente Conferencia sobre Fiabilidad representantes de varios países remarcaron los éxitos logrados con este tipo de programas, tanto a nivel de ahorros en coste:
Número total de Horas Hombre.
Cantidades comparadas de Grasa.
También en los pasados años, muchas compañías han iniciado la implantación de un programa de lubricacion acústica, reemplazando gamas de mantenimiento basado en calendario (por ejemplo, en motores). Las nuevas rutas de inspección consistirían en monitorizar la vibración acústica, y si las lecutras superan 8-10 dB sobre la medida previa o medida base, la grasa debe ser revisada.
Bien con rutas de 30, 60 o 90 días, se detectan necesidades de relubricación y si tras el añadido de grasa los niveles no retornan a los previamente existentes, se podría requerir un análisis vibracional dependiendo fundamentalmente de la criticidad de cada equipo en búsqueda de la causa raíz de los problemas. En muchos de estos casos se ha comprobado la valía de un programa de lubricacion como una herramienta de detección de mayor precocidad que las otras técnicas predictivas.
Los logros hablan por sí solos:
«con el sistema de lubricacion acústica se han logrado reducciones del 37% en actividades de mantenimiento en motores»
Durante la mentada conferencia de Fiabilidad varios de los asistentes preguntaron en relación a un programa de lubricacion:
«¿cómo os indican vuestros técnicos de mantenimiento programado los engrases realizados sobre los rodamientos de un motor?»
La gente contestaba mayoritariamente:
«Sólo nos dicen que han engrasado, pero sin informarnos sobre la cantidad aportada»
El problema es que para muchos técnicos esto significa dos, tres o más bombazos de grasa, sin saber si ello implica sobre o sub lubricación porque no están usando el ultrasonido como una herramienta predictiva, y porque este tipo de mantenimiento es llevado a cabo con los motores offline (parados).
Aplicando esta lógica puede existir una elevada probabilidad de sobrelubricación en los rodamientos del motor, especialmente si el motor no está en un estado operacional de 24 horas / 7 días semana.
Es habitual que los técnicos usen la inspección visual para determinar un problema de sobre lubricacion, por ejemplo cuando el lubricante ha forzado los sistemas de sellado del rodamiento. En muchos de estos casos internamente pueden haber existido daños, por ejemplo a los bobinados acortando la vida del motor.
Por ello la implantación de un programa de lubricacion por monitorizado acústico requiere del establecimiento de una medida base, referencia para futuros cambios o incrementos en la señal de dinámica. El dato de que
el 95% de los equipos de ultrasonido usados en el mercado del mantenimiento son digitales
debe focalizar el uso del seguimiento del nivel de dB como herramienta base de diagnóstico, y no la interpretación auditiva de lo grabado por el instrumento.
Esa medida base puede establecerse con una sonda magnética o roscada, fijadas a la superficie de la máquina, y actuando como transmisores de la señal sónica hacia el sensor de ultrasonidos. Con el equipo de medida electrónico se puede almacenar la lectura en un breve espacio de tiempo, pudiendo entonces pasar al siguiente rodamiento de motor; con los mejores adquisidores (recordar entrada detector de ultrasonidos) puede registrarse la onda ultrasónica para un más detallado análisis de la señal.
El hecho de implementar un programa de lubricacion de estas características puede reducir las horas hombre dedicadas a lubricación (sólo se lubrica cuando es necesario), además de reducir nuestros stocks y facturas de lubricante; por otro lado, logras dedicar a tu personal más especializado (analistas de vibración, por ejemplo) a analizar y optimizar el mantenimiento de los equipos más críticos, y no el parque completo de motores. Todo ello a añadir al obvio
ahorro por aumento de disponibilidad ante la reducción de fallos imprevistos.
La tecnología para estos sistemas ha de ser simple, para que los técnicos de mantenimiento programado la aborden sin dificultad y sin un cambio significativo en sus pautas de trabajo. Por otro lado, debes valorar donde está tu Programa de Fiabilidad pues esta herramienta puede integrarse y mejorar lo que ya tienes en Mantenimiento Predictivo (Vibración, Termografía, ….).
Quizás sí debas redefinir tus procedimientos de trabajo para evitar fallos por sobre o sub lubricacion en motores, para lo que te recomiendo la lectura del artículo «The Fundamentals: How to Write an Effective PM Procedure» (Ray Atkins), que te aportará los elementos clave para su definición.
En cualquier caso para lograr un óptimo procedimiento para un programa de lubricacion debes cubrir 3 hitos:
Viabilidad. Comienza con un piloto, motores que requieran grasa, preferiblemente de 100% de operación, y valorar la viabilidad práctica de la metodología. Difunde el método y el programa con gente que tenga un amplio interés en la redefinición y que se vean afectados por el procedimiento.
Documentación y Análisis. Revisa la documentación ya existente, contacta con personal de mantenimiento y producción. Busca, si existen, casos que evidencien la necesidad del procedimiento, y apóyate en el FMEA (análisis de modos y efectos de fallo), herramienta clave de cualquier sistema de mantenimiento planificado.
Escribe tus Procedimientos. Revisa las hojas técnicas de motores y documentos adjuntos. Apóyate en sistemas informáticos (CMMS), pero siempre ten en cuenta
Simple, Breve, Seguro, Lógico, Realimentado y Responsable
Por ello sólo debes pensar ¿cuánto dinero estás dejando de ganar por no usar ultrasonido?; piensa además en los usos adicionales de la tecnología para detección de fugas. Indudablemente te saldrán los números, por ello invierte y focaliza tus esfuerzos en adquirir instrumentación digital y una adecuada formación.
Bueno, hasta aquí este completo artículo de Jim Hall, que me parece de notable interés pues la
Lubricacion
es uno de los principales problemas que puede aparecer en maquinaria rotativa. Lo avalo con mi experiencia en los diferentes sectores donde puedo citar los siguientes ejemplos:
Mala calidad de grasa: sector alimentario o papelero o cementero.
Problemas con rutas de mantenimiento por lubricacion: sector energético o depuración o químico petrolero.
Sobre lubricacion: sector alimentario,
Sub lubricacion: talleres de mantenimiento y reparación.
y un largo etcétera.
Como véis un
Análisis por Industrias
conduce a la conclusión que aporta Jim Hall en su artículo: existen deficiencias en la organización de las rutas por mantenimiento planificado.
Así, en muchas de esas empresas la adquisición e implantación de un programa de lubricacion por ultrasonido ha llevado a establecer rutas programadas de lecturas de dB en equipos, descargas de datos y posterior análisis de las necesidades de lubricación.
Todo ello con una mínima inversión en recursos y formación, y con unos ahorros probados fundamentalmente a nivel de disponibilidad pues una adecuada grasa es una garantía para
evitar el más frecuente de los fallos en rodamientos (el 35% de los fallos se origina por problemas con la lubricacion).
Para un mayor detalle sobre la naturaleza de un sistema lubricante os recomiendo leáis la entrada sobre teoria de polimeros, donde se detallan aspectos constructivos y de morfología de cualquier lubricante industrial.
Pero me gustaría añadir una utilidad adicional de un Programa de Lubricacion Acústica como es
Monitoreo de Rodamientos con Carga Variable,
puesto que la grasa óptima que requiere cada rodamiento depende de la carga dinámica de la unidad.
En muchos de estos equipos, si la carga presenta oscilaciones, es habitual realizar comparativas en medidas realizadas con condición operativa similar, sin prestar excesiva atención al seguimiento histórico-temporal de los datos. Pero en la mayor parte de los casos no se logra la precisión conseguida con los ultrasonidos, fundamentalmente por:
Niveles de umbrales establecidos.
Características de las técnicas predictivas, donde el ultrasonido determina fricción por rodadura con filtro de banda estrecha, y energía de corta longitud de onda.
Un caso notable para esta aplicación son los
Motores accionados por Variador.
En estos casos puede existir una variación continua de velocidad, como en el programa detallado en la entrada informe de analisis de aceite lubricante, en el que además de una variación continua de velocidad (y carga, pues afectaba al caudal de grupo de bombeo), podían existir variaciones significativas entre las diferentes medidas históricas.
En estos equipos, con menor carga operativa que la de diseño, el uso de un programa de lubricacion permitió:
detectar fenómenos de sub lubricación y aparición de transitorios por contacto metal-metal, no detectables por otras técnicas predictivas.
detectar fenómenos de sobre lubricación, con elevados niveles de fricción (dB), tampoco detectables con otras tecnologías, y con posibles consecuencias sobre elementos adicionales (bobinados, …).
apoyar a otras técnicas como la vibración en la diagnosis de fallos en rodamientos, fundamentalmente en estados incipientes por el intenso ruido existente en estos equipos.
Fallos todos ellos que, de no haberse detectado hubieran generado posibles paros de máquinas, largos tiempos de reparación, …. además de la optimización en las cantidades de grasa consumidas.
Para concluir te presento este tutorial sobre
Emisión Electrónica,
aspecto de notable relación con algunos aspectos del mantenimiento por ultrasonidos, por ejemplo, el efecto corona; pero fundamentalmente en relación con la eficiencia de procesos y lean manufacturing. Si quieres acceder a esta formación online puedes descargarte el PDF desde el siguiente enlace Emisión Electrónica.
Con esto finaliza esta entrada del blog, y como siempre recordarte que puedes usar la sección de comentarios para comentar o transmitir tus propias experiencias sobre un programa de lubricacion basado en ultrasonido.
El éxito en cualquier programa de mantenimiento ha de basarse en un completo proceso de formación, como bien se indica en el Diagrama de Actividades del Portal. Por ello conocer las técnicas de ingeniería constituye la base de conocimiento necesaria para cualquier actividad de gestión; particularmente y por su importante aplicación a cualquier tipo de industria un curso de electrotecnia es, sin duda, algo exigible para cualquier profesional de nuestro área y que trabaje en actividades relacionadas con Ingeniería de Máquinas.
Por ello esta entrada os mostrará
«las características y contenidos que debería presentar este tipo de formaciones en electrotecnia, para satisfacer la demanda actual de gestores del parque eléctrico en cualquiera de los sectores del entorno industrial»
Objetivos del Curso
Este curso pretendería formar al alumno en los aspectos constructivos, de ingeniería y de proceso en relación a máquinas e instalaciones eléctricas. Con ese conocimiento se lograría una adecuada aproximación a labores de mejora continua y lean, necesidades básicas en el día a día de cualquier profesional del Mantenimiento, Producción o Mejora Continua.
Teoría
En base a ese objeto el curso de electrotecnia estaría fundamentalmente orientado a la teoría, si bien siempre teniendo en cuenta que para labores de gestión y mejora en temas eléctricos se precisa de una amplia base en ingeniería fundamentalmente a nivel de:
Física de Campos y Ondas.
Ciencia de Materiales.
Álgebra y Notación Vectorial.
Por lo que la formación en pura electrotecnia se debería complementar con aspectos clave de la base requerida en ingeniería.
La organización de estos contenidos dependería del propio instructor en realidad, y quizás también de la naturaleza del alumnado, pero de manera general por la complejidad de muchos de los conceptos sería conveniente una exposición en cadena (de menor a mayor especificidad) de los mismos.
Práctica
Sin lugar a dudas que el curso incluiría contenidos prácticos, pues todos conocemos la diferencia entre el trazo teórico y práctico en el entorno industrial, pero el contenido sería menos intensivo en horas y exigencia frente a la parte de teoría.
En este caso puede resultar crítico el material didáctico a usar en un aula de formación, por las características de la electrotecnica y la maquinaria analizada, por lo que quizás pueda requerirse el uso de material multimedia.
Esta parte práctica también podría contener temario sobre un adecuado conocimiento de los equipos e instrumentación de medida usados en planta:
Características y Especificaciones
Ventajas e Inconvenientes.
Curso de Electrotecnia
El curso desarrollado en esta entrada podría plantearse en un formato de 2 días de una manera más justa en contenidos, o en 3 días más liberado de tiempo.
Una primera aproximación sería desarrollar:
en un primer día los aspectos relacionados con la base de la electrotecnia e ingeniería.
en el segundo formación sobre cada tipo de componente o máquina eléctrica, además de los contenidos prácticos del curso.
1º Día de Curso
En este primer día se debería hablar sobre los conceptos básicos de Física, Materiales y Campos:
Carga Eléctrica
Campo Eléctrico, Líneas de Campo, Superficies de Nive.
Potencial Eléctrico, Diferencia de Potencial. Gauss.
Conductores. Carga Estática.
Campo Electrostático, Energía.
Dipolo eléctrico, Potencial y campo.
Polarización de la materia, Dieléctricos. Susceptibilidad eléctrica.
Ferroelectricidad, piroelectricidad y piezoelectricidad.
Conductividad Eléctrica. Conductores y Semiconductores.
Potencia de la corriente eléctrica.
Circuitos eléctricos. Componentes.
Electromagentismo.
Obviamente, por el no excesivo tiempo para el desarrollo de los contenidos, se aconseja el uso de material multimedia avanzado y unas buenas presentaciones / documentación que puedan complementar la exposición y el desarrollo presencial del curso.
2º Día de Curso
Tras la asimilación de la base conceptual se puede iniciar el desarrollo de los aspectos propios de la electrotecnia debiéndose incluir los siguientes contenidos:
Corriente Alterna y Continua.
Bobinas y Condensadores.
Circuitos Eléctricos Trifásicos.
Transformadores. Ideal, Monofásico y Trifásico.
Autotransformador. Transformador de Medida.
Electrometría (Posible Práctica).
Máquinas Asíncronas.
Máquina de Inducción.
Motor Monofásico.
Motores Síncronos.
Máquinas de Corriente Continua.
Otras Máquinas Eléctricas.
Se trata de un día formativo más orientado a una temática con la que el alumno puede tener un contacto más habitual. Por ello puede ser conveniente el uso de contenidos multimedia que generen asociación con los problemas que el usuario pueda percibir en su planta, así como potenciar el aspecto práctico para un mayor conocimiento de cada uno de los asistentes al curso.
Ya te comenté que la entrada pretendía visualizar el contenido y alcance de un curso de electrotecnia para aumentar el conocimiento del personal de producción, mantenimiento o ingeniería de procesos de cualquier industria. Como verás también aporto una serie de sugerencias para la gestión de la formación que seguro te resultarán de utilidad cuando se ha de encontrar un equilibrio entre
Profundización en Aspectos Técnicos vs Sintetizar la Naturaleza de los Procesos Eléctricos
, conceptos aparentemente antitéticos y que conviene manejar con cierto talento.
Finalmente y como viene siendo habitual en las entradas de boletín la sección de
Tutoriales,
estando la temática en este número muy relacionada con la eletrotecnia, puesto que muestra teoría básica sobre magnetismo. Se trata de 6 páginas en las que se detallan las características del magnetismo terrestre, su historia y características; un archivo quizás de lectura más ligera para estos días de habitual descanso y asueto veraniego.
Despedirme, aprovechando esta última línea para recordarte que puedes usar sin miedos la sección de comentarios para tus sugerencias u opiniones sobre el tema de la entrada. ¡Que disfrutes un buen mes de Agosto!
La maquinaria rotativa es el tipo de activo en el que suele focalizarse cualquier sistema de vibracion; desde ese punto de vista el sector alimentario ofrece un elevado caudal de posibilidades por el gran número de equipos existentes.
¡Pero no se puede controlar todo!, por lo que centraremos el artículo en los criterios usados para la definición de un óptimo listado de maquinaria en el contexto de un programa de análisis de vibraciones.
Tecnologias Predictivas
Como sabéis se usan para dar nombre a una buena parte de las etiquetas del portal:
Vibración
Termografía
Análisis de Aceítes
Ultrasonido
Análisis de Corriente Eléctrica
Inspección Sensorial
Cada una de ellas presenta unas características que se convierten en ventajas o inconvenientes en función del tipo de maquinaria sobre el que se apliquen.
En ese sentido podéis recordar la entrada previa del blog, Tecnologias Predictivas, en la que se hablaba sobre la necesidad de crear una
Matriz de Salud de Activos,
herramienta que nos permitía delimitar las técnicas más adecuadas a usar por el tipo de equipo.
Ello exigía un detallado conocimiento de las propiedades, modo de operación y funcionalidad de cada activo, así como de cada una de las técnicas haciéndonos una idea sobre el potencial que ofrece cada tecnología para la casuística de nuestra planta y tipo de maquinaria.
En el caso de la vibración es clara la idoneidad de su uso en maquinaria rotativa por las características ya comentadas en otras entradas de esa etiqueta y que se resumirían en:
Todos los equipos vibran como consecuencia de las fuerzas que actúan sobre sus elementos rotativos.
Un aumento o cambio en las características base de la vibración indica una anomalía o inicio de falla en la maquinaria rotativa.
Los patrones del cambio vibracional se pueden relacionar con la naturaleza de cada perturbación existente.
Maquinaria Rotativa
El sector alimentario presenta la mayor cantidad de equipos rotativos, hablando en términos de número de unidades o ubicaciones. Por ello resulta crítico la definición de un adecuado listado para su seguimiento predictivo.
Cada industria ofrece su propia particularidad de equipos:
La aceitera tiene una abundante cantidad de prensas, hornos, mezcladores, ….
La azucarera bombas y centrífugas….
Las tomateras pasadoras y refinadoras ….
Las plantas de harina molinos y centrífugas ….
¿Usar la Vibración?
Y así un largo etcétera, debiéndose analizar para cada tipo de maquinaria rotativa la idoneidad de la técnica vibracional en base a los 3 puntos anteriormente indicados, para lo que se debe analizar:
Características de los Fallos dominantes y más frecuentes de cada activo y naturaleza de las vibraciones asociadas.
Contraejemplos
Apoyos exteriores de los prensas en el sector aceitero, en los que existe una elevada carga axial por el flujo del producto con rodamientos de doble hilera de bolas. Su baja RPM genera elevados desplazamientos y cargas sobre el lubricante que aconsejan el uso de otras técnicas como el ultrasonido.
Centrífugas en el sector azucarero, suelen trabajar con largos ciclos de carga-descarga que generan desequilibrios, con importantes carga sobre el lubricante recomendándose el uso del ultrasonido frente a la vibración.
Se trataría de jerarquizar en base a criterios de:
Frecuencia de Aparición. Nos debemos apoyar para ello en el histórico de averías e intervenciones de nuestra planta.
Criticidad del Fallo. Nos debemos apoyar en el conocimiento de las áreas, zonas y equipos de nuestra planta, y las consecuencias de sus fallos para la funcionalidad general o parcial de cada instalación.
cada activo, con nombre y apellidos, de los tipos de maquinaria anteriormente comentados.
Contraejemplos
En plantas de envasado los procesos continuos de producción con cargas pulsantes asociadas a tiempos de ciclo y preparación de equipos, no es adecuado el análisis de vibraciones para los motoreductores y rodamientos de líneas de transporte, pese a su criticidad para la instalación.
En instalaciones complejas como las refinerías es conveniente establecer flujos para los productos auxiliares usados en la planta, de manera independiente al resto de áreas y usando criterios específicos de ponderación de la criticidad. Así se ha determinado adecuado el control de motores por vibraciones para análisis eléctrico en bombas de trasiego de sosa, pese a su baja incidencia sobre la funcionalidad general de la instalación.
Ponderar la Criticidad de cada Ubicación
En la mayor parte de las industrias se suelen usar ponderaciones cualitativas de la criticidad basándose en la operativa de cada elemento de maquinaria rotativa en relación a aspectos como:
Su uso como elemento de reserva.
Su operación en modo continuo.
Su funcionamiento intermitente.
dentro de los activos críticos obtenidos del análisis de fallos previo. De modo que a los equipos se les etiqueta con un código secundario de criticidad, por ejemplo A, B y C.
Esto resulta a todas luces insuficiente en un sector como el alimentario puesto que la cantidad de ubicaciones precisa de indicadores cuasi porcentuales, que permitirá ponderar tiempos de trabajo, prioridades y la gestión del mantenimiento y sus necesidades para cada máquina rotativa de la planta.
Contrajemplos
El número de horas de operación de 2 equipos del 100% en las bombas de alimentación de caldera no se tuvo en cuenta en esta cuantificación de prioridades. Sin embargo la planta sí sabía que uno de los equipos se usaba en el 75% de las horas, y de manera informal se tuvo en cuenta en la gestión futura su mantenimiento.
La criticidad del área no se incluye típicamente en la ponderación; sin embargo por las características de ciertas zonas la maquinaria rotativa se ve sometida a desiguales niveles de stress lo que debería influir en sus necesidades de mantenimiento futuras. Al igual que en el caso anterior existen prácticas informales en el día día que tienen en cuenta este aspecto de la operativa de planta.
Situaciones Coyunturales de Gestión
La demanda del sector alimentario es fácilmente modelizable, pues se basa en las necesidades de orden primario del consumidor salvo en aquellas que tengan algún tipo de operativa estacional. Por esa razón las características de ciertas operaciones de mantenimiento es gestionada a la carta por el personal de operación.
Por ello el mantenimiento predictivo puede perder parte de su valor como elemento no intrusivo y de control eficiente de la disponibilidad de equipos de planta. Un conocimiento de estos aspectos, basado en el know how adquirido en la fase de auditoria de procesospermitirá establecer un orden del listado de equipos de maquinaria rotativa basado tanto en aspectos técnicos (criticidad) como de gestión (gestión de tiempos improductivos en planta).
Y finalmente un breve
Tutorial
sobre Series de Fourier, introductorio y de amplia utilidad para aquellos que quieran entender la naturaleza matemática de las líneas y elementos que aparecen en el espectro de vibraciones, y también para aquellos amantes de las ecuaciones diferenciales y el algebra lineal.
Hasta aquí este número del boletín, que espero te haya resultado de interés especialmente si trabajas con la maquinaria del duro y fatigoso sector alimentario; en cualquier caso, ya sabes que para cualquier consulta o planteamiento por tu parte, lector del blog, no dudes en usar la sección de comentarios.
Sin más despedirme hasta la próxima entrada y desearte un feliz verano,
Llevaba tiempo sin crear entradas en la sección de bibliografía, y en este post hablaré sobre un libro sobre cogeneracion electrica que me ha permitido mantener un contacto activo y actualizado con esta temática en mi actividad profesional en este siglo XXI.
En la parte final disponéis de un tutorial sobre unidades de electrostática y magnetismo.
Se trata del libro
Cogeneración, de Mario Villares Martín
publicado por la editorial FC.
Mario Villares Martín
Ingeniero Industrial por la Universidad de Cataluña, diplomado en Ingeniería Medioambiental y Master en Dirección y Administración de Empresas. Además ha cursado estudios de Cogeneración Termoeléctrica en la UPC y de Sistemas de Protección de Instalaciones Eléctricas.
Ya se habló sobre la
Cogeneracion Electrica
en la entrada sobre ciclo combinado dentro de la sección sector energetico, en la que se explicaba que este proceso permite obtener energía electrica mediante la combinación de ciclos térmicos de gas y vapor.
Definición
El concepto de cogeneracion deriva de la producción combinada de energía electrica y calorífica por cuanto parte de la energia calorífica generada en la turbina de vapor es reaprovechable para otro tipo de procesos. Este tipo de centrales se pueden encontrar en la mayor parte de las industrias de sectores como el papelero donde existe una amplia demanda de energía calorífica o el alimentario.
En estos casos de simple cogeneracion el rendimiento de la instalación se maximiza cuando se combinan los ciclos de Rankine en contrapresión) y de Brayton (gas).
Proceso
La cogeneracion electrica, por tanto, no es sino una aplicación adicional de todo lo anterior al lograr combinar las energías térmicas de gas y vapor para realizar un doble proceso generación electrica. De hecho se podría considerar un fenómeno inverso al comentado puesto que es la energia calorífica del proceso (obtenida del gas usada para la generación directa) la que se usa para crear vapor de alta presion y el ciclo térmico correspondiente, y la energía para mover el segundo alternador.
Libro sobre Cogeneracion
Del libro destacaría su fácil y amena lectura para gente que cuente con formación técnica en física y termodinámica. En mi caso personal supuso la oportunidad de especializar mi formación hacia un campo que como se ve en la actualidad es la forma de energía no renovable con mayor ratio de crecimiento.
Como en anteriores entradas de la sección se mostrará el título de los principales capítulos del libro y los pasajes más destacados a juicio del autor del blog.
C1. Conceptos Termodinámicos
«Energía Utilizable o Exergía
Es el trabajo máximo que puede realizar un sistema, en unas condiciones termodinámicas determinadas, que tiende, mediante una transformación reversible a su estado de agotamiento.
El estado de agotamiento de un sistema termodinámico que sólo intercambia calor con el medio circundante se consigue cuando las condiciones termodinámicas del sistema se igualan a las condiciones termodinámicas del medio exterior, por lo que no puede haber más intercambio térmico y se el sistema definido se confunde con el medio circundante….»
C2. Ciclos Termodinámicos para la Cogeneración
«Ciclo Rankine
Existe otro ciclo termodinámico llamado de Rankine que es el ciclo básico de las turbinas de vapor donde el combustible, o el aporte energético primario, no actúa sobre la máquina en sí sino a través de un fluido cuya entalpía ha sido elevada por la oxidación violenta de un combustible con su respectivo comburente…..»
C3. Turbinas a Gas
«Se trata de un sistema termodinámico abierto. La turbina de gas es una turbomáquina térmica cíclica motor y está constituida por un compresor para el aire comburente, una o varias cámaras de combustión y una turbina accionada por los gases calientes procedentes de la o las cámaras de combustión.
Recordando su ciclo termodinámico vemos que el trabajo ideal es una expansión isoentrópica y que el aporte energético se realiza a presión constante.
Es condición, pues, que en todas las turbinas de gas el combustible entre en la cámara de combustión a la misma presión que el aire comburente…..»
C4. Turbina de Vapor.
«GENERALIDADES
Las turbinas son los elementos motores más antiguos que existen después de la tracción animal. Podemos hacer memoria recordando los molinos de viento y los molinos de agua. Actualmente la energía eólica está proliferando vertiginosamente.
Es por tanto una tecnología ampliamente probada y experimientada y, aunque las turbinas de gas son mucho más delicadas, pues giran a un gran número de revoluciones por minuto, entre 3500 y 25000 ropm, se puede comprender la complejidad técnica que eso supone, pues cualquier desequilibrio en la masa de giro da como resultado que el vector momento cinético se desvíe del eje de giro provocando enormes tensiones sobre los cojinentes de rodamiento…..»
C5. Calderas de Recuperación
«Dejando a un lado las elucubraciones, pasemos a definir las calderas de recuperación. Existen dos tipos:
Pirotubulares. piro viene del griego y significa fueto, lo que significa que el fuefo, o mejor dicho, los homos calientes pasan por tubos que están sumergidos en agua y por radiación calientan ésta hasta la vaporización recalentando luego ese vapor hasta las condiciones de presión y temperatura de diseño de la caldera……»
C6 Motores
«Parámetros característicos de un motor alternativo o de combustión interna.
A partir del diagrama real de indicador de la máquina puede establecerse el trabajo indicado como suma algebraica de las áreas delimitadas por dicho diagrama …..»
C7 Ciclos de la Cogeneracion
«Ciclo Combinado
La planta de ciclo combinado es una optimización de la de ciclo simple con la instalación de una turbina de vapor de contrapresión, ya que los gases de la turbina se encuentran a una temperatura suficientemente elevada para producir vapor sobrecalentado a alta presión.
Esa mejora, en general, producen un incremento en la energía electrica generada que puede compensar la extrainversión derivada de la instalación de una caldera de alta presión, la turbina de vapor y la necesidad de un tratamiento de agua más riguroso que en la planta de ciclo simple ……
C8. Control y regulación de los Sistemas de Cogeneracion
«Sistemas de control tradicionales
Los sistemas de control tradicionales, basados en la electrotecnia discreta e integrada y con un componente básico principal, el amplificador operacional, permiten realizar funciones de control generalmente puntuales, de control con unos o pocos parámetros simultáneamente. El principio básico y más difundido es el de controll PID o Proporcional, Integral, Derivativo en el que, por medio de la medida del parámetro a controlar, y su comparación con una referencia, se genera una señal de error que actúa sobre el regulador constituido por amplificadores operaciones y …..»
C9. Dónde se puede instalar un sistema de cogeneracion
«Empezando por los sectores más primarios en la cadena industrial como son:
Minería y extracción: en esta actividad el consumo de energía térmica se destina principalmente al secado de los minerales extraídos utilizando la técnica de atomización principalmente.
La curva de demanda energética diaria es bastante regular y es una actividad de más de 75000 horas / año de utilización energética. …..»
C10. Proyecto de Cogeneracion
«Estructura del Proyecto
Debe constar de una memoria técnica donde se describa el punto de enfoque elegido. No debemos olvidar que se trata de un proyecto, son sus particularidades que lo diferencian de otros.
Así nuestro proyecto constará de
Memoria técnica
Pliego de condiciones
Cálculos justificativos
Planos y esquemas
Estado de mediciones
Presupuesto
C11. Cálculo simplificado de la rentabilidad d una instalación de cogeneracion
«La entrada en el diagrama se realiza por el gráfico de rendimiento en el que se debe determinar, en primer lugar, la relación calor / electricidad de la instalación cogeneración, para lo cual se necesita un pequeño esquema de la instalación de cogeneracion en el que se está pensando y donde se refleje en unidades coherentes:
El consumo total de combustible (suma de los distintos consumos de combustible en todos los equipos de la instalación de cogeneracion: motor, caldera de recuperación, ….)
Anexos
Anexo I. Marco legislativo de la Cogeneración
Anexo II. Breve historia de la Termodinámica
Anexo III. Casos Prácticos
ANexo IV. Protecciones Eléctricas en Plantas de Cogeneración
Anexo V. Tablas
Tras el resumen comentaros que este libro de cogeneracion electrica no llega a las 300 páginas por lo que añadiría ese factor (su accesible tamaño) como una ventaja más para su lectura.
Finalmente y como es habitual en todas las entradas de boletín se os entrega este tutorial sobre
Electrostática y Magnetismo,
concretamente sobre las unidades usadas para la medida de sus magnitudes, empezando por su descripción en el sistema cegesimal (CGS), ya prácticamente en desuso, y finalizando tras esa contextualización con el detalle de las mismas en el sistema internacional de medida (SI).
Despedirme deseándoos un feliz final de mes de Mayo y buena entrada de Junio.
Una gran demanda en nuestro trabajo en ingeniería de mantenimiento es la optimizacion de bases de datos, algo que se torna en prácticamente obsesivo en el sector cementero. Por ello no podía faltar un post que orientara sobre este proceso con el detalle de ciertas particularidades de nuestras plataformas software, y la particularización a algunas de las más usadas.
Como en el resto de entradas de boletín tenéis un tutorial que se ubica al final del post. En este caso hablando sobre variable compleja, algo que os permitirá ampliar vuestra base de ingeniería para futuros procesos de I+D o desarrollo.
¿Porqué el Sector Cementero?
Desde luego si os fijáis en las entradas de esta etiqueta veréis que la mayor parte de ellas ya se orientan hacia las bases de datos, electrónica y software. En realidad cualquier intento de mejora en este sector pasa por la optimizacion del acceso y tiempo de tratamiento en estas plataformas de información.
Las características del proceso productivo en este sector obligan a ello puesto que:
Existen equipos críticos con baja velocidad de giro, algo que incrementa los tiempos de inspección y mantenimiento.
Existe un fuerte stress ambiental, con elevadas y severas medidas de seguridad para los trabajos de campo.
La deficiente mantenibilidad de ciertos equipos pone en entredicho ciertos aspectos de optimizacion relacionados con el mantenimiento predictivo.
Las plantas tienen un gran número de activos, cuestionándose la rentabilidad de un amplio personal dedicado a labores de inspección y mantenimiento planificado.
El elevado tamaño de las bases de datos puede exigir de espacios excesivos para backup en servidores.
Planteamiento del Proceso
Cuando se configuran bases de datos, en el contexto de un mantenimiento predictivo, es habitual usar modelos o plantillas predefinidas por el software, que son válidas para cualquier industria. Sólo la práctica con las rutas de mantenimiento: con la particular habilidad de cada inspector, y con la casuística del día en el sentido de retrasos en firma de permisos, eventualidades del proceso o eventos inesperados dentro de la actividad reglada de cada persona, puede aportarnos una idea de las necesidades reales que podamos tener para esta optimizacion.
Y una vez implementada las bases datos resulta harto complejo un proceso de optimizacion, por cuanto requiere un dominio avanzado tanto de las técnicas utilizadas como de las plataformas software utilizadas y la morfología de sus tablas y registros.
Por ello suele requerirse el asesoramiento de un consultor experto en bases de datos y en el sofware utilizado.
Para un buen soporte al trabajo de este experto se deberían planificar:
Días de trabajo sin acceso a la plataforma
Es habitual que la planta no use a los técnicos que manejan el software en otros menesteres, y dediquen buena parte de su tiempo a observar el proceso de optimizacion de bases de datos realizado por el experto. Esto no reportará ningún beneficio futuro a la compañía puesto que se trabaja típicamente contrarreloj y, en muchos casos, existen elevados tiempos de espera (procesos automáticos en bases de datos) que son habitualmente utilizados para preparar el informe final de trabajos.
Un adecuado funcionamiento de los sistemas de copia de seguridad.
La elevada responsabilidad de las plataformas de mantenimiento predictivo obliga a realizar copias de carácter diario, si bien no resulta tan automático el acceso a los archivos de backup.
Ello suele deberse a una excesiva burocratización de los accesos y permisos, algo que resulta difícil solucionar sobre la marcha habiéndome visto obligado en ciertos de mis trabajos a llevar mi propio sistema de soporte a fin de evitar perder los cambios realizados en cada jornada.
Contemplar la posibilidad de un día adicional de formación.
Esta jornada debería plantearse como un must por cuanto la optimizacion realizada se notará en el día a día de operadores e inspectores de mantenimiento. Además puede requerirse como parte del proceso un cambio en los procedimientos habituales de trabajo.
En estos casos y debido al diferente enclave administrativo de la formación o el soporte técnico puede resultar imposible la sesión formativa, pudiendo sustituirse por un completo informe o dossier de trabajos.
Pero el meollo de la entrada es la lista de
Trucos para la Optimizacion de Bases de Datos,
tratando de aportar algún ejemplo vivido en mi experiencia como consultor en estos procesos:
Conocer el Sistema a Optimizar
Parece algo obvio, pero pueden aplicarse ciertas mejoras que no tengan sentido por antigüedad o incompatibilidad con el sistema. Pensemos que en Mantenimiento, y en España en concreto, existen plataformas software-hardware con un importante desfase temporal en cuanto a la fecha de su implantanción, pese al importante filtro que supuso el efecto 2000.
Ejemplo1
Cuando tratas de optimizar bases de datos de vibración, y el software existente ofrece la posibilidad de adquirir 6400 líneas (16384 muestras en la forma de onda) mientras que el hardware únicamente permite 3200 líneas. Ello mejora obviamente los tiempos de adquisición (reduciéndolos) pero puede no resultar óptimo cuando tratamos de recolectar señales dinámicas que requieren una elevada precisión como:
Reductoras de potencia, Motores eléctricos de 2 polos, equipos donde coexistan frecuencias de excitación con un bajo delta entre ellas (accionamiento por correas, centrífugas, ….).
Ejemplo2
Acceder a un proceso de optimizacion a un sector en el que no has tenido mucha experiencia como usuario de las bases de datos, desconociendo la posible organización de equipos, jerarquías y dependencias y las configuraciones allí establecidas.
En el sector alimentario la potencia media de los motores es inferior a los existentes en el cementero, algo que implica una distinta configuración de medidas, tiempos de trabajo y requerimientos de almacenamiento.
Categorizar los eventos de la Optimizacion de Bases de Datos
En una base de datos en la que existen 500 activos y más de 25000 registros es conveniente categorizar los eventos del proceso. Se recomienda listar primero aquellos de mayor alcance y continuar con los de menor.
Es conveniente realizarlo al inicio del trabajo apoyándonos en algún listado resumen. Nos ayudará a una mejor organización de tiempos, un mayor control del trabajo realizado y una menor frustación ante incidencias en la respuesta del software.
Ejemplo1
En una base de datos de vibracion la parte de configuración de filtros electrónicos resulta fundamental, pues limita la capacidad de análisis del sistema, por encima incluso del punto o sensor utilizado para la medida; no suele ser una tarea que implique demasiado tiempo. Así recuerdo haber visto varios sistemas antiguos donde la frecuencia de corte del filtro dependía de la configuración de cada medida (frecuencia máxima, número de líneas), resultando que en algunos casos se estaba filtrando (atenuando) la vibración a la RPM de la máquina, típicamente la más elevada.
Debido a que es un proceso rápido y que lleva poco tiempo, realizarlo en primer lugar puede aportarnos confianza y un soporte ante problemas futuros en labores de mayor dedicación en tiempo y recursos.
Ejemplo2
En ultrasonidos resulta fundamental cargar las alarmas al adquisidor para poder realizar un más detallado análisis en campo, si es que estos umbrales son superados. Ello exige su configuración previa en las bases de datos y un conocimiento detallado de cada histórico. El tiempo requerido para ello es elevado, y caso de encontrarse deficiencias en ese sentido se requerirán elevados tiempos y bajos procesos de automatismo en la optimizacion.
Como lleva mucho tiempo olvidar otros aspectos que pueden quedar incluso sin configurar ante la importancia de las alarmas.
Buscar la Eficiencia
Gran parte de los procesos de optimizacion de bases de datos pueden llevarse a cabo de varias maneras; sería ilógico no elegir el camino más corto para cada uno de ellos. Esto exige analizar, generalmente offline, la arquitectura y funcionalidades del software y adecuarla al proceso a seguir con el sistema en análisis.
No elegir el camino correcto es generalmente algo irreversible y puede llevarnos a dilatar tiempos, e incluso llegar a cometer errores.
Ejemplo1
En la optimizacion de bases de datos vibracionales es conveniente usar el campo de ubicación para identificar el código de cada posición de medida en el sistema. Pese a ello ciertos sistemas no diferenciaron la dirección de medida dentro de este campo sino en otro de la base de datos; ello generó errores en la toma de lecturas con una familia de colectores de datos lanzada al mercado en el año 2001.
Así se hubo de cambiar este campo que aparece en todos los equipos de las bases de datos, siendo posible la búsqueda y cambio por campos lógicos «Like» y «Not Like». El primero de los criterios realiza la búsqueda de una manera más rápida por encontrarse los criterios de búsqueda al inicio de la palabra (no así en el Not al final del texto).
Esta elección redujo notablemente las modificaciones a realizar que superaban en cada caso los 9000 registros del sistema.
Ejemplo2
Las bases de datos organizan sus registros jerárquicamente para un organizado acceso a la información; el acceso a cada registro debe realizarse con criterios de búsqueda o selección propios. El uso de otros criterios, quizás más lógicos y estéticos, puede ralentizar el proceso e incluso bloquear el ordenador.
Cambiar el valor de una alarma es posible en un software de predictivo, si bien puede realizarse por el código de máquina o ubicación (ilógico y lento) o bien por el nombre y severidad dado a la alarma en el sistema (lógico y rápido). Muchas veces no dedicar tiempo a conocer cada configuración lleva a tomar la primera opción, más automática e intuitiva pero menos eficiente.
El consultor debe analizar los campos que le ofrece el software para realizar sustituciones de registros con coherencia jerárquica y organizativa.
Hasta aquí la que se podría denominar como
Trilogía de Tips en la Optimizacion,
pudiendo existir alguno más pero que seguro puedes incluir en alguno de los 3 anteriores. Como ejemplo de ello estaría:
Uso de una nomenclatura adecuada y funcional, que se incluiría dentro del tip de búsqueda de la eficiencia; así, es recomendable usar códigos nemotécnicos o identificativos de cada campo o coherentes con el modo de codificar en planta, aunque esto muchas veces es más una cuestión de imagen.
Los 3 tips van de más a menos siendo el primero el de mayor importancia como puedes ver en el siguientes gráfico:
Finalmente te adjunto el
Tutorial
sobre Variable Compleja, muy utilizada en el campo de la Electrotecnia. En este caso el documento finaliza con la derivación compleja,pero aporta un listado resumen con las propiedades y teoremas más utilizados en esta formulación matemática.
Esperando que la entrada y tutorial del boletín sobre optimizacion de bases de datos te haya resultado de utilidad me despido hasta el próximo número. Cordiales saludos.
En esta entrada comentaremos uno de los foros seguidos en los enlaces del portal, concretamente uno sobre la posible inserción del mantenimiento planificado en la gestión de proyectos. Asímismo se os entrega un breve tutorial sobre la derivada que seguro os resulta de utilidad.
Se transcriben las
Entradas del Foro
sobre Mantenimiento Planificado, para al final del artículo mostrar los comentarios del autor:
Foro1
¿Cuál es la diferencia entre planificación de proyectos y mantenimiento planificado? ¿Se trata de dos asuntos diferentes?
Foro2
La planificación de trabajos de mantenimiento se convierte en un caso de gestión de proyectos en ciertas ocasiones por el consumo de tiempo y dinero.
Esto se produce frecuentemente en grandes paradas, trabajos de remodelación, nueva construcción o instalación de nueva maquinaria.
También cuando se precisa el uso de herramientas especiales, equipos auxiliares y mano de obra multidisciplinar por la necesidad de estimar plazos y costes para la entrega final, debiendo estimar también los intervalos en los que debería moverse cualquier desviación sobre lo inicialmente estimado.
Foro3
Foro1, planificar es ejecutar el trabajo, teniendo en cuenta todas las posibles irregularidades, definición de documentación, sequencia, requerimientos de materiales y recursos, ….
Por tanto, gestión de proyectos y mantenimiento planificado pueden resultar similares, pero con la diferencia fundamental que el primero es un trabajo más especializado con una clara definición de objetivos, duraciones y costes.
Piensa que en Mantenimiento es difícil una certera definición de objetos, duraciones y costes fundamentalmente cuando hablamos de correctivo; únicamente grandes paradas podrían tener esa consideración de proyecto.
Foro1
La pregunta planteada al foro es como plantear sinergias o realizar un adecuado ajuste de mantenimiento planificado en las diferentes fases del proyecto teniendo en cuenta la ubicación de las actividades de mantenimiento en el área de producción.
Foro4
Quizás un análisis RCM en la fase de proyecto fuera una buena herramienta de enlace. Aunque Foro1 creo que tu planteamiento es cómo introducir el mantenimiento programado en la fase de comissioning, aprovechando el conocimiento adquirido en otros procesos similares, y contando con la participación de producción.
Foro1
No es precisamente esa la cuestión sino ¿porqué ciertas empresas entran en la fase de producción sin una clara definición de un programa de mantenimiento planificado?
Foro5
Foro1, nosotros sí incluimos el desarrollo del mantenimiento programado en la planificación de proyectos en las fases de expansión o instalación de nuevos equipos. Nuestra labor consiste en aportar los recursos a la parte de proyectos en el sentido de personal con capacidad para realizar inspecciones y verificación de instalaciones.
Además gestionamos que ese mismo personal incluya toda la documentación de repuestos, manuales de operación dentro del proyecto del mantenimiento programado, algo que garantizará un menor tiempo de entrega de cualquier trabajo de mantenimiento futuro.
Foro1
A mi modo de ver un proyecto normalmente tiene más sustancia, duración y complejidad, por lo que necesita de herramientas de análisis para definir el camino crítico. Por ello:
Se manejan más largos plazos de entrega (1-2 meses)
Existen continuas actualizaciones.
Se usan avanzados medios para su seguimiento y control de costes (centros de costes, diferentes áreas implicadas).
Por el contrario un mantenimiento planificado presenta un alcance / tamaño más reducido, con un horizonte temporal no superior a la semana, y con el uso de personal fuertemente especializado.
¿Proyectos y Mantenimiento?
Es entendible el planteamiento del foro puesto que en muchos sectores mantenimiento es un área de soporte o staff, sin una entidad propia para la ejecución o realización de proyectos, incluso incluirse dentro de los flujos de comunicación que se establecen en este tipo de trabajos de ingeniería.
Quizás la propia
Definición de Proyecto
aporte algo de luz a los participantes en este foro de mantenimiento planificado:
Definición1
Se trata de la aporta por la RAE en una de sus múltiples acepciones:
«Conjunto de escritos, cálculos y dibujos que se hacen para dar idea de cómo ha de ser y lo que ha de costar una obra de ingeniería»
Se trata de un planteamiento ciertamente restrictivo puesto que lo limita al concepto de obra, que no es sino la concepción clásica y tradicional del proyecto.
Definición2
Aportación de David I. Cleland y William R. King (System, Analysis and Project Management):
«Combinación de recursos, humanos y no humanos, reunidos en una organización temporal para conseguir un propósito determinado»
Es obvio el mayor calado de esta definición que plantea la ingeniería como un medio para el logro de un fin determinado, además de la necesaria combinación de recursos para ello.
Definición3
Suma y resta de las anteriores, y otras; quizás esta sea la más adecuada que haya encontrado el autor de este blog:
«Combinación de todos los recursos necesarios, reunidos en una organización temporal, para la transformación de una idea en realidad»
En ese sentido la función mantenimiento garantiza la continuidad y disponibilidad de la función poductiva, y se ha de entender como uno de los recursos que persigue la empresa de transformar un producto en un bien de valor para la sociedad. Si bien se ha de matizar el carácter de necesario, pues no siempre es preciso mantener, en el sentido estricto de la palabra, todo activo industrial.
Como se comenta en los diferentes enlaces del blog se ha de valorar el
Coste de Oportunidad
(o inoportunidad) de la actividad de mantenimiento planificado frente al hecho de dejar al fallo un equipo basándonos en las diferentes consecuencias de su aparición:
Económicas.
De producción.
Medio ambiente.
Otros, ….
Dentro de la parte técnica la
Gestión de proyectos <> Mantenimiento Planificado
en su mayor alcance, siendo este un concepto que incluye muchos de los temas planteados por los participantes en el foro:
Horizonte temporal
Áreas o conocimientos implicados.
Herramientas de planificación y gestión necesarias.
Si bien la pregunta planteada por Foro1 hace referencia fundamentalmente a la posible integración del mantenimiento planificado en los diferentes hitos de un proyecto. Un planteamiento general resulta complicado en este sentido puesto que más allá de la obligatoriedad de incluir al mantenimiento en la fase de explotación del funcionamiento de una planta u organización industrial, nada obliga a su posible inclusión como un hito más del proceso.
Un planteamiento más particular consistiría en contextualizar la
Integración del Mantenimiento Planificado
en función del tipo de proyecto.
Así, se distinguirían:
Grandes Proyectos de Inversión.
Se trata de estudios relacionados con aspectos de viabilidad desde el punto de vista de demanda y costo, y se desarrollan fundamentalmente en el área de empleo, desarrollo regional, demografía y recursos humanos.
En estos casos
Mantenimiento aparecería como un recurso dentro de los hitos y flujograma del proyecto, debiendo mantenimiento planificado optimizar el uso de recursos con muchos de las herramientas aportadas en el blog.
Instalaciones y Plantas Industriales.
Es el más amplio y popular de los tipos de proyecto, e incluye la programación, hitos y recursos para la puesta en marcha de una instalación o planta industrial. Es habitual su clasificación por el tipo de industria o proceso:
En este caso:
Mantenimiento Planificado no aparece como un recurso necesario dentro de los hitos del proyecto, debiendo ser en la fase de explotación cuando se planteen las actividades para su implantación.
Líneas y Unidades de Producción.
Diseñar e instalar líneas y unidades de producción puede tratarse igualmente de una actividad objeto de proyecto. A diferencia de los anteriores el proyecto debe entender la mantenibilidad de las instalaciones como requerimientos para un adecuado futuro mantenimiento planificado de las mismas.
Por ello:
Mantenimiento Planificado no entra como actividad en el proyecto, pero sus criterios para una óptima mantenibilidad se usarán en la fase de diseño de equipos para la línea de producción.
Máquinas, equipos y sus elementos. Prototipos.
De igual manera que en el caso anterior el diseño de máquinas y prototipos debería incluir criterios relacionados con el mantenimiento planificado como la fiabilidad entendiendo esta como la probabilidad de fallo en un instante determinado, que debería ser maximizada.
Es decir:
Mantenimiento Planificado no es un hito, pero sí se ha de pensar en reducir el número de sus intervenciones aumentando la fiabilidad de los equipos.
Infografía Resumen
Resumiendo y ampliando lo anterior se ofrece la siguiente infografía resumen:
Y antes de despedirme hasta el siguiente boletín aquí tenéis este
Tutorial
sobre derivadas, que seguro os resulta de utilidad por su amplio uso en el mundo de la ingeniería.
Ya sabéis que podéis subscribiros a los boletines del portal desde el menú lateral del blog. Hasta la próxima entrada.
Gestionar un programa de analisis de lubricacion es una tarea que también puede considerarse ingeniería de mantenimiento, pese a que se trate de una labor fundamentalmente de carácter administrativo. También se presenta un tutorial sobre el movimiento armónico simple, al final del artículo.
¿Administración o Ingeniería?
Los programas de analisis de lubricacion se han de integrar en una estrategia predictiva global, si bien con la particularidad de no poder gestionarse independientemente por cuanto sobre el aceite no se puede aplicar el diagrama de actividades de nuestro portal, en parte porque el lubricante sirve de elemento de atenuación del resto de fallos analizados por otras tecnologías (vibración, ultrasonido, …).
Por otro lado, aplicar cualquier algoritmo markoviano para la planificación de mantenimiento resulta poco menos que imposible, por cuanto no existen probabilidades de fallo asociadas a la lubricacion, más allá de las asociadas a una posible degradación de la misma. Ello implica que sus períodos de chequeo deban consesuarse con:
el resto de analisis realizados
nuestros presupuestos de mantenimiento
la casuística de cada industria o sector
Un ejemplo sería el sector alimentario donde en el contexto de gestion de contratos se nos indicaban períodos de chequeo mínimos para la toma de muestras, que en aquel caso era cada 3 meses entrando en consideración diferentes aspectos como:
criticidad de los activos
tamaño y potencia de las cajas de cambios
características de los sistemas de lubricacion y repuesto
Pero lo habitual es encontrarnos con situaciones donde debamos ingeniarnos algún período de chequeo, para lo que seguro os ayudan esta serie de recomendaciones para una adecuada gestion en el contexto de empresas o industrias que no dispongan de laboratorio propio de analisis de lubricacion.
Gestión del Programa de Analisis de Lubricacion
Con el planteamiento anterior, la empresa usuaria del mantenimiento predictivo habrá contratado un proveedor de analisis de aceites que recibirá sus muestras, servicios por los que cobrará típicamente de manera unitaria, siendo estas las mejores prácticas para una óptima gestión, a las que adorno con algún ejemplo real:
Considerar Períodos de otras Tecnologías
Parece una obviedad pero teniendo en cuenta todo el contexto anterior la libertad resulta absoluta, y por ello se puede pecar de cierta arbitrariedad en su definición. Se ha de pensar en que las recomendaciones del analisis de lubricacion se incluirán en el resto de informe de salud de activos, y que en muchos casos se cruzarán las recomendaciones con otras tecnologías.
Por ello desde el punto de vista de la trazabilidad de las medidas y recomendaciones, es casi obligado hacer coincidir el analisis de lubricacion con la fecha de inspecciones de ultrasonido y vibración.
Ejemplo
En el programa de la entrada informe de analisis se decidió realizar tomas trimestrales de aceites coincidiendo con las medidas programadas de vibración y ultrasonido tomándose las mismas en las paradas de los bastidores de ósmosis para preventivos de limpieza (se tomaba el aceite del depósito de grupos de bombeo).
Tener en cuenta Plazos de Entrega
Es habitual que los plazos de entrega puedan incrementarse o descontrolarse en servicios realizados con proveedores por mucho que estos estén implicados e impregnados de nuestra filosofía empresarial. Ello puede implicar tener que enviar muestras 1 o 2 días antes de las medidas de otras tecnologías.
Ejemplo
Los informes de aceites, en el caso de contratos para la automatización comentado con anterioridad, retrasaban el envío del informe global entre 2-3 días en promedio.
Integración del Conocimiento de Proveedores
Nuestro proveedor de servicios de laboratorio en analisis de lubricacion nos exigirá cumplir ciertos procedimientos para un adecuado seguimiento y documentación de sus informes y facturas, por ello se ha de aprovechar este conocimiento, específico por la naturaleza del servicios, y usarlo como propio tanto en la toma de muestras como en el reporte final.
Este hecho, a priori poco ético, permitirá afianzar y reforzar vínculos con nuestro proveedor especializado algo ventajoso para ambas partes.
Ejemplo
Los proveedores de servicios de analisis de aceite exigen completísimas fichas de detalle para cada muestra y factura; por ello el uso de esos datos mejorará nuestras capacidades para la gestion de alarmas o para el diseño o procesos de mejora de fiabilidad.
Investigación y Desarrollo
El laboratorio de analisis de lubricacion y sus conclusiones han de considerarse una estrategia más dentro de nuestra estrategia de automatización de procesos. Por ello integrar los datos y conclusiones en nuestras plataformas de gestión de la información debe ser una obligación, para lo que hemos de apoyarnos en nuestras áreas de I+D, y en las características de nuestro software y tecnología.
Ejemplo
La mayor parte de los software de gestión predictivo no permite integrar las medidas de analisis de lubricantes de una manera automática en sus registros; por ello se precisa de usar patrones para la importación de datos o incluso la entrada manual de los mismos. Por ello el desarrollo ulterior de estas plataformas debería incluir fixes o parches que mejorarán o ampliarán estas capacidades.
Adecuar formatos de Informes al Laboratorio
Los informes técnicos de analisis de lubricacion que envían los laboratorios suelen ser bastante estéticos y aparentes. Su inclusión en nuestros reportes, bien en forma de pantallazos o adjuntos, ampliará su contenido técnico, alcance mejorando nuestros procesos internos de comunicación y transmisión de conocimiento.
Ejemplo
La nube es el futuro como elemento de transmisión de la información y conocimiento. De hecho son muchas las empresas que usan arquitecturas ethernet para subir informes de condición y comunicar incidencias y alarmas predictivas. En ese contexto se han obtenido importantes éxitos colgando el archivo PDF que envía el laboratorio como un adjunto dentro de la ficha de cada equipo incluido en predictivo.
Hasta aquí esta serie de recomendaciones para
Mejorar el analisis de lubricacion,
que a nivel de gestión mejorarán la imagen y comunicación de tu empresa y área de predictivo.
Aunque no se trate de una actividad relacionada directamente con la Función Mantenimiento (garantizar la Continuidad de la Función Productiva) sí tiene importancia a nivel de costes en cualquier organización la gestion de stocks. En el artículo relato mis experiencias como gestor de un laboratorio de calibración en el Uso del sistema EOQ (lote económico).
Este artículo se publicó en el número de Octubre pasado en la revista Predictiva21.
La gestion de stocks parece algo cada vez menos necesario como herramienta de continuidad en la producción, máxime en el contexto de procesos productivos tipo Just in Time. Por otro lado, en Mantenimiento siempre precisa disponer de un cierto material en almacén, fundamentalmente en activos críticos, pese a que existen técnicas de Mantenimiento Predictivo que permiten su reducción a un mínimo.
Por tanto, seguro que como usuario del área de mantenimiento o producción puedes pensar que la gestion de stocks se trata de un tema en desuso. Pese a ello, no olvides que esta actividad es clave en procesos industriales continuos por el elevado nivel de stock existente en Materias Primas y Productos Terminados.
¿Qué es la Gestion de Stocks y el Modelo EOQ?
«Son las acumulaciones de material que forman parte del activo de la empresa cuya finalidad es facilitar la producción o satisfacer la demanda de los clientes»
El método EOQ (lote económico) permite realizar una adecuada Gestion de Stocks; en el caso relatado en este artículo se relata su uso en la optimización del Suministro de Materiales para un Servicio Técnico de Calibración.
En dicha área de se realizaban verificaciones de equipos con cierta periodicidad para comprobar que sus medidas predictivas entraban dentro de unas tolerancias preestablecidas. Estas verificaciones se realizaban por un técnico de laboratorio con dedicación de 4 horas diarias con una categoría profesional de Ayudante Técnico.
El laboratorio organizaba sus flujos mediante la metodología FIFO (First In First Out).
El trabajo del técnico consistía en:
Calibración
Verificación
Reparación
con unos tiempos de fabricación que se podrían considerar constantes, pese a variaciones derivadas de los cambios en circuitos electrónicos y ensamblajes que puedan existir en el tiempo de implantación del EOQ en ese laboratorio (10 años).
Los clientes del laboratorio no eran otros que los propios Departamentos de Ingeniería de Mantenimiento y Predictivo, que bien contaban con contratos para este servicio de calibración (en formato periódico) o bien enviaban los equipos tras alguna avería o error en el proceso de lectura.
Generalmente todo ello se incluía dentro de los Contratos Post Venta de Mantenimiento que garantizaban una Carga de Trabajo suficiente para el puesto de Técnico de Laboratorio.
En definitiva se plantea el siguiente sistema:
en el que se tratará de adecuar una Metodología de Ingeniería para la Gestion de Stocks.
Gracias a su implementación se conseguirá predecir la demanda de entradas, además de optimizar los costes derivados de cualquier proceso de almacenamiento previo a un proceso de transformación o reparación.
Para ello se usa la metodología EOQ (Economic Order Quantity) para la Gestión Económica de esas Cantidades en Almacén, empleándose como datos de entrada los tiempos medios de trabajo del tecnico de laboratorio y la demanda histórica de reparaciones y calibraciones en el taller.
Clasificación de los Modelos de Gestión
Cualquier modelización de estos procesos podría clasificarse en:
Determinista o No Determinista
Dependiendo del Grado de certeza que se tenga sobre cada uno de los escenarios futuros.
Único Artículo o Aprovisionamiento Conjunto
En función del número de unidades incluidas en la actividades de stocks.
Sin Restricciones o Con Restricciones
Existencia de restricciones en espacio o en número de unidades.
Sin Descuento o Con Descuento
Existencia de promoción(es) por número de unidades enviadas.
Variables de Gestion
Más allá de esa primera clasificación, en cualquiera de esos modelos las Variables de Gestión a Considerar serían:
Demanda sobre los Stocks
Pudiendo ser dependiente o independiente.
Costes de Inventario
Valorar su su importancia y comportamiento frente al número de unidades almacenadas.
Plazo de Reaprovisionamiento
Se debería evaluar su comportamiento estadístico y variabilidad.
Existencia de Limitaciones
Limitaciones en cuanto al número de unidades por envío u otros.
Política frente a la Ruptura de Inventario
Establecer como se reacciona ante escenarios de demanda diferida o perdida.
Horizonte Temporal
Obviamente se debe definir un escenario de validez del modelo planteado.
Caso de Gestion de Stocks en Laboratorio
En el caso del laboratorio el contexto y variables anteriormente planteados se concretan en:
La producción se limita a la reparación de un equipo (único producto) en un contexto determinista, pues ante cualquier Envío el Cliente contacta previamente con el Administrador del Laboratorio de Calibración.
Los Costes de Inventario son relevantes puesto que mientras que está produciendo pueden existir equipos en espera.
Existe demanda dependiente(componentes electrónicos usados para la reparación de equipos) que el tecnico y administrador gestionan en base al número de equipos existentes.
Es relevante el coste por la ruptura de stocks pues caso de no garantizar el suministro en la fecha concreta se pueden generar daños importantes al área de mantenimiento y producción del cliente.
El horizonte temporal es infinito pues se trata de una labor necesaria por cuanto cualquier medida con electrónica de control requiere de unos determinados niveles de precisión.
Costes a Gestionar
Ante ese escenario los costes a considerar en el modelo Lote Económico (EOQ) son:
Aprovisionamiento
En él se incluyen el coste de emisión y de pedido; la diferencia radica en que el primero no depende del tamaño del pedido (gestión administrativa), y sí el segundo (precio del embalaje).
Almacenaje
Dependiente igualmente del tamaño del pedido y tiempo de almacenaje. Se habrá de valorar en forma de coste de oportunidad, es decir en forma de Beneficio obtenido ante la alternativa de no tener almacén de productos.
Demanda no Servida
Se trata de la penalización en forma de demanda no servida, algo que podría ocurrir caso de no realizar este tipo de procedimientos de control de stocks.
Hipótesis Básicas
Con todo lo anterior y para este caso particular se admiten las siguientes hipótesis para la construcción del algoritmo:
El proceso continua indefinidamente. El taller pretende continuar con un modelo de negocio ya exitoso en la compañía.
La demanda es continua a tasa constante D. Este valor no es sino la tasa de fabricación de equipos del técnico de laboratorio.
No se consideran restricciones.
El plazo de reaprovisionamiento es conocido y constante pues el tiempo de envío por mensajería del equipo a calibrar es conocido (2 días típicamente), además de instantáneo dado que una vez recepcionado por el administrador este se ubica de manera inmediata en el almacén de productos.
No se permiten roturas de stocks. El coste de la demanda no satisfecha es inasumible por parte de la oficina de calibración, no tanto a nivel económico sino de imagen y calidad ante el cliente, pues la propia existencia del laboratorio se basa en la necesidad de una elevada precisión en las mediciones de mantenimiento predictivo.
No existen descuentos por cantidad. En todo el tiempo (10 años) de vigencia de este modelo no se planteó esta posibilidad por cubrirse siempre los objetivos de facturación. Por otro lado, el técnico de laboratorio aportaba mano de obra experta (electrónica) en otras cuentas estratégicas: proyectos de monitorización online.
En el modelo se hablará indistintamente de Pedido o Unidad de Producto (los clientes envían unidad a unidad a calibrar en el 95% de las situaciones), siendo las Variables Matemáticas:
Coste de emisión (CE), cuantificado en unidades monetarias por pedido emitido (u.m./u.p.)
Coste de almacenaje (CA), expresado también en unidades monetarias por unidad de producto (u.m./u.p.)
Precio de venta del pedido (p) en almacén, cuantificado en unidades monetarias por unidad de producto (u.m./u.p.).
Análisis Cualitativo
En definitiva el modelo cualitativo plantea:
“Un taller de calibración que demanda a un ritmo constante (D) de un almacén de equipos electrónicos situado en su misma localización.
Si el almacén no cubre esa carga de fabricación se tendrá demanda no satisfecha (técnico desocupado), y un cliente del área de mantenimiento predictivo sin equipo para la Medida de de sus Activos Críticos.
Por otro lado si el almacén presenta un exceso de equipos se generarán costes directos elevados”
Gráficamente:
Eje X Tiempo, Eje Y Cantidades de Producto.
La pendiente de la recta (relación Y-X) es la velocidad del técnico en la Reparación
En él se puede ver que los niveles en stocks pasan de estar una cantidad inicial Q a 0, para luego reponerse el producto.
Análisis Cuantitativo
El coste directo de la política temporal mostrada con anterioridad es el siguiente:
Primer Sumando (p*D)
El primero de los términos p*D representa el coste de aprovisionamiento del material en almacén, y es obtenido multiplicando:
p (precio unitario de adquisición)
Q (tamaño del lote en almacén)
D/Q (demanda / tamaño del lote en almacén)
Segundo Sumando (CE*D/Q)
El segundo término representa el coste de emisión del pedido, que representa gastos en compañías de distribución y trámites de carácter administrativo.
Tercer Sumando
El tercer término muestra el coste de almacenaje medio y se obtiene multiplicando el unitario por el número de unidades promedio en almacén en el período de reaprovisionamiento (T).
Q/2 = (área de cada triángulo promediado en T horas)
Este es el modelo más adecuado para representar la hipótesis planteada, pese a que existen otros:
Consumo simultáneo de materiales y fabricación de los mismos.
Modelos que plantean descuentos por cantidad.
Descartados por la previsión de facturación y demanda de calibración que existe en la empresa en base a la demanda histórica de la compañía.
Coste Óptimo
El modelo busca un óptimo de costes y cantidades determinar la cantidad óptima en stocks (un mínimo) para lo que se debe derivar la función anterior con respecto a la cantidad (Q) e igualarse a cero.
Representando Q* y CT* respectivamente las cantidades y costes totales óptimos para la política establecida.
Representación Gráfica del Óptimo
Gráficamente se ha encontrado una solución de compromiso entre 3 variables:
Coste de Emisión. Decreciente hiperbólicamente con la cantidad de producto (Q).
Coste de Almacenaje. Creciente linealmente con la cantidad de producto (Q/2).
Coste de Aprovisionamiento. Constante con la cantidad (Q) – Línea discontinua.
Cálculos Matemáticos
En este caso hablar de unidad de producto o pedido es similar puesto que cada producto será una orden diferente (no resultaría coherente con todo lo planteado que un mismo cliente se quedara sin dos de sus equipos de medida por cuestiones de calibración).
Los cálculos matemáticos se establecen con los siguientes datos de partida:
D, demanda del producto almacenado sería la tasa de fabricación del calibrador que sería (al trabajar solo por las tardes medias jornadas de 4 horas):
1 unidad de producto cada 4 horas (= 1 u.p./día)
p, sería el precio de aprovisionamiento del material a calibrar. En este caso se calcula como:
Hora / hombre del jefe de compras en trabajos administrativos (llamadas y ofertas):
1 hora / unidad de producto del jefe de compras.
Salario base de jefe de compras según convenio 1.691,07 €/mes.
Aproximadamente 10 €/ pedido
CE, sería el coste de emisión desglosado en las siguientes partidas:
Horas / hombre del jefe de compras para el contacto con la empresa que envía el equipo – transportista, desembalaje del producto, ubicación en almacén, ….:
1 hora / unidad de producto en llamadas al cliente, gestion de albaranes con el transportista, ….
Salario base de jefe de compras según convenio 1.691,07 €/mes
Total aproximado 10 €/pedido
Revisión del Material: buen estado, accesorios, ….
2 hora / unidad de producto
Total aproximado 20 €/pedido
Coste directo del Material para la reparación y calibración:
Semiconductores, Condensadores y demás componentes electrónicos
Total 200 € / pedido
CA (Coste de almacenamiento) ya se dijo que calculado como coste de oportunidad que en este caso se calcularía como el Beneficio obtenido por el taller de calibración caso de no disponer de un almacén de productos.
Alternativa 1: Sin almacén
En este caso dado que el tiempo de envío del material es de 48 horas (los clientes de mantenimiento no andan para envíos en 24 horas), caso de no disponer del almacén se tendría inactividad en el Técnico de Laboratorio 1 de cada 2 días.
Hora de un ayudante técnico 1.407,74 €/mes (jornada completa).
Total –70 €/pedido
Además no se facturaría un equipo de calibración en esa tarde de desocupación del tecnico.
Total pérdidas de –300 €/pedido
Uso del Técnico desocupado en otras labores del Área de Predictivo. Por ejemplo, manuales de formación pues es especialista en electrónica. Con este trabajo se compensaría la perdida horaria anterior pues los manuales de formación se cargan en la tarifa hora de cualquier curso de formación.
Total 70 €/pedido
Beneficios Alternativa 1: -300€
Alternativa 2: Con almacén
El técnico trabajaría su jornada habitual y se facturaría el equipo calibrado en esa jornada.
Hora de un ayudante técnico 1.407,74 €/mes (jornada completa).
Total 300 €/pedido
Beneficios Alternativa 2: 300 €
En definitiva, se tendría como CA el coste de oportunidad la diferencia entre ambos beneficios, es decir, 600 €/pedido.
Sustituyendo en la fórmula:
CE = 230 u.m. / pedido
D = 1 pedido / día
CA = 600 u.m. / día
Se obtendría:
Q* = 1 unidad de producto
Conclusiones
El modelo EOQ (lote económico) permite una cuidada aproximación a la gestion de stocks, permitiendo establecer un gran abanico de posibilidades y parametrizaciones en función de la casuística de cada planta o negocio.
Su uso puede extenderse más allá de la propia práctica de la ingeniería industrial como puede desprenderse de este caso histórico, pensando en la optimización de ciertos talleres u oficios tradicionales donde todos los modelos de gestion usados se alejen de la metodología y la práctica ingenieril.
En esta entrada del boletín se hablará sobre ciertos aspectos a considerar para preparar un procedimiento para la realización de estudios de termografia infrarroja.
No se trata de algo habitual puesto que como tecnología de carácter más intuitivo que técnico, suele pensarse en la importancia de una adecuada cualificación del inspector o en la calidad de los equipos de medida, como los criterios prioritarios para la realización de inspecciones de termografia infrarroja.
Pero antes de nada introducir el tutorial de este número que trata sobre
Física Estadística,
rama de la ingeniería muy orientada a los fenómenos de transmisión de energía (como puede ser el caso de la termografia infrarroja) y que os introducirá sobre algunos conceptos clave para entender los choques moleculares y las variables físico-químicas que rigen su comportamiento. Espero te guste el PDF.
El procedimiento sobre el que vamos a hablar hoy seguro que interesa a cualquier empresa relacionada con
Servicios de Termografia Infrarroja.
Cualquiera de estas organizaciones busca encontrar una uniformidad en el modo de realización de estos trabajos de ingeniería, además de tratarse de un documento acreditativo de la calidad empleada en la realización de este tipo de servicios.
En el contexto indicado en la entrada gestion de contratos se nos exigía actuar como proveedores de trabajos de termografia infrarroja, siendo una condición la adecuación de nuestros procedimientos a los que la empresa que contrató nuestros servicios demandaba.
Por esa razón tuvimos que realizar una recopilación de los diferentes aspectos clave para la realización de este tipo de inspecciones e informes de mantenimiento predictivo.
Cuando se prepara un documento de este tipo es conveniente usar algún tipo de
Metodología de Trabajo,
puesto que existen varias variables a tener en cuenta, y todas ellas deben considerarse para la realización de este documento patrón.
En la actualidad existen muchos software que ofrecen apoyo para este tipo de trabajos como Mindjet u otros que te permitan establecer árboles relacionales y un adecuado esquema para el procedimiento deseado con todos los aspectos relevantes del proceso:
Equipos de medida y características mínimas.
Aspectos clave para una buena detectabilidad de fallos
Y un largo etcétera de conocimientos tanto técnicos como prácticos que incluir en un documento de como mucho 6 o 7 páginas.
Pero bueno, ya sabéis que el meollo de las entradas de boletín suele estar al final por lo que allá vamos con lo que serían los aspectos clave para la realización de un
Procedimiento de Termografia Infrarroja:
Analizar la Formación Requerida
Los planes de estudio y la formación de postgrado en mantenimiento es cada vez más variante y ecléctica, por lo que puede resultar conveniente establecer unos mínimos formativos para el inspector o gestor de cada inspección en termografia infrarroja.
Y en estos casos ya se sabe es conveniente ¡barrer para nuestra propia casa! exigiendo la(s) acreditación(es) que nuestra empresa ofrezca en ingeniería.
Determinar Equipos y accesorios necesarios
Seguro que no siempre se usan todos ellos, pero sí pueden tipificarse los equipos necesarios para cualquier inspección de termografia infrarroja debiendo delimitarse las características técnicas básicas mínimas para garantizar la calidad en los trabajos de mantenimiento.
Establecer criterios de Criticidad y Frecuencia(s) tipo de Mantenimiento
Pese a que formalmente existen métodos para determinar la frecuencia óptima en mantenimiento (Markov), pueden tipificarse los criterios para establecer la criticidad de los activos a controlar por termografia infrarroja.
¡Y también la frecuencia de inspección! pues realmente las probabilidades de error por termografía es realmente baja, y en muchos casos no se aplican metodologías de Markov para su definición.
Listar Aspectos generales para la Inspección por Termografia Infrarroja
Pese a que este pueda resultar excesivamente amplio, es conveniente listar aspectos clave para una buena detectabilidad por termografía:
Condiciones atmosféricas críticas
Condiciones de seguridad
Tiempos e inercias térmicas habituales para la toma de imágenes de calidad
Cargas requeridas para la inspección, ….
Determinar Elementos Clave para la detección de anomalías.
Obviamente no se manejan los mismos criterios para la detección de problemas en equipos mecánicos que eléctricos, o establecer aquellas posibles fuentes de perturbación para un adecuado proceso de documentación de fallos (condiciones ambientales, existencia de fuentes de calor, variaciones o condiciones de carga anómalas, ….).
Tipificar los equipos inspeccionables por termografía infrarroja
Ya se comentó en la entrada de tecnologias predictivas lo conveniente de saber qué técnicas son aplicables a nivel predictivo para cada tipo de equipo. En ese sentido la termografía no es una inspección y listarlo en un procedimiento patrón aumenta la trazabilidad y alcance del documento establecido.
¿Cómo documentar las anomalías?
Es conveniente determinar cuáles son los aspectos que permiten identificar documentalmente el punto de anomalía, algo de la que ya se habló en la entrada mantenimiento de cuadros eléctricos.
Es decir, poder establecer algún modo unívoco de identificación de cada equipo con anomalías y los factores usados en la detección:
ID
Temperatura ambiente
Emisividad, ….
Determinar Informe Patrón y Prioridades
Ya comentado suficientemente en la entrada indicada con anterioridad, informes de termografía, si bien aquí nos referimos a la parte de ingeniería relativa a establecer un documento y prioridades de actuación que permitan identificar las exigencias de mantenimiento para cada anomalía detectada en mantenimiento predictivo.
Bueno, pues hasta aquí la entrada de esta semana. Espero que haya resultado de utilidad para tu
Futuro en Mantenimiento Predictivo
que sin duda pasa por estandarizar procesos y trabajos con las diferentes técnicas de análisis, con el fin de poder establecer un conjunto de adecuadas y consistentes métricas para una gestión eficiente de nuestro área de mantenimiento.
La ingeniería de mantenimiento aplicada al Sector Papelero presenta una particularidad bastante significativa como se pone de manifiesto en la siguiente igualdad predictivo = programa de mantenimiento preventivo. Lo vamos a explicar a partir del análisis del histórico de fallos en un período de asesoría realizado con una de las empresas punteras del sector.
Como suele ser habitual en el blog se mostrará el sistema sobre el que se planteó este servicio de consultoria externa:
Industria Papelera Tipo
Pese a que existen multitud de tipos de papel, por la naturaleza del proceso existe un flujo continuo de conversión de Materia Prima en Productos Terminados.
En base a esa característica también se pueden generalizar aspectos como:
Características Proceso Productivo.
Prioridades en el Área de Mantenimiento Preventivo y Predictivo.
Idiosincrasia del Organigrama en el Departamento de Producción.
Todos los productos siguen la misma ruta de Producción.
Capacidad Productiva Definida, pocas posibilidades de Ampliación.
Elevado grado de Automatización y Tecnología.
Bajos niveles de stocks, salvo en Materias Primas y Productos Terminados.
Mano de Obra muy Especializada.
Existen áreas de servicios auxiliares pero son subsidiarias a nivel de criticidad en relación al proceso realizado en la máquina de papel.
Prioridades en el Área de Mantenimiento Preventivo y Predictivo
Muy en relación con lo anterior lo más importante en estos procesos productivos es garantizar:
Niveles elevados de Fiabilidad
Cualquier fallo por la propia naturaleza de la producción implicará una perdida completa de producción. Por ello se precisa garantizar un óptimo mantenimiento correctivo para lo que se precisa de formación y un nivel adecuado de personal, herramientas y tecnología.
Programa de Mantenimiento Preventivo.
Es decir, intervenir los equipos según un programa basado en calendario, pero para lo que ayuda indudablemente la existencia de un predictivo pues nos permitirá delimitar qué equipos se encuentran en buena y mala condición.
En definitiva:
«Los Diagnósticos de Predictivo se usan para mejorar y racionalizar los Programas de Mantenimiento Preventivo Industrial«
Organigrama en el Departamento de Producción
Ya se habló sobre estos aspectos en la entrada encuesta de mantenimiento, estudio también planteado a nivel sectorial, y en el que una de las preguntas era ¿de quién dependía el gerente de mantenimiento?. En el caso de la industria papelera el área de mantenimiento es un departamento de staff o asesoría de producción; ello significa que:
Gozan de bastante autonomía a nivel de procesos, procedimientos y metodologías. Por ello suelen elegir perfiles técnicos con formación versátil o generalista; en esta planta del estudio el responsable era ingeniero industrial mecánico.
No así a nivel presupuestario, puesto hay son claramente subsidiarios de producción si bien como área técnica sí pueden presentar una valoración de cada fabricante o proveedor de instrumentación y software.
Importancia de sus Informes Técnicos de Valoración en cualquier proceso de decisión dentro del Área Productiva.
Ello obliga a un correcto parametrizado técnico del programa de mantenimiento: alarmas, períodos de chequeo (algoritmos de markov), tipo de instrumentación, diseño de informes, establecimiento de prioridades, ….
¡Por esa razón precisaron de nuestra ayuda en ese Programa de Mantenimiento Preventivo!
Èn definitiva, la empresa contrató nuestros servicios para
Mejorar el Programa de Mantenimiento Preventivo
pero únicamente a nivel de aspectos de asesoría o ingeniería, no a nivel de compra de software/hardware puesto que contaban con un
Contrato de Soporte y Sistemas con SKF España,
división de operación autónoma que les ofrecía cualquier tipo de apoyo en el manejo y actualización del Sistema de mantenimiento. Someramente se puede decir que consistía en:
Analizador Microlog.
Prestigioso analizador de vibración, muy usado en industrias como la papelera pues ofrece unas grandes características de estanqueidad y fiabilidad de su electrónica.
Software Prism4
Software de seguimiento del programa de mantenimiento preventivo. Instalado en un puesto de trabajo desde el que se cargaban y descargaban rutas de medida.
Unidades Funcionales de Gestión de Mantenimiento, Oficina Técnica e Inspección de Mantenimiento
Se trataba de 3 unidades que dependían de la dirección de mantenimiento, con plena autoridad funcional, y sin comunicación horizontal entre ellas cuyas funciones respectivas eran Analisis de Fiabilidad, Proyectos y Medidas de Monitorizado de Condición.
Ellos sabían las lagunas de su sistema, que a groso modo eran:
No existía un analista predictivo en el área de inspección de mantenimiento. Figura necesaria en la medida que mejora la calidad de los diagnósticos, racionaliza rutas de trabajo y mejora la comunicación vertical con la dirección de mantenimiento (informes y protocolos de trabajo).
Uso inadecuado del Software de Mantenimiento Preventivo, por falta de tiempo y deficiente parametrización.
Falta de comunicación entre departamentos; querían mejorar su nivel de interacción pero sin crear jerarquias artificiales.
Pues bien se preparó un pack para el
Seguimiento del Programa de Mantenimiento Preventivo,
que se basó en las limitaciones presupuestarias trasladas a nuestro área comercial y a las necesidades técnicas anteriomente planteadas:
Envío de Resumen de Incidencias Semanales
Se envíaba un archivo con los datos más destacados filtrado por el área de inspección de mantenimiento y oficina técnica; el archivo se subía a un directorio ftp.
(El responsable de oficina técnica tenía certificación en vibraciones y filtraba las conclusiones planteadas por los técnicos del programa de mantenimiento)
(Mejora de Comunicaciones en Horizontal)
Reuniones Quincenales de Seguimiento
Asistencia del Consultor Externo con un paquete de medidas planteadas en base al trabajo con los envíos previos, grupo de trabajo con el software y documentación técnica primero (asistentes oficina técnica e inspectores), luego presentación de conclusiones a gestión de mantenimiento.
Informe/Acta de Conclusiones para la mejora
Informe escrito remitido a las personas interesadas, y en el que no sólo se transcribían las conclusiones de la reunión sino también posibles medidas futuras como diagnósticos avanzados de carácter presencial, ofertas para mejoras en formación, u otras …..
En el fondo se trataba de un win-win, la empresa papelera mejoraba sus deficiencias y la consultora podía ampliar su facturación en servicios de ingeniería de mantenimiento.
Con ese sistema y durante 1 año de trabajo se os van a presentar las estadísticas de
Fallos en Máquinas del Sector Papelero.
Obviamente se trata de un documento de gran valía, con la limitación de basarse en el filtrado de datos realizado por los técnicos del área de inspección, y el apoyo del inexperto jefe de la oficina técnica.
Presentar un estudio a nivel de un programa de mantenimiento preventivo industrial resulta difícil por la amplitud de variables, por lo que se mostrará únicamente el porcentaje por tipo de problemas presentado en las reuniones (marco de estudio toda la planta papelera, no solo la máquina de papel).
Estos son:
1 Caso de Resonancia en Prensa
3 Casos de Rodamientos en Rodillos Prensa / Guía
1 Caso de Desgaste en Reductores
1 Caso de Desequilibrio / Holguras en Pulper.
3 Casos de Rodamientos en Reductores.
2 Casos de Rodamientos en Motores con Variador
1 Caso de Correas / Desalineación Grupo de Bombeo
1 Caso de Problemas Estructurales en Dispersor
1 Caso de Rodamientos en Bombas
4 Casos de Configuración del Software / Mejora de Parametrizaciones del Programa.
Se trata del listado de casos presentados en las reuniones de seguimiento, y que según su criterio requerían de asesoría por nuestra parte.
La mayor parte de las consultas se referían a aspectos de:
Severidad y Naturaleza de las Recomendaciones.
Niveles y Gráficas obtenidas tras realizar Intervenciones de Mantenimiento.
Mejoras en la Parametrización y Grado de Automatización de Plataformas Software – Hardware.
Posibilidades de comunicación con el Software de Gestión de Ordenes de Trabajo (GMAO).
Bueno, pues hasta aquí esta entrada que trata de mostrarte las características de un especial
Programa Mantenimiento Preventivo Papelero,
dual en la medida que gestionado y con responsabilidad por 2 partes, empresa y consultor externo, y sencillo por las limitaciones presupuestarias en el que se contextualizó aquel período de trabajo conjunto, en total 2 años y medio.
No es mi intención en un blog de asesoría / formación como este tomar partido por uno u otro software, pero en ese tiempo de trabajo con el paquete de SKF descubrí lagunas que se complementarían con las bonanzas de otros software del mercado. De hecho, se contrastaron varias medidas usando diferentes filtros de medidas en alta frecuencia (para la detección de vibracion en rodamientos, algo que sabemos representa un problema para muchos usuarios de mantenimiento industrial.
La empresa, fundamentalmente por la falta de posibilidades de comunicación y ampliación con el GMAO (IBM -Máximo en aquella planta) se planteó el tránsito a los software de Entek sin cuajar por la complejidad técnica y coste del proyecto.
Es una cuestión compleja poder plantear teóricamente cuál sería el mejor sistema para un programa de mantenimiento preventivo industrial, si bien sí cabrían exigirse una serie de aspectos mínimos:
Carácter modular para personalizar el nivel de uso de cada planta o industria.
Formato escalable para tener la garantía de adecuar su tamaño y funcionalidades al crecimiento de nuestra empresa o departamento.
Integrable en las Arquitecturas de Información de cada Industria, evitando la formación de islas y áreas estancas de manteniniento.
Hasta aquí esta entrada, orientada al sector papelero, que espero te haya resultado de interés para que puedas contrastar tus datos de fallos con los aquí mostrados, realizando benchmarking con una de las mejores empresas del sector.
El mantenimiento de bombas centrifugas nos preocupa a todos, que duda cabe. Pero puede resultar algo especialmente crítico en el sector petrolero, puesto que son los equipos más críticos de todas sus instalaciones. Por eso os presento una lista con los problemas más frecuentes que he visto en su seguimiento por programas de predictivo. Además tutorial sobre esfuerzos en maquinaria que os resultará de amplio interés para vuestro trabajo presente y futuro.
En la sección de tutoriales se incluye mensualmente un archivo para su descarga en formato PDF, si bien es clara la relación entre muchos de ellos como así ya he indicado a varios de los seguidores del blog en las diferentes Redes Sociales, fundamentalmente LinkedIn. En este se incluyen conceptos íntimamente relacionados con el de límite elástico que vuelvo a incluir para que os resulte más sencilla la comprensión del último más orientado a
Esfuerzos y Momentos en Maquinaria,
que siempre existen y son los causantes de múltiples fallas:
Fatiga en Componentes y deterioro prematuro
Ruidos y consumos eléctricos excesivos
y un larto etcétera
Pese a que el contenido matemático es árido, seguro que te ayuda a simplificar mentalmente tus procesos de mantenimiento y control de maquinaria (pdf adjunto).
Como te decía al inicio del post el mundo petrolero trabaja fundamentalmente con bombas centrifugas, y pese a que sean de muchas y variadas configuraciones, no creo pecar de pretencioso queriendo establecer una lista de los fallos más frecuentes encontrados en el seguimiento por mantenimiento predictivo. Pero para entender donde hemos de centrar nuestro
Mantenimiento de Bombas Centrifugas
hemos de contextualizar la entrada y lista subsiguiente. Por la elevada criticidad de estos activos es habitual que presenten frecuencias de chequeo no elevadas (por su elevado coste de oportunidad), lo que redunda en la necesidad de automatizar lo más posible la toma de medidas e inspecciones. En ese sentido ya se ha comentado con anterioridad en las entradas de filtrado de datos o bomba multietapa ciertos procedimientos para mejorar los tiempos de mantenimiento, si bien desde un punto de vista más general convendría:
Crear plantillas para el Análisis Predictivo de Bombas.
Las bombas centrifugas presentan un funcionamiento similar: interacción de componentes repetitivas por hidrodinámica, aleatorias por su comportamiento centrífugo de cierta amplitud respecto a otros problemas mecánicos convencionales como desequilibrio, desalineación, rodamientos, … Ello obliga a una configuración tipo que habitualmente incluye la necesidad de comparar entre máquinas de similar familia y operación.
Estas plantillas son perfectamente exportables de una planta u otra dentro de una misma compañía, o entre diferentes empresas lo que permite crear elementos de control standard, además de posibles referencias de benchmarking.
Desarrollar Check List Específicos
Cada tipo de máquina puede presentar una serie de defectos visuales o sensoriales, por eso el trabajo con tus técnicos de mantenimiento de bombas centrifugas en la elaboración de un standard ayudará a crear un aprendizaje específico, además de aumentar la flexibilidad en la mano de obra de tu departamento. Ello es perfectamente posible sin más que entender la específica funcionalidad del activo como así se indicó en la entrada mantenimiento de ventiladores.
Del mismo modo que con el punto anterior nada impide que este conocimiento lo compartas con otras áreas de mantenimiento de tu empresa o partners de tu compañía. Estos pequeños nichos de conocimiento son perfectamente entendibles y valorables por cualquier de dirección de producción o ingeniería.
Orientar el análisis de fallos hacia la Causa Raíz de los Problemas
Los fallos en bombas centrifugas generan perdidas en la eficiencia de equipos e instalaciones, por lo que no será suficiente con detectar una y otra vez el mismo fallo sino que tendrás que buscar y eliminar las causas evitando así su aparición futura.
La aplicación de metodologías específicas para ello resultaría ampliamente recomendable, si bien lo más crítico sería definir qué personas han de participar en cada una de las sesiones, pues en muchos casos es conveniente incluir a personas que estén trabajando más allá del área de mantenimiento (compras o ingeniería por poner un ejemplo).
En muchas empresas sí existe el contexto anterior, si bien existen deficiencias sobre todo en los puntos primero y tercero. En relación al primero las bases de datos han evolucionado notablemente así como los software y son muchas las industrias que no han adaptado sus configuraciones a las tecnologías actuales, y en lo que concierne al tercero el análisis de causa raíz se sigue realizando sin metodologías formales y sin una planificación adecuada de los objetivos y alcance deseados.
Pero evidentemente en mi trabajo como consultor externo en mantenimiento de bombas centrifugas sí han sido estos los planteamientos en los que se han realizado cada uno de los diagnósticos, presentándose a continuación una lista de
Fallos en Bombas Centrifugas
contextualizada a la industria petrolera y con una gráfica tipo de cada uno de ellos:
Problemas Hidrodinámicos de Flujo
Es habitual que muchos equipos trabajen fuera de las condiciones requeridas por el fabricante (recordar entrada caudal de bombas centrifugas) generando vibración elevada, ruido y perdida de eficiencia. Este problema se manifiesta en forma de vibración elevada a una frecuencia igual al número de alabes de la bomba multiplicada por la velocidad de giro.
En estos casos hay que hablar con cada planta, analizar los porqués y frecuencia de esos modos de operación y valorar las consecuencias que ese fenómeno pueda estar teniendo en variables críticas para el proceso de planta. En base a todo ello y a los datos ya existentes en el programa de mantenimiento predictivo, se ha de establecer una prioridad y severidad de actuación.
Gráfico Tipo
(Gráfico correspondiente a bomba que gira a 3000 rpm, y la medida se ha tomado en la dirección perpendicular a la descarga)
Cavitación
Fenómeno que se produce por aparición de microimpactos al formarse burbujas al bajar la presión de aspiración del líquido bombeado. Suelen ser problemas asociados a un incorrecto Diseño de la Instalación, y se generan componentes aleatorias con ruido típicamente en el rango audible si bien habría que matizar que existen diferentes niveles de severidad en el problema.
Es conveniente reforzar el análisis de causa raíz para evitar el mantenimiento de bombas centrifugas por esta problemática en particular. Las consecuencias son deterioro prematuro de componentes y perdida de eficiencia en la instalación.
Para los que seáis consultores de Mantenimiento os recomiendo activamente implicaros en los aspectos de rediseño e ingeniería de estos fallos ampliando vuestra valía como especialistas en mantenimiento, a la vez que os implicáis más en la problemática de cada uno de vuestros clientes.
Gráfico Tipo
(gráfico tomado por ultrasonido en cuerpo de rodamientos de la bomba – 1 segundo de grabación)
Desgaste en Rodamientos
Problema ampliamente frecuente, no sólo en este tipo de industrias o maquinaria. En el caso concreto de las bombas centrifugas pueden encontrarse dificultades para su detección de manera precoz, si bien lo más importante es determinar los factores que puedan influir en una mayor o menor velocidad de avance al fallo. Entre ellos cabría citar sobrecarga, calidad de la lubricación, número de arranques-paradas en la bomba, …..
Estos últimos fenómenos son en muchos casos la propia Causa de los Fallos por lo que un detallado seguimiento puede servirnos como criterio técnico para futuros procesos de Mejora o Rediseño.
Gráfico Tipo
(Gráfico de defecto en rodamiento de bomba – espectro de gSE)
Problemas Estructurales
Como en el caso anterior se trata de un problema extrapolable a otros tipos de equipos e industrias, si bien en este caso hay que buscar los problemas en la falta de rigídez o excesiva flexibilidad de las Cimentaciones Soporte. Lo más crítico para una adecuada detección y seguimiento es valorar la posible existencia de Problemas Adicionales que puedan acelerar su deterioro o sean consecuencia de la problemática anterior.
En el caso de las bombas por su fácil mantenibilidad es recomendable llevar al mínimo otras fuerzas que mayorizan las consecuencias y la manifestación de los problemas en la base como la desalineación y el desequilibrio, minorando nuestros costes directos de mantenimiento al menos en un corto-medio plazo y permitiendo un más adecuado diagnóstico de la problemática existente en la base.
Gráfico Tipo
(gráfico de espectro de una bomba con problemas de flexibilidad en la base – medida en la dirección horizontal)
Bueno, pues estos son los problemas más frecuentes que me he encontrado en mis trabajos en el Sector Petrolero, son pocos por lo que te animo a mejorar el
Mantenimiento de Bombas Centrifugas
desde ya. Como ya sabes en el trabajo con la maquinaria se requiere tiempo para ganar credibilidad pues los fallos afortunadamente sólo aparecen en un pequeño porcentaje de equipos. Piensa cuántos ahorros te produce cualquiera de las detecciones mostradas con anterioridad y los esfuerzos requeridos para ello.
Seguro que te compensa !!!!!
La inversión en equipos y especialistas es necesaria, que duda cabe, si bien puedes optimizarla vía la subcontratación inicial de consultores externos que te transmitan el conocimiento y metodología necesaria, te animen y formen en el proceso y ejerzan un efecto catalizador para tus Proyectos y Personal de Mantenimiento.
Espero que este boletín te haya gustado despidiéndome hasta el siguiente, ya sabes dentro de un mes.
En una reciente publicación de la revista Maintworld (lista de enlaces del portal) se menciona la introducción de un nuevo analizador de vibracion por parte de la firma Allied Reliability. Estos dispositivos se usan para la recolección programada de medidas en el contexto de sistemas de mantenimiento predictivo, comentando al final del artículo la experiencia personal vivida para el tránsito del colector Dataline IS al Enpac Ex, ambos de la firma Entek-Rockwell Automation.
empresa ubicada en Estados Unidos y referencia del mercado del fiabilidad y predictivo a nivel mundial. Tienen oficinas y servicios de franquiciado en análisis de vibracion, no sólo en Norte América sino también en Europa dado que disponen de muchos contratos de distribución con las más importantes multinacionales americanas.
Distribuyen fundamentalmente servicios, si bien en épocas más recientes han ampliado su catálogo al mercado de productos para monitorizado (software y hardware).
(Mi contacto personal con esta empresa se produjo en el contexto indicado en la entrada de gestion de contratos actuando como franquiciado, consistiendo mi relación comercial con ALLIED RELIABILITY GROUP en ofrecer la garantía de un determinado modo de explotación en los servicios de monitoreo por vibracion, propios e imagen de marca de su empresa en el mercado.)
Pues bien esta compañía ha desarrollado una
Nueva Generación de Analizador de Vibracion.
El nombre de esta nueva línea de productos es AR-C10, y se trata de un hardware económico, eficiente y fácilmente escalable por parte del cliente.
El lanzamiento de este producto tuvo lugar el pasado mes de Abril en el contexto de la feria Antwerp Expo. Este dispositivo permite una medición multitecnología, combinando datos de
vibracion, ultrasonido, termografía, análisis de circuito motor, y vibración de no contacto.
Según el director del Grupo (Dirk De Nutte) en el mundo del Mantenimiento y la Fiabilidad ha habido poca innovación en los últimos 20 años, siendo este un analizador que permite su implementación en diferentes industrias independientemente de su tamaño o localización.
El producto ofrece las siguientes funcionalidades:
Interfaz de Usuario
Simple proceso de Almacenamiento de Datos
Gestión y generación de Alarmas
Capacidad para Modelos de Diagnóstico Remoto
Gestión de Rutas
El software y analizador de vibracion AR-C10 permiten una integración completa de los programas de monitorizado de condición con sistemas ERP como SAP, Máximo u Oracle.
Como veréis en los comentarios posteriores la principal demanda del mercado en estos sistemas es la posibilidad de:
Adquirir datos de diferentes tecnologías.
Disponer de sistemas de aviso y diagnóstico en base al histórico de vibracion u otras técnicas de control.
Este analizador ofrece ambas añadiendo la posibilidad de realizar diagnóstico remoto, seguramente basándonos en comunicaciones con protocolos tipo WIFI o 3G, pudiendo comunicarnos con otros adquisidores o sensores de nuestra planta o quizás incluso de otras ubicaciones. Sin embargo, mi recomendación general sería valorar la combinación de funcionalidades combinadas de los paquete software y hardware, pues en la actualidad la importancia conceptual del primero es superior.
Es ese contexto en el que se produjo el siguiente
Caso Histórico
sobre un cambio en el analizador de vibracion en uno de nuestros clientes en el Sector Químico. En esta industria es necesario la Certificación ATEX para el uso de equipos electrónicos de control y mejora de procesos por lo que en esas fechas utilizaban el
Dataline IS,
dispositivo plenamente funcional desde los años 80 del pasado siglo y la primera década de este. Sus características más destacadas se enumeran a continuación:
Rango de Frecuencias de Muestreo de 0.1 Hz a 40 Khz, líneas hasta 6400.
Uso de Tarjetas de Memoria Adicionales.
Posibilidad de realizar Medidas Fuera de Ruta.
Batería Ni-Cad recargable.
Detección de Señales Dinámicas RMS, Pico, Pico-Pico; promediados Lineal, Exponencial, RMS, …. ; ventanas de muestreo Hanning, Hamming, …..
Rango dinámico de 85 dB.
Índice de Protección IP65.
Comunicación Analógica (RS-232) con un máximo de 115.2 KiloBaudios.
El equipo se vendió bastante en España por su particularidad Ex si bien tenía un problema fundamental:
Tamaño
25.4*18.3*7.1 cm. Estas dimensiones no eran excesivas en la fecha de su fabricación (años 80), pero sí en la época en que se hizo la migración a un nuevo adquisidor.
Peso
1.95 Kgs . El equipo era pesado incluso para su época de fabricación, fundamentalmente su batería, lo que dificultaba su uso para grandes rutas en términos de tiempo y distancia.
Esta planta decidió cambiar su analizador de vibracion en un momento en un momento de éxito de su Programa de Predictivo, por los trabajos detallados en la entrada de optimizacion de procesos productivos, por uno de características superiores pero que mantuviera la deseada certificación Intrínsecamente segura.
En aquel momento la firma Entek solo disponía otro en el mercado, el
Enpac Ex.
Se trata de un colector de la familia Enpac, todos desarrollados sobre Windows CE, caracterizada por una fuerte ergonomía y ligereza en su diseño sin perder ninguna de las funcionalidades básicas que se le exigen a un analizador de vibracion:
Rango Dinámico
Posibilidades y Características para la Conversión Analógico-Digital
Se podría añadir una tercera, velocidad de procesamiento de datos, pero esta ha ido mejorando con las mejoras en los microprocesadores usados por el analizador para la realización de los algoritmos FFT (fast fourier transform, recordar entrada y tutorial sobre el espectro de vibracion).
Detección de señales RMS, Pico, Pico-Pico; diferentes tipos de promediado; ventas de muestreo Hanning, Hamming, ….
Rango dinámico 90 dB
Índice de Protección IP65.
Comunicación Analógica (RS-232) con un máximo de 115.2 KiloBaudios
Como veis, pese a las no malas características del Dataline, este nuevo analizador de vibracion ofrecía mejoras en las propiedades más importantes exigibles a este tipo de equipos. Pese a ello lo más importante era que mejoraba los 2 principales problemas del anterior, a saber:
Tamaño
200*130*50 mm. Una auténtica pasa de analizador pues se podía llevar adherido al cinturón, usando un lápiz para manejar la pantalla táctil usada en Windows CE para el movimiento entre las diferentes utilidades.
Peso
700 gr. Un paso adelante indudablemente para cualquier empresa que deseara cargar rutas de importante tamaño para la medida vibracional.
Pese a que el cambio parece justificado a nivel técnico también debe valorarse el
Coste Económico,
que es importante y, pese a ser justificado por los ahorros en el sistema de predictivo, se han de valorar:
Posible obtención de un valor de reposición por el viejo activo, algo inicialmente no previsto, como se indica en la entrada de Valor de Reposicion.
Compatibilidad y tránsito en la base de datos de predictivo desde el viejo al nuevo analizador.
Este último punto resulta clave pues los
Software de Predictivo
ofrecen multitud de funcionalidades pensadas para cualquier analizador de vibracion (diferentes fabricantes y períodos temporales), debiendo estar la configuración de cada base de datos optimizada para el existente en cada momento.
En este caso concreto se habla del tránsito entre 2 analizadores con 20 años de diferencia con un importante desarrollo en electrónica, lo que redunda en un mayor catálogo de:
Filtros, Paquetes de Frecuencias Máximas y Número de Líneas, ….
que es conveniente actualizar para el nuevo analizador de vibracion pues redundará en un más eficiente sistema de mantenimiento.
Este trabajo puede llegar a ser intensivo en tiempo consumido por el número de puntos, y por requerir formación en el nuevo colector (incluida habitualmente en el precio de adquisición), y se debe valorar cuanto tiempo dedicará nuestro analista o ingeniero a la adecuada reparametrización del la base de datos. Si los tiempos son excesivos es conveniente valorar la opción de
Subcontratar Especialista
pudiendo aprovechar su visita para las diferentes dudas que siempre existen en mantenimiento en la medida que área de staff o asesoría técnica.
En definitiva el
Analizador de Vibracion
no es más que un medio, nunca un fin para conseguir nuestros logros y objetivos. Nunca ha de ser la causa de un mal o inadecuado resultado de nuestros sistemas de ingeniería de mantenimiento; se debe buscar un adecuado ratio costo / beneficio inicial para valorar adecuadamente cualquier primera inversión.
Para el cálculo del:
Costo
simplemente contacta con tus proveedores de vibracion y analiza técnico-económicamente cada una de las propuestas apoyándote en los aspectos aquí mencionados.
Beneficio
ten en cuenta el coste (o penalización) de la alternativa a la actividad de mantenimiento, es decir, cuanto nos ahorramos por mantener nuestros equipos como así detallamos en la entrada de costes de oportunidad.
También puedes calcular el plazo de
Retorno de Inversión o ROI
para lo que debes valorar la relación Beneficio / Costo, es decir, el inverso de la anterior, que deberás ponderar con tus objetivos o métricas de departamento.
Pese a la complejidad de lo anterior nunca olvides la moraleja y verdadero aprendizaje que quiero aportar con la entrada:
«La Obtención de Beneficios por el Mantenimiento de los Equipos me permitirá mejorar y actualizar mis Recursos y Materiales futuros»
Bueno, pues hasta aquí esta entrada. Pero seguro que tienes experiencias o comentarios en relación a su contenido; si es así, no dudes en usar la sección de comentarios. Si estas interesado en cualquier tipo de formación o asesoría sobre el particular no dudes contactar conmigo para cualquier soporte presencial u online.
En esta entrada de la sección se os entrega un tutorial sobre ecuaciones diferenciales, además de una lista de situaciones donde es habitual la necesidad de medidas adicionales para el analisis predictivo de maquinaria.
«Conocerlas seguro que te ayuda a mejorar la Organización y Tiempos de tus Áreas de Mantenimiento Predictivo»
Pero como primer aporte aquí tenéis un
Tutorial
sobre ecuaciones diferenciales, de amplia utilidad en la industria pues multitud de sistemas físicos regulan su funcionamiento y parámetros apoyándose en estas fórmulas básicas de ingeniería. Se trata de una primera aproximación a una teoría compleja, y que sin duda alguna será objeto de futuros tutoriales y PDFs en el blog.
En el contexto de cualquier
Programa de Mantenimiento Predictivo
es habitual configurar unas bases de datos para el seguimiento histórico de las variables definitorias del estado de condición de cada activo.
En este proceso se suele utilizar la siguiente metodología:
1. Adquisición de datos técnicos de maquinaria.
Es fundamental conocer la maquinaria para cualquier analisis predictivo, como ya se indicó en la entrada vibraciones mecanicas, necesitando para ello seccionales, fichas técnicas, fotos del equipo, datos de placa, …..
Incluso puede resultar bastante habitual tener que desplazarnos a pie de máquina, o al taller, para mejorar los datos técnicos con fotos o anotaciones sobreestas características.
Ejemplo:
Bomba Centrífuga de impulsor simple, 3000 rpm con rodamientos y bancada rígida. Fabricante y modelo KSB ……
Fallos más frecuentes o probables
Potencia del equipo
etcétera
2. Estudio de la instrumentación software + hardware en Planta
Obviamente no es lo mismo realizar una configuración para un analizador de gama avanzada, que para otros más simples. Como ya se ha detallado en diferentes entradas del blog, fundamentalmente en las incluidas en la etiqueta de vibracion, el paquete de filtros, alarmas, u otros dependerá en gran medida de la combinación de soft-hard elegida.
Tan importante es que los propios fabricante del software incluyen funcionalidades específicas para delimitar el hardware sobre el que se va a realizar cada configuración, a fin de evitar errores o incompatibilidades.
Ejemplo:
Software y Hardware de CSI
Rango dinámico del analizador
Uso de filtros de envolvente para análisis de rodamientos
Uso de alarmas de tipo constante
3. Establecer la Parametrización teórica para el Analisis Predictivo de Maquinaria
Se trata de relacionar todo lo anterior con el fin de definir una configuración y parámetros teóricos qué medir en cada activo de maquinaria. Es habitual que estas configuraciones se definan por familias de máquinas similares.
Ejemplo:
Medidas de mm/s y envolvente para cada rodamiento
2 direcciones por apoyo
Configuraciones para el Muestreo Analógico-Digital
4. Configuración en la base de datos
Este paso más relacionado con la pura ofimática, más que con el analisis predictivo de maquinaria consiste en trasladar la parametrización teórica al software de gestión utilizado en cada industria. Es una una labor más administrativa que ingenieril, si bien puede presentar alguna particularidad a nivel de limitaciones en la codificación de activos pues cada software presenta un máximo de carácteres en ese campo.
5. Carga de los datos al analizador-adquisidor
Se trata de realizar la carga física de las medidas configuradas al adquisidor para lo que en cada software-hardware se han de seguir una serie de pasos para que se realice de manera adecuada, usando las opciones adecuadas para la particularidad de cada industria.
Ejemplo:
Inclusión en la ruta de los Códigos de Inspección para datos sensoriales.
Carga de las alarmas al adquisidor para que avisen al inspector.
Formateo previo de la tarjeta de memoria evitando posibles problemas de almacenamiento.
Pese a todo lo anterior los hardware de cualquier tecnología predictiva ofrecen la posibilidad de tomar medidas fuera de ruta, es decir, variables adicionales a las cargadas en el equipo para un software de analisis predictivo de maquinaria.
Como podéis imaginar la naturaleza y necesidad de esas mediciones dependerá en gran medida de la casuística de cada histórico o fallo en maquinaria, si bien sí se pueden tipificar ciertas situaciones en los que se precisará de un específico
Analisis Predictivo de Maquinaria
apoyándonos en medidas de diagnóstico más allá de las estándar configuradas en ruta:
Coexistencia de varias Fuentes de Alta Frecuencia en Maquinaria
Existen muchos equipos donde existen diferentes fuentes de alta frecuencia. Pese a que el espectro o la forma de onda permiten analizar la naturaleza de estas fuerzas, la condición de operación, la aparición de nuevos problemas o recientes intervenciones en la maquinaria puedan exigir medidas adicionales, entre las que se destacarían:
Adquirir formas de onda con tiempos de adquisición especiales, considerando que las medidas de forma de onda se configuran en función de la RPM de la máquina.
Medidas en más ubicaciones de las incluidas en ruta ante niveles anormales en alta frecuencia, puesto que estas señales se disipan con la distancia se pueden buscar los puntos de anormal energía obteniendo quizás información adicional a la obtenida en ruta.
Niveles Globales excesivamente Erráticos
Es habitual que los niveles de energía presenten una evolución constante en la pantalla de nuestro adquisidor; si nuestra maquinaria presenta excesivas oscilaciones indica la presencia de eventos transitorios por fenómenos de fricción o roce. En esos casos es conveniente visionar la señal temporal en modo vivo durante varios ciclos de la máquina usando las opciones de recolección que ofrecen muchos adquidores, o simplemente incluirlo como un código de inspección asociado a la medida para su posterior análisis.
Si el equipo de medida lo permite puede ser interesante realizar capturas de pantalla que poder adjuntar al informe predictivo posterior. Estos pantallazos son fácilmente identificables sin más que usar un nombre identificativo de cada una de las imágenes guardadas.
En estos casos, y refiriéndonos a la vibración una gran herramienta de analisis predictivo de maquinaria es la medida de fase que es fácilmente realizable si se dispone de:
Un adquisidor de doble canal.
Dos sensores de similar funcionalidad.
En estos casos se visualiza un gráfico polar con la señal de fase (absoluta) de un canal de medida en relación al otro (que actúa de referencia).
«si existen fenómenos de carácter aleatorio la señal de fase presentará oscilaciones«
Ruidos Excesivos en Maquinaria
Resulta difícil cuantificar este aspecto, pese a que el criterio de un un detallista y avezado inspector pueda resultar una técnica de diagnóstico predictivo de elevada fiabilidad. En esos casos, con mayor o menor importancia dependiendo de la técnica, puede resultar difícil considerar esa medida como válida en un seguimiento histórico de parámetros de analisis.
Estos fenómenos se producen en muchas ocasiones por sobrecarga, por lo que si pensamos en el coste y frecuencia de las inspecciones predictivas puede ser necesario tomar una medida adicional que usar para seguir las trazas habituales de nuestra maquinaria.
La naturaleza de estas medidas dependerá de los parámetros de analisis utilizados si bien se destacan los siguientes ejemplos:
Problemas avanzados de rodamientos generan componentes aleatorias pese a que los máximos de energía suelen presentar patrones repetitivos. Si la máquina hace ruido, o el propio rodamiento, es conveniente detectar eventos en una escala de tiempos muy inferior a la RPM de la máquina, visualizando además varios ciclos de la máquina pues el desfase de los diferentes eventos que aparecen puede hacer que estos no siempre sean visibles.
Si los ruidos son en baja frecuencia se precisa ampliar los tiempos de adquisición en las medidas (aumentar la resolución), debiendo usar la forma de onda como variable de análisis para evitar alargar los tiempos de inspección habituales en el equipo.
Problemas Estructurales
El analisis predictivo de maquinaria se realiza mayoritariamente sobre activos que trabajan por debajo de las velocidades críticas (frecuencias naturales) de estructuras y rotores. El deterioro temporal, o simplemente malas e innecesarias intervenciones de mantenimiento pueden bajar estas frecuencias naturales al deteriorar la rigidez de estructuras y soportes (véase la entrada vibracion en rodamientos para entender perfectamente esto), provocando que el equipo trabaje en resonancia.
La coexistencia de esos problemas estructurales con las fuerzas mecánicas en la maquinaria puede generar cambios bruscos en la vibración y distorsionar nuestra tendencia temporal, alarmas de control y procesos de análisis de causa raíz.
En estos casos suele ser conveniente valorar evoluciones en el ángulo de fase:
Inestable cuando se trabaja en resonancia
Estable en otros casos
De este modo en aquellas medidas donde la vibración se incremente se ha de comprobar si es por un predominio del fenómeno resonante sobre la vibración convencional de la maquinaria, algo que es puramente casual y alejado de cualquier indicación de aviso en nuestros procesos de analisis predictivo de maquinaria.
Bueno, pues aquí tienes estas 4 situaciones genéricas donde el
Analisis de Maquinaria
exige de medidas adicionales a las usualmente configuradas.
Por supuesto que existen otras, pero se presentan de modo más o menos puntual; en los casos planteados la generalización es necesaria pues casi siempre generan datos atípicos en tendencias, no asociándose a ninguno de los cuatro componentes que existen en una serie temporal:
Tendencia Real o Componente Secular.
Componente estacional.
Componente Cíclica.
Componentes Aleatorias.
Se podría argumentar su inclusión en la última de las componentes, si bien estas variables se deben minimizar en el contexto del analisis predictivo de maquinaria por la elevada criticidad y coste de este tipo de trabajos.
Por tanto lo importante es conocer esas situaciones especiales para formar sobre ellas a vuestros inspectores y/o ingenieros de mantenimiento y fiabilidad, logrando que los tiempos de inspección y trabajo no se alejen a lo estimado en base a la cuantía de cada ruta de medida.
Una vez conocido estos aspectos de las técnicas de inspección, y todas las posibilidades que ofrece cada equipo de medida seguro que mejoras el rendimiento de tus programas de mantenimiento predictivo tanto a nivel de tiempos de trabajo como de fiabilidad en los diagnósticos.
Si quieres mejorar o conocer más en detalle estos aspectos, no dudes en contactarme para cualquier posible proceso de formación online o presencial.
Buena parte de las entradas del blog se contextualizan en un estudio experimental para definir las probabilidades de error en la aplicación de técnicas de control de maquinas. Son varios años de trabajo en los que he concluido cuál sería la combinación más adecuada de tecnologías a aplicar en cada tipo de Activo así como sus Probabilidades de Error (que siempre existen y han de tenerse en cuenta a la hora de definir los Períodos de Chequeo).
Buena parte de esas entradas ya se han mostrado en contenidos, pero desde hace algún tiempo quería plantear una entrada boletín donde os indicaría una serie de buenas prácticas para el monitorizado de condición por tipo de equipos, a las que no descarto dar continuidad en entradas posteriores con mayor amplitud o detalle.
Pero, como habitualmente en las entradas de boletín, aquí tenéis un tutorial sobre
Percusiones Mecánicas,
simplemente introductorio pero que os resultará de amplia utilidad en vuestro futuro profesional, sin lugar a dudas. Se trata de fuerzas de carácter puntual, que son muy usadas en la determinación de frecuencias naturales y modelización dinámica de estructuras. Se trata de un PDF de 4 páginas.
En definitiva, el post sobre
Control de Maquinas
lo voy a organizar por tipo de equipo, tratando de explicar una serie de buenas prácticas para su control; finalmente la entrada acabará con una
Infografía Resumen.
Por supuesto considerarlo una entrada flash pues el detalle que exigiría un post de estas características excedería el alcance de cualquier texto online. Se trata de cinco de los equipos más utilizados en la industria:
Bombas Centrífugas
Equipo presente en todo tipo de Industrias y Sectores. Ahí van las recomendaciones:
Usar la Forma de Onda en Vibración
Este tipo de maquinas suele presentar combinación de ruidos repetitivos y aleatorios, por lo que el uso de herramientas como el espectro de vibracion puede resultar insuficiente. La onda permitiría visualizar el delta temporal entre los diferentes eventos que perturban a las maquinas.
Pero el top – top sería:
«Medir la Señal Temporal en Ultrasonido, de energía más localizada en el Punto de Medida»
(en la foto se adjunta onda vibracional con patrones únicamente repetitivos)
Tener en Cuenta la Dirección de la Vibración
Es habitual que en los programas de control de maquinas, una vez se ha alcanzado un histórico suficiente, se deshabiliten ciertas direcciones de medida dentro de las medidas de vibración. Es necesario por cuestiones de tiempo y eficiencia.
Sin embargo, los niveles de alarma pueden considerar todo el paquete de niveles existente independientemente de la antigüedad en la fecha de última lectura. Ello obligaría a una particular configuración de las alarmas y sus Metodologías de Cálculo.
Pensad que estas maquinas presentan una vibración radial más elevada en la dirección perpendicular a la tubería de descarga.
Motores Eléctricos con Variador
Cada vez más importantes en la industria, aquí tenéis unos primeros consejos:
Ruido de Rodamientos
Debido al importante ruido aleatorio que se genera en estos motores, con componentes de alta frecuencia, es recomendable prestar particular atención a las componentes de ruido en rodamientos. Este aparece igualmente en Alta Frecuencia si bien en forma repetitiva (salvo en las últimas etapas de fallo); por esa razón trata de ajustar los períodos de chequeo para el control de maquinas (algoritmos de markov y planificacion del mantenimiento) y combinar
«Ultrasonido, Vibración y Termografíapara un adecuado Seguimiento de estos Modos de Fallo»
Personalizar los Tiempos de Adquisición
Cualquier señal dinámica debe muestrarse para su traslado y tratamiento electrónico en un equipo de medida. En ese sentido en estas maquinas con variaciones de RPM resulta adecuado poder tomar medidas «casi en modo vivo». En un amplío porcentaje lograr estos aspectos se consiguen con un
«Elevado Conocimiento de la Instrumentación y Equipos utilizados»
algo a lo que te ayudaría una buena Formación sobre Hardware de Mantenimiento.
Ventiladores Centrífugos
Ya se habló de estas maquinas en la entrada sobre Mantenimiento de Ventiladores, si bien en relación a la importancia de la inspección sensorial. Además de eso se remarcaría para un óptimo control:
Termografía para Análisis Mecánico
Nada más fácil que detectar fallos en Rodamientos de ventiladores con Técnicas de Envolvente o similares en Vibración, puesto que suelen ser equipos que trabajan con una elevada carga dinámica y los componentes de defecto e impactos generan una energía suficiente para su óptima detección mediante esta técnica.
Ahora bien no olvidéis usar la
«Termografía para el Control de Problemas con el Lubricante«.
Este modo de fallo también lo podéis detectar con el Ultrasonido, si bien resulta más complejo y obliga a una mayor dedicación en Tiempo.
Niveles de Alarma Absolutos
La mejor recomendación siempre es usar alamas relativas en vibración: centralidad, media móvil, % de cambio, ….. Pero en este tipo de equipos la combinación de modos de fallo hace que la vibración se combine, apareciendo diferencias de fase resultando en que la sumatoria no siempre es representativa de una mayor o menor severidad en los fallos.
Obviamente esas cuestiones habría que analizarlas sobre la máquina y con medidas específicas de análisis, si bien esos niveles de control absolutos permitirán un rápido filtrado entre ventiladores en buen y mal estado.
Soplantes de Lóbulos
Son máquinas ampliamente usadas, fundamentalmente como sistemas de transporte siendo su control dificultoso por cuestiones de ruido excesivo. Pese a ello sí existen buenas prácticas para su óptimo mantenimiento:
Combinar Ultrasonido y Vibración
Es recomendable el uso de ambas técnicas, fundamentalmente en lo relativo al análisis de rodamientos. El ultrasonido permite identificar la fricción en elementos de rodadura en forma de un determinado patrón de ruido, con diferencias morfológicas en relación a los niveles de ruido existentes en la soplante, además de generar más altos niveles de dB en la banda que el detector de ultrasonidos sintoniza predominantemente la energía.
Visualizar cortos Periodos de Tiempo
Las soplantes generan ruido por su propio trabajo (escasa holgura existente entre los rotores de impulsión). Es decir, aparecerán ruidos repetitivos de elevada intensidad que dificultarán la identificación de fenómenos transitorios. Por ello es conveniente visualizar cortos períodos de tiempo (infinitensimales), y determinar la posible existencia de eventos aleatorios. Al igual que en los motores para lograr esto es recomendable conocer el Hardware de Vibración.
Si se localizan fenómenos transitorios sería conveniente valorar la Máquina y sus Características para identificar esas posibles anomalías no repetitivas.
Por ejemplo, si la
«Soplante usa Transmisión por Correas, la Lámpara Estroboscópica te permitirá la Detección de esas Anomalías Visualmente»
Análisis Detallado del Histórico de Máquinas
Es habitual que las soplantes generen vibraciones suma-diferencia, es decir, cuando se tienen multitud de frecuencias como en estas maquinas:
Lóbulos
Engranajes
Rodamientos
Correas, ….
al realizar el Espectro de Vibración aparezcan frecuencias suma-diferencia de las principales; por ello es conveniente un cuidadoso análisis del histórico de máquina repitiendo configuraciones y puntos de medida para valorar posibles diferencias en el patrón tipo.
Molinos de Martillos
En estos equipos de molienda el propio trabajo del equipo genera componentes de impacto. Por esa razón se precisa de las siguientes buenas prácticas para su control:
Uso de Sensores Triaxiales
Es habitual que exista una dirección de carga en la molienda pues el propio peso del martillo el que genera el choque sobre el Material. Por ello medir la vibración en esa dirección alterará los niveles existentes por cuestiones relativas a proceso.
El uso de medidas Triaxiales lo evitará pues eligiendo como dirección de apoyo del sensor la radial menos afectada por el trabajo del molino, será el propio instrumental quién traslade la componente leída a 3 direcciones ortogonales, que es al final lo que se busca en análisis de vibración.
Ultrasonido para el Análisis de Rodamientos
Los impactos van a excitar componentes estructurales en la máquina además de preconfigurar «pseudo zonas de carga» en el Rodamiento a la frecuencia de esos impactos, típicamente el 1x del eje. Por ello las lecturas de vibración no cubren con garantías la detección de las diferentes zonas de falla en el rodamiento, siendo una buena práctica tomar el valor de dB (ultrasónico), que no debería ser elevado salvo que existan problemas en rodamientos y/o lubricación.
Pensad que el origen de los impactos se encuentra lejos de la Cajera del Rodamiento que es donde se toma la lectura de Ultrasonido para el Control de Maquinas.
Infografía Resumen
Como ves son 5 tipos de maquinas y existen cientos; si echas en falta alguna de las a tí te preocupan espcialmente, aquí me tienes para cualquier consulta.
En definitva lo que quiero plantear con esta entrada es que una adecuada
Elección de Técnicas de Control
, como ya se indicó en la entrada tecnologias predictivas, sería un primer paso; una vez hecho eso adecuadamente (además de su configuración para lo que te ayuda esta entrada) deberías plantearte el uso de Algoritmos de Markov, MRP y otras herramientas de Ingeniería para la Planificación del Mantenimiento.
Todo ello sin olvidar las valoraciones de criticidad que puedes realizar según las diferentes metodologías ya indicadas en el Enlace de Analisis de Fallos, y que te permitirán definir el parque de equipos sobre los que aplicar todas técnicas de Control de Maquinas para la
Optimización de tu Mantenimiento y Área Productiva.
Bueno, pues hasta aquí este boletín y ya sabes si quieres plantear alguna duda o comentar sobre el asunto, no olvides que dispones de una sección de comentarios así como todos mis Canales en Redes Sociales.
Esta web usa cookies
Web que usa cookies para mejorar la experiencia de usuario. Se supone que estás de acuerdo, pero puedes cancelar esta opción. AceptarCancelarLeer más
Privacy & Cookies Policy
Privacy Overview
This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Out of these, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent. You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may affect your browsing experience.
Necessary cookies are absolutely essential for the website to function properly. This category only includes cookies that ensures basic functionalities and security features of the website. These cookies do not store any personal information.
Any cookies that may not be particularly necessary for the website to function and is used specifically to collect user personal data via analytics, ads, other embedded contents are termed as non-necessary cookies. It is mandatory to procure user consent prior to running these cookies on your website.
se complementarían con las bonanzas de otros software del mercado. De hecho, se contrastaron varias medidas usando diferentes filtros de medidas en alta frecuencia (para la detección de vibracion en rodamientos, algo que sabemos representa un problema para muchos usuarios de mantenimiento industrial.
