El Origen de Una Falla

El Análisis Causa Raíz de la Falla (ACRF) o RCFA por sus siglas en Ingles (Root Cause Failure Analysis) es la metodologías para el análisis de fallas más conocida y usada por los ingenieros de confiabilidad, esta aplica diversas herramientas con el fin de identificar las causas reales de los problemas repetitivos o crónicos, para posteriormente desarrollar planes eficientes de acciones correctivas que los eliminen definitivamente.

Una de las etapas clave en ACRF es la identificación de las causas físicas de las Fallas, aquí se analizan los modos de fallas observados, se formulan hipótesis sobre el porque ocurrieron esos modos de fallas y posteriormente se validan a través de la data recolectada y los resultados de las inspecciones y ensayos ejecutados, obteniendo así el origen físico de la falla.

La clasificación del origen de una falla no está totalmente estandarizada, pero generalmente se divide en siete grupos:

1.     Inadecuado diseño

2.     Defecto del material

3.     Proceso de fabricación deficiente

4.     Ensambles y montajes incorrectos.

5.     Inadecuadas condiciones de servicios

6.     Negligencia o Saboteo

7.     Operación inapropiada.

La investigación de una falla y su posterior análisis deberá determinar la causa raíz (física) de la misma. En esta determinación la identificación de los mecanismos de fallas que nos permitan esclarecer como fallo un equipo o componente es parte esencial para encontrar su origen.

En un componente que ha fallado pueden estar presente uno o varios mecanismos de fallas, incluyendo desgates superficiales, distorsiones del material y fracturas, para nombrar los más comunes. Generalmente los modos de fallas observados se desarrollan dependiendo de los mecanismos de fallas que han actuado sobre el componente, siendo incluso obvios en algunos caso, sin embargo, esto no siempre es así y la incidencia de una falla puede darse progresivamente sin que podamos observar a simple vista los mecanismos de fallas que han actuado.

Es importante entonces, que en la investigación de la causa física de una falla no nos apresuremos a confirmar hipótesis sin pasar previamente por un proceso de investigación y análisis que permitan determinar a ciencia cierta los mecanismos de fallas que han actuado.

Aunque la secuencia esté sujeta a variaciones dependiendo de la naturaleza de la falla, las principales etapas que comprende la investigación para determinar un mecanismo de falla son las siguientes:

·         Recolección de Información y selección de las evidencias

·         Analisis preliminar de las pieza falladas (visual y toma de registro)

·         Ejecutar Ensayos No Destructivos (END) y Ensayos Mecánicos (dureza y tenacidad)

·         Selección, identificación, preservación y/o limpieza de todas las evidencias

·         Analisis Macroscópica y Microscópica de la evidencia (análisis)

·         Análisis Químico

·         Simulaciones bajo las condiciones de servicios.

Cubrir estas etapas de la investigación nos permitirá revelar imperfecciones en los materiales causadas durante los procesos de fabricación y detectar las condiciones operacionales a los que fueron sometidos los componentes y que de una u otra forma han contribuido a su falla. Igualmente nos permiten contestar una serie de preguntas cruciales acerca  de los componentes fallados para confirmar las hipótesis formuladas sobre el origen de la falla, como por ejemplo:

¿Fue la selección y la calidad del material usado adecuado a las especificaciones del servicio?

¿Fue el diseño dimensional adecuado para su servicio?

¿Fue el componente fallado correctamente fabricado, ensamblado e instalado?

¿Fue el componente reparado durante su servicio. Y si lo fue, La reparación fue realizada correctamente?

¿Fue el componente operado y/o mantenido correctamente?

¿La falla está relacionada con una mala operación?

La causa de la falla casi nunca puede ser determinada con certeza, sin embargo una buena investigación de los mecanismos de fallas, determinara la causa más probable, prevaleciendo los hechos basados en verdades demostradas sobre las conclusiones basadas en conjeturas.

El Cambio de Cultura en Mantenimiento

Tal vez uno de los mayores retos de un líder de mantenimiento sea generar el cambio de cultura organizacional necesario que le permitan pasar de un ambiente reactivo a uno planificado, ya que, es en este ambiente donde las estrategias viven y se desarrolla o agonizan y mueren lentamente.
  

La cultura organizacional o empresarial, es un patrón de conducta desarrollado por las organizaciones que mezcla balanceadamente psicología humana, actitudes, acción y creencias conforme los individuos que la integran van aprendiendo a enfrentar y a resolver sus problemas, una cultura fuerte se nutre con una serie de valores y normas claras que guían la forma en que ellos (empresas e individuos) se comportan. Por otro lado una estrategia es una práctica o proceso interactivo que promulgamos con el objetivo de que nos guíe a través de una visión y misión particular que deseamos obtener, si la estrategia no puede subsistir en el eco-sistema cultura actual de nuestra empresa seguramente será devorada por ella.

La cultura entre un grupo de personas suele ser el pegamento que mantiene a esa comunidad unida y comprometida, en la mayoría de casos con un sentido de identidad y orgullo que hace que sean únicos, es por eso importante saber en qué tipo de cultura vivimos y cuáles son las cosas que podemos cambiar dentro de nuestro muy limitado campo de influencia. Donde una cultura está muy arraigada va a existir una resistencia al cambio y los cambios pueden tomar mucho tiempo, por lo que una buena estrategia debe tratar de conservar, reforzar y aprovechar los aspectos positivos de las cultura existente que puedan apalancar las nuevas propuestas y desafiar el estatus Quo cuando este sea antagónico con ella.

  

Una de las primeras cosas que debemos identificar es el tipo de cultura en la que nos desenvolvemos, saber si es el poder y el ego personal lo que hace activar a la gente (dominados en mucho por los héroes del correctivo y poderes de la vieja escuela) o por el contrario es el coraje y el empoderamiento los motores que mueven a nuestro grupo de trabajo, verifiquemos que tipo de decisiones hacen que la gente colabore y qué tipo de estructura poseemos, una donde solo se buscan culpables para sentenciarlos o una que busca la causa raíz de los problema para darle soluciones permanentes, esto son aspectos fundamentales que debemos conocer de nuestro eco-sistema cultural para posteriormente generar una estrategia robusta.

En todo caso es importante que tengamos en cuenta que un cambio de cultura departamental es más complejo que un cambio de cultura empresarial, ya que, en muchos casos una puede chocar y contradecir a la otra (aunque busquen objetivos comunes) y por lo tanto requiere de mayor comprensión y compromiso de las personas para que adopten los cambios. También es importante que sepamos que los cambios no son lineales, son más bien espirales de aprendizaje, que en el mejor de los casos están  gobernadas por un círculo virtuoso (Inicio, Planificación, Ejecución, Revisión) que debemos saber entender para evitar frustraciones y desánimos.

Las curvas de aprendizaje convencionales se basa en un círculo vicioso de acción y reacción, sin embargo un enfoque diferente puede transformar este círculo vicioso en uno virtuoso a través de una transformación del aprendizaje que permite tener una etapa de reflexión y revisión e integra el conocimiento y el Know-How del negocio para lograr un verdadero y sustentable aprendizaje.

Esta transformación del aprendizaje se basa en la competencia consiente de los individuos que forman parte de un grupo y es una de las claves mas importante para lograr un cambio de cultura, la educación y el entrenamiento orientado al objetivo de la estrategia.

Otros aspectos claves son:

• La búsqueda de aliados
• Empoderamiento de las personas
• Desarrollar el sentido de la propiedad
• Hacer que se entienda el propósito y la dirección de la estrategia (a donde se quiere ir con ella)
• Hacer que el trabajo diario se haga a través de equipos auto-gestionados
• Establecer indicadores de gestión que permita medir las mejoras, los progresos y los éxitos.
• Ir mas allá de nuestro circulo de influencia.

Mantenimiento y el Control de Inventarios

Hasta los años ochenta y principio de los noventa, la función de los almacenes, al igual que la de mantenimiento, era vista solo como un centro de costo, la tendencia en el manejo de inventario de muchas empresas en la región era simple: el control del inventario era solo cosa de la gente de los almacenes, se manejaba a través de un software hecho en casa, administrado, generalmente, por el personal de procura cuyo esfuerzo operacional estaba dedicado a suministrar a tiempo la materia prima necesaria para producir el producto final, consolidar el numero de proveedores y obtener el mejor precio de estos. El enfoque financiero estaba orientado a la reducción del valor de los inventarios en los almacenes desincorporando ítems de una forma indiscriminada y en muchos casos sin consultar a mantenimiento.

El personal de mantenimiento tenia poca o ninguna ingerencia en la formulación de las estrategias de procuras y almacén, para entonce los profesionales de mantenimiento eran vistos como unos héroes de películas, como aquellos personajes que rescataban a la dama en apuros y casi siempre salvaban al pueblo de una catástrofe, eran los encargados de apagar los incendios a cualquier costo y restablecer el honor del equipo (restableciendo el estatus operacional), y no podían ser distraídos en otras actividades que los desenfocaran de esta ardua tarea.

Ya para mediados de los años noventa, se empezaba a ver un cambio de paradigma, la baja productividad del personal de mantenimiento, los prolongados tiempos de parada de los equipos, la producción diferida por falta de repuestos, las fallas repetitivas por la baja calidad de los materiales, los costos de mantenimiento cada vez mas altos y los riesgo que todo lo anterior implicaba, obligo al grupo de mantenimiento a dar un vistazo a la forma de mejorar el control y la utilización del inventario en los almacenes, es entonces cuando se empieza a ver este asunto como un factor importante para lograr la optimización del mantenimiento y la seguridad de las instalaciones.

Una de las primeras cosas que sucedieron fue la utilización de software mas estructurados y sofisticado para el control y la planificación del inventario, empezamos a ver el uso mas frecuentemente de “Computerized Maintenance Management System” (CMMS) que incluían módulos de materiales, los cuales, se integraban a través de otras interfases, a los software financieros utilizados por los departamentos de procura, esto suponía que el personal de mantenimiento se involucrase mas en el asunto de los inventarios, sin embargo, como casi siempre ocurre no todos estábamos preparados para este cambio.

Términos como: cadena de suministro (supply chain), tiempo de reposición, niveles máximo y mínimos, evaluación de la demanda, ya no eran cosas solo de la gerencia de materiales, se trataba ahora de incluir en las estrategias de mantenimiento estos asuntos como algo propio. Los roles y responsabilidades cambiaban y la toma de decisiones no eran de manera aislada sino como grupo, evitando la eliminación de stock por reducción de inventarios u obsolescencia y permitiendo un mejor control de los niveles de stock mínimos, máximo y de los repuestos críticos.

Estos cambio también obligaron a generar estructuras organizacionales que soportaran el nuevo enfoque, especialmente en el área de mantenimiento donde se empezaban a ver los primeros esfuerzos para establecer el ambiente proactivo. Esta nueva tendencia incluía actividades de Planificación y de mantenimiento predictivo, permitiendo que se agregaran a los tradicionales grupos de preventivo y correctivo los grupo de planificación y de confiabilidad, los cuales en la mayoría de los casos, asumían las responsabilidades de estos nuevos roles. Estas nuevas posiciones en mantenimiento, junto con el personal de procura y almacenes se convirtieron en los aliados perfectos en el objetivo común de optimizar los inventarios y dar más confiabilidad a las instalaciones.

La nueva estrategia involucraba muchos aspectos, una de las mas arduas tenia que ver con la identificación y documentación de los ítem necesarios para realizar eficientemente el mantenimiento de los equipos, esto en la mayoría de los casos, se lograba con la elaboración de planes de mantenimientos y procedimientos de trabajos, que generaban a su vez listados de materiales (Bill of Material) que especificaban las cantidades, el tipo y la calidad de los repuestos, materiales y herramientas a utilizar, cosa que facilitaba enormemente la planificación de los trabajos, aumentaba los niveles de eficiencia y mejoraba la confianza del personal. El mantenimiento predictivo por su parte contribuía a optimizar las frecuencias de las inspecciones y de los recambios de piezas, evitando cambios innecesarios y reduciendo los niveles de demanda.

Otros aspectos importantes eran: la evaluación del riesgo para identificar los equipos críticos y sus repuestos, la integración de los almacenes flotantes con el almacén general, la estandarización de repuestos, indicadores de gestión para los almacenes, clasificación y revisión del stock ya existente, eliminación de los repuestos obsoletos y no críticos con mas de tres años sin consumos y otros.

Hoy día todo esto ha evolucionado a lo que se conoce como “la gerencia de la cadena de suministro” (Supply Chain Management) la cual, forma parte de cualquier estrategia empresarial por muy pequeña que sea la planta productiva. Esto se ha convertido en un factor critico para el éxito de cualquier negocio, ya no solo involucra compras de materia prima, repuestos y materiales, ahora también se trata de planificación estratégica, evaluación de los servicios y desempeño de contratistas, requerimientos de seguridad, higiene y ambiente, evaluación de las condiciones del mercado, análisis de las regulaciones locales y de los factores geopolíticos, todo dentro de un marco de valores éticos y reglas de cumplimiento estricto relacionados con el negocio, es decir, algo bien complejo donde el grupo de mantenimiento tiene mucho que aportar como parte de un todo y que involucra un gran desafío para el profesional de esta área, el cual debe procurar una formación en este sentido, para contribuir así al cambio de cultura y a la obtención de niveles óptimos de disponibilidad y confiabilidad de las instalaciones.

Analisis RAM

 

El análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad (CDM) o mejor conocido como RAM por sus siglas en ingles (Reliability, Availability, Maintainability) nos permite pronosticar para un periodo de tiempo  determinado dichos parámetros de mantenimiento basados en la configuración de los equipos y su filosofía operacional.

La base fundamental de este análisis es la determinación por medios probabilisticos o analíticos de los tiempos promedios entre fallas (TPEF) y de los tiempos promedios para reparar (TPPR) de los equipos que conforman los sistemas, con la finalidad de determinar las debilidades de los mismos y poder tomar decisiones sobre las políticas de mantenimiento y confiabilidad, manejos de inventarios, utilización de nuevas tecnologías y filosofías operacionales, tanto en las etapas de diseño como en la de operación normal de las instalaciones.

Es importante recordar que el propósito de un sistema productivo es cumplir con la misión para la cual fue adquirido por su usuario o propietario, claro está, dentro de un contexto operacional racional y bien definido. Para alcanzar esta misión este debe cumplir eficientemente y con un mínimo riesgo los siguientes objetivos:

1.   Estar inmediatamente Disponibles (on-Demand) cuando el usuario los requiera.

2.   Ser Confiable para completar su misión de forma segura

3.  Ser Mantenido y reparado, bajo un esquema de tiempos de entrega establecidos necesarios para cumplir con la planificación de producción y la confiabilidad operacional requeridas.

En anteriores entregas hemos tocado este tema desde el punto de vista de los conceptos esenciales que debe conocer todo profesionales de mantenimiento (ver entrega del 24/10/2011 – http://maintenancela.blogspot.com/2011/10/confiabilidad-disponibilidad-y.html ) y esto nos  permite tener una base teórica para comprender este análisis. Ahora  nos embarcamos nuevamente en el tema para explorar una herramienta que permite diseñar nuevos sistema o evaluar los ya existentes basándonos en la identificación de los componentes con confiabilidad critica y cuantificando los impactos de las fallas, la influencia del factor humano, la perdidas de capacidades por degradación y la disponibilidad de recursos humanos y materiales, entre otros, esto con el objetivo final de establecer políticas que permitan diseñar sistemas confiables, establecer frecuencias de mantenimiento optimas y producir estrategias de operación y mantenimiento que funcionen bajo un marco de confiabilidad y manejo del riesgo preestablecidos. 

Básicamente la ejecución de un análisis RAM se enmarca en los siguientes pasos o etapas:

1.  Determinar las tasa de fallas y de reparación de los componentes o equipos que conforman los sistemas a estudiar. En esta etapa se revisan los datos históricos de fallas de los equipos y los planes de mantenimiento para determinar los TPEF y los TPPR de cada uno de ellos.

2.  Revisión y verificación de la configuración del modelo y de la filosofía operacional y de mantenimiento de los sistemas. Construcción de los diagramas de bloque (sistemas en serie, en paralelo o serie / paralelo).

3.  Modelaje RAM. Establecimiento de escenarios y análisis de sensibilidad.
 

Generalmente en la primera etapa de los análisis RAM se emplean modelos matemáticos basados en las distribuciones de frecuencias estadísticas para modelar la rata de falla de los equipos, ya bien sea con datos reales o datos genéricos y así determinar los TPEF, TPPR,  TPPF, etc. Estos valores después servirán de insumo para completar el modelo de análisis donde por lo general se configuran los sistemas utilizando simuladores y programa computarizados (RAPTOR, es comúnmente usado por que es fácil de usar y se puede descargar de forma gratuita por Internet).

Para enfrentar el reto de desarrollar un análisis RAM como operadores no es necesario ser expertos en estadísticas ni en software especializados, para esos están los consultores, los cuales, si deben ser calificados y saber cómo utilizar las técnicas de cálculo y los software, sin embargo, si debemos saber cuándo debemos aplicar esta herramienta, conocer su nivel de confiabilidad y entender cómo aplicar los resultados que provee, con esto nos bastara para poder tomar las decisiones que nos permitan mitigar los riesgos y optimizar las estrategias de operación y mantenimiento de nuestras instalaciones.