Ingeniería de confiabilidad y confiabilidad operacional

En la actualidad, las empresas no pueden darse el lujo de tener fallas en sus procesos o en sus activos. La actual competitividad de los negocios y la globalización de los mercados han hecho que las organizaciones se preocupen por la calidad de sus productos pero sin dejar de lado la rentabilidad.

Para obtener tanto calidad como rentabilidad las empresas deben evitar las fallas en sus sistemas, procesos o maquinarias. Como respuesta ante esta necesidad surge la Ingeniería de Confiabilidad. Tema de suma importancia que se trata a continuación.

El trabajo está comprendido de la siguiente manera, inicia con definiciones básicas del tema para lograr la contextualización de los temas posteriores.

Después se abarca el tema de Confiabilidad operacional, su definición y parámetros que lo componen. Posteriormente se habla sobre costo de confiabilidad, métodos para el análisis de la confiabilidad y finalmente se cierra con los beneficios de la Ingeniería de confiabilidad.

INGENIERÍA DE CONFIABILIDAD

La Ingeniería de Confiabilidad se define como una rama de la Ingeniería que se encarga del estudio de los procesos de eliminación de fallas a través del uso de diversas herramientas analíticas que permitan mejorar procesos, actividades, recursos, servicios, entre otros (SPM, 2014).

Aunque existen varias definiciones de Ingeniería de Confiabilidad, todas manejan la misma palabra central. Esta palabra es “Falla”.

Se denomina falla a la situación en que (Zapata, 2011):

1. El componente o sistema deja cumplir parcialmente o totalmente su función.
2. Existe una diferencia inaceptable entre el desempeño esperado y el observado.

Existen dos causas que provocan fallas, estas son:

1. Defectos técnicos o físicos. Estos son propios de la máquina o sistema, incluyen el diseño, materiales, manufactura, construcción, ensamblaje y mantenimiento.
2. Errores operativos o procedimentales. Estos surgen por factores humanos, por no seguir indicaciones, por falta de conocimientos o por no entender procedimientos por ejemplo.

La fallas de los componentes o sistemas pueden causar efectos que van desde molestias e inconvenientes para algunos de los usuarios hasta un severo impacto en la sociedad. Las fallas también pueden llevar a situaciones potencialmente peligrosas o de riesgo para los usuarios o el medio ambiente, diferentes a las aceptadas o permitidas (Zapata, 2011).

Por lo tanto, se requiere que todo componente o sistema ofrezca calidad, seguridad y confiabilidad y disponibilidad.

Según el modelo de la norma ISO 9000, la calidad es el “grado en el que un conjunto de características inherentes cumple con los requisitos” (ISO, 2008), y al hablar de requisito se refiere a la necesidad o expectativa establecida.

Que un sistema o componente cuente con seguridad quiere decir que su uso no implique peligro para los usuarios o el medio ambiente.

La disponibilidad hace referencia a que se debe encontrar en un estado operable cuando se es requerido, es decir en tiempo y forma.

El cuarto requerimiento es la confiabilidad. Esta palabra significa que debe cumplir con su función durante el tiempo requerido bajo unas condiciones operativas especificadas. También se define como “la probabilidad de que un componente o sistema pueda cumplir su función en las condiciones operativas especificadas durante un intervalo de tiempo dado” (Pemex, S/f).

La probabilidad es la medida clásica para valorar la confiabilidad. Sin embargo, existen muchas otras medidas utilizadas extensamente, por lo cual, confiabilidad es un término genérico que describe todas estas medidas sin que necesariamente estén relacionadas con la probabilidad (Zapata, 2011).

Gran parte de estas medidas corresponden a promedios estadísticos o valores esperados que se denominan “índices de confiabilidad”.

Algunos ejemplos son.

• Vida media: Tiempo esperado para que ocurra una falla en un componente no reparable.
• Frecuencia de fallas por año: Número de fallas esperadas por año.

CONFIABILIDAD OPERACIONAL

La Confiabilidad Operacional se define como una cadena de técnicas de mejora continua, que introducen métodos de análisis y nuevas tecnologías; con el propósito de perfeccionar el servicio, planeación, ejecución y control de la producción (de bienes o servicios) (Espinosa, 2011)

La confiabilidad operacional busca evitar en el sistema integral, el cual está compuesto por personas, procesos y activos para el cumplimiento de funciones dentro de un contexto operacional específico.

Se compone de cuatro parámetros: confiabilidad humana, confiabilidad de los procesos, mantenibilidad y confiabilidad de los equipos; los cuales interactúan de forma óptima para obtener un mejoramiento duradero y de largo plazo.

Confiabilidad de proceso: se asocia con el correcto desempeño de los procedimientos, la obtención de los parámetros establecidos a manera de respetar las condiciones establecidas (Arata, 2009).

Confiabilidad de equipo: o también conocida como confiabilidad de  los suministros; se refiere a la integración entre los distintos procesos o unidades internas, como operación, abastecimiento, desarrollo para contar con el suministro cuando sea requerido (Arata, 2009).

Confiabilidad humana: se relaciona con el involucramiento, compromiso y competencias que disponen las personas con las actividades que les corresponde realizar y la estructura organizacional para lograrlo (Arata, 2009).

Mantenibilidad: conjunto de acciones destinadas a mantener o reacondicionar un componente, equipo o sistema, en un estado en el cual sus funciones pueden ser cumplidas. Entendiendo como función cualquier actividad que un componente, equipo o sistema desempeña, bajo el punto de vista operacional (Arata, 2009).

El mantenimiento puede ser dividido en preventivo y correctivo. El mantenimiento preventivo puede definirse como la programación de actividades de inspección de los equipos que deben de realizarse en determinados períodos basándose en un plan de seguimiento de control de calidad. El propósito del mantenimiento preventivo es precisamente prevenir los errores, para poder mantener el sistema bajo las condiciones óptimas especificadas de un inicio.

Su característica fundamental es la de inspeccionar los equipos de forma planeada para detectar fallas durante su fase inicial y corregirlas en el momento adecuado.

Nos referimos a mantenimiento no programado o mejor conocido como mantenimiento correctivo a la acción de corregir los defectos detectados dentro de un sistema o componente, consiste en detectar los errores y repararlos en el menor tiempo posible para volver a su función el sistema.

COSTO DE CONFIABILIDAD

En todo sistema existe una relación entre su confiabilidad y el costo que ésta ocasiona. Conforme se aumenta el nivel de confiabilidad, se aumenta el nivel de inversión requerido y viceversa (Gráfica 1). El costo de la confiabilidad debe compararse con los beneficios globales tanto para el usuario como para la sociedad. El nivel aceptable de confiabilidad depende de lo que los usuarios y la sociedad en su conjunto estén dispuestos a pagar por esta. Este nivel aceptable de confiabilidad puede ser diferente del óptimo matemático.

Costo de Confiabilidad. Autor: Arata, 2009.

MÉTODOS DE ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD

A continuación se presentan algunos métodos o herramientas útiles para el análisis de la Confiabilidad.

• Es una valoración subjetiva en donde no se establecen índices numéricos. Ejemplos: “No fallará”, “Es muy confiable”, “Este equipo es mejor que aquél”. No sirve para comparar alternativas o hacer análisis económico. Se conoce como “juicio de ingeniería”.
• Histórico. Se estudia el componente o sistema basado en los datos de su comportamiento operativo pasado. Con estos datos se establecen índices históricos o medidas de desempeño que generalmente son estadísticas. Ejemplo: Frecuencia de fallas promedia.
• Analítico. Se representa el componente o sistema bajo estudio por medio de un modelo matemático (ecuación o conjunto de ecuaciones) y se evalúan los índices de confiabilidad por medio de soluciones matemáticas directas. Ejemplos: Diagramas de bloques y Proceso de Markov.
• Probabilístico. Las variables se consideran aleatorias, es decir no tienen un valor fijo ni existe una función que permita determinar su valor en un instante de tiempo dado. La ocurrencia de determinados valores de la variable se expresa en términos de probabilidad, es decir de que un fallo ocurra o no.
• Lógica difusa. Es una disciplina matemática que permite trabajar con información que no es exacta para poder realizar evaluaciones de sistemas. Es ideal para el modelado de sistemas que no pueden ser resueltos mediante un modelo matemático simple o preciso.
• Simulación. Se simula el comportamiento aleatorio del componente o sistema en un programa computacional y se evalúan los índices de confiabilidad en forma indirecta por medio de técnicas numéricas. Ejemplo: Simulación de Montecarlo.

BENEFICIOS

Los principales beneficios de la ingeniería de Confiabilidad se resumen como se muestra a continuación

1. Alcanzar las expectativas de los clientes sobre la funcionalidad y la vida útil los equipos.
2. Disminuir los riesgos previsibles inherentes al funcionamiento de los equipos y los peligros para la salud.
3. Mejorar la Confiabilidad y la Disponibilidad de los sistemas (disminuir las tasas de fallas y disminuir los tiempos fuera de servicio).
4. Alcanzar los objetivos de producción.
5. Mejorar la comercialización de los productos y las garantías.

CONCLUSIONES

La ingeniería de Confiabilidad tiene como objetivo primordial elevar la confiabilidad de los activos o procesos, disminuyendo o evitando las fallas,  aumentando así también su disponibilidad, y finalmente observar esas acciones en la rentabilidad del negocio.

Es un área de la ingeniería muy ligada al mantenimiento, pero su implementación abarca más que solo el área operativa. Ya que toda la organización debe contribuir al logro de la Confiabilidad operacional.

No solo busca cómo ejecutar eficientemente una máquina, sino cómo hacer de esta gestión un proceso eficaz que contribuya con el logro final perseguido por el negocio.

Es de suma importancia que las empresas busquen mejorar sus procesos evitando desperdicios organizaciones, para elevar sus niveles de competitividad.

Debido a ello esta temática representa grandes áreas de oportunidad tanto para las organizaciones como para nosotros.

BIBLIOGRAFÍA

• Arata, A. (2009). Ingeniería y gestión de la confiabilidad operacional en plantas industriales. Chile: Ril.
• Benbow, D., & Broome, H. (S/f). El Manual del Ingeniero Certificado en Confiabilidad.
• Espinosa, F. (2011). Confiabilidad operacional de Equipos. Chile: UT.
• García, O. (2009). Gestión Integral de Mantenimiento Basada en Confiabilidad. Colombia.
• ISO. (2008). Recuperado el 22 de noviembre de 2015, de International Organization of Standardization: www.normas9000.com/que-es-iso-9000.html
• Pemex. (S/f). Ingeniería de Confiabilidad. Recuperado el 22 de noviembre de 2015, de Aprendizaje Virtual Pemex: www.aprendizajevirtual.pemex.com/nuevo/guias_pdf/guia_sco_ingenieria_confiabilidad.pdf
• Pérez, I. (2007). Lógica difusa para principiantes. Caracas: UCAB.
• SPM. (2014). Recuperado el 22 de noviembre de 2015, de SPM ingeniería en mantenimiento: www.spm-ing.com/ingenieria-de-confiabilidad.php
• Zapata, C. (2011). Confiabilidad en Ingeniería. Colombia: Publiprint Ltda.