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Completing the Curve

Doug Plucknette

En la edición de junio/julio de 2006 de Uptime® Magazine, escribí un artículo titulado «Expanding the Curve» que detalla por qué la curva P-F tradicional no estaba completa. Si bien se esperaba que el artículo provocara comentarios tanto positivos como negativos, fue sorprendente lo fuerte que eran algunas de esas opiniones.

Los comentarios inmediatos fueron todos positivos. Provenían de una variedad de personas, la mayoría de las cuales trabajan en funciones como supervisores de mantenimiento, técnicos de mantenimiento e ingenieros de confiabilidad. También recibí comentarios de tres consultores en confiabilidad muy respetados, uno de los cuales preguntó por qué el punto D no se incluyó en el artículo. Este consultor dijo: “Sobre el artículo, en el que después de abordar la importancia del mantenimiento de precisión, usted continuó hablando sobre la importancia de utilizar varias herramientas y métodos de confiabilidad en la fase de diseño. Me gustaría saber: ¿No debería haber un punto D también?”

En 2010, una búsqueda en Google de este término arrojó más de 30 versiones diferentes de
la curva P-F

Sí, de hecho, el artículo y sus ilustraciones debieron haber indicado la curva D-I-P-F.

Los comentarios negativos fueron más indirectos. En las discusiones públicas de las redes sociales, varios profesionales del mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM) comentaron de manera bastante regular: “Cuando alguien cree que hay que expandir la curva P-F, es una clara indicación de que realmente no entiende el propósito de la misma”. Intentar explicar el concepto generó más críticas personales.

Durante los últimos diez años, diferentes versiones de la curva D-I-P-F presentadas por otras personas aparecieron en artículos de revistas, presentaciones de conferencias y salas de conferencias empresariales. Aunque los conceptos detrás de estas creaciones se entendían y se estaban arraigando, ni una sola ilustración hizo referencia al artículo de Uptime de julio de 2006, que introdujo este concepto.

Todo eso cambió en 2017, cuando Terrence O’Hanlon, Presidente Ejecutivo de Reliabilityweb.com y Director Editorial de Uptime® Magazine, trabajaba en la creación de algunas ilustraciones de varios conceptos de confiabilidad que incluían la curva P-F completa. El Sr. O’Hanlon me dijo: “He observado que están circulando versiones y ninguna de ellas le da el crédito por desarrollar este concepto, y eso debe corregirse”. Además, agregó: “No solo eso, me gustaría presentar este concepto junto con usted en la presentación de apertura de la Conferencia Internacional de Mantenimiento (IMC) de 2017”.

Sobra decir que fue un honor hacerlo.

La historia de la curva P-F

El concepto de la curva P-F original fue presentado por primera vez por Stan Nowlan y Howard Heap como parte de su documento de 1978 titulado Reliability-Centered Maintenance. Mediante una tarea condicional de una grieta visible como medida de la fatiga del metal, explicaron el diagrama indicando que el punto A es cuando está nuevo y el punto B representa el instante que aparece la grieta. En este punto, la grieta puede monitorearse hasta el punto C, que definieron como falla potencial, que luego se conocería como punto P. El punto D en su boceto se define como la falla funcional, que luego se conocería como punto F. Este es el punto en el cual el artículo debe repararse o reemplazarse. Además, ΔT representa el intervalo de la inspección condicional.

Figura 1: Curva P-F original de Nowlan y Heap

Si está un poco confundido en este punto, así debería ser. En la década de 1970, el mantenimiento condicional en el mundo industrial todavía no se había relacionado con las tecnologías conocidas en la actualidad.

John Moubray, el creador de RCM2, aclaró esta confusión ampliamente con el lanzamiento de su libro RCM II Reliability-Centered Maintenance. La sección sobre la curva P-F explicaba bien la relación entre la curva P-F y la lista cada vez mayor de tecnologías disponibles para ayudar a detectar el punto P en un modo de falla determinado.

Después de leer el documento de Nowlan y Heap y el libro de Moubray, usted debería poder comprender bastante bien la curva P-F y cómo se debe aplicar para determinar las tareas aplicables y efectivas con el fin de mitigar los modos de falla que tiene su equipamiento o maquinaria.

Pero eso no siempre sucede. En 2010, una búsqueda en Google de este término arrojó más de 30 versiones diferentes de la curva P-F. Si bien todas pueden ser bien intencionadas, la mayoría tienen errores, lo que agrega más confusión a algo que debería ser sencillo.

Comprender la curva D-I-P-F

La idea de agregar componentes a la curva P-F fue impulsada por los clientes. Un cliente específico estaba lidiando con un programa de mantenimiento predictivo (PdM) relativamente nuevo. Su organización había estado aplicando análisis de vibraciones a más de 800 activos durante tres años. Si bien se sintió algo complacido de que se pudiera detectar el punto P, por lo que podría planificar, programar y reemplazar los componentes antes de que fallaran, estaba frustrado por el hecho de que, tres meses después, el activo volvería a dar una alarma.

Figura 2: Primer borrador de la curva D-I-P-F, también conocida como curva del ciclo de vida del activo físico, creado para los materiales de capacitación de RCM Blitz® en julio de 2006. (D. Plucknette,Reliability Solutions Inc.) (D. Plucknette, Reliability Solutions Inc.)

El primer análisis de mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM) reveló por qué esta organización tenía dificultades. Aunque su empresa de servicios de mantenimiento predictivo (PdM) era sobresaliente detectando el punto P, el informe que entregó ofreció poca o ninguna explicación en cuanto a la causa del aumento de la vibración, excepto que era por desalineación u holgura. Hasta que los modos de falla que causan estas alarmas fueran identificados y mitigados, se seguirían produciendo.

El análisis de mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM) identificó más de 140 modos de falla, incluyendo:

  • desalineación;
  • patas cojas;
  • tensión en la tubería;
  • falta de lubricación;
  • base agrietada;
  • tensión incorrecta de la correa;
  • diseño o aplicación incorrectos.

Los modos de falla en la lista del primer análisis de RCM de la organización tenían algo en común: cada uno podía eliminarse mediante un simple rediseño o buenas prácticas de mantenimiento.

Aunque un gran porcentaje de las iniciativas de confiabilidad se centra en detectar el punto P, la verdad es que si las organizaciones simplemente hicieran lo correcto, ¡rara vez aparecería el punto P!

Cambiar la dirección comienza con el diseño

Lo primero que siempre debe considerar en términos del ciclo de vida de un activo es la confiabilidad inherente que espera que le brinde el sistema, activo, componente o artículo. La confiabilidad inherente es el nivel de confiabilidad que el artículo proporcionará cuando esté protegido por una estrategia de mantenimiento integral que incluya tareas de mantenimiento preventivo (PM) y mantenimiento condicional. Dicho esto, todo el mantenimiento del mundo no mejorará la confiabilidad de un sistema, activo o componente cuya confiabilidad inherente es deficiente.

Figura 3: El área de diseño de la curva D-I-P-F es en la que se determina la confiabilidad inherente de un activo. La línea punteada representa la comprensión del diseño para un nivel de confiabilidad más allá de las expectativas de desempeño. (D. Plucknette, Reliability Solutions Inc.) (D. Plucknette, Reliability Solutions Inc.)

Ahora continuemos con el punto D y el área del diseño de la curva D-I-P-F. Como parte del punto D, usted debe analizar detenidamente su proceso de mejora de capital para asegurarse de que usa una combinación de herramientas que trabajan juntas para lograr una confiabilidad inherente sólida. Esto incluye, aunque no exclusivamente:

  • RCM Blitz®;
  • análisis modal de fallos y efectos (FMEA o AMFE);
  • diagramas de bloques de confiabilidad;
  • seleccionar acuerdos de proveedores;
  • documentos de requisitos;
  • normas de diseño;
  • jerarquía del equipamiento o maquinaria;
  • análisis de criticidad.

Seguimos con la instalación

Si bien no se puede enfatizar lo suficiente la importancia de utilizar herramientas y técnicas de confiabilidad en la fase de diseño de la curva D-I-P-F, este es el momento clave de hacerlo para el punto I, en el área de instalación. El diseño más confiable puede arruinarse para siempre por una instalación mal ejecutada. Desafortunadamente, no es raro que en una instalación completamente nueva se encuentre una mezcla de metales en el mismo servicio de tuberías, tuberías sin soporte, protecciones sueltas o faltantes, paneles mal cableados y bases demasiado pequeñas.

En un momento en que los gerentes de empresas sueñan con los beneficios del Internet Industrial de las Cosas (IIoT), ¿cómo es posible que aún sigan arruinando diseños perfectos al estropear totalmente su instalación?

De 10 empresas evaluadas en 2017:

  • ocho no contaban con estándares formales de instalación en su programa de mejora de capital;
  • nueve no incluían comerciantes mecánicos, eléctricos o de instrumentos como parte de su equipo de mejora de capital;
  • por lo tanto, nueve de ellas no hacían que sus comerciantes de mantenimiento realizaran controles de calidad del trabajo de instalación realizado por los contratistas;
  • ninguna empresa sabía si los comerciantes de los contratistas que hacían instalaciones habían completado alguna capacitación formal en oficios especializados.

Cuando se les preguntó, tampoco tenían idea si los contratistas podían realizar una alineación de precisión, si tenían tablas de referencia y podían buscar varios patrones de pernos y especificaciones de par motor para las bridas de ensamble o si tenían las certificaciones apropiadas para instalar sistemas de cableado a prueba de explosiones.

Estos hechos lamentables solo mejorarán cuando su empresa reconozca estas deficiencias y tome la decisión de incluir la confiabilidad de los activos como parte de su proceso de planificación de capital. Las empresas también deben asegurarse de que su personal esté capacitado en el uso de herramientas de precisión y la importancia de cumplir con las normas detalladas de instalación. Si ya dedicó tiempo y utilizó los métodos y las herramientas para garantizar un buen diseño, asegúrese de aprovechar esas mejoras con una excelente instalación.

El costo adicional de agregar herramientas y métodos de confiabilidad en su proceso de mejora de capital es del uno al tres por ciento, en el mejor de los casos. Es un precio pequeño en comparación con lo que ganaría en un futuro muy cercano.

Área proactiva

El área proactiva es donde las organizaciones reconocen la rentabilidad de la inversión para agregar herramientas, métodos y recursos de confiabilidad al proceso de mejora de capital. Es en esta área donde se aplica el plan de mantenimiento proactivo de la maquinaria, desarrollado mediante la aplicación de herramientas, como el RCM Blitz®, a partir de la fase de diseño de la curva D-I-P-F. Esta lista de tareas incluye el monitoreo condicional continuo (Internet Industrial de las Cosas [IIoT]), inspecciones de mantenimiento predictivo (PdM), inspecciones de mantenimiento preventivo (PM), tareas de cuidado del operador, tareas de lubricación y tareas de localización de fallas.

Figura 4: El área proactiva de la curva D-I-P-F es donde las tareas de mantenimiento proactivo del equipamiento o maquinaria se realizan según un cronograma establecido para asegurar un intervalo I-P máximo. (D. Plucknette, Reliability Solutions Inc.) (D. Plucknette, Reliability Solutions Inc.)

Realizar estas tareas en los intervalos programados garantiza que el intervalo I-P sea lo más largo posible. No identificar ni completar las tareas, al igual que las malas prácticas de instalación, reducen drásticamente el intervalo I-P.

Lamentablemente, un gran porcentaje de las empresas tiene intervalos I-P drásticamente reducidos porque no reconocen la importancia de las normas de instalación cuando reemplazan componentes que han fallado y no realizan tareas proactivas en los intervalos indicados.

Si bien esto puede sonar mal, puede empeorar. Muchas empresas intentan resistirse a esto al permanecer en el extremo derecho de la curva. Cuanto más a la derecha se encuentre, más descontrolado y costoso se vuelve el mantenimiento.

Definición del punto P

Nowlan y Heap definieron la falla potencial (punto P) como: “una condición física identificable que indica que una falla funcional es inminente”. Esta condición física se puede detectar de muchas maneras, incluyendo las tareas condicionales de mantenimiento predictivo (PdM), los sentidos humanos y los procesos de verificación/IIoT.

A continuación se muestran algunos aspectos importantes para entender el punto P.

  • El punto P NO es donde ocurre la falla; es donde se detecta por primera vez. Los rodamientos no empiezan a vibrar ni se vuelven ruidosos y calientes de repente, algo provoca que esas condiciones físicas ocurran. Esta causa es el modo de falla.
  • En muchos casos se puede eliminar el punto P. Si se puede identificar el modo de falla que resultó en una condición física identificable, generalmente se puede eliminar ese modo de falla con buenas prácticas de instalación y mantenimiento.
  • El punto P puede desplazarse por la curva P-F, y de seguro lo hará, dependiendo de la tarea que se haga para identificar la presencia de una condición física. La mejor tarea para identificar el punto P es aquella que sea rentable y consistente en la detección temprana del punto P.
  • No es raro usar múltiples tareas y condiciones físicas para garantizar que el punto P sea detectado.
  • El punto P NO tiene un límite de tiempo conocido. Para que quede claro, una vez detectado el Punto P, se desconoce el tiempo que tarda el artículo en fallar funcionalmente. Lo que sí se sabe es que una vez detectado el punto P, la falla es inminente y no se evitará sin intervención.

Área correctiva

También conocida como el intervalo P-F, el objetivo del área correctiva es planificar y programar la reparación o el reemplazo del artículo detectado por el punto P antes de que ocurra una falla funcional.

Figura 5: El área correctiva es donde se planifica, programa y ejecuta la reparación o el reemplazo de los artículos que el punto P ha detectado. (D. Plucknette, Reliability Solutions Inc.) (D. Plucknette, Reliability Solutions Inc.)

Estos son algunos aspectos importantes para entender el intervalo P-F.

  • Cada componente y pieza en su planta se ajusta a la curva P-F. La diferencia de una pieza o componente al siguiente es el tiempo que lleva ir del punto P al punto F. Dependiendo del componente, pieza y modo de falla, el intervalo P-F podría tomar meses o solo una fracción de segundo.
  • El intervalo P-F es crítico para poder tomar decisiones de tareas condicionales adecuadas. El componente o pieza y el modo de falla deben tener un intervalo P-F útil que sea rentable para que una tarea condicional se considere aplicable y efectiva.
  • El intervalo de una tarea condicional debe ser la mitad del intervalo P-F o menos para garantizar que siempre se detecte la condición física identificable.

Aunque algunas empresas aceleran la frecuencia de sus tareas condicionales, una vez se detecta el punto P, esta práctica a menudo ocasiona comportamientos destructivos y no hace más que aumentar el costo de la falla. Después de que haya detectado el punto P, debe planificar y programar inmediatamente la reparación o el reemplazo del artículo lo antes posible. Como se señaló anteriormente, una vez detectado el punto P, la falla siempre es inminente. Las pruebas adicionales solo brindan una falsa sensación de seguridad y, al mismo tiempo, arrojan dudas sobre las tecnologías utilizadas para detectar el punto P. Si desea que las tecnologías tengan una presencia sostenida en su organización de mantenimiento, debe tener la disciplina para creer en ellas y reemplazar el artículo según lo programado.

Punto F

El punto F en la curva D-I-P-F designa el punto en el cual el artículo falla funcionalmente. Nowlan y Heap definieron la falla funcional como: “la falla de un elemento para realizar sus acciones normales o características dentro de los límites especificados”. Comprender lo que significa la falla funcional para su equipamiento o maquinaria es fundamental para la aplicación exitosa del mantenimiento condicional. El punto F es donde muchas personas se confunden con la curva P-F, como lo demuestran varias versiones ilustradas disponibles en Internet que muestran una falla total o un gráfico de explosión como punto F, lo que podría causar confusión entre falla funcional y falla catastrófica.

En términos simples, el punto F o falla funcional es el punto en el que su componente ya no puede funcionar a un estándar de rendimiento específico. Como ejemplo, si espera que una bomba centrífuga suministre líquido a 120 galones por minuto (GPM), tendrá una falla funcional cuando ya no pueda generar los 120 GPM. Seguirá funcionando y produciendo presión y flujo, pero si se necesitan 120 GPM y solo produce 119 GPM, presenta una falla funcional. ¿Por qué esto es importante?

Comprender los estándares de desempeño, las funciones y las fallas funcionales es lo que le permite continuar suministrando a sus clientes regularmente. Entender la falla funcional no solo es parte de eso, sino que también ayuda a reducir drásticamente el daño secundario a su activo. Si puede crear la disciplina para reemplazar o reparar su equipamiento/maquinaria antes de una falla funcional, debe haber poco o ningún daño secundario Y aún así debe poder cumplir los pedidos de sus clientes.

Área reactiva

El área reactiva es el lugar más costoso y peligroso para que una empresa realice la mayoría de su trabajo de mantenimiento. Hace diez años, no era raro encontrar empresas cuya carga de trabajo de mantenimiento era igual o mayor del 70 por ciento reactivo. Si bien la mayoría aprendió esta lección, todavía hay empresas que viven esta pesadilla. A la hora de pasar por la puerta, empiezan a aparecer los signos desagradables de una organización en caos. Hay una lista diaria de tareas pendientes en la oficina del supervisor de mantenimiento; el gasto de mantenimiento en piezas de repuesto está por encima del presupuesto; los eventos proactivos programados a menudo se posponen; las horas extra están fuera de control; hay una alta tasa de eventos que deben reportarse a la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA); etc.

Figura 6: El área reactiva es la más costosa ya que allí se realiza el mantenimiento porque el daño secundario de la maquinaria y el componente ya se ha producido, lo que multiplica el costo de reparación más de cinco veces en comparación con hacerlo en el área correctiva. (D. Plucknette, Reliability Solutions Inc.) (D. Plucknette, Reliability Solutions Inc.)

Se ha documentado que las empresas que realizan la mayor parte de su mantenimiento en el área reactiva pueden esperar un tiempo de transición de cinco a 10 años para convertirse en una organización que considera a la confiabilidad del mantenimiento como parte de su proceso de mejora de capital.

Si su organización actualmente está en esta área, la pregunta que debe hacerse es: ¿Esta empresa continuará sobreviviendo otros cinco o 10 años?

Conclusión

En los últimos 10 años, la aceptación de la curva D-I-P-F ha aumentado hasta un punto en que a menudo se menciona en artículos sobre gestión de activos e ingeniería de la confiabilidad. Las empresas que buscan gestionar el ciclo de vida completo de sus activos pueden beneficiarse de las herramientas y los métodos que se pueden usar en cada punto de la curva.

Figura 7: La curva D-I-P-F tal como fue creada por Reliabilityweb.com. Copyright 2016-2018. NetexpressUSA Inc. d/b/a Reliabilityweb.com. (Para descargar este PDF, visite: www.reliabilityweb.com/steal-these-graphics)

Referencias

  1. NOWLAN, F. Stanley y HEAP, Howard, Reliability-Centered Maintenance, San Francisco, United Airlines, diciembre de 1978.
  2. MOUBRAY, John, RCM IIReliability-Centered Maintenance, Norwalk, Industrial Press, Inc., 1997.
  3. PLUCKNETTE, Douglas, Reliability-Centered Maintenance Using RCM Blitz™, Fort Myers, Reliabilityweb.com, 2009.
  4. PLUCKNETTE, Douglas, «Expanding the Curve», Uptime®  Magazine, junio/julio de 2006.

Douglas Plucknette

Doug Plucknette is the founder of Reliability Solutions, Inc., and has worked with large industrial companies worldwide, helping them improve their reliability and operational performance. He is the author of the books, “Reliability Centered Maintenance Using RCM Blitz™” and “Clean, Green and Reliable,” and has published over 60 articles. He has been a featured speaker at numerous industry conferences.

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