Nota del autor: Mientras le estaba dando los toques finales este artículo, me encontré con el artículo de Dic10/Ene11 de Bill Berneski en la revista Uptime, "Derivar las Periodicidades de las Tareas dentro del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad". El artículo del Sr. Berneski discutía fórmulas matemáticas que podrían ser usados para calcular los intervalos para las tareas programadas de restauración/descarte, según condición y de búsqueda de fallas. La intención de este artículo es fortalecer el caso a favor del uso de un enfoque matemático para obtener el intervalo de la tarea según condición para modos de falla de mayor riesgo (o costo). Este método matemático aborda el riesgo directamente, por medio de la metodología del mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM), para ayudar a las organizaciones a cumplir los objetivos de ISO310000 para la gestión de sus activos.
El altamente estructurado proceso RCM es un método probado para determinar lo que debe hacerse con cualquier activo físico para asegurar que sigue haciendo lo que usted quiere que haga en el actual contexto operativo. El primer paso del proceso de selección de tareas se inicia mediante la evaluación de los efectos del modo de falla y clasificarlos en una de cuatro amplias categorías de consecuencias. El siguiente paso identifica una tarea proactiva que reduce las consecuencias del fracaso en la medida en que sea técnicamente realizable. Los criterios utilizados para juzgar si una tarea de mantenimiento según condición es técnicamente realizable son bastante consistentes a través de los diversos procesos RCM compatibles. Específicamente, RCM2™ utiliza los siguientes criterios:
• Es posible definir una condición de falla clara, potencial.
• El intervalo P-F es razonablemente consistente.
• Es práctico controlar el ítem a intervalos menores que el intervalo P-F.
• El intervalo P-F neto es lo suficientemente largo como para ser de alguna utilidad.
Los intervalos de tareas según condición se basan en el intervalo P-F esperado. (Vea la Sección 7.7 del libro, Reliability-Centered Maintenance II, por John Moubray si usted está teniendo dificultad para determinar un intervalo P-F en ausencia de información empírica. El Sr. Moubray sugiere un método de "enfoque racional" para estimar intervalos P-F sobre la base del juicio y la experiencia). Para detectar la falla potencial antes de que se convierta en una falla funcional, la frecuencia de la tarea debe ser menor que el intervalo P-F. La sabiduría convencional de RCM sugiere que por lo general es suficiente seleccionar un intervalo de tarea igual a la mitad del intervalo P-F.
Así que las preguntas son:
¿Qué podría representar una situación "inusual" cuando la pauta de guía de la mitad del intervalo P-F no aplica?
¿Debería la periodicidad de la tarea ser una fracción más pequeña del intervalo P-F? Y de ser así, ¿cuánto más pequeña?
Al abordar estas cuestiones, uno puede concluir que los ajustes al intervalo de la tarea deberían estar basados en estas consideraciones:
- El fracaso puede presentar un riesgo para la organización debido a las consecuencias en seguridad, el medio ambiente, o grandes consecuencias operativas.
- La tarea según condición específica puede no identificar la aparición de la falla con un grado lo suficientemente alto de confianza debido a alguna incertidumbre o inconsistencia con el método de inspección.
El Comando Naval de Sistemas Aéreos tiene un programa de RCM para sus aviones en servicio y su equipo de apoyo. Sus Directrices para el Proceso de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad de la Aviación Naval, manual NAVAIR 00-25-403, establece que los intervalos de tareas según condición para los modos de fallas relacionados con la seguridad y el medio ambiente pueden ser calculados usando estas dos ecuaciones:
Ecuación (1) I = P-F / n
Donde: I = intervalo de inspección
P-F = intervalo de falla potencial
n = número de inspecciones en el intervalo P-F
Asignar una probabilidad aceptable de falla para detectar una falla potencial produce una segunda ecuación que puede ser utilizada para determinar n.
Ecuación (2) n = ln (Pacc) / ln (1-θ)
Donde: n = número de inspecciones en el intervalo P-F
θ = probabilidad de detectar una falla potencial con una ocurrencia de la tarea según condición propuesta, asumiendo que se produce la falla potencial
Pacc = probabilidad aceptable de falla
La base para el uso de este método y derivar las ecuaciones están contenidos en NAVAIR 00-25-403, Apéndice B. Sería una buena idea revisar la explicación del Apéndice B, Sección 1.2.1 que trata sobre la metodología para la determinación del intervalo de la tarea según condición. SAE JA1011 afirma: "Cualesquiera que sean las fórmulas matemáticas y estadísticas que se utilicen en la aplicación del proceso (especialmente aquellas utilizadas para calcular los intervalos de las tareas) deberán ser lógicamente soportables, y estarán a disposición de y serán aprobadas por el propietario o usuario del activo". Ser capaz de explicar las matemáticas ayuda mucho a la obtención del apoyo del propietario hacia la metodología.
Figura 1: Número calculado de inspecciones versus la probabilidad de detectar el P-F
Examinemos las ecuaciones de NAVAIR para entender mejor cómo las variables P ACC y θ afectan el resultado de la determinación del intervalo de la tarea según condición mediante el uso del siguiente ejemplo. Asuma que tiene una estructura que se mantiene unida con 12 pernos que, por diseño, no son visibles para el operario del activo durante las operaciones normales. Si cualquiera cuatro de los 12 pernos se suelta completamente, se cree que la estructura se derrumbará, con la posibilidad de muerte o lesiones graves del operador. Debido a la forma en que la estructura se utiliza, el equipo de revisión RCM decide que el intervalo P-F es de dos años desde el momento en que el primer perno comienza a aflojarse. El propietario del activo ha declarado que a Pacc (la probabilidad aceptable de que la estructura pueda colapsar) en un año cualquiera se le asignará un valor de 0,00001. (Nota: Una probabilidad anual de fracaso de 0,00001 sugiere que razonablemente no se espera que este modo de falla ocurra nunca a lo largo de un período de 50 años.) La tarea según condición propuesta involucra evaluar visualmente si alguno de los 12 tornillos se está aflojando. Debido a que la identificación de la falla potencial depende del juicio del inspector, a θ se le asignará un valor de 0,90 por el equipo de revisión RCM. El valor 0,90 debería ser considerado razonable para una técnica basada en los sentidos humanos. Cuando se introducen las variables en las ecuaciones (1) y (2), el intervalo de inspección (I) resultante es de 0,4 años.
Debido a que los valores asignados a las variables usadas en este análisis (P ACC, θ) podrían considerarse un tanto subjetivas, el grupo está interesado en considerar escenarios alternativos para ver si un intervalo de inspección razonable puede ser acotado. Con las ecuaciones integradas en una hoja de cálculo, los escenarios alternativos son fáciles de evaluar.
• Desde el escenario original, aumente la probabilidad de detectar el fallo potencial a 0,95 y el intervalo de inspección resultante se convierte en aproximadamente 0,5 años.
• Desde el escenario original, cambie la probabilidad aceptable de falla a 0,0001 y el intervalo de inspección resultante también se convierte en aproximadamente 0.5 años.
Tenga en cuenta que las suposiciones originales dan como resultado un intervalo de la tarea según condición de un quinto del intervalo P-F, no de la mitad. Es también interesante observar que relajar alguna de las suposiciones, como se hizo con los escenarios alternativos, no cambió el intervalo resultante de la tarea de forma apreciable. Con suerte, este ejemplo ilustra suficientemente el punto de que fallar en considerar las implicaciones del riesgo de falla funcional y la capacidad de la inspección para detectar la aparición de la falla podría provocar que el equipo de revisión se decida por una periodicidad de la tarea de 12 meses en lugar de los cinco o seis meses que son más defendibles técnicamente. El uso de las ecuaciones da cuenta rigurosamente del riesgo que presenta el tipo de fallo para la organización y la eficacia del método de inspección.
La figura 1 muestra las relaciones entre la probabilidad de detección de un fallo potencial (θ, suponiendo que existe la condición P-F) y el número calculado de inspecciones en el intervalo P-F (n), cuando se varían θ y P ACC. El propósito de presentar este gráfico es para ayudar a explicar algunas cosas que podrían no ser instintivas.
En primer lugar, nótese que cuando las consecuencias del modo de falla son relativamente benignas (P ACC = 0,1), el n calculado tarda mucho tiempo para acercarse a dos, o un medio del intervalo P-F. En segundo lugar, cuando la PACC es 0,001 o inferior, θ se vuelve un jugador más importante en el cálculo del intervalo de tareas que lo que es probablemente más intuitivo para la mayoría de nosotros. Esto se debe a que n aumenta exponencialmente a medida que θ disminuye gradualmente. Esta relación exponencial se hace mucho más evidente si usted fuera a continuar disminuyendo θ hasta 0,50. El gráfico no se expandió para incluir θ inferiores a 0,75 porque es difícil imaginar que alguien podría especificar una tarea según condición de la que se espera que identifique una condición P-F existente con menos de 0,75 de certeza. En tercer lugar, observe que ninguna de las líneas se encuentran con el eje Y. Esto se debe a que la ecuación matemática se cae cuando θ es igual a uno. Como señala el Sr. Berneski en su artículo de Uptime: "Por lo tanto, no podemos calcular una confianza del 100 por ciento en nuestra inspección detectando P-F, lo que está de acuerdo con la experiencia práctica".
Resumen
Para detectar un fallo potencial antes de que se vuelva una falla funcional, la frecuencia de la tarea debe ser menor al intervalo P-F. Para los modos de falla de bajo riesgo, es totalmente apropiado seleccionar un intervalo para la tarea igual a la mitad del intervalo P-F. Sin embargo, puede haber ocasiones cuando sea apropiado seleccionar un intervalo de tarea que sea una fracción más pequeña del intervalo P-F. Para los modos de falla con mucho en juego (por ejemplo consecuencias de seguridad, ambientales e incluso en operaciones de alto impacto), la debida consideración del riesgo de falla para la organización y el grado de incertidumbre en la identificación de la aparición de la falla es sabia. En esas situaciones, las Ecuaciones (1) y (2) proporcionan una metodología sencilla y directa utilizando el intervalo P-F, una probabilidad aceptable del modo de falla y un probabilidad verosímil de detectar la posible condición de falla para un enfoque basado en el riesgo para determinar intervalos de tareas defendibles, según la condición.
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