Gestión del mantenimiento

Importancia estratégica del mantenimiento y fiabilidad

Los sistemas productivos deben ser diseñados y mantenidos para alcanzar el rendimiento esperado, asegurando los estándares de calidad establecidos por la organización. Se desea evitar los fallos en los equipos que pueden ser perjudiciales, inoportunos y costosos, económica y socialmente. Por otro lado, si los fallos se desarrollan en los productos, pueden provocar la pérdida de credibilidad y reputación de la empresa, lo cual llevaría a una reducción de los ingresos.

Por todo lo expuesto con anterioridad, el objetivo del mantenimiento y la fiabilidad es garantizar la capacidad óptima del sistema productivo, controlando los costes. Las acciones de mantenimiento persiguen que los equipos funcionen correctamente, dotando al sistema de un alto grado de fiabilidad. Esta es la probabilidad de que esto ocurra así durante un determinado período de tiempo, bajo unas condiciones establecidas.

Podemos distinguir dos tipos de mantenimiento:

• — Mantenimiento de las instalaciones, que tiene por objeto garantizar la apariencia física de los edificios, jardines,...
• — Mantenimiento de los equipos: que hace referencia a las reparaciones de la maquinaria.

Las tácticas de mantenimiento son:

• — Poner en práctica o mejorar el mantenimiento preventivo.
• — Aumentar la capacidad y rapidez de las reparaciones.

Las acciones en materia de fiabilidad serían:

• — Mejora de los componentes individuales.
• — Proporcionar redundancia.

En los apartados siguientes desarrollaremos cada una de estas cuatro medidas.

Mantenimiento de emergencia, correctivo o por avería

Hace referencia al programa de reparaciones que tiene que realizarse cuando el equipo falla y debe ser reparado según las prioridades o exigencias existentes en el momento de la avería. Es necesario arreglar un equipo cuando este no funciona, o lo hace a un ritmo menor, por lo que no se alcanzan los estándares previstos.

La mayor parte de las empresas optan por mantener un programa de reparaciones, dado que la fiabilidad y el mantenimiento preventivo no siempre funcionan a la perfección. Además, las reparaciones deben ser realizadas en el menor tiempo posible, para evitar interrupciones que ralentizarían o paralizarían el proceso productivo.

Una adecuada instalación de mantenimiento debe caracterizarse por:

• — Contar con personal con apropiada formación.
• — Estar dotada de los recursos técnicos necesarios para acometer las reparaciones.
• — Poder establecer un plan de prioridades de reparación.
• — Capacidad y autoridad para planificar los materiales necesarios.
• — Poder identificar las causas que han originado la avería.
• — Diseñar medidas para aumentar el tiempo medio entre fallos.

Los equipos de reparaciones suelen actuar de forma conjunta con los operarios que manipulan las máquinas. Con la reparación de estas, no solo se consigue subsanar el fallo, sino que también pueden detectarse las causas que lo han originado. Incluso se pueden sustituir componentes que, aún funcionando correctamente, tienen un elevado desgaste. Sin embargo, en ocasiones, el departamento de mantenimiento de la empresa no tiene capacidad para subsanar todas las averías, quedando a cargo del fabricante del equipo.

Programa de mantenimiento preventivo

Consiste en la realización de controles periódicos de las instalaciones y equipos de la empresa, antes de que estos sufran alguna avería, anticipando posibles reparaciones. Por ello, es necesario conocer cuando es probable que se produzca el fallo. Para muchos productos puede darse una alta mortalidad infantil, de manera que las averías se producen al comienzo de la vida del mismo, originado, en ocasiones, por su uso inadecuado. De ahí la importancia de que la dirección de operaciones establezca un sistema postventa, que incluya la instalación y la formación necesaria para poder manipular esa maquinaria.

Una vez que el equipo está instalado, se puede realizar un estudio de la distribución del tiempo medio entre fallos, que suele seguir una curva normal. Cuando se presentan desviaciones en el comportamiento de algún equipamiento, es cuando se hace necesario el mantenimiento preventivo, aunque este resulte más costoso frente a una posible reparación correctiva, ya que las averías pueden ocasionar consecuencias catastróficas.

Es de vital importancia mantener un adecuado registro de los procesos y los equipos para conocer el tipo de mantenimiento que requiere cada aparato, de manera que se sepa en todo momento el tiempo y los costes derivados de cada reparación. Por ello, muchos sistemas de registros ya están informatizados.

Antes de comenzar a desarrollar las formas de implementar el mantenimiento preventivo, se va a realizar una comparativa gráfica de la visión tradicional de mantenimiento y la visión de costes totales.

El director de operaciones tiene que decidir qué recursos va a destinar a medidas de mantenimiento preventivo, teniendo en cuenta el gasto que este supone frente al gasto en reparaciones. Ambos costes están inversamente relacionados, por lo que se debe buscar un equilibrio entre ambos, bajo la premisa de que el coste total de mantenimiento sea el mínimo posible.

En el gráfico tradicional se parte de una situación inicial en la que el gasto en mantenimiento preventivo es muy reducido, al contrario que el de las reparaciones. A medida que el primero se incrementa, el coste del mantenimiento correctivo se reduce, y llega un momento en el que la curva de costes totales se vuelve creciente. Es decir, a mayor mantenimiento preventivo mayor coste total, de manera que la reducción en los costes de reparaciones no compensa el incremento del preventivo.

Sin embargo, en la figura anterior, no se han reflejado realmente todos los costes totales de una avería, ya que tienen que considerarse otros aspectos, tales como la calidad de los productos, la satisfacción del cliente, aunque no estén directamente relacionados con la avería, así como el coste del inventario que se mantiene para compensar el tiempo inactivo. También hay que plantearse el posible cambio de actitud de los trabajadores, que ya no ven necesario realizar el mantenimiento de los equipos, por lo que no se logran los objetivos establecidos. Por todo ello, cuando se tiene en cuenta el impacto total de las averías, la siguiente figura representa con mayor corrección la relación entre el mantenimiento preventivo y correctivo.

Para que el director de operaciones pueda elegir la política menos cara, se comparan los costes de los dos tipos de mantenimiento. Para ello, es necesario conocer los datos históricos exactos de los costes de mantenimiento, las probabilidades de avería y los tiempos de reparación.

A continuación se expone un breve ejemplo para el cálculo de los costes de mantenimiento.

Una empresa dedicada a la fabricación de conservas tiene automatizado su proceso productivo. Conocido el historial de las averías producidas en los últimos doce meses, la dirección de operaciones de la empresa se está planteando la contratación de un servicio de mantenimiento preventivo que supondría un coste mensual de 300€, considerando que, en media, se producirían dos avería al mes.

Cada vez que las máquinas fallan se ha estimado una pérdida de 500€ en coste de reparación y perdida de imagen ante el cliente.

Para decidir entre una política de mantenimiento preventivo o de reparaciones se siguen los siguientes pasos:

• — En primer lugar, se calcula el número esperado de averías, a partir del historial del período temporal que se ha considerado:

  Número esperado de averías = Σ (número de averias x frecuencia)

  Aplicado al ejemplo que nos ocupa:

  Número esperado de averías = (0 x 1/12) + (1 x 1/12) + (2 x 2/12) + (3 x 3/12) + (4 x 3/12) + (5 x 2/12) = 3 averías

• — A continuación se calcula el coste que dichas averías suponen para la empresa:

  Coste esperado de averías = Número esperado de averías x coste de averías

  Siguiendo el ejemplo:

  Coste esperado de las averías: 3 x 500 = 1.500 €

• — En tercer lugar, se calcula el coste del mantenimiento preventivo:

  Coste del mantenimiento preventivo = Coste esperado de averías si se contrata el servicio + coste del contrato de servicio

  En la empresa objeto de estudio sería:

  Coste de mantenimiento preventivo = (2 x 500) + 300 = 1.300 €

• — Por último, se comparan las dos opciones eligiendo la de menor coste.

  A la vista de los resultados obtenidos, la empresa debería contratar el servicio de mantenimiento preventivo, dado que el coste total es menor.

Los programas de mantenimiento preventivo, a diferencia de los correctivos, son opcionales y suelen ser realizados fuera de la jornada laboral para evitar interrupciones en el proceso productivo. Entre las ventajas de su implementación destacamos las siguientes:

• 1. Disminuye el nivel de gravedad de las averías y el número de estas, reduciendo el coste total de mantenimiento de los aparatos.
• 2. Puede aumentar los años de vida útil de los elementos.
• 3. Permite una adecuada ergonomía y mayor seguridad en el puesto de trabajo.

El mantenimiento preventivo puede llevarse a cabo de tres formas:

• a) Revisión de componentes “a potencial fijo”: se reemplaza el componente en cada revisión periódica que se lleva a cabo.
• b) Revisión de componentes “según condición”: de manera que son reemplazados únicamente en aquellas revisiones en las que se detecte que se están sobrepasando los límites establecidos para un correcto funcionamiento.
• c) Revisión de componentes “por control de actuación”: quizá sea el menos preventivo de todos, porque son acciones de control no programadas y se efectúan cuando el componente ha fallado o se encuentra muy cerca de hacerlo.

Mantenimiento productivo total

Es la traducción de Total Productive Maintenance, que es un sistema japonés que pretende lograr cero accidentes, cero defectos y cero averías, siguiendo un sistema de calidad total. Para ello, se crean pequeños grupos de trabajadores, comprometidos para lograr los objetivos personales y de la empresa, sobre los que recaen las tareas de mantenimiento preventivo. Para poder realizar estas tareas, los empleados deben estar formados en los procedimientos a seguir para prevenir posibles averías en los equipos.

Los pilares básicos de la implantación de un sistema TPM son:

• — Mejoras enfocadas: son actividades desarrolladas por equipos interfuncionales de las diferentes áreas del proceso productivo, con el objetivo de maximizar la efectividad global del sistema, eliminando los despilfarros que se presentan en las fábricas.
• — Mantenimiento autónomo: son acciones realizadas diariamente por los trabajadores que manipulan los equipos, habiendo sido formados para ello. Entre estas acciones se encuentran actividades de inspección, limpieza, lubricación, cambio de herramientas, etc.
• — Mantenimiento progresivo o planificado: la empresa debe establecer como máxima el objetivo de cero averías, estableciendo una planificación de mantenimiento adecuada que garantice ese objetivo.
• — Mantenimiento de calidad: en este caso lo que se pretende es el logro de cero defectos en los bienes que son ofrecidos al mercado. Se realizan acciones encaminadas al cuidado de los equipos, vigilando que estos trabajan dentro de los estándares técnicos establecidos.

Fiabilidad

Es la probabilidad de que un equipo funcione correctamente durante un período de tiempo determinado y bajo unas condiciones previamente establecidas.

Existen tres maneras de garantizar la fiabilidad de los equipos:

• — Mejorar el diseño de los componentes que lo constituyen. La fiabilidad de un sistema (F_s) suele venir expresada en porcentaje y es el resultado de multiplicar los índices de fiabilidad de cada uno de sus componentes. Por lo tanto, se puede mejorar la fiabilidad global del sistema si se mejora el diseño de cada uno de sus elementos.

  F_s = F₁ x F₂ x ... F_n

  Imaginemos que tenemos cinco máquinas dispuestas en una cadena, cuyas fiabilidades son del 95 %, 92 %, 86 %, 90 % y 93 %, respectivamente. La fiabilidad total de este sistema sería:

  F_s= 0`95 x 0`92 x 0`86 x 0`90 x 0`93 = 0`63 (63 %)

• — Simplificación del diseño, reduciendo el número de componentes. A medida que aumenta el número de elementos que integran un sistema, aumenta la probabilidad de un fallo global del mismo, consecuencia de una avería en alguno de los equipos que lo constituyen.
• — Redundancia de componentes. Supone la utilización de componentes en paralelo, de manera que si uno falla, entra inmediatamente en funcionamiento su componente de apoyo. La fiabilidad resultante es la suma de la probabilidad de que funcione el primer componente (F₁), más el producto de la probabilidad del componente de apoyo (F₂) por la probabilidad de necesitar dicho componente de apoyo (PA).

  F_s = F₁ + [F₂ x PA]

  En el caso de que un equipo tenga una fiabilidad del 95 % y dicho componente tenga un elemento de apoyo de la misma fiabilidad, la fiabilidad redundante será:

  F_s= 0`95 + [0`95 x (1 - 0`95)] = 0`9975 (99`75 %)

Medidas de Fiabilidad

Las más utilizadas son:

• — Índice de Fallos (IF): relación por cociente entre el número de fallos y el número de unidades probadas, o entre el número de unidades producidas por unidad de tiempo.

• — Tiempo medio entre fallos (TMEF): que es la inversa de IF(n).

Vamos a apoyarnos en un ejemplo sencillo para entender los cálculos de estas medidas. Imaginemos que una empresa dedicada a la fabricación de electrodomésticos ha sometido a 50 frigoríficos a 1.200 horas de pruebas. Uno de ellos falló a las 500 horas y otros tres lo hicieron a las 1.000 horas. Con esta información, se puede obtener el índice de fallos y el tiempo medio entre fallos.

Tiempo total = 50 x 1.200 = 60.000 horas

Tiempo no operativo= (1 x 700) + (3 x 200) = 1.300 horas

Tiempo operativo = 60.000 - 1.300 = 58.700 horas

Análisis Modal de Fallos y sus Efectos (AMFE)

Sus siglas hacen referencia a Faillure Model and Effect Analysis. Fue aplicado, por primera vez, en los años sesenta en la industria aeroespacial. Es una de las técnicas más utilizadas en la gestión del diseño de nuevos productos, previa a la fabricación de los mismos, de manera que se revisan cada uno de los elementos, comprobando si funcionan de manera óptima. A continuación, se clasifican los defectos detectados jerárquicamente, según las consecuencias que pueden ocasionar en el sistema productivo. En función de esa jerarquización se establece un programa para la subsanación de los defectos.

El desarrollo de esta técnica se divide en los siguientes pasos:

• — Identificación de cada componente y la función que realiza en el proceso productivo.
• — Se determina el modo de fallo potencial de cada componente.
• — Se analizan los efectos del fallo de cada elemento.
• — Se relaciona dicho fallo con sus posibles causas u orígenes.
• — Se asigna una puntuación:
  • a) Probabilidad de que se desarrolle un fallo en el producto o proceso objeto de estudio (O).
  • b) Importancia del mismo en relación a sus consecuencias funcionales en el caso de un producto o por el grado de deficiencia si se trata de un proceso (G).
  • c) Probabilidad de no detectar el fallo antes de que se produzca (D).
• — Con los datos anteriores se establece el Índice de Prioridad de Riesgo (IPR):

  IPR = 0 x G x D

• — En función de los IPR obtenidos, se establece un programa de acciones correctoras.
• — Se crea un grupo de trabajo formado por empleados de las diferentes áreas de la empresa para que lleven a cabo el estudio.