RCM (Mantenimiento centrado en fiabilidad)

rcm aplicado a la empresa

El RCM (Reliability Centred Maintenance), o mantenimiento centrado en la fiabilidad, es una técnica dirigida a elaborar un plan de mantenimiento en una planta industrial. Eso permite obtener una serie de ventajas frente a otras técnicas, obteniendo una rentabilidad para evitar tener que sustituir piezas de forma más periódica.

Inicialmente se implementó el RCM para la industria de la aeronáutica, donde esos gastos de sustitución eran mucho más caros, lo que generaba grandes problemas económicos a las compañías del sector. Posteriormente se fue expandiendo a otros campos de la industria debido al gran éxito que tuvo en el sector citado.

Historia

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Consolidated TB-32 on the assembly line. The first three aircraft are TB-32-10-CF (S/N 42-108511-513). Although the other serial numbers aren’t visible, it’s almost a certainty the rest of the aircraft are the remainder of the TB-32 production (block 10 and 15, S/N 42-108511 to 42-108524). (U.S. Air Force photo)

Un reporte en 1978 de la Tom Matteson, F. Stanley Nowlan y Howard F. Heap, publicado por el DoD, o Departamento de Denfesa de Estados Unidos, fue el primer documento que apareció el término “mantenimiento centrado en la fiabilidad” o RCM. Estos escritos públicos habían sido escritos por estos tres ejecutivos/ingenieros de la UAL (United Airlines).

En ellos se describía el proceso que se usaba en dicha compañía para determinar ciertos requisitos de mantenimiento para los aviones. Eso, junto con un informe de evaluación creado por Rand Corporation, comenzó a conformar las prácticas que se conocen hoy día y se aplican en la industria.

Esto, no solo ayudó a reducir costes, también a salvar vidas. Los aviones de aquella época tenía una tasa de accidentes que en la actualidad sería realmente elevada. Las compañías de aviación se sentían muy presionadas para mejorar esos resultados, lo que impulsó a tomar estas medidas y analizar los tiempos de vida que tenían los componentes esenciales como el motor del avión y otros sistemas de control.

Solo así podían prever cuándo se debían sustituir o reacondicionarlos para evitar fallos. Algo que ahora parece normal, pero que en aquella década era todo un descubrimiento y revolucionó la forma en la que se gestionaban estas industrias.

Esto daría paso a una serie de normas y estándares internacionales para ser aplicados al resto de industrias. Eso daría pie, en 1999, a que se estableciesen unos criterios mínimos sobre el proceso de análisis de fallos para que pudiera catalogarse como RCM. Y eso fue lo que recoge la norma SAE JA 1011 y la posterior mejora de 2002 de la SAE JA 1012.

Proceso RCM aplicado a la industria

RCM (Reliability Centred Maintenance) aplicado ala industria

Para poder implementar un proceso RCM en una industria, se deben realizar una serie de acciones, pero antes se deben establecer los objetivos y cómo o dónde se van a implementar.

Objetivos

Los principales cambios que se implementaron tras estos documentos fueron:

  • Los fallos de un activo no están ligados a la edad de dicho activo en la mayoría de los casos. Es necesario comprender mejor cómo funcionan los equipos o componentes para ello.
  • Inversión de más recursos para predecir la esperanza de vida de los componentes. Se necesita analizar las posibilidades de fallo (intrínseco o por el uso) de un sistema y desarrollar mecanismos para evitarlos.
  • Comprensión de otros requisitos de fiabilidad del diseño, condiciones y tareas de mantenimiento rutinario, vinculación entre los niveles de riesgo tolerable para el desarrollo de estrategias de mantenimiento. Así se pueden realizar acciones para garantizar la alta disponibilidad.

Con el estándar SAE, la industria lo tiene mucho más fácil para usar procesos de manufactura, servicios y software que cumplan con lo definido como RCM.

Enfoque

fases y pasos para utilizar RCM

La técnica RCM se comenzó a aplicar a todo el avión, y no solo a un equipo o parte en concreto. El conjunto del sistema no debe fallar, por eso no se aplicaba a elementos individuales. Por eso se hacía sobre el tren de aterrizaje, motores, fuselaje, instrumentación de cabina, alas, etc.

Pero en otros sectores que no son la aviación no era tan rentable aplicarlo a todo, por eso solo se hacía a lo que llaman “equipos críticos”. Esas partes son las más vulnerables o importantes, por eso se pone especial atención a ellas, en detrimento de otros elementos auxiliares o que no son tan importantes.

Ten en cuenta que una planta o equipo grande podría tener cientos o miles de subsistemas que potencialmente podrían tener algún fallo. Analizar uno a uno supondría una gran inversión de recursos económicos y también temporales, llegando a análisis de meses e incluso años, dependiendo de la complejidad.

Por eso, se debe evaluar cuáles son los componentes o equipos críticos y aplicar RCM sobre ellos. Dejando el resto de equipos o componentes para que los técnicos de mantenimiento apliquen otras metodologías. Este sería el enfoque del plan RCM, si aplicarlo a todo o solo a parte de los equipos…

El problema es que incluso en plantas de fabricación grandes, un simple tornillo, tubería o válvula que falle podría paralizar la planta al completo. Y eso supone una pérdida de producción y costes de arranque asociados.

¿Entonces? Esto te lleva a pensar que no hay componentes o equipos críticos, sino que los fallos son los críticos en cualquier sistema o industria. Por eso, el RCM sobre equipos críticos se debe complementar con otros procesos de prevención sobre otras partes para garantizar la alta disponibilidad de los sistemas. De esa forma, solo los fallos asumibles se escaparán del control.

Lo ideal sería aplicarlo en todo el sistema o planta industrial. Algunas industrias se pueden permitir este lujo, dividiendo la planta en sistemas principales que la componen y estudiando cada uno de ellos por separado. En este caso se puede nuevamente tomar dos caminos: estudiar en profundidad cada sistema en profundidad (riesgo de hacerse inviable) vs estudiar superficialmente cada sistema (riesgo de no conseguir resultados).

Preguntas clave

Durante el proceso de implementación de un método RCM, hay 7 preguntas esenciales que deberían quedar contestadas de forma correcta para que sea un éxito:

  1. ¿Cuáles son las funciones de funcionamiento de cada subsistema o equipo?
  2. ¿Cómo ocurren los fallos de cada subsistema o equipo?
  3. ¿Cuál es la causa del fallo?
  4. ¿Qué parámetros monitorizar (qué datos alertan de un fallo)?
  5. ¿Cuáles son las consecuencias de cada fallo (catalogar su criticidad)?
  6. ¿Cómo se puede evitar cada fallo?
  7. ¿Qué hacer cuando el fallo es inevitable?

Una vez puedas contestar adecuadamente a estas preguntas podrás trazar un buen plan para prevenir fallos potenciales, los efectos y las medidas preventivas que se tendrán que adoptar.

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Fases o pilares del RCM

RCM en detalle

El proceso RCM cuenta con una serie de fases o de pilares que se deben aplicar a las partes en las que hayas dividido la industria o sistemas a los que se lo quieras aplicar en la planta. Y para hacelo algo más práctico e intuitivo, he puesto de ejemplo una planta de producción de tubos de PVC.

Fase 0 – Catalogar equipos o partes

Es la fase del RCM donde se debe realizar un listado y catalogar bien los equipos o partes de la planta implicados en el proceso. Es un paso que no se implementa en todos los casos, pero que es recomendable para poder definir una metodología RCM más clara.

Por ejemplo, si tienes una planta de fabricación de tubos de plástico, podrás listar los equipos de los que se compone cada área, como la tolva, las cintas transportadoras, el extrusor, etc. Esto serían los equipos, y dentro de cada equipo puede haber subsistemas, es decir, conjuntos de elementos que tienen una función común. Y cada sistema se compone de elementos, o partes, y cada elemento a su vez tiene componentes o piezas (tornillo, engranaje,…). Todo eso debe quedar reflejado en la lista.

Esto, evidentemente, implica codificación, recopilación de esquemas, planos, diagramas funcionales, diagramas lógicos, etc. Para poder documentar todo ese equipo del que se compone la planta. En esto puede ayudar mucho el fabricante de los equipos, con el que se puede establecer un vínculo para ayudar a los técnicos a entenderlo e incluso usar la propia documentación del fabricante.

En esta fase también debe quedar clara lo que se pretende implantando el RCM. Eso implica determinar los indicadores y valoración.

Fase 1 – Estudiar cada sistema o equipo

Lo siguiente será estudiar de forma detallada el funcionamiento de cada sistema o equipo según la información recabada en la fase 0. Por eso es tan importante comenzar por esa fase preliminar, para saber todos los detalles técnicos, ensamblaje, y funcionamiento en conjunto de las piezas y elementos.

Se debe documentar cada función de los equipos, ya sea primaria o secundaria, si las hay. Además, la información recabada debería incluir la forma en la que se realiza dicha función.

Por ejemplo, imagina el sistema de extrusión que puse antes de ejemplo. Su función es hacer que el plástico caliente fluya por el cabezal o boquilla para generar una forma. En este caso para formar un tubo de PVC. Para ello necesita unas condiciones determinadas de presión, temperatura, etc. Fuera de los rangos de valores correctos no funcionaría o lo haría mal. Es importante conocer todo eso para determinar mediante monitorización cuándo se puede producir un fallo.

Por supuesto, cada uno de los subsistemas o partes de los que se compone el equipo extrusor también debe cumplir su acometido. El subsistema que calienta lo debe hacer adecuadamente, el sistema que ejerce presión sobre el plástico que fluye también, etc. Y a su vez, cada subsistema tendrá componentes o piezas que también deberían determinar cuál es su función (a veces no se hace porque implicaría un proceso interminable o demasiado arduo para algunos sistemas complejos).

En definitiva, al final de esta fase se pueden tener tres listas: la de funciones del equipo o conjunto, la del subsistema, y la de los elementos.

Fase 2 – Determinar fallos funcionales y técnicos

Una vez sabes las funciones, ahora podrás determinar los fallos funcionales y fallos técnicos. Se considera que por cada item detallado en la fase 1 (equipo, subsistema, elemento) que no esté desempeñando su función se tendría un fallo.

Por ejemplo, si el sistema de extrusión de plástico tiene el subsistema que genera la temperatura y hace que el polímero fluya sin aportar temperatura (o aportando una temperatura anómala). Entonces hay un fallo, ya que el plástico no fluye por el extrusor o lo hace a una temperatura inadecuada, generando piezas malformadas o con desperfectos.

Tener un historial de averías puede ayudar mucho en estos casos. Por eso, cada vez que se produce un fallo, se debería intentar comprender y analizar el por qué. Eso ayudará al personal de mantenimiento implicado en el RCM.

Fase 3 – Modos de fallo y causas

En esta fase del RCM se debe determinar los modos de fallo o las causas de cada uno de los problemas encontrados en la fase 2. Es decir, se debería identificar la causa principal del fallo, o definir las circunstancias que pueden acompañar a un fallo concreto.

Por ejemplo, si el equipo extrusor de tubos de PVC no tiene polímero suficiente para alimentarse, entonces las causas podrían ser:

  • Hay algún atasco en los conductos o hay fugas.
  • El sistema que genera la presión para que fluya el plástico no funciona o lo hace mal.
  • La tolva no tiene suficiente plástico disponible.
  • El sistema de control del equipo está indicando un valor de alimentación inadecuado.

Fase 4 – Análisis de las consecuencias de los fallos

Ahora vendría el análisis de las consecuencias de cada fallo o modo de fallo. Es decir, habría que clasificar a los fallos como críticos, graves, tolerables, o asumibles. Las consecuencias se pueden considerar desde varias perspectivas, como el impacto económico por la falta de producción (puede ir desde cientos a miles o millones de euros en función del calado de la industria), desde el coste que cuesta subsanarlo, su impacto en la seguridad, impacto en el medio ambiente (vertidos, fugas,…), etc.

Por ejemplo, en la planta de producción de tubos, un fallo crítico es aquel que impide que se puedan producir los tubos. Todo fallo que impida la actividad lo sería. Pero podría haber otros más leves, como alguno tolerable. Imagina que el sistema que alimenta la tolva de polímero se estropea. Si se puede realizar la alimentación de forma manual por los operarios, entonces sería tolerable.

Fase 5 – Medidas preventivas

En esta fase se determinan las medidas preventivas para evitar los fallo o, al menos, atenuar sus efectos. Es un punto fundamental de todo estudio RCM. En función del éxito de esta fase, se puede hacer que se reduzcan o se eviten futuros fallos. Todas las demás fases vienen a alimentar a ésta.

Las medidas preventivas pueden ser varias. Desde un simple mantenimiento rutinario, hasta mejoras en algunos elementos, una buena formación de los operarios, modificaciones del proceso, monitorización de parámetros, etc. Será también vital determinar la frecuencia en la que se realizarán las tareas o medidas preventivas, para eso hay que conocer bien al equipo para anticiparse a los fallos.

Entre las tareas de mantenimiento, si lo recuerdas, existen varios tipos:

  • Inspecciones visuales de los equipos.
  • Lubricación de la maquinaria.
  • Verificación del correcto funcionamiento. Puede ser online (mientras funciona) u offline (parando los equipos), evidentemente ésta última implica detener la producción. Se puede realizar mediante sensores monitorizando datos, o usando otros instrumentos de medición.
  • Tareas condicionales. Se realizan siempre que se necesiten. Por ejemplo, limpieza de ciertos sistemas, ajustes de piezas, sustitución de partes desgastadas o llegando al fin de su vida útil…
  • Tareas sistemáticas. Se programan, es decir, se realizan en cierto momento o tras cierto número de horas de trabajo. También pueden ser limpiezas, ajustes, sustitución, revisión, etc.
  • Grandes revisiones (overhaul o hard time). Esto implica un trabajo para dejar el equipo como si tuviera 0 horas de trabajo, es decir, como nuevo.

Cuanto mayor sea el impacto de cada fallo, más recursos y tipos de prevención se tomarán para evitarlo.

Fase 6 – Agrupar medidas preventivas en categorías

Es el momento en el que en todo RCM se agrupan las medidas preventivas según las categorías. Es decir:

  • Plan de mantenimiento: conjunto de tareas de mantenimiento resultante de los análisis de fases anteriores.
  • Lista de mejoras técnicas: mejoras o modificaciones que se pueden realizar, si las hay, para reducir los fallos o su impacto.
  • Actividades de formación: formación del personal de mantenimiento, pero también formación del personal de operación. De nada sirve formar a los técnicos si los operarios de las máquinas las usan o fuerzan de forma inadecuada, precipitando los fallos. Es más, siempre se recomienda que cada máquina solo la use un mismo operario a poder ser.
  • Listado de procedimientos y mantenimiento: pretenden tener presentes los procedimientos de operación y mantenimiento, con cambios que puedan mejorar aún más.

Además, sería interesante también considerar el material necesario, como el stock de piezas de repuesto. De ese modo, se puede actuar a tiempo, de manera más rápida, y sin contratiempos.

Fase 7 – Poner en práctica las medidas preventivas

Es el momento de poner en marcha todas las medidas preventivas en el RCM. Es decir, la fase donde todo lo anterior se pone en práctica en la industria. Aquí comienzan los mantenimientos, la implementación de mejoras técnicas, la formación, y los cambios de procedimientos y mantenimiento.

Será el momento también de evaluar las medidas adoptadas, valorando las mejoras que ha traído el RCM, y retroalimentándolo por si se pudieran cambiar otras cosas de cara al futuro.

Por cierto, llegados a este punto del RCM, es probable que te surja una duda. Si una industria ha estado funcionando previamente a implementar un RCM, seguramente ya tenía un plan de mantenimiento. Entonces ¿qué diferencias hay? Pues bien, ese mantenimiento que ya hacían se conoce como plan de mantenimiento inicial y dista del obtenido por el RCM:

  • Plan de mantenimiento inicial: se basa en las recomendaciones de los fabricantes de los equipo de producción que tengas en la planta. Se basan en el análisis que hacen de sus productos los fabricantes de las máquinas, así como algunas aportaciones extra del personal de mantenimiento en base a su experiencia. Además, se verán complementadas con medidas legales para el trabajo con los equipos que haya en cada país.
  • Plan de mantenimiento derivado del RCM: en este caso, se hace un estudio propio, aplicado al volumen de producción o tipo de factoría que se tiene. Ten en cuenta que los estudios de los fabricantes de las máquinas los hacen de forma genérica, y no para casos concretos. Además, si se han modificado o alterado la forma en la que dichas máquinas operan, también puede haber fallos derivados que el fabricante no contempla. Por eso, el RCM es más específico. En muchos casos implicará realizar tareas de mantenimiento extra que complementen a las iniciales, y en otras se puede eliminar algunas de las iniciales e incluso modificarlas de alguna manera.

Por ejemplo, si el conjunto de extrusión para tubos de PVC se ha modificado para realizar unos tubos diferentes a lo que contemplaba el fabricante del equipo, puede que eso genere una presión extra, lo que implicaría una mayor atención técnica sobre el subsistema que genera dicha presión.

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