Monitoreo de condición y mantenimiento predictivo: compensaciones de costo-beneficio

En nuestro blog anterior, platicamos los conceptos básicos de la curva de falla potencial (P-F), que se refiere al intervalo entre la detección de una falla potencial y la ocurrencia de una falla funcional. En este articulo, discutiremos las compensaciones de costo-beneficio de varios enfoques de mantenimiento.

En general, el objetivo es maximizar el intervalo P-F, que es el tiempo entre los primeros síntomas de falla inminente y la falla funcional que se produce. En otras palabras, deseamos estar al tanto de una falla inminente lo antes posible para tener más tiempo para actuar. Sin embargo, debe equilibrarse con el costo de los métodos de prevención, inspección y detección.

Hay cuatro enfoques básicos de mantenimiento:

Reactivo

El enfoque Reactivo tiene un costo bajo o incluso nulo de implementar, pero puede resultar en un alto costo de reparación/falla porque no se toma ninguna acción hasta que el activo alcanza un estado de falla. Este enfoque podría ser apropiado cuando el costo de los sistemas de monitoreo es muy alto en comparación con el costo de reparar o reemplazar el activo.

Enfoques reactivos:
• No ofrecer visibilidad
• Arregle solo si se rompe: baja efectividad general del equipo (OEE)
• Alto tiempo de inactividad
• Incertidumbre de fracasos

Preventivo

El enfoque preventivo (mantenimiento a intervalos basados en el tiempo) puede ser apropiado cuando las fallas están relacionadas con la antigüedad y el mantenimiento se puede realizar a intervalos regulares antes de que ocurran las fallas anticipadas. Dos inconvenientes de este enfoque son: 1) el costo y el tiempo de mantenimiento preventivo pueden ser altos; y 2) los estudios muestran que solo el 18% de las fallas están relacionadas con la edad (fuente: ARC Advisory Group). El 82 % de las fallas son “aleatorias” debido a un diseño/instalación inadecuados, errores del operador, problemas de calidad, uso excesivo de la máquina, etc. Esto significa que adoptar el enfoque preventivo puede gastar tiempo y dinero en trabajo innecesario y es posible que no evite fallas costosas. en activos críticos o de alto valor.

Enfoques preventivos:

  • Afinaciones programadas
  • Mayor longevidad del equipo
  • Tiempo de inactividad reducido en comparación con el modo reactivo

Basado en Condición

El enfoque basado en condiciones intenta abordar las fallas independientemente de si se basan en la edad o son aleatorias. Los activos se monitorean en busca de uno o más indicadores de fallas potenciales, como vibración, temperatura, corriente/voltaje, presión, etc. Los datos a menudo se envían a un PLC, HMI local, un procesador especial o la nube a través de una puerta de enlace perimetral. Se establecen límites predefinidos y las alertas (alarma, mensaje del operador, mantenimiento/reparación) solo se envían cuando se alcanza un límite. Este enfoque evita el mantenimiento innecesario y puede dar una advertencia antes de que ocurra una falla. El monitoreo basado en condiciones puede ser muy rentable, aunque las soluciones muy sofisticadas pueden ser costosas. Es una buena solución cuando el costo de falla es medio o alto y los indicadores conocidos brindan una advertencia confiable de falla inminente.

Enfoques basados en condiciones:

  • Basado en condición (PdM)
  • Permite el mantenimiento predictivo
  • Mejora el OEE, la longevidad del equipo
  • Reduce drásticamente el tiempo de inactividad no planificado

Análisis predictivo

Es el enfoque más sofisticado e intenta aprender del rendimiento de la máquina para predecir fallas. Utiliza datos recopilados a través de Condition Monitoring y luego aplica análisis o AI/Machine Learning para descubrir patrones para predecir fallas antes de que ocurran. El hardware y el software para implementar Predictive Analytics pueden ser costosos, y este método es mejor para activos críticos/de alto valor y fallas potenciales costosas.

Enfoques de análisis predictivo:

  • Basado en patrones: información almacenada
  • Basado en aprendizaje automático
  • Mejora el OEE, la longevidad del equipo
  • Evita el tiempo de inactividad

Cada usuario debe evaluar los atributos únicos de sus activos y decidir el mejor enfoque y las ventajas y desventajas del costo de prevención (detección de falla potencial) contra el costo de reparación/falla. En general, un enfoque reactivo solo es mejor cuando el costo de la falla es muy bajo. El mantenimiento preventivo puede ser apropiado cuando las fallas están claramente relacionadas con la edad. Y los enfoques avanzados, como el monitoreo basado en condiciones y el análisis predictivo, son mejores cuando el costo de reparación o falla es alto.

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