Evaluación del desempeño de un activo físico en un período de explotación ya acontecido
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Dr. Ing. Antonio José Fernández Pérez
Consultor y formador en Ingeniería de Fiabilidad y Mantenimiento
Presidente del Comité de Fiabilidad de la AEM
RESUMEN
La Confiabilidad (Dependability) de un activo físico constituye la visualización global de la Disponibilidad de dicho activo y de sus elementos integrantes, a saber: Fiabilidad, Mantenibilidad y Logística de Mantenimiento. Estos parámetros operativos presentan una naturaleza probabilista, al igual que el concepto de Riesgo.
A pesar de ese carácter probabilista, resulta absolutamente pertinente plantearse si un determinado activo físico ha presentado una mayor o menor Confiabilidad en un cierto período operativo respecto a otro, ambos ya acontecidos.
El objeto de este artículo es plantear un método de cuantificación de la Confiabilidad de un activo físico en un período temporal ya ocurrido a través de un conjunto de indicadores correlacionados con las características operativas que definen dicho concepto y discutir su utilización para la evaluación del desempeño y la eficiencia de la explotación de un activo físico dentro de un contexto de gestión de activos acorde con la aplicación de la norma ISO 55.000.
1. MARCO CONCEPTUAL
La Gestión de Activos Físicos constituye el conjunto de actividades y prácticas coordinadas y sistemáticas a través de las cuales una organización toma decisiones a lo largo de los ciclos de vida de sus activos físicos con el fin de cumplir el plan estratégico establecido y obtener valor de manera óptima y sostenida a partir del funcionamiento de dichos activos.
Durante la fase de diseño y construcción de los activos físicos, se les dota de las características de Fiabilidad y Mantenibilidad apropiadas para lograr los objetivos de rentabilidad previstos para su fase de explotación. Esta fase suele ser la de mayor duración del ciclo de vida de los activos físicos y su importancia es muy relevante en términos económicos. En ella, el valor de los activos físicos se manifiesta a través del cumplimiento de sus funciones.
El coste del ciclo de vida de un activo físico comprende la suma de todos los costes asociados a las diferentes actividades que se desarrollan en cada una de las fases de dicho ciclo de vida. Como resulta evidente, el precio de adquisición de un determinado activo físico es menor que el coste de su ciclo de vida. Cuando se adquiere un activo físico, se están asumiendo sus costes de mantenimiento, así como los costes de oportunidad asociados a sus averías.
La Gestión de los Activos Físicos supone la continua toma de decisiones sobre el desempeño, los riesgos y los costes asociados a esos activos. El resultado de estas decisiones sobre un determinado activo físico se materializa en un particular estado operativo del mismo (Figura 1) en un determinado momento. Este estado es uno de los posibles estados operativos potenciales que podría adoptar el activo físico en cuestión (Figura 2).
A la hora de tomar decisiones para el futuro, surge la necesidad de tener en cuenta variables de carácter aleatorio o probabilístico. Es decir, variables cuyo valor está sujeto a incertidumbre y, por tanto, tiene asociada una determinada probabilidad de aparición.
Situación bien distinta es la que se presenta si se mira hacia el pasado. La incertidumbre se ha desvanecido. En el pasado, un cierto suceso ha ocurrido o no con toda certeza (Figura 3).
Reflexionado sobre lo mencionado, cabe señalar que las probabilidades sólo tienen sentido para estimar el futuro, no para explicar el pasado.
Cuando se consideran sucesos que pueden ocurrir en un futuro con una determinada probabilidad y que pueden generar un impacto negativo, el concepto de Riesgo asociado a dichos sucesos representa el daño medio o esperado que originará su aparición (Figura 4).
Matemáticamente, el Riesgo asociado a la aparición de un determinado suceso vendrá calculado por el producto de la probabilidad de aparición de dicho suceso y el impacto, consecuencia o daño derivado de dicha ocurrencia. El concepto inverso al de Riesgo es el de Seguridad. Cuanto mayor Riesgo, menor Seguridad y cuanto menos Riesgo, mayor Seguridad.
Bajo la perspectiva que nos ocupa, los sucesos que pueden originar daños son los fallos de los activos físicos. Estos activos formarán parte, a su vez, de sistemas coherentes en los que sólo los fallos de sus componentes (activos físicos) pueden provocar un impacto negativo.
La Confiabilidad (Dependability) de un activo físico define su capacidad para funcionar en la forma y el momento en que se requiere (UNE-EN 60300-1); constituyendo la visualización global de la Disponibilidad del activo y de sus elementos integrantes, a saber: Fiabilidad (Reliability), Mantenibilidad (Maintainability) y Logística de Mantenimiento (Supportability) (Figura 5).
La Disponibilidad de un activo físico expresa su capacidad para funcionar en un instante dado, mientras que la Fiabilidad representa su capacidad para funcionar sin fallo durante un período de tiempo determinado.
La Mantenibilidad es la capacidad de un activo físico para que la ejecución de su Mantenimiento tenga una determinada duración. Por Mantenimiento, debe entenderse el conjunto de acciones que se aplican sobre un activo físico con el fin de conservar sus condiciones operativas antes de la ocurrencia de su avería (Mantenimiento preventivo) o de restituir esas condiciones operativas adecuadas una vez que la avería ha acontecido (Mantenimiento Correctivo). Para desarrollar las tareas de Mantenimiento, se requiere contar con los medios apropiados de ejecución de dichas tareas (personal, herramientas, repuestos, etc.). Es lo que se conoce como Logística de Mantenimiento. En lo que sigue y a efectos de limitar la complejidad de la exposición, se considerará que el término Mantenibilidad integra al Mantenimiento y a su logística.
Las características operativas que conforman la Confiabilidad de un activo físico presentan una naturaleza probabilista. Es decir, están orientadas a describir un futuro no acontecido todavía. Son características que se aportan a los activos físicos durante las fases previas a su fase de explotación con el fin de lograr los objetivos deseados de ingresos y rentabilidad.
La Confiabilidad constituye una medida de la eficacia o desempeño de los activos físicos; entendiendo por tal, el cumplimiento de su función. El nivel de eficacia logrado por unidad económica represente el concepto de eficiencia.
La integración del concepto de Seguridad (o lo que es lo mismo, del concepto de Riesgo) con la Confiabilidad conduce al concepto de Integridad de Activos (Asset Integrity) (Figura 6). La integridad de un activo físico representa la capacidad de este para realizar su función requerida de forma eficaz y eficiente, a la vez que se salvaguarda la salud y el medio ambiente.
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y PROPUESTA DE SOLUCIÓN
La cuestión que se plantea es la cuantificación del nivel de Confiabilidad alcanzada por un activo físico en un período operativo ya acontecido. Téngase en cuenta que este concepto presenta normativamente un carácter cualitativo al tratarse de una “visualización” y que los elementos que integran dicha visualización presentan un carácter probabilista; es decir, solo tienen sentido bajo una perspectiva de análisis de tiempos futuros, no ocurridos.
3. DESARROLLO DE LA SOLUCIÓN
Para resolver el problema planteado, se sugiere utilizar un conjunto de indicadores que estén correlacionados con los conceptos que definen la Confiabilidad de un activo físico. Estos indicadores podrán evaluarse mediante la cuantificación de un conjunto de parámetros medibles en períodos operativos acontecidos y se normalizarán para que sus valores se encuentren en el rango [0,1].
Los parámetros que se consideran para evaluar la Confiabilidad de un activo físico en un período T ya ocurrido son los siguientes (Figura 7):
A partir de los parámetros e indicadores anteriores, se construyen unos factores cuyos valores varían entre 0 y 1 (Figura 8).
El nivel de Confiabilidad que un determinado activo físico ha alcanzado en un cierto período operativo T ya acontecido vendrá representado por el área abarcada por el octógono que configuran los valores de los factores definidos anteriormente para dicho período operativo, situados sobre ejes dispuestos a 45o (Figura 9).
La ocurrencia de averías del activo físico considerado en el período operativo T bajo análisis provocará un impacto negativo medido por el Coste de No Confiabilidad (CTncp ). Este coste contemplará todos los costes asociados a las reparaciones efectuadas (CTmc ), a la pérdida de producción originada (CTpp) y a cualquier pago de indemnizaciones derivadas de las averías acontecidas (CTid ).
El Coste de Confiabilidad contendrá todos los costes incurridos en el período operativo bajo análisis para lograr el nivel de Confiabilidad del activo físico en cuestión (CTcf). Es decir, el Coste asociado a la ejecución de las tareas de mantenimiento preventivo en ese período (CTmp) y el coste asociado a las acciones realizadas en el período considerado para la mejora de la Fiabilidad, Disponibilidad y Seguridad del activo físico en cuestión (CTfds).
La eficiencia de la explotación del activo físico considerado en el período operativo T bajo análisis se calculará mediante la siguiente expresión (Figura 10):
4. CASO EJEMPLO
Sea un activo físico que ha sido explotado en dos períodos operativos distintos, T y S, de la misma duración (Figura 11).
Figura 11.- Perfiles de demanda, operativo y explotación del activo físico
En la Figura 12, se indican los valores de los factores que se han utilizado para el cálculo de la Confiabilidad del activo en cuestión en los períodos operativos considerados y, en la Figura 13, los diferentes costes en los que se han incurrido.
Analizando las Figuras 12 y 13, se puede observar que el nivel de Confiabilidad del activo físico considerado en el período S se ha triplicado con relación al alcanzado en el período T. Ello se ha debido fundamentalmente a la mayor Disponibilidad lograda en el período S, la mayor eficacia de su mantenimiento preventivo en dicho período (no hubo averías evitables por mantenimiento preventivo), la no realización de actividades de mantenimiento preventivo cuando existió demanda de funcionamiento y la reducción de los tiempos de avería, aunque su Fiabilidad fuera menor.
Así mismo, la eficiencia de la explotación del activo físico en cuestión se ha visto casi cuadriplicada en el período operativo S con respecto al período T debido al efecto simultáneo de la mejora del nivel de Confiabilidad y la reducción de costes.
