Procesos de trabajo para la gestión del rendimiento de activos industriales

Horacio Laprea 21 de febrero de 2023

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17 min. de lectura

Horacio Laprea
Program management director
GE Digital

REALIDAD ACTUAL DE LA GESTIÓN DE ACTIVOS INDUSTRIALES

La industria se enfrenta a nuevos retos, propios de los tiempos actuales, los avances tecnológicos y la globalización:

• Presión para incrementar o mantener la competitividad: guerras comerciales, costes de personal en aumento, caídas del precio de productos como el petróleo; aumentan la presión para incrementar o mantener las ganancias y la competitividad.
• Falta de visibilidad y perspectiva sobre los activos a nivel empresarial, que dificulta la toma de decisión.
• Aumento en la regulación y en el riesgo al incumplimiento normativo, debido a nuevas presiones ambientales, de calidad, etc.
• Silos de datos y de personas, que dificultan el acceso a la información y la toma de decisiones.
• Activos con muchos años de funcionamiento que incrementan el riesgo operacional.
• Rotación generacional del personal, que implica una migración de conocimientos industriales en mantenimiento y fiabilidad que representa un activo de valor en sí mismo.

Este tipo de retos hace plantear algunas preguntas, que ralentizan o dificultan encontrarles una solución:

• Tomar decisiones basados en datos es lo deseable, pero hasta el 80% del esfuerzo se va en recolectar y validar la información.
• A pesar de esfuerzos orientados a la proactividad, la mayoría de los fallos en los activos no son periódicas en el tiempo, lo que hace que estrategias de mantenimiento basadas en tiempo no sean efectivas.
• Existe una presión para reducir costes, pero no siempre es fácil tomar la decisión sin incrementar la exposición al riesgo.
• Big Data, Automatización, Industria 4.0 son iniciativas críticas, pero son disruptivas tanto para los procesos como para las personas.

Es por ello que una solución sostenible para afrontar estos retos debe ser integral y contemplara:

• Las personas, que tienen una gran cantidad de conocimiento y experiencia. Debemos aprovechar ese conocimiento colectivo para contextualizar la información de los activos y sistemas físicos y escalar esa información en su negocio.
• Activos: los sensores modernos, las inspecciones y los procesos de producción generan una gran cantidad de datos a partir de sus activos. ¿Le está ayudando esta información o lo está poniendo en mayor riesgo?¿Somos capaces de rentabilizar la inversión que se ha realizado en modernizar los activos?
• Los sistemas y procesos de trabajo: se necesita una combinación de hardware, software y procesos de trabajo únicos y complejos para la ejecución de las operaciones.

La propuesta de GE Digital para gestión de rendimiento de activos agrega estos tres elementos dentro de una propuesta de procesos de trabajo que permite combatir el status quo, reduciendo los costes, aumentando la producción y minimizando el riesgo.

GESTIÓN DE RENDIMIENTO DE ACTIVOS INDUSTRIALES

Según Gartner, la gestión de rendimiento de activos (APM por sus siglas en inglés), “abarca las capacidades de captura de datos, integración, visualización y analíticas unidas con el propósito explícito de mejorar la fiabilidad y disponibilidad de los activos físicos. APM incluye conceptos tales como monitorización de la condición, previsión predictiva y Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (RCM)”.

APM representa hoy en día un sector específico del mercado del software industrial que, gracias a diversos avances tecnológicos como el Big Data, servicios en la nube, Ciencia de Datos, Inteligencia Artificial y Gemelo Digital entre otros, permite tener un grado de madurez para alcanzar los objetivos de mejora en la fiabilidad y disponibilidad de los datos de una manera:

1. Medible: con beneficios cuantificables y con analítica que sustenta la evidencia de dichas mejoras.
2. Escalable: para poder sacar provecho a la enorme cantidad de datos disponibles en el mundo industrial, tanto generado por los activos (Internet Industrial de la Cosas, MES, monitorización), como generado por los recursos humanos que interactúan con dichos activos (GMAO, Software de Mantenimiento, rondas operacionales, etc).
3. Ubicua: gracias a las capacidades de despliegue tanto en la nube, como en los centros de datos o bajo modelos híbridos (incluyendo edge computing).
4. Orientada a procesos: gracias a la adopción de mejores prácticas probadas en el mundo industrial, de manera integrada en los flujos de trabajo.

Estos procesos de trabajo de APM trabajan en conjunto, de manera tal que permite romper silos entre las diversas organizaciones que interaccionan sobre los activos.

PROCESOS DE TRABAJO PARA LA GESTIÓN DE ACTIVOS

Un proceso de trabajo es una colección de actividades secuenciales y estructuradas, diseñadas para alcanzar un objetivo en particular.

Los procesos de trabajo para la gestión del rendimiento de activos industriales de GE Digital tienen por objetivo:

• La identificación de activos industriales críticos, evaluando el riesgo para cumplir con las normativas internas e internacionales, objetivos ambientales, de seguridad y de producción.
• La medición sistemática del desempeño de activos mediante avanzadas técnicas de simulación, métodos analíticos y Gemelo Digital, utilizando los datos existentes de desempeño de activos de sistemas GMAO, del sistema de proceso y del sistema de monitorización de condición.
• La definición e implementación de planes óptimos de mantenimiento y estrategias operacionales de activos para mitigar y monitorizar el riesgo a fallos.
• El ofrecimiento del marco y competencias para aplicar las mejores prácticas en toda la empresa.
• El aseguramiento de la mejora continua y el sostenimiento de las mejores prácticas.

Estos procesos de trabajo se sustentan en la plataforma tecnológica Predix Essentials, que permite interconectar los datos provenientes de fuentes operacionales (monitorización, MES, etc.) y datos de TI (como sistemas GMAO), proveyendo un marco de datos común almacenar información de activos proveniente de diversas fuentes. Esta plataforma tecnológica común permite realizar tareas de monitorización, gestión de eventos, gestión de recomendaciones y configuración de políticas de acción (como, por ejemplo, disparar una notificación por correo electrónico o una orden de trabajo de manera automática en el GMAO), a partir de criterios de cumplimiento de condiciones basada en los datos que consolida, sin la necesidad de conocimientos avanzados de programación.

También permite desarrollar analíticas avanzadas, visualizaciones, tableros de mando y flujos de trabajo para gestionar los datos de activos, consolidar la visión sobre los activos de una flota o múltiples plantas, definición de indicadores de salud de activos, umbrales de operación, inspección móvil y colección de información de operadores en campo.

Los procesos de trabajo de gestión de activos industriales de GE Digital son 4:

1. Salud de los activos

Los equipos industriales modernos generan gigabytes a terabytes de datos todos los días. Cuando se organizan, visualizan y analizan correctamente, estos grandes datos pueden exponer anomalías ocultas y permitir acciones preventivas, lo que lleva a un rendimiento optimizado. Pero sin visibilidad de los datos, la organización se expone a la vulnerabilidad a puntos ciegos y al riesgo.

El proceso de trabajo de salud de los activos gestiona los datos en una variedad de activos y sistemas, creando un repositorio de datos completo, validado y una vista unificada relacionada con el rendimiento esperado a nivel de activos, planta y empresa. Al resolver el desafío de la disparidad y la latencia de los datos asociados con la gestión de los activos industriales, se ofrece una visión en tiempo real del estado de la salud de los activos, brindando alerta temprana de posibles fallos y resaltando áreas de alto riesgo. El proceso de trabajo de gestión de la salud de los activos permite a las organizaciones industriales acelerar el tiempo de obtención de valor, automatizar la integración de datos y activar el análisis de datos.

Este proceso de trabajo permite:

• Contextualizar el rendimiento de los activos, reuniendo datos de los sistemas, alarmas y eventos para ofrecer una visión contextualizada del rendimiento de los activos.
• Detectar y diagnosticar problemas de rendimiento de los activos para ayudar a prevenir el tiempo de parada no planificado y aumentar la utilización de los activos.
• Aumentarla visibilidad para una mejor toma de decisiones a través de paneles de control específicos del usuario y vistas de datos unificadas que brindan información operativa del proveedor para impulsar los resultados.

Los componentes de este proceso de trabajo son:

• Gestor de Salud: pone las condiciones de los activos en contexto con los riesgos conocidos de los activos, alertando a los usuarios sobre situaciones operativas emergentes y permitiéndoles priorizar las alertas y responder de manera proactiva para evitar el mantenimiento no planificado disruptivo. El gestor de salud brinda la capacidad de definir y administrar las condiciones de los activos. Esto brinda visibilidad de las condiciones de los activos al aprovechar las fuentes de datos existentes en su organización. El objetivo es monitorizar los datos que son relevantes para el análisis del desempeño de los activos y la evaluación de la condición a través de indicadores de salud, que se definen con criterios altos y bajos para las condiciones de advertencia y alarma. Estos indicadores de salud priorizan de manera jerárquica para que las alertas más críticas se centren para una respuesta adecuada.
• Rondas Operacionales: coloca herramientas en manos del personal de campo a través de una aplicación móvil que permite ejecutar aspectos de la estrategia de activos al monitorizar el desempeño de los activos y capturar datos de condición en el campo. Las rondas también permiten la gestión de actividades de lubricación, que es un componente crítico de un programa de confiabilidad efectivo e integra estrategias de equipos en operaciones diarias y programas de vigilancia y facilita la evaluación eficiente del desempeño de los activos.
• Gestión de calibración: proporciona herramientas y procesos de trabajo para racionalizar y gestionar la calibración de instrumentación y dispositivos críticos de la planta con el fin de mejorar el rendimiento de los sistemas de instrumentación y optimizar las estrategias de calibración de instrumentos en toda la empresa.

2. Fiabilidad de los activos

Con el proceso de trabajo de fiabilidad de los activos, las organizaciones intensivas en activos pueden aprovechar los diagnósticos predictivos avanzados para analizar datos y detectar y diagnosticar problemas de activos antes de que ocurran. Esto permite a las compañías programar el tiempo de inactividad y controlar los costes en sus propios términos. El proceso de trabajo de fiabilidad de los activos está diseñado para funcionar en todos los activos (fijos, rotativos y no rotativos), todos los tipos y fabricantes de equipos a lo largo de la planta y de la organización.

Este proceso de trabajo permite:

• La colaboración entre equipos funcionales para tomar mejores decisiones operativas y de mantenimiento.
• Medirla efectividad de las estrategias de activos para saber cuándo se justifican las correcciones, tomando en cuenta el riesgo.
• Desarrollar y retener las mejores prácticas de una fuerza laboral en constante cambio para mejorar continuamente la toma de decisiones.

Los componentes de este proceso de trabajo son:

• Gemelos digitales: permiten al analista anticipar o identificar el fallo de un activo con anticipación para mejorar la fiabilidad y el rendimiento al modelar los estados esperados versus observados del activo. El analista puede aprovechar datos estructurados de series de tiempo y datos no estructurados, incluidos parámetros de proceso y alertas de condición, en el contexto de la estrategia de mantenimiento asignada y el mantenimiento real realizado. También puede comparar las condiciones operativas y el rendimiento con otros activos similares.
• RCA: El análisis de causa raíz (RCA) utiliza una metodología estándar para la investigación de fallos, proporciona una mejor comprensión y análisis de la causa subyacente del fallo y captura e institucionaliza esa información para ayudar a prevenir futuros eventos.
• Análisis de Fiabilidad: proporciona un conjunto integral de herramientas analíticas para ayudar a comprender las causas de los patrones de fallo de activos y el verdadero coste del fallo. Estas herramientas pueden ayudar a analizar datos para identificar malos actores y fallos recurrentes de activos, desarrollar estrategias operativas y de mantenimiento, y evaluar la efectividad de esas estrategias a lo largo del tiempo. Entre las herramientas se encuentran análisis Weibull, el coste de la falta de fiabilidad, modelado de fiabilidad y los análisis de producción.

3. Estrategia de los activos

Proporciona una metodología común para desarrollar y gestionar estrategias de activos mediante el uso de un enfoque basado en el riesgo para realizar análisis de activos individuales, un grupo de activos o un sistema de activos. Al equilibrar el riesgo, los objetivos de producción y la inversión en recursos, el proceso de estrategia de los activos permite a las organizaciones intensivas en activos enfocar los costes en los activos más críticos, reduciendo los costes de mantenimiento e inventario, aumentando la disponibilidad y la confiabilidad, y alejándose de las prácticas de mantenimiento reactivo hacia un enfoque proactivo.

Este proceso de trabajo permite:

• Analizar, para la identificación de posibles fallos de activos individuales y sistemas completos, reduciendo así el tiempo de inactividad no planificado.
• Determinar actividades óptimas de mantenimiento, inspección o rediseño, mientras equilibra de manera más efectiva el riesgo y los costes.
• Implementar estrategias basadas en modos de fallo y análisis de efectos (FMEA), análisis predictivo, indicadores de salud, políticas y análisis de confiabilidad.
• Desarrollar estrategias en varios sistemas de gestión y control de trabajo para una integración completa y una productividad mejorada.

Los componentes del proceso de trabajo son:

• Mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) admite dos metodologías robustas para identificar posibles modos de fallo. RCM, basado en el estándar SAE JA1011, "Criterios de evaluación para procesos de mantenimiento centrados en la confiabilidad", facilita el desarrollo de estrategias que reducirán los efectos de fallos funcionales desde la perspectiva del sistema, lo que puede tener un impacto más significativo en la producción y los costes.
• FMEA proporciona una alternativa simplificada y basada en activos al enfoque RCM más completo. Los analistas pueden identificar fallos y efectos para cada equipo y luego recomendar acciones para mitigar estos fallos. A diferencia del análisis RCM, que se enfoca en prevenir fallos funcionales a nivel del sistema, la capacidad FMEA facilita la identificación y mitigación de los modos de fallo más críticos definidos a nivel de equipo.
• Gestión de la estrategia proporciona una metodología común para definir acciones y sus riesgos mitigados para cualquier activo, proporcionando la capacidad de evaluar los planes existentes con un análisis de riesgo cualitativo.
• El análisis de costes del ciclo de vida puede ayudar a los propietarios de activos a comprender los costes del ciclo de vida al capturar todos los datos de costes relevantes asociados con activos individuales, grupos de activos o flotas completas. Al tomar decisiones informadas, como cuándo reparar o cuándo reemplazar, el rendimiento de las estrategias de activos se puede optimizar a largo plazo, reduciendo así los costes para sitios completos o flotas durante un período de tiempo definido.
• El análisis de criticidad proporciona un proceso estándar para evaluar y gestionar la criticidad de los sistemas y los activos asociados. Una evaluación de riesgos, utilizando una matriz de riesgos, define la criticidad de cada sistema y activo relacionado con respecto a las categorías de consecuencias de riesgo. La criticidades un factor clave para desarrollar estrategias centradas en el riesgo que garanticen que se realice el trabajo correcto, en el momento correcto y al coste correcto.

4. Integridad de los activos

El proceso de trabajo de integridad de los activos permite un programa de integridad mecánica de circuito cerrado en toda su empresa para reducir el riesgo, reducir los costes de inspección y gestionar el cumplimiento normativo de sus equipos fijos. Utilizando un conjunto integrado de herramientas, permite calcular el riesgo, la prioridad de inspección y la vida útil restante de los activos para generar, implementar y ejecutar estrategias de inspección optimizadas a la vez que agiliza la auditabilidad y el gobierno de cumplimiento. La solución ayuda a facilitar el cumplimiento de varios requisitos de Gestión de Seguridad de Procesos, tales como análisis de riesgos de procesos, integridad mecánica y gestión de cambios.

Este proceso de trabajo permite:

• Desarrollar estrategias de inspección para mitigar el riesgo y optimizar los costes de inspección.
• Permitir el cumplimiento de los requisitos de gestión de seguridad de procesos, incluida la identificación de riesgos, la integridad mecánica y la gestión de los requisitos de cambio.
• Integrarlas iniciativas de cumplimiento e integridad en toda su empresa para maximizar la disponibilidad de activos y reducir la probabilidad de incidentes catastróficos.

Los componentes de este proceso de trabajo son:

• Inspección basada en riesgo: Dado que muchos programas de inspección son obligatorios por las agencias reguladoras con el poder de aplicar sanciones significativas por incumplimiento, muchas organizaciones están recurriendo a la inspección basada en riesgos (RBI) como metodología preferida para optimizar sus programas de integridad mecánica. RBI puede ayudar a su organización a: reducir las paradas de planta, ampliar los intervalos de inspección, reducir el alcance delas paradas y optimizar los costes de inspección y mantenimiento. La capacidad de RBI permite realizar evaluaciones a través de los métodos de referencia: RBI-580con modelos de cálculo semicuantitativos y RBI-581con modelos de cálculo cuantitativos según las normas API. Los planes de inspección optimizados generados por RBI pueden integrarse perfectamente en la gestión de inspección y / o los sistemas GMAO para la programación y ejecución.
• Gestión de inspecciones: La capacidad de gestión de inspección proporciona la capacidad de conducir programas de inspección a gran escala y ayuda a facilitar el cumplimiento de los requisitos estatales y locales, incluidos los estándares API. La gestión de inspección permite a los propietarios y operadores de activos gestionar planes de inspección, documentar la condición de un activo en un dispositivo móvil y realizar un seguimiento de las recomendaciones de inspección para el cierre desde una sola fuente. La funcionalidad de gestión de cumplimiento permite a los usuarios automatizar e impulsar un mayor grado de auditabilidad proceso de planificación de inspección. Una vez que los activos se integran desde un sistema GMAO, la gestión de cumplimiento generará automáticamente un plan de inspección y alcance basado en el código regulatorio y las clasificaciones que se aplican a un activo o grupo de activos. Esto simplifica el proceso de planificación de la inspección y permite a los planificadores "gestionar por excepción" en lugar de un proceso de planificación y alcance manual. Esta capacidad también alertará a los planificadores si un activo en servicio no cuenta con el plan de inspección adecuado. Las capacidades de inspección móvil permiten a los inspectores capturar electrónicamente los datos de inspección en el campo utilizando una tableta o dispositivo móvil sin estar conectado a una red.
• Monitorización de espesores: define la estrategia general de pruebas no destructivas para un activo, incluidos los métodos de cálculo, los intervalos de inspección y las tasas mínimas de corrosión. Con la capacidad de monitoreo de espesor, se puede profundizar en los lugares de medición para ver la tasa de corrosión. detalles y tendencias, hallazgos actuales y próxima fecha de inspección calculada. Los cálculos de espesor mínimo de presión, combinados con los cálculos actuales de la tasa de corrosión, proporcionan a los analistas de corrosión la vida restante estimada y la fecha de retiro proyectada para un activo. Permite también integración perfecta con muchos dispositivos de medición de campo.

INTEGRACIÓN DE LOS PROCESOS DE TRABAJO

Los procesos de trabajo para la gestión del rendimiento de los activos industriales generan valor de manera individual, pero de manera integrada incrementan su valor al ofrecer un ciclo de mejora continua. Esto se logra a través de flujos de trabajo integrados, que se retroalimentan entre sí y maximizan la utilización de la información y el contexto generado en cada proceso de trabajo.

La integración de los procesos de trabajo se puede resumir de la siguiente manera:

• Evaluación de riesgo:
  • Mediante la evaluación de riesgo del activo, se puede determinar el nivel y naturaleza del riesgo, siguiendo un criterio estándar que permita hacer este análisis de manera objetiva y consistente a través de una matriz de riesgo.
  • Determinación de la metodología de mitigación de riesgo: Si el riesgo es asociado a la contención de activos fijos, se procede a un análisis de inspección basado en riesgo (RBI). Si el riesgo está enfocado en un sistema, se procede a hacer un RCM. De lo contrario, se puede hacer un FMEA.

• Determinación de la estrategia del activo: mediante la técnica adecuada, se recomiendan las estrategias de mitigación acordes al activo y se realiza un análisis de gestión de la estrategia para determinar la acción adecuada según el coste y el riesgo mitigado. Esa estrategia puede incluir:
  • Una inspección o una monitorización de espesores.
  • Decisión de monitorización simple, predictiva o gemelo digital.
  • Ronda operacional para validación en sitio de parámetros de operación.
  • Rutina de calibración.
  • Plan de mantenimiento (nuevo o actualizado).

• Operación y mantenimiento:
  • Las tareas de operación y mantenimiento de los activos generan una cantidad de información (documentos de inspección, datos de corrosión, datos de condición, monitorización, ordenes de trabajo, datos de eventos de pérdida de producción, etc).
  • Estos datos son resultado de la aplicación de las estrategias de activos definidas anteriormente, y generan información para su evaluación.

• Acción y mejora continua:
  • Estos datos son analizados mediante diferentes herramientas en los procesos de trabajo, tales como RCA, análisis de ciclo de vida de los activos, salud de los activos, gemelos digitales, etc
  • Estos análisis generan alertas, casos y recomendaciones que pueden disparar acciones de mantenimiento en campo, recomendaciones de revisión de las estrategias, nuevos análisis de criticidad.

El siguiente gráfico muestra la integración de los procesos de trabajo para una mejora continua:

CONCLUSIÓN

La gestión del rendimiento de activos es en sí una capacidad competitiva dentro de cualquier organización, que permite maximizar el retorno de la inversión sobre los activos, a la vez que reduce costes y permite una mejor gestión de los riesgos.

Sin embargo, para obtener estos beneficios es necesaria una aplicación efectiva de procesos, personas y tecnología que haga más eficaz esta labor dentro de las organizaciones.

Para facilitar esta visión y lograr un mejor balance, GE Digital propone un conjunto de procesos de trabajo que faciliten esa aplicación, estructurado de la siguiente forma:

• Salud de los activos: para ser capaces de tener una sola fuente para la salud de los activos industriales, integrando las diferentes fuentes de datos de información disponibles independiente de la tecnología en la que residen.
• Estrategia de los activos: para proveer un plan y una mejora estratégica en el tiempo, siguiendo metodologías cualitativas y cuantitativas adecuadas al tipo de activo y tomando en cuenta tanto el riesgo como el coste apropiado a la exposición al riesgo.
• Integridad de los activos: buscando mantener la contención, principalmente en equipos fijos y mantener la seguridad basada en una adecuada gestión de los riesgos y niveles adecuados de seguridad integral.
• Fiabilidad de los activos: concentradas en encontrar y predecir los principales eventos que conducen a pérdida de producción.

Estos cuatro procesos de trabajo de Gestión del Rendimiento de los Activos de GE Digital han sido probados en la industria, y maximizan el rendimiento físico de los activos, mitigan el riesgo y optimizan los costes en la organización.