Optimización de procesos industriales para mejorar el rendimiento de explotación a tus máquinas

La optimización de procesos industriales permite mejorar el rendimiento de explotación a tus máquinas y activos productivos a lo largo de su vida útil. De hecho, la misión de toda máquina es satisfacer, a lo largo de su vida operativa, su demanda de funcionamiento en unas condiciones técnicas y de seguridad adecuadas y al mínimo coste.

Su uso, durante un determinado período de explotación (T), generará un beneficio para el usuario (BT) que se puede expresar, conceptualmente, como la diferencia entre el “valor” obtenido con su funcionamiento ( VT ) y el coste total asociado a su utilización en dicho período (CT). Es decir:

La aparición de indisponibilidades forzosas o programadas en los dispositivos provoca normalmente una pérdida de eficiencia en su explotación, ya que la generación de valor suele disminuir, o incluso anularse, y los costes de explotación se incrementan dando lugar a un beneficio menor del esperado. Este hecho justifica las mayores exigencias que el consumidor establece, hoy en día, sobre la seguridad del funcionamiento de los productos que piensa adquirir. 

Para cubrir estas expectativas de los consumidores, el fabricante debe responder garantizando unos niveles suficientes de confiabilidad de los productos que fabrica y que pretende vender. Asimismo, este fabricante deseará tener unos altos niveles de confiabilidad en sus instalaciones con el fin de minimizar la pérdida de eficacia en la producción que pudiera acarrear la aparición de indisponibilidades en sus equipos y, así, maximizar sus beneficios potenciales.

En tal sentido, la optimización de procesos industriales para sacar el mayor rendimiento de explotación a tus máquinas se puede lograr a través de:

• Fiabilidad: Capacidad de un dispositivo para encontrarse continuamente en condiciones operativas adecuadas.
• Mantenibilidad: Capacidad de un dispositivo para que sus condiciones operativas adecuadas sean restituidas antes de que aparezca una avería o cuando ésta ya ha ocurrido.
• Disponibilidad: Capacidad de un dispositivo para funcionar en un determinado instante.
• Seguridad: Capacidad de un dispositivo para operar sin producir daño. 

Para profundizar en cada uno de estos aspectos para lograr la optimización de procesos industriales, veamos en detalle cada una de ellas:

1. Fiabilidad:

   La consideración de la fiabilidad como una característica operativa básica de los equipos y sistemas es cada vez más evidente en el entorno industrial actual, siendo una característica fundamental en los dispositivos no reparables o con un régimen continuo de explotación y muy importante en los dispositivos reparables o con un régimen operativo intermitente.

   De hecho, en el artículo cómo incrementar la fiabilidad de las máquinas con actividades de mantenimiento predictivo, brindamos una información completa y detallada acerca de todos los aspectos de la fiabilidad como parte de la optimización de procesos industriales en cuanto a funcionamiento adecuado, período de tiempo y entorno operativo.

2. Mantenimiento:

   Para la optimización de procesos industriales, el mantenimiento es un componente clave dentro de un proceso gestión de activos físicos, que asegura la capacidad necesaria para cumplir con los compromisos de producción. El mantenimiento debe ser visto como una inversión en los beneficios futuros, la garantía de capacidad, mejor rendimiento y calidad. En resumen, el mantenimiento optimizado y gestión de equipos son esenciales para el beneficio de por vida.

   Muchos directores ejecutivos y consejos de administración y financieros consideran la función de mantenimiento como un costo y los gastos necesarios para mantener los edificios, la estructura, el equipo, las herramientas y la formación como gastos de negocios. En demasiados casos, cuando los gastos deben ser reducidos, el presupuesto de mantenimiento es el primero en reducirse. Incentivos para aumentar la eficacia, sustituir equipos ineficientes, e invertir en nuevas tecnologías (que a menudo incurre en costos de instalación y capacitación) a menudo son rechazadas estrictamente en función de los costos.

3. Mantenibilidad: 

   Como ya se ha comentado, el impacto negativo asociado a la aparición de fallos y averías en los dispositivos de una instalación industrial puede ser muy importante. Tanto por lo que respecta a la pérdida de producción que se pudiera provocar, como por el coste de la propia reparación que es preciso efectuar o por la consideración de otros aspectos negativos para la empresa (indemnizaciones, pérdida de clientes, etc.) derivados de la ocurrencia de dichas indisponibilidades.
   El carácter aleatorio de los fallos suele acrecentar su gravedad, ya que como sentenció Murphy:

   “Si algo malo puede ocurrir, ocurrirá… y en el peor momento”.

   Atendiendo a esta aseveración, suele resultar más eficiente prevenir el fallo de los dispositivos, en vez de dejarlos operar hasta que aquél aparezca de improviso en algún momento indeterminado y, entonces, hacer frente a sus consecuencias. 
   En la mayoría de las instalaciones industriales, es práctica habitual la ejecución de ciertas actividades con el fin de mantener la capacidad operativa adecuada de sus dispositivos. Complementariamente, se suelen adoptar otras medidas tendentes a reparar las averías de los dispositivos, cuando éstas acaecen, en el menor tiempo posible o a minimizar los daños que pudieran derivarse de ellas, ya que el carácter aleatorio del propio proceso de aparición del fallo impide hacer totalmente nula su probabilidad de ocurrencia.

   De una forma general, se puede definir la mantenibilidad de un dispositivo como la capacidad que presenta para que sus condiciones operativas adecuadas se conserven si se han deteriorado o se repongan si se han perdido por la aparición de una avería.

   Por tanto, la mantenibilidad de un dispositivo presenta dos componentes según su orientación a la prevención del fallo o a la reparación de la avería cuando aquél ha ocurrido. Así pues, se distinguirá entre mantenibilidad preventiva y correctiva.

4. Disponibilidad:

   La disponibilidad operativa de un dispositivo, A(t), mide, en términos probabilistas, su capacidad para estar en condiciones adecuadas para operar en un determinado instante, mientras que la disponibilidad funcional, AF(t), mide, también en términos probabilistas, la capacidad de funcionamiento del dispositivo cuando es requerido para ello. 

   La disponibilidad operativa de un dispositivo es independiente de su demanda de funcionamiento, mientras que su Disponibilidad funcional se definirá a partir de dicha demanda de funcionamiento. En el caso de un dispositivo sujeto a una demanda continua de funcionamiento, ambas disponibilidades coincidirán.

   Supóngase un dispositivo reparable y no mantenido sometido a una demanda continúa de funcionamiento con un perfil operativo constituido por una determinada sucesión de períodos de tiempo en los que el dispositivo se encuentra en perfectas condiciones para operar y otros períodos en los que se haya averiado.Según esto, el dispositivo considerado se encontrará, en cualquier instante, en condiciones operativas o en condiciones no operativas, pudiéndose modelizar su comportamiento operativo mediante un conjunto de transiciones entre dichos estados según un proceso de Markov.

5. Seguridad:

   La indisponibilidad forzosa o programada de un dispositivo puede generar unos efectos negativos, adicionales a la pérdida de generación de ingresos, sobre la propia instalación industrial y su entorno. Los daños derivados en dichas circunstancias serán de mayor o menor intensidad dependiendo de la propia función del dispositivo, de las características del proceso industrial y de su entorno.

   Se define como riesgo de un dispositivo en el instante t al valor esperado del daño que pudiera ocasionar la ocurrencia de su indisponibilidad durante el período de explotación (0, t) considerado, supuesto que el dispositivo estaba en perfectas condiciones en el instante inicial.

   El riesgo asociado a la explotación de un dispositivo pretende, por tanto, valorar las consecuencias negativas derivadas de su potencial indisponibilidad, ponderadas con la probabilidad de ocurrencia de dicha indisponibilidad. 

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