Mantenibilidad

Es la capacidad de un elemento bajo determinadas condiciones de uso, para conservar, o ser restaurado a un estado en el que pueda realizar la función requerida, cuando el mantenimiento se realiza bajo determinadas condiciones y usando procedimientos y recursos establecidos.

Teoría de la Mantenibilidad

La mantenibilidad se puede definir como la expectativa que se tiene de que un equipo o sistema pueda ser colocado en condiciones de operación dentro de un periodo de tiempo establecido, cuando la acción de mantenimiento es ejecutada de acuerdo con procedimientos prescritos.

Teoría 1: En términos probabilísticos, Francois Monchy. (1989), define la mantenibilidad como “la probabilidad de re establecer las condiciones específicas de funcionamiento de un sistema, en límites de tiempo deseados, cuando el mantenimiento es realizado en las condiciones y medios predefinidos”. O simplemente “la probabilidad de que un  equipo que presenta una falla sea reparado en un determinado tiempo t.

Teoría 2: Se puede decir que la mantenibilidad de un equipo es la probabilidad de que un dispositivo sea devuelto a un estado en el que pueda cumplir su misión en un tiempo dado, luego de la aparición de una falla y cuando el mantenimiento es realizado en un determinado período de tiempo, al nivel deseado de confianza, con el personal especificado, las habilidades necesarias, manuales de operación y mantenimiento, el equipo indicado, los datos técnicos, el departamento de soporte de mantenimiento y bajo las condiciones ambientales especificadas. (Knezevic, 1996, 47) (Blanchard y otros,1995,1) (Díaz,1992,6) (Kececioglu, 1995, 30).

Factores principales de la mantenibilidad

Como la mantenibilidad consiste en el tiempo en que un ítem es puesto nuevamente en funcionamiento, según los estándares de servicio establecidos, es una variable aleatoria.

Dicho tiempo depende del nivel de dificultad técnica que tiene el proceso de mantenimiento en llevar adelante el diagnóstico y de la capacidad en efectuar la reparación. Son muchos los factores que afectan estos tiempos y que, a su vez, se definen en las primeras etapas del ciclo de vida del activo (diseño). Durante el anteproyecto, diseño de detalle o fabricación, es necesario tomar decisiones que afectarán el comportamiento futuro, como es justamente su capacidad de ser mantenido. Aquí se hace imprescindible la participación de personal especialista en mantenimiento.

Ser mantenido incluye la capacidad que posee para que se le diagnostique el fallo, pero también las posibilidades que tiene de ser reparado en el menor tiempo posible de acuerdo a su complejidad. La mantenibilidad no es una propiedad o característica que debamos tener en cuenta sólo para la ejecución de reparaciones surgidas de averías imprevistas (Mantenimiento Correctivo), sino también para programar rutinas definidas en los Planes de Mantenimiento Preventivo. A continuación pueden observarse los factores internos y externos que influyen en la mantenibilidad:

A mayor complejidad técnica mayor es el tiempo de diagnóstico y menor el de reparación. Suele suceder esto en la electrónica donde, generalmente, se consume mayor tiempo para diagnosticar el fallo que para repararlo.

Estos factores intervienen de forma tal que el tiempo de duración de la falla es mayor o menor, bajo determinadas condiciones; sin embargo, se demuestra que a medida que se producen más fallas en un equipo,  la duración de las mismas tiende a disminuir en algunos casos o a aumentar en otros, dependiendo de la complejidad de la falla, tal como se representa en el siguiente gráfico. El parámetro estadístico " mantenibilidad" cuantifica este efecto.

Comportamiento cronológico de fallas

TF1= t2 - t1

TF2= t4 - t3

TF3= t6 - t5

TF4= t8 - t7

TF5= t10 - t9

Parámetros básicos de la mantenibilidad

 v  La función de mantenibilidad 

La función de distribución de cualquier variable aleatoria representa la probabilidad de que tenga un valor igual o menor que algún valor particular, por ejemplo: 

En el concepto de mantenibilidad, la función de distribución de la variable aleatoria TTR se llamará Función de mantenibilidad y se representará por M(t) Indica la probabilidad de que la funcionabilidad del sistema sea recuperada en el momento especificado de mantenimiento, o antes (tiempo empleado t):

Donde M(t) es la función de densidad de TTR.

 v  El tiempo TTRp 

Es el tiempo empleado en mantenimiento para el que se recuperará la funcionabilidad de un porcentaje dado de una población. Es la abscisa del punto cuya ordenada corresponde a un porcentaje dado de recuperación. Matemáticamente, el tiempo TTRp puede representarse como:

 v  El tiempo esperado de recuperación

La esperanza de la variable aleatoria TTR puede usarse para el cálculo de esta característica de proceso de recuperación:

La característica anterior se conoce también con el nombre de Tiempo Medio de Recuperación (Mean Time To Restore, MTTR).También puede escribirse como:

Que representa el área bajo la función complementaria de la mantenibilidad.

 v  Realización de la recuperación

     Este tipo de medida de la mantenibilidad lo llamaremos realización de la recuperación, RS (t1, t2) esta medida de la mantenibilidad está completamente definida por la siguiente expresión:

Cálculo de la predicción de mantenibilidad.

La predicción de la mantenibilidad consiste en estimar la carga de trabajo asociada a cada intervención de mantenimiento al objeto de poder establecer la conformidad del diseño con los requerimientos especificados.

En el caso de mantenimiento correctivo, la predicción no es tarea fácil porque el tiempo necesario para realizar la restauración de un equipo es suma de los tiempos exigidos por cada una de las actividades que las conforman, siendo las más importantes aquellas que se indican en la tabla de fases constitutivas. Además, está el hecho que, las fases para la restauración de un determinado componente en un equipo concreto pueden ser afectadas por numerosos factores que aumentaran o disminuirán el tiempo inicialmente consignado. 

Tales factores pueden provenir del propio diseño del equipo, debido a su complejidad, peso y modularidad de los componentes, facilidad de acceso, intercambiabilidad, visibilidad, etc.; otros factores pueden ser debido a aspectos organizativos, como el dimensionamiento de los grupos de trabajo, su grado de descentralización, la distribución de los almacenes, la calidad y disponibilidad de la documentación, finalmente, otros factores, como la existencia e idoneidad de los procedimientos de trabajo, de los útiles e instrumentos de medida, etc.; pueden deberse a la práctica operativa de la empresa o centro de trabajo donde esté ubicado el equipo.

Fases	Actividades
Diagnóstico de la avería	·    Preparación. ·    Localización de la avería
Reparación	· Desmontaje de los componentes con fallo. · Suministro (o reparación) de los componentes necesarios. · Montaje de los componentes nuevos     (o reparados). ·     Ajuste y calibrado.
Control de la reparación	·   Verificación del funcionamiento. ·   Limpieza y cierre.

Una vez conocido el tiempo medio para reparación (MTTR), de los diversos componentes que integran un equipo, puede conocerse la mantenibilidad del mismo mediante la ecuación:

Lo que exige conocer también la tasa de fallo de cada componente.

En definitiva, la cuantificación del MTTR exige conocer con detalle las operaciones de mantenimiento correctivo de las diferentes partes de un equipo, sus tiempos medios de restauración y sus tasas de fallo correspondientes, todo lo cual no suele estar disponible durante gran parte del proyecto del equipo, especialmente si esta novedoso; por todo ello y como mejora de la mantenibilidad de un equipo en la fase de diseño puede conseguirse si se optimizan sus aspectos mas críticos, se ha ido imponiendo un enfoque cualitativo, dada su mayor sencillez.

Cabe destacar que, en general, los métodos cualitativos no sirven exactamente para predecir la mantenibilidad, sino que evalúan el diseño del equipo desde el punto de vista de la mantenibilidad, siendo por tanto, una fuente de información para el diseñador tanto más útil cuanto más complejo sea el equipo.

En el caso de mantenimiento preventivo la predicción suele ser una tarea algo menos compleja, ya que las actividades de mantenimiento suelen estar muy estandarizadas por parte de los diferentes suministradores de los componentes que integran el equipo. Aunque no suele ser muy habitual en la práctica, puede obtenerse un tiempo medio de mantenimiento preventivo MTMP a partir de los tiempos de revisión de cada componente y de las frecuencias de intervención Fe; es decir:

Beneficios

Ventajas y Desventajas de la Mantenibilidad

Distribución probabilística para el cálculo de la mantenibilidad

1.      Determinar los tiempos para reparar (TPR)

2.      Ordenar los tiempos de menor a mayor

3.      Enumerar los tiempos (colocar los ordinales)

4.      Calcule la probabilidad de falla:

5. Graficar en papel Gumbell la probabilidad de fallas en el eje de las abcisas y el TPR en el eje de las ordenadas.

6.    Ajustar la curva.

7.    Determinar la pendiente de la recta mediante la ecuación:

8.    Se obtiene el inverso de la pendiente por la ecuación:

9. Se proyecta una perpendicular a través de las abcisas por el percentil 37, hasta que corte la recta obtenida. Luego se corta el eje de las ordenadas obteniendo el valor de m.

10.    Calcular el TPPR, mediante la siguiente fórmula:

11. Calcular TPPR aritmético y compararlo con el valor obtenido gráficamente: