Tarea Ingeniería De Plantas Industriales

Universidad Técnica Federico Santa Maria

Departamento de Industrias

Ingeniería Civil Industrial

TAREA Nº 3

Ingeniería de Plantas Industriales

RESUMEN EJECUTIVO

El medio en que están insertas las empresas es tremendamente dinámico y competitivo que condiciona el comportamiento de estas entre sí para lograr maximizar sus beneficios. Tras estos aspectos las firmas se han debido transformar en seres eficientes y reflexivos en la toma de decisiones, razón por la cual la evaluación económica surge de forma natural y posee la calidad de herramienta útil.

Al fijar la atención en los factores puramente productivos, la empresa persigue optimizar la gestión de los recursos para la producción y lograr de esta manera, mayor productividad, mejor calidad, mayor velocidad de respuesta en el servicio, imagen, posicionamiento. En otras palabras, la producción de una firma buscar realizar su labor de forma óptima en cuanto a costos, calidad y servicio.

Para alcanzar sus objetivos, la empresa cuenta con herramientas de calidad como la teoría de confiabilidad, la que, sin perder nunca de vista el aspecto de la evaluación vía mínimos costos globales, permite mejorar los estándares de confiabilidad de los sistemas y la disminución de los tiempos de reparación, permitiendo de esta manera la continuidad de funcionamiento.

La presente tarea presentó como desafío la definición de las políticas de mantenimiento óptimas para cada elemento de un sistema en serie de refinamiento de petróleo de la empresa brasileña Oil Corporation, los costos de implementación de cada una y la del sistema completo, así como presentar tras los resultados obtenidos una propuesta de un plan de mantenimiento de los componentes de dicho sistema.

En el entendido que bajo cualquier tasa de falla, sea esta creciente, decreciente o constante la política que siempre será recomendada es la mejorativa, es decir, DOM. Sin embargo, ésta no será considerada pues en el enunciado de la tarea no se entrega información de sus costos de implementación. Sólo se evaluará, cuando corresponda, los planes preventivos (FTM) y correctivo (OTF).

De los elementos del enunciado de la tarea el A.1, B.1, D.1, D.2, E.2 dado su B>1 presentan una tasa de falla creciente por lo tanto a priori se puede concluir que se les puede aplicar una política de tipo preventivo o correctivo. La definición de cuál es la más recomendada estuvo dada por la determinación de su tiempo preventivo (tp) cuyo costos de prevención dentro de sucesivas iteraciones fuese el más bajo, dicho tp posteriormente fue comparado con el Mean time between failures (MTBF).

Toda vez que el tiempo preventivo resultase menor que el MTBF la política óptima es la preventiva, en caso contrario es la correctiva.

Todos los elementos mencionados resultaron con planes de mantenimiento preventivo.

Los intervalos de las iteraciones para el análisis del tp para todos los elementos fueron de 10 en 10.

Por su parte, los componente B.2 y C.1 presentan una tasa de falla constante, por lo que la política de mantenimiento recomendada es la correctiva.

Y el elemento E.1 presenta una tasa de falla decreciente por lo que la política a seguir es también la correctiva.

DESARROLLO

Los datos generales y derivados son:

Mantenedores 6 Personas

Sueldo diario 100 US$/día

Precio producto 100 US$/lt

Capacidad hr 500 lt/hr (sistema en serie, equipo E domina entrega final)

Facturación por hr 50.000 US$/hr

Costo variable 20.000 US$/lt 40% de precio

Costo Ineficiencia 30.000 US$/hr

Tasa 0,12

Horizonte 5 años

Factor de actualización 3,60478

Total días de trabajo 365 días/año

Total hrs diarias 12 hrs/día

Total hrs anuales 4380 hrs/año

Equipo Elemento Tasa de falla [hr] MTTR preventivo[hr] MTTR correctivo [hr] (35% más de las preventivas) Costo repuesto [US$] Capacidad [lt/hr] MTBF natural [hr]

α β γ λ

A A.1 1200 2,5 2,7 -- N (2,12 ) 2,7 500 500 1164,72

B B.1 650 2 4,05 -- 3 4,05 2000 850 576,05

B B.2 -- -- 3,375 0,00125 2,5 3,375 1500 850 800,00

C C.1 1000 1 10,8 0,00067 8 10,8 3000 720 1500,00

D D.1 200 4 6,75 -- 5 6,75 5000 680 281,28

D D.2 350 4 16,2 -- 12 16,2 3500 680 317,24

E E.1 1500 0,5 12,15 -- 9 12,15 2500 800 3100,00

E E.2 2100 4,4 20,25 -- 15 20,25 700 800 2163,91

El Mean time to repair (MTTR) entregado fue el preventivo, el correctivo se determinó en baso a lo señalado en el enunciado. Éste señalaba que en las reparaciones de emergencia los tiempos medios de reparación aumentaban en un 35% respecto de las operaciones preventivas.

Por su parte el MTBF fue calculado de la siguiente manera:

MTBF = γ + α*Г((β+1)/β)

Elemento A.1

Dada la tasa de falla creciente de este elemento las políticas de mantenimiento propuestas son preventivas y correctivas.

El comportamiento de la tasa de falla es representada por la distribución Normal.

La definición de la política la da la comparación del tiempo preventivo (tp) y el Mean Time Between Repair (MTBF).

El tp escogido corresponde a aquel cuyos Costos de mantenimiento por unidad de tiempo (Ec) sean menores.

Ec = (Cp*R(t) + Ce*(1-R(t))) / (MTBMtp + MTTRtp)

Se itera en intervalos de 10 desde 100.

Por ejemplo para un tp = 110hr

 Cp= costo mantenimiento preventivo = repuesto + mano de obra

Cp= 500 ($/intervención) + 6(personas)*100($/dia)*1/2 (día/hr)*2(hr/intervención)

Cp= 1.100 ($/intervención)

 R(t)= 1-F(t)weibull = confiabilidad de Weibull= e

R(110)= e

R(110)= 0.9999

 Ce= costo mantenimiento de emergencia =

Ce= repuesto + mano de obra + Costo ineficiencia

Ce= 500 ($/intervención) + 6(personas)*100($/dia)*1/12 (día/hr)*2.7(hr/intervención)

+ 30.000($/hr)*2.7(hr/intervención)

Ce= 81.635 ($/intervención)

 MTBMtp= tiempo entre intervenciones dado un tiempo tp

MTBMtp= tp*R(t) + MTBFtp*(1-R(t))

MTBFtp= tiempo entre reparaciones dado un tiempo tp

tp tp

MTBFtp=t*f(t)*d(t) = ∑((F(ti+1)-F(ti)* (ti+1+ti)/2)/F(tp)+MBTFtp

 

MTBF(110)=((0.01-0)hr*(110+100)hr/2)/0.01+0

MTBF(110)=105

MTBM(110)=110hr*0.9999 + 105hr*(1-0.9999)

MTBM(110)= 110hr

 MTTRtp=tiempo de reparación dado un tiempo tp

MTTRtp= MTTRpreventivo * R(t) + MTTRemergencia * (1- R(t))

MTTRtp=2hr*0.9999 + 2.7hr*(1-0.9999)

MTTRtp= 2hr

Finalmente

Ec = 5.362 ($)

La siguiente tabla muestra las iteraciones realizadas para el elemento A.1:

A1

tp R(t) F(t) Para MTBFtp MTBFtp MTBMtp MTTRtp Ec

100 1,0000 0,000000 100 2 5,882

110 1,0000 0,000006 0,0006656 105 110,000 2,00 5,362

120 1,0000 0,000036 0,00406 113,232 120,000 2,00 4,942

130 0,9999 0,000099 0,01193 120,729 129,999 2,00 4,606

140 0,9998 0,000203 0,02597 128,048 139,998 2,00 4,341

150 0,9996 0,000354 0,04794 135,295 149,995 2,00 4,136

160 0,9994 0,000559 0,07964 142,507 159,990 2,00 3,983

170 0,9992 0,000822 0,12298 149,698 169,983 2,00 3,876

180 0,9989 0,001147 0,17992 156,877 179,973 2,00 3,808

190 0,9985 0,001539 0,25251 164,046 189,960 2,00 3,7754

200 0,9980 0,002003 0,34288 171,208 199,942 2,00 3,7748

210 0,9975 0,002541 0,45320 178,365 209,920 2,00 3,803

220 0,9968 0,003157 0,58573 185,518 219,891 2,00 3,857

230 0,9961 0,003855 0,74280 192,667 229,856 2,00 3,935

240 0,9954 0,004638 0,92679 199,813 239,814 2,00 4,036

250 0,9945 0,005509 1,14012 206,955 249,763 2,00 4,156

260 0,9935 0,006471 1,38530 214,094 259,703 2,00 4,296

270 0,9925 0,007525 1,66485 221,230 269,633 2,01 4,454

280 0,9913 0,008676 1,98136 228,363 279,552 2,01 4,628

290 0,9901 0,009926 2,33745 235,492 289,459 2,01 4,818

300 0,9887 0,011276 2,73581 242,618 299,353 2,01 5,023

310 0,9873 0,012730 3,17912 249,741 309,233 2,01 5,242

El Ec mínimo es para el tp = 200

Este Tp (200hr) es menor que el MTBF (1164.72hr) por tanto la política de mantenimiento óptima para este elemento es la preventiva.

Luego el Costo de mantenimiento preventivo anual es:

Cpreventivo= Ec * hrs anuales de operación * factor de actualización.

Cpreventivo= 3,7748($/hr) * 4380 hr * 3,60478

Cpreventivo= 59.600 ($)

El mismo procedimiento se hace para el elemento B.1

B1 (OTF vs FTM)

tp R(t) F(t) Para MTBFtp MTBFtp MTBMtp MTTRtp Ec

0 1,0000 0 0 3 716,667

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