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El Análisis de Criticidad, una Metodología para mejorar la Confiabilidad Operacional

por Rosendo Huerta Mendoza

El análisis de criticidad es una metodología que permite establecer la jerarquía o prioridades de procesos, sistemas y equipos, creando una estructura que facilita la toma de decisiones acertadas y efectivas, direccionando el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante y/o necesario mejorar la confiabilidad operacional, basado en la realidad actual.

El mejoramiento de la confiabilidad operacional de cualquier instalación o de sus sistemas y componente, está asociado con cuatro aspectos fundamentales: confiabilidad humana, confiabilidad del proceso, confiabilidad del diseño y la confiabilidad del mantenimiento. Lamentablemente, difícilmente se disponen de recursos ilimitados, tanto económicos como humanos, para poder mejorar al mismo tiempo, estos cuatro aspectos en todas las áreas de una empresa. ¿ Cómo establecer que una planta, proceso, sistema o equipo es más crítico que otro? ¿Que criterio se debe utilizar? ¿Todos los que toman decisiones, utilizan el mismo criterio? El análisis de criticidades da respuesta a estas interrogantes, dado que genera una lista ponderada desde el elemento más crítico hasta el menos crítico del total del universo analizado, diferenciando tres zonas de clasificación: alta criticidad, mediana criticidad y baja criticidad. Una vez identificadas estas zonas, es mucho más fácil diseñar una estrategia, para realizar estudios o proyectos que mejoren la confiabilidad operacional, iniciando las aplicaciones en el conjunto de procesos ó elementos que formen parte de la zona de alta criticidad. Los criterios para realizar un análisis de criticidad están asociados con: seguridad, ambiente, producción, costos de operación y mantenimiento, rata de fallas y tiempo de reparación principalmente. Estos criterios se relacionan con una ecuación matemática, que genera puntuación para cada elemento evaluado. La lista generada, resultado de un trabajo de equipo, permite nivelar y homologar criterios para establecer prioridades, y focalizar el esfuerzo que garantice el éxito maximizando la rentabilidad.

1. Definiciones Importantes

Análisis de Criticidad: Es una metodología que permite jerarquizar sistemas, instalaciones y equipos, en función de su impacto global, con el fin de facilitar la toma de decisiones. Para realizar un análisis de criticidad se debe: definir un alcance y propósito para el análisis, establecer los criterios de evaluación y seleccionar un método de evaluación para jerarquizar la selección de los sistemas objeto del análisis [1]

Confiabilidad: Se define como la probabilidad de que un equipo o sistema opere sin falla por un determinado período de tiempo, bajo unas condiciones de operación previamente establecidas.

Confiabilidad Operacional: Es la capacidad de una instalación o sistema (integrados por procesos, tecnología y gente), para cumplir su función dentro de sus límites de diseño y bajo un contexto operacional específico.

Es importante puntualizar que en un programa de optimización de Confiabilidad Operacional, es necesario el análisis de los siguientes cuatro parámetros: confiabilidad humana, confiabilidad de los procesos, mantenibilidad de los equipos y la confiabilidad de los equipos.

La variación en conjunto o individual de cualquiera de los cuatro parámetros presentados en la figura 1, afectará el comportamiento global de la confiabilidad operacional de un determinado sistema.

analisis_1

Equipos Naturales de Trabajo: En el contexto de confiabilidad operacional, se define como el conjunto de personas de diferentes funciones de la organización, que trabajan juntas por un periodo de tiempo determinado en un clima de potenciación de energía, para analizar problemas comunes de los distintos departamentos, apuntando al logro de un objetivo común.

En un enfoque tradicional, el concepto de trabajo en equipo comprende un sistema de progresión de carrera que exige a cada nuevo gerente “producir su impacto individual y significativo al negocio”. Gerentes rotando en ciclos cortos en diversos campos, creando la necesidad de cambios de iniciativa para “dejar su huella”.

Sin embargo, en la cultura de los más exitosos existe afinidad por el trabajo en equipo. Los equipos naturales de trabajo son vistos como los mayores contribuyentes al valor de la empresa, y trabajan consistentemente a largo plazo.Los gerentes guían a los miembros hacia el crecimiento del equipo y a obtener mejores resultados bajo el esquema “ganar-ganar”. Los éxitos del equipo son logros del líder de turno.

Jerarquía de Activos: Define el número de elementos o componentes de una instalación y/o planta en agrupaciones secundarias que trabajan conjuntamente para alcanzar propósitos preestablecidos. La figura 2 muestra el estilo de agrupación típica de una instalación, donde se observa que la jerarquía de los activos la constituyen grupos consecutivos.

analisis_2

Como puede verse en la figura 2, una planta compleja tiene asociada muchas unidades de proceso, y cada unidad de proceso podría contar con muchos sistemas, al tiempo que cada sistema tendría varios paquetes de equipos, y así sucesivamente. A medida que descendamos por la jerarquía, crecerá el número de elementos a ser considerados.

Unidades de Proceso: Se define como una agrupación lógica de sistemas que funcionan unidos para suministrar un servicio (ej. electricidad) o producto (ej. gasolina) al procesar y manipular materia prima e insumos (ej. agua, crudo, gas natural, catalizador).

Sistemas: Conjunto de elementos interrelacionados dentro de las unidades de proceso, que tienen una función específica. Ej. separación de gas, suministrar aire, regeneración de catalizador, etc.

2. Antecedentes

La necesidad cada día más acentuada por mejorar los estándares en materia de seguridad, ambiente y productividad de las instalaciones y sus procesos, obliga a incorporar nuevas tecnologías que permitan alcanzar las metas propuestas. En el ámbito internacional las empresas exitosas han basado su estrategia en la búsqueda de la excelencia a través de la filosofía de Clase Mundial, la cual tiene asociada la aplicación de diez prácticas. Estas prácticas son:

  1. Trabajo en equipo
  2. Contratistas orientadas a la productividad
  3. Integración con proveedores de materiales y servicios
  4. Apoyo y visión de la gerencia
  5. Planificación y programación proaciva
  6. Mejoramiento continuo
  7. Gestión disciplinada de procura de materiales
  8. Integración de sistemas
  9. Gerencia de paradas de planta
  10. Producción basada en confiabilidad

Todas estas prácticas están orientadas al mejoramiento de la confiabilidad operacional de las instalaciones y sus procesos, sistemas y equipos asociados, con la finalidad de hacer a las empresas más competitivas y rentables, disponer de una excelente imagen con el entorno, así como la satisfacción de sus trabajadores, clientes y suplidores.

El análisis de criticidad es una de las metodologías que integran la práctica 10, sin embargo puede ser utilizada de forma efectiva para acelerar la selección, desarrollo e implantación de las restantes nueve prácticas.

3. El Análisis de Criticidad

El objetivo de un análisis de criticidad es establecer un método que sirva de instrumento de ayuda en la determinación de la jerarquía de procesos, sistemas y equipos de una planta compleja, permitiendo subdividir los elementos en secciones que puedan ser manejadas de manera controlada y auditable.

Desde el punto de vista matemático la criticidad se puede expresar como:

Criticidad = Frecuencia x Consecuencia

Donde la frecuencia esta asociada al número de eventos o fallas que presenta el sistema o proceso evaluado y, la consecuencia está referida con: el impacto y flexibilidad operacional, los costos de reparación y los impactos en seguridad y ambiente. En función de lo antes expuesto se establecen como criterios fundamentales para realizar un análisis de criticidad los siguientes:

  • Seguridad
  • Ambiente
  • Producción
  • Costos (operacionales y de mantenimiento)
  • Tiempo promedio para reparar
  • Frecuencia de falla

Un modelo básico de análisis de criticidad, es equivalente al mostrado en la figura 3. El establecimiento de criterios se basa en los seis (6) criterios fundamentales nombrados en el párrafo anterior. Para la selección del método de evaluación se toman criterios de ingeniería, factores de ponderación y cuantificación. Para la aplicación de un procedimiento definido se trata del cumplimiento de la guía de aplicación que se haya diseñado. Por último, la lista jerarquizada es el producto que se obtiene del análisis.

analisis_3

Emprender un análisis de criticidad tiene su máxima aplicabilidad cuando se han identificado al menos una de las siguientes necesidades:

  • Fijar prioridades en sistemas complejos
  • Administrar recursos escasos
  • Crear valor
  • Determinar impacto en el negocio
  • Aplicar metodologías de confiabilidad operacional

El análisis de criticidad aplica en cualquier conjunto de procesos, plantas, sistemas, equipos y/o componentes que requieran ser jerarquizados en función de su impacto en el proceso o negocio donde formen parte. Sus áreas comunes de aplicación se orientan a establecer programas de implantación y prioridades en los siguientes campos:

  • Mantenimiento
  • Inspección
  • Materiales
  • Disponibilidad de planta
  • Personal

En el ámbito de mantenimiento:

Al tener plenamente establecido cuales sistemas son más críticos, se podrá establecer de una manera más eficiente la prioritización de los programas y planes de mantenimiento de tipo: predictivo, preventivo, correctivo, detectivo e inclusive posibles rediseños al nivel de procedimientos y modificaciones menores; inclusive permitirá establecer la prioridad para la programación y ejecución de órdenes de trabajo.

En el ámbito de inspección:

El estudio de criticidad facilita y centraliza la implantación de un programa de inspección, dado que la lista jerarquizada indica donde vale la pena realizar inspecciones y ayuda en los criterios de selección de los intervalos y tipo de inspección requerida para sistemas de protección y control (presión, temperatura, nivel, velocidad, espesores, flujo, etc.), así como para equipos dinámicos, estáticos y estructurales.

En el ámbito de materiales:

La criticidad de los sistemas ayuda a tomar decisiones más acertadas sobre el nivel de equipos y piezas de repuesto que deben existir en el almacén central, así como los requerimientos de partes, materiales y herramientas que deben estar disponibles en los almacenes de planta, es decir, podemos sincerar el stock de materiales y repuestos de cada sistema y/o equipo logrando un costo optimo de inventario.

En el ámbito de disponibilidad de planta:

Los datos de criticidad permiten una orientación certera en la ejecución de proyectos, dado que es el mejor punto de partida para realizar estudios de inversión de capital y renovaciones en los procesos, sistemas o equipos de una instalación, basados en el área de mayor impacto total, que será aquella con el mayor nivel de criticidad.

A nivel del personal:

Un buen estudio de criticidad permite potenciar el adiestramiento y desarrollo de habilidades en el personal, dado que se puede diseñar un plan de formación técnica, artesanal y de crecimiento personal, basado en las necesidades reales de la instalación, tomando en cuenta primero las áreas más críticas, que es donde se concentra las mejores oportunidades iniciales de mejora y de agregar el máximo valor.

4. Información Requerida

La condición ideal sería disponer de datos estadísticos de los sistemas a evaluar que sean bien precisos, lo cual permitiría cálculos “exactos y absolutos”. Sin embargo desde el punto de vista práctico, dado que pocas veces se dispone de una data histórica de excelente calidad, el análisis de criticidad permite trabajar en rangos, es decir, establecer cual sería la condición más favorable, así como la condición menos favorable de cada uno de los criterios a evaluar. La información requerida para el análisis siempre estará referida con la frecuencia de fallas y sus consecuencias.

Para obtener la información requerida, el paso inicial es formar un equipo natural de trabajo integrado por un facilitador (experto en análisis de criticidad, y quien será el encargado de conducir la actividad), y personal de las organizaciones involucradas en el estudio como lo son operaciones, mantenimiento y especialidades, quienes serán los puntos focales para identificar, seleccionar y conducir al personal conocedor de la realidad operativa de los sistemas objeto del análisis. Este personal debe conocer el sistema, y formar parte de las áreas de: operaciones, mecánica, electricidad, instrumentación,  estructura, programadores, especialistas en proceso, diseñadores, etc.; adicionalmente deben formar parte de todos los estratos de la organización, es decir, personal gerencial, supervisorio, capataces y obreros, dado que cada uno de ellos tiene un nivel particular de conocimiento así como diferente visión del negocio.

Mientras mayor sea el número de personas involucradas en el análisis, se tendrán mayores puntos de vista evitando resultados parcializados, además el personal que participa nivela conocimientos y acepta con mayor facilidad los resultados, dado que su opinión fue tomada en cuenta.

5. Manejo de la Información

El nivel natural entre las labores a realizar comienza con una discusión entre los representantes principales del equipo natural de trabajo, para preparar una lista de todos los sistemas que formaran parte del análisis. El método es sencillo y está basado exclusivamente en el conocimiento de los participantes, el cual será plasmado en una encuesta preferiblemente personal (puede adoptarse el trabajo de grupo, pero con mucho cuidado para evitar que “líderes naturales” parcialicen los resultados con su opinión personal).

El facilitador del análisis debe garantizar que todo el personal involucrado entienda la finalidad del trabajo que se realiza, así como el uso que se le dará a los resultados que se obtengan. Esto permitirá que los involucrados le den mayor nivel de importancia y las respuestas sean orientadas de forma más responsable, evitando así el menor número de desviaciones.

La mejor forma de conducir el manejo de la información es que el facilitador aclare cada pregunta, dando ejemplos para cada caso, para que luego los encuestados procedan con su respectiva respuesta.

Es aconsejable que el modelo de encuesta sea sencillo, para facilitar la dinámica de la entrevista a la ves de permitir máximo confort a los entrevistados.

La tabla 1 muestra el modelo estándar de encuesta, utilizado en PDVSA E & P Occidente para establecer la criticidad de sus sistemas.

analisis_4

Como se puede observar en la tabla 1, la encuesta indica la empresa y organización responsable de ejecutar la actividad. De igual forma se indica el área donde se efectúa el trabajo, la persona entrevistada y la fecha de ejecución.

También se incluye una breve descripción del propósito del trabajo en cuanto al uso que se le dará a los resultados. El número de sistemas a ser listados, dependerá del alcance que el equipo natural de trabajo fijó al inicio, por lo cual la cantidad será variable dependiendo de cada caso. El orden en el que se listan no tiene ninguna relación con su nivel de criticidad, dado que es esa la información que arrojarán los resultados. Las columnas de: frecuencia de falla, impacto operacional, tiempo promedio para reparar (TPPR), costo de reparación, impacto en seguridad e impacto ambiental, son los criterios a tomar en cuenta en el análisis. Los valores que aparecen registrados son un ejemplo de los pesos asignados a cada sistema, establecidos según rangos predeterminados (criterios de evaluación). La ultima columna corresponde con la criticidad, donde basados en una fórmula que relaciona la frecuencia de falla por su consecuencia, estimará un valor para cada sistema.

Los valores de criticidad obtenidos serán ordenados de mayor a menor, y serán graficados utilizando diagramas de barra, lo cual permitirá de forma fácil visualizar la distribución  descendente de los sistemas evaluados.

La distribución de barras, en la mayoría de los casos, permitirá establecer de forma fácil tres zonas específicas: alta criticidad, mediana criticidad y baja criticidad. Esta información es la que permite orientar la toma de decisiones, focalizando los esfuerzos en la zona de alta criticidad, donde se ubica la mejor oportunidad de agregar valor y aumentar la rentabilidad del negocio.

La figura 4 muestra el diagrama de barra correspondiente a los resultados mostrados en la tabla 1, para indicar las tres zonas que caracterizan un análisis de criticidad.

analisis_5

6. Criterios de Evaluación

La tabla 2 muestra un estándar PDVSA, para dar la puntuación a cada uno de los criterios empleados en el análisis de criticidad.

analisis_6

La definición de cada criterio es:

  • Frecuencia de falla: son las veces que falla cualquier componente del sistema.
  • Impacto operacional: es el porcentaje de producción que se afecta cuando ocurre la falla.
  • Nivel de producción manejado: es la capacidad que se deja de producir cuando ocurre la falla.
  • Tiempo promedio para reparar: es el tiempo para reparar la falla.
  • Costo de reparación: costo de la falla
  • Impacto en seguridad: posibilidad de ocurrencia de eventos no deseados con daños a personas.
  • Impacto ambiental: posibilidad de ocurrencia de eventos no deseados con daños al ambiente.

La fórmula 1 permite sobre la base de los valores utilizados y plasmados en la encuesta, definir una puntuación para cada sistema, lo cual realizando el ordenamiento descendente permitirá obtener la lista jerarquizada, como la mostrada en la figura 4.

7. Conclusiones

El uso del análisis de criticidad permite la toma de decisiones acertadas. En el caso de PDVSA E & P Occidente el promedio de ahorros directos al año, está en el orden de los 3500 MMBs por selección certera de los estudios de confiabilidad operacional. Adicionalmente se encuentran otros beneficios por redireccionar el presupuesto en áreas de mayor rentabilidad para la empresa.

 

Commentarios (28)

  • Muy buen trabajo demostrando mucha actualidad en el área de confiabilidad operacional

    Me alegro que se continúen haciendo mejoras en la implementación de metodologías de vanguardia,

    Un abrazo,

    Hugo Justiniano CMRP

    1) Escrito 2:39 pm, 07 Junio 2010 by Hugo Justiniano

  • Hola buenas tardes

    Por favor necesito material sobre mantenimiento basado en condición, puntos críticos vs tiempo

    Les agradezco en lo que me puedan ayudar por favor.

    2) Escrito 3:54 pm, 22 Junio 2010 by Yosmelys

  • Me pareció muy acertado toda la información plasmada, mas sin embargo considero que deberían ampliarla y agregar por ejemplo: análisis de causa-efecto, árbol de falla, causa raíz, entre otros.

    Saludos Cordiales.........

    Maracaibo. 30/06/2010

    3) Escrito 6:51 pm, 30 Junio 2010 by Jesús Morles

  • Buenas tardes muy buena la información. me podrán ayudar con respecto a movimientos y tiempo.
    Gracias

    4) Escrito 5:36 pm, 11 Julio 2010 by María Cedeño

  • Es la primera vez que busco información a cerca de la criticidad, me parece buena esta información, siempre hay/existe la necesidad de mejorar para eso es este foro, espero compartir mis experiencias muy pronto, especialmente en lo relacionado con el método RCM.

    Saludos

    5) Escrito 10:37 am, 13 Agosto 2010 by Efrain Salazar

  • Buen trabajo, es interesante, continua investigando.

    6) Escrito 3:32 am, 24 Agosto 2010 by José Riofrio R

  • Hola, es muy buena la información sobre confiabilidad, necesitamos mas información sobre taxonomía de equipos como implantar en las plantas de procesos químicos.

    PD Saludos en hora buena

    7) Escrito 8:50 am, 30 Agosto 2010 by Pedro Delgado

  • Hola Buen día, muy buena la información, sin embargo necesito saber exactamente quién es el creador de la metodología de análisis de criticidad que han explicado. por lo que leí creo que es pdvsa, pero no lo se con certeza.

    8) Escrito 9:25 am, 28 Septiembre 2010 by Eduardo Martínez

  • Esta muy buena la pagina,contiene mucha información interesante.
    Me podrían ayudar en el siguiente tema "Criticidad del equipamiento mediante el análisis de riesgo" se los agradecere mucho.

    9) Escrito 9:11 pm, 04 Octubre 2010 by Lixon Polo

  • Muy buena la información, me gustaría saber cuáles son los criterios para definir rangos de consecuencias en el AC y la relación con los Análisis de Riesgos de Procesos y el Análisis de Criticidad.
    Te felicito es un buen artículo me gustaría que los formatos fueran visibles.

    Saludos

    10) Escrito 12:29 am, 09 Octubre 2010 by Jorge Luis Pineda Castillejos

  • Me parece super interesante pero mi pregunta es hay algún método para definir los valores de los puntajes, o simplemente es en base a los criterios de los responsables de este análisis....
    O en base a que rango defino si es critico, semi-crítico o muy crítico ...?

    11) Escrito 1:12 pm, 29 Octubre 2010 by Paula Shunta

  • Estimados, soy un poco nuevo en este rebro del mantenimiento y favor de enviar algunos datos sobre Up Time del mantenimiento Industrial.
    gracias a todos.
    saludos

    12) Escrito 5:28 pm, 09 Noviembre 2010 by Fernando

  • Esta información es tomada de una revista que es muy antigua, del año 2002 aproximadamente. Es buena pero muy básica. Para empezar a estudiar un tema como este sirve. Pero hay que investigar mas.

    13) Escrito 10:07 am, 12 Noviembre 2010 by Eduardo Velazquez

  • para estimar las ponderaciones es por medio del método multicriterio de saaty u otro... es interesante ocupar este criterio con amef y causa raíz...así se logra tener un manejo mas adecuado de los equipos y las causas que las originan.. alguien tiene información mas reciente y aplicada ???? se agradecería porque estoy haciendo un trabajo

    14) Escrito 10:23 am, 17 Noviembre 2010 by Daniel

  • Muchísimas gracias, excelente información. Estuve buscando como loca ustedes son mi salvación!

    15) Escrito 8:33 pm, 18 Diciembre 2010 by Adriana Lara

  • Solicito apoyo, alguien me puede explicar en la parte cuantitativa de la tabla de nivel de frecuencias < en 1000 años, si tengo 15 moto bombas de x planta como se interpreta en la tabla de niveles de frecuencia ya que en la parte cualitativa para este punto es "esencialmente imposible, no realista que ocurra".
    Me podrían explicar como se desglosa este criterio de ocurrencia.

    16) Escrito 6:21 pm, 13 Enero 2011 by Samuel Cuervo

  • Que material tan bueno tenia que ser de mi querido profesor ROSENDO HUERTA

    Gracias por existir profe

    17) Escrito 2:50 pm, 23 Febrero 2011 by Raisbeth Millan

  • Agradezco la simplicidad y claridad en como fue descrito el tema.

    Saluda una alumna memorista de Ing. Civil Industrial de Chile.

    18) Escrito 11:51 am, 19 Marzo 2011 by Ma. Gabriela Cortés

  • Por favor requiero información sobre el tipo de inventario que maneja PDVSA,propósito del inventario, tipo de demanda a la cual obedece la razon del inventario y el modelo de inventario al cual se ajusta.

    Agradeceria enormemente su ayuda

    19) Escrito 7:18 pm, 08 Abril 2011 by Janet

  • Muy interesante el artículo. No se si podrá alcanzarme el detalle de las tablas con los criterios de evaluación y que sean aplicables a una Refinería o talvez referencias a las cuales pueda acceder.

    20) Escrito 11:45 am, 18 Abril 2011 by Julio Zevallos

  • por ahi le falta un poco acerca de los impactos hacia la instalación, tambien una cosa es hablar del impacto al personal de la planta y otra el impacto a la poblacion.. aguas!!! muy buen trabajo aunke le faltan detallitos falta la tabla de la jerarquizacion y la de los niveles de Criticidad donde se clasifican por color segun su nivel alto-medio-bajo

    21) Escrito 3:00 pm, 24 Mayo 2011 by IQP. BURELO

  • Excelente, muy buena base y muy buen eplicado los pasos a seguir, sigan con temas relacionados, un abrazo.

    22) Escrito 10:44 pm, 31 Mayo 2011 by Eduardo

  • es la informacion mas completa q he leido

    23) Escrito 7:24 pm, 25 Junio 2011 by reny ortega

  • Hola, esta información me ha sido muy util para iniciar la evaluación de nuestros equipos, sin embargo quiero solicitarles si me pueden compartir las dos tablas que utilizan como referencia, ya que no es muy legible.

    Felicidades por su trabajo

    24) Escrito 3:42 pm, 27 Septiembre 2011 by Luis Efren Perez

  • Excelente información... Digna de profesionalismo, con gran aplomo y acertividad... ¡Felicitaciones...!

    25) Escrito 7:24 am, 03 Noviembre 2011 by José M. García

  • Muy didactico y util el articulo que presenta. Como los contacto para informacion adicional. En la actualidad desarrollo una inspeccion basada en riesgo como proyecto especial de post grado y requiero mayor informacion.

    26) Escrito 4:54 pm, 09 Noviembre 2011 by YEIRE BRACHO

  • En el ambito de mantenimiento es común la clasificación de los activos fijos de maquinaria y equipo, este texto es un buen ejemplo de que es posible realizar esto con metodo y aplicando unas herramientas muy simples.
    Gracias

    27) Escrito 12:13 pm, 28 Enero 2012 by Nicolas Noy

  • ROSENDO , MUY ACERTADO EN TUS COMENTARIOS.........SALIUDOS

    28) Escrito 12:27 pm, 28 Enero 2012 by OSMAIRO OMAÑA

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