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¿Qué es el mantenimiento predictivo y cómo aplicarlo?

Por Oliver Prag, Experto en Desarrollo de Negocio Digital, SMC Alemania

El mantenimiento predictivo se ha convertido en un término de moda en las últimas décadas. Las fábricas intentan reducir la inversión de compra de sus equipos mediante la prevención de los fallos y los tiempos de inactividad, “just-in-time”. Muchos asumen, erróneamente, que la aplicación de una estrategia de mantenimiento predictivo implica una revisión completa de las operaciones, aunque en realidad, dar pequeños pasos puede suponer una gran diferencia en el tiempo de actividad de las máquinas y el OEE (Overall Equipment Effectiveness - Eficiencia Global de los Equipos). Para garantizar el éxito es aconsejable colaborar con socios tecnológicos de confianza como SMC, experto global en sistemas de control y automatización industrial. Porque "P" de predictivo debería significar "progreso".

Un informe de IndustryWeek, señala que el tiempo de inactividad no planificado supone a los fabricantes cerca de 50.000 millones de dólares al año. Las averías de los equipos están detrás del 42% de este tiempo de inactividad no planificado. Por tanto, nadie puede cuestionar la necesidad de un régimen de mantenimiento eficaz.

Diferentes estrategias

Existen muchos tipos de mantenimiento, siendo los más comunes el correctivo, el preventivo y el predictivo. Pero, ¿cómo es posible dar sentido a estos términos aparentemente dispares? Algunos consideran una buena analogía comparar la salud de las máquinas con la salud de las personas. Tomemos como ejemplo la diabetes, una enfermedad que afecta hoy, según la OMS, a 422 millones de personas en todo el mundo.

Un mantenimiento correctivo sería una vez que el médico confirma la diabetes de un paciente. Posteriormente, ese paciente se centrará en tomar inyecciones o pastillas para controlar los niveles de glucosa en sangre, al tiempo que mantiene una dieta controlada que le ayude a reducir o incluso evite la ingesta de azúcar y carbohidratos. Por el contrario, aplicar un mantenimiento preventivo sería tratar la enfermedad sin ningún síntoma. El paciente sigue manteniendo un estilo de vida saludable, con el apoyo de un plan de alimentación y ejercicio físico controlado, para evitar el riesgo de desarrollar diabetes. El mantenimiento preventivo es cuando alguien es quizá "prediabético", pero sigue estando dentro de un límite seguro o de unos criterios aceptables. El control periódico de la glucosa en sangre y el IMC (índice de masa corporal), por ejemplo, revelará si la situación es estable o se deteriora con el paso del tiempo y ayudará a identificar si es necesario realizar más intervenciones.

Los ingenieros de producción quieren aumentar la fiabilidad de las máquinas minimizando la posibilidad de que se produzcan costosos y molestos tiempos de inactividad. En muchos casos, esto implica diversas estrategias de mantenimiento en diferentes escenarios, en lugar de seleccionar la que es tendencia en las redes sociales. Hay muchos factores a tener en cuenta, sobre todo, el coste de la aplicación y la gestión, en comparación con el número de tiempos de inactividad.

Los datos, la clave

La palabra clave ni siquiera es predictivo o preventivo, sino datos. Poner en marcha un programa de mantenimiento predictivo requiere tres cosas básicas: datos, tiempo y análisis. Los datos son un aliado para adelantarse al tiempo -la versión moderna de una bola de cristal- y aumentar la fiabilidad de las máquinas. Se requiere un amplio conocimiento de por qué un activo está empezando a fallar. Precisamente por esta razón, colaborar con un especialista en automatización puede reportar importantes beneficios.

Desde una perspectiva práctica, la regla número uno es mantener las cosas simples. SMC apoya y colabora con sus clientes con un enfoque de "una parte a la vez" que va desde el análisis de fugas de los actuadores, por ejemplo, hasta el análisis parcial de la máquina y el análisis completo de la máquina. De este modo, todo el conocimiento, las definiciones de los procesos y las responsabilidades del personal se transfieren de un pequeño proyecto inicial a uno mayor, de la forma más sencilla y fluida posible.

Un buen ejemplo es un cilindro neumático: el caballo de batalla de muchas máquinas industriales. Uno de fallos más comunes en los actuadores neumáticos es la fuga de la junta del pistón. Estos defectos pueden ser difíciles de detectar y provocar una pérdida de presión. Una pérdida de presión de funcionamiento de tan solo 0,1 MPa puede afectar negativamente a la fuerza teórica de salida de un cilindro (pistón de 32 mm de diámetro) en un 17%. Otro efecto secundario de una junta defectuosa es el aumento del consumo de aire para compensar la fuga.
 

Junta del embolo_ES.jpg

Rendimiento teórico [N]

Rendimiento teorico_ES.jpg

Tabla extraída del catálogo CP96 de SMC

Aquí, adoptar una estrategia de mantenimiento predictivo implica poco más que instalar un sensor de presión en la camisa del cilindro y monitorear la presión en función del tiempo.

Cualquier defecto en la junta pronto se hará evidente debido a las curvas de rendimiento anormales en comparación con las "aprendidas" para el funcionamiento normal. Con el aprendizaje automático y el análisis en tiempo real, es posible aplicar un adecuado mantenimiento predictivo antes
Además de los sensores de presión, otros sensores clave pueden ser los de inducción para calcular la velocidad del cilindro y ayudar a detectar, por ejemplo, los niveles de contaminación en las guías. Otra recomendación es la instalación de una red de sensores de caudal para hacer un seguimiento continuo del uso del aire comprimido (y de cualquier fuga o mal funcionamiento) en el circuito neumático.

Inteligencia humana, inteligencia artificial

Por supuesto, no todo es inteligencia artificial. Sin duda, las máquinas pueden aprender, predecir y prevenir, pero siguen requiriendo nuestra intervención para definir qué variables hay que supervisar y establecer los límites aceptables e inaceptables. Los diseñadores y técnicos serán quienes seleccionen los componentes de la máquina que deban equiparse con sensores, ya que no todos serán críticos para el tiempo de funcionamiento y la productividad. Los presupuestos, el tiempo y la disponibilidad del personal, entran también en la ecuación.
Teniendo en cuenta estas ideas, es conveniente colaborar con un especialista en tecnología de automatización industrial. Aunar los conocimientos de SMC sobre componentes de automatización con los conocimientos sobre máquinas individuales de un cliente constituye una combinación poderosa y llena de recursos.

Otro factor potencial es el mantenimiento basado en la fiabilidad. Diseñar desde el origen significa identificar las reducciones de los costes de mantenimiento innecesarios basándose en el FMEA (análisis de los efectos del modo de fallo). En esencia, este enfoque se centra en los diferentes fallos que podrían producirse y sus posibles consecuencias. SMC facilita esta tarea incluyendo herramientas de configuración dentro de su página web para unidades de mantenimiento de tratamiento de aire, bloques de válvulas y cilindros, que ayudan a seleccionar los componentes óptimos -y el rendimiento- para la aplicación en cuestión.

En última instancia, muchos asumen que el mantenimiento predictivo es la solución definitiva para reducir el tiempo de inactividad y mejorar la eficiencia general de los equipos, OEE. Por ahora, no es así, aunque la situación podría evolucionar en los próximos años debido a un número cada vez mayor de iniciativas inteligentes en las fábricas de todo el mundo. Hasta entonces, la clave está en aunar conocimientos. Somos parte de tu equipo. Estamos preparados para el reto.
 

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