U N IV E R S ID A D N A C IO N A L D E L C E N T R O D E L F A C U L T A D D E IN G E NMIEERC ÍA Á N IC A
P lan de tesis: SISTEMA DE MANTENIMIENTO PARA MEJORAR LA DISPONIBILIDAD DE LOS CARGADORES FRONTALES KOMATSU WA-320 DE LA EMPRESA SERVICIOS Y MAQUINAS “DAVI”.
Presentado por: VARGAS CHAVEZ CARLOS ALBERTO
Para optar el título de: Ingeniero de Mecánico
Huancayo – Perú
2012 ÍNDICE ÍNDICE...............................................................................................................................................................2 1 TITULO...........................................................................................................................................................3 2 TEMA DE INVESTIGACIÓN......................................................................................................................3 3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.....................................................................................................3 4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA..........................................................................................................4 5 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN....................................................................................................4 6 JUSTIFICACIÓN...........................................................................................................................................4 7 ALCANCES Y LIMITACIONES.................................................................................................................5 8 MARCO DE REFERENCIA.........................................................................................................................5 9 HIPOTESIS...................................................................................................................................................27 10 DISEÑO METODOLOGICO...................................................................................................................28 11 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES....................................................................................................34 12 PRESUPUESTO..........................................................................................................................................34 13 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA..........................................................................................................35 14 Anexo: matrices de formulación...............................................................................................................36 15 ANEXO: MATRIZ DE CONSISTENCIA...............................................................................................45
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1 TITULO Sistema de mantenimiento preventivo para mejorar la disponibilidad de los cargadores frontales komatsu WA-320 de la Empresa Servicios y Maquinas “DAVI”.
2 TEMA DE INVESTIGACIÓN El presente trabajo busca implementar un Sistema de Mantenimiento preventivo
para mejorar la
disponibilidad
de los cargadores frontales
komatsu WA-320 de la Empresa Servicios y Maquinas “DAVI”.
CARGADOR FRONTAL KOMATSU WA 320 CON FALLAS
SISTEMA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO PARA MEJORAR LA DISPONIBILIDAD DEL CARGADOR FRONTAL KOMATSU
Figura N°1: Caja Negra Figura N°2: Caja blanca
3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3
DISPONIBILIDAD DEL CARGADOR FRONTAL WA 320
Los equipos de la empresa SERVICIOS Y MAQUINAS “DAVI”, específicamente los cargadores de ruedas Komatsu WA-320 se encuentran con los horometros aproximados de 7000 – 8000 horas, el cual contaba con una disponibilidad de 95% y actualmente está bajando su disponibilidad hasta un
85%, por lo que para evitar esta baja
disponibilidad se necesita tomar acciones inmediatas como el de aplicar el sistema de mantenimiento Preventivo para mejorar la disponibilidad del equipo.
4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 4.1 Problema General ¿Cuál son las características del Sistema de Mantenimiento que permita mejorar la disponibilidad de los cargadores frontales en la empresa Maquinas y Servicios “DAVI”?
5 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 5.1 Objetivo General Diseñar un sistema de mantenimiento preventivo para mejorar la disponibilidad de los cargadores frontales de la empresa MAQUINAS Y SERVICIOS “DAVI.
5.2 Objetivo Específico •
Diseñar estrategias, políticas y normas, programación de trabajos, preparación herramental, programación de la mano de obra, preparación de materiales, control de resultados e investigación de fallas y rediseños para lograr la satisfacción del cliente en la empresa MAQUINAS Y SERVICIOS “DAVI.
6 JUSTIFICACIÓN 4
Las razones que motivan la investigación es que los cargadores frontales de ruedas marca Komatsu WA-320 no cuentan con un adecuado sistema mantenimiento preventivo y por ende afecta en el rendimiento y disponibilidad de la maquinaria al momento de su operación causando pérdidas de producción, esta investigación será útil para la empresa porque lograremos mejorar la disponibilidad de los equipos y para Identificar el problema, se realizará la exploración de un sistema de mantenimiento preventivo dirigiendo el análisis al sistema correctivo que se realiza, donde se evaluó sus diferentes componentes susceptibles a fallas constituyendo por el objeto de estudio dicho sistema a implantar, tiene como entrada maquinas con fallas y como salida maquinas disponibles. De igual manera la investigación se desarrollara dentro del periodo programado y se cumplirán con la presentación del Plan de Tesis, el diseño de la Tesis, el borrador de Tesis, la publicación y la correspondiente sustentación ante el jurado designado.
7 ALCANCES Y LIMITACIONES Las limitaciones que pudiera presentarse en el presente estudio son las siguientes: •
Datos confidenciales de la empresa.
•
La implementación del presente método de estudio requiere de tiempo.
8 MARCO DE REFERENCIA 8.1 ANTECEDENTES Según el Consejo Venezolano de la Industria Fundación Educación industria (1992), señala que el mantenimiento industrial es un conjunto de actividades realizadas para conservar los bienes, equipos e instalaciones que la empresa posee, en buenas condiciones de funcionamiento, de manera que se garantice la producción del bien o servicio.
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Según Ollarves (1995), señala que el mantenimiento es un servicio a la operación que tiene por objeto lograr una adecuada disponibilidad de los equipos al menor costo posible. Según Mosquera y Otros (1995), afirman que “El mantenimiento es la probabilidad de que un sistema opera a toda capacidad durante un período de tiempo determinado” Según Newbrough (1997), señala que el mantenimiento consiste en maximizar la disponibilidad de máquinas y equipos para la producción. Preservar el valor de Las instalaciones, minimizando el uso y el deterioro. Conseguir estas es la forma más económica posible y a largo plazo (Pág. 63) Según Chinchilla (2005), sostiene que las maquinarias y vehículos deben contar con un programa formal de mantenimiento, a través del cual se pueda detectar una falla en su fase inicial y corregirla en el momento oportuno. A través del seguimiento de procedimientos apropiados de mantenimiento preventivo esenciales como lubricación y engrase, los operadores pueden contribuir a prolongar la vida de la maquinaria, minimizar los costos de operación y mantenimiento y ser inspectores de su propia máquina. Según Citalán (2005), sostiene que es fundamental que en todo plan de mantenimiento preventivo se realicen controles de todos los trabajos y servicios realizados detallándolos específicamente en el mismo. Se debe tener siempre a la mano y al día, para cualquier revisión o chequeo, a que servicio corresponde el mantenimiento. En otras palabras, el objeto básico del mantenimiento es contribuir por los medios, disponibles a sostener al costo más bajo de operación, la maquinaria disponible en la institución. La operación de mantenimiento juega un papel importante, para que la maquinaria o equipo preste el servicio para el que fue diseñado. Se debe tener en cuenta que el cuidado y mantenimiento adecuados son de igual importancia, ya que si no hay un buen mantenimiento se estaría forzando y no cumpliría su objetivo. 6
Según Amador (2005),señala un análisis estadístico de la gestión de mantenimiento de los equipos pesados donde es conveniente iniciar el análisis definiendo cuál de los cargadores presenta mayores problemas; en relación al número de fallas presentadas y las demoras por concepto de mantenimiento de cada uno de estos, ocurridas en el período de estudio como tenemos: Tabla 1: Características de la Flota de Cargadores
Fuente: Amador (2005)
Gráfica1: Cantidad de Fallas por Cargador Frontal (Fuente: Amador ,2005)
Gráfica 2: Tiempo de Demoras por Mantenimiento de los Cargadores Fuente: Amador (2005)
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Se puede evidenciar en la Gráfica 1 y 2 que el Cargador Frontal menos confiable y el que impacta más sobre el proceso es el 004-0523, ya que este, es el que presentó mayor cantidad de fallas y demoras en el período de estudio , debido a que el equipo 004-0523 es el más crítico se procederá hacer un análisis por tipo de fallas de este cargador, clasificándolas en falla mecánica, eléctrica, hidráulica, estructural y caucho; con el objetivo de determinar cuál de estos tipos, es la que se repite con mayor frecuencia y ocasiona mayores demoras (Fuente: Amador, 2005).
Tabla 5.2. Tabla de Cantidad y Demoras de las Fallas por Tipo. Equipo 004-0523 TIPO DE FALLAS CARGADORES FRONTALES 004-0523 MECÁNICA HIDRÁULICA ELÉCTRICA ESTRUCTURAL CAUCHO TOTAL Número de Fallas 52 12 23 5 3 95 Demora 691 138 Fuente: Amador (2005)
89
40
7
Gráfica 3. Histograma de Frecuencia Tiempo de Demoras de Mantenimiento. Fuente: Amador (2005)
8
965
Aquí se puede observar que el 64% de las actividades de mantenimiento son realizadas en un tiempo menor o igual a 3 horas y que el 90,5% de estas son ejecutadas en un tiempo menor o igual a 24 Horas. Esto quiere decir que la mayoría de las fallas presentadas por el equipo son corregidas rápidamente; lo cual indica eficiencia en la reparación de las fallas.
Gráfica 4. Histograma de Frecuencia Tiempo entre Fallas, Equipo 004-0523 Fuente: Amador (2005)
La Gráfica 4 refleja el comportamiento de los tiempos entre falla, el cual revela que en un 67% el equipo presenta alguna tipo de falla en un tiempo menor o igual a 72 horas (3 días). Además el Histograma indica una media de 66 horas. Esto representa una alta frecuencia de falla del equipo, lo cual indica una baja confiabilidad. El cantidad de fallas y las demoras productos de las actividades de mantenimiento de cada equipo, influyen directamente en la disponibilidad de la flota para realizar sus labores de acarreo, para la cual se requiere que estos posean una disponibilidad mínima de 85%. Es por ello que a través de los datos anteriores se procedió a calcular la disponibilidad de la flota de Cargadores Frontales en el período de estudio, para determinar si estos están cumpliendo con las exigencias de la planta.
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Gráfica 5. Disponibilidad de la Flota de Cargadores Frontales 988 F Fuente: Amador (2005)
En la Gráfica 5 se puede observar que la flota de Cargadores Frontales 988 F, en gran parte de los meses de estudio, no poseen la disponibilidad requerida, debido a que algunos de los equipos que conforman la flota presentó fallas, que le obligó a permanecer accidentado por largos períodos de tiempo, por algunas de las razones en la cual destaca la falta de repuestos, máquinas y herramientas en el taller para realizar el mantenimiento. Lo cual ocasiona que la flota de Cargadores Frontales 988 F no cumpla con las exigencias de disponibilidad. Debido a la alta criticidad de los Cargadores Frontales 988 F en cuanto al cumplimiento de los requerimientos de disponibilidad de la planta, se ve en la necesidad de realizar a los equipos 988 F un mantenimiento que permita tener información del estado de las máquinas, mediante programas de medición y análisis de las variables operacionales, con el objetivo de predecir las fallas antes de que esta ocurra, y así poder tomar todas las acciones preventivas, para que estas, sea reparada en el menor tiempo posible y garantizar la máxima disponibilidad operativa de los cargadores 988. Las fallas más comunes que presentan los Cargadores Frontales 988 F de la se expresan a través del siguiente diagrama de espina de pescado.
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Fuente: Amador (2005)
8.2 MARCO TEÓRICO
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Según Gonzales (2003) “Teoría y Práctica del Mantenimiento Industrial Avanzado” edición CONFEMETAL p77, el RCM se implementa sobre la base de una serie de pasos muy planificados y relacionados. Primero hay que examinar bien las metas de productividad y de mejora que ha definido la Dirección, para lo que se precisara una clara estrategia por parte de esta sobre los principales parámetros a mejorar (costes, fiabilidades, etc.) una vez claro esto, hay que evaluar las maneras y métodos por lo que estas metas pueden alcanzarse y los efectos de las averías o de los fallos. Teniendo claras las metas y como se pretenden alcanzar, debemos llevar a cabo un trabajo casi de investigación para deducir los modos de fallo más factibles y la mejor manera de eliminar o reducir las consecuencias de cada fallo. En determinados casos, el análisis de fallo asociado al análisis de costes nos aconsejara dejar que el equipo siga funcionando hasta que falle, y no hacer ningún tipo de mantenimiento preventivo. En otros, por ejemplo también se nos inducirá a dejar que el equipo siga trabajando hasta que falle, pero con un sistema alternativo en paralelo, cuya incorporación mediante una reforma es más barata que realizar el periodo mantenimiento preventivo.
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Según Amador (2005), en su tesis plantea el Diseño de un Plan de Mantenimiento Predictivo para la Flota de Equipos Pesados, analizando estadísticamente en función del número de fallas y demoras presentadas por los equipos en un período de 9 meses, determinando de esta manera la disponibilidad, confiabilidad y criticidad de éstos. A través de este estudio se pudo evidenciar que ninguna de las flotas de equipos de la Gerencia cumple con la disponibilidad requerida por ésta (85 % de disponibilidad) para realizar las distintas labores de manejo, carga, acarreo, lo cual muestra una alta criticidad de éstos y la necesidad de la aplicación de un plan de mantenimiento predictivo que disminuya las demoras en el mantenimiento de los equipos. Además de un plan de mantenimiento predictivo basado en el análisis del aceite utilizado que proporciona indirectamente la condición de los equipos en relación a los sistemas hidráulicos, tren de potencia y motor diesel, permitiendo controlar los niveles de contaminación y desgaste de los componentes y determinando el período de reemplazo de las partes asociadas al problema. Según Citalán (2005), en su tesis da la Propuesta De Un Plan De Mantenimiento Preventivo Para la Maquinaria Pesada De una Zona Vial donde el plan de mantenimiento propuesto pretende analizar y prolongar la vida útil de la maquinaria pesada, así como la disminución de los tiempos muertos de trabajo para lograr la mayor productividad y dar un buen servicio. También contribuye a mejorar las distintas actividades que desarrolla el personal operativo y de taller, para lograr la conservación de la maquinaria, con lo cual se llevará un estricto control detallado del plan de mantenimiento, para aumentar el rendimiento minimizando los costos de operación.
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Entonces en la propuesta cabe mencionar que para el desarrollo óptimo del mantenimiento de las
maquinarias, el objetivo principal será la
implementación del Sistema de mantenimiento preventivo basados en un modelo predictivo para la adecuación de dicho tipo de mantenimiento al mantenimiento correctivo que se realizara hasta el momento para poder dejar a la empresa en condiciones óptimas, tales que las fallas imprevistas sean mínimas, y la operación del mantenimiento proporcione seguridad y eficiencia sea la máxima .Por lo tanto, se debe considerar, en las labores de mantenimiento los factores esenciales siguientes; calidad económica del servicio, duración adecuada del equipo y costos mínimos de mantenimiento. También nos describe que el mantenimiento es la serie de tareas o trabajos que hay que ejecutar en algún equipo o planta, a fin de poder conservarlo eficientemente para que pueda brindar el servicio para el cual fue creado. El objetivo del mantenimiento es la conservación y el servicio es lo importante y no la maquinaria o equipo que los proporciona. Por lo tanto, se debe considerar, en las labores de mantenimiento los factores esenciales siguientes; calidad económica del servicio, duración adecuada del equipo y costos mínimos de mantenimiento. Conforme transcurre el tiempo, el equipo se va deteriorando y sus componentes van sufriendo desgastes, que ocasionan fallas de servicio frecuentes, incrementando los costos de mantenimiento; además, el cambio de repuestos es más costoso, debido a la dificultad para obtenerlos, por no tener existencia en las bodegas y que el fabricante no garantice la existencia de los mismos por períodos muy largos, Fuente: Citalán (2005).
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El primordial objetivo de establecer un departamento de mantenimiento en cualquier institución es el de conservar la maquinaria, el equipo, edificio, etc., en condiciones óptimas, tales que las fallas imprevistas sean mínimas, y la operación del mantenimiento proporcione seguridad y eficiencia sea la máxima .Para el bien común de la empresa. En otras palabras, el objeto básico del mantenimiento es contribuir por los medios, disponibles a sostener al costo más bajo de operación, la maquinaria disponible en la institución. Tipos de mantenimiento La función del mantenimiento es prever por todos los medios necesarios y poder conservar la maquinaria en buen funcionamiento, por lo tanto, es conveniente poder hacer una clasificación de los diversos tipos de mantenimiento que basándose en experiencias pasadas y presentes se han catalogado en el medio como eficiente, seguro y económico. Mantenimiento por avería Es la corrección de fallas a medida que éstas se presentan, ya sea por síntomas claros y avanzados o por el paro de equipo, maquinaria, instalaciones, etc., es una actividad que se hace en forma imprevista, debido a las siguientes causas: a) Mantenimiento preventivo mal ejecutado b) Desajuste parcial por causa fortuita c) Mala operación de maquinaria o equipo d) Con lo cual una decisión correcta evitará que la empresa efectúe gastos innecesarios e) Costos muy elevados f) Tiempo muerto g) Vida útil de maquinaria y equipo h) Pago de horas extras Mantenimiento predictivo 15
El mantenimiento predictivo se basa en función de averías en la maquinaria o equipo que se han previsto con anterioridad, sea por algún medio estadístico o por las instrucciones de las empresas fabricantes. Como ya se ha mencionado el mantenimiento predictivo va a decir o predecir qué piezas pueden ser remplazadas o protegidas, antes de que estas puedan fallar, por lo tanto, se permite planificar los recursos necesarios con respecto a la mano de obra, materiales, repuestos, herramientas que se han adquirido con anticipación. Mantenimiento preventivo La programación de inspección, tanto de funcionamiento como seguridad, ajustes, reparaciones, análisis, limpieza, lubricación, calibración, debe llevarse a cabo en forma periódica, sobre la base de un plan establecido y no a una demanda del operario o usuario; también es conocido como mantenimiento preventivo planificado. Su propósito es prever las fallas, manteniendo los sistemas de infraestructura, equipos, maquinaria e instalaciones, productivas, para una máxima operación y eficiencia óptima. La característica principal de este tipo de mantenimiento es la de inspeccionar los equipos y detectar las fallas en su fase inicial, y corregirlas en el momento oportuno. Con un buen mantenimiento preventivo, se logra determinar las causas de las fallas repetitivas o del tiempo de operación seguro de un equipo, así como definir puntos débiles de instalaciones, maquinaria, etc. Ventajas del mantenimiento preventivo •
Confiabilidad; debido a que se conoce el estado y condiciones de funcionamiento de los equipos, se operan en mejores condiciones de seguridad.
•
Disminución del tiempo muerto; tiempo de parada de equipos / maquinaria / hombre. 16
•
Mayor vida útil de la maquinaria y equipo.
•
Menor costo de las reparaciones.
Fases del mantenimiento preventivo •
Inventario técnico, con manuales, planos, características de cada equipo.
•
Procedimientos
técnicos,
listados
de
trabajos
a
efectuar
periódicamente. •
Control de frecuencias, indicación exacta de la fecha a efectuar el trabajo.
•
Registro de reparaciones, repuestos y costos.
Inspecciones periódicas Todo tipo de maquinaria está diseñado para proporcionar la mejor calidad, facilidad de funcionamiento y seguridad. No importa qué tan cuidadosamente maneje su maquinaria, el desgaste y fractura de algún componente ocurrirá inevitablemente. Para cada componente encontrará una descripción de su funcionamiento, por qué se deteriora y qué podría pasar a su maquinaria si no es atendido, adecuadamente. Las inspecciones periódicas ayudan a asegurar el desempeño y la confiabilidad duraderos. No obstante el ignorar el mantenimiento periódico puede repercutir en reparaciones costosas. Deberán realizarse inspecciones periódicas a la maquinaria, después de su puesta en servicio para comprobar que éstos se encuentran en buen estado. Dichas inspecciones se realizarán en presencia del inspector de maquinaria al cual se le entregará una copia del acta de inspección. La persona encargada de las pruebas periódicas, debe asegurarse de que los elementos de seguridad que no actúan en servicio normal están siempre en condiciones de funcionar.
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Las inspecciones deben referirse a: la maquinaria deberá cumplir unas condiciones mínimas que garanticen su idoneidad para realizar el trabajo, por lo que se realizarán las siguientes comprobaciones:
a. Con motor parado • El nivel de aceite del motor. Para su comprobación se utilizará, la varilla, o bien el indicador de nivel, del cuadro de instrumentos. • Que el motor esté caliente. Se considera que cumple esta condición cuando el aceite del cárter tiene una temperatura de 80º C como mínimo, o la temperatura normal de funcionamiento, si ésta es inferior. La temperatura podrá medirse directamente, mediante sonda, o indirectamente por el nivel de radiación infrarroja del cárter del motor. La temperatura normal de funcionamiento del motor podrá ser determinada por otros medios, por ejemplo a través del indicador de temperatura del circuito de refrigeración, o mediante el funcionamiento del ventilador. • Las condiciones mecánicas del motor. Visualmente se comprobará que éstas son satisfactorias, verificando que no existen fugas de aceite, agua o combustible, el estado de los conductos de agua y combustible; así como, la situación, estado y tensado de las correas del ventilador y otros. b. Con el motor en marcha • La presión del aceite en el circuito de engrase del motor. Mediante el indicador de presión de aceite. • Purgado del sistema de escape.
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• Durante el ciclo de purga se pondrá especial atención al comportamiento del motor, observando los posibles ruidos extraños y el régimen de corte de la bomba o del sistema de inyección. Este corte se producirá dentro de los márgenes establecidos por el fabricante que, en ningún caso, será inferior al régimen de potencia máxima, ni superarlo en más de un 20% en vehículos ligeros y en un 15% en pesados. • Si se detectasen anomalías, ruidos extraños, que la desconexión de la bomba no se efectúe o que el corte está fuera de los límites estipulados, o cuando se incumple alguno de los puntos anteriores, no se continuará con la prueba, rechazando al vehículo por no cumplir las condiciones mínimas para su ensayo. Visitas
Es necesario usar dos tipos de programas de visita a largo y corto plazo.
El
primero
debe
ser
anual,
preparado
por
el
jefe
de
mantenimiento, dicho programa será fijo, se discutirá la cantidad y calidad de trabajo a desarrollar en cada visita.
Mensualmente el jefe de mantenimiento construirá un programa a corto plazo que abarque las labores del mes siguiente, entregándolo al personal de mantenimiento y comprobando posteriormente que se esté cumpliendo con lo previsto.
Programas de visitas, aseguran atención adecuada a la maquinaria, buenos diagnósticos y mano de obra del personal de mantenimiento, lo que se traduce en inspecciones y pruebas ejecutadas a la maquinaria.
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Es muy importante tomar en cuenta que no debe arreglarse o simplemente limpiarse una máquina, sino hasta asegurarse de ser necesario; por medio de las inspecciones y pruebas que el personal de mantenimiento realice, con el fin de comparar el grado de confiabilidad que presenta en esa fecha, con el recomendado por el fabricante y el especialista de mantenimiento.
Por lo tanto, es muy peligroso y al mismo tiempo inútil, empezar con la limpieza, los arreglos o cambios de piezas, antes de realizar las inspecciones.
Debe procurarse que las inspecciones, pruebas de mantenimiento se ejecuten sin estorbar los avances de la producción en la maquinaria.
Mantenimiento correctivo Este tipo de mantenimiento se basa en ejecutar las correcciones a la maquinaria cuando deja de funcionar o cuando hay que hacer una revisión completa de la misma. Mantenimiento correctivo no planificado: corrección de las averías o fallas, cuando éstas se presentan, al contrario del caso del mantenimiento preventivo. Esta forma de mantenimiento impide el diagnóstico fiable de las causas que provocan la falla, pues se ignora si falló por mal trato, por abandono, por desconocimiento del manejo, por desgaste natural, etc. El ejemplo de este tipo de mantenimiento correctivo no planificado es la reparación urgente tras una avería que obligó a detener el equipo o máquina dañada. Mantenimiento
correctivo
planificado:
el
mantenimiento
correctivo
planificado consiste en la reparación de un equipo o máquina cuando se dispone del personal, repuesto, y documentos técnicos necesarios para efectuarlo .Fuente: Citalán (2005). 20
Costo de mantenimiento Los costos de mantenimiento son tratados como costos corrientes, desde un punto contable, e identificarlos en categorías como, repuestos, lubricantes, reparaciones y mano de obra. Es el rubro donde se determinan los gastos, reparaciones y todo lo disponible para el buen funcionamiento de la maquinaria. Para la institución es un buen plan de mantenimiento preventivo, provee una guía detalla de cada tipo de equipo o maquinaria.
Costo inicial En la actualidad, el costo inicial de atención de la maquinaria es muy alto y en él está establecido combustible y lubricantes. Los costos establecidos son desembolsos tratados como costo de mantenimiento y restauración del equipo. La adquisición de equipo nuevo acarrea costos elevados, pues inicialmente su depreciación es muy acelerada, aunque se compensa, ya que necesita menos gastos de mantenimiento y la expectativa de falla es menor. Los costos de mantenimiento son difíciles de reducir a pesar de los esfuerzos diarios del personal de mantenimiento. El control de la lubricación incrementa la eficacia del costo del equipo levantando la productividad y reduciendo los costos de mantenimiento. Costo por falla Un fallo es el cambio en un producto o sistema desde una condición de trabajo satisfactoria a una condición que está por debajo de un estándar aceptable.
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Los fallos de maquinaria y producto pueden tener efectos de largo alcance en el funcionamiento y beneficios de una empresa. En fábricas complejas y altamente mecanizadas, un proceso fuera de tolerancia o una avería en máquina puede dar como resultado que los empleados y las instalaciones queden inactivos, pérdida de clientes y de credibilidad, y que los beneficios se conviertan en pérdidas. La fiabilidad y el mantenimiento protegen tanto el rendimiento de la empresa como sus inversiones. Los sistemas deben ser diseñados y mantenerse en buenas condiciones para conseguir el rendimiento esperado y los estándares de calidad. La fiabilidad es la probabilidad de que un componente de una máquina o producto funcione adecuadamente durante un período de tiempo dado. El mantenimiento incluye todas las actividades asociadas con mantener en buen estado de funcionamiento el equipo de un sistema. El objetivo de la fiabilidad y el mantenimiento es, conservar la capacidad del sistema mientras se controlan los costos. Costo total Normalmente los costos de reparación son el punto más importante de los costos de operación e incluyen todas las piezas y mano de obra que se pueden cargar a la maquinaria. Los gastos generales del taller de mantenimiento se pueden absorber en los gastos generales. Los presupuestos de equipo son generalmente clasificados y controlados de acuerdo al propósito del gasto o tipo de trabajo, ya sea como egreso de capital, como costo corriente o como gasto del período. Los costos corrientes son desembolsos realizados para el mantenimiento y restauración del equipo. Los costos de mantenimiento son tratados como costos corrientes desde un punto de vista contable, e identificado en categorías como, material, mano de obra, otros (sub-contratos). 22
Para ayudar al control del presupuesto de mantenimiento, los costos deben ser clasificados como sigue, para tener el control efectivo de datos: • Costos de mantenimiento rutinario. Incluye mano de obra y material para las actividades que evitan el deterioro, limpieza, lubricación, inspección, ajuste. • Costos de inspección del equipo. Incluye mano de obra y material de las inspecciones para descubrir anormalidades y determinar si el equipo está defectuoso o no. • Costos de reparación. Incluye mano de obra y materiales para las reparaciones que restauran el equipo a su condición original. Fuente: Citalán (2005). Según Chinchilla (2005) ,en su tesis brinda la propuesta de un plan de mantenimiento preventivo para la maquinaria pesada de una zona vial, basado principalmente en procedimientos de lubricación, engrase y reparaciones menores, aplicable en periodos que inician desde 10 hasta 2,000 horas, para lo cual se contará con formatos o requerimientos mínimos tales como: inventario de maquinaria y vehículos, tarjeta de registro de maquinaria, control de utilización de equipo, programa de reparaciones, orden de trabajo y registro de materiales y costos. Según Espinoza ,(2010) el Mantenimiento Basado en la Confiabilidad Es una metodología utilizada para determinar, sistemáticamente, que debe hacerse para asegurar que los activos físicos continúen desempeñando las funciones requeridas por el usuario, en su contexto operacional presente. Esta definición se refiere a cuando el valor del estándar de funcionamiento deseado sea igual, o se encuentre dentro de los límites del estándar de ejecución asociado a su capacidad inherente (de diseño) o su confiabilidad inherente (de diseño). En cuanto a estos elementos, es importante hacer mención a: 23
- La capacidad inherente (de diseño) y la confiabilidad inherente (de diseño) limitan las funciones de cada activo. - La confiabilidad operacional y la capacidad del activo no puede aumentar más allá de su nivel inherente (de diseño). - El mantenimiento sólo puede lograr mejorar el funcionamiento de un activo cuando el estándar de ejecución esperado de una determinada función del activo está dentro de los límites de la capacidad de diseño o de la confiabilidad de diseño del mismo. Los equipos de la empresa SERVICIOS Y MAQUINAS “DAVI”, específicamente los cargadores de ruedas Komatsu se encuentra con los horometros
aproximados de 7000 – 8000 horas el cual tenía una
disponibilidad de 95% y actualmente está bajando su disponibilidad a un 85% aproximadamente, por lo que para evitar esta baja disponibilidad se necesita tomar acciones inmediatas como el de aplicar el mantenimiento Preventivo centrado en la disponibilidad y confiabilidad del equipo para el mejorar la Disponibilidad de los cargadores komatsu basados en las estrategias, políticas y normas, programación de trabajos y mano de obra, preparación
de materiales y herramental, control de resultados y la
investigación de fallas y rediseños que permita lograr la satisfacción del cliente y la empresa( Fuente: Plan de tesis Yarasca ,2011)
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La empresa le presta servicios de mantenimiento correctivo a un promedio de 6 equipos al mes pertenecientes a la Municipalidad de Huaripampa y contratas de Procesamiento de Mineral para la minera Volcan;
además de las maquinarias propias que se encuentran en
alquiler
para
empresas
constructoras,
municipalidades,
y
otras
instituciones que demandan el servicio comprendido por Cargadores Frontales con la finalidad de analizar la gestión de mantenimiento de la empresa y el comportamiento del equipo pesado a estudiar, se procedió a estudiar la flota total de cargadores frontales de ruedas marca komatsu en especial el wa-320 en cada uno de sus componentes en un debido período; debido a que estos, son diferentes en funcionamiento, tipo de trabajo, número de partes y frecuencia de mantenimiento (Fuente: propia).
8.3 MARCO CONCEPTUAL 8.3.1 Definiciones conceptuales El presente trabajo se compone de: VI: Sistema de mantenimiento de los cargadores frontales : Sistema que compone de actividades para transformar máquinas con fallas en máquinas disponibles cuya finalidad del es encontrar y corregir los problemas menores antes de que estos provoquen fallas, basados en una lista de actividades, todas ellas realizadas por los usuarios, operadores y mantenimiento para asegurar el correcto funcionamiento de los equipos. Sus dimensiones son: -
Verificar el estado de funcionamiento
-
Determinación de elementos más críticos
-
Identificación de las tareas de mantenimiento más apropiadas
-
Mantenimiento total según la inspección
-
Verificación y control
-
Recopilación información técnica
-
Hacer estricto seguimiento al programa para lograr su continuidad 25
-
Fijar indicadores enfocados en la dirección adecuada
-
Determinar un plan de revisiones periódicas
-
Crear y mantener un inventario técnico
-
Análisis de costos y recursos disponibles
-
Establece planes de mejoras
VD: Disponibilidad de los cargadores frontales: Es la cualidad de la maquinaria de estar libre y listo para ser usado en cualquier momento, el cual se obtendrá al implantar este tipo de mantenimiento en la empresa que dependerá del tiempo de inserción a este sistema y su futura adecuación y control. Sus dimensiones son: - Horas hábiles
- Horas operacionales
- Horas de reserva - Horas de mantención 8.3.2 Definiciones operacionales El presente trabajo de investigación se compone de: VI: Sistema de mantenimiento de los cargadores frontales:
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Este diseño de un sistema de mantenimiento preventivo aplicado a la empresa requiere Recopilación de información técnica y manuales de las maquinarias, para la determinación de máquinas y elementos más críticos y con posibles fallas en el proceso, gravedad potencial de las fallas ,disponibilidad de repuestos, para después minimizar las fallas en esas máquinas , a través de un plan preventivo de revisiones o implantando
un
orden
de
trabajo
como
documento
base
del
mantenimiento para generar datos estableciendo planes de mejoras. VD: Disponibilidad de los cargadores frontales El sistema y su futura adecuación y control de la disponibilidad se medirá mediante: Disponibilidad =
( Hh- Hm) /Hh
8.4 MODELO TEÓRICO Disponibilidad = Hop + Hr
=
Hh - Hm
Hh Dónde:
Hh
Hop= Horas operacionales:
Hop = Heo + Hpo
Heo= Horas efectivas de Operación Hpo= Horas perdidas Operacionales Hr = Horas de reserva Hm = Horas de mantención Hh = Horas hails Hh = Hop + Hr + Hm
9 HIPOTESIS 9.1 Hipótesis General El plan a diseñar es un sistema de mantenimiento preventivo mediante las
estrategias,
,preparación
políticas
herramental,
y
normas
,programación
programación
de
la
de
mano
trabajos de
obra,
preparación de materiales , control de resultados e investigación de fallas y rediseños, entonces se conocerá como lograr la disponibilidad de los cargadores frontales en la Empresa Maquinas y Servicios “DAVI”. 27
10 DISEÑO METODOLOGICO 10.1 TIPO DE INVESTIGACION 10.1.1 Investigación tecnológica: Puesto que la aplicación del conocimiento científico en el estudio del cargador frontal a estudiar nos da como resultado conocimientos, procesos, equipos, soluciones útiles a la sociedad y a la naturaleza.
10.2 NIVEL DE INVESTIGACIÓN 10.2.1 Investigación aplicada: Este tipo de Investigación se dirige hacia los problemas de disponibilidad del cargador frontal a solucionar que demanda reconstruir procesos en función de descubrimientos ya realizados para producir sistemas de control hacia máquinas y equipos, procesos de la empresa.
10.3 UNIDAD EXPERIMENTAL El estudio se va realizar sobre los cargadores frontales WA-320, equipos específicos del modelo komatsu en la Empresa Maquinas y Servicios “DAVI.
10.4 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 1.1.1 Diseño de Aplicación (soluciones) : Se tomaron en este caso dos variables, uno experimental que es el sistema de mantenimiento a diseñar y otro control EC que es el mantenimiento correctivo que está siendo usado con el objetivo de superar la eficiencia o productividad del cargador frontal en estudio. Para lo cual tenemos: Dónde:
EE= Mantenimiento Preventivo cargador WA320. EC= Mantenimiento Correctivo cargador WA 320. X= Funcionamiento del equipo diseñado. O1: Observación de la variable dependiente del EE. O2: Observación de la variable dependiente del EC. 28
10.5 OPERACIONALIZACION DE VARIABLES Con el fin de uniformizar el significado de la hipótesis, en la tabla 10.1, se desarrolla la definición conceptual y operacional de las variables que se están utilizando en la investigación Tabla 10.1: Operacionalización de la variable dependiente
29
Variable Dependiente: Disponibilidad de los cargadores frontales Definición conceptual Dimensión Indicador Es la cualidad temporal de la Horas hábiles Horometro maquinaria de estar libre y listo Horómetro para ser usado en cualquier Horas Cronometr momento, el cual se obtendrá al operacionales o implantar este tipo de Horas de Horometro mantenimiento en la empresa que reserva dependerá del tiempo de inserción Horas de a este sistema y su futura mantención adecuación y control.
30
Fuente: elaboración propia y hoja de inspección del equipo
31
Tabla 10.2: Operacionalización de la variable independiente
32
Variable Independiente: Sistema de mantenimiento de cargadores frontales Definición Dimensión Indicador conceptual Sistema que compone de - Verificar el estado de - Horas de actividades para funcionamiento inspección transformar - Determinación de elementos máquinas con más críticos - Horas fallas en - Identificación de las tareas de paradas máquinas mantenimiento más apropiadas disponibles cuya - Mantenimiento total según la - Horas de finalidad del es inspección mantenimi encontrar y - Verificación y control ento corregir los - Recopilación información Correctivo problemas técnica menores antes - Hacer estricto seguimiento al - Horas de que estos programa para lograr su programad provoquen fallas, continuidad as basados en una - Fijar indicadores enfocados en lista de la dirección adecuada - Horas de actividades, - Determinar un plan de mantenimi todas ellas revisiones periódicas ento realizadas por - Crear y mantener un inventario preventivo los usuarios, técnico operadores y - Análisis de costos y recursos mantenimiento disponibles para asegurar el - Establece planes de mejoras correcto funcionamiento de los equipos.
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Fuente: elaboración propia.
11 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Tabla 11.3: Cronograma de actividades Actividades
setiembre
octubre
noviembre
Diciembre
Operacionalización de la investigación. Modelo de observaciones. 1er informe de avance Mediciones Interpretación Modelado 2do informe de avance Redacción de borrador de tesis Normas Vancouver Presentaciones. Presustentación Informe de aprobación Los informes son presentados por el asesor al decano.
12 PRESUPUESTO Tabla 12.4: Presupuesto de gastos Ítem 1 2 3
Descripción Gastos de impresión del plan de tesis Gasto por bibliografía Gastos en búsqueda de información en
internet TOTAL GENERAL
Precio unitario S/. 0.10 S/. 10.00 S/. 1.0x hora
Precio total S/. 5.50 S/. 2.00 S/. 30.00 S/. 37.50
34
13 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ESPINOZA, Ciro. Metodología de investigación tecnológica. Pensando en sistemas. 1ra edición. Huancayo, Perú: Imagen Gráfica. Gonzales (2003). “Teoría y Práctica del Mantenimiento Industrial Avanzado” edición CONFEMETAL p77. Intecap. Módulo mantenimiento nivel operativo, especialidad mecánico de maquinaria pesada. Guatemala, s.e, 1998. 80 pp. Avallone Eugene A, Baumeister III Theodorre. Manual del ingeniero mecánico. 9ª. Ed. inglés, 3ª. Ed. Español. (tomo I, II), México: Editorial Mc GRAW – HILL. 1995. Yarasca Bruno, José Antonio. Tesis- Mantenimiento Basado En La Confiabilidad Para Mejorar La Disponibilidad Del Equipo Cat-R1600g De La Empresa Jrc Ingeniería Y Construcción S.A.C MATALOBOS, A. (1992). Confiabilidad en Mantenimiento. Caracas. Editorial IESA. MORROW, L.C. (1986). Manual de Mantenimiento Industrial; “Tomo 1”. México:
McGraw-Hill.
Decima
cuarta
impresión.
“Maintenance
Engineering Handbook”; traducido por Jorge Casas y Otros. MOSQUERA, G. (1987). Apoyo logístico para la administración del mantenimiento industrial. Universidad Central de Venezuela. Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico. Primera Edición. NEWBROUGH, E. (1997). Administración de mantenimiento industrial. El Consejo Venezolano De La Industria Fundación Educación Industria (1992) Citalán Héctor (2005). Tesis - Propuesta de un plan de mantenimiento preventivo para la maquinaria pesada de la zona vial no.13 dirección general de caminos ubicada en el Quiché. Chinchilla Erick (2005). Tesis - Propuesta de la organización del taller de mantenimiento y de un plan de mantenimiento preventivo para la maquinaria pesada y vehículos de la zona vial no. 2 de caminos, Jutiapa. Guatemala. 35
14 Anexo: matrices de formulación CARGADOR FRONTAL KOMATSU WA- 320 CON FALLAS
SISTEMA DE MANTENIMIENTO Variable Independiente
Formulación del título
36
DISPONIBILIDAD DEL CARGADOR FRONTAL WA -320
Variable Dependiente
Objeto (sistema)
Enlace
37
Salida
Delimitac ión
SISTEMA DE MANTENIMIENTO
PARA MEJORAR
38
DISPONIBILIDAD DEL CARGADOR FRONTAL WA - 320
EMPRESA MAQUINA SY SERVICIOS “DAVI”
Formulación del tema
39
Verbo
Elementos del sistema
Enlace
40
Salida
Delimitac ión
IMPLEMENTA R
SISTEMA DE MANTENIMIENT O PREVENTIVO
QUE PERMITA MEJORAR
41
DISPONIBILIDA D DEL CARGADOR FRONTAL WA – 320
EMPRESA MAQUINA SY SERVICIOS “DAVI”
Formulación del problema
42
Interrogante
VI
Enlace
43
Verbo
VD
Delimitac ión
CUÁL SON LAS CARACTERISTICA S
SISTEMA DE MANTENIMIENT O
QUE PERMITA
MEJORAR
DISPONIBILID AD DE LOS CARGADORE S FRONTALES
EMPRESA MAQUINAS Y SERVICIOS “DAVI”
Formulación del objetivo Propósito Verbo VI
DISEÑA R
SISTEMA DE MANTENIMIEN TO
DESCRIBIR
Fines Medios ESTRATEGIAS, POLÍTICAS Y NORMAS,PROGRAMA CIÓN DE TRABAJOS ,PREPARACIÓN HERRAMENTAL, PROGRAMACIÓN DE LA MANO DE OBRA, PREPARACIÓN DE MATERIALES , CONTROL DE RESULTADOS E INVESTIGACIÓN DE FALLAS Y REDISEÑOS
Verbo
MEJORAR
LOGRAR
VD
Delimitac ión
DISPONIBILID AD DE LOS CARGADORE S FRONTALES
EMPRESA MAQUINAS Y SERVICIOS “DAVI”
SATISFACCIO N DEL CLIENTE
Formulación de la hipótesis Propósito Proces VI o lógico
EL PLAN A DISEÑA R
SISTEMA DE MANTENIMIEN TO PREVENTIVO
Fines Medios
LAS ESTRATEGIAS, POLÍTICAS Y NORMAS,PROGRAMA CIÓN DE TRABAJOS ,PREPARACIÓN HERRAMENTAL, PROGRAMACIÓN DE LA MANO DE OBRA, PREPARACIÓN DE MATERIALES , CONTROL DE RESULTADOS E INVESTIGACIÓN DE FALLAS Y REDISEÑOS
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Proceso lógico
VD
Delimitac ión
ENTONC ES
DISPONIBILID AD DE LOS CARGADORE S FRONTALES
EMPRESA MAQUINAS Y SERVICIOS “DAVI”
15 ANEXO: MATRIZ DE CONSISTENCIA Autor: VARGAS CHAVEZ CARLOS ALBERTO Título: SISTEMA DE MANTENIMIENTO PARA MEJORAR LA DISPONIBILIDAD DE LOS CARGADORES FRONTALES KOMATSU WA-320 DE LA EMPRESA SERVICIOS Y MAQUINAS “DAVI”. Problema GENERAL
Objetivo GENERAL
Hipótesis
Diseño Metodológi co
Variables
Indicador
Instrumento
Fuente
GENERAL
Diseño de ¿Cuál son las Diseñar un El plan a diseñar es un sistema Aplicación o características sistema de de mantenimiento preventivo diseño de del Sistema de mantenimiento mediante las estrategias, soluciones Mantenimiento preventivo para políticas y normas puesto que se que permita mejorar la ,programación de trabajos requieren de mejorar la disponibilidad de ,preparación herramental, objetos donde disponibilidad los cargadores programación de la mano de uno diseñado de los frontales de la obra, preparación de materiales y construido, cargadores empresa , control de resultados e mientras que frontales en la MAQUINAS Y investigación de fallas y el otro objeto empresa SERVICIOS rediseños, entonces se es uno Maquinas y “DAVI. conocerá como lograr la existente al Servicios disponibilidad de los cual se quiere “DAVI”? cargadores frontales en la superar en Empresa Maquinas y Servicios eficiencia o “DAVI”. productividad
VI: Sistema de mantenimiento de los cargadores frontales VD: Disponibilidad de los cargadores frontales
Horas de inspección Información Técnica.
Horas paradas Horas de mantenimiento Correctivo Horas programadas Horas de mantenimiento preventivo
Horómetro
Hoja de registro.
Cronometro
Hoja de inspección del equipo.
