Eliminación de Defectos mediante Mejora de la Fiabilidad de Equipos

Desde el auge de iniciativas centradas en calidad como la Gestión de Calidad Total (TQM) y Seis Sigma, las organizaciones han perseguido incansablemente la eliminación de defectos de producto. Un proceso Seis Sigma se define por un referente de 3,4 piezas defectuosas por millón de oportunidades (DPMO).

La palanca única más crítica para alcanzar este referente es la variación. Los expertos en calidad coinciden en que las inconsistencias en procesos y rendimiento de equipos generan la mayor parte de defectos visibles para el cliente. En Seis Sigma, cualquier resultado que pueda erosionar la satisfacción del cliente se trata como un defecto.

En este artículo nos centramos en el vínculo entre la fiabilidad del equipo y los defectos de producto. También identificamos causas raíz comunes de mala fiabilidad y esbozamos estrategias para prevenirlas o mitigarlas, eliminando finalmente los defectos.

Fiabilidad del Equipo y Defectos de Producto

Ron Moore argumenta que la conformidad del proceso mejora cuando la fiabilidad del equipo se combina con instrumentación calibrada, operación disciplinada y materias primas de calidad. La fiabilidad asegura que subsistemas y componentes funcionen como se diseñaron durante su vida útil.

Los defectos pueden entrar en el equipo en cada una de seis etapas del ciclo de vida: diseño, compra, almacenamiento, instalación/puesta en marcha, operación y mantenimiento. Controlando fallos que surgen en cualquiera de estas etapas, las empresas pueden influir directamente en la calidad del producto.

Causas Raíz Comunes de Mala Fiabilidad del Equipo

Las causas raíz son los factores subyacentes que impulsan eventos recurrentes, como el bajo rendimiento del equipo. Eliminarlas es clave para prevenir fallos futuros.

A menudo estas causas raíz se confunden con intervenciones humanas, síntomas de fallo o los mecanismos físicos de fallo. Para prevenir verdaderamente la falta de fiabilidad, las organizaciones deben atacar causas latentes —problemas sistémicos incrustados en la cultura y sistema de gestión de la organización.

Causas latentes típicas incluyen:

• Mala aplicación —operar fuera del envelope de diseño, diseño inicial deficiente o adquisiciones defectuosas.

• Prácticas operativas —procedimientos inadecuados, incumplimiento o falta de seguimiento.

• Prácticas de mantenimiento —procedimientos deficientes, incumplimiento o frecuencia insuficiente.

• Edad —desgaste acelerado por factores ambientales o fin de vida útil.

• Sistemas de gestión —habilidades insuficientes, poca participación de empleados o falta de acción sobre peligros identificados.

Para cosechar todos los beneficios de reducción de defectos mediante mejora de fiabilidad, las organizaciones deben establecer al menos cuatro sistemas.

Programa RCA

El Análisis de Causa Raíz (RCA) es un enfoque sistemático de resolución de problemas que identifica las verdaderas causas de los eventos. En ingeniería de fiabilidad, un programa RCA disciplinado es esencial para descubrir las razones detrás del mal rendimiento del equipo e implementar acciones correctivas.

La Empresa A, un gran fabricante químico, operaba 1.150 bombas centrífugas. En 1995, el MTBF de las bombas era solo 0,8 años (9,6 meses). Un proceso RCA formal no se introdujo hasta 1998.

Inicialmente, la planta realizó un análisis de fallos y comparó sus prácticas de instalación y mantenimiento contra referentes de clase mundial. Este análisis de brechas despertó el cambio necesario para lanzar un proceso RCA sistemático.

El departamento de fiabilidad capacitó al personal en codificación de fallos, registró datos en el CMMS y mantuvo una base de datos separada del Sistema de Reporte, Análisis y Acciones Correctivas de Fallos (FRACAS).

El RCA se centró en los modos de fallo más comunes, e implementó acciones correctivas basadas en hallazgos. Los resultados, mostrados en la Figura 1, demuestran una mejora dramática.

Figura 1: MTBF de Bombas 1995-2002

En ocho años, el MTBF aumentó un 500%. La reducción sola de fallos de bombas ahorró aproximadamente 5,5 millones de dólares al año en costes directos de mantenimiento al final del conjunto de datos. Otras iniciativas de fiabilidad durante los últimos cinco años también contribuyeron, pero las bombas fueron el motor principal.

El efecto combinado de todas las iniciativas —estimado en representar el 35-40% de las ganancias— elevó la producción de la planta en un 15% con inversión de capital modesta y aumentó la efectividad global del equipo (OEE) del 94% al 98,2%.

Con menos fallos de bombas por día (menos de tres) y fallos mínimos de instrumentos o vasijas, la planta pudo operar a su tasa demostrada sin rebalanceo constante. Esta estabilidad se tradujo en aumentos de rentabilidad de 12 millones de dólares al año a plena capacidad a 43 millones al 60% de capacidad, y finalmente 72 millones cuando el mercado se reabrió.

Practicantes de Fiabilidad In Situ

Life Cycle Engineering pionero la Excelencia en Fiabilidad (Rx), una filosofía que impulsa cambio cultural, enfocándose en fiabilidad de equipos y control de procesos como base de la manufactura moderna.

La organización define Rx a través de cinco niveles discretos, ilustrados en la Figura 2. La sostenibilidad está en la cima, con la ingeniería de fiabilidad como componente central.

Ya sea que haya un ingeniero de fiabilidad in situ o no, se deben realizar actividades clave para sostener los resultados deseados —mayor fiabilidad y menos defectos.

Figura 2: Modelo de Excelencia en Fiabilidad

Los practicantes de fiabilidad in situ monitorean equipos y procesos para descubrir oportunidades de mejora continua. Como gestores de riesgo, determinan proactivamente las mejores estrategias de mitigación mediante mantenimiento preventivo o predictivo y planificación de riesgos.

Se recomienda Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (RCM) o sus variantes para los equipos más críticos. Para el resto de la planta, se pueden emplear otras estrategias de optimización, siempre que se entiendan sus limitaciones y riesgos asociados.

Procesos de Negocio que Apoyan la Fiabilidad y Calidad del Producto

Los procesos estables forman la base de cualquier iniciativa de fiabilidad o calidad. Ningún esfuerzo de TPM, manufactura lean o Seis Sigma puede alcanzar su pleno potencial sin procesos que sustenten la mejora.

Tome, por ejemplo, una fundición de aluminio de 50 años que reingenieró sus procesos de trabajo y equipos. En 2002, antes de su iniciativa de Excelencia en Fiabilidad, la planta incurría en costes totales de mantenimiento superiores a 35 millones de dólares, lo que se traducía en más de 137 dólares en costes de mantenimiento por tonelada métrica de aluminio —50% por encima del promedio global en ese momento.

La planta estandarizó procesos de trabajo, construyó bases de datos de historial de equipos y aplicó herramientas lean para resolución de problemas. Mantenimiento y operaciones adoptaron la métrica TPM OEE para rastrear progreso.

Para 2004, tras implementar procesos basados en fiabilidad, la planta logró 2,4 millones de dólares en mejoras directamente vinculadas a ganancias de OEE.

Monitoreo de Resultados

Joseph Juran dijo famosamente: "Si no lo mides, no lo gestionas". Esa verdad permanece hoy. Para confirmar que los defectos se están eliminando, debe rastrear las métricas correctas.

OEE es un punto de partida obvio. Refleja qué tan efectivamente los activos logran objetivos de negocio e integra disponibilidad, tasa de rendimiento y calidad del producto.

Mejorar la fiabilidad del equipo no solo aumenta la disponibilidad sino que también mejora la calidad, creando un doble efecto positivo en OEE.

Otras métricas útiles incluyen MTBF y tasa de desecho para equipos específicos, permitiéndole correlacionar mejoras de fiabilidad con reducción de desperdicio.

Los profesionales de fiabilidad a menudo destacan el vínculo entre fiabilidad del equipo y resultados financieros —producción, seguridad y calidad. La conexión con defectos y desperdicio de proceso es igualmente importante.

Para gestionar la variación en su proceso de manufactura, enfóquese en cuatro pasos clave:

• Implementar un programa RCA y de fiabilidad robusto y disciplinado para identificar brechas de fiabilidad.
• Asignar personal dedicado de fiabilidad para sostener mejoras.
• Asegurar que los procesos de negocio apoyen sus objetivos de fiabilidad.
• Medir el progreso con métricas apropiadas.

Referencias
* Moore, R. Selecting the Right Manufacturing Improvement Tools, Boston, MA & London, Elsevier Butterworth-Heinemann Books, 2007.
** Mobley, R. K. Root Cause Failure Analysis, Elsevier Butterworth-Heinemann, 1999.
Sobre el autor:
Carl March aporta amplia experiencia en mantenimiento, ingeniería de fiabilidad, modelado de sistemas y diseño. Con B.S. en ingeniería mecánica y M.S. en ingeniería de sistemas automotrices, Carl es Ingeniero de Fiabilidad Certificado (CRE) por la Sociedad Americana para la Calidad y Profesional Certificado de Mantenimiento y Fiabilidad (CMRP) por la Sociedad de Profesionales de Mantenimiento y Fiabilidad. Se especializa en RCM, TPM, análisis de causa raíz y excelencia en fiabilidad, ayudando a clientes mundiales a alcanzar distinción en manufactura. Contacto: cmarch@LCE.com. Para más información, visite www.LCE.com o llame al 843-744-7110.