Industria

Mantenimiento en fábricas: Hacia un centro de comando unificado

Los operadores de plantas industriales saben desde hace mucho tiempo que una mayor disponibilidad, junto con la reducción de los gastos, son dos palancas efectivas para maximizar la rentabilidad.

Tradicionalmente, los operadores adoptaban prácticas de mantenimiento preventivo (como recorrer las instalaciones, realizar verificaciones aleatorias y paradas anuales) para evitar los fallos en el equipo. Aunque estas acciones periódicas pueden ayudar a evitar algunos problemas, los estudios han demostrado que la mayoría de ellas se pueden evitar.

El mantenimiento preventivo requiere mucha mano de obra, además de mucho tiempo, y es propenso a errores humanos. Además, no elimina la posibilidad de fallos catastróficos. Las prácticas de mantenimiento preventivo no se pueden erradicar, pero es necesario evolucionar hacia una estrategia de mantenimiento basada en condiciones.

La monitorización del estado de sistemas y activos permite supervisar parámetros y eventos específicos y, así, identificar cambios en el rendimiento o en las condiciones de un equipo, o de sus componentes, para planificar acciones correctivas de manera rentable.

Una solución eficaz de mantenimiento basado en condiciones permite monitorizar la condición de los activos automáticamente en tiempo real.

La mejor manera de implementar con éxito un mantenimiento basado en condiciones es comprender los retos y problemas a los que se tienen que enfrentar las empresas cuando adoptan por primera vez esta estrategia:

  • Un entorno técnico complejo, con múltiples protocolos, diferentes tipos de activos y de varios proveedores.
  • Los diferentes tipos de activos son seguidos por una amplia gama de sistemas de monitorización de condiciones, completamente diferentes entre sí. El ingeniero de mantenimiento se ve obligado a gestionar varios sistemas y estar familiarizado con muchas interfaces de usuario diferentes, simplemente para cumplir con su función.Esto redunda en una sobrecarga de datos e islas de información, que a su vez hace imposible diferenciar y priorizar los datos de los activos de forma automática y en tiempo real.
  • Algunas instalaciones todavía dependen de los trabajadores para realizar observaciones de campo de forma manual. Los técnicos van de un activo a otro, papel en mano, verificando su estado e informando sobre posibles anomalías. Esto requiere mucho tiempo, es tedioso y está sujeto a errores y omisiones.También implica riesgos de seguridad y hace que sea casi imposible realizar analíticas avanzadas de tendencias, para optimizar el rendimiento.
  • Satisfacer las necesidades de un amplio abanico de profesionales implicados, desde el Gerente de Planta hasta el Supervisor/Técnico de Mantenimiento y los Operadores de Planta.
  • La capacidad de acceder a la información sobre la marcha y actuar en función de ella, mediante dispositivos portátiles como smartphones, tablets, etc., se está convirtiendo en una necesidad para el personal de mantenimiento.

Un programa de mantenimiento basado en condiciones bien ejecutado proporciona muchos beneficios: alarmas anticipadas de posibles fallos, reducción de los tiempos de parada no planificados, reducción de los costes de mantenimiento y de inventario, reducción de riesgos con menos inspecciones en alturas, etc.

Un sistema tan completo requiere la colaboración entre equipos, facilitada por las tres funciones clave: Monitorizar, Decidir y Actuar, como se muestra en la Figura 1 a continuación.

Figura 1

Solución de monitorización basada en condiciones

Capa de monitorización: supervisar el estado de los activos para un mayor awareness

Como hemos mencionado, una fábrica típica cuenta con una amplia variedad de activos de automatización (desde válvulas a instrumentación) y activos de producción (como bombas, ventiladores, motores, etc.).

La capa de monitorización del sistema de monitorización de condiciones aprovecha múltiples motores incorporados para supervisar automáticamente el estado de los activos de toda la planta en tiempo real y presenta la información en un panel de control común y unificado, lo que permite respuestas más rápidas y efectivas ante condiciones anormales.

Técnicas de monitorización de condición

Las técnicas de monitorización de condición potencial que se pueden aplicar a varios tipos de activos son:

Activos conectados:

Se trata de equipos que acumulan datos de forma continua, incluyendo los que pueden proporcionar información sobre su estado casi en tiempo real. Estos datos a menudo se recopilan aprovechando el SCADA de la planta o mediante sensores dedicados.

Activos inteligentes conectados:

Los proveedores están incorporando cada vez más activos conectados de nueva generación capaces de impulsar las estrategias de mantenimiento predictivo. El monitor de condición puede aprovechar la información de contexto predictivo incorporado para supervisar la condición de los activos inteligentes. Por ejemplo, los dispositivos de campo y drives.

Por lo general, dicho sistema de monitorización de condiciones es capaz buscar online la información de diagnóstico nueva o actualizada de los activos en tiempo real, interpretar los datos en base a las condiciones conocidas y transformarlos en información fácil de entender. Se agrega información adicional (como datos de ubicación, área de la planta, NAMUR 107, etc.) para poder priorizar el mantenimiento.

Activos conectados no inteligentes:

Para la automatización no inteligente, la condición se monitoriza utilizando reglas simples o complejas, según el activo. Si es necesario, se pueden instalar sensores adicionales para monitorizar y capturar los datos de los activos de salud del monitor.

El sistema de monitorización buscará datos nuevos o actualizados de estos sensores disponibles a través de OPC DA, y aplicará reglas simples o complejas para monitorizar el estado de los activos. También en este caso, se agrega información adicional (como datos de ubicación, área de la planta, NAMUR 107, etc.) para poder priorizar el mantenimiento.

Activos obsoletos:

En las plantas más antiguas, los activos obsoletos o no instrumentados a menudo representan del 40 al 60% de la base de activos, lo que convierte la recopilación de datos en un proceso manual. En este caso, muchas de las causas que contribuyen a los fallos no se pueden monitorizar digitalmente y solo pueden capturarse mediante inspecciones frecuentes.

Actualmente se han reemplazado los procesos en papel, propensos a errores, con apps móviles interactivas. La solución incluye un software configurable y dispositivos portátiles robustos o dispositivos móviles que permiten crear procedimientos de inspección y reglamentarios y recopilar datos.

También asignará, programará y ejecutará inspecciones e informará sobre las averiguaciones, que se priorizan según el nivel de gravedad del problema. Parámetros como la temperatura ambiente, el polvo, la corrosión, la vibración, el ruido, etc. que afectan a la salud de cualquier activo obsoleto se capturan a través de un dispositivo móvil.

Los operadores son guiados fácilmente a través de un proceso de preguntas y respuestas que ayuda a descubrir cuellos de botella y problemas en procesos o equipos. Si se encuentran problemas, se guía a los operadores de inmediato para identificarlos y abordarlos adecuadamente. Se activará una alerta de mantenimiento en caso de excepciones de la estrategia de base.

Capa de decisión (Decide Layer): un espacio de trabajo unificado para tomar decisiones inteligentes

Uno de los principales retos de una monitorización de condiciones es la sobrecarga de datos, que no permite diferenciar la importancia de los datos de salud de los activos en tiempo real para poder priorizar correctamente el mantenimiento.

Esta capa funcional proporciona un espacio de trabajo unificado para los activos de toda la planta, actuando como un «centro de comando» para el mantenimiento.

Las alertas de estado de los activos se presentan de manera intuitiva y fácil de entender, junto con la acción correctiva recomendada. Se les agrega contexto para indicar el nivel de criticidad utilizando estándares como NAMUR 107, etc.

El análisis inteligente y la comparación con datos históricos ayudan a identificar modalidades de fallos, tendencias de calidad y problemas de procesos para reducir el tiempo de reparación y eliminar desplazamientos innecesarios.

Los informes permiten mejorar los cambios de turno y la información sobre el estado de los activos, permitiendo tomar decisiones más informadas en tiempo real sobre el mantenimiento.

Capa de actuación (Act Layer): un espacio de trabajo unificado para tomar decisiones inteligentes

Esta capa proporciona herramientas para dar apoyo a las decisiones de mantenimiento. Incluye:

  • Movilidad para permitir responder rápidamente desde cualquier lugar de la planta
  • Opciones de flujo de trabajo para optimizar los procesos de mantenimiento y eliminar el papeleo

La combinación de las tres capas funcionales proporciona una solución de monitorización de condición modular pero integrada, compatible con una amplia gama de activos. El diseño modular permite que las soluciones se adapten a las necesidades y el presupuesto específicos.

Se pueden implementar e integrar componentes adicionales en el sistema general según sea necesario.

Creando un centro de control de mantenimiento

Las soluciones que permiten la monitorización del estado de los activos han estado trabajando en silos durante mucho tiempo. Cada sistema se ejecuta en su propia isla con una interfaz limitada o nula con los otros.

La nueva solución integra múltiples técnicas de monitorización de condiciones, como se ilustra en la figura 2, y proporciona una solución que permite monitorizar el estado de los activos de forma unificada.

Figura 2

Impulsar una fiabilidad rentable y segura

Una solución eficaz de mantenimiento basado en condiciones permite monitorizar la condición de los activos automáticamente en tiempo real, proporcionando información temprana sobre eventos anormales de los activos y poder tomar mejores decisiones.

Se ha demostrado en la práctica que el mantenimiento basado en condiciones ofrece más productividad con un menor riesgo.

Los tres principales beneficios son:

  1. Maximiza el tiempo de actividad operativo de los activos

    1. Detección y prevención de fallos de activos
    2. Reducción del tiempo de paradas programadas
  2. Minimiza los costes de operaciones y mantenimientos

    1. Eliminación de esfuerzos innecesarios
    2. Menos horas extras
  3. Maximiza la productividad del personal y mejora la seguridad

    1. Más eficiencia mejorada con tiempos de respuesta rápidos y efectivos
    2. Mejor colaboración entre los miembros del equipo
    3. Más seguridad con menos intervenciones de campo

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