Ingeniería Industrial · 2024
Simulación de eventos discretos aplicada al análisis de escenarios de mantenimiento: Medición de confiabilidad, mantenibilidad, disponibilidad (CMD) y costos de mantenimiento
La relevancia del sector industrial colombiano, un componente clave para la sostenibilidad y competitividad de las empresas. A medida que la industria avanza hacia la modernización y la adopción de nuevas tecnologías, los costos de producción se convierten en un factor crítico que puede impactar directamente la rentabilidad y el crecimiento económico del país. En este contexto, las actividades de mantenimiento representan una proporción significativa de los costos operativos, oscilando entre el 15% y el 70% de los costos de producción, lo que subraya la necesidad de una gestión eficiente de estas actividades. La gestión del mantenimiento se ha vuelto cada vez más compleja debido a la diversidad y complejidad de los sistemas productivos, lo que exige un enfoque estratégico que minimice los tiempos de inactividad y maximice la confiabilidad y disponibilidad de los equipos. Sin embargo, muchas empresas, especialmente las pequeñas y medianas, no reconocen el impacto del mantenimiento en sus resultados financieros, lo que se traduce en niveles de madurez bajos en la aplicación de mejores prácticas. Además, la toma de decisiones en situaciones de mantenimiento puede ser complicada por la necesidad de equilibrar múltiples criterios, como costos, confiabilidad y disponibilidad. Por lo tanto, es esencial contar con herramientas técnicas que faciliten la toma de decisiones. La simulación de eventos discretos se presenta como una solución viable para modelar y analizar diferentes escenarios de mantenimiento, permitiendo a las empresas evaluar el impacto de diversas estrategias en la confiabilidad, mantenibilidad, disponibilidad y costos, y así optimizar sus operaciones en un entorno industrial competitivo.
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Contenido
- Introducciónp. 13
- 1. Objetivosp. 16
- 1.1. Objetivo Generalp. 16
- 1.1.1. Objetivos Específicosp. 15
- 2. Planteamiento del problemap. 17
- 3. Justificaciónp. 19
- 4. Metodología de investigaciónp. 23
- 4.1. Metodología para la revisión de la literaturap. 23
- 4.2. Metodología para la simulaciónp. 24
- 4.2.1. Formular problemap. 25
- 4.2.2. Establecimiento de objetivosp. 25
- 4.2.3. Modelo conceptual para el desarrollo de proyecto de simulaciónp. 25
- 4.2.4. Recopilación de datosp. 27
- 4.2.5. Construcción del modelo computacionalp. 28
- 4.2.6. Verificación y validación del modelop. 28
- 4.2.7. Diseños de experimentosp. 28
- 4.2.8. Ejecución y análisis de los resultados de la simulaciónp. 29
- 4.2.9. Documentación y reportep. 29
- 5. Marco teóricop. 29
- 5.1. Simulaciónp. 23
- 5.2. Simulación de eventos discretosp. 31
- 5.3. Análisis CMD (Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad)p. 32
- 5.3.1. Confiabilidadp. 32
- 5.3.2. Mantenibilidadp. 33
- 5.3.3. Disponibilidadp. 34
- 5.4. Distribuciones de probabilidadp. 38
- 5.4.1. Distribución Normalp. 39
- 5.4.2. Distribución Log Normalp. 39
- 5.4.3. Distribución de Weibullp. 39
- 5.5. Sistema Kantiano de mantenimientop. 40
- 5.5.1. Unidad de producciónp. 41
- 5.5.2. Unidad de mantenimientop. 42
- 5.5.3. Sistema integral de mantenimientop. 43
- 5.6. Tipos de mantenimientop. 44
- 5.6.1. Mantenimiento correctivop. 44
- 5.6.2. Mantenimiento preventivop. 44
- 5.7. Costos de mantenimientop. 46
- 6. Revisión de literaturap. 16
- mantenimientop. 19
- 6.2. Conclusión de la revisiónp. 52
- sistemas de mantenimientop. 53
- 7.1. Definición de objetivosp. 53
- 7.2. Modelo conceptualp. 55
- 7.2.1. Caracterización de entidadesp. 55
- 7.2.2. Modelización de la simulación para el cálculo del cmd y costosp. 59
- 7.2.3. Estructuración del sistema para analizar la confiabilidad del sistemap. 60
- 7.2.4. Modelo conceptual en Microsoft visiop. 62
- 7.3. Determinación de los tiempos entre fallas, reparaciones y costos de cada mantenimientop. 63
- 7.4. Construcción del modelo computacionalp. 28
- 7.4.1. Definición del modelo computacional en FlexSimp. 65
- 7.4.2. Configuración del tiempo de fallas, reparaciones y costosp. 73
- 7.4.3. Modelado de degradación de la máquina para Mantenimiento Correctivo y preventivop. 78
- 7.4.4. Medidas de desempeñop. 57
- 7.4.5. Verificaciónp. 84
- 7.4.6. Definición y evaluación de escenariosp. 86
- 7.4.7. Evaluación de escenarios y análisis de resultados Modelo 1 y 2p. 87
- 7.4.8. Análisis de Indicadores de Mantenimiento Modelo 2p. 91
- 8. Conclusionesp. 103
- 9. Recomendacionesp. 105
- Referencias bibliográficasp. 106
- Tabla 1. Cumplimiento de objetivosp. 15
- Tabla 2. Metodología para la revisión de literaturap. 23
- Tabla 3. Asignación de Máquinas por Operaciones y Trabajosp. 61
- Tabla 4. Distribuciones de probabilidad de fallas y reparaciones de cada máquinap. 64
- Tabla 5. Costo en la simulaciónp. 65
- Tabla 7. Descripción de las columnas de la tabla global mantenimiento correctivop. 73
- Tabla 8. Estrategias de mantenimientop. 87
- Tabla 9. Resumen de resultados de la simulación para las 23 Maquinas CMD Modelo1p. 89
- Tabla 10. Resumen de resultados de la simulación para las 23 Maquinas CMD Modelo2p. 89
- Tabla 11. Definición de escenarios del tiempo entre mantenimientos preventivosp. 91
- Tabla 12. Porcentaje de variación del MTBMC de cada escenariop. 94
- Tabla 13. Diferencia de los costos totales entre escenariosp. 95
- Tabla 14. Fallas ocurridas según los resultados de la simulaciónp. 96
- Tabla 15.Comparacion de resultados de alternativasp. 98
- Tabla 16. Cálculo de confiabilidad de cada máquinap. 112
- Figura 3. Disponibilidad inherente o intrínsecap. 36
- Figura 4. Disponibilidad alcanzadap. 37
- Figura 5. Tiempo medio entre mantenimiento MTBMp. 37
- Figura 6. Tiempo medio de mantenimiento activo M ̅p. 37
- Figura 7. Comportamiento de λ(t), f(t) y F(t) de algunas distribucionesp. 40
- Figura 8. Unidades básicas de producciónp. 42
- Figura 9. Unidad elemental de mantenimientop. 43
- Figura 11. Características definidas para cada elementop. 58
- Figura 13. configuración en serie trabajo 1p. 62
- Figura 14. Configuración en paralelop. 62
- Figura 15. Panel de propiedades del MTBF/MTRR FlexSimp. 69
- Figura 16. configuración para la maquina 1 MTBF/MTTRp. 74
- Figura 17. Panel de propiedades de las times tablesp. 75
- Figura 18. Panel de propiedades del Financial Analysisp. 76
- Figura 19. Interfaz de configuración para el usuariop. 77
- Figura 20. Diagrama Comparativo de la Lógica Implementada en FlexSimp. 78
- Figura 21.Diagrama comparativo del estado de avería en FlexSimp. 79
- Figura 22. Diagrama comparativo del estado de mantenimiento preventivo en FlexSimp. 80
- confiabilidadp. 32
- Figura 24. Evaluación del Costo Total Por Cada Escenariop. 95
- Figura 25. Diagrama de bloques para la elaboración del conjunto de transmisiónp. 101
- Figura 26. Dispersión de fallas en relación con la confiabilidad de cada trabajop. 102