MAESTRÍA EN GESTIÓN DE ACTIVOS Y MANTENIMIENTO · 2026
Análisis de confiabilidad y mantenibilidad con apoyo en aprendizaje automático aplicados a transformadores de distribución MV/LV : evaluación y selección de metodologías para la predicción de fallas
En el marco de la gestión de activos, una estrategia de mantenimiento adecuada permite prevenir el deterioro del desempeño y gestionar el riesgo de fallas a lo largo de la vida útil de los equipos. Estas actividades se financian principalmente con gastos operativos (OPEX) y, en casos específicos, con inversiones de capital (CAPEX), lo que demanda decisiones eficientes en la asignación de recursos para maximizar el valor que generan los activos (Asset Management – an anatomy, 2024). El presente trabajo sigue el Modelo universal e integral propuesto por Mora Gutiérrez, (2009) para estimar los parámetros de Confiabilidad, Mantenibilidad y Disponibilidad (CMD) aplicadas a una base de datos de 60000 transformadores de distribución MT/BT y a registros de fallas en Colombia desde 2022 y evalúa metodologías de aprendizaje automático. El objetivo es predecir el comportamiento futuro de estos equipos a partir de variables operativas como carga, datos de placa, ubicación y registros de fallas en circuitos para la gestión de mantenimiento de estos activos. Los resultados se contrastan con criterios de exactitud, precisión, sensibilidad, consistencia y facilidad de implementación, con base en las normas ISO 14224:2016, UNE-EN 17007:2018 y UNE-EN 61703:2021. Finalmente, se recomienda la metodología más adecuada, orientada a fortalecer la planeación presupuestal y la estrategia de mantenimiento predictivo, enfocada en reducir costos, la mejora en la continuidad del servicio y el cumplimiento de indicadores regulatorios en línea con los objetivos organizacionales.
Texto completo 110 páginas con texto de 111
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Contenido
- Resumenp. 2
- Abstractp. 3
- Contenidop. 4
- Figurasp. 5
- Ecuacionesp. 6
- Introducción y Contexto Operacionalp. 7
- Planteamiento de problema u oportunidadp. 9
- Límites del problema u oportunidadp. 10
- Justificaciónp. 11
- Viabilidad de la idea del trabajo de profundizaciónp. 12
- Objetivosp. 13
- Generalp. 13
- Específicosp. 13
- UNO - Datosp. 13
- DOS – Patronesp. 13
- TRES – Modelosp. 13
- CUATRO – Análisisp. 14
- CINCO – Procesop. 14
- SEIS – Conclusionesp. 14
- Marco teóricop. 15
- Marco conceptualp. 15
- Antecedentes de la investigación o del proyectop. 29
- Estado del artep. 31
- Marco metodológicop. 35
- Fases o etapas del proyectop. 37
- Desarrollop. 42
- Objetivo uno – Datosp. 42
- Objetivo 2 – Patronesp. 62
- Objetivo 3 – Modelosp. 75
- Objetivo 4 – Análisis:p. 85
- Objetivo 5 – Procesop. 96
- Objetivo 6 – Conclusionesp. 102
- Resultados más relevantesp. 104
- Referenciasp. 106
- Figura 1 Modelo universal e integral, propuesto para la medición CMDp. 17
- Figura 2 Estados operacionales (disponible/indisponible)p. 18
- Figura 3 Disponibilidad factible de calcular o deseada de utilizarp. 19
- Figura 4 Curva de confiabilidad y de probabilidad de fallap. 22
- Figura 5 Curva de la bañera o de Daviesp. 22
- Figura 6 Proceso ETL para consolidación de la informaciónp. 44
- Figura 7 Criterios de selección de registrosp. 49
- Figura 8 Información Dataset completop. 50
- Figura 9 Estructura descriptiva de los datos de TTF en la etapa de extracciónp. 51
- Figura 10 Agrupamiento de datos TTF (MUT) y TTR (MDT) por mesesp. 52
- Figura 11 Validación de tamaño muestral de eventosp. 54
- Figura 12 Validación de tamaño muestral de mesesp. 54
- Figura 13 Correlación entre variables – Spearman & Pearsonp. 56
- Figura 14 Correlograma ACF de eventos y meses para UT y DTp. 57
- Figura 15 Prueba de variabilidad o nivel de UT y DTp. 59
- Figura 16 Perfil de envejecimientop. 65
- Figura 17 Distribución de causa de falla por zonap. 65
- Figura 18 Tiempo hasta la falla vs Año de fabricaciónp. 66
- Figura 19 TTF por zonap. 68
- Figura 20 Causas de falla según año de fabricación (<2000 vs >2000)p. 68
- Figura 21 Tiempo hasta la falla según año de fabricación (<2000 vs >2000)p. 69
- Figura 22 TTF por fabricante - Top 10 en número de fallasp. 70
- Figura 23 Distribución mensual de fallasp. 71
- Figura 24 Distribución mensual de fallas por zonap. 72
- Figura 25 Ajuste de distribución de Weibull de 2 parámetros sin censurap. 75
- Figura 26 Ajuste de distribución de Gamma de 2 parámetros - Sin censurap. 77
- los TTF sin censurap. 78
- Figura 28 Gráfica de probabilidad de Weibull para cada grupo de fabricantep. 79
- Figura 29 Ajuste de distribución Weibull Mixturep. 82
- Figura 30 Densidad de probabilidad y taza de fallas de ajuste de Weibull Misturep. 83
- Figura 31 Variables predictoras – Featuresp. 87
- Figura 32 Matriz de confusiónp. 87
- Figura 33 Sensibilidad y especificidadp. 88
- Figura 34 Recall y precisiónp. 90
- Figura 35 Resultados de Logistic Regressionp. 91
- Figura 36 Resultados árbol de decisiónp. 92
- Figura 37 Resultados de Random Forestp. 93
- Figura 38 Flujo mensual de trabajo de datosp. 98
- Figura 39 Criterios de evaluación técnico – económicap. 99
- Ecuación 1:Disponibilidadp. 16
- Ecuación 2 Disponibilidadp. 18
- Ecuación 3 Tiempo Promedio Operativo hasta el Fallop. 19
- Ecuación 4 Tiempo Promedio Fuera de Serviciop. 19
- Ecuación 5 Disponibilidad genéricap. 20
- Ecuación 6: Probabilidad de ocurrencia de un evento (de falla)p. 21
- Ecuación 7: Probabilidad de confiabilidad (éxito)p. 21
- Ecuación 8:Representación matemática de la función de confiabilidadp. 22
- Ecuación 9: Función de distribuciónp. 24
- Ecuación 10: Función de confiabilidadp. 24
- Ecuación 11: Función de densidadp. 24
- Ecuación 12: Función del riesgop. 24
- Ecuación 13: Distribución de Weibullp. 25
- Ecuación 14: Función de densidad de probabilidad de fallas de Weibullp. 25
- Ecuación 15: Función de confiabilidad de Weibullp. 25
- Ecuación 16: Función de tasa de fallas de Weibullp. 25
- Ecuación 17: Función de densidad de probabilidad distribución Logarítmica Normalp. 26
- Ecuación 18 Función de densidad de Gammap. 26
- Ecuación 19 Función de distribución de Gammap. 26
- Ecuación 20: SAIDIp. 29
- Ecuación 21: SAIFIp. 29
- Ecuación 22 MTBF Weibullp. 83
- Ecuación 23 MTTR Weibullp. 84
- Ecuación 24 Exactitudp. 88
- Ecuación 25 Sensibilidadp. 89
- Ecuación 26 Sensibilidadp. 89