Análisis de criticidad semicuantitativa y cuantitativa de activos.
Por: Luis Alberto Tillería, M.Sc. CMRP.
1. RESUMEN
En la actualidad existen diferentes enfoques del mantenimiento industrial que han dado buenos resultados a nivel mundial. Sin importar la metodología utilizada, esta debe ser manejada como una gestión enfocada en la eficiencia de los procesos productivos, reducción de costos, incremento de la rentabilidad y competitividad de la empresa y mejora continua de la calidad del producto o servicio. Para lograr estos objetivos es necesario establecer qué procesos, sistemas y equipos son prioritarios en el contexto operativo de cada planta.
El análisis de criticidad de los activos permite determinar dichas prioridades, puesto que, al generar una lista ponderada de cada sistema y activo, que facilita la toma de decisiones efectivas que permiten direccionar de manera adecuada la asignación de recursos y plantear estrategias generales y planes específicos para incrementar la confiabilidad y rentabilidad de la planta.
Básicamente el análisis de criticidad es un análisis de riesgos de cada tipo de activo. Mientras mayor sea el riesgo del proceso producido por la pérdida probable de dicho activo, mayor será la criticidad del mismo.
Este análisis se lo puede realizar de forma cualitativa, semicuantitativa y cuantitativa. Esta última nos ayuda a conocer de forma exacta el riesgo asociado en dólares año que tiene cada activo y sistema. Es decir, podremos estimar el costo de incertidumbre del mismo. Esto nos ayuda a generar planes de acción cuantificados con retorno de inversión, al disminuir el riesgo cuantificado, todo enmarcado en el un ciclo de Gestion de Activos.
2. INTRODUCCIÓN:
La gestión de activos se ha constituido en la herramienta que embarca a las empresas en el tren de la clase mundial. Estándares como PAS 55 e ISO55000 se han convertido en las rieles de este tren. El cambio de paradigmas, la estandarización de procesos, la ingeniería de confiabilidad y mantenimiento, además de la gestión del riesgo, forman parte de la cultura de la nueva generación de profesionales que impulsan las empresas del futuro. Al iniciar un proceso de gestión se analiza el contexto, se definen los objetivos y se elabora el alcance.
Hasta este punto toda gestión es muy similar y es relativamente sencillo su definición, pero crucial. Se pensaría entonces que el siguiente paso es lógico; el desarrollo e implementación de técnicas complejas. Pero, muchas veces, se pasa por alto o se toma muy a la ligera un proceso que constituye la piedra angular de la gestión: la jerarquización de activos físicos mediante el análisis de su criticidad.
Existen varias metodologías y estándares asociados. Entonces, ¿cuál aplicar?: depende del contexto. La complejidad de los sistemas define el nivel de detalle y profundización.
Las herramientas deben ser modificadas y adaptadas a cada contexto operativo, asociadas a un análisis estadístico propio de cada operación. Finalmente, se debe asociar cada proceso a los sistemas de gestión integral orientados a la mejora continua. Entonces, ya se considera enganchado el primer vagón del tren de la clase mundial.
3. ANÁLISIS DE CRITICIDAD COMO PARTE DE LA PAS 55 E ISO5000:
La PAS 55 describe a la gestión de activos físicos como “en general, la mejor forma de gestionar activos para obtener los resultados deseados y un desarrollo sostenible” y la define como “el conjunto de actividades y prácticas sistemáticas y coordinadas a través de las cuales una organización gestiona óptimamente sus activos físicos y su desempeño, riesgo y costos asociados durante su ciclo de vida, con el propósito de lograr su plan estratégico organizacional”.
Si se centra la atención en la gestión del riesgo, se identifica directamente su asociación con el proceso de jerarquización de los activos físicos. a través de la definición de una política que debe, según PAS 55-1, “ser consistente con el marco general del manejo del riesgo en la organización”; esto implica el involucramiento de todas las áreas que la conforman para desarrollar la estrategia de gestión de activos que debe “claramente identificar y declarar la función(es) y requerimientos de desempeño de sus activos, tipos o sistemas como sea apropiado. Esta(s) función(es) y sus requerimientos de desempeño deben incluir las consideraciones de provisión de servicio(s) y/o producto(s) al cliente. También debe identificar y considerar los requerimientos de todas las áreas importantes involucradas incluyendo salud, seguridad y medio ambiente, tomando en cuenta la valoración del riesgo e identificando aquellos activos o sistemas como críticos”.
Estas consideraciones expuestas en PAS 55-1 se emplean para elaborar los objetivos de la jerarquización de activos enfocados a la gestión de mantenimiento y que se detallan en el punto 4, además se recomienda usar el ciclo de gestión de riesgos de la ISO 31000.
Figura 1 Proceso de Gestión de Riesgos
Adicionalmente, servirán para administrar el riesgo mediante sus 4 formas, según sea lo más conveniente para la organización y la operación, las cuales son:
o Eliminar el riesgo (eliminando el activo o sistema no necesario)
o Reducir el riesgo (reducir la probabilidad de falla mediante el aseguramiento de la calidad, técnicas de confiabilidad y mantenimiento proactivo)
o Transferir el riesgo (subcontratar procesos o negociar pólizas de seguro a primas y deducibles más reales a la operación)
o Asumir el riesgo (presupuestar un costo al año de forma más real para imprevistos operacionales como perdidas de producción, rotura de maquinaria, incidentes y accidentes que no puedan ser cubiertos por los deducibles de pólizas de seguros)
Se ve evidente la necesidad de identificar los riesgos asociados y mantenerlos bien identificados y valorados para gestionar los activos de una forma adecuada,, en base a los lineamientos de la ISO 55001, en los literales:
5.1 Liderazgo. Garantizar que el enfoque utilizado para gestionar el riesgo en la gestión de activos
6 Planeación. Acciones para abordar los riesgos y las oportunidades del sistema de gestión de activos
6.2.2 k) Acciones para abordar los riesgos y oportunidades asociados con la gestión de los activos, teniendo en cuenta cómo estos riesgos y oportunidades pueden cambiar con el tiempo, estableciendo procesos para:
– Identificación de riesgos y oportunidades;
– Evaluación de riesgos y oportunidades;
– Determinar la importancia de los activos para alcanzar los objetivos de gestión de activos;
– La aplicación del tratamiento adecuado y el seguimiento de los riesgos y oportunidades.
La organización se asegurará de que sus riesgos relacionados con la gestión de activos se consideren Gestión de riesgos, incluida la planificación de contingencia.
NOTA: Véase la norma ISO 31000 para obtener más orientación sobre la gestión de riesgos
7.5 Requerimientos de información: a) La significación de la identificación de los riesgos.
4. JUSTIFICACIÓN:
Esta metodología promueve el concepto de un sistema de gestión de calidad y excelencia operacional que conste de actividades que pueden ser gestionadas con mayor efectividad cuando son organizadas como procesos interactivos enfocados a la mejora continua.
Al enfocarse en la definición clara de procedimientos y estrategias asociadas en la organización, es inevitable enmarcarse en el proceso de jerarquización de activos físicos. Entonces, dicho proceso se vuelve auditable en todos sus puntos, puesto que es la base de la gestión de activos y mantenimiento como se lo mencionó previamente. Adicionalmente, el desarrollo de herramientas de optimización forma parte del proceso de mejora continua.
5. OBJETIVOS:
Administrar el riesgo operacional dentro de cualquier contexto operacional, por medio del gerenciamiento de activos.
Establecer una base para el desarrollo y optimización de los planes de mantenimiento, tomando en cuenta los costos de los posibles impactos relacionados a:
- a) Seguridad y Salud
- b) Medio Ambiente
- c) Pérdidas de Producción
- d) Costos de mantenimiento
Para realizar una criticidad semicuantitativa se puede determinar en base a parámetros establecidos para cuantificar la probabilidad de falla basada en:
- a) Frecuencia de fallos (MTBF)
- b) Exposición (disponibilidad operativa requerida).
Para poder determinar la probabilidad de falla de forma cuantitativa se requiere determinar la probabilidad de falla o de ocurrencia de un evento mediante cálculos estocásticos, basado en técnicas de Ingenieria de Confiabilidad como:
- a) Análisis de RBD
- b) Análisis de Markov
- c) Árbol de Eventos
- d) Árbol de Fallas
- e) Análisis de Weibull
6. ALCANCE:
Previo a la aplicación de las herramientas desarrolladas para jerarquización de activos físicos se debe determinar la susceptibilidad de los mismos para su jerarquización, bajo los siguientes criterios:
6.1. Todo activo que integre el proceso e incida en la razón de negocio de la organización.
6.2. Todo activo que integre los sistemas de seguridad, sustento de vida y medio ambiente.
7. METODOLOGIAS CUANTITATIVAS Y SEMICUANTITATIVAS
7.1. Método W.T. Fine. Adaptación al contexto operativo.
El método general para evaluación de riesgos se basa en el siguiente precepto:
Riesgo = Probabilidad x Consecuencia
(F.1)
El método propuesto por William .T. Fine, ampliamente utilizado para la evaluación de riesgos físicos, mecánicos y químicos, se basa en el cálculo del grado de peligrosidad definido en 5 niveles de severidad, de acuerdo a la siguiente fórmula:
Riesgo = Ocurrencia x Exposición x Consecuencia
(F.2)
Este método se ha modificado para adaptarlo al concepto de riesgo operacional, jerarquización y al contexto operativo de la empresa. Además puede ser aplicado a nivel taxonómico de planta, subsistema, equipo y modo de falla. Puede ser utilizado como alternativa al conocido RPN Risk Priority Number (Detectabilidad x Ocurrencia x Severidad).
Se asocia el riesgo al índice de criticidad cuantificado de un activo. La fórmula a emplear es la siguiente:
(F.3)
Donde:
CrI: Índice de criticidad
PrF: Probabilidad de Falla Oc: Ocurrencia
Oc: Ocurrencia
Exp: Exposición
Co: Consecuencias
Este cálculo de riesgo también puede aplicarse dentro de un parámetro cuantitativo el cual es expresado de la siguiente manera:
(F.4)
Para un período con tasa de fallas aleatoria y las consecuencias en moneda loca:
(F.5)
Donde:
F(t): Probabilidad de falla
R(t): Confiabilidad
$Co: Consecuencias en SSA, Operaciones e Impacto al activo expresadas en Máxima Pérdida Probable en moneda loca.
7.2. Criterios para el cálculo de la probabilidad de falla.
La probabilidad de falla se define, según la NTC 1 como “la posibilidad de que ocurra un evento o resultado específico, medida por la relación entre los mismos y el número total de eventos o resultados posibles”, cuantificada como la multiplicación de la Ocurrencia (Oc) por la Exposición (Exp):
(F.3)
La Ocurrencia (Oc) se define como la frecuencia en la que se suscita un evento determinado. En mantenimiento, este factor se asocia al tiempo medio entre fallas (MTBF) o a la tasa de fallas λ que serán calculados a partir de una base de datos del EAM de las ordenes de trabajo correctivas asociadas a los activos, bitácoras y de los datos obtenidos del sistemas SCADA.
La Exposición (Exp) corresponde al tiempo que el activo se encuentra expuesto al factor de riesgo que pueda afectar la función del mismo. Se considera como el tiempo de real promedio horas/día, incluyendo factores de redundancia (Fred) la cual se calcula en un sistema como:
(F.4.1)
(F.4.2)
Donde:
Fred: Factor de redundancia en un sistema.
TExp: Tiempo de exposición del activo en un sistema.
Top: Tiempo de operación (hrs) al día requerido del activo bajo el contexto operativo actual.
La tabla 1 detalla los rangos definidos para los 5 niveles de la ocurrencia y exposición con su correspondiente ponderación:
Tabla1. Método W.T. Fine modificado con rangos definidos para la ocurrencia y exposición.
7.3. Criterios para el cálculo de las consecuencias:
Las consecuencias se definen como el resultado o serie de resultados de la suma de los impactos de un evento expresado cualitativa o cuantitativamente.
Para realizar esta cuantificación se aplicarán los siguientes criterios:
7.3.1. Seguridad y Salud: Se evalúa el impacto de falla del activo a la seguridad y salud del personal, desde condición subestándar hasta la muerte. Definido en conjunto con el personal de HSE en base a la legislación Ecuatoriana.
7.3.2. Medio Ambiente: Ponderación de la consecuencia desde un impacto nulo hasta un derrame mayor cuantificado. Definido en conjunto con el personal de HSE en base a la legislación Ecuatoriana.
7.3.3. Costos de mantenimiento: Impacto producido en mantenimiento asociado a la pérdida total del activo. Rangos definidos en unidad monetaria (Dólares Americanos).
7.3.4. Pérdidas de producción: Impacto a la razón de negocio asociado a la pérdida total del sistema del que forma parte el activo. De acuerdo a este concepto, se clasifican a los activos en tres grupos, cuyos rangos definidos se detallan a continuación:
- Activos de Islas de Producción: Pérdida de producción basada en cuanto la organización considere una pérdida permisible en base a sus objetivos de producción.
- Activos de Planta de Procesos: Porcentaje de pérdida de producción al perder el sistema al que pertenece el activo en análisis, valorada desde 0% al 100%.
- Activos Planta de Generación: Energía Eléctrica no generada, expresado en porcentaje de pérdida en relación al total de energía máxima entregada en megavatios (MW) por tipo de motor, bajo el contexto operativo actual.
7.4. Ponderación de factores de riesgo:
De acuerdo al criterio de W.T. Fine, el riesgo se pondera por igual tanto a la probabilidad de falla como a las consecuencias asociadas, es decir, el máximo índice de criticidad calculado es el producto ponderado del 100% de probabilidad por la sumatoria de las consecuencias en su nivel de severidad más alto (nivel 5):
(F.5)
De acuerdo a los objetivos, misión y visión empresariales, se han considerado los siguientes criterios para la ponderación de los factores de riesgo:
- Los impactos asociados a la seguridad y salud del personal se consideran de mayor criticidad que los asociados a mantenimiento y producción.
- Los impactos al negocio se consideran de mayor criticidad que los asociados a costos de mantenimiento.
La sumatoria de las ponderaciones de las consecuencias tendrá un resultado máximo de 100. Para calcular el impacto ponderado de las consecuencias se emplea la siguiente fórmula:
(F.6)
La probabilidad máxima es del 100%, con un valor ponderado de 100. La ocurrencia y exposición se ponderan con un máximo de 10. Esto considera la máxima pérdida probable asociada al activo.
Bajo los criterios expuestos en las tablas 1 y 2, se desarrolla la matriz ponderada para el cálculo del índice de criticidad (CrI):
Siendo el índice de criticidad más alto que podrá tener un activo de:
Tabla2. Método W.T. Fine modificado con rangos definidos para las consecuencias de acuerdo al tipo de activo.
8. JERARQUIZACIÓN DE ACTIVOS:
8.1. Categorías de Criticidad:
Al finalizar la cuantificación de la criticidad de los activos, se debe establecer una metodología para jerarquizarlos de acuerdo a rangos específicos del CrI que definirán las estrategias y filosofías de mantenimiento asociadas.
En base a métodos estadísticos, evaluando el promedio y desviación estándar del CrI, se han definido las siguientes categorías de activos:
Tabla3. Categorías de Criticidad de activos semicuantitativo.
CrIMAX = 10*10*(30+30+15+25) = 10000
(F.7)
La tabla 2 detalla un ejemplo de los rangos definidos para los 5 niveles de las consecuencias con su correspondiente ponderación, de acuerdo al tipo de activo para la industria Oil & Gas.
Tabla4. Categorías de Criticidad de activos Cuantitativo
Análisis de Pareto:
Para seleccionar los equipos que requieren de un análisis inmediato para la posterior selección de estrategias y filosofías de confiabilidad y mantenimiento asociadas, se aplicará el método de análisis de Pareto, con el criterio 80-20. Del universo de equipos, se agruparán en 3 tipos de activos, de acuerdo a su impacto:
- Equipos de Planta de Proceso / Estaciones.
- Equipos de Planta de Generación./ Centros degeneración aislados
- Equipos de Islas
Para optimizar el análisis se puede subdividir cada tipo de activo en mecánicos y eléctricos, con el afán de desarrollar programas de mantenimiento específicos para cada área. Se ordenarán los activos de mayor a menor CrI y se calculará la frecuencia acumulada y frecuencia relativa acumulada.
A continuación se elaborará el gráfico de Pareto asociado. En la Figura 1 se detalla un ejemplo del análisis de los equipos, en el cual, alrededor del 11% del total de equipos analizados sumaban el 80% de la criticidad acumulada total.
Figura 2. Análisis Pareto para activosSe obtiene resultados a nivel cuantitativo como los siguientes:
Resultados totales y promedio
Tabla5. Riesgo asociada a cada locación.
8.2. Estrategias y filosofías de confiabilidad y mantenimiento asociadas.
De acuerdo a los objetivos departamentales, se han definido las estrategias y filosofías de confiabilidad y mantenimiento asociadas a cada categoría de criticidad:
Tabla6. Metodologías de acuerdo a Criticidad
8.3. Períodos de revisión y gestión de datos:
El documento que contenga la base de datos validada de activos jerarquizados es auditable, Es por ello que se recomienda la frecuencia de revisión y actualización de este documento bajo los siguientes criterios:
- Frecuencia de revisión: anual.
- Cada vez que un nuevo activo esté por entrar enoperación debe ser analizada la criticidad del activoen cuestión.
- Se debe registrar las actividades de revisión yactualización en una Orden de trabajo creada enCMMS/EAM
- En caso de no tener la información necesariaestadística en el CMMS/EAM, como es el caso de una planta nueva, se deberá aplicar los datos de fallas utilizados en el OREDA (Offshore Reliability Data Handbook), o libro como Exida.
- Las actualizaciones y revisiones no programadas deben justificarse debidamente.
9. BIBLIOGRAFIA
- BSI PAS 55:2008, Asset Management part 1: Specification for optimized management of physical assets
- ISO55000 Gestión de activos – Gestión – Requisitos
- Estudio de criticidad cuantitativa de los activos. Luis Alberto Tilleria. Tesis de grado de Maestría, 2009
- Método de evaluación de Riesgos W. T Fine, V. Ribeito, 2002
- NTP 324: Cuestionario de chequeo para el control de riesgos de accidente
- OREDA. Offshore reliability data handbook, 4th Edition. 2002:
- Antonio Cejalvo, Joseph Domingo, NTP-417: Análisis cuantitativo de riesgos: fiabilidad de componentes e implicaciones en mantenimiento preventivo
- ISO31000 Gestión de riesgos – Principios y directrices, proporciona principios, marco y un proceso para la gestión del riesgo
AUTOR
Luis Alberto Tilleria Loza Ingeniero Mecánico de la Universidad San Francisco de Quito (USFQ), Master in Science en Seguridad Salud y Ambiente en la Universidad de Huelva España, Postgrado en Confiabilidad Industrial en Universidad Austral de Argentina, Programa de Gerenciamiento en INCAE Business School,. Profesional Certificado en Mantenimiento y Confiabilidad (CMRP) de la SMRP, Certificado como Six Sigma Green Belt (CSSGB). Miembro del Institute of Asset Management (IAM) de UK y Society of Maintenance and Reliability Professionals (SMRP).
Ha presentado varias conferencias a nivel internacional. Ha desempeñado cargos operativos y directivos en la industria automotriz, seguros, estructuras, sector petrolero y energético.
Es especialista en Gestión de Mantenimiento, Ingeniería de Confiabilidad y Riesgo Operacional, actualmente se desempeña como Jefe de Mantenimiento en el Segmento de SPM en Schlumberger para el Proyecto Shaya, además es profesor del Colegio Politécnico de la USFQ en Ecuador.
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