Estructura de costos Dr. Rodrigo Pascual Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de Chile http://www.ing.uchile.cl...
Importancia del mantenimiento <ul><li>In most  mining  operations today, maintenance typically accounts for more than  35%...
Ejemplo  plantas químicas
El Mercurio, 5 de enero de 2007
Modelo de Costos AFNOR <ul><li>Costo de falla </li></ul><ul><li>Costo de almacenamiento </li></ul><ul><li>Sobre-inversione...
Otros modelos <ul><li>costos de ciclo de vida  </li></ul><ul><ul><li>British Standards Institution, BS 3811:1993, British ...
<ul><li>Somos tomadores de decisiones en mantenimiento </li></ul><ul><ul><li>Cuales son nuestros objetivos? </li></ul></ul>
Nuestro objetivo <ul><li>Organizaciones orientadas al lucro </li></ul><ul><ul><li>Minimizar costo global de mantenimiento ...
Interacciones? Almacenamiento Costo de  falla
¿Incrementar  m. preventivo? <ul><li>programa preventivo excesivo implica </li></ul><ul><ul><li>+  C i </li></ul></ul><ul>...
Aumentar stock repuestos? <ul><li>costo de intervenciones (Ci); </li></ul><ul><li>costo de fallas (Cf); </li></ul><ul><li>...
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Motivos para evaluar costos de falla <ul><li>Evaluación costo global </li></ul><ul><li>Selección sistemas críticos </li></...
Caso simple <ul><li>una sola línea </li></ul><ul><ul><li>sistemas en serie  </li></ul></ul><ul><li>Demanda constante </li>...
Redundancia <ul><li>tareas pueden sean realizadas por equipos similares </li></ul>
Escenarios de operación <ul><li>un equipo </li></ul><ul><ul><li>diversas funciones según  </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>n...
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Tiempo desde inicio falla Costo de falla  acumulado <ul><li>Consumir Stock pile </li></ul><ul><li>Ventana de demanda reduc...
Costo de falla de flotas Estudio de caso Fuente: Roman, P.A., Daneshmend, L., Economies of Scale in Mining- Assessing Uppe...
Antecedentes <ul><li>Empresa minera </li></ul><ul><li>Camiones de rajo abierto,  </li></ul><ul><ul><li>Capacidad triplicad...
Antecedentes <ul><li>costos de intervención mantenimiento </li></ul><ul><ul><li>40% costos de explotación en una mina a ra...
Ahorros esperados  Cambio a camiones grandes <ul><li>   cuadrillas de mantenedores y operadores </li></ul><ul><li>   con...
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costo de falla de un camión de 240 Ton costo de falla de un camión de 360 Ton Obs: solo aplica si contratistas ocupados
Medidas paliativas Subcontratar Igual capacidad
Resultados
Modelo de regresión para Costos de intervención en función de la no disponibilidad  Fuente: P.F. Knights, D. Louit, A. Lay...
Modelo de regresión <ul><li>La superficie representa a la suma de  tareas y proyectos, es una forma de promedio, un proyec...
Igual A, menos costo A=0.6 A=0.8 D p a b <ul><li> D p =-  D c </li></ul>c i (a) c i (b) Indisponibilidad planificada Ind...
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    1. 1. Estructura de costos Dr. Rodrigo Pascual Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de Chile http://www.ing.uchile.cl/~rpascual
    2. 2. Importancia del mantenimiento <ul><li>In most mining operations today, maintenance typically accounts for more than 35% of the operating costs . Unnecessary downtime from poor maintenance can add 300% more in lost production costs.. </li></ul><ul><ul><ul><li>Fuente:Tomlingson P.D., Maintenance: An opportunity for improvement, Mining Engineering, 13–19, Feb. 2001. </li></ul></ul></ul><ul><li>In refineries... it is not uncommon that the maintenance and operations departments are the largest and that each comprises about 30% of total manpower . </li></ul><ul><ul><ul><li>Fuente:Dekker, R., Applications of maintenance optimization models: a review and analysis, Reliability Engineering & System Safety, 51, 229-40, 1996. </li></ul></ul></ul>
    3. 3. Ejemplo plantas químicas
    4. 4. El Mercurio, 5 de enero de 2007
    5. 5. Modelo de Costos AFNOR <ul><li>Costo de falla </li></ul><ul><li>Costo de almacenamiento </li></ul><ul><li>Sobre-inversiones mantenimiento </li></ul><ul><li>Costo de intervención </li></ul>Fuente: AFNOR, Recueil des normes franaise X 06, X 50, X 60, AFNOR. Varios, Pratique de la Maintenance Industrielle. Dunod ed., 1998.
    6. 6. Otros modelos <ul><li>costos de ciclo de vida </li></ul><ul><ul><li>British Standards Institution, BS 3811:1993, British Standard Glossary of Maintenance Management Terms in Terotechnology, BSI, Hemel Hempstead, 1993. </li></ul></ul><ul><ul><li>Blanchard, B.S., Logistics Engineering and Management, 5th ed., Prentice Hall, New Jersey, 1998. </li></ul></ul>Conception Design Implementation Operation & maintenance
    7. 7. <ul><li>Somos tomadores de decisiones en mantenimiento </li></ul><ul><ul><li>Cuales son nuestros objetivos? </li></ul></ul>
    8. 8. Nuestro objetivo <ul><li>Organizaciones orientadas al lucro </li></ul><ul><ul><li>Minimizar costo global de mantenimiento </li></ul></ul><ul><li>Organizaciones orientadas al servicio </li></ul><ul><ul><li>Asegurar disponibilidad </li></ul></ul><ul><ul><li>Asegurar confiabilidad </li></ul></ul>
    9. 9. Interacciones? Almacenamiento Costo de falla
    10. 10. ¿Incrementar m. preventivo? <ul><li>programa preventivo excesivo implica </li></ul><ul><ul><li>+ C i </li></ul></ul><ul><ul><li>+ C a . </li></ul></ul><ul><li>Es necesario estudiar si </li></ul><ul><ul><li>el C f baja mas de lo que crecieron estas componentes. </li></ul></ul>
    11. 11. Aumentar stock repuestos? <ul><li>costo de intervenciones (Ci); </li></ul><ul><li>costo de fallas (Cf); </li></ul><ul><li>costo de almacenamiento (Ca); </li></ul><ul><li>costo de sobre-inversiones ( Csi ) </li></ul>
    12. 12. Aumentar stock de repuestos? <ul><li>La reducción de l C a (piezas de repuesto disponibles en bodega) </li></ul><ul><ul><li>puede aumentar el costo de fallas. </li></ul></ul>
    13. 13. Aumentar inversiones ? <ul><li>costo de intervenciones (Ci); </li></ul><ul><li>costo de fallas (Cf); </li></ul><ul><li>costo de almacenamiento (Ca); </li></ul><ul><li>costo de sobre-inversiones ( Csi ) </li></ul>
    14. 14. Aumentar inversiones? <ul><li>Disminuir inversiones por mantenimiento </li></ul><ul><ul><li>costos de intervención mayores, </li></ul></ul><ul><ul><li>reparaciones más largas </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>+Costo de falla </li></ul></ul></ul>
    15. 15. Costo de fallas de grupos de equipos “ ...les defaillances sont a la maintenance ce que les maladies sont a la medicine: leur raison d’exister” H. Kaffel Fuente: Kaffel, H., La maintenance distribuee: concept, evaluation et mise en oeuvre, Ph.D. Thesis, Universite Laval, Quebec, Canada, 2001.
    16. 16. Estimación de costos <ul><li>de intervención, de almacenamiento </li></ul><ul><ul><li>Fácil </li></ul></ul><ul><li>de falla </li></ul><ul><ul><li>Difícil </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>naturaleza aleatoria </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>fallas </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>condiciones de demanda. </li></ul></ul></ul></ul>
    17. 17. Motivos para evaluar costos de falla <ul><li>Evaluación costo global </li></ul><ul><li>Selección sistemas críticos </li></ul><ul><li>Medir </li></ul><ul><ul><li>efectividad de estrategias aplicadas </li></ul></ul><ul><li>Modelos apoyo a toma de decisiones </li></ul>
    18. 18. Caso simple <ul><li>una sola línea </li></ul><ul><ul><li>sistemas en serie </li></ul></ul><ul><li>Demanda constante </li></ul><ul><ul><li>precio constante </li></ul></ul>
    19. 19. Redundancia <ul><li>tareas pueden sean realizadas por equipos similares </li></ul>
    20. 20. Escenarios de operación <ul><li>un equipo </li></ul><ul><ul><li>diversas funciones según </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>nivel de producción, </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>estacionalidad, </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>requerimientos de otras áreas productivas , </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>etc. </li></ul></ul></ul><ul><li>diversos escenarios </li></ul><ul><ul><li>en que la falla del equipo puede ocurrir </li></ul></ul>
    21. 21. Tras la falla, <ul><li>recursos asociados quedan sin actividad </li></ul><ul><ul><li>hasta ser reasignados </li></ul></ul><ul><li>Otros equipos </li></ul><ul><ul><li>absorben carga </li></ul></ul><ul><li>Utilizar otros métodos </li></ul><ul><li>Fuente: R. Pascual, V. Meruane, P.A. Rey, On the effect of downtime costs and budget constraint on preventive and replacement policies Reliability Engineering and System Safety Safety 91 (200x) (en prensa) </li></ul><ul><li>Vorster,M.C., De la Garza, J.M., Consquential equipment costs associated with lack of availaibility and downtime, Journal of Construction Engineering and Management-ASCE, 116(4), 656-669, 1990. </li></ul>
    22. 22. Tiempo desde inicio falla Costo de falla acumulado <ul><li>Consumir Stock pile </li></ul><ul><li>Ventana de demanda reducida </li></ul><ul><li>Cambiar a método alternativo </li></ul><ul><li>Subcontratar equipo </li></ul><ul><li>Regresar a método standard </li></ul><ul><li>Rellenar stock pile </li></ul><ul><li>Producir con método más costoso </li></ul><ul><li>Sobrecargar al resto de la flota/líneas </li></ul>+demanda variable +precio variable Diversos escenarios Simulación
    23. 23. Costo de falla de flotas Estudio de caso Fuente: Roman, P.A., Daneshmend, L., Economies of Scale in Mining- Assessing Upper Bounds with Simulation, The Engineering Economist, 45(4), 326-338, 2000.
    24. 24. Antecedentes <ul><li>Empresa minera </li></ul><ul><li>Camiones de rajo abierto, </li></ul><ul><ul><li>Capacidad triplicada en 30 años </li></ul></ul><ul><ul><li>Actualmente </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>360 ton </li></ul></ul></ul><ul><li>Ejemplo </li></ul><ul><ul><li>Komatsu 930E: 320 Ton </li></ul></ul><ul><ul><li>Caterpillar 797:360 Ton </li></ul></ul><ul><li>Proyecciones a 2005 </li></ul><ul><ul><li>+500 camiones sobre 300 Ton –mundo- </li></ul></ul>
    25. 25. Antecedentes <ul><li>costos de intervención mantenimiento </li></ul><ul><ul><li>40% costos de explotación en una mina a rajo abierto </li></ul></ul><ul><li>excluido procesamiento, </li></ul><ul><ul><li>costo de intervención </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>50% del costo de extracción. </li></ul></ul></ul>Ahorros esperados de nuevas flotas?
    26. 26. Ahorros esperados Cambio a camiones grandes <ul><li> cuadrillas de mantenedores y operadores </li></ul><ul><li> consumos energéticos por tonelada de producto </li></ul><ul><li> menor cantidad de repuestos en bodega </li></ul><ul><li>  Más caros? Más escasos? </li></ul><ul><li> Nuevos talleres </li></ul><ul><li> Capacitación </li></ul><ul><li>  ? </li></ul><ul><li>Costo de almacenamiento </li></ul><ul><li>Sobre-inversiones mantenimiento </li></ul><ul><li>Costo de falla </li></ul><ul><li>Costo de intervención </li></ul>
    27. 27. Ejemplo <ul><li>20 camiones de 360 toneladas o </li></ul><ul><li>30 camiones de 240 toneladas </li></ul><ul><ul><li>7200 Ton/ciclo </li></ul></ul><ul><ul><li>+50%/camión </li></ul></ul><ul><li>¿Como influencia el costo de falla? </li></ul>
    28. 28. Medidas para amortiguar impacto de una falla <ul><li>Contratistas </li></ul><ul><ul><li>suplen déficit de capacidad. </li></ul></ul><ul><ul><li>costo de subcontratar </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>cargado como costo de operación </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Si no hay contratistas, </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>producción se retrasa respecto de sus metas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Castigos contractuales </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>demandas insatisfechas </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><li>Capacidad de taller </li></ul><ul><ul><li>un camión es reparado tan pronto como falla </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>taller y cuadrilla no es una restricción </li></ul></ul></ul>
    29. 29. Formulación del modelo Simulación <ul><li>Flota </li></ul><ul><ul><li>n camiones; </li></ul></ul><ul><li>tasa de fallas </li></ul><ul><ul><li>Exponencial </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>MTBF=1/  ; </li></ul></ul></ul><ul><li>tiempo para reparar </li></ul><ul><ul><li>Lognormal, </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>MTTR </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li> </li></ul></ul></ul><ul><li>MTBF </li></ul><ul><ul><li>65 horas </li></ul></ul><ul><li>MTTR </li></ul><ul><ul><li>4 horas, desviación:1 hora; </li></ul></ul><ul><li>Un camión </li></ul><ul><ul><li>10 ciclos de carga en 3 horas; </li></ul></ul><ul><li>ingresos unitarios </li></ul><ul><ul><li>1 USD/Ton </li></ul></ul><ul><li>costos de intervención correctivos </li></ul><ul><ul><li>240 Ton: 85 USD/hora de intervención </li></ul></ul><ul><ul><li>360 Ton:100 USD/hora de intervención </li></ul></ul>
    30. 30. <ul><li>Contratista </li></ul><ul><ul><li>hasta n c camiones de reemplazo; </li></ul></ul><ul><li>costo de subcontratar </li></ul><ul><ul><li>Es costo de operación y no de mantenimiento, </li></ul></ul>
    31. 31. Simulación probabilidad de k camiones detenidos Tamaño de taller? Nro. Equipos detenidos Probabilidad
    32. 32. costo de falla de un camión de 240 Ton costo de falla de un camión de 360 Ton Obs: solo aplica si contratistas ocupados
    33. 33. Medidas paliativas Subcontratar Igual capacidad
    34. 34. Resultados
    35. 35. Modelo de regresión para Costos de intervención en función de la no disponibilidad Fuente: P.F. Knights, D. Louit, A. Lay, Determining return on investment of maintenance projects using statistical cost modeling, Mining Engineering, January 2004
    36. 36. Modelo de regresión <ul><li>La superficie representa a la suma de tareas y proyectos, es una forma de promedio, un proyecto genérico </li></ul><ul><li>No representa a ningún proyecto en especifico </li></ul>planificado no planificado
    37. 37. Igual A, menos costo A=0.6 A=0.8 D p a b <ul><li> D p =-  D c </li></ul>c i (a) c i (b) Indisponibilidad planificada Indisponibilidad No planificada
    38. 38. Usualmente D p
    39. 39. <ul><li>Afecta muy poco D p </li></ul><ul><li>Afecta mucho D c </li></ul><ul><li>Ahorro en costos de intervención por correctivas supera a costos extras de intervención por CBM </li></ul>Mantenimiento centrado en la condición D p D p =0.2
    40. 40. Comentarios <ul><li>Simulación permite </li></ul><ul><ul><li>modelar medidas mitigantes </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Introducir la redundancia de equipos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>contratistas </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>La capacidad limitada del taller </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>evaluar costo de falla </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Costo global </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Disponibilidad </li></ul></ul></ul><ul><li>Modelo de regresión ayuda a justificar proyectos de mejora </li></ul>

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