Optimización en la toma de decisiones de gestión de activos físicos  en minería Rodrigo Pascual J., Ph.D. Departamento de ...
Resumen <ul><li>Marco general </li></ul><ul><li>Modelos de apoyo a toma de decisiones </li></ul><ul><ul><li>Ejempos </li><...
Esquema (y oportunista)
Costos asociados a mantenimiento <ul><li>Costos de falla </li></ul><ul><li>Costos de inventario </li></ul><ul><li>Inversio...
Balance de estrategias 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 5 10 15 20 25 Costos Nivel de mantenimiento preventivo C....
Gestión de mantenimiento Mapa conceptual
 
 
Priorización
Análisis de Pareto  o ABC <ul><li>zona A </li></ul><ul><ul><li>20% de fallas  </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>80% de costos...
Variable de análisis <ul><li>Podemos ordenar  </li></ul><ul><ul><li>solo por horas de parada  </li></ul></ul><ul><ul><li>S...
Deficiencias de Pareto <ul><li>Criterios posibles </li></ul><ul><ul><li>costo directos, disponibilidad, tasa de fallas, MT...
fracción de tiempo detenido  por mantenimiento correctivo (D i )  i-esimo modo de falla tiempo MTTR i MTBF i =1/  i Inter...
Diagrama  tasa de ocurrencia vs tiempo fuera de servicio Mantenibilidad Confiabilidad Disponibilidad <ul><li>Knights, P.F....
Análisis de tendencias Frecuencia  Tiempo fuera de servicio
Prioridades en repuestos Louit, D.,   Optimization of  critical  spares parts  inventories: a reliability perspective   U....
Tasa de producción óptima con degradación de la confiabilidad
Situación <ul><li>Pala </li></ul><ul><ul><li>+tasa de producción </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>+desgaste </li></ul></ul><...
Modelo de confiabilidad <ul><li>Weibull </li></ul><ul><ul><li>Parámetro de forma   i </li></ul></ul><ul><ul><li>Tiempo ca...
Programa de overhauls con confiabilidad constante Intervalo entre overhauls Factor de sobrecarga
Resultados Disponibilidad Tasa de producción (ton/hora) Factor de sobrecarga W. R. Blishke, D. N. P. Murthy, ed.,  Case St...
Sensibilidad de la disponibilidad (Confiabilidad no constante) Intervalo entre overhauls (años) Factor de sobrecarga +
Sensibilidad tasa de producción   (Confiabilidad no constante) Intervalo entre overhauls (años) Factor de sobrecarga + (To...
Sensibilidad tasa de producción   (Confiabilidad no constante) Intervalo entre overhauls (años) Factor de sobrecarga (Ton/...
Sensibilidad en utilidad asociada al equipo  (Confiabilidad no constante) Intervalo entre overhauls (años) Factor de sobre...
Costo de falla Evaluación a través de simulación
Decisión <ul><li>Minera </li></ul><ul><ul><li>Mover desde camiones de 240 ton a  320 ton? </li></ul></ul>
Ahorros esperados <ul><li>costos de intervención </li></ul><ul><ul><li>Menos operadores y técnicos </li></ul></ul><ul><li>...
Costos pueden aumentar <ul><li>Equipo más grande y nuevo </li></ul><ul><ul><li>+ complejo </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><...
Ejemplo <ul><li>Ciclo de operación de 7200 Ton/ciclo: </li></ul><ul><ul><li>20 camiones de 360 ton </li></ul></ul><ul><ul>...
Simulación Tiempo  Nro. Camiones operativos
Camiones no disponibles Camiones detenidos Probabilidad
Resultados Considera -redundancia por camiones extra -capacidad limitada de reparación
Programas de inspecciones a flotas de equipos móviles
Intervalo entre inspecciones
Tasa de falla <ul><li>Fallas/unidad de tiempo </li></ul><ul><ul><li>Sensible </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Frecuencia de ...
Objectivo <ul><li>Maximizar  </li></ul><ul><ul><li>Disponibilidad (A) </li></ul></ul><ul><li>Variable de decision  </li></...
Disponibilidad Interval between inspections (Km)
Resultados <ul><li>Usual: </li></ul><ul><ul><li>5000 Km </li></ul></ul><ul><li>Optimo </li></ul><ul><ul><li>8000 Km </li><...
Asignación de recursos  con restricción presupuestaria
Situación <ul><li>Mantenimiento de deposito </li></ul><ul><ul><li>Programa estrategico  </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Var...
Restriccion de presupuesto tiempo
Estudio de caso Ejercito de Chile <ul><li>3 flotas </li></ul><ul><ul><li>Leopard, Unimog, Camiones </li></ul></ul><ul><li>...
Datos Equipos Periodos Disponibilidad mínima (%) Equipos Periodos Requerimientos planificados (u/año) Equipos Periodos Cos...
Resultados Plan con recursos asignados Max PD (u/año)
Resultados Poder disuasivo y costo
Resultados <ul><li>Justifica fijación/modificación de presupuestos </li></ul><ul><li>Reduce tiempo para planificación </li...
Tasa de servicio con restricción en capacidad de mantenimiento Simulación
Modelo Chequeo pre-vuelo Misión Mantenimiento centrado en la condición Mantenimiento preventivo <ul><li>Indicador </li></u...
Simulación tiempo Misiones/unidad de tiempo
Resultados Tamaño de la flota Misiones/hora
Pool de repuestos entre compañias
Cooperación entre compañias <ul><li>4 aerolíneas: A,B,C y D </li></ul><ul><li>un solo tipo de aeronave,  </li></ul><ul><li...
Tiempo entre fallas <ul><li>T bur  = 6570 horas de vuelo. </li></ul><ul><li>   = 9 horas de vuelo/dia </li></ul><ul><li>T...
Pooling <ul><li>como si hubiese una sola bodega, </li></ul><ul><li>aun si hay varias bases </li></ul>
Nivel de servicio local y consolidado
Sin/con cooperación
Conclusión <ul><li>Hemos visto </li></ul><ul><ul><li>Marco general </li></ul></ul><ul><ul><li>Modelos de apoyo a la toma d...
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Pascual Mantemin 2006

  1. 1. Optimización en la toma de decisiones de gestión de activos físicos en minería Rodrigo Pascual J., Ph.D. Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de Chile [email_address] http://www.ing.uchile.cl/ ~rpascual
  2. 2. Resumen <ul><li>Marco general </li></ul><ul><li>Modelos de apoyo a toma de decisiones </li></ul><ul><ul><li>Ejempos </li></ul></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>
  3. 3. Esquema (y oportunista)
  4. 4. Costos asociados a mantenimiento <ul><li>Costos de falla </li></ul><ul><li>Costos de inventario </li></ul><ul><li>Inversiones por confiabilidad </li></ul><ul><li>Costos directos </li></ul>AFNOR, Recueil des normes française X 06, X 50, X 60, AFNOR..
  5. 5. Balance de estrategias 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 5 10 15 20 25 Costos Nivel de mantenimiento preventivo C. global C. de falla C. directos Presupuesto
  6. 6. Gestión de mantenimiento Mapa conceptual
  7. 9. Priorización
  8. 10. Análisis de Pareto o ABC <ul><li>zona A </li></ul><ul><ul><li>20% de fallas </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>80% de costos; </li></ul></ul></ul><ul><li>zona B </li></ul><ul><ul><li>30% de fallas </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>15% de costos </li></ul></ul></ul><ul><li>zona C </li></ul><ul><ul><li>50% de fallas. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>5% de costos </li></ul></ul></ul>A
  9. 11. Variable de análisis <ul><li>Podemos ordenar </li></ul><ul><ul><li>solo por horas de parada </li></ul></ul><ul><ul><li>Solo por numero de fallas </li></ul></ul><ul><ul><li>Por el costo global </li></ul></ul><ul><ul><li>Priorizar por maquinas que causen más horas de parada con muy pocas fallas </li></ul></ul>
  10. 12. Deficiencias de Pareto <ul><li>Criterios posibles </li></ul><ul><ul><li>costo directos, disponibilidad, tasa de fallas, MTTR </li></ul></ul><ul><li>Si disponibilidad </li></ul><ul><ul><li>Frecuencia? duración? </li></ul></ul><ul><li>Gran cantidad de información en historiales </li></ul><ul><ul><li>Pareto solo para equipos supercríticos </li></ul></ul><ul><li>Difícil </li></ul><ul><ul><li>análisis de tendencia </li></ul></ul>
  11. 13. fracción de tiempo detenido por mantenimiento correctivo (D i ) i-esimo modo de falla tiempo MTTR i MTBF i =1/  i Interv. i Interv. j Ambos
  12. 14. Diagrama tasa de ocurrencia vs tiempo fuera de servicio Mantenibilidad Confiabilidad Disponibilidad <ul><li>Knights, P.F., Downtime Priorities, Jack-knife Diagrams, and the Business Cycle, Maintenance Journal, 17(2), 14-21, Melbourne, Australia, 2004. </li></ul>
  13. 15. Análisis de tendencias Frecuencia Tiempo fuera de servicio
  14. 16. Prioridades en repuestos Louit, D., Optimization of critical spares parts inventories: a reliability perspective U. de Toronto, 2006 Consecuencias (unidades monetarias) Tasa de demanda (unidades/unidad de tiempo)
  15. 17. Tasa de producción óptima con degradación de la confiabilidad
  16. 18. Situación <ul><li>Pala </li></ul><ul><ul><li>+tasa de producción </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>+desgaste </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Overhauls </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>+frecuentes </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><li>Toma de decisión </li></ul><ul><ul><li>Tasa optima de producción </li></ul></ul><ul><li>Condición </li></ul><ul><ul><li>Confiabilidad constante </li></ul></ul>
  17. 19. Modelo de confiabilidad <ul><li>Weibull </li></ul><ul><ul><li>Parámetro de forma  i </li></ul></ul><ul><ul><li>Tiempo característico  i (factor de carga) </li></ul></ul>… edad R
  18. 20. Programa de overhauls con confiabilidad constante Intervalo entre overhauls Factor de sobrecarga
  19. 21. Resultados Disponibilidad Tasa de producción (ton/hora) Factor de sobrecarga W. R. Blishke, D. N. P. Murthy, ed., Case Studies in reliability and Maintenance, Wiley, 2003.
  20. 22. Sensibilidad de la disponibilidad (Confiabilidad no constante) Intervalo entre overhauls (años) Factor de sobrecarga +
  21. 23. Sensibilidad tasa de producción (Confiabilidad no constante) Intervalo entre overhauls (años) Factor de sobrecarga + (Ton/hr)
  22. 24. Sensibilidad tasa de producción (Confiabilidad no constante) Intervalo entre overhauls (años) Factor de sobrecarga (Ton/hr)
  23. 25. Sensibilidad en utilidad asociada al equipo (Confiabilidad no constante) Intervalo entre overhauls (años) Factor de sobrecarga + 10 8 USD/año 0
  24. 26. Costo de falla Evaluación a través de simulación
  25. 27. Decisión <ul><li>Minera </li></ul><ul><ul><li>Mover desde camiones de 240 ton a 320 ton? </li></ul></ul>
  26. 28. Ahorros esperados <ul><li>costos de intervención </li></ul><ul><ul><li>Menos operadores y técnicos </li></ul></ul><ul><li>Costos de operación </li></ul><ul><ul><li>Mayor eficiencia </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>combustible/unidad transportada </li></ul></ul></ul><ul><li>Costos de inventario </li></ul><ul><ul><li>-repuestos </li></ul></ul>
  27. 29. Costos pueden aumentar <ul><li>Equipo más grande y nuevo </li></ul><ul><ul><li>+ complejo </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Menos confiable? </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Menos mantenible? </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><li>+costo de falla? </li></ul></ul><ul><li>Repuestos mucho más caros </li></ul>
  28. 30. Ejemplo <ul><li>Ciclo de operación de 7200 Ton/ciclo: </li></ul><ul><ul><li>20 camiones de 360 ton </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Vs </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>30 camiones de 240 ton </li></ul></ul><ul><ul><li>Sin redundancia </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Retraso en programa de producción </li></ul></ul></ul>
  29. 31. Simulación Tiempo Nro. Camiones operativos
  30. 32. Camiones no disponibles Camiones detenidos Probabilidad
  31. 33. Resultados Considera -redundancia por camiones extra -capacidad limitada de reparación
  32. 34. Programas de inspecciones a flotas de equipos móviles
  33. 35. Intervalo entre inspecciones
  34. 36. Tasa de falla <ul><li>Fallas/unidad de tiempo </li></ul><ul><ul><li>Sensible </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Frecuencia de inspecciones </li></ul></ul></ul>
  35. 37. Objectivo <ul><li>Maximizar </li></ul><ul><ul><li>Disponibilidad (A) </li></ul></ul><ul><li>Variable de decision </li></ul><ul><ul><li>Intervalo entre inspecciones (T x ) </li></ul></ul>
  36. 38. Disponibilidad Interval between inspections (Km)
  37. 39. Resultados <ul><li>Usual: </li></ul><ul><ul><li>5000 Km </li></ul></ul><ul><li>Optimo </li></ul><ul><ul><li>8000 Km </li></ul></ul><ul><li>Aumento de disponibilidad +0.33%. </li></ul><ul><ul><li> 30 10 3 horas-unidad/año, </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>6 unidades </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>220 10 3 USD/unidad/año </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Reducción presupuesto: 1.4 10 6 USD/año </li></ul></ul></ul></ul></ul>
  38. 40. Asignación de recursos con restricción presupuestaria
  39. 41. Situación <ul><li>Mantenimiento de deposito </li></ul><ul><ul><li>Programa estrategico </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Varios años </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Varias flotas </li></ul></ul><ul><ul><li>Adquisiciones y retiros conocidos </li></ul></ul><ul><li>Toma de decisiones </li></ul><ul><ul><li>Qué overhaulear? </li></ul></ul><ul><ul><li>Cuantos? </li></ul></ul><ul><ul><li>Cuando? </li></ul></ul><ul><li>Criterio </li></ul><ul><ul><li>Maximizar </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Disponibilidad ponderada </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>SCORE </li></ul></ul></ul></ul>tiempo Tipo de equipo
  40. 42. Restriccion de presupuesto tiempo
  41. 43. Estudio de caso Ejercito de Chile <ul><li>3 flotas </li></ul><ul><ul><li>Leopard, Unimog, Camiones </li></ul></ul><ul><li>4 zonas/talleres </li></ul><ul><li>Análisis a posteriori </li></ul>
  42. 44. Datos Equipos Periodos Disponibilidad mínima (%) Equipos Periodos Requerimientos planificados (u/año) Equipos Periodos Costos de overhaul (um/u)
  43. 45. Resultados Plan con recursos asignados Max PD (u/año)
  44. 46. Resultados Poder disuasivo y costo
  45. 47. Resultados <ul><li>Justifica fijación/modificación de presupuestos </li></ul><ul><li>Reduce tiempo para planificación </li></ul><ul><li>Asegura balance de disponibilidad entre flotas </li></ul>año Tipo de equipo
  46. 48. Tasa de servicio con restricción en capacidad de mantenimiento Simulación
  47. 49. Modelo Chequeo pre-vuelo Misión Mantenimiento centrado en la condición Mantenimiento preventivo <ul><li>Indicador </li></ul><ul><ul><li>misiones/unidad detiempo </li></ul></ul><ul><ul><li>Sensible </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Recursos de mantenimiento limitados </li></ul></ul></ul>
  48. 50. Simulación tiempo Misiones/unidad de tiempo
  49. 51. Resultados Tamaño de la flota Misiones/hora
  50. 52. Pool de repuestos entre compañias
  51. 53. Cooperación entre compañias <ul><li>4 aerolíneas: A,B,C y D </li></ul><ul><li>un solo tipo de aeronave, </li></ul><ul><li>5 bases </li></ul><ul><ul><li>compañía B opera desde 2 bases (B 1 y B 2 ). </li></ul></ul><ul><li>4 repuestos/aeronave </li></ul>
  52. 54. Tiempo entre fallas <ul><li>T bur = 6570 horas de vuelo. </li></ul><ul><li> = 9 horas de vuelo/dia </li></ul><ul><li>T at = 21 días </li></ul>
  53. 55. Pooling <ul><li>como si hubiese una sola bodega, </li></ul><ul><li>aun si hay varias bases </li></ul>
  54. 56. Nivel de servicio local y consolidado
  55. 57. Sin/con cooperación
  56. 58. Conclusión <ul><li>Hemos visto </li></ul><ul><ul><li>Marco general </li></ul></ul><ul><ul><li>Modelos de apoyo a la toma de decisiones </li></ul></ul><ul><li>Claves </li></ul><ul><ul><li>Necesidad </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Restricciones de presupuesto y disponibilidad </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Acceso a la información </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>ERP </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Ingeniería de confiabilidad </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Muchas oportunidades </li></ul></ul></ul>

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