Cómo afecta la elección correcta de la variable de desgaste en el cálculo de la confiabilidad de un componente. Aparte, ejemplo de caso de desgaste excesivo.
3. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
1
• Ejemplo de caso.
Ref:
“Oportunidades de mejora en sistemas de Información de la Armada de Chile”. R. Mendoza, Egaf VII
(2009).
EGAF VII
Lanchas de Servicio General.
-Siempre operativas.
-Detenciones mínimas.
4. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
1
• Ejemplo de caso.
H.O
DNPM
DPM
Nomenclatura de medición de
tiempos de operación.
Horas operativas
Detenciones no programadas
Detenciones programadas
5. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
1
• Ejemplo de caso.
Exigenciaalmotor.
Días del año
6. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
1
• Ejemplo de caso.
Exigenciaalmotor.
Días del año
verano
Zona
central
invierno
7. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
1
• Ejemplo de caso.
Días del año
verano
Zona sur
Exigenciaalmotor.
invierno
8. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
1
• Ejemplo de caso.
H.O
DNPM
DPM
Medición de tiempos
Hora
Operativa
¿?
9. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
1
• Ejemplo de caso.
H.O
DNPM
DPM
Medición de tiempos
¿H.O (verano) = H.O (invierno)?
10. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
1
• Ejemplo de caso.
H.O
DNPM
DPM
Medición de tiempos
¿H.O (invierno|zona central) = H.O (invierno | zona sur)?
11. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
1
• Ejemplo de caso.
H.O
DNPM
DPM
Medición de tiempos
Pot. Gener. (invierno|zona central) = Pot. Gener. (invierno | zona sur)
Pero…
12. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
2
• Ejemplo de caso.
Desgaste dientes en balde.
- Horas operación.
(stockpile?)
- Toneladas cargadas.
(de qué?)
- Toneladas equivalentes.
(geomecánica)
14. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
3
• Ejemplo de caso.
- Km. recorridos?
- Horas de operación.?
- Combustible acumulado consumido?
15. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
3
• Ejemplo de caso.
- Km. recorridos?
- Horas de operación.?
- Combustible acumulado consumido?
Camioneta Gerencia v/s Operaciones.
16. I. MOTIVACIÓN.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
4
• Trampas:
- Status quo. “mantener todo como está”.
- Evidencia corroborante. “sólo lo que se asemeja a lo conocido”.
- Marco de referencia. “se contextualiza no apropiadamente”.
La variable a considerar “varía” para cada caso,
pero debe ser constante para toda la muestra a
estudiar.
Ref:
“Las trampas ocultas en la toma de decisiones”. Howard Raiffa, John S. Hammond, Ralph L. Keeney. Harvard
Business Review (2006).
17. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
Imagen: Maniobras de cambio de rodetes. Central Alfalfal.
18. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
5
• Objetivo principal:
Eficiencia
Tiempo de operación
4%
T*
19. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
5
• Objetivo principal:
Eficiencia
Tiempo de operación
4%
T2*
Efecto de desgaste estacional
20. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
5
• Objetivo principal:
Eficiencia
Tiempo de operación
T3*
4%
Efecto de desgaste estacional
21. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
5
• Objetivo principal:
Eficiencia
Tiempo de operación
T3*
4%
1- ¿Cuándo entra en operación?
22. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
5
• Objetivo principal:
Eficiencia
Tiempo de operación
4%
T*
23. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
5
• Objetivo principal:
Eficiencia
Tiempo de operación
4+∆%
T* T2*
24. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
5
• Objetivo principal:
Eficiencia
Tiempo de operación
4+∆%
T* T2*
$
25. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
5
• Objetivo principal:
Eficiencia
Tiempo de operación
4%
T* T2*
2- ¿Es correcto?
26. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
6
Qué es un rodete.
Ref:
“Centrales Hidroeléctrias”, José Manuel Arroyo Sánchez, Universidad de Castilla-La Mancha.
27. II. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
7
34. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
13
• Caso base (por horas de operación):
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 100 200 300 400 500
R(t)
Días de operación
y = 1.8873x - 16.48
R² = 0.8868
-4
-3
-2
-1
0
1
2
7 7.5 8 8.5 9
Ln(ln(1/R))
Ln(t)
β 1.8
η 267.1 (días)
35. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
13
• Caso base (por horas de operación):
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 100 200 300 400 500
R(t)
Días de operación
y = 1.8873x - 16.48
R² = 0.8868
-4
-3
-2
-1
0
1
2
7 7.5 8 8.5 9
Ln(ln(1/R))
Ln(t)
β 1.8
η 267.1 (días)
36. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
13
• Caso base (por horas de operación):
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 100 200 300 400 500
R(t)
Días de operación
β 1.8
η 267.1 (días)
Días de operación en base a
qué?
¿η (hoy) = η (mañana)?
37. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
13
• Caso base (por horas de operación):
β 1.8
η 267.1 (días)
Días de operación en base a
qué?
¿η (hoy) = η (mañana)?
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
HORAS DE OPERACIÓN
Historial fallas
38. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
13
• Caso base (por horas de operación):
β 1.8
η 267.1 (días)
Días de operación en base a
qué?
¿η (hoy) = η (mañana)?
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
HORAS DE OPERACIÓN
Historial fallas
Eta
39. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
13
• Caso base (por horas de operación):
β 1.8
η 267.1 (días)
Días de operación en base a
qué?
¿η (hoy) = η (mañana)?
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
HORAS DE OPERACIÓN
Historial fallas
40. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
15
• Por toneladas de sedimento turbinado.
- Relación entre tiempo y toneladas de sedimento turbinado:
Donde:
α = factor ponderación.
b = parámetro de forma.
- Toneladas turbinadas en un intervalo de tiempo:
41. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
16
β = 6.2
η = 91.7 KTons.
MTonsBF = 85.2 KTons.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0.E+00 2.E+04 4.E+04 6.E+04 8.E+04 1.E+05 1.E+05
R(t)
toneladas turbinadas de sedimento
y = 6.2259x - 71.14
R² = 0.9426
-4
-3
-2
-1
0
1
2
11 11.2 11.4 11.6 11.8
ln(ln(1/R))
ln(ton)
• Por sedimento turbinado:
42. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
16
β = 6.2
η = 91.7 KTons.
MTonsBF = 85.2 KTons.
y = 6.2259x - 71.14
R² = 0.9426
-4
-3
-2
-1
0
1
2
11 11.2 11.4 11.6 11.8
ln(ln(1/R))
ln(ton)
• Por sedimento turbinado:
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000
Toneladas de sedimento turbinado
43. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
16
β = 6.2
η = 91.7 KTons.
MTonsBF = 85.2 KTons.
y = 6.2259x - 71.14
R² = 0.9426
-4
-3
-2
-1
0
1
2
11 11.2 11.4 11.6 11.8
ln(ln(1/R))
ln(ton)
• Por sedimento turbinado:
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000
Toneladas de sedimento turbinado
censurados
44. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
16
• Por sedimento turbinado:
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Toneladasdesedimentoturbinadas
Horas de operación
Relación horas de operación v/s toneladas de
sedimento turbinado
45. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
17
• Comparación de métodos:
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 50 100 150 200 250 300 350
Confiabilidad
Edad (días)
R(t)
R(ton)
46. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
17
• Comparación de métodos:
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 50 100 150 200 250 300 350
Confiabilidad
Edad (días)
R(t)
R(ton)
Estacionalidad
47. IV. ESTIMACIÓN DE CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
17
• Comparación de métodos:
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 50 100 150 200 250 300 350
Confiabilidad
Edad (días)
R(t)
R(ton)
Sobrestimación
48. V. EVALUACIÓN DE POLÍTICAS Y
RESULTADOS.
Imagen: Detalle cavitación. Rodete Pelton Central Alfalfal.
49. V. EVALUACIÓN DE POLÍTICAS Y RESULTADOS.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
19
• Modelo:
- Se sabe que una aproximación al comportamiento anual:
-Luego, para lograr el mayor tiempo de permanencia:
con:
50. V. EVALUACIÓN DE POLÍTICAS Y RESULTADOS.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
20
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 30000 60000 90000 120000
R(ton)
toneladas de sedimento turbinado
Efecto mejoras
R(t) 1991
R(t) 2010
Precio referencia 100USD MWh.
51. V. EVALUACIÓN DE POLÍTICAS Y RESULTADOS.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
21
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 30000 60000 90000 120000
R(ton)
toneladas de sedimento turbinado
Efecto mejoras
R(t) 1991
R(t) 2010
∆≈45Kton sedimento
∆≈50 días op.
(temp. Alta)
∆≈10.8MM USD
Precio referencia 100USD MWh.
52. V. EVALUACIÓN DE POLÍTICAS Y RESULTADOS.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
22
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 50 100 150 200 250 300 350
R(t)
Edad (días)
enero
octubre
• Comparación política: cuándo entra en operación (caso 2008)
t0 = tercera
semana de
octubre.
53. V. EVALUACIÓN DE POLÍTICAS Y RESULTADOS.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
22
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 50 100 150 200 250 300 350
R(t)
Edad (días)
enero
octubre
• Comparación política: cuándo entra en operación (caso 2008)
t0 = tercera
semana de
enero.
54. V. EVALUACIÓN DE POLÍTICAS Y RESULTADOS.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
22
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 50 100 150 200 250 300 350
R(t)
Edad (días)
enero
octubre
• Comparación política: cuándo entra en operación (caso 2008)
Valle
R(t)≈4%
Cf=0
55. V. EVALUACIÓN DE POLÍTICAS Y RESULTADOS.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
22
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 50 100 150 200 250 300 350
R(t)
Edad (días)
enero
octubre
• Comparación política: cuándo entra en operación (caso 2008)
Valle
R(t)≈99%-98.18%
56. V. EVALUACIÓN DE POLÍTICAS Y RESULTADOS.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. JUNIO 2010.
22
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 50 100 150 200 250 300 350
R(t)
Edad (días)
enero
octubre
• Comparación política: cuándo entra en operación (caso 2008)
Operación
R(t)≈1%
Cf=108M USD
59. ANEXO. Evolución de confiabilidad por mejoras.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
C1
• Supuestos:
- Todos los rodetes se comportan de la misma forma.
- No hay distinción entre unidades donde operaron.
- Tasa de abrasión constante (no se considera el error por desperfectos en otras
máquinas).
• Consideraciones.
- Un número de fallas (cercanas al 8%) no fue considerado debido a que eran
anteriores al año 1997 (fecha desde la cual se tienen registros).
60. ANEXO. Evolución de confiabilidad por mejoras.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
C2
C. Rec. (MM$) Ton. Sed. (MT) Años
Sin recubrimiento 45 30 1991-1993
Con cerámico 70 45 1994-1997
Carburo Tungsteno 56 85 1998-2003
Carburo Tungsteno 98 110 2006-2008
Tabla Nª1. Comportamiento Rodetes Pelton Central Alfalfal.
Ref: Registro Contratos de reparación Complejo Cordillera (2009).
• Modificaciones a los rodetes para aumentar su rendimiento:
61. ANEXO. Evolución de confiabilidad por mejoras.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
C3
• N(ton) histórico.
0
10
20
30
40
50
60
29000 529000 1029000 1529000 2029000 2529000 3029000 3529000
N°fallasacumuladas
Toneladas de sedimento turbinadas
1991-1993
Rodetes sin recubrimiento
Beta = 3.
Eta = 47,9 Kton
62. ANEXO. Evolución de confiabilidad por mejoras.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
C3
• N(ton) histórico.
0
10
20
30
40
50
60
29000 529000 1029000 1529000 2029000 2529000 3029000 3529000
N°fallasacumuladas
Toneladas de sedimento turbinadas
1994-1997
Rodetes recubiertos con cerámico
Beta = 1.8.
Eta = 41 Kton
63. ANEXO. Evolución de confiabilidad por mejoras.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
C3
• N(ton) histórico.
0
10
20
30
40
50
60
29000 529000 1029000 1529000 2029000 2529000 3029000 3529000
N°fallasacumuladas
Toneladas de sedimento turbinadas
1998-2003
Rodetes recubiertos con carbono-tungsteno
Beta = 5.1
Eta = 97.5 Kton
64. ANEXO. Evolución de confiabilidad por mejoras.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
C3
• N(ton) histórico.
0
10
20
30
40
50
60
29000 529000 1029000 1529000 2029000 2529000 3029000 3529000
N°fallasacumuladas
Toneladas de sedimento turbinadas
2004-
Rodetes recubiertos con carbono-tungsteno
Beta = 6.2
Eta = 91.7 Kton
66. ANEXO. MODELO CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
D1
Sistema conjunto(2 unidades).
• Supuestos:
- Todos los rodetes se comportan de la misma forma.
- No hay distinción entre unidades donde operaron.
- Reparaciones homogéneas.
- Tasa de abrasión constante (no se considera el error por desperfectos en otras
máquinas).
• Consideraciones.
- Se considera registro de fallas desde el año 2000 en adelante.
67. ANEXO. MODELO CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
D2
• Diagrama N(Tons):
0
5
10
15
20
25
30
0.E+00 5.E+05 1.E+06 2.E+06 2.E+06 3.E+06
Toneladas de sedimento acumuladas
N°fallasacumuladas
69. ANEXO. MODELO CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
D4
Sistema desagregado (cada unidad por sí sola)
• Supuestos:
- Todos los rodetes se comportan de la misma forma.
- Hay diferencia entre unidades donde operaron.
- Reparaciones homogéneas.
- Tasa de abrasión constante (no se considera el error por desperfectos en otras
máquinas).
• Consideraciones.
-Se considera registro de fallas desde el año 2000 en adelante.
70. ANEXO. MODELO CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
D5
• Diagrama N(Tons):
0
2
4
6
8
10
12
14
0.E+00 5.E+05 1.E+06 2.E+06
Unidad 1
Unidad 2
Toneladas de sedimento turbinadas
N°Fallasacumuladas
71. ANEXO. MODELO CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. ABRIL 2010.
D6
Unidad 1.
β = 8.1
η = 94.1 KTons.
MTBF = 88.7 KTons.
Unidad 2.
β = 4.8
η = 89.1 KTons.
MTBF = 81.6 KTons.
Confiabilidad de rodete según unidad de operación.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 50000 100000 150000
R(ton) U1
R(ton) U2
R(t)
Toneladas turbinadas de sedimentos
72. ANEXO. MODELO CONFIABILIDAD.
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD PARA RODETES PELTON. MAYO 2010.
D7
Consideraciones:
• Las diferencias entre unidades se produce por políticas de mantenimiento
distintas existentes en la actualidad (una unidad no se exige al máximo por
problemas y se repara primero).