Historia del mantenimiento

La historia del mantenimiento

Mantener sus máquinas y herramientas es fundamental para el éxito de su empresa. El mantenimiento parece ser más reactivo en muchos lugares: si algo se rompe, arréglalo. El mantenimiento preventivo es a menudo un enfoque preferible: mantenerlo para que no se rompa en primer lugar. Me gustaría echar un vistazo a la historia del mantenimiento en esta primera parte de esta serie de escritos sobre el mantenimiento. 

HISTORIA DEL MANTENIMIENTO
HISTORIA DEL MANTENIMIENTO

Mantenimiento correctivo preindustrial

El mantenimiento era sencillo durante la mayor parte de nuestra historia industrial. Se arreglaba cuando se rompía. El mantenimiento sólo se hacía cuando algo iba mal. Esto se conoce como mantenimiento correctivo o, en el caso de fallos más graves, mantenimiento de emergencia. Esto estaba bien para la mayoría de la gestión preindustrial. Si algo iba mal, el comprador sólo tenía que esperar más tiempo por su mercancía.

Pocas empresas tenían algo que se pareciera a lo que hoy llamamos mantenimiento. Las fábricas de papel Montgolfier fueron una de las pocas excepciones, ya que empezaron a adoptar un mantenimiento regular, incluyendo la limpieza de las herramientas, alrededor de 1800. Cada año dedicaban 35 días al mantenimiento.

El mantenimiento de las averías tiene ventajas e inconvenientes. Como ventajas, podemos señalar:

  •  No hacer nada lleva menos tiempo y dinero que hacer cualquier cosa.
  • No hay costes iniciales
  • Requiere una planificación mucho menor

Por otro lado podemos entender como desventajas las siguientes:

  • La imprevisibilidad de las averías da lugar a una menor vida útil de los activos.
  • Problemas de seguridad
  • Gestión ineficiente del tiempo
  • Aumento de los costes

El método de “dejar que la tecnología funcione hasta que se rompa” fue el primero que se le ocurrió al ser humano. A primera vista, parece el método más sencillo y natural de mantenimiento.

Las máquinas eran muy básicas en aquella época, por lo que no se necesitaba un experto que supiera cómo arreglarlas. Incluso ahora, el mantenimiento reactivo es el más común (más del 55% según Bloch y Geitner). Sin embargo, a medida que las máquinas se fueron complicando, sobre todo al comienzo de la primera revolución industrial, surgió un nuevo patrón entre los sectores.

Mantenimiento preventivo

Alrededor de un siglo después, en 1870, comenzó la Segunda Revolución Industrial, vinculada a la electrificación y a las cadenas de montaje. Como resultado, la fabricación en masa basada en la división del trabajo y en líneas accionadas eléctricamente se convirtió en una realidad. Un matadero de Cincinnati construyó la primera línea de fabricación a gran escala en 1870. Más tarde, Henry Ford adaptó el concepto de línea de montaje para sus fábricas de automóviles Modelo T. La bombilla, inventada por T. A. Edison en 1879, y el transformador, creado por Nicole Tesla, fueron otros dos inventos notables.

Frederick Taylor mejoró la organización del trabajo al idear métodos para multiplicar por cien la rentabilidad de la fabricación.Sus conceptos de organización del trabajo tenían como objetivo la determinación exacta del proceso de trabajo y la remuneración basada en el rendimiento. La dinamita, el teléfono, la aviación y muchos otros inventos de la segunda revolución industrial. Todos estos conceptos e ideas se siguen utilizando hoy en día.

La manera de vivir ha cambiado como resultado de estos nuevos inventos. La ciencia se vinculó rápidamente a la tecnología, y los resultados de las investigaciones de las ciencias naturales se utilizaron en los negocios. Como resultado, se desarrollaron nuevos materiales para sustituir a los naturales: fertilizantes, tintes y productos químicos medicinales fabricados por el hombre. 

Descubrimiento del motor de combustión

Tras el descubrimiento del motor de combustión, se empezó a utilizar el diesel y se fabricaron motores eléctricos. La electricidad se utilizó para iluminar las ciudades, alimentar los tranvías y facilitar la comunicación telefónica.

La Segunda Revolución Industrial suele denominarse la Revolución de la Ciencia Técnica. Darwin llegó con su teoría de la evolución. Newton propuso los orígenes mecánicos de la naturaleza en las ciencias materiales. La invención del microscopio permitió ver cosas que no se podían ver a simple vista. Se descubrieron los rayos X y la radiactividad. Albert Einstein presentó su teoría de la relatividad, mientras que Max Planck ofreció la teoría cuántica. Sigmund Freud estudió la personalidad humana utilizando el concepto de inconsciencia, a menudo conocido como psicoanálisis.

La oferta de productos básicos comenzó a aumentar, pero la demanda disminuyó. Fue posible desarrollar el capital libre, que se requería para la exportación. Los Estados han exportado dinero a sus colonias de construcción industrial, que han proporcionado a cambio mano de obra a bajo coste. Con ello, estalló un conflicto entre las Grandes Potencias y las Colonias Territoriales, que dio lugar al estallido de la Primera Guerra Mundial.

Henry ford y el model T

A medida que la fabricación de Henry Ford y el modelo T se fueron entrelazando, los sistemas de los proveedores se volvieron más intrincados y la variedad de productos creció, las averías de las máquinas dieron lugar a una serie de (costosos) problemas de seguimiento. El concepto de reparar la maquinaria antes se utilizó ampliamente en las fábricas de Henry Ford, que también lo defendió para su automóvil. El manual del Ford Modelo T de 1919, por ejemplo, insta a:

Inspeccione regularmente el tren de rodaje. Compruebe que ni las ruedas delanteras ni las traseras tienen holgura, y que todos los tornillos y tuercas están bien sujetos. Acostúmbrate a ocuparte de cualquier reparación o ajuste en cuanto sea necesario. Este tipo de atención lleva muy poco tiempo y puede ayudarte a evitar llegar tarde o tener un accidente en la carretera.

HENRY FORD Y EL MODELO T
HENRY FORD Y EL MODELO T

categorías en el mantenimiento preventivo

Podemos dividir al mantenimiento preventivo en dos categorías: 

  • Mantenimiento periódico
  • El mantenimiento basado en el estado del equipo. 

Para alrededor del 92% de las piezas de las máquinas, el mantenimiento en ciclos periódicos parece ser prohibitivo. El mantenimiento basado en el estado del equipo (proactivo) sustituye las piezas e interactúa con la máquina sólo cuando aparecen desviaciones en su rutina, lo que le permite funcionar con mayor eficacia.

Definimos el mantenimiento preventivo como “una acción basada en un calendario predefinido que reconoce, previene o mitiga la degradación de un componente o condición marco con el fin de preservar o prolongar su vida útil a un nivel adecuado mediante la corrupción controlada”.

El mantenimiento preventivo reduce la posibilidad de que se produzcan averías, reduce el tiempo de inactividad y puede ser más rentable que el mantenimiento reactivo. Sin embargo, aumenta los costes debido a los sustitutos estándar, la necesidad de componentes adicionales y el tiempo de inactividad programado.

Costes en el mantenimiento

Bloch y Geitner (Bloch, H. P., y Geitner, F. K. 1997) afirman que el mero hecho de pagar los recursos necesarios para llevar a cabo las operaciones de mantenimiento del diseñador prolonga la vida útil de la instalación y mejora su fiabilidad. También se reducen los costes, además de aumentar la fiabilidad. Esto puede suponer un ahorro medio de entre el 12% y el 18% del gasto.

Muchas empresas que confían en el mantenimiento estrictamente reactivo pueden ahorrar bastante más del 18% si aplican el programa de mantenimiento preventivo correcto, en función del estado de mantenimiento existente, la fiabilidad del dispositivo y los tiempos de inactividad.

Tercera revolución industrial y mantenimiento proactivo

La duración de esta revolución industrial es la más corta de la historia, ya que duró aproximadamente cuarenta años, desde la conclusión de la Segunda Guerra Mundial hasta finales de la década de 1980. El lanzamiento de las bombas atómicas sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki en agosto de 1945 marcó el inicio de esta revolución.

Una tercera revolución industrial que comenzó con el empleo de tecnología para regular la reacción termonuclear de las bombas atómicas. Su desaparición comenzó a principios de la década de 1990, con la unión descentralizada de miles, y luego millones, de personas que utilizaban ordenadores personales y teléfonos móviles a través de Internet (Metodická pruka “lovk a stroj”).

Los PLC en el mantenmimiento

El primer controlador lógico programable, o PLC, se creó en 1969, marcando el inicio de la Tercera Revolución Industrial. Se trata de un ordenador industrial compacto, a menudo conocido como unidad de control, que se utiliza para automatizar procesos en tiempo real. El programa se ejecuta en los llamados ciclos, lo que es típico de los PLC. La automatización, el desarrollo de la electrónica y la tecnología de la información fueron características destacadas de esta época. Estas características se implementaron en la producción para manejar y automatizar la maquinaria y su operación.

PRIMER PLC
PRIMER PLC

La automatización, la electrónica y el auge de la tecnología de la información se relacionan habitualmente con la tercera revolución industrial. Al igual que el paso del carbón y del vapor a la electricidad, la transición de la mecánica a la automatización fue más un resultado de la progresión natural que una verdadera revolución.

Mantenimiento productivo

Tras la Segunda Guerra Mundial, se popularizó el Mantenimiento Productivo (también conocido como PM). Este nuevo enfoque del mantenimiento combina el Mantenimiento Correctivo y Preventivo con un enfoque analítico basado en datos, con el objetivo de aumentar la eficiencia global de la producción.

Su objetivo es detectar y resolver los problemas que pueden causar averías en primer lugar, como la lubricación inadecuada de la maquinaria, la desalineación, la contaminación y otras circunstancias no óptimas.

El mantenimiento productivo prolonga la vida útil

El mantenimiento productivo prolonga la vida útil de los equipos, reduce el tiempo de inactividad programado y no planificado, reduce el inventario de piezas de repuesto y es más rentable. Sin embargo, a diferencia de los sistemas de mantenimiento anteriores, requiere un cambio significativo de conceptos y modificaciones organizativas.

El mantenimiento forma parte de la estrategia global de la empresa y se considera un área de progreso. Se empiezan a recoger datos y, en algunas circunstancias, se habilita la supervisión en tiempo real. Se utilizan modelos estadísticos y se hacen nuevos descubrimientos sobre la fatiga.

El Mantenimiento Productivo Total (TPM), originado en Japón, y el Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad (RCM), originado en Estados Unidos, son quizás los dos sistemas más conocidos que surgieron durante la tercera revolución industrial.

Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (RCM)

“Una técnica para definir las necesidades de mantenimiento de cualquier activo físico en su entorno operativo” (Moubray, J. 1997), según el mantenimiento basado en la fiabilidad. Asegura que los sistemas sigan cumpliendo lo que sus usuarios exigen en su entorno de trabajo actual.

Otros planes de mantenimiento no abordan las preocupaciones básicas que sí aborda la estrategia de mantenimiento orientada a la fiabilidad. Indica que no toda la maquinaria de una empresa tiene la misma importancia, que la construcción y el funcionamiento de los equipos varía y que esto los hace más propensos a fallar por diversas razones.

No hay presupuesto ilimitado

También tiene en cuenta que la organización no dispone de un presupuesto ilimitado, ni de activos personales, que deben optimizarse.

El enfoque RCM supervisa la actividad de cada componente y define las consecuencias de cualquier fallo. El RCM realiza un análisis FMEA (Failure Mode Effect Analysis) para crear un marco de resultados en orden decreciente de gravedad de determinados problemas. Cada actividad de los elementos del dispositivo monitorizado debe ser identificada al determinar los resultados.

Si la cantidad de riesgo de fallo no puede reducirse mediante el enfoque de mantenimiento especificado, el elemento debe reconstruirse. En consecuencia, el RCM también se ocupa de determinar las causas de origen de los fallos de los dispositivos (por ejemplo, mantenimiento descuidado, desgaste, etc.).

RCM y FMEA

RCM Y FMEA
RCM Y FMEA

El mantenimiento centrado en la fiabilidad (RCM) también se estableció en el sector de la aviación estadounidense, aunque es menos conocido en la actualidad. El mantenimiento proactivo es otra palabra que se utiliza ocasionalmente. Hay algunos pequeños cambios en la semántica de estas frases, pero todas me parecen iguales, y las distinciones pueden ser más un argumento de venta a los clientes que verdaderas variaciones de mantenimiento.

MANTENIMIENTO EN LA II GM
MANTENIMIENTO EN LA II GM

Mantenimiento Productivo Total (TPM)

Después de la Segunda Guerra Mundial, el concepto de mantenimiento productivo llegó a Japón. Muchas innovaciones industriales procedentes de Estados Unidos, como la formación en la industria o los anillos de calidad de Deming, encontraron raíces fértiles en Japón en esta época y se desarrollaron a partir de ellas. En 1969, el mantenimiento productivo se convirtió en mantenimiento productivo total (TPM). Seichi Nakajima, que conoció el mantenimiento eficaz en Estados Unidos y Europa, fue uno de los impulsores de este avance. El TPM se creó en colaboración con el Instituto Japonés de Mantenimiento de Plantas (JIPM). 

SEICHI NAKAJIMA
SEICHI NAKAJIMA

¿Que significan las siglas TPM?

  • T significa Total, y se refiere a la participación de todos los empleados de la organización.
  • P de Productivo: mejora continua de la eficacia de los equipos de mantenimiento y fabricación.
  • M significa mantenimiento, y se refiere a mantener la maquinaria y los equipos en excelente estado de funcionamiento.

¿para que establecemos el mantenimiento productivo total?

El mantenimiento productivo total se establece para conectar a todos los empleados del taller con las actividades que reducen el tiempo de inactividad, previenen los accidentes y reducen las incidencias. El TPM pretende romper la división tradicional entre los trabajadores que trabajan en la máquina y los “trabajadores que la arreglan”.

Se basa en que el individuo que trabaja con la máquina sea capaz de detectar anomalías en su trabajo y fuentes potenciales de futuros fallos del equipo. “Protege tu equipo y cuídalo con tus propias manos”, es el lema de TPM. Como resultado, en el marco del TPM, la mayoría de las operaciones de diagnóstico y mantenimiento se transfieren directamente del soporte convencional a los empleados de producción: las secciones de producción.

Mejorar el entorno de trabajo

Normalmente se empieza por mejorar el entorno de trabajo, limpiar la maquinaria e inspeccionarla. Además, el operario aprende a “entender su máquina” y a funcionar como “propia”. En el TPM intervienen diferentes profesiones, como la preparación técnica de la producción. 

El cambio de pensamiento debe centrarse principalmente en la optimización (Orosz T., 2017) de la relación “hombre-máquina”, en la que el operario realiza no solo el trabajo, sino también el trabajo de compañero de mantenimiento activo. Todo el marco está garantizado por el apoyo dinámico de la dirección a los proyectos de aplicación del TPM y la colaboración del personal técnico en toda la empresa. Es un sistema que abarca toda la empresa y que lleva incorporado el mantenimiento preventivo. El TPM depende del mantenimiento de los artículos a través de pequeñas operaciones de recogida (grupos de producción). Dondequiera que la fabricación (operación, equipo) se base en el servicio técnico, se aplica el TPM (operadores). 

Los objetivos del TPM son los siguientes:

  • Cero tiempos de inactividad
  • 0 errores
  • Cero interrupciones

El concepto de la teoría del TPM consiste, por un lado, en aumentar la eficiencia de los equipos al tiempo que se reducen los costes de mantenimiento y las pérdidas debidas a los tiempos de inactividad; por otro lado, se basa en una excelente comunicación entre el operador y el encargado del mantenimiento.

Mantenimiento predictivo e Industria 4.0

El mantenimiento predictivo (también conocido como PdM 4.0) es el tipo de mantenimiento más avanzado que existe actualmente. Se trata de una estrategia de prevención de fallos en los activos mediante el análisis de los datos de producción para encontrar tendencias y prever dificultades antes de que se produzcan. Para producir conocimientos y descubrir patrones y anomalías, se requiere una mezcla de análisis de Big Data e Inteligencia Artificial (Machine Learning).

Monitorización continua de activos

Para al menos un activo importante, se combina la monitorización continua de activos en tiempo real en conexión con datos externos (por ejemplo, datos medioambientales, de consumo, etc.) con alarmas basadas en enfoques predictivos como el análisis de regresión. Los sensores, los sistemas ciberfísicos, el Internet de las cosas, el Big Data, la computación en la nube, las redes y la Inteligencia Artificial, las redes móviles y el WIFI son los componentes centrales del mantenimiento predictivo en el marco de la Industria 4.0. Además, los títulos de los puestos de trabajo asociados al mantenimiento han cambiado.

Las empresas deben contratar ingenieros de fiabilidad y científicos de datos en lugar de expertos artesanos e inspectores agotados.

A medida que las empresas recopilan datos sobre el estado de los activos, el uso de los activos, el historial de mantenimiento, los datos de otros activos que están relacionados con el trabajo de la máquina supervisada, tanto dentro como fuera de la empresa (por ejemplo, los activos de nuestros proveedores), los datos medioambientales y otros, los datos utilizados para el mantenimiento predictivo son cada vez más numerosos.

El mantenimiento predictivo acerca soluciones específicas

El presupuesto, la cultura, las soluciones tecnológicas, la disponibilidad de los datos, la seguridad de los datos y otros son algunos de los principales criterios de éxito cruciales para la implantación del mantenimiento predictivo. Con un programa de mantenimiento predictivo que funcione bien se pueden conseguir ahorros de entre el 8% y el 12%. Son factibles ahorros de entre el 30% y el 40% en función de las condiciones del equipo y del material (Departamento de Energía de EE.UU. 2010).

Los siguientes ahorros son el resultado del uso del mantenimiento predictivo:

  • Retorno de la inversión multiplicado por diez
  • Los gastos de mantenimiento se reducirán entre un 25 y un 30 %
  • Solución de problemas en un 70-75 %
  • Reducción del tiempo de inactividad entre un 35 y un 45 %
  • Un aumento de la productividad del 20% al 25%.

Sin embargo, la inversión inicial en mantenimiento predictivo no es insignificante. Una parte importante de los equipos costará más de 30.000 euros. También se necesita dinero adicional para la formación del personal.

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