#612350

Matriz de Cosistencia

Plan de Proyecto

Tipo de Investigación

Variables

Antecedentes

Bases Teoricas

Diseño Propuesto

Justificación

Objetivos

Planteamiento del problema

Resultados Esperados

Método

“IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE MONITOREO PREDICTIVO PARA OPTIMIZAR EL MANTENIMIENTO Y MEJORAR LA EFICIENCIA OPERATIVA EN EL TALLER DE METALIZADO Y MECANIZADO DEL CRC LA JOYA”

planteamiento del problema

En el taller de metalizado y mecanizado del CRC La Joya, las máquinas CNC Rottler son cruciales para producir piezas para motores Caterpillar, pero el aumento de mantenimientos correctivos está afectando la operación, provocando tiempos de inactividad no planificados, mayores costos y reduciendo la vida útil de los equipos. Esto retrasa la producción y afecta la cadena de suministro, lo que impacta la competitividad de la planta. El problema es la falta de capacidad para anticipar fallas, lo que aumenta la dependencia de mantenimientos correctivos. La investigación propone implementar un sistema de monitoreo en tiempo real con sensores y tecnologías SCADA para mejorar la eficiencia, reducir tiempos de inactividad y optimizar los costos de mantenimiento.

Implementar un sistema de monitoreo en tiempo real basado en sensores y tecnologías SCADA para mejorar la eficiencia operativa, reducir los tiempos de inactividad y optimizar los costos de mantenimiento en el taller de TMM.

objetivos

Costos Operativos

Eficiencia Operativa

justificación

Costo de insumos para mantenimeitno preventivos mensual en los 3 rottler CNC

Demanda de trabajos del taller de TMM

Demanda de Trabajos de las maquinas del taller del TMM

Diagrama Ishikawa

Eficiencia operativa de la planta; la de eficiencia de la planta mejora o empeora en función del tipo de mantenimiento implementado

Tiempo de inactividad no programados; esta variable es resultado del monitoreo y la anticipación de fallas mediante el mantenimiento predictivo

Monitoreo en tiempo real; este monitoreo se realizará para obtener información y es clave para identificar patrones de desgaste

Implementación de mantenimiento predictivo digitalizado; la decisión de implementar un sistema de mantenimiento predictivo es la principal variable independiente que influye en las demás variables.

DEPENDIENTE

INDEPENDIENTE

variables

INTERNACIONALES

NACIONALES

ANTENCEDENTES

INDICADORES DE PRODUCCIÓN

SERVIDOR DE NUBE

CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE

IOT

INDUSTRIA 4.0

BASES TEÓRICAS

MANTENIMIENTO PREVENTIVO

Tecnológica: La investigación aplicada es de naturaleza tecnológica, ya que se centra en identificar qué tipos de sensores son los más adecuados para lasmáquinas CNC Rottler en términos de monitoreo predictivo (sensores de vibración, temperatura, presión, entre otros). Con base en esta selección, se implementará un sistema SCADA y un sistema de monitoreo predictivo. Posteriormente, se evaluara una forma de subir la data registraba un Servidor y poder ver en tiempo real, el cambio de estas variables. Esto para resolver un desafío práctico en el mantenimiento de equipos industriales, mejorando la eficiencia y reduciendo costos.

tipos de investigación

La implementación de un sistema de monitoreo en tiempo real con sensores y tecnología SCADA en máquinas CNC Rottler permite recopilar datos cuantificables como temperatura, vibración, presión y corriente, además de variables clave como tiempos de operación, fallas, inactividad y costos de mantenimiento. Esto facilita un análisis comparativo para evaluar cómo la tecnología optimiza el rendimiento y reduce los costos operativos.

+ info

Dentro del método esta un nivel de investigación predictivo, ya que su principal objetivo es anticipar fenómenos futuros basados en la identificación de patrones, tendencias, modelos probabilísticos, algoritmos de análisis y datos históricos recopilados a través de sensores y sistemas SCADA. El estudio permitirá predecir posibles fallas en las máquinas CNC Rottler, lo que facilitará la planificación de un mantenimiento predictivo más preciso y la programación oportuna de los correctivos necesarios. Esto no solo reduce los tiempos de inactividad no planificados, sino que también optimiza la vida útil de los equipos y mejora la eficiencia operativa, permitiendo un uso más eficiente de los recursos y una reducción significativa en los costos de mantenimiento y operación.

método

30%

plan de proyecto

Mayor satisfacción del cliente final

Mejora en la toma de decisiones

Aumento en la competitividad de la planta

Mejor calidad en los productos fabricados

resultados esperados

Mejora en la eficiencia operativa

Prolongación de la vida útil de los equipos

Optimización del mantenimiento

Reducción de los tiempos de inactividad no programados

PRESUPUESTO

P&ID

desarollo

IOT

CONTROLADORES

¿Qué impacto tiene la reducción de tiempos de inactividad y fallas inesperadas en la eficiencia productiva y en la cadena de suministro del taller?

¿Cuáles son las principales causas de las fallas en los equipos del taller de metalizado y mecanizado, y cómo afectan a la productividad y costos Mantenimiento?

¿De qué manera el monitoreo en tiempo real de variables críticas (vibración, temperatura, presión) en la maquina puede anticipar fallas y reducir la frecuencia de mantenimientos correctivos?

¿Cómo la implementación de un sistema de monitoreo en tiempo real basado en sensores y tecnologías SCADA puede mejorar la eficiencia operativa, reducir los tiempos de inactividad y optimizar los costos de mantenimiento en el taller de metalizado y mecanizado del CRC La Joya?

MATRIZ DE CONSISTENCIA

Existe una correlación significativa entre la implementación de un sistema de monitoreo en tiempo real y la reducción de los costos de mantenimiento y tiempos de inactividad en el taller de metalizado y mecanizado del CRC La Joya.

Existe una correlación significativa entre la implementación de un sistema de monitoreo en tiempo real para ver las condiciones que está sometida la máquina y lo mas importante que el supervisor o jefe este enterado de este anomalia para poder tomar acciones inmediatas en el turno que se este.

La integración de sensores de vibración, temperatura y presión con un sistema SCADA y Node-Red está correlacionada con una disminución en la frecuencia de mantenimientos correctivos y un aumento en la eficiencia operativa en las máquinas del taller.

La implementación de un sistema de monitoreo en tiempo real para ver las condiciones que está sometida la máquina, en el taller de metalizado y mecanizado del CRC La Joya mejorará la eficiencia operativa en un 10% al proporcionar información detallada y actualizada sobre las condiciones de operación de las máquinas.

MATRIZ DE CONSISTENCIA

¡GRACIAS!

El objetivo principal de describir las propuestas teórico-técnicas y las consecuentes acciones de mejora en el plan de mantenimiento del área líneas y subestaciones para la red de transmisión en 138 kV, área Ilo de SPCC, esto desde el 2017 hasta el 2021 para realizar una comparación de ambos años a través de resultados reales tales como la optimización de recursos, la reducción de costos de mantenimiento, la eficiencia y la eficacia en la ejecución de actividades, esto con los altos índices de confiabilidad y disponibilidad operativa de las instalaciones. Citado por Alonso. (5)

Entrega oportuna de productos: Al mejorar la eficiencia y la calidad de la producción, el taller podrá cumplir con los compromisos de entrega de piezas críticas para los motores Caterpillar, lo que aumentará la satisfacción del cliente final. Menor riesgo de incumplimiento de contratos: Al reducir los tiempos de inactividad y mejorar la calidad, se minimizan los riesgos de retrasos en la entrega y la no conformidad en los productos.

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Mantenimiento predictivo eficiente: Con el uso de datos en tiempo real, se podrá llevar a cabo un mantenimiento basado en las condiciones reales de las máquinas, no solo siguiendo un calendario de mantenimiento fijo. Esto permitirá intervenir solo cuando sea necesario, reduciendo el número de mantenimientos innecesarios. Reducción de costos operativos: El mantenimiento predictivo optimiza el uso de recursos (humanos y materiales), evitando intervenciones prematuras o tardías que generen costos adicionales.

Acceso a datos precisos y actualizados: Los datos recopilados por los sensores proporcionarán información valiosa que permitirá tomar decisiones más informadas sobre el estado de las máquinas, los tiempos de mantenimiento y la programación de la producción. Análisis predictivo: Con el análisis de datos históricos y en tiempo real, el taller podrá anticipar necesidades de mantenimiento o cambios en los procesos, lo que contribuirá a la mejora continua.

Detección temprana de fallas: La capacidad de detectar anomalías en el rendimiento de las máquinas antes de que se conviertan en fallas graves ayudará a reducir el desgaste de los equipos y alargar su vida útil. Menos daños severos: La anticipación de fallas permitirá que las reparaciones sean menos costosas y menos invasivas, lo que reducirá el daño acumulativo en los equipos.

Cumplimiento de plazos de entrega: Al mejorar la disponibilidad de los equipos y reducir los tiempos de inactividad, el taller podrá cumplir con los plazos de entrega de manera más efectiva, lo que mejorará la satisfacción del cliente y la reputación del taller. Ventaja competitiva: La implementación de tecnologías avanzadas, como SCADA y monitoreo en tiempo real, permitirá al taller diferenciarse de la competencia, demostrando un enfoque innovador en la mejora de procesos.

Optimización de la programación de mantenimiento: La capacidad de analizar los datos de las máquinas en tiempo real permitirá planificar las intervenciones de mantenimiento en los momentos más adecuados, asegurando que el tiempo de inactividad programado no afecte la producción. Mejor asignación de recursos: El monitoreo remoto facilitará la programación y asignación de tareas de mantenimiento de manera más eficiente, reduciendo la carga de trabajo innecesaria y maximizando la productividad de los técnicos.

Confirman Exequiel y Felipe. (6) Se evidencia que el proceso de monitoreo de condiciones, desde que se inicia una anomalía en el motor diésel (P en el diagrama P-F) hasta que ocurre una falla imprevista o catastrófica (F en el diagrama), solo utiliza la técnica predictiva de análisis de aceite en sus motores para dar un tiempo remanente de vida. Esto quiere decir que se utiliza solo la experticia técnica y un reporte de análisis de aceite, para tomar la decisión de cuándo debe ser cambiado el motor. Por lo que se implementa un soporte tecnológico al actual proceso de monitoreo de condiciones que apoye a los técnicos de monitoreo a priorizar que equipo debe ser revisado primero, entregar un indicador cuantitativo de vida remanente o RUL de un motor diésel que adiciona variables de presión y temperatura a la ecuación para la toma de decisiones.

El conocimiento de la posición de un determinado objeto o usuario hoy en día resuelve infinidad de necesidades y permite el desarrollo nuevas herramientas tecnológicas en el mercado laboral. Desde desarrollar un automóvil que se pueda conducir de manera autónoma, o el monitoreo del posicionamiento de un submarino, hasta incluso en los deportes, es de utilidad el conocimiento y monitoreo de la posición en tiempo real. Esto citado en “Diseño de aplicativo de monitoreo en tiempo real de personal técnico en planta, utilizando sistema GPS e interfaz gráfica de usuario “ (1)

A nivel global y en nuestro país, cada vez más empresas están adoptando enfoques inteligentes en sus procesos de producción, operaciones y distribución. Este enfoque les permite lograr mayor productividad, eficiencia y tomar decisiones más acertadas, así como corregir errores de manera oportuna, entre otros beneficios. A este fenómeno se le conoce como la industria 4.0 o la cuarta revolución industrial. Para llevar a cabo esta transformación digital, es fundamental utilizar nuevas tecnologías como el Internet de las cosas (IoT), la computación en la nube, la inteligencia artificial (especialmente el aprendizaje automático), la ciberseguridad, el big data, la robótica, la realidad aumentada, entre otras. El IoT desempeña un papel clave en la industria 4.0, ya que no solo permite la conexión a Internet de máquinas y personas en una empresa, sino que también potencia su capacidad para compartir información entre sí. (11)

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En la tesis “Maximizar la disponibilidad de generadores eléctricos mediante la implementación de la gestión por procesos y el mantenimiento predictivo en una empresa de alquiler de generadores eléctricos en Lima, Perú” (4), Concluye lo siguiente: el mantenimiento predictivo como fuente principal de información de los diferentes componentes críticos de los generadores eléctricos van a servir de input a los procesos internos para optimizarlos y proyectar los inventarios mínimos necesarios. El ingreso remoto a los datos en tiempo real que caracteriza a estos dispositivos inteligentes proporcionara el input que generar valor al modelo propuesto

Los Controladores Lógicos Programables (PLC) son dispositivos electrónicos utilizados en la automatización industrial. Permiten controlar y supervisar procesos y maquinarias mediante un programa de control específico. Los PLC recopilan información de sensores y envían señales a actuadores para tomar decisiones en tiempo real. Su programación incluye instrucciones lógicas y funciones de control. Son flexibles y se adaptan a diferentes aplicaciones. Además, se integran con otros sistemas y equipos en la industria. En resumen, los PLC son dispositivos clave para la automatización y control de procesos industriales. (13)

El Internet de las cosas (IoT) se refiere a la conexión de dispositivos cotidianos a través de Internet para que puedan intercambiar información y actuar de manera automatizada. Estos dispositivos inteligentes están equipados con sensores y tecnología de red para recopilar datos y comunicarse entre sí. El IoT se utiliza en hogares inteligentes, ciudades inteligentes, industria, salud y otros campos para mejorar la eficiencia y la calidad de vida. Se basa en tecnologías como sensores, redes de comunicación y análisis de datos para recopilar información y tomar decisiones en tiempo real. (12)

Mayor fiabilidad de los equipos: La mejora en la fiabilidad de las máquinas contribuirá a la producción de piezas con menos errores y defectos, lo que incrementará la calidad del producto final. Consistencia en la producción: Con menos fallas y paradas, la producción se mantendrá más constante, lo que resultará en un producto final más consistente y en menor variabilidad de calidad.

El diseño del sistema de monitoreo permite como ventaja una plataforma donde el sistema sigue una arquitectura de código abierto con lo cual puede lograr almacenar datos de fuentes, como son los sensores. Organizar los datos recopilar para crear datos históricos y a utilizar estos datos para crear un entorno de visualización. Confirman Hernan. (3)

Los servidores en la nube son infraestructuras de almacenamiento y procesamiento de datos accesibles a través de Internet. Permiten a los usuarios almacenar, procesar y acceder a datos y aplicaciones sin necesidad de mantener servidores físicos en sus instalaciones. Ofrecen flexibilidad, escalabilidad y reducción de costos al eliminar la necesidad de mantener una infraestructura local. Los servicios en la nube se dividen en modelos como IaaS, PaaS y SaaS, que brindan diferentes niveles de administración y control sobre los recursos proporcionados. En resumen, los servidores en la nube son una forma eficiente y conveniente de gestionar datos y aplicaciones mediante infraestructuras remotas accesibles a través de Internet. (14)

Según Bryon (9). La presente investigación contiene información recopilada sobre daños o fallas comunes en elementos rotativos que se presentan en la industria ecuatoriana, además de estrategias de mantenimiento preventivo y predictivo, transmisión de información basada en la condición del equipo en tiempo real. En la cual se realiza un sistema de monitorización y alerta temprana para mantenimiento preventivo en elementos rotativos basada en la industria 4.0. con finalidad de reducir el riesgo de un mantenimiento correctivo.

El mantenimiento preventivo permite mejorar los tiempos medios entre fallas de una máquina, sin embargo, presenta una desventaja porque el planteo del mantenimiento es de manera genérica y no personalizada, por ejemplo, el mantenimiento preventivo a los automóviles es en función del kilometraje de recorrido, pero no se toma en cuenta algunos aspectos como la manera de conducir su vehículo cada persona, ya que cada conductor tiene una manera diferente de realizar los cambios del embrague, el control del estado del refrigerante, el aceite, filtros, bujes, discos de embrague, etc.. Estas incertidumbres que presenta el mantenimiento preventivo y con el desarrollo tecnológico e investigación, se desarrolló un nuevo concepto de mantenimiento basado en la condición o estado de la máquina. Este tipo de intervención se conoce como mantenimiento predictivo, y viene a suponer toda una revolución dada su filosofía de anticipación a la avería por medio del conocimiento del comportamiento de la máquina y de cómo debería comportarse, conociendo de este modo previamente qué elemento puede fallar y cuándo. Así se puede programar una intervención sin afectar al proceso productivo, con las consiguientes optimizaciones en costes de producción, mano de obra y repuestos. Se evitan de este modo grandes y costosas averías agilizando las intervenciones. Las paradas de planta por el deterioro de los rodamientos eran un problema para la Gerencia de la empresa, ya que cuenta con numerosos motores eléctricos de hasta 50HP, como: ventiladores, inyectores de aire, rodillos cilíndricos de media tonelada. Todos los motores operando durante las 24hrs al igual que los rodillos de 10 toneladas por donde pasa la tela, en cuyos extremos se encuentran las chumaceras y rodamientos que actúan como soporte. (2)

La implementación de una arquitectura IIoT permite no solamente el monitoreo remoto de un proceso industrial, también ofrece el acceso a los datos y el análisis de forma más rápida y automática, agilizando la aplicación de cambios y mejoras en los procesos de manera remota. También permite dar un seguimiento a los planes de producción, detectar desviaciones, realizar control de calidad y, en definitiva, generar un entorno en el que las decisiones basadas en información sean prioritarias. (7)

La implementación de técnicas de mantenimiento y automatización industrial en la modalidad y medida que sea requerido, de acuerdo con el cumplimiento de la normatividad de seguridad industrial y sus regulaciones, a las problemáticas de una planta de producción de cableado a partir de soluciones que permitan mejorar la productividad. Esto citado por Bryan. (10)

Los indicadores de producción son métricas utilizadas para evaluar la eficiencia y el rendimiento de los procesos de producción en una empresa. Algunos de los indicadores comunes incluyen la productividad, eficiencia, calidad, tiempo de ciclo, costo de producción y OEE. Estos indicadores proporcionan información cuantitativa sobre la cantidad, calidad y uso eficiente de los recursos en la producción. Seleccionar los indicadores adecuados es importante para medir el desempeño y tomar decisiones informadas para mejorar los procesos de producción. (15)

En las industrias y empresas peruanas se recomienda empezar con la implementación de softwares relacionadas con la Inteligencia Artificial, ya que esto permitirá reducir costos y aumentar la producción usando menos mano de obra. Los constantes desarrollos en Big Data, la comunicación de máquina a máquina y la tecnología en la nube han abierto nuevas posibilidades para investigar la información derivada de los activos industriales. Es viable el monitoreo en tiempo real, gracias a los sensores, actuadores y otros parámetros de control. Esto citado en “Estado del arte de la inteligencia artificial y su aplicación en el mantenimiento “. (2)

Disminución de paradas imprevistas: Al predecir y detectar fallas antes de que ocurran, el taller podrá minimizar las paradas no programadas de las máquinas CNC, lo que aumentará la disponibilidad de los equipos. Mayor continuidad en la producción: El monitoreo proactivo permitirá que las máquinas sigan funcionando de manera continua sin interrupciones inesperadas, lo que aumentará la capacidad de producción.

Según Patricia. (8) Dicha herramienta está operando todo el día y permite monitorizar y mostrar a sus usuarios en tiempo real el estado de su actividad industrial en cada zona y máquina del taller. Además, a través de su formato y colores fácilmente asociables, los usuarios son capaces de interpretar rápidamente todas las situaciones dadas en el taller.

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