pág. 4759
OPTIMIZACION DEL PLAN DE
MANTENIMIENTO PREVENTIVO PARA
EQUIPOS DE MECANIZADO POR ARRANQUE
DE VIRUTA MEDIANTE ANALISIS DE
FIABILIDAD Y COSTOS
OPTIMIZATION OF THE PREVENTIVE MAINTENANCE
PLAN FOR MACHINING EQUIPMENT BY CHIP REMOVAL
THROUGH RELIABILITY AND COSTS ANALYSIS
Luis Alberto Pulido de León
Instituto Tecnológico de Matamoros, México
Irma Leticia García Treviño
Instituto Tecnológico de Matamoros, México
Miguel Angel Medina Álvarez
Instituto Tecnológico de Matamoros, México
Flor De Los Santos Méndez
Instituto Tecnológico de Matamoros, México
pág. 4760
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i5.13929
Optimizacion del Plan de Mantenimiento Preventivo para
Equipos de Mecanizado por Arranque de Viruta Mediante Analisis de
Fiabilidad y Costos
Luis Alberto Pulido de León1
lpulido1789@itmatamoros.edu.mx
https://orcid.org/0009-0007-3774-0271
Instituto Tecnologico de Matamoros
México
Irma Leticia Garcia Treviño
irma.gt@matamoros.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0003-2631-0499
Instituto Tecnologico de Matamoros
Mexico
Miguel Angel Medina Alvarez
miguel.ma@matamoros.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-4526-5032
Insituto Tecnologico de Matamoros
México
Flor De Los Santos Mendez
flor.dsm@matamoros.tecnm.mx
Insituto Tecnologico de Matamoros
México
RESUMEN
El articulo se centra en la optimizacion del mantenimiento preventivo en equipos de mecanizado por
arranque de viruta, destacando la importancia de un enfoque basado en el analisis detallado de la
fiabilidad y los costos asociados. Este tipo de mantenimiento busca prever y mitigar posibles fallos
antes de que ocurran, permitiendo a las empresas operar de manera mas eficiente y con menos
interrupciones inesperadas. A traves del uso de modelos matematicos, el estudio examina como la
frecuencia de las intervenciones de mantenimiento influye en la fiabilidad de los equipos y en los costos
operativos, con el objetivo de maximizar la vida util de los activos. En este sentido, la investigacion
revela que un mantenimiento planificado de manera optima no solo prolonga la duracion de los equipos,
sino que tambien contribuye significativamente a la reduccion de gastos innecesarios. El articulo
tambien subraya que, al adoptar estrategias de mantenimiento mas eficientes, las empresas pueden
reducir considerablemente el riesgo de fallos inesperados, lo que resulta en un aumento de la eficiencia
operativa. Este enfoque no solo mejora la productividad, sino que tambien asegura la sostenibilidad a
largo plazo de los equipos industriales, lo cual es crucial para mantenerse competitivo en el mercado
actual. Ademas, el estudio sugiere que la integracion de tecnologias avanzadas, como el analisis de
datos en tiempo real y el uso de sensores inteligentes, puede mejorar la planificacion y ejecucion de las
intervenciones preventivas. Esto permite a las empresas no solo optimizar el rendimiento de sus activos,
sino que tambien adaptarse a las demandas cambiantes de un mercado en constante evolucion,
manteniendo asi la ventaja competitiva.
Palabras clave: mantenimiento, preventivo, fiabilidad, costos, optimizacion
1
Autor principal
Correspondencia: lpulido1789@itmatamoros.edu.mx
pág. 4761
Optimization of the Preventive Maintenance Plan for Machining
Equipment by Chip Removal Through Reliability and Costs Analysis
ABSTRACT
The article focuses on the optimization of preventive maintenance in machining equipment with chip
removal, highlighting the importance of an approach based on a detailed analysis of reliability and
associated costs. This type of maintenance aims to foresee and mitigate potential failures before they
occur, allowing companies to operate more efficiently and with fewer unexpected interruptions.
Thtough the use of mathematical models, the study examines how the frequency of maintenance
interventions influences the reliability of the equipment and operating costs, with the goal of
maximizing the useful life of the assets. In this sense, the research reveals that optimally planned
maintenance not only extends the lifespan of equipment bus also significantly contributes to reducing
unnecessary expenses. The articule also emphasizes that by adopting more efficient maintenance
strategies, companies can significantly reduce the risk of unexpected failures, which results in increased
operational efficiency. This approach not only improves productivity but also ensures the long-term
sustainability of industrial equipment, which is crucial for remaining competitive in today´s market.
Furthermore, the study suggests that the integration of advanced technologies, such as real-time data
analysis and the use of smart sensors, can enhance the planning and excution of preventive
interventions. This allows companies not only to optimize the performance of their assets but also to
adapt to the changing demands of an ever-evolving market, thus maintaining a competitive advantage.
Keywords: maintenance, preventive, reliability, costs, optimization
Artículo recibido 08 agosto 2024
Aceptado para publicación: 10 septiembre 2024
pág. 4762
INTRODUCCIÓN
El mantenimiento preventivo es una estrategia que busca prevenir fallos en los equipos mediante
intervenciones programadas. Sin embargo, la frecuencia y el costo de estas intervenciones deben
optimizarse para evitar gastos innecesarios. Este estudio se centra en equipos de mecanizado por
arranque de viruta, donde la fiabilidad y el costo son factores criticos.
El mantenimiento es el conjunto de acciones tecnicas y administrativas realizadas para conservar o
restablecer un equipo en un estado en el que pueda cumplir su funcion requerida. Smith y Hinchcliffe
(2003) definen el mantenimiento como una funcion critica en la gestion de activos, enfocandose en la
prevencion de fallos y la prolongacion de la vida util de los equipos. Moubray (1997) lo describe como
un proceso sistematico para asegurar que los activos continuen desempeñando las funciones deseadas.
Kelly (2006) enfatiza la importancia del mantenimiento en la reduccion de costos operativos y el
aumento de la eficiencia.
El mantenimiento preventivo se define como el conjunto de actividades programadas de inspeccion,
deteccion y correccion de fallas incipientes, con el objetivo de prevenir averias y garantizar el
funcionamiento optimo de los equipos (Palmet Bechara & Vergara Guerra, 2008).
El mantenimiento correctivo se realiza despues de que un equipo ha fallado o se ha deteriorado. Este
tipo de mantenimiento se enfoca en la reparacion o reemplazo de los componentes dañados (Valencia,
2020).
El mecanizado por arranque de viruta es un proceso de mecanizado que consiste en separar material de
una pieza mediante herrmientas con filos perfectamente definidos. Este proceso es ampliamente
utilizado en la industria debido a su capacidad para producir piezas con precision y acabados excelentes
(Amestoy, 2006).
Un plan de mantenimiento preventivo es un tipo de cronograma o agenda que define una ruta de
ejecucion de mantenimiento para los activos de una empresa (Zambelli, 2023). Su objetio es actuar de
forma programada para prolongar el estado de conservacion de la maquinaria y garantizar su correcto
funcionamiento preservando la salud de las personas que los utilizan.
El mantenimiento es el conjunto de actividades que intentan compensar la degradacion cuasada por el
tiempo y el uso de un equipo o instalacion. Su objetivo es garantizar el funcionamiento continuo y
pág. 4763
eficiente de la maquinaria, los equipos y otros tipos de activos utilizados habitualmente en las empresas
(Organizadores Graficos, 2022).
La optimizacion del mantenimiento preventivo es una estrategia que busca prevenir fallos en los equipos
mediante intervenciones programadas, Sin embargo, la frecuencia y el costo de estas intervenciones
deben optimizarse para evitar gastos innecesarios. Este estudio se centra en equipos de mecanizado por
arranque de viruta, donde la fiabilidad y el costo son factores importantes.
La optimizacion del mantenimiento preventivo es un tema crucial en la gestion de equipos industriales,
especialmente en el contexto del mecanizado por arranque de viruta. Este tipo de mantenimiento busca
prevenir fallos y maximizar la vida util de los equipos, asegurando asi la eficiencia operativa y
reduciendo costos a largo plazo (Control técnica, 2024). El mantenimiento preventivo implica la
realización de actividades planificadas, como inspecciones regulares, limpiezas y reemplazos
programados de componentes, con el objetivo de evitar fallos inesperados.
Además, al anticiparse a posibles problemas, las empresas pueden evitar costosas interrupciones en la
producción, garantizando un funcionamiento óptimo de sus activos.
En un entorno industrial donde la competitividad es alta, implementar un programa de mantenimiento
preventivo efectivo se convierte en una necesidad estratégica para cualquier empresa que desee
mantener sus operaciones sin interrupciones (C. Rodríguez & C. Rodríguez, 2023). Este enfoque
proactivo no solo ayuda a mantener la maquinaria en optimas condiciones, sino que también reduce el
tiempo de inactividad, optimiza el rendimiento y prolonga la vida útil de los equipos.
En el contexto actual, las tendencias tecnológicas están transformando el mantenimiento preventivo,
integrando herramienta como inteligencia artificial y los sistemas de monitoreo automatizado para
mejorar la eficiencia y la toma de decisiones (Evsa Group, 2024). Estas tecnologías permiten predecir
fallos antes de que ocurran, optimizar la programación de mantenimiento y mejorar la planificación de
recursos, lo que resulta en una mayor eficiencia operativa y una reducción de costos. La digitalización
y el uso de datos en tiempo real son clave para mantenerse competitivo en un mercado en constante
evolución.
El mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) es otra estrategia que está ganando popularidad,
ya que prioriza y optimiza los activos más importantes, utilizando la automatización para reemplazar
pág. 4764
tareas costosas e interviniendo solo cuando es necesario (IBM, 2023). Este enfoque permite a las
empresas alcanzar sus objetivos de sostenibilidad y eficiencia, evitando la necesidad de reemplazos
prematuros de activos y reduciendo el impacto ambiental. La implementación exitosa de un programa
de RCM puede evitar interrupciones costosas en la producción, lo que conduce a beneficios
significativos para las empresas.
A pesar de los beneficios evidentes, las empresas enfrentan desafíos en la implementación de programas
de mantenimiento preventivo, como la falta de personal calificado y la necesidad de capacitación
continua en nuevas tecnologías. Para superar estos obstáculos, es fundamental desarrollar estrategias de
reclutamiento efectivas y programas de formación que garanticen que el personal este debidamente
cualificado y actualizado en las últimas técnicas de mantenimiento. Además, la inversión en tecnologías
emergentes y la adopción de prácticas innovadoras son esenciales para mejorar la gestión del
mantenimiento y asegurar la competitividad a largo plazo (Arribas, 2024).
El mantenimiento preventivo aporta varios beneficios específicos a la vida útil de los equipos:
1. Extensión de la vida útil: Al realizar intervenciones programadas, se previenen fallos prematuros,
lo que prolonga la vida útil de los equipos.
2. Reducción de fallos: Mantener los equipos en condiciones óptimas disminuye la probabilidad de
fallos inesperados, lo que mejora la fiabilidad general.
3. Optimización de costos: Aunque el mantenimiento preventivo tiene un costo inicial, a largo plazo
reduce los gastos asociados con reparaciones de emergencia y tiempo de inactividad.
4. Mejora el rendimiento: Equipos bien mantenidos funciona de manera más eficiente, lo que puede
aumentar la productividad y la calidad del producto final.
5. Planificación eficiente: Permite a las empresas planificar mejor sus recursos y operaciones, evitando
interrupciones inesperadas.
El mantenimiento preventivo es un factor clave que influye directamente en la eficiencia, calidad, costos
y seguridad del mecanizado por arranque de viruta, lo que demuestra su relevancia en el contexto
industrial.
El mecanizado por arranque de viruta es un proceso fundamental en la fabricación industrial que implica
la eliminación de material de una pieza en bruto para darle la forma deseada. Este proceso se realiza
pág. 4765
mediante herramientas de corte con filos bien definidos, que permiten separar pequeñas partículas de
material, conocidas como virutas. Los puntos más importantes del mecanizado por arranque de viruta
son:
1. Definición y proceso: El mecanizado por arranque de viruta consiste en eliminar trozos de material
de una pieza fabricada previamente, utilizando herramientas que cortan el material. Este proceso
genera un desperdicio en forma de viruta, de ahí su nombre (Kuzu, S.L., 2023).
2. Tipos de procesos: Existen varios procesos dentro del mecanizado por arranque de viruta que se
pueden clasificar en:
▪ Desbaste: Se elimina una gran cantidad de material con menor precisión, acercándose a las
dimensiones finales de la pieza de manera rápida.
▪ Acabado: Se realiza la eliminación de poco material con alta precisión, buscando un acabado
superficial optimo.
▪ Rectificando o superacabado: Se utiliza para obtener medidas muy precisas y un excelente
acabado superficial (Campus, 2022).
3. Herramientas utilizadas: Las herramientas de corte pueden ser de diferentes tipos, incluyendo
fresadoras tornos y brochas, cada una diseñada para realizar cortes específicos en diferentes tipos
de materiales (Umesal 2020).
4. Aplicaciones: Este tipo de mecanizado es ampliamente utilizado en la fabricación de piezas para
diversas industrias, incluyendo la automotriz, aeronáutica y de electrodomésticos, donde se requiere
alta precisión y calidad en los acabados (Planes, 2023).
5. Ventajas y desventajas: Entre las ventajas se encuentran la alta precisión dimensional y la
posibilidad de obtener acabados superficiales excelentes. Sin embargo, también presenta
desventajas, como la limitación física en la cantidad de material que se puede eliminar en una sola
operación (Slu, 2023).
Las principales herramientas utilizadas en el mecanizado por arranque de viruta son:
▪ Fresas: Estas herramientas rotativas se utilizan para realizar cortes en diversas direcciones y son
esenciales en el proceso de fresado. Pueden tener varios filos y se utilizan para dar forma a la pieza
o para realizar cortes en superficies planas y contornos complejos (Seo, 2023).
pág. 4766
▪ Brocas: Utilizadas principalmente en el proceso de taladrado, las brocas permiten realizar agujeros
en las piezas. Existen diferentes tipos de brocas, como las de punta, helicoidales y de palas, cada
una diseñada para aplicaciones específicas.
▪ Cuchillas: Estas herramientas se utilizan en procesos como el torneado y el limado. Las cuchillas
están diseñadas para cortar con precisión y son fundamentales en la eliminación de material en
forma de viruta (Kuzu, S.L., 2023).
▪ Limas: Aunque son herramientas manuales, las limas se utilizan para realizar ajustes finos y
acabados en las piezas. Varia en tamaño y forma, dependiendo del tipo de acabado requerido (JRC,
2021).
▪ Tornos: Aunque no son herramientas de corte en sí, los tornos son maquinas que sostienen la pieza
mientras una herramienta de corte, como un buril, gira alrededor de ella para eliminar material. Este
proceso es esencial en la fabricación de piezas cilíndricas.
▪ Rectificadoras: Utilizadas para el rectificado, estas máquinas emplean ruedas abrasivas para obtener
acabados de alta precisión en las superficies de las piezas.
El mecanizado por arranque de viruta se utiliza para fabricar una amplia variedad de piezas en diversas
industrias. Algunas de las piezas más comunes que se producen mediante este proceso incluyen:
▪ Tornillos: Elementos de fijación que requieren alta precisión en sus dimensiones y roscas, siendo
fundamentales en casi todas las aplicaciones industriales.
▪ Ejes: Componentes que transmiten movimiento y potencia en maquinaria, donde la precisión y la
resistencia son cruciales.
▪ Bridas: Piezas utilizadas para unir tuberías o componentes en sistemas de transporte de fluidos, que
deben cumplir con especificaciones dimensionales estrictas.
▪ Bujes: Elementos de soporte que permiten el movimiento rotativo de ejes y otros componentes,
donde se requiere un ajuste preciso para evitar el desgaste prematuro.
▪ Engranajes: Piezas que transmiten fuerza y movimiento entre ejes, donde la precisión en
mecanizado es esencial para el correcto funcionamiento.
pág. 4767
El mecanizado por arranque de viruta se utiliza ampliamente en diversas industrias debido a su
versatilidad y capacidad para producir piezas con alta precisión y acabado. Algunas de las principales
industrias que emplean este proceso son:
▪ Industria automotriz: Se utiliza para fabricar componentes como ejes, cigüeñales, culatas de motor,
discos de freno, etc.
▪ Industria maquinaria: Fabricación de herramientas, moldes, troqueles y piezas de maquinaria
industrial en general.
▪ Industria electrónica: Componentes electrónicos, conectores y piezas de precisión para dispositivos
electrónicos.
▪ Industria medica: Implantes, prótesis y dispositivos médicos que requieren alta precisión y acabado.
▪ Industria energética: Componentes para turbinas eólicas, bombas, compresores y otras maquinas
utilizadas en la generación y distribución de energía.
▪ Industria aeroespacial: Piezas de aviones y cohetes como cajas de engranajes, discos de turbinas y
componentes estructurales se producen mediante mecanizado por arranque de viruta.
▪ Industria de electrodomésticos: Piezas para lavadoras, refrigeradores, cocinas, etc.
▪ Industria de defensa: Armas, vehículos blindados y otros equipos militares.
La tecnología desempeña un papel crucial en la optimización del mantenimiento preventivo,
transformando la forma en que las empresas gestionan sus activos y garantizan la fiabilidad de sus
equipos. A continuación, se describen los aspectos más relevantes sobre como la tecnología impacta en
este ámbito:
Monitoreo y análisis en tiempo real
La implementación de tecnologías como el internet industrial de las cosas (lloT) permite la instalación
de sensores en equipos que recopilan datos sobre su rendimiento en tiempo real. Esto incluye variables
como temperatura, vibración, presión y otros indicadores críticos. Al analizar estos datos, las empresas
pueden identificar patrones y tendencias que indican el estado de salud del equipo, lo que facilita la
planificación del mantenimiento preventivo antes de que ocurran fallos.
pág. 4768
Mantenimiento predictivo
La tecnología ha permitido el avance hacia el mantenimiento predictivo, que va mas allá del
mantenimiento preventivo tradicional. Utilizando algoritmos y técnicas de inteligencia artificial, es
posible predecir cuando es probable que ocurra un fallo basándose en datos históricos y condiciones
actuales. Esto permite a las empresas programar intervenciones especificas en momentos óptimos,
minimizando el tiempo de inactividad y los costos asociados a reparaciones no planificadas.
Automatización de procesos
Las soluciones tecnológicas automatizan muchas tareas relacionadas con el mantenimiento. Por
ejemplo, los sistemas de gestión de mantenimiento computarizado (CMMS) permiten generar ordenes
de trabajo automáticamente basadas en los datos recopilados por los sensores. Esto no solo ahorra
tiempo, sino que también reduce errores humanos y mejora la eficiencia operativa.
Diagnóstico remoto
La capacidad de realizar diagnósticos a distancia es otra ventaja significativa que ofrece la tecnología.
Los técnicos pueden acceder a datos sobre el estado del equipo desde cualquier lugar, lo que les permite
diagnosticas problemas rápidamente sin necesidad de desplazamientos físicos. Esto mejora los tiempos
de respuesta y permite a los técnicos gestionas más ordenes de servicio al día.
Optimización de recursos
La tecnología también ayuda a optimizar la planificación y asignación de recursos para el
mantenimiento. Al tener acceso a información precisa sobre el estado del equipo y las necesidades de
mantenimiento, las empresas pueden programar mejor los desplazamientos de los técnicos, la provisión
de piezas y materiales, y minimizar el tiempo ocioso tanto del personal como del equipo.
El objetivo principal de este artículo es desarrollar un enfoque sistemático para optimizar el plan de
mantenimiento preventivo de los equipos de mecanizado por arranque de viruta, utilizando análisis de
fiabilidad y costos. Se busca identificar las mejores prácticas y estrategias que permitan maximizar la
disponibilidad y eficiencia de los equipos, reducir costos operativos y mejorar la calidad del producto
final. A través de la recopilación y análisis de datos relevantes, se pretende establecer un modelo que
permita a las empresas del sector manufacturero implementar un mantenimiento más efectivo y
proactivo, alineado con las necesidades específicas de sus operaciones.
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METODOLOGÍA
Este estudio adoptara un enfoque cuantitativo y descriptivo, con el objetivo de analizar la relacion entre
el costo de mantenimiento y la fiabilidad de los equipos de mecanizado por arranque de viruta como lo
son el torno, rectificadora, fresadora y taladradora. Se llevara a cabo un analisis de los datos historicos
de manteniento, asi como simulaciones para evaluar diferentes escenarios de costos y fiabilidad.
La poblacion del estudio estara compuesta por equipos de mecanizado utilizados en la planta de
manufactura. Se seleccionara una muestra representativa de al menos cuatro tipos de equipos: un torno,
una rectificadora, una fresadora y una taladradora. Se recopilaran datos sobre su rendimiento, costos de
mantenimiento y registros de fallos durante un periodo de un año.
Los datos se recopilaran a traves de los siguientes metodos:
▪ Registros Historicos: Se revisaran los registros de mantenimiento preventivo y correctivo, asi como
los informes de fallos y tiempos de inactividad de los equipos.
▪ Encuestas: Se diseñaran encuestas estructuradas para ser aplicadas a los operadores y tecnicos de
mantenimiento, con el fin de obtener informacion sobre las practicas de mantenimiento y su
percepcion sobre la fiabilidad de los equipos.
Analisis de Datos
El analisis de datos se realizara en varias etapas:
Calculo de la tasa de fallo (): Se calculara la tasa de fallos para cada equipo utilizando la formula:
donde
es el numero de fallos y es el tiempo total de operación en horas.
Calculo de fiabilidad : Se calculara la fiabilidad del equipo a diferentes intervalos de tiempo
utilizando la funcion de fiabilidad:
Calculo de costos de mantenimiento : Se calculara los costos totales de mantenimiento utilizando
la formula:
donde es el costo de mantenimiento preventivo, es el costo de mantenimiento correctivo y
es el costo asociado a fallos.
pág. 4770
Simulaciones: Se realizaran simulaciones para evaluar diferentes escenarios de costos de
mantenimiento preventivo y su impacto en la fiabilidad y costos totales.
Los resultados obtenidos se interpretaran en funcion de la relacion entre el costo de mantenimiento y
fiabilidad de los equipos. Se analizara como las inversiones en mantenimiento preventivo pueden influir
en la reduccion de fallos y costos asociados, proporcionando recomendaciones para la optimizacion del
plan de mantenimiento.
Se garantizara la confidencialidad de la informacion recopilada y se obtendra el consentimiento
informado de los participantes en las encuestas. Los datos se utilizaran exclusivamente para fines de
investigacion.
Se reconoceran las limitaciones del estudio, como la posibilidad de que los datos historicos no reflejen
completamente el rendimiento actual de los equipos y la variabilidad en las practicas de mantenimiento
entre diferentes operadores.
Escenario 1:
Estamos analizando un torno utilizado en una planta de manufactura. Queremos entender como los
costos de mantenimiento preventivo y correctivo afectan la fiabilidad del torno a lo largo de un periodo
de operación en un año.
▪ Tiempo total de operación : 1 año (aproximadamente 8,760 horas).
▪ Numero de fallos : 5 fallos esperados durante el año.
▪ Costo por fallo : $2,000 (incluye tiempo de inactividad y reparaciones).
▪ Costo de mantenimiento preventivo : $5,000 (anual).
▪ Costo de mantenimiento correctivo : Se calculara en funcion de los fallos.
▪ Tasa de fallo : Se calculara como
1. Calculo de la tasa de fallo ():
2. Calculo de la fiabilidad del torno :
La fiabilidad se puede calcular para diferentes intervalos de tiempo. Por ejemplo, para horas:
pág. 4771
Esto quiere decir que hay aproximadamente un 56.6% de probabilidad de que el torno funcione sin
fallos durante las primeras 1,000 horas.
3. Calculo del costo asociado a fallos :
4. Calculo del costo total de mantenimiento :
Asumiendo que no hay costos adicionales de mantenimiento correctivo (ya que todos los fallos son
cubiertos por el costo de fallos):
Ahora, podemos simular como varian los costos y la fiabilidad al modificar la frecuencia del
mantenimiento preventivo.
Simulacion 1:
Supongamos que decidimos aumentar el costo de mantenimiento preventivo a $10,000 para ver como
afecta la fiabilidad y los costos totales.
1. Nuevo costo de mantenimiento preventivo = $10,000
2. Calculo del costo total de mantenimiento :
3. Reevaluacion de la fiabilidad: Si el aumento del mantenimiento preventivo reduce la tasa de fallos
a 3 fallos por año:
Ahora, la fiabiliadad durante las primeras 1,000 horas es aproximadamente del 71.2%
Escenario 2:
Vamos analizar una fresadora utililzada en la misma planta manufacturera. Queremos entender como
los costos de mantenimiento preventivo y correctivo afectan la fiabilidad de la fresadora a lo largo de
pág. 4772
un periodo de operación de un año.
▪ Tiempo total de operación : 1 año (aproximadamente 8,760 horas).
▪ Numero de fallos
: 6 fallos esperados durante el año.
▪ Costo por fallo : $2,500 (incluye tiempo de inactividad y reparaciones).
▪ Costo de mantenimiento preventivo : $7,000 (anual).
▪ Costo de mantenimiento correctivo : Se calculara en funcion de los fallos.
1. Calculo de la Tasa de fallo
2. Calculo de la fiabiliadad de la fresadora :
Para
Esto significa que hay aproximadamente un 50.3% de probabilidad de que la fresadora funcione sin
fallos durante las primeras 1,000 horas.
3. Calculo del costo asociado a fallos :
4. Calculo del costo total de mantenimiento :
Asumiendo que no hay costos adicionales de mantenimiento correctivo:
Simulacion 2:
Supongamos que decidimos aumentar el costo de mantenimiento preventivo a $10,000 para ver como
afecta la fiabilidad y los costos totales.
1. Nuevo costo de mantenimiento preventivo : $10,000
2. Calculo del costo total de mantenimiento ):
3. Reevaluacion de la fiabilidad: Si el aumento del mantenimiento preventivo reduce la tasa de fallos
a 4 fallos por año:
pág. 4773
Ahora, la fiabilidad durante las primeras 1,000 horas es aproximadamente del 63.4%.
Esenario 3:
Ahora analizamos una taladradora utilizada en la misma planta manufacturera. Queremos entender
como los costos de mantenimiento preventivo y correctivo afectan la fiabilidad de la taladradora a lo
largo de un periodo de operación de un año.
▪ Tiempo total de operación : 1 año (aproximadamente 8,760 horas).
▪ Numero de fallos
: 10 fallos esperados durante el año.
▪ Costo por fallo : $1,800 (incluye tiempo de inactividad y reparaciones).
▪ Costo de mantenimiento preventivo : $5,500 (anual).
▪ Costo de mantenimiento correctivo : Se calculara en funcion de los fallos.
1. Calculo de la tasa de fallo (:
2. Calculo de la fiabilidad de la taladradora :
Para
Esto significa que hay aproximadamente un 31.9% de probabilidad de que la taladradora funcione sin
fallos durante las primeras 1,000 horas.
3. Calculo del costo asociado a fallos :
4. Calculo del costo total de mantenimiento :
Asumiendo que no hay costos adicionales de mantenimiento correctivo:
pág. 4774
Simulacion 3:
Supongamos que decidimos aumentar el costo de mantenimiento preventivo para ver como afecta la
fiabilidad y los costos totales.
1. Nuevo costo de mantenimiento preventivo : $8,000
2. Calculo del costo total de mantenimiento :
3. Reevaluacion de la fiabilidad: Si el aumento del mantenimiento preventivo reduce la tasa de fallos
a 6 fallos por año:
Ahora, la fiabilidad durante las primeras 1,000 horas es aproximadamente del 50.3%.
Escenario 4:
En esta ocasión estamos analizando una rectificadora utilizada en la misma planta de manufactura.
Queremos entender como los costos de mantenimiento preventivo y correctivo afectan la fiabilidad de
la rectificadora a lo largo de un periodo de operación de un año.
▪ Tiempo total de operación : 1 año (aproximadamente 8,760 horas).
▪ Numero de fallos
: 4 fallos esperados durante el año.
▪ Costo por fallo : $4,000 (incluye tiempo de inactividad y reparaciones).
▪ Costo de mantenimiento preventivo : $6,000 (anual).
▪ Costo de mantenimiento correctivo : Se calculara en funcion de los fallos.
1. Calculo de la tasa de fallo (:
2. Calculo de la fiabilidad de la rectificadora :
Para
pág. 4775
Esto significa que hay aproximadamente un 63.3% de probabilidad de que la rectificadora funcione sin
fallos durante las primeras 1,000 horas.
3. Calculo del costo asociado a fallos :
4. Calculo del costo total de mantenimiento :
Asumiendo que no hay costos adicionales de mantenimiento correctivo:
Simulacion 4:
Supongamos que decidimos aumentar el costo de mantenimiento preventivo en $9,000 para ver como
afecta la fiabilidad y los costos totales.
1. Nuevo costo de mantenimiento preventivo : $9,000
2. Calculo del costo total de mantenimiento :
3. Reevaluacion de la fiabilidad: Si el aumento del mantenimiento preventivo reduce la tasa de fallos
a 2 fallos por año:
Ahora, la fiabilidad durante las primeras 1,000 horas es aproximadamente del 79.6%.
RESULTADOS
Escenario 1 (Torno)
Costo total de mantenimiento: $15,000
Fiabilidad (1,000 horas): 56.6%
Simulacion 1 (Torno)
Costo total de mantenimiento: $20,000
Fiabilidad (1,000 horas): 71.2%
pág. 4776
El torno cuenta con un costo total de mantenimiento de $15,000, y una fiabilidad del 56.6% durante las
primeras 1,000 horas de operación. Esto quiere decir que tiene aproximadamente un 57% de
probabilidad de que la maquina pueda operar sin fallos en ese periodo de tiempo.
La inversion en mantenimiento preventivo puede influir en la fiabilidad del equipo y, a su vez, en los
costos totales de mantenimiento. Aunque el costo total de mantenimiento aumento en la simulacion, la
mejora en la fiabilidad puede justificar la inversion, ya que reduce el riesgo de fallos y costos asociados.
Escenario 2 (Fresadora)
Costo total de mantenimiento: $22,000
Fiabilidad (1,000 horas): 50.3%
Simulacion 2 (Fresadora)
Costo total de mantenimiento: $25,000
Fiabilidad (1,000 horas): 63.4%
La fresadora presenta un costo total de mantenimiento de $22,000, con una fiabilidad del 50.3% durante
las primeras 1,000 horas de operación. Esto indica que hay aproximadamente un 50% de probabilidad
de que la maquina funcione sin fallos en ese periodo. Este nivel de fiabilidad puede resultar en costos
adicionales debido a interrupciones inesperadas en la produccion y reparaciones no planificadas.
En la simulacion al aumentar el costo de mantenimiento preventivo a $10,000, el costo total de
mantenimiento incrementa a $25,000. Sin embargo, la fiabilidad mejora significativamente al 63.4%.
Este aumento en la fiabilidad sugiere que las inversiones en mantenimiento preventivo pueden reducir
el riesgo de fallos y mejorar el rendimiento operativo.
Escenario 3 (Taladradora)
Costo total de mantenimiento: $23,500
Fiabilidad (1,000 horas): 31.9%
Simulacion 3 (Taladradora)
Costo total de mantenimiento: $26,000
Fiabilidad (1,000 horas): 50.3%
En la taladradora, el costo total de mantenimiento es de $23,500 con una fiabilidad del 31.9%. Esto
indica que hay menos del 32% de probabilidad de que la taladradora funcione sin fallos durante las
pág. 4777
primeras 1,000 horas. Este bajo nivel de fiabilidad puede resultar en un alto costo indirecto debido a
tiempos de inactividad y reparaciones frecuentes.
Al aumentar el costo del mantenimiento preventivo a $8,000 en la simulacion, el costo total se eleva a
$26,000, pero la fiabilidad mejora notablemente al 50.3%. Este incremento en la fiabilidad sugiere que
una mayor inversion en mantenimiento preventivo puede resultar en menos fallos y una operación mas
continua.
Escenario 4 (Rectificadora)
Costo total de mantenimiento: $22,000
Fiabilidad (1,000 horas): 63.3%
Simulacion 4 (Rectificadora)
Costo toal de mantenimiento: $25,000
Fiabilidad (1,000 horas): 79.6%
Para la rectificadora muestra un costo total de mantenimiento de $22,000 con una fiabilidad del 63.3%.
Esto implica que hay una probabilidad razonable de que el equipo funcione sin fallos durante las
primeras 1,000 horas; sin embargo, aun existe un riesgo considerable.
En la simulacion al aumentar el costo de mantenimiento preventivo a $9,000, el costo total asciende a
$25,000 y la fiabilidad mejora significativamente al 79.6%. Este aumento considerable en la fiabilidad
indica que las inversiones adicionales en mantenimiento preventivo estan efectivamente reduciendo los
riesgos asociados a fallos.
Los resultados obtenidos en estos escenarios y simulaciones reflejan una tendencia clara, invertir mas
en mantenimiento preventivo y generalmente conduce a una mayor fiabilidad del equipo y puede
justificar el aumento en costos totales de mantenimiento. Esto es crucial para las empresas que buscan
optimizar sus operaciones y reducir costos asociados a fallos.
▪ Relacion Costo-Fiabilidad: Los analisis demuestran que existe una relacion inversa entre el numero
esperado de fallos y los costos asociados a ellos cuando se inrementa el gasto en mantenimiento
preventivo.
▪ Decisiones estrategicas: Estos hallazgos proporcionan informacion valiosa para los responsables de
tomar decisiones sobre inversiones en mantenimiento y gestion operativa.
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Este analisis no solo ayuda a entender como optimizar los planes de mantenimiento preventivo para
equipos especificos como fresadoras, taladradoras, torno y rectificadoras, sino que tambien proporciona
un marco para futuras investigaciones sobre como maximizar la eficiencia operativa mediante
estrategias efectivas de gestion del mantenimiento.
CONCLUSIONES
En conclusion los resultados muestran que a medida que se incrementa el costo del mantenimiento
preventivo, tambien mejora la fiabilidad del equipo. Por ejemplo, en el caso de la fresadora, aumentar
el costo del mantenimiento preventivo de $7,000 a $10,000 llevo a un aumento en la fiabilidad del
50.3% al 63.4%. Esto sugiere que las inversiones en mantenimiento preventivo son efectivas para
reducir el numero de fallos.
Aunque el costo total del mantenimiento aumenta con las inversiones en mantenimiento preventivo, los
beneficios derivados de una mayor fiabilidad pueden justificar estos costos adicionales. En el caso de
la taladradora, el aumento del costo de mantenimiento preventivo a $8,000 resulto en una mejora en la
fiabilidad del 31.9% al 50.3%, lo que puede traducirse en menores costos asociados a fallos y menor
interrupciones en la produccion.
Los diferentes tipos de equipos presentan variaciones en su fiabilidad y costos asociados. La
rectificadora mostro una probabilidad del 63.3% de operar sin fallos inicialmente, que mejoro al 79.6%
tras aumentar el mantenimiento preventivo. Esto indica que cada tipo de maquina puede requerir un
enfoque especifico para optimizar su rendimiento y fiabilidad.
Para finalizar, los resutlados obtenidos indican que existe una relacion directa entre el costo del
mantenimiento preventivo y la fiabilidad de los equipos de mecanizado. Invertir en mantenimento
preventivo no solo mejora la probabilidad de funcionamiento sin fallos, sino que tambien puede resultar
en ahorros significativos al reducir interrupciones y costos asociados a fallos. Estas conclusiones
proporcionan un marco valioso para futuras investigaciones y practicas industriales orientedas a
optimizar el rendimiento y la eficiencia operativa de los equipos de mecanizado por arranque de viruta.
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