ML volumen 10 6

Mantenimiento
ISSN 2357-6340
en Latinoamérica
La Revista para la Gestión Confiable de los Activos
Volumen 10 N°6
Noviembre – Diciembre 2018
los mismos autores, aún advirtiendo en la referencia de la figura de los
seis patrones, que el eje vertical “Y” es “probabilidad condicional de
fallo” y el eje horizontal “X” es “edad operacional”, caen en la fatal
omisión de simplificar y referirse en las notas explicativas a
“probabilidad de fallo”

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Contenido

Editorial
El servicio con visión 20/20
Una de las labores que normalmente realizamos los
consultores es realizar investigaciones sobre activos para
ayudar a dirimir situaciones, algunas veces no muy amistosas,
entre compradores de equipos y los fabricantes o sus
representantes. Esta tarea implica en muchos casos la
realización de un buen análisis de causas, análisis de
laboratorio, ensayos de diferentes tipos, cálculos de
confiabilidad y cálculos financieros.
Todas las veces estos estudios muestran que alguna de las
partes debe asumir el valor de lo que se requiera; la
sustitución del activo o parte de este, la reparación y algunos
otros costos. Cuando el tema es de características
importantes es una empresa de seguros con la que se debe
mediar y ellos, dependiendo de los montos facilitan o no el
llegar a un acuerdo.
Todo esto, es mas simple si en primera instancia el
interlocutor es un técnico con vocación de servicio. Es el caso
de Ricardo, gerente de servicios de un dealer en Colombia con
quien me correspondió tratar el problema de mi vehículo
“nuevo” (24.000 km) el cual presentaba un problema de
embrague del cual la marca aún no ha tomado la decisión de
responder a sus muchos clientes que confían en una marca
pero que sus tramites burocráticos no permiten que se
resuelvan los problemas a la velocidad requerida por los
clientes.
Un buen distribuidor (dealer) como este, asumió el problema
que no es suyo, pues sabe que de los clientes bien atendidos
viene de la mano un nuevo cliente, mientras que de uno mal
atendido viene la salida de muchos mas, aunque la marca sea
reconocida.
En este editorial, felicito a este distribuidor, a Ricardo,
Mauricio y Catalina, gerente de servicio, gerente de ventas y
asesora comercial. Quienes muestran que aún existen
personas comprometidas con sus clientes y hasta con su
marca, con quienes rápidamente llegamos a un buen acuerdo
y hoy tengo ese vehículo de la marca en la cual siempre he
confiado, hoy mas por sus representantes que por su equipo
técnico y directivo de planta, quienes solo envían respuestas
evasivas o peor aún no dan respuesta a un vehículo que
presentaba una confiabilidad a 365 días de menos al 12% por
embrague.
Un abrazo!!!
Mantenimiento
en
Latinoamérica
Volumen 10 – N° 6
EDITORIAL Y COLABORADORES
Juan Carlos Orrego Barrera
Luis Felipe Sexto
Elkin Andrés Chacón M.
Zanndy B. Gualdron B.
Jeisson H. García Aguilar
Juliana Sanabria M.
El contenido de la revista no refleja
necesariamente la posición del Editor.
El responsable de los temas, conceptos e
imágenes emitidos en cada artículo es la persona
quien los emite.
VENTAS y SUSCRIPCIONES:
revista@mantenimientoenlatinoamerica.com
Comité Editorial
Juan Carlos Orrego B.
Beatriz Janeth Galeano U.
Tulio Héctor Quintero P.
Carlos Andrés Saucedo.
Maria Isabel Ardila.
Juan Carlos Orrego Barrera
Director

MANTENER VIVA LA ESTRATEGIA DE MANTENIMIENTO
LLAMADO DE TODAS LAS METODOLOGÍAS.
El PMO la forma mas rápida y efectiva
Por:
Cuando se habla de cualquier metodología para estructurar estrategias y
programas de mantenimiento es frecuente encontrar el llamado que hacen ellas
mismas en que deben de mantenerse vidas.
Y no es ni mucho menos una novedad que yo les diga que eso no se hace o por lo
menos no con la frecuencia requerida por la dinámica de las plantas, la falta de
recurso humano o la falta de conocimiento de ese recurso humano.
“Eso del mantenimiento es tan fácil que cualquiera puede dirigir el personal
técnico especializado para que repare los equipos luego de que han fallado,
después de todo, los que saben reparar son los técnicos y no quienes los
coordinan”. Por lo menos, eso dicen muchos de quienes administran empresas,
pero no saben nada de mantenimiento.
Los programas de mantenimiento tienen que ser ajustados cuando cambia de
forma sustancial uno o varios de los aspectos que son importantes para la
empresa de su contexto operacional y mi recomendación siempre ha sido y será,
que se haga una revisión al inicio del año fiscal pues por lo menos cambian los
objetivos o expectativas de ventas y con ello, todo el proceso productivo que las
acompañan.
Una herramienta metodológica que ayuda fácilmente al objetivo de mantener viva
la estrategia de mantenimiento es el PMO, como se verá a continuación.
Juan Carlos Orrego
Barrera.
Ingeniero Mecánico
Esp. Finanzas, prep. y Eval.
Proyectos
Msc Gestión Energética Industrial
Director Mantonline.com
servicio@mantonline.com
Colombia
Si la labor de mantenimiento es generar
beneficio para las organizaciones, ese
beneficio debe de evidenciarse bajo el
lenguaje que entienden las organizaciones.
RENTABIIDAD.
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Para efectos de descubrir la importancia de mantener
actualizado el contexto del negocio y de sus activos, los invito
a revisar el escrito que publicamos en la revista
Mantenimiento en Latinoamérica en el mes de enero del
presente año y con ello saltar rápidamente a ese punto de
mantener viva la estrategia mediante PMO.
Recuerde el lector que PMO invita a ser realizado cuando ya
se tiene en marcha algún proceso de mantenimiento,
estructurado o no, documentado o no, es decir sin partir de
cero, pues lo que se pretende es optimizar y por lo tanto,
encaja perfectamente en
el objetivo definido por
las metodologías que es
mantenerse vivas. Y es
visto como los
encargados de mantenimiento agobiados por las múltiples y
repetidas fallas, los incumplimientos de sus promesas y un día
a día que no deja de traer retos, saltan de metodología en
metodología y hasta compran ideas salidas de sombreros de
magia para poder intentar mejorar su proceso de
mantenimiento.
Un proceso un poco mas detallado es el que se muestra a
continuación y llevado, fase por fase y paso a paso, logra los
beneficios correspondientes para los activos y sistemas de
activos de interés para el negocio. Mientras racionaliza las
tareas de mantenimiento existentes y agrega tareas que
faltan para garantizar la menor cantidad de paradas no
programadas posibles.
El proceso de PMO se divide generalmente en tres fases
distintas y al interior de ellas en pasos, así:
Un PMO bien aplicado y trabajado cada año, generará los tan
esperados procesos dinámicos para el contexto operacional
actual.
Por ello, deseo regresar a la base y recordarles algunas
consideraciones de tan poderosa herramienta, tan poco
valorada por muchos de quienes realizan actividades de
mantenimiento.
El PMO inicia con las tareas de mantenimiento existentes, de
tal forma que se reconozca lo que se está haciendo, ya sea
cobijado por alguna metodología o no. Como se muestra en la
siguiente figura, para continuar hacia adelante con el historial
de fallas del o los equipos bajo análisis y con ello, determinar,
como lo veremos luego, cuáles de ellos son los que más
afectan el negocio, para continuar con un análisis causal de
ellas y definir una política de mantenimiento ajustada a esta
realidad, lo que lleva consigo un proceso de optimización de
las actividades de mantenimiento.
Como el RCM, propone su desarrollo a través de siete
preguntas básicas inmersas en las fases y pasos mostrados
anterior mente y que arrojan como resultado la evaluación de
la táctica de mantenimiento, estas preguntas son:
1. ¿Qué tareas de mantenimiento se llevan a cabo por parte
del personal de mantenimiento y operaciones (recopilación
de tareas)?
2. ¿Cuáles son los modos de falla asociados a una inspección
de la planta (análisis de modos de falla)?
3. ¿Qué funciones se perderían si cada modo de falla se
presentara de forma inesperada (funciones)?
4. ¿Qué pasa cuando ocurre cada falla (efectos de falla)?
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5. ¿En qué forma afecta cada falla (consecuencia de falla)?
6. ¿Qué se debe hacer para predecir o prevenir cada falla
(tareas proactivas y sus intervalos)?
7. ¿Qué se debe hacer si una tarea proactiva no previene la
falla (acciones por omisión)?
Respondiendo a estas preguntas, no como lo desarrollan
algunos, sino entrando en detalle y aportando evidencias de
lo que se tiene o no se tiene, puede encontrar elementos
importantes para mejorar desde su estrategia hasta los
planes y programas de mantenimiento, y con ello alcanzar
objetivos importantes que aportan sustancialmente a la
organización, entre algunos que hemos logrado en diferentes
organizaciones están:
qué, teniendo las competencias correctas puede calcularse
con facilidad. Pues además de proponer mejoras puntuales o
porcentuales en algunos de los aspectos que trata el
mantenimiento, hay que cuantificar lo que se está gastando
hoy, lo que se está obteniendo financieramente con las
acciones pagadas por esas erogaciones, lo que cuesta en un
período prudente después de la aplicación de las mejoras al
igual de lo que se obtiene y lo que se espera de ambos
valores en el plazo estimado antes de la siguiente revisión.
Algo como lo que se muestra en la siguiente figura.
1. Entendimiento del “nuevo negocio” al revisar el contexto
operacional actual
2. Identificación de nuevos objetivos y niveles de metas
3. Reconocimiento de roles y responsabilidades que deben
ser ajustadas
4. Necesidad o exceso de personal para las labores a
necesarias
5. Documentación que falta o que no es necesaria
6. Perdidas en producción debidas a exceso o falta de
mantenimiento
7. Utilización inadecuada de energéticos, insumos y en
general de recursos por estrategias mal definidas
8. Listado de actividades requeridas con su frecuencia de
realización para mejorar el rendimiento de la planta
9. Listado de actividades que deben dejar de ejecutarse para
mejorar eficiencia del personal y disponibilidad de activos
10. Modos de falla mas frecuentes y con mayor impacto que
deben ser atendidos
11. Contratos mal definidos con contratistas o entre áreas de
la empresa que requieren ajuste de los acuerdos de nivel
de servicio
12. Recursos requeridos para atender los activos bajo el
presente contexto operacional
13. Planes de capacitación requeridos por el personal de
mantenimiento para atender el conjunto de activos
actuales y futuros
14. VALOR ECONÓMICO AGREGADO por la implementación
del PMO y por la estrategia actual
Como se observa, son muchos los beneficios que se pueden
obtener, con esta y con las otras metodologías, y al final de la
lista aparece ese beneficio tan esquivo para muchos, pero
Si la labor de mantenimiento es generar beneficio para las
organizaciones, ese beneficio debe de evidenciarse bajo el
lenguaje que entienden las organizaciones. RENTABIIDAD.
Bibliografía:
Moubray , John. Reliability-Centered Maintenance Second
Edition 2nd Edition (1997)
NTC-ISO. COLOMBIANA. 31000. 2011-02-16. Gestión del
riesgo. Principios y directrices.
Pistarelli , Alejandro J . Manual de Mantenimiento. Ingeniería,
Gestión y Organización. 1ª Ed. El Autor Buenos Aires (2010).
Silva y Orrego, Confiabilidad en la practica. 2ª Ed. Barranquilla
(2016).
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8

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LOS PATRONES DE FALLO, LA EDAD Y LA FIABILIDAD
¿QUÉ HA PASADO CON EL LEGADO DE NOWLAN Y HEAP?
Es conocido que uno de los resultados que trascendieron el report publicado en
1978 títulado “Reliability Centered Maintenance”, fue la evidencia de la
existencia de seis patrones de fallos identificados con letras (desde A y hasta F),
por los autores. Estos patrones estaban basados en curvas obtenidas en United
Airlines para componentes de aviones.
Tal resultado, fue descrito por los firmantes F. Stanley Nowlan y Howard F. Heap.
en un report de 495 páginas codificado A066-579 y desde hace tiempo
desclasificado. El report, fue desarrollado institucionalmente por United Airlines y
esponsorizado por la “Office of Assistant Secretary of Defense” de Estados Unidos.
Por:
¿Quién de los apasionados y profesionales del mantenimiento y la confiabilidad,
no ha leído en libros, tanto en inglés como en español, o escuchado en
disertaciones de expertos la mención a los seis patrones de fallos referidos
originalmente en el trabajo de Nowlan y Heap?
Luis Felipe Sexto
Ing. Msc.
Member of European Technical
Committee CEN/TC 319 -
Maintenance
Management Consultant
Radical Management
lsexto@radical-management.com
Cuba-Italia
Lo primero que salta a la vista es la continua
referencia en los comentarios explicativos de
los seis patrones de fallo, al término
‘’probabilidad de fallo”, cuando, en realidad, las
figuras están describiendo el comportamiento
de la “tasa de fallo local.
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Sin embargo, una serie de interpretaciones de múltiples
autores fácilmente consultables llevó a una distorsión de lo
planteado, dando lugar a teorías o meras afirmaciones
carentes de sentido y distantes del resultado obtenido por
Nowlan y Heap, pero repetidas con mucha frecuencia
(provocando una especie de verificación de la teoría
propagandística de Goebbels, donde la repetición genera
creencias y la mente se va adaptando). Pero también es cierto
que “no hay peor ciego que el que no quiere ver”. Invito al
lector a leer detenidamente la literatura del RCM más común
que se divulga y encontrar las afirmaciones sobre los
patrones de fallo y el modo en que se argumentan.
A continuación, una muestra de cuatro de estas frecuentes y
grandilocuentes afirmaciones derivadas de interpretaciones
que usan términos impropios a lo planteado según los
resultados de Nowlan y Heap:
1. “La mayoría de los fallos no son más probables
cuando el equipo envejece”.
2. “la mayoría de los fallos no dependen de la edad”.
3. “La probabilidad de fallo se mantiene constante
para la mayor parte de los fallos.
4. “Cuando se cumple el patrón E, no hay nada que un
reemplazo pueda hacer para reducir la probabilidad
de un fallo”.
3. El patrón D se caracteriza por una “baja
probabilidad de fallo cuando el componente es
nuevo, seguido de un rápido incremento a un nivel
constante”.
4. El patrón E presenta una “probabilidad de fallo
constante en todas las edades (función de
supervivencia exponencial”).
5. El patrón F, presenta “mortalidad infantil, seguido
por un constante o muy bajo incremento de la
probabilidad de fallo (particularmente aplicable en
equipos electrónicos”.
Lo primero que salta a la vista es la continua referencia en los
comentarios explicativos de los seis patrones de fallo, al
término ‘’probabilidad de fallo”, cuando, en realidad, las
figuras están describiendo el comportamiento de la “tasa de
fallo local, λ(t)=λ” o “probabilidad condicional de fallo”. El
problema que parece banal, lo sería, sino fuera porque
“probabilidad condicional de fallo” no significa ni expresa lo
mismo que la “probabilidad de fallo” a secas. Se trata de dos
conceptos diferentes con curvas también diferentes.
LOS PATRONES DE FALLOS Y EL LÍMITE DE EDAD OPERATIVA
En la sección “2.8 Age Reliability Characteristics”, del report
de Nowlan y Heap sobre RCM, es que encontramos la figura
(ver figura 1) que ya por años ha sido referenciada
repetidamente en artículos, libros, congresos, programas
académicos en universidades, entrenamientos en empresas,
tesis de maestría, sea por parte de algunos expertos, como
por profesores, divulgadores y técnicos del tema de la
confiabilidad y del Mantenimiento Centrado en la
confiabilidad en particular.
A continuación, la síntesis de lo planteado en el propio report
de Nowlan y Heap, con respecto a los patrones de fallos. En
negrita o cursiva lo subrayado por el autor. El lector que
prefiera puede leer directamente los comentarios originales
en la figura 1:
1. Los patrones A y B presentan un “constante o
gradual incremento de la probabilidad de fallo,
seguido de una pronunciada región de desgaste” y
por tanto “una edad límite puede ser deseable”. La
curva B “es característica de aviones con motores
reciprocantes”.
2. El patrón C viene descrito con un “gradual
incremento de la probabilidad de fallo, pero no se
identifica una zona de deterioro. Usualmente no
sería deseable imponer una edad límite (esta curva
es características de aviones con motores de
turbina)”.
Figura 1. Representación original de los patrones de fallos.
Extraído del report de Nowlan y Heap. Reliability Centered
Maintenance. United Airlines, 1978.
La evidencia es reveladora ya que son los mismos autores del
report de 1978, que referencian que el patrón A se conoce en
la literatura de confiabilidad como “curva de bañera”. Y en la
curva de bañera como es conocido se hace referencia al
comportamiento decreciente, constante y creciente ¿de
quién? Pues, de la tasa de fallos local o probabilidad
condicional de fallo (para los períodos respectivos de
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mortalidad infantil, vida útil y envejecimiento o deterioro
acelerado).
Con mayor evidencia se nota la incongruencia entre figura y
descripción de la figura en el patrón E. Donde se sigue
llamando “probabilidad de fallo constante” a lo que es tasa
de fallos local o probabilidad condicional de fallo constante.
En este caso, se menciona incluso a la distribución
exponencial de probabilidad para el cálculo.
Sin embargo, unos párrafos más adelante, en el report
original, los autores hacen uso explícito del término
probabilidad condicional de fallo y así llegan a las siguientes
conclusiones:
• Alrededor del 89% de los componentes analizados no
presentan una zona de deterioro acelerado (wearout
zone); por lo que su desempeño no podría mejorarse
imponiendo una edad límite (para proceder al tipo
mantenimiento que corresponda).
• De hecho, después de cierta edad la probabilidad
condicional de fallo continuó a un ritmo constante
(curvas D, E y F).
• Un 5% no tenía una zona de deterioro bien definida, pero
tenía cada vez más probabilidad de fallar a medida que
aumentaba la edad (curva C). Para unos pocos de estos
elementos, un límite de edad podría resultar útil, siempre
que fuera favorable un análisis de costo-efectividad.
• Sólo un 6% de los componentes estudiados mostraron una
pronunciada zona característica de deterioro creciente
(curvas A y B).
Y SIN EMBARGO CRECE…EJEMPLO DEMOSTRATIVO DE
CURVAS DE UN PATRÓN E
Para demostrar (lo demostrado ya) que no es lo mismo
probabilidad condicional de fallo y probabilidad de fallo, en
el siguiente ejemplo, se ha generado una población de
tiempos hasta el fallo de un equipo a través de una
simulación de 100 muestras aleatorias, con una distribución
exponencial y asignando una tasa de fallos igual a
λ(t)=λ=0,01.
Asumamos, que se trata de un determinado motor eléctrico,
por ser un equipo común en todas las industrias. Se observa
en la figura 2 la curva obtenida de fiabilidad o sobrevivencia
del equipo en función del tiempo de operación, acompañada
de la función densidad de fallo. Esta última, será necesaria
para obtener la probabilidad condicional de fallo en función
del tiempo de operación.
Se ha utilizado para la simulación el software DataAnalysis
Proyecto PlanetRAMS. Grupo de Investigación CEANI,
Instituto de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones en Ingeniería
(SIANI), Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC).
Y más adelante, siempre en la misma sección 2.8 del report,
se encuentra la siguiente afirmación:
• En muchos casos mantenimiento programado, realmente
incrementa la tasa de fallo general debido a la
introducción de una alta tasa de mortalidad infantil en un
sistema que de otro modo sería estable (“in an otherwise
stable system”).
En pocas páginas del report, se ha creado una convergencia
de conceptos fiabilísticos ─tasa de fallo, probabilidad de fallo,
probabilidad condicional de fallo─ que hasta los mismos
autores, aún advirtiendo en la referencia de la figura de los
seis patrones, que el eje vertical “Y” es “probabilidad
condicional de fallo” y el eje horizontal “X” es “edad
operacional”, caen en la fatal omisión de simplificar y
referirse en las notas explicativas a “probabilidad de fallo”
en cada uno de los patrones de fallo de la figura.
Serán justo estos comentarios imprecisos en la figura, que
omiten la palabra “condicional” (pero correctamente
referidos en el título de la misma y en el texto explicativo), los
que darán la vuelta al mundo en interpretaciones
superficiales y contrarias al significado expresado en las
curvas originales de probabilidad condicional de fallo, en
componentes de aviones, sintetizadas por Nowlan y Heap.
Figura 2. Función Confiabilidad [R(t), supervivencia] y
Función densidad de fallo, FD. Ambas funciones son
.
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necesarias para la determinación de la Probabilidad
Condicional de Fallo (PCF), para cualquier valor de edad del
equipo. Muestra de 100 datos con distribución exponencial
de tiempos para fallar de un equipo. Demostración con el
Software libre Data Analysis*.
En la figura 3, se observa la curva de probabilidad de fallo, en
función del tiempo de operación. Se evidencia que es
siempre creciente y no constante). Cualquiera que analice sus
datos de fallos y determine las probabilidades de no fallar,
R(t) o de fallar, F(t), conoce de estos resultados de
incremento de la probabilidad de fallo con la edad
operacional.
Por fuerza, si se trata de una distribución exponencial, debe
corresponder al patrón E de fallos aleatorios, pero ¿Y qué ha
pasado con aquella historia que algunos autores nos han
contado enfáticamente que la “probabilidad de fallo” debía
ser constante en este patrón E, y que no crece cuando el
equipo envejece? ¿qué ha pasado con las cuatro
afirmaciones iniciales de ejemplo, que sostienen la idea que
el incremento de la probabilidad de fallo y la edad
operacional no se relacionan en la mayoría de los casos?
• “Probabilidad condicional de fallo (también referida
como “local failure rate”, section 2-7, p43): como la
probabilidad que un componente pueda fallar durante
un particular intervalo de tiempo, dado que sobrevive el
entero intervalo (ver densidad de probabilidad de fallo).”
• “Densidad de Probabilidad de Fallo: es la probabilidad
que un componente pueda fallar en un intervalo
definido, es la diferencia entre la probabilidad de
supervivencia al inicio del intervalo y la probabilidad de
sobrevivir al final del intervalo (ver probabilidad
condicional de fallo).”
• “Probabilidad de supervivencia: probabilidad que un
componente sobreviva, sin fallar, a una determinada
edad operacional, bajo específicas condiciones de
operación (ver curva de supervivencia).” Sería la curva
de fiabilidad, R(t). Recordando que probabilidad de fallo,
F(t)=1-R(t). Nota del autor.
En la tabla 1, se presentan los resultados fiabilísticos
resultantes del procesamiento de las muestras de tiempos
hasta el fallo del motor, para seis (6) tiempos de operación.
La probabilidad condicional de fallo, se obtiene del siguiente
modo: si el motor comienza a trabajar de 0, tiene una
fiabilidad o probabilidad de no fallar a las 200 horas igual a
R(200)=10% y la densidad de fallos (FDF) para las próximas 50
horas (a las 250 h) es igual a 0,0007.
Si el motor sobrevive las 200 horas, tiene una probabilidad
condicional de fallo (PCF) entre 200 y 250 horas, igual a
0,0007/0,10. Es decir su PCF=0,0065. Resultado que se
mantiene constante para el período de vida útil analizado en
intervalos idénticos como se aprecia en la tabla. Esto es lo
que significa mostrar una tasa de fallos constante. El lector
puede notar que estos valores de probabilidad condicional de
fallo (PCF) se mantienen constantes para todos los intervalos
analizados. Además, si los valores obtenidos de PCF los
aproximamos a dos cifras decimales, coincidirían para todos
los intervalos con la tasa de fallos 0,01 aplicada para simular
la distribución exponencial de probabilidad (caracterizada de
una tasa de fallos constante).
Figura 3. Función Probabilidad de Fallo creciente [F(t),
infiabilidad]. Para datos con tasa de fallos constante y
distribución exponencial. Muestra de 100 datos de tiempos
para fallar de un equipo. Simulación con el Software libre
Data Analysis.
La probabilidad condicional de fallo (o tasa de fallos local)
esta relacionada con la probabilidad de sobrevivencia
(función fiabilidad) y con la función densidad de probabilidad
de fallo. Y es esa la razón por la cual determinados la curva de
densidad de probabilidad de fallo en el ejemplo.
En el glosario del report, Nowlan y Heap definen
(textualmente):
Tabla 1. Resultados del análisis fiabilísticos para 6 tiempos
de operación diferentes del motor de ejemplo.
t FDF R(t) F(t) PCF o Tasa de
Fallos Local
1 50 0,0065 56% 44% 0,0065
2 100 0,0036 32% 68% 0,0065
3 150 0,0021 18% 82% 0,0064
4 200 0,0012 10% 90% 0,0065
5 250 0,0007 6% 94% 0,0065
6 300 0,0004 3% 97% 0,0065
A continuación, en la figura 4, se demuestran gráficamente
los resultados de comportamiento de cada función
relacionada, a través de las curvas resultantes.
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13

CONCLUSIONES
Figura 4. Comportamiento de las funciones fiabilísticas
relacionadas con un patrón de fallos con probabilidad
condicional o tasa de fallo constante.
La figura 5 muestra dos ejemplos extraídos del report de
Nowlan y Heap, donde se evidencia la relación entre
probabilidad condicional, densidad de probabilidad de fallo y
probabilidad de supervivencia para la aplicación de una
distribución exponencial y para una distribución de Weibull.
La probabilidad condicional de fallo se mantienen constante
para la distribución exponencial (patrón E), mientras que la
probabilidad condicional primero crece y luego se mantiene
constante en el segundo caso (patrón D) e igualmente los
datos se ajustaron a una distribución de Weibull (para que no
se crea que es aplicable únicamente al patrón A). En ambos
casos, la probabilidad de no fallar (de supervivencia) decrece
con el tiempo de operación (o lo que es lo mismo crece la
probabilidad de fallo con la edad operacional).
Figura 5. Ejemplos del comportamiento de las diferentes curvas probabilísticas
(probabilidad condicional, densidad de probabilidad y probabilidad de
supervivencia) para una distribución exponencial y una distribución de Weibull.
Se aprecia como la probabilidad de supervivencia decrece con el tiempo de
operación (probabilidad de fallo crece) Fuente: Nowlan y Heap. Reliability
Centered Maintenance. United Airlines, 1978.
1. La interpretación de los patrones de fallos, resultados de
las curvas de probabilidad condicional de fallo
presentados en el report de Nowlan y Heap de 1978, se ha
prestado a interpretaciones inadecuadas, al interpretarse
impropiamente por algunos autores que el término
probabilidad condicional de fallo significa lo mismo que
probabilidad de fallo.
2. Algunos autores referencian correctamente el término
probabilidad condicional de fallo cuando se refieren al
eje Y de las curvas representadas en los seis patrones de
fallo, pero al explicar los patrones se refieren a que, en “la
mayoría de los casos, la probabilidad de fallo se mantiene
constante” y por esa razón “no tiene sentido reemplazar
componentes a una cierta edad si la probabilidad de fallo
es constante en el tiempo”. Sin embargo, la probabilidad
de fallo no es constante en el tiempo de operación.
3. El anterior razonamiento tendría sustento si no fuera por
el hecho que la probabilidad de fallo no es lo mismo que
probabilidad condicional de fallo. Y justo para los
patrones y zonas de los patrones donde la probabilidad
condicional de fallo es constante [λ(t)=λ], su probabilidad
de fallo con la edad operacional, dentro del intervalo de
vida útil, es creciente (¡!).
4. La asimilación del hecho que cuando la probabilidad
condicional de fallo (o tasa de fallo local) es constante, la
probabilidad de fallo crece en función del tiempo de
operación, puede significar sensibles modificaciones de
corrección de frecuencias de mantenimiento para muchas
empresas que han creído que sus sistemas mantenían una
probabilidad constante para todas las edades dentro del
intervalo de vida útil.
5. Como la probabilidad de fallo es creciente en el tiempo de
operación, durante el análisis y elaboración de las curvas
fiabilísticas se debería dar respuesta a preguntas como:
¿Cuál sería el valor de probabilidad de fallo aceptable para
los sistemas críticos específicos en mi contexto? ¿Para qué
valor de probabilidad de fallo consideraríamos
inaceptable el riesgo de continuar operando sin realizar
algún tipo de intervención? ¿Qué deberíamos hacer para
reducir la probabilidad de fallo a valores aceptables para
cierto tiempo de operación y en mis condiciones de
contexto?
6. Lo planteado por Nowlan y Heap con respecto a la edad y
la fiabilidad, es que si la probabilidad condicional de fallo
(obsérvese el término probabilidad condicional) de un
componente crece con la edad, mostrando una zona de
incremento rápido del deterioro, entonces sería
oportuno asociar una “edad límite” de uso y lograr
ejecutar alguna acción antes que el componente entre
en la zona de deterioro (wearout zone). Esto con “el
objetivo de reducir la tasa de fallo general” (overall
failure rate). En este contexto, el deterioro (wearout)
que se refleja con el incremento de la probabilidad
condicional de fallo ─y cito textual─, “describe el efecto
adverso de la edad en la fiabilidad y no necesariamente
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implica cambios físicos”. Nowlan y Heap afirman en su
report que solo un 6% de los componentes de aviones
estudiados presentaban una pronunciada “wearout zone”
(curvas A y B) y una “edad límite” debería ser aplicable a
esos componentes.
7. De otra parte, del estudio de Nowlan y Heap, resultó que
el 89% de los componentes de aviones estudiados estaban
representados por curvas de probabilidad condicional de
fallo constante (curvas de la C a la F) ─que no mostraban
una zona con crecimiento de la probabilidad condicional
de fallo asociada con una cierta edad y por ello no sería
recomendable establecer una “edad límite” para realizar
alguna acción de reemplazo. Sin embargo, si habría que
determinar hasta qué edad la probabilidad de fallo del
componente que se analiza sería aceptable para continuar
operando sin intervenciones de mantenimiento. En este
punto, el análisis fiabilístico y el mantenimiento
preventivo predeterminado y según condición (donde
pueda ser aplicable y valer la pena) tienen espacio para su
aplicación con éxito. A este propósito, hay que decir que
ya Nowlan y Heap le llamaban "on condition task" e
incluían al "mantenimiento predictivo" como parte de las
"on condition tasks", exactamente como esta
estándarizado hoy en la norma europea EN 13306
Terminología de mantenimiento.
8. Los patrones con probabilidad condicional de fallos
constante se asocian a la probabilidad de ocurrencia
aleatoria de los fallos. Es decir, que un fallo puede ocurrir
en cualquier momento de la vida del equipo, pero la
probabilidad de que ese fallo aleatorio ocurra es
diferente de momento a momento.
9. El report Reliability Centered Maintenance, presentado
por los autores Nowlan y Heap, fechado en 1978,
constituye una fuente original y confiable para asimilar el
RCM, y establece claramente los elementos esenciales de
un proceso RCM, que luego otros autores han extraído
prácticamente sin modificaciones y otros han interpretado
con fuerte distorsión, como demuestra este caso de la
interpretación de los patrones de fallos (donde las curvas
de probabilidad condicional de fallo han sido asumidas e
interpretadas erróneamente como curvas de
probabilidad de fallo).
10. Si usted pertenece a una empresa que ha basado su plan
de mantenimiento asumiendo que para sus sistemas más
complejos la probabilidad de fallo se mantiene constante
con la edad operativa, pues sería recomendable que con
los datos de fallos acumulados, construya realmente sus
curvas para los sistemas críticos y actué de consecuencia
con los resultados de probabilidad de fallos que
resultarán, y sean consideradas aceptables, en función de
la edad operacional.
Referencias
1. F. Stanley Nowlan y Howard F. Heap. “Reliability
Centered Maintenance”. December 29, 1978, U.S.
Department of Commerce, National Technical
Information Service. Produced by Dolby Access Press.
2. EN 13306: 2017 Maintenance - Maintenance
terminology.
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SISTEMA DE LUBRICACIÓN AUTOMATIZADO.
El presente artículo se encuentra orientado al desarrollo del diseño de un
sistema de lubricación automatizado para la empresa Coohilados del Fonce Ltda.
Los propósitos son, contribuir con el medio ambiente eliminando las pérdidas de
lubricante, reducir el ruido, aumentar la eficiencia del activo, eliminando carga
resultante por fricción, y la reducción de costos en mantenimiento y operación, ya
que alarga la vida útil de los componentes del activo, así mismo, aumentar el
tiempo medio entre fallos por desgaste causado por el contacto directo de metal
– metal.
Por:
Elkin Andrés Chacón M.
Ingeniero de Mantenimiento,
UNISANGIL
elkinchacon@unisangil.edu.co
Zanndy B. Gualdron B.
Ingeniero Electrónico, UNISANGIL
zanndygualdron@unisangil.edu.co
Jeisson H. García Aguilar
Ingeniero de Mantenimiento,
UNISANGIL
Docente del Programa en
Ingeniería de Mantenimiento
jgarcia@unisangil.edu.co
Juliana Sanabria M.
Ingeniera Mecánica, UIS
Magister en Sistemas Energéticos
Avanzados, UDES
Docente Investigador del Programa
en Ingeniería de Mantenimiento,
UNISANGIL
msanabria@unisangil.edu.co
Colombia
Utilizar la solución correcta de lubricación
ofrece nuevas oportunidades para
aumentar la rentabilidad, al reducir los
costos de funcionamiento de la maquinaria,
mejorar la confiabilidad y seguridad,
ampliar los intervalos de servicio y
optimizar los recursos de mano de obra
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INTRODUCCIÓN
La fibra de fique y sus productos derivados son autóctonos e
insignias de Colombia, sin embargo, el sector en las últimas
décadas ha atravesado varias crisis y solo en los últimos años
ha venido tomando importancia dada la necesidad del
cuidado del medio ambiente, y consecuentemente el uso de
materiales 100% biodegradables.
A nivel nacional solo hay tres grandes industrias, Compañía
de Empaques, Empaques del Cauca, y Coohilados del Fonce
Ltda. Está ultima es única en el departamento de Santander, y
es en la cual se desarrolla este proyecto.
Se parte del conocimiento que se tiene de la lubricación de
maquinaria en esta industria, la cual cuenta con un
presupuesto limitado y escaso personal idóneo para realizar
un control o seguimiento periódico de los equipos con el fin
de establecer criterios técnicos referentes a la tribología de la
maquinaria, así como diseñar sistemas que automaticen el
proceso de lubricación.
De este modo, se busca una alternativa que traiga consigo la
optimización del proceso de lubricación, y el modelo de un
sistema de lubricación automatizado adaptable al equipo de
estudio, por lo que se inicia con la caracterización del
funcionamiento de la maquinaria, y la lubricación actual,
posteriormente, con el resultado de este diagnóstico se
obtienen los parámetros, condiciones y características
específicas para realizar la selección de las herramientas y
materiales que permitan automatizar eficazmente el sistema
de lubricación. Finalmente se procede a realizar las
simulaciones y validaciones pertinentes.
1. GENERALIDADES
La obtención de la fibra parte del cultivo de fique (Furcraea),
planta de la cual se van obteniendo las hojas adultas, las
cuales pasan por un proceso de desfibrado en el que se
separa la fibra de la corteza, se procede a lavarlo con
abundante agua para extraer los residuos restantes.
Posteriormente se deja secar exponiéndose a la luz solar, y
finalmente se realiza un proceso de escarmenado, en el que
se peina, desenreda y se dispone para su respectivo proceso
de transformación industrial.
Inicialmente el lavado de la fibra se realizaba en las fuentes
hídricas, lo cual contaminaba y afectaba los ecosistemas
dependientes, siendo hasta los años 90 que se legisla al
respecto, prohibiendo estas prácticas, y obligando a los
productores a implementar tanques de lavado.
Dado que la implementación de los sistemas de lavado en
aquel entonces implicaba una inversión onerosa para los
cultivadores sin presentar utilidad, y al mismo tiempo el
cultivo de café presentaba su más grande crecimiento,
ocasiona que los agricultores inclinen sus labores al sector
cafetero minimizando drásticamente la cantidad de fibra
disponible para procesar.
La limitada cantidad de materia prima en el sector provoca
una crisis y la decadencia de la industria, donde algunas
productoras de empaques, telas, cordeles y sogas tuvieron
que dejar sus labores, dejando así, solo tres grandes
industrias a nivel nacional (Compañía de empaques-
Antioquia, Coohilados del fonce Ltda. – Santander, Empaques
del cauca – Popayán).
En contraste, en los últimos años ha tomado vital importancia
el cuidado del medio ambiente, y consecuentemente el uso
de materiales 100 % biodegradables, lo que ha favorecido e
impulsado este sector productivo.
Consorcio Industrial de Santander, fue una cooperativa
dedicada a la transformación de la fibra desde 1940,
posteriormente llamada Hilanderías del fonce S.A, la cual en
1997 debido a la crisis fiquera tuvo que abandonar sus
labores, sin embargo, un grupo de trabajadores en 1998
retoman estas actividades y constituyen Coohilados del Fonce
Ltda en su lugar, siendo la Cooperativa Multiactiva
productora de empaques, telas, cordeles y sogas a base de
fibra de fique en San Gil, y única en Santander.
Dadas las dificultades que se han presentado, la cooperativa
Coohilados del Fonce Ltda no ha contado con los recursos
necesarios para avanzar significativamente en la
automatización de los procesos, de hecho, su maquinaria
tiene más de 60 años de antigüedad, es decir, los
instrumentos empleados en la manufactura en su mayoría
son exclusivos y antiguos (ocasionando inconvenientes por
compatibilidad), exigiendo que la opción a implementar sea
específica y modificable, por lo tanto, se genera la necesidad
de llevar a cabo sistemas de lubricación diseñados acorde a
cada necesidad.
2. LUBRICACIÓN
La importancia de la lubrificación radica en evitar el desgaste,
el cual es un fenómeno bastante común y a su vez complejo
de analizar, el cual se presenta frecuentemente en la
industria, ya que ocurre al existir contacto y movimiento
relativo entre dos o más elementos. [1] Por lo tanto, la
lubricación es una de las actividades más importantes dentro
del mantenimiento de las máquinas, sin embargo, es una de
las más olvidadas por los directivos de las empresas. [2]
No obstante, utilizar la solución correcta de lubricación ofrece
nuevas oportunidades para aumentar la rentabilidad, al
reducir los costos de funcionamiento de la maquinaria,
mejorar la confiabilidad y seguridad, ampliar los intervalos de
servicio y optimizar los recursos de mano de obra. [3]
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Por ende, una mayor productividad de los equipos se logra si
se reduce al máximo la fricción de sus diferentes
mecanismos. Es así como hoy en día, la lubricación no se
considera una ciencia aislada, sino que está íntimamente
relacionada con la fricción, con el desgaste, con los materiales
empleados en la fabricación de los equipos, con su diseño,
con su operación y con la calidad de su mantenimiento. [4]
La literatura acerca de sistemas de lubricación automatizados
es limitada. Inicialmente la dosificación de lubricante se
utilizaba para permitir la buena relación entre los
mecanismos. El proceso hace 40 años estaba conformado por
un recipiente sostenido por una estructura a cierta altura y
conectado a una manguera con una válvula y unas duchas. El
recipiente se alimentaba manualmente por un operario que
revisaba periódicamente el estado del recipiente.
Después de un tiempo la lubricación consistía en un depósito
ubicado directamente en el punto, cuyo funcionamiento era
por acción de la gravedad y el lubricante se aplicaba por
goteo. Luego este método de lubricación se cambió para
lubricar el seno de la cadena, esto consiste en sumergir la
cadena mientras esta en movimiento logrando la lubricación
constante.
Cabe resaltar que la mezcla de estos lubricantes degrada sus
características, y el suministro de aceite es aplicado una vez a
la maquina por día laboral, en consecuencia, se observa
exceso o falta de lubricante en la mayor parte de los puntos.
Para determinar la acción del lubricante en un buje o
chumacera, se puede observar a partir de un análisis
termográfico, esto debido a que la fricción y la temperatura
están directamente relacionadas, en la figura 1, en la cual se
muestran dos bujes, el primero (a) lubricado adecuadamente,
el cual corresponde al buje del eje que sostiene la estrella del
sin fin rápido de la carda; el segundo (b) sin la lubricación
adecuada, corresponde al buje del eje central del mechero de
la línea de empaques, evidenciándose una temperatura
superior al límite de 40 °C.
En la parte (b) de la figura 1 se evidencia una mala
lubricación, trayendo como consecuencia esfuerzo adicional a
la máquina, perdida del lubricante aplicado, desgaste de los
elementos móviles, así como costes adicionales en
mantenimiento, ya que se hace pertinente cambiar la pieza,
rectificar el eje y para ello detener el activo, disminuyendo
producción por tiempo.
Posteriormente se estudió la manera de optimizar y asegurar
la lubricación en todos los puntos, así que se optó por tener
una central de lubricación donde se bombeara
constantemente el lubricante por medio de aspersores y así
asegurar que este llegara a los lugares necesarios de los
trenes de envase. Así nació la idea de constituir una central
de lubricación.
Años más tarde, se implementa un sistema automatizado
para controlar los tiempos en la dosificación y se instaló
también un sistema de anillo de presión en la salida de la
bomba donde se homogenizará la presión en todas las líneas
y con esto asegurar el sistema esté siempre estable y que la
dosificación llegará a todos los puntos necesarios. [5]
Por su parte, en la empresa Coohilados del Fonce Ltda, se
implementa un sistema de lubrificación manual, es decir, se
dispone de dos trabajadores que se encargan de realizar la
lubricación a la totalidad de los activos; esta rutina es diaria a
excepción de algunas máquinas que se realiza semanal o
quincenalmente, dependiendo de sus horas de servicio. En
este proceso se manejan tres tipos de lubricantes que son:
aceite ISO 32, aceite ISO 150 y aceite ISO 680, así mismo, se
realiza la mezcla entre dos de estos para lubricar alrededor
del 75% del proceso.
Fuente: autores.
3. AUTOMATIZACIÓN
Dentro del área de la producción industrial de cualquier
empresa, la automatización ha pasado de una forma de
trabajo deseable a un proceso indispensable, con el objetivo
de poder competir en el mercado globalizado. Actualmente
ninguna empresa puede excluir la automatización de sus
procesos, ya que esto sirve para aumentar la cantidad y
calidad de producción, racionalizar los procesos y los
insumos, liberar al hombre de peligros, estrés y errores, de
igual forma, reducir desperdicios o piezas mal fabricadas,
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minimizar los tiempos de manufactura y realizar tareas
complejas. [6]
Es importante destacar que las pequeñas y medianas
empresas, en automatización, presentan una gran adecuación
innovadora, potenciando su flexibilidad para adaptarse al
nuevo panorama que nos entrega el mundo, buscando
nuevos servicios de automatización, favoreciendo a estas
industrias en beneficios tangibles como el ahorro de energía,
la integración de procesos de alta complejidad; incorporando
dispositivos de control que han contribuido
significativamente en la optimización de los procesos
productivos.
Se han realizado estudios que demuestran como las empresas
que se han sometido a la automatización de sus procesos,
haciendo uso de la implementación adecuada, con la asesoría
correcta, han llegado a aumentar su producción hasta un
30%. [7]
mínima requerida, en este caso para que la velocidad del
mecanismo no expulse el lubricante.
Con los datos obtenidos se realiza el cálculo de la viscosidad
mínima necesaria para los diversos puntos y de ser factible
reducir la cantidad de lubricantes a emplear, seguidamente
seleccionar el sistema óptimo de lubricación en el proceso
que se esté analizando.
Para completar el diseño se realiza el algoritmo que permita
la automatización del proceso (diagrama de escalera), para de
este modo obtener la lista de los elementos y equipos
necesarios para hacer factible la puesta en marcha del
sistema de lubricación en la máquina. Lo anteriormente
mencionado se ilustra en la figura 2.
4. METODOLOGIA
Se realiza la respectiva documentación referente a la
empresa, la tribología de la maquinaria, y sistemas de
lubricación automatizados. Seguidamente se realiza una
caracterización de la lubricación actual de la empresa.
Posteriormente se hace necesario la aplicación de un
diagnostico que permita obtener el sistema tribológico
(basado en algunos de los ítems de NORIA [8]), aplicando los
tres más relevantes:
• Temperatura
Se toma la temperatura de cada uno los puntos de lubricación
del equipo a trabajar con ayuda de un instrumento que
cumpla esta función (cámara termográfica y/o pirómetro),
teniendo presente que la temperatura máxima que se debe
presentar en un rodamiento, buje o chumacera es de 40 °C.
La importancia de esta medición radica en que si la
temperatura es superior a los 40 °C el lubricante pierde sus
características y el desgaste por fricción en el buje es mayor.
• Geometría de los elementos de las máquinas y
requerimientos de lubricación
Luego de tener la medición de temperatura se procede a
realizar la medición del diámetro promedio de estos
rodamientos, bujes o chumaceras.
La relevancia de este parámetro es que se encuentra
directamente relacionado con la carga del mecanismo móvil y
cuyo objetivo es indicar la mínima viscosidad a la cual se evita
que las fuerzas que se presenten expulsen el lubricante.
• RPM
Se realiza el mismo recorrido anteriormente hecho, a fin de
obtener las revoluciones por minuto en cada una de las
partes que se lubrican, esta toma de datos se puede realizar
mediante el uso de un tacómetro. De igual forma a los ítems
anteriores, está medición permite determinar la viscosidad
Figura 1. Metodología a seguir. Fuente: autores.
5. CONCLUSIONES
El sistema automatizado trae mejoras en producción y
aumenta la calidad del proceso, por tanto, una mayor
competitividad, a su vez prolonga la vida útil de los elementos
móviles, se obtiene su funcionamiento adecuado, y se
lubrican mientras operan. En efecto, menos paradas no
programadas, más tiempo de producción y disminución de
costos de mantenimiento.
Con la implementación de este proyecto se puede contribuir
con una reducción de los gastos generados en el sistema de
lubricación en 25% – 40%, gracias a la disminución en los
costos de lubricantes, personal, piezas, y prolongando la vida
útil del activo. Además, se buscan establecer criterios
técnicos referentes a la tribología de la maquinaria, así como
diseñar sistemas que automaticen el proceso de lubricación
en la empresa COOHILADOS DEL FONCE LTDA.
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Es necesario que la empresa realice de forma previa a la
implementación, la estandarización de la máquina, es decir,
se renueven los bujes, chumaceras, rodamientos, y se
restauren las partes desgastadas, de igual forma, se realice el
respectivo estriado, figura 3, esto a fin de mantener el
lubricante en el punto, disminuyendo las fugas y posterior
desgaste por fricción, garantizando el óptimo desempeño de
la máquina
[7] Central, F. B. (2009). Importancia de la
Automatización. Disponible en:
http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/articulos/automat_tie
mpos_de_crisis10-9.pdf
[8] Lauer, D. (18 de noviembre de 2016). Tribología: la
clave para la selección correcta de lubricante. Disponible en:
http://noria.mx/lublearn/tribologia-la-clave-para-la-correctaseleccion-del-lubricante/
Figura 3. Buje estriado
Fuente: autores.
La implementación adecuada de un sistema de lubricación
automatizado garantiza una mayor eficiencia en el
funcionamiento de los activos, así mismo, mitiga la
contaminación ocasionada por la manipulación errónea de los
lubricantes. Se resalta que la metodología empleada es
adaptable, es decir, se puede aplicar a otras máquinas, e
inclusive a otras industrias.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Almonacid, J. H. (2017). Análisis de desgaste abrasivo
en acero AISI SAE H13.
[2] Camacho, A. (2017). DISEÑO DE UN SISTEMA DE
GESTIÓN DE LUBRICACIÓN BASADO EN CONFIABILIDAD.
[3] Sánchez, L. (2014). El poder de la lubricación. Rev.
Chil. Dermatol, 17(4), 299. Disponible en:
http://pesquisa.bvsalud.org/portal/resource/es/lil-480460
[4] Albarracin, P. (1993). Tribología y lubricación
industrial y automotriz (Segunda ed., Vol. I). Bucaramanga,
Colombia: LITOCHOA.
[5] Restrepo, M. (2009). Rediseño de un sistema de
lubricación centralizado en una línea de transporte de
botellas en una empresa de bebidas, 98. Disponible en:
https://repository.eafit.edu.co/bitstream/handle/10784/438
0/AndresMauricio_AlzateRestrepo_2009.pdf?sequence=1&a
mp;isAllowed=y
[6] Prado, D. (2016). La importancia de la
automatización dentro de empresas, factores que la
destacan. Disponible en:
https://www.academia.edu/18938259/La_importancia_de_la
_automatizacion_dentro_de_empresas_factores_que_la_des
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