Administración de la producción

CASO DE ESTUDIO 437

Una vez establecidos los límites, West tomó los datos de 5 horas más, que se dan en la tabla siguiente:

HORA MUESTRA

26 12345
27
28 48 52 39 57 61
29 45 53 48 46 66
30 63 49 50 45 53
57 70 45 52 61
45 38 46 54 52

a) ¿Está el proceso de manufactura bajo control?
b) Comente los tiempos de vida observados.

PROBLEMAS DE TAREA EN INTERNET

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adicionales: del S6.35 al S6.51.

CASO DE ESTUDIO

Bayfield Mud Company que la entrega de estos embarques en las plataformas de perforación se
acompañara con instrucciones especiales de uso. Asimismo, los embarques
En noviembre de 2002, John Wells, un representante de servicio al clien- con menos peso deberían permanecer aislados en una bodega de Wet-Land,
te de Bayfield Mud Company, fue enviado al almacén de Wet-Land causando un manejo adicional y una mala utilización de su espacio. Por lo
Drilling, Inc. en Houston, para inspeccionar tres contenedores con agen- tanto, comunicaron a Wells que Wet-Land que buscarían un nuevo provee-
tes para el tratamiento de lodos que Bayfield había enviado a la empresa dor de agentes de tratamiento de lodos, si en el futuro recibía costales que se
en Houston. (Las oficinas corporativas de Bayfield y su planta más gran- apartaran de las 50 libras de manera significativa.
de se encuentran en Orange, Texas, justo al oeste de la frontera entre
Louisiana y Texas). La queja de Wet-Land era que el peso de los costales El departamento de calidad de Bayfield sospechó que los costales con
de 50 libras de agentes de tratamiento recién recibidos de Bayfield tenía menos peso podían haber surgido por los “crecientes dolores de cabeza” en
un déficit aproximado de 5%. la planta de Orange. Después de la última crisis de energía, las actividades
de exploración de petróleo y gas aumentaron en forma considerable. A su
Los costales con menos peso fueron detectados inicialmente por uno vez, este aumento en la actividad creó una mayor demanda de los productos
de los encargados de recepción de Wet-Land, quien notó que los recibos de fabricados por las industrias relacionadas, incluida la de lodos para perfora-
la báscula del ferrocarril de los tres contenedores indicaban pesos netos ción. Así, Bayfield tuvo que ampliar sus operaciones de un turno (6:00 A.M.
significativamente menores que los de otro embarque idéntico recibido el a 2:00 P.M.) a dos (2:00 P.M. a 10: P.M.) a mediados de 2000 y, finalmente, a
25 de octubre de 2002. Llamó al departamento de tráfico de Bayfield para tres turnos (24 horas al día) en el otoño de 2002.
indagar si se habían usado tarimas más ligeras en estos embarques. (Eso
podría explicar pesos netos más bajos.) Pero Bayfield indicó que no se ha- El personal de llenado de sacos del turno nocturno estaba compuesto
bían hecho cambios en los procedimientos de maniobra o carga, por lo cual en su totalidad por trabajadores nuevos. Los encargados con más experien-
los ingenieros de Wet-Land revisaron 50 costales al azar y descubrieron cia fueron asignados temporalmente a supervisar a los empleados del últi-
que el peso neto promedio era 47.51 libras. Observaron que ese mismo mo turno. La atención se había centrado en aumentar el número de sacos
procedimiento en los embarques anteriores había dado como resultado un llenos para satisfacer la creciente demanda. Se sospechaba que se habían
peso neto promedio de los costales exactamente de 50 libras, con una des- enviado apenas unos cuantos recordatorios para verificar en ocasiones el
viación estándar aceptable de 1.2 libras. En consecuencia, concluyeron que mecanismo de peso del alimentador. (La revisión se hace al pesar sistemá-
la muestra indicaba una falta de peso significativa. (Es posible que el lector ticamente un costal en una báscula para determinar si el alimentador está
desee verificar dicha conclusión). Después se comunicaron con Bayfield, soltando el peso apropiado de material en los sacos. Si hay una desviación
y Wells fue enviado a investigar la reclamación. Una vez en las instalacio- significativa de las 50 libras, se realizan los ajustes correctivos necesarios
nes, Wells verificó la queja y emitió un crédito de 5% a Wet-Land. en el mecanismo del alimentador).

La administración de Wet-Land, sin embargo, no quedó satisfecha por Para verificar esta expectativa, el personal de control de calidad
completo con la emisión del crédito. Las gráficas que seguían sus ingenie- muestrea en forma aleatoria los sacos y prepara la gráfica que se presenta
ros de lodos en las plataformas de perforación tenían como base costales de en la siguiente página. Cada hora se muestrean y se pesan seis costales.
50 libras de agentes de tratamiento. Costales con menor peso podrían dar
como resultado un control deficiente de los químicos durante la perforación Preguntas para analizar
y, por ende, afectar negativamente la eficiencia de la operación. (Los agen-
tes para el tratamiento de lodos se emplean para controlar el pH y otras pro- 1. ¿Cuál es su análisis del problema del peso en los costales?
piedades químicas del cono durante la operación de perforado). Este defec- 2. ¿Qué procedimientos recomendaría para mantener un control de la
to podría tener consecuencias económicas graves debido al costo tan alto de
la perforación de pozos de petróleo y gas natural. Entonces, sería necesario calidad adecuado?

Fuente: Profesor Jerry Kinard, Western Carolina University.

438 CAPÍTULO 14 CONTROL ESTADÍSTICO DEL PROCESO

PESO RANGO PESO RANGO

HORA PROMEDIO MENOR MAYOR HORA PROMEDIO MENOR MAYOR

6:00 A.M. (LIBRAS) 48.7 50.7 6:00 (LIBRAS) 41.0 51.2
7:00 49.1 51.2 7:00 46.2 51.7
8:00 49.6 49.6 51.4 8:00 46.8 44.0 48.7
9:00 50.2 50.2 51.8 9:00 50.0 44.2 48.9
10:00 50.6 49.2 52.3 10:00 47.4 46.6 50.2
11:00 50.8 48.6 51.7 11:00 47.0 47.0 50.0
12 Medio día 49.9 46.2 50.4 12 Media noche 47.2 48.2 50.4
1:00 P.M. 50.3 46.4 50.0 1:00 A.M. 48.6 48.4 51.7
2:00 48.6 46.0 50.6 2:00 49.8 49.0 52.2
3:00 49.0 48.2 50.8 3:00 49.6 49.2 50.0
4:00 49.0 49.2 52.7 4:00 50.0 46.3 50.5
5:00 49.8 50.0 55.3 5:00 50.0 44.1 49.7
6:00 50.3 49.2 54.7 6:00 47.2 45.0 49.0
7:00 51.4 50.0 55.6 7:00 47.0 44.8 49.7
8:00 51.6 48.6 53.2 8:00 48.4 48.0 51.8
9:00 51.8 49.4 52.4 9:00 48.8 48.1 52.7
10:00 51.0 46.1 50.7 10:00 49.6 48.1 55.2
11:00 50.5 46.3 50.8 11:00 50.0 49.5 54.1
12 Media noche 49.2 45.4 50.2 12 Medio día 51.0 48.7 50.9
1:00 A.M. 49.0 44.3 49.7 1:00 P.M. 50.4 47.6 51.2
2:00 48.4 44.1 49.6 2:00 50.0 48.4 51.0
3:00 47.6 45.2 49.0 3:00 48.9 48.8 50.8
4:00 47.4 45.5 49.1 4:00 49.8 49.1 50.6
5:00 48.2 47.1 49.6 5:00 49.8 45.2 51.2
6:00 48.0 47.4 52.0 6:00 50.0 44.0 49.7
7:00 48.4 49.2 52.2 7:00 47.8 44.4 50.0
8:00 48.6 49.0 52.4 8:00 46.4 46.6 48.9
9:00 50.0 49.4 51.7 9:00 46.4 47.2 49.5
10:00 49.8 49.6 51.8 10:00 47.2 48.1 50.7
11:00 50.3 49.0 52.3 11:00 48.4 47.0 50.8
12 Medio día 50.2 48.8 52.4 12 Media noche 49.2 46.4 49.2
1:00 P.M. 50.0 49.4 53.6 1:00 A.M. 48.4 46.8 49.0
2:00 50.0 48.6 51.0 2:00 47.2 47.2 51.4
3:00 50.1 47.2 51.7 3:00 47.4 49.0 50.6
4:00 49.7 45.3 50.9 4:00 48.8 50.5 51.5
5:00 48.4 44.1 49.0 5:00 49.6 50.0 51.9
47.2 51.0
46.8 50.5

CASO DE ESTUDIO

Puntualidad en Alabama Airlines en 2001 cuando recortó sus vuelos debido a los ataques terroristas del 11
de septiembre.
Alabama Airlines se inauguró en diciembre de 2001 como servicio de
transporte, con oficinas centrales y única casa localizadas en Birming- Una de las principales prioridades de Alabama Air son las llegadas
ham. Producto de la desregulación, Alabama Air se unió al creciente a tiempo. Para la aerolínea, llegar “a tiempo” significa arribar dentro de
número de aerolíneas de vuelos cortos, punto a punto, que incluyen los 20 minutos anteriores o posteriores a la hora programada.
Lone Star, Comair, Atlantic Southeast y Skywest.
Mike Hanna decidió supervisar personalmente el desempeño de Ala-
Dos ex pilotos, David Douglas (quien había trabajado con la de- bama Air. Cada semana durante 30 semanas, dio seguimiento al desempe-
saparecida Midway Airlines) y Michael Hanna (antes con Continental), ño de la puntualidad a través de una muestra aleatoria de 100 llegadas de
fundaron y administraron Alabama Air. La compañía adquirió una flota vuelos. La tabla que sigue contiene el número de vuelos que no cumplió
de 12 jets así como las instalaciones aeroportuarias que dejó Delta Airlines con la definición de puntualidad de Alabama:

BIBLIOGRAFÍA 439

MUESTRA VUELOS MUESTRA VUELOS Preguntas para analizar
(SEMANA) (SEMANA)
RETRASADOS RETRASADOS 1. Con 95% de nivel de confianza, grafique el porcentaje global de
1 16 vuelos retrasados (p) y los límites de control superior e inferior en
2 2 17 2 una gráfica de control.
3 4 18 3
4 10 19 7 2. Suponga que los límites de control superior e inferior de la industria
5 4 20 3 de las aerolíneas para los vuelos retrasados son .1000 y .0400, res-
6 1 21 2 pectivamente. Dibújelos en la gráfica de control.
7 1 22 3
8 13 23 7 3. Marque el porcentaje de vuelos retrasados en cada muestra. ¿Todas
9 9 24 4 las muestras caen dentro de los límites de control de Alabama Airli-
10 11 25 3 nes? ¿Qué debe hacerse cuando alguno cae fuera de los límites de
11 0 26 2 control?
12 3 27 2
13 4 28 0 4. ¿Qué reporta Mike Hanna sobre la calidad en el servicio?
14 2 29 1
15 2 30 3
8 4

CASOS DE ESTUDIO ADICIONALES

Casos de estudio en Internet: Visite nuestro sitio Web en www.pearsoneducacion.netheizer para ver estos casos de estudio gratuitos:

• Green River Chemical Company: Una compañía necesita establecer una gráfica de control para monitorear el contenido de sulfato debido a las
reclamaciones de los clientes.

Harvard seleccionó estos casos de Harvard Business School para acompañar este suplemento (textbookcasematch.hbsp.harvard.edu):

• Deutsche Allgemeinversicherung (# 696-084): Una compañía de seguros alemana intenta utilizar las gráficas p en la variedad de servicios que
presta.

• Process Control at Polaroid (A)(# 699-047): Esta planta de producción de películas cambia de la inspección OC tradicional a las gráficas de
SPC basadas en el trabajador.

BIBLIOGRAFÍA

Goetsch, David L. y Stanley B. Davis. Quality Management, 3a. ed. Upper Ott Ellis, Edward G. Schilling y Dean Nebauer. Process Quality Control.
Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2000. Nueva York: McGraw-Hill, 2000.

Griffith, Gary K. The Quality Technician´s Handbook, 4a. ed. Upper Saddle Summers, Donna. Quality, 2a. ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall,
River, NJ: Prentice Hall, 2000. 2000.

Gyrna, Frank, Jr. Quality Planning and Analysis. Nueva York: McGraw- Vaughan, Timothy S. “Defect Rate Estimation for ‘Six Sigma’ Processes”.
Hill, 2001. Production and Inventory Management Journal (cuarto trimestre de
1998): 5-9.
Krishnan, M.S., C.H. Kriebel, Sunder Kerke y Tridas Mukhopadhyay.
“An Empirical Analysis of Productivity and Quality in Software Wheeler, Donald J. “Why Three Sigma limits?” Quality Digest (agosto de
Products”. Management Science 46, núm. 6 (junio de 2000): 1996): 63-64.
745-759.

Montgomery, D. C. Introduction to Statistical Quality Control, 4a. ed.
Nueva York: John Wiley, 2001.

440 CAPÍTULO 14 CONTROL ESTADÍSTICO DEL PROCESO

RECURSOS DE INTERNET

American Society for Quality: Ejemplos de Poka-yoke, tutoriales y página de vínculos:
http://www.asq.org http://www.cox.smu.edu/jgrout/pokayoke.html

American Statistical Association Princeton University: abundantes vínculos con sitios de interés:
http://www.amstat.org/ http://www.princeton.edu/~cap/contrib.html

Associated Quality Consultants Statistical Engineering Division of the Department of Comerce:
http://www.quality.org/ http://www.itl.nist.gov/div898/

Carnegie Mellon University: Con apoyo del Statistics Department, con Statistical Service en Duke University:
vínculos excelentes de resúmenes de la American Statistical Asso- http://www.isds.duke.edu/
ciation y algoritmos estadísticos:
http://lib.stat.emu.edu/ Ingeniería de la calidad total:
http://www.tqe.com/

Mantenimiento 15Capítulo
y confiabilidad

Descripción del capítulo

PERFIL GLOBAL DE LA COMPAÑÍA: USO DE POM PARA WINDOWS PARA RESOLVER OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD SON
LOS FACTORES CRÍTICOS PARA EL ÉXITO PROBLEMAS DE CONFIABILIDAD Al terminar de estudiar este capítulo
DE LOS TRANSBORDADORES ESPACIALES DE usted será capaz de:
LA NASA PROBLEMAS RESUELTOS
EJERCICIOS EN INTERNET Y EL CD-ROM DEL ESTUDIANTE IDENTIFICAR O DEFINIR:
IMPORTANCIA ESTRATÉGICA DEL PREGUNTAS PARA ANÁLISIS Mantenimiento
MANTENIMIENTO Y LA CONFIABILIDAD EJERCICIO DE PENSAMIENTO CRÍTICO Tiempo medio entre fallas
EJERCICIO DEL MODELO ACTIVO Redundancia
CONFIABILIDAD PROBLEMAS Mantenimiento preventivo
PROBLEMAS DE TAREA EN INTERNET Mantenimiento por fallas
Mejora de componentes individuales CASO DE ESTUDIO: WORLDWIDE CHEMICAL COMPANY Mortalidad infantil
CASOS DE ESTUDIO ADICIONALES
Asignación de redundancia BIBLIOGRAFÍA DESCRIBIR O EXPLICAR:
RECURSOS DE INTERNET Cómo medir la confiabilidad del
MANTENIMIENTO sistema
Cómo mejorar el mantenimiento
Implantación del mantenimiento preventivo Cómo evaluar el desempeño
del mantenimiento
Incremento de las capacidades de reparación

MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL

TÉCNICAS PARA ESTABLECER POLÍTICAS
DE MANTENIMIENTO

RESUMEN

TÉRMINOS CLAVE

PERFIL GLOBAL DE LA COMPAÑÍA:

Mantenimiento y confiabilidad son los factores críticos para el éxito
de los transbordadores espaciales de la NASA

El transbordador espacial Atlantis se transporta
de su hangar a la plataforma de lanzamiento.

Desde varias millas de distancia, el El motor principal del Atlantis se instala en la planta de Procesamiento del Orbitador.

transbordador espacial luce blanco generados por computadora, cada uno con mantener la antigua y gran reputación de
y reluciente en la plataforma de cientos de tareas, durante el intervalo de confiabilidad del Atlantis. Todos recordamos
lanzamiento. Sin embargo, de cerca, en el tres meses entre vuelos. Hay plataformas que la explosión del Challenger en enero de
hangar donde los tres transbordadores de instalar, inspecciones de motores, revisión 1986 y el desastre del Columbia en febrero
la NASA, Endeavor, Atlantis y Discovery, de las turbo-bombas, recolocación de de 2003. A pesar de las trágicas pérdidas,
pasan la mayor parte de sus vidas, un mosaicos, revisión del drenaje de aceites el administrador del programa de
transbordador puede mostrar sus lubricantes, la remoción y reinstalación de transbordadores, Ron Dittermore, aún
verdaderos colores: verde moho; café paracaídas de arrastre. Más de 100 hombres considera que “los vehículos se mantienen
quemado; gris deslucido; negro hollín. y mujeres trabajan atrás del escenario para en condiciones inmaculadas”.

En uno de los hangares del Centro
Espacial Kennedy, Atlantis descansa con
sus entrañas dispersas. Sus tres motores
(cada uno del tamaño de un Volkswagen)
se encuentran en otro taller para recibir
mantenimiento. Tiene un enorme boquete
en su nariz porque los jets frontales
están en el piso. Con millones de millas en
su odómetro, Atlantis es como un auto
usado. Sin embargo, la NASA no tiene
planes para retirar estos caballos de
batalla de muchos millones de dólares.
Se espera que el Atlantis haga otra docena
de viajes como laboratorio de ciencia
global, con su área de carga rentada a
docenas de naciones para experimentos
científicos y lanzamiento de satélites.

Un plan de este tipo requiere una
confiabilidad de clase mundial. También
requiere mantenimiento. Sin duda, significa
unos 600 trabajos de mantenimiento

442

NASA

Inspección de un túnel que conduce al compartimiento de carga.

443

444 CAPÍTULO 15 MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD

IMPORTANCIA ESTRATÉGICA DEL MANTENIMIENTO
Y LA CONFIABILIDAD

Mantenimiento Los administradores de la NASA deben evitar los resultados indeseables de la falla de un transbordador. El
Todas las actividades resultado de un fracaso llega a ser perjudicial, inconveniente, un desperdicio y muy costoso en términos
involucradas en conservar de dinero y vidas humanas. La falla de máquinas y productos puede tener efectos de largo alcance en la
el equipo de un sistema en operación, reputación y rentabilidad de la organización. En las plantas complejas y altamente mecanizadas
buen estado. un proceso fuera de tolerancia o la falla de una máquina significaría la inactividad de empleados e instalacio-
nes, la pérdida de clientes y de su lealtad, así como ganancias que se transformen en pérdidas. En una
Confiabilidad oficina, la falla de un generador, un sistema de aire acondicionado o una computadora pueden detener
La probabilidad de que un las operaciones. Un mantenimiento adecuado y una estrategia de confiabilidad protegen tanto el funciona-
producto o las partes de miento como la inversión de la empresa.
una máquina funcionen
correctamente durante un El objetivo del mantenimiento y la confiabilidad es mantener la capacidad del sistema al mismo tiempo
tiempo específico y en las que controlar los costos. Un buen sistema de mantenimiento evita la variabilidad del sistema. Los siste-
condiciones establecidas. mas deben diseñarse y mantenerse para lograr el desempeño y los estándares de calidad esperados. El
mantenimiento incluye todas las actividades involucradas en conservar el equipo de un sistema trabajando.
Confiabilidad es la probabilidad de que un producto o las partes de una máquina funcionen correctamente
durante el tiempo especificado y en las condiciones establecidas.

Dos empresas que reconocen la importancia estratégica del mantenimiento especializado son Walt
Disney Company y United Parcel Service. Disney World, en Florida, es intolerante con las fallas o des-
composturas. La reputación de Disney no sólo lo hace uno de los destinos vacacionales más populares
del mundo, sino también una meca para los equipos de benchmarking que quieren estudiar sus prácticas de
mantenimiento y confiabilidad.

De igual forma, la famosa estrategia de mantenimiento de UPS mantiene sus vehículos de reparto
funcionando y viéndose como nuevos por 20 años o más. El programa de UPS incluye conductores dedi-
cados que manejan todos los días el mismo camión y mecánicos esforzados que dan mantenimiento al
mismo grupo de vehículos. Conductores y mecánicos son ambos responsables del funcionamiento de los
vehículos y tienen una comunicación estrecha.

La interdependencia entre operario, máquina y mecánico es un sello distintivo de mantenimiento y con-
fiabilidad exitosos. Como se ilustra en la figura 15.1, no son sólo los procesos para el buen mantenimiento y
la confiabilidad los que marcan el éxito de Disney y UPS, sino también la participación de sus empleados.

En este capítulo examinamos cuatro tácticas importantes para mejorar el mantenimiento y la confiabi-
lidad tanto de los equipos y productos como de los sistemas que los producen. Las cuatro tácticas están
organizadas en torno al mantenimiento y la confiabilidad.

Las tácticas de confiabilidad son

1. Mejorar los componentes individuales.
2. Proporcionar redundancia.

Las tácticas de mantenimiento son

1. Implantar o mejorar el mantenimiento preventivo.
2. Incrementar las capacidades o la velocidad de reparación.

FIGURA 15.1 ■ Participación del empleado Resultados

El buen mantenimiento Compartir información Inventario reducido
y la estrategia de Capacitación en habilidades Calidad mejorada
confiabilidad requieren Sistema de recompensas Capacidad incrementada
la participación del Autoridad compartida Reputación de calidad
empleado y buenos Mejora continua
procedimientos Procedimientos de mantenimiento Variabilidad reducida
y confiabilidad

Limpiar y lubricar
Monitorear y ajustar
Reparaciones menores
Registros computarizados

CONFIABILIDAD 445

DIEZ DECISIONES El administrador de operaciones debe eliminar la variabilidad: diseñar para la confiabilidad y administrar
ESTRATÉGICAS DE AO para el mantenimiento son elementos cruciales.

Diseño de bienes CONFIABILIDAD
y servicios
Los sistemas están compuestos por una serie de elementos individuales interrelacionados, cada uno de los
Administración cuales realiza un trabajo específico. Si algún componente falla, por la razón que sea, puede fallar el sis-
de la calidad tema en su totalidad (por ejemplo, un avión o una máquina).

Estrategia de proceso Mejora de componentes individuales

Estrategias de localización Debido a que las fallas son parte del mundo real, comprender su ocurrencia es un concepto importante de
confiabilidad. Se examinará el impacto de una falla en una serie. La figura 15.2 muestra que a medida
Estrategias de distribución que aumenta el número de elementos en serie, la confiabilidad de todo el sistema disminuye con rapidez.
física Un sistema de n = 50 partes que interactúan, cada una con una confiabilidad general de 99.5%, tiene una
confiabilidad global de 78%. Si el sistema tiene 100 partes interactivas, cada una con confiabilidad de
Recursos humanos 99.5%, la confiabilidad global será sólo 60 por ciento.

Administración de la Para medir la confiabilidad de un sistema en el que cada parte o componente individual tiene su pro-
cadena de suministro pia tasa de confiabilidad, no podemos usar la curva de confiabilidad que se muestra en la figura 15.2. Sin
embargo, el método para calcular la confiabilidad del sistema (RS) es sencillo. Consiste en encontrar el
Administración producto de las confiabilidades individuales como sigue:
de inventarios

Programación
Mantenimiento

Rs = R1 × R2 × R3 × . . . × Rn (15-1)

donde R1 = confiabilidad del componente 1
R2 = confiabilidad del componente 2

y así sucesivamente.
La ecuación (15-1) supone que la confiabilidad de un componente individual no depende de la confia-

bilidad de los otros componentes (esto es, cada componente es independiente). Además, en esta ecuación
igual que en la mayoría de los análisis de confiabilidad, las confiabilidades se presentan como probabili-
dades. Así, una confiabilidad de .90 significa que la unidad funcionará debidamente 90% del tiempo.
También significa que fallará 1 Ϫ .90 = .10 = 10% del tiempo. Podemos usar este método para evaluar la
confiabilidad de un servicio o producto, como el que se examina en el ejemplo 1.

FIGURA 15.2 ■ Confiabilidad del sistema (porcentaje) 100
n=1
Confiabilidad global
del sistema como 80
función del número n = 10
de componentes
y confiabilidad 60
del componente
con componentes
en serie

40 n = 50

20 n= n = 100
300
0 n n = 200
100 400
=

99 98 97 96
Confiabilidad promedio de todos los componentes (porcentaje)

446 CAPÍTULO 15 MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD

Ejemplo 1 El National Bank de Greely, Colorado, procesa las solicitudes mediante tres empleados colocados en serie:

R1 R2 R3
.90 .80 .99 RS

Si los empleados tienen confiabilidades de .90, .80, .99, entonces la confiabilidad del proceso es
Rs = R1 ϫ R2 ϫ R3 = (.90)(.80)(.99) = .713 o 71.3%

Con frecuencia la confiabilidad de los componentes es cuestión de diseño del cual quizá sea responsable
el personal de diseño de ingeniería. Sin embargo, el personal de la cadena de suministro es capaz de me-
jorar los componentes del sistema si se mantiene al tanto de los productos y esfuerzos de investigación
que realizan los proveedores. El personal de la cadena de suministro también puede contribuir directa-
mente en la evaluación del desempeño del proveedor.

La unidad básica para medir la confiabilidad es la tasa de falla del producto (TF). Las empresas que
producen equipo de alta tecnología suelen proporcionar datos de la tasa de falla de sus productos. Como
se muestra en las ecuaciones (15-2) y (15-3), la tasa de falla mide el porcentaje de fallas entre el número
total de productos probados, TF(%), o el número de fallas durante un periodo, TF(N):

TF(%) = Número de fallas × 100% (15-2)

Número de unidades probadas

TF(N ) = Número de fallas (15-3)

Número de horas-unidad de tiempo de operación

Tiempo medio entre Quizá el término más común para el análisis de confiabilidad es el tiempo medio entre fallas (TMEF),
fallas (TMEF) que es el recíproco de TF(N):
El tiempo esperado
entre una reparación TMEF = 1 (15-4)
y la siguiente falla o TF (N)
descompostura de un
componente, máquina, En el ejemplo 2 calculamos el porcentaje de fallas TF(%), el número de fallas TF(N) y el tiempo medio
proceso o producto. entre fallas (TMEF).

Ejemplo 2 Veinte sistemas de aire acondicionado diseñados para uso de los astronautas en los transbordadores espaciales de la
NASA, fueron operados durante 1,000 horas en el laboratorio de pruebas de la NASA en Huntsville, Alabama.
Dos de los sistemas fallaron, uno después de 200 horas y el otro después de 600 horas. Para calcular el porcenta-
je de fallas, se usa la siguiente ecuación:

TF(%) = Número de fallas = 2 (100%) = 10%

Número de unidades probadas 20

Luego calculamos el número de fallas por hora de operación:

TF(N) = Número de fallas
Tiempo de operación

donde

Tiempo total = (1,000 h)(20 unidades)

= 20,000 unidades-h

Tiempo sin operar = 800 h para la falla 1 + 400 h para la falla 2

= 1,200 unidades-h

Tiempo de operación = tiempo total Ϫ tiempo sin operar

TF(N ) = 22
=
20,000 − 1,200 18,800

= .000106 fallas/unidades-h

CONFIABILIDAD 447

y como TMEF = 1
TF ( N )

TMEF = 1 = 9,434 h
.000106

Si un viaje típico del transbordador espacial dura 60 días, la NASA puede estar interesada en la tasa de fallas por
viaje:

Tasa de fallas = (fallas/unidad-h)(24h/día)(60 días/viaje)
= (.000106)(24)(60)
= .152 fallas/viaje

Debido a que la tasa de fallas registrada en el ejemplo 2 es quizá demasiado alta, la NASA tendrá que au-
mentar la confiabilidad de los componentes individuales y, por tanto, del sistema, o bien instalar varias
unidades de aire acondicionado de respaldo en cada transbordador espacial. Las unidades de respaldo pro-
porcionan redundancia.

Redundancia Asignación de redundancia
Uso de componentes en
paralelo para elevar la Para aumentar la confiabilidad del sistema se agrega redundancia. La técnica aquí es “respaldar” los
confiabilidad. componentes con componentes adicionales. Lo anterior se conoce como poner unidades en paralelo y
es una táctica estándar en administración de operaciones como se señala en el recuadro AO en acción,
“los pilotos del Tomcat F-14 aman la redundancia”. La redundancia se proporciona para asegurar que si
un componente falla, el sistema pueda recurrir a otro. Por ejemplo, digamos que la confiabilidad de un
componente es 0.80 y la respaldamos con otro componente de confiabilidad 0.80. La confiabilidad que se
obtiene es la probabilidad del primer componente trabajando más la probabilidad del componente de respal-
do (o en paralelo) trabajando multiplicada por la necesidad de usar el componente de respaldo (1 Ϫ .8 = .2).
Por lo tanto,

⎛⎜⎜dPerol bcoabmilpiodnaden-⎞⎟⎟ + ⎣⎡⎢⎢⎢⎢⎛⎜⎜⎝⎜Pcdotreromlabbspaeaobgjnaiuleninndddtaoeod⎟⎟⎠⎞⎟ ⎛Probabilidad⎞ ⎤
⎜⎝te trabajando ⎠⎟ ⎜ de necesitar⎟ ⎥
× ⎜ ceolmsepgounnednote ⎟⎠⎟ ⎥ =
⎜⎝ ⎥
⎥⎦

(.8) + [(.8) × (1 − .8)] = .8 + .16 = .96

AO EN ACCIÓN

Los pilotos del Tomcat F-14 aman cuando aterriza en un portaviones. Los cálculos para deter-
la redundancia minar correctamente la posición de las alas conforme cam-
bia la velocidad del aire se realizan mediante un software y
En un mundo que acepta software con bichos y sistemas procesadores específicos para ello. Los procesadores tra-
que se colapsan, vale la pena recordar que algunos siste- bajan en conjunto de manera que múltiples cálculos verifi-
mas de computadora operan sin fallas. ¿Dónde están esos can las señales de salida.
sistemas? Están en los aviones de combate, los transborda-
dores espaciales, las plantas nucleares y los sistemas de Sólo 10% del software del F-14 se usa para volar el avión;
control de inundaciones. Estos sistemas son extraordinaria- 40% se usa para hacer pruebas y verificaciones automáti-
mente confiables, aun cuando dependen fuertemente del cas; el 50% restante es redundancia. Los sistemas altamente
software. Estos sistemas tienen como base la redundancia confiables funcionan correctamente porque sus diseños
—tienen su propio software y sus propios procesadores— y incluyen autorevisiones y redundancia. Estos sistemas re-
usan la mayor parte de sus ciclos para realizar verificacio- dundantes encuentran problemas potenciales y los corri-
nes internas de la calidad. gen antes de que se presente una falla. Por ello, si usted es
un piloto de un Tomcat F-14, ama la redundancia.
La geometría variable del ala del Tomcat F-14 hace posi-
ble que vuele a gran velocidad y desacelere con rapidez Fuente: information.com (1 de abril de 2002): 34.

448 CAPÍTULO 15 MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD

El ejemplo 3 muestra la forma en que la redundancia mejora la confiabilidad en el proceso de los présta-
mos presentado en el ejemplo 1.

Ejemplo 3 El National Bank está preocupado porque su procesamiento de solicitudes de préstamos tiene una confiabilidad
de sólo .713 (véase el ejemplo 1). Por lo tanto, el banco decide proporcionar redundancia para los dos empleados
menos confiables. El resultado de este procedimiento en el sistema se muestra a continuación:

R1 R2 R3

0.90 0.8
↓↓

0.90 → 0.8 → 0.99 = [.9 + .9(1 − .9)] × [.8 + .8(1 − .8)] × .99
= [.9 + (.9)(.1)] × [.8 + (.8)(.2)] × .99
= .99 × .96 × .99 = .94

Al proporcionar redundancia para dos empleados, el National Bank ha incrementado la confiabilidad de pro-
cesamiento de los préstamos de 0.713 a 0.94.

MANTENIMIENTO

Mantenimiento Existen dos tipos de mantenimiento: mantenimiento preventivo y mantenimiento por fallas. El manteni-
preventivo miento preventivo implica realizar inspecciones y servicio rutinarios, así como mantener las instalaciones
Un plan que involucra una en buen estado. Estas actividades buscan construir un sistema que permita localizar las fallas posibles y
rutina de inspección realizar los cambios o reparaciones para prevenirlas. El mantenimiento preventivo es mucho más que
y servicio, así como de mantener las máquinas y el equipo funcionando. También incluye el diseño de sistemas humanos y técnicos
mantenimiento de las para mantener el proceso productivo trabajando dentro de las tolerancias; permite que el sistema funcione
instalaciones en buen bien. El punto central del mantenimiento preventivo es entender el proceso y mantenerlo trabajando sin
estado para prevenir fallas. interrupción. El mantenimiento por fallas ocurre cuando el equipo se descompone y debe repararse
con base en una emergencia o prioridad.

Mantenimiento por fallas Implantación del mantenimiento preventivo
Mantenimiento para
corregir, que ocurre El mantenimiento preventivo implica que es posible determinar cuándo un sistema requiere servicio o nece-
cuando el equipo falla sitará reparación. Por lo tanto, para realizar el mantenimiento preventivo, es necesario conocer cuándo
y debe repararse de un sistema requiere servicio o cuándo es probable que falle. Las fallas ocurren con diferentes tasas duran-
emergencia o de manera te la vida de un producto. Una tasa de falla inicial alta, conocida como mortalidad infantil, puede existir
prioritaria. para muchos productos.1 Por esto muchas empresas de electrónica “queman” sus productos antes de sacarlos
al mercado; es decir, ejecutan una serie de pruebas (como un ciclo total de lavado en Maytag) para detectar
Mortalidad infantil problemas de “arranque” antes de su embarque. También dan garantías de 90 días. Cabe señalar que muchas
La tasa de falla temprana fallas de mortalidad infantil no son fallas del producto en sí, sino fallas que se deben al uso inadecuado
en la vida de un producto del producto. Este hecho destaca aún más la importancia de que la administración de operaciones constru-
o proceso. ya un sistema de servicio después de la venta que incluya instalación y capacitación.

Una vez que el producto, máquina o proceso se “asienta”, es posible realizar un estudio de la distribu-
ción del TMEF (tiempo medio entre fallas). Estas distribuciones suelen seguir una curva normal. Cuando
las distribuciones exhiben desviaciones estándar pequeñas, se sabe que se tiene un candidato para el
mantenimiento preventivo, aun cuando el mantenimiento sea costoso.2

Una vez que la empresa ha elegido un candidato para el mantenimiento preventivo, es necesario
determinar cuándo es económico ese mantenimiento preventivo. En general, cuanto más caro sea el
mantenimiento, más estrecha deberá ser la distribución del TMEF (es decir, debe tener una desvia-
ción estándar pequeña). Además, si la reparación del proceso cuando se descompone no es más cos-
tosa que su mantenimiento preventivo, quizá convenga dejar que el proceso falle para repararlo. Sin
embargo, deben analizarse con cuidado las consecuencias de las fallas. Aun fallas menores llegan a
tener consecuencias catastróficas. Por el contrario, los costos del mantenimiento preventivo pueden
ser tan incidentales que sea apropiado aun si la distribución del TMEF es relativamente plana (es decir, si

1Las fallas de mortalidad infantil suelen seguir una distribución exponencial negativa.

2Véase, por ejemplo, el trabajo de P. M. Morse, Queues, Inventories and Maintenance (Nueva York: John Wiley, 1958): 161-168;
y J. Michael Brock, John R. Michael y David Morganstein, “Using Statistical Thinking to Solve Maintenance Problems”,
Quality Progress (mayo de 1989): 55-60.

MANTENIMIENTO 449

El mantenimiento preventivo es
crítico para Orlando Utilities
Commission (OUC), una planta
de suministro eléctrico en la
zona centro de Florida. Su
termoeléctrica de carbón
requiere que el personal de
mantenimiento realice unas 12
mil reparaciones y tareas de
mantenimiento preventivo al
año. Éstas se programan a diario
mediante un programa
computarizado de mantenimiento
preventivo. Una suspensión
forzosa puede costarle a
OUC entre 250,000 y 500,000
dólares por día. El valor del
mantenimiento preventivo se
hizo evidente en la primera
reparación general de un nuevo
generador, la cual reveló que el
aspa cuarteada de un rotor pudo
haber destruido un equipo de
27 millones de dólares.

tienen una desviación estándar grande). En todo caso y siendo congruentes con las prácticas de enrique-
cimiento del trabajo, los operarios de las máquinas deben ser responsables del mantenimiento preventivo
de su propio equipo y herramientas.

Con buenas técnicas de informes, las empresas mantienen registros de procesos, maquinaria o equi-
pos individuales. Estos registros pueden proporcionar un perfil de los dos tipos de mantenimiento que se
hayan requerido y los tiempos para el mantenimiento necesario. Conservar el historial del equipo es una
parte importante de un sistema de mantenimiento preventivo, como lo es el registro del tiempo y el costo
de hacer las reparaciones. Estos registros también aportan información similar acerca de equipos de la
misma familia, así como de los proveedores.

Es tan importante llevar y mantener los registros que la mayoría de los buenos sistemas de mantenimien-
to en la actualidad son computarizados. La figura 15.3 muestra los componentes principales de este tipo de
sistemas donde los archivos que deben mantenerse están a la izquierda y los reportes generados a la derecha.

FIGURA 15.3 ■ Archivos de datos Informes de producción
Informes de inventario
Un sistema de Archivo de equipo y compras
mantenimiento con lista de partes
computarizado Lista de partes
Archivo de historia de equipos
de reparaciones Entrada de datos
– Órdenes de trabajo Informes históricos
Inventario – Órdenes de compra de equipos
de refacciones – Registros de tiempos
– Trabajo contratado Análisis de costos
Datos del personal (reales contra estándar)
con habilidades, Computadora
salarios, etc. Órdenes de trabajo
– Mantenimiento

preventivo
– Tiempo muerto

programado
– Mantenimiento

de emergencia

450 CAPÍTULO 15 MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD

Costos Costos
totales totales

Costos de Costo total
mantenimiento por fallas
preventivo

Costos de
mantenimiento
por fallas

Compromiso de mantenimiento
Punto óptimo (política de
mantenimiento de costo más bajo)

(a) Panorama tradicional de mantenimiento
Costos
Costos

Costos de
mantenimiento
preventivo

Compromiso de mantenimiento
Punto óptimo (política de

mantenimiento de costo más bajo)
(b) Panorama del costo total de mantenimiento

FIGURA 15.4 ■ Costos de mantenimiento

La figura 15.4a muestra el panorama tradicional de la relación entre el mantenimiento preventivo y el
mantenimiento por fallas. Con este punto de vista, el administrador de operaciones considera un balance
entre ambos costos. Por un lado, la asignación de más recursos al mantenimiento preventivo reducirá el
número de fallas. Sin embargo, en algún punto, la disminución del costo del mantenimiento por fallas
puede ser menor que el aumento en el costo del mantenimiento preventivo. En este punto, la curva del
costo total comienza a elevarse. Más allá de este punto, la empresa estará mejor si espera a que ocurran
las fallas y las repara.

Desafortunadamente, la curva de costos como la de la figura 15.4a rara vez considera el costo completo
de una falla. Muchos costos se ignoran porque no se relacionan directamente con la descompostura inmedia-
ta. Por ejemplo, el costo de mantener artículos en inventario para compensar el tiempo muerto por lo general
no se considera. Más aún, el tiempo muerto puede tener un efecto devastador en el ánimo de los empleados,
quienes empezarían a creer que no es importante el desempeño estándar ni el mantenimiento del equipo. Por
último, el tiempo muerto también afecta en forma negativa el programa de entregas, lo cual deteriora las re-
laciones con los clientes y amenaza negativamente ventas futuras. Cuando se considera el impacto completo
de las descomposturas, el esquema en la figura 15.4b puede ser una mejor representación del costo de
mantenimiento. En la figura 15.4b, los costos totales están en el mínimo cuando el sistema no falla.

Suponiendo que se han identificado todos los costos potenciales asociados con el tiempo muerto, el
personal de operaciones debe calcular el nivel óptimo de mantenimiento según la teoría. Por supuesto, tal
análisis requiere también datos históricos precisos sobre los costos de mantenimiento, las probabilidades
de descomposturas y los tiempos de reparación. El ejemplo 4 muestra una forma de comparar los costos de
mantenimiento por fallas y preventivo, con la finalidad de seleccionar la política de mantenimiento menos
costosa.

Ejemplo 4 Huntsman y Asociados es un despacho de Contadores Públicos Certificados especializado en la preparación de nó-
minas. La firma ha tenido éxito en automatizar gran parte de su trabajo, mediante impresoras de alta velocidad para
el procesamiento de cheques y preparación de informes. Sin embargo, el enfoque computarizado tiene sus proble-
mas. En los últimos 20 meses, las impresoras se han descompuesto a la tasa que se indica en la siguiente tabla:

Número Número de meses en que
de fallas ocurrieron fallas

0 2
1 8
2 6
3 4
Total: 20

Huntsman estima que cada vez que las impresoras fallan pierde $300 en promedio en tiempo y gastos de servicio.
Una alternativa sería comprar un contrato de mantenimiento preventivo. Pero aun cuando Huntsman contrate el

MANTENIMIENTO 451

mantenimiento preventivo habrá fallas, cuyo promedio será una falla por mes. El precio mensual de este servi-
cio es $150. Para decidir si Huntsman debe contratar el mantenimiento preventivo, seguiremos un enfoque de 4
pasos:

Paso 1: Calcular el número esperado de fallas (con base en datos históricos) si la empresa sigue como hasta
ahora, sin contrato de servicio.

Paso 2: Calcular el costo esperado de las fallas cada mes con contrato de mantenimiento preventivo.

Paso 3: Calcular el costo del mantenimiento preventivo.

Paso 4: Comparar las dos opciones y seleccionar la de menor costo.

1. Frecuencia Número Frecuencia
Número de fallas
de fallas

0 2/20 = .1 2 6/20 = 0.3
1 8/20 = .4 3 4/20 = 0.2

Σ⎛ Número esperado⎞ ⎠ = ⎡⎛ Número ⎞ × ⎛Frecuencia ⎞ ⎤
⎝ de fallas ⎢⎣⎝ de fallas ⎠ ⎝ correspondiente⎠ ⎥⎦

= (0)(.1) + (1)(.4) + (2)(.3) + (3)(.2)

= 0 + .4 + .6 + .6

= 1.6 Fallas/mes

2. Costo esperado de fallas = ⎛ Número esperado⎞ × ⎛Costo ⎞
⎝ de fallas ⎠ ⎝ por falla⎠

= (1.6)($300)

= $480/mes

⎛Costo de manteni-⎞ ⎛Costo esperado ⎞ ⎛ Costo del servi-⎞
⎝miento preventivo⎠ ⎝ cio contratado ⎠
3. = ⎜ de fallas si se contrata⎠⎟⎟ +
⎜⎝ el servicio

= (1 falla/mes)($300) + $150/mes

= $450/mes

4. Puesto que en general es menos costoso contratar a una empresa de servicio de mantenimiento
($450) que no hacerlo ($480), Huntsman debería contratarla.

Con algunas variaciones de la técnica mostrada en el ejemplo 4, los administradores de operaciones pueden
examinar sus políticas de mantenimiento.

Incremento de las capacidades de reparación

Debido a que la confiabilidad y el mantenimiento preventivo pocas veces son perfectos, la mayor parte
de las empresas opta por algún nivel de capacidad de reparación. Aumentar o mejorar las instalaciones de
reparación pondría más rápido al sistema en operación otra vez. Una buena instalación de mantenimiento
debe tener las siguientes seis características:

1. Personal bien capacitado.
2. Recursos adecuados.
3. Habilidad para establecer un plan de reparación y prioridades.3
4. Habilidad y autoridad para realizar la planeación de materiales.
5. Habilidad para identificar la causa de las fallas.
6. Habilidad para diseñar formas de alargar el TMEF.

Sin embargo, no todas las reparaciones pueden hacerse en las instalaciones de la empresa. La figura 15.5
muestra algunas opciones y la forma de evaluarlas en términos de velocidad, costo y competencia. Con-
gruente con las ventajas de aumentar la delegación de autoridad en los empleados, debe haber una justifica-
ción poderosa para que los empleados den mantenimiento a su propio equipo. Sin embargo, este enfoque

3Recordará de nuestro análisis de planeación de redes, que DuPont desarrolló el método de la ruta crítica (CPM) para mejo-
rar la programación de los proyectos de mantenimiento.

452 CAPÍTULO 15 MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD

FIGURA 15.5 ■ Operario Departamento Servicio del fabricante Servicio de almacén

El administrador de de mantenimiento después de la venta o depósito (equipo devuelto)
operaciones debe
determinar cómo El mantenimiento La competencia es más alta
se realizará el preventivo cuesta menos y es más si nos movemos a la derecha
mantenimiento rápido si nos movemos a la izquierda

quizá también sea el eslabón más débil en cadena de reparación, pues no todos los empleados pueden ca-
pacitares en todos los aspectos de la reparación de equipos. Moverse a la derecha en la figura 15.5 mejo-
raría la aptitud en el trabajo de reparación, aunque también incrementaría los costos, ya que puede incluir
costosas reparaciones realizadas en otro sitio con el incremento correspondiente en el tiempo de reemplazo
y embarque.

Sin embargo, las políticas y técnicas para el mantenimiento preventivo deben incluir un énfasis en que
los empleados acepten la responsabilidad del mantenimiento que son capaces de realizar. El manteni-
miento por parte de los empleados puede ser sólo del tipo “limpiar, revisar y observar”, pero si cada ope-
rario realiza esas actividades dentro de su capacidad, el administrador habrá dado un paso adelante, tanto
para delegar autoridad en los empleados, como para mantener el buen desempeño del sistema.

MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL

Mantenimiento Muchas empresas se han desplazado hacia la aplicación de los conceptos de administración de la calidad
productivo total (TPM) total en el servicio de mantenimiento preventivo, con un enfoque conocido como mantenimiento pro-
Combina la administración ductivo total (TPM, total productive maintenance). Esto incluye el concepto de reducir la variabilidad
de la calidad total con la mediante la participación del empleado y un excelente mantenimiento de los registros. Además el mante-
perspectiva estratégica del nimiento productivo total incluye:
mantenimiento desde el
diseño del proceso y • Diseñar máquinas confiables, fáciles de operar y fáciles de mantener.
el equipo hasta el • Destacar el costo total de propiedad al comprar máquinas, con la finalidad de que tanto el servicio
mantenimiento preventivo.
como el mantenimiento se incluyan en su costo.
• Desarrollar planes de mantenimiento preventivo que utilicen las mejores prácticas de operarios,

departamentos de mantenimiento, y servicio de almacén o depósito.
• Capacitar a los trabajadores para operar y mantener sus propias máquinas.

La alta utilización de las instalaciones, una programación estricta, el inventario bajo y la calidad cons-
tante, todo demanda confiabilidad.4 El mantenimiento productivo total es la clave para reducir la variabilidad
y mejorar la confiabilidad.

TÉCNICAS PARA ESTABLECER POLÍTICAS
DE MANTENIMIENTO

Otras dos técnicas de AO han demostrado sus beneficios para el mantenimiento efectivo: la simulación y
los sistemas expertos.

Simulación Debido a la complejidad de algunas decisiones de mantenimiento, la simulación compu-
tarizada es una buena herramienta para evaluar el efecto de las diferentes políticas. Por ejemplo, el personal
de operaciones puede decidir si aumenta su personal determinando los trueques entre los costos de des-
compostura de la maquinaria y los costos de personal adicional.5 La administración también simula el

4Esta conclusión se apoya en numerosos estudios; véase, por ejemplo, el trabajo reciente de Kathleen E. McKane, Roger G.
Shroeder y Kerry O. Cua, “The Impact of Total Productive Maintenance Practices on Manufacturing Performance”, Journal
of Operations Management 19, núm. 1 (enero de 2001): 39-58.

5Christian Striffler, Walton Hancock y Ron Turkett, “Maintenance Staffs: Size Them Right”, IIE Solutions 32, núm. 12
(diciembre de 2000): 33-38.

PROBLEMAS RESUELTOS 453

reemplazo de partes que aún no han fallado, como medio para prevenir fallas futuras. También es útil la simu-
lación a través de modelos físicos. Por ejemplo, un modelo físico puede hacer vibrar un avión para
simular miles de horas de vuelo y evaluar las necesidades de mantenimiento.

Sistemas expertos Los administradores de operaciones usan sistemas expertos (es decir, progra-
mas de computadora que imitan la lógica humana) para ayudar a que el personal aísle y repare diversas
fallas en máquinas y equipos. Por ejemplo, el sistema DELTA de General Electric plantea una serie de
preguntas detalladas que ayudan al usuario a identificar el problema. DuPont usa sistemas expertos para
dar seguimiento al equipo y capacitar al personal de reparaciones.

RESUMEN Los administradores de operaciones se centran en diseñar mejoras y componentes de respaldo para mejorar
la confiabilidad. También es posible obtener mejoras en la confiabilidad mediante el mantenimiento
preventivo y excelentes instalaciones de reparación.

Algunas empresas utilizan sensores automáticos y otros controles para avisar cuando la maquinaria de
producción está por fallar o se está dañando por calor, vibraciones o fugas de fluidos. La meta de estos pro-
cedimientos no es sólo evitar fallas sino también realizar el mantenimiento preventivo antes de que las
máquinas se dañen.

Por último, muchas empresas dan a sus empleados la sensación de ser “dueños” de sus equipos. Cuan-
do los trabajadores reparan o dan mantenimiento preventivo a sus propias máquinas, las fallas son menos
frecuentes. Los trabajadores con autoridad y bien capacitados aseguran sistemas confiables a través del
mantenimiento preventivo. A su vez, un equipo bien cuidado y confiable no sólo proporciona una utiliza-
ción más alta, sino también mejora la calidad y el funcionamiento acorde con la programación. Las
mejores empresas construyen y mantienen sistemas para que los clientes puedan depender de los produc-
tos y servicios producidos de acuerdo con las especificaciones y a tiempo.

TÉRMINOS Mantenimiento Mantenimiento preventivo
CLAVE Confiabilidad Mantenimiento por fallas
Tiempo medio entre fallas (TMEF) Mortalidad infantil
Redundancia Mantenimiento productivo total (TPM)

USO DE POM PARA WINDOWS PARA RESOLVER
PROBLEMAS DE CONFIABILIDAD

El módulo de confiabilidad de POM para Windows nos permite introducir 1. número de sistemas (compo-
nentes) en serie (1 a 10); 2. número de respaldos o componentes en paralelo (1 a 12), y 3. confiabilidad de los
componentes tanto en serie como en paralelo. Para obtener más información consulte el apéndice V.

PROBLEMAS RESUELTOS

Problema resuelto 15.1 Solución

El semiconductor que se usa en la calculadora de muñeca Sullivan tiene 5 Confiabilidad del semiconductor, Rs = R1 ϫ R2 ϫ R3 ϫ R4 ϫ R5
partes, cada una con su propia tasa de confiabilidad. El componente 1 tiene = (.90)(.95)(.98)(.90)(.99)
una confiabilidad de .90; el componente 2 de .95; la 3 de .98; la 4 de .90, y = .7466
el componente 5 de .99. ¿Cuál es la confiabilidad de un semiconductor?

454 CAPÍTULO 15 MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD

Problema resuelto 15.2 R4 R5
.90
Un cambio reciente de ingeniería en la calculadora de muñeca Sullivan
coloca un componente de respaldo en cada uno de los dos circuitos de
transistores menos confiables. El nuevo circuito se verá como sigue:

R1 R2 R3
.90

.90 .95 .98 .90 .99

¿Cuál es la confiabilidad del nuevo sistema?

Solución
Confiabilidad = [.9 + (1 Ϫ .9) × .9] × .95 × .98 × [.9 + (1 Ϫ .9) × .9] × .99
= [.9 + .09] × .95 × .98 × [.9 + .09] × .99
= .99 × .95 × .98 × .99 × .99
= .903

EJERCICIOS EN INTERNET

Visite nuestra página Web como apoyo con el material de este capítulo.

En nuestra página Web, www.pearsoneducacion.net/heizer • Recorrido virtual por una compañía
• Auto-exámenes • Problemas de tarea en Internet
• Problemas de práctica • Caso en Internet
• Ejercicios en Internet
• Artículos e investigación actuales

ᨪ PREGUNTAS PARA ANALIZAR

1. ¿Cuál es el objetivo del mantenimiento y la confiabilidad? 7. ¿Qué papel tendría la tecnología de la información en la función de
2. ¿Cómo se identifica a un candidato para el mantenimiento preventivo? mantenimiento?
3. ¿Explique el concepto de “mortalidad infantil” en el contexto de la
8. ¿Qué papel tendría la tecnología de la información en la función de
confiabilidad del producto? mantenimiento?
4. ¿Por qué con frecuencia la simulación es una técnica apropiada para
9. En una discusión sobre los méritos del mantenimiento preventivo en
los problemas de mantenimiento? Windsor Pointers, el dueño de la compañía preguntó, “¿por qué
5. ¿Cuál es el trueque entre el mantenimiento que realiza el operario y el arreglarlo antes de que falle?” Usted, como director de mantenimiento,
¿cómo le respondería?
mantenimiento que lleva a cabo el proveedor?
6. ¿Cómo evalúa un administrador la efectividad de la función de mante- 10. ¿El mantenimiento preventivo eliminará todas las fallas?

nimiento?

PROBLEMAS 455

EJERCICIO DE PENSAMIENTO CRÍTICO

Después del choque de un DC-10 de McDonell Douglas en Iowa, una in- lico. El L-1011 de Lockheed, un jet trimotor similar, tiene cuatro siste-
vestigación subsiguiente sugirió que el sistema hidráulico del avión po- mas hidráulicos. En aquel entonces, uno de los vicepresidentes de Mc-
día no proporcionar la protección suficiente. El DC-10 cuenta con tres Donell Douglas comentó, “uno siempre se puede ir a los extremos y aún
sistemas hidráulicos separados, y todos ellos fallaron cuando uno de los así no tener un avión práctico. Siempre se puede estar completamente
motores explotó. El motor arrojó pedazos de metal que cortaron dos de seguro y nunca despegar”. Analice los pros y los contras de la posición
las líneas y la tercera necesitaba suministro de energía del motor destruido. de McDonell Douglas. ¿Cómo podría diseñar un experimento de confia-
El DC-10, a diferencia de otros jets comerciales, no cuenta con las vál- bilidad? ¿Qué ha pasado desde entonces con la corporación McDonell
vulas de cierre que hubieran podido detener la fuga del fluido hidráu- Douglas?

EJERCICIO DEL MODELO ACTIVO

En este modelo activo se evalúan varios elementos de un sistema de confiabilidad con redundancia.

MODELO ACTIVO 15.2 ■

Redundancia en
National Bank, usando
los datos del ejemplo 3

Preguntas
1. Si estuviera disponible un empleado adicional, ¿cuál sería el mejor lugar para colocarlo?
2. ¿Cuál es el número mínimo total de empleados para lograr 99% de confiabilidad del sistema?

PROBLEMAS*

. 15.1 La unidad de procesamiento electrónico de la computadora Beta II contiene 50 componentes en serie. La confiabili-
. 15.2 dad promedio de cada componente es 99.0%. Use la figura 15.2 para determinar la confiabilidad general de la unidad de
procesamiento.

Un proceso de pruebas en aviones Boeing tiene 400 componentes en serie. La confiabilidad promedio de cada com-
ponente es 99.5%. Use la figura 15.2 para encontrar la confiabilidad general de todo el proceso de pruebas.

*Nota: significa que el problema se resuelve con POM para Windows.

456 CAPÍTULO 15 MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD
. 15.3
¿Cuál es el número esperado de fallas anuales para el generador de energía en Orlando Utilities que ha exhibido los
siguientes datos en los últimos 20 años?

Número de fallas 0123456
Número de años en que ocurrieron las fallas 2254520

. 15.4 Cada falla de un graficador o plotter en Airbus Industries cuesta $50. Encuentre el costo esperado de las fallas diarias
dados los siguientes datos.

Número de fallas 01234
Probabilidad de fallas diarias .1 .2 .4 .2 .1

: 15.5 En la actualidad se diseña un nuevo sistema para el control de aviones que debe ser 98% confiable. Este sistema con-
siste en tres componentes en serie. Si los tres componentes deben tener el mismo nivel de confiabilidad, ¿qué nivel de
confiabilidad se requiere?

: 15.6 La empresa Robert Klassan Manufacturing, fabricante de equipo médico, ha sometido 100 marcapasos a 5 mil horas

de prueba. A la mitad de las pruebas, 5 marcapasos fallaron. Cuál fue la tasa de falla en términos de lo siguiente:

a) Porcentaje de fallas?

b) Número de fallas por unidad/hora?

c) Número de fallas por unidad/año?

d) Si 1,100 personas reciben implantes de marcapasos, ¿cuántas unidades podemos esperar que fallen en el año si-

guiente?

: 15.7 ¿Cuál es la confiabilidad del siguiente proceso de producción? R1 = 0.95, R2 = 0.90, R3 = 0.98.

R1
R2 R3

: 15.8 Usted tiene un sistema compuesto por cuatro componentes en serie. La confiabilidad de cada componente es 0.95.
: 15.9 ¿Cuál es la confiabilidad del sistema?

¿Cuál es la confiabilidad de que los préstamos de un banco sean procesados si cada uno de los 5 empleados tiene la
confiabilidad mostrada en la figura que sigue?

.95 .95
.95 .95

.95

: 15.10 Merrill Kim Sharp tiene un sistema de tres componentes en paralelo. Los componentes tienen las siguientes confiabi-
. 15.11 lidades:

R1 = 0.90, R2 = 0.95, R3 = 0.85

¿Cuál es la confiabilidad del sistema? (Sugerencia: véase el ejemplo 3).

Un sistema de control médico cuenta con tres componentes en serie con confiabilidades individuales (R1, R2, R3) co-
mo se muestra:

R1 R2 R3
.99 .98 .90 RS

¿Cuál es la confiabilidad del sistema?

PROBLEMAS 457

: 15.12 a) ¿Cuál es la confiabilidad del sistema que se muestra a continuación?

.99 .98 .90 RS1
Rp

.99 .98 .90
RS 2

b) ¿Cuánto mejora la confiabilidad si el sistema que se muestra en el problema 15.11, cambia al sistema paralelo redun-
dante que se muestra aquí?

Ӈ 15.13 Suponga que 85% de los pacientes de cirugía de marcapasos para el corazón sobrevive la operación, 95% sobrevive
el periodo de recuperación posterior a la cirugía, 80% es capaz de hacer los cambios de estilo de vida necesarios para
sobrevivir y que sólo 10% de los que no hacen esos cambios sobreviven más de un año. ¿Cuál es la probabilidad de
que un paciente cualquiera sobreviva más de un año?

: 15.14 Su equipo de diseño propone el siguiente sistema cuyos componentes tienen la confiabilidad que se indica:

R = 0.90 R = 0.85 R = 0.90
R = 0.85

: 15.15 ¿Cuál es la confiabilidad del sistema?

El departamento de mantenimiento en Mechanical Dynamics ha presentado la siguiente curva de fallas, ¿qué le
sugiere la curva?

Número de fallas

Tiempo

: 15.16 Rick Wing, vendedor de Wave Soldering Systems, Inc. (WSSI), ha presentado una propuesta para mejorar el control
de la temperatura de su máquina actual. Esta máquina usa un cuchillo de aire caliente para remover limpiamente el
a) exceso de soldadura de cada tableta de circuitos impresos; se trata de un gran concepto, pero el control de la tempe-
b) ratura del aire caliente carece de confiabilidad. Según Wing, los ingenieros de WSSI han mejorado la confiabilidad
de los controles de temperaturas cruciales. El sistema tiene cuatro circuitos integrados sensibles para controlar la
temperatura, pero la nueva máquina tiene un respaldo para cada uno. Los cuatro circuitos integrados tienen confiabi-
lidades de .90, .92, .94 y .96. Los cuatro circuitos de respaldo tienen confiabilidad de .90.
¿Cuál es la confiabilidad del nuevo control de temperatura?
Wing dice que si paga un sobreprecio, puede mejorar la confiabilidad de las cuatro unidades de respaldo a .93. ¿Cuál
es la confiabilidad de esta opción?

: 15.17 ¿Cuál es el número esperado de descomposturas por año para una máquina con los siguientes datos:

Número de descomposturas 012345
Número de años en que ocurren 431550

458 CAPÍTULO 15 MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD

Ӈ 15.18 Como vicepresidente de operaciones en Krause Engineering, usted debe decidir, ¿cuál de los diseños de producto, A

o B, tiene la mayor confiabilidad? B fue diseñado con unidades de respaldo para los componentes R3 y R4. ¿Cuál es
la confiabilidad de cada diseño?

Diseño de producción A
R1 R2 R3 R4
0.99 0.95 0.998 0.995

Diseño de producción B
R1 R2 R3 R4
0.99 0.95 0.985 0.99

0.95 0.99

Ӈ 15.19 Una transacción de ventas al menudeo típica consiste en varias partes menores, que pueden considerarse componentes
sujetos a falla. Una lista de estos componentes incluye:

Componente Descripción Definición de la falla
1 Encontrar el producto adecuado en tamaño, No se encuentra el producto
2 color, etcétera
3 Llegar a la fila de la caja No hay cajas abiertas, filas muy
largas o con dificultades
4 Leer el código del producto con el escáner
El escáner no sirve, el artículo no
5 Calcular el total de la compra está en el archivo, lectura
6 incorrecta de nombre o precio
7 Hacer el pago
8 Peso incorrecto, extensión incorrecta,
Entregar el cambio introducción incorrecta de datos,
Empacar en una bolsa la mercancía impuesto equivocado
Concluir la transacción y salir
El cliente no tiene efectivo, cheque no
aceptable, tarjeta de crédito rechazada

Se entrega el cambio incorrecto

Se daña la mercancía al empacar;
la bolsa se rompe

No hay recibo, empleado indiferente
o grosero

Suponga que las ocho probabilidades de éxito son .92, .94, .99, .99, .98, .97, .95 y .96. ¿Cuál es la confiabilidad del
sistema, es decir, la probabilidad de que haya un cliente satisfecho? Si usted fuera el administrador de la tienda, ¿cuál
cree que sería un valor aceptable para esta probabilidad? ¿Qué componentes serían buenos candidatos para respaldo
y cuáles para rediseño?

PROBLEMAS DE TAREA EN INTERNET

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adicionales: 7-20 a 7-24.

CASO DE ESTUDIO

Worldwide Chemical Company Sin embargo, Jack Smith, el superintendente de mantenimiento lo había
escuchado antes y nunca pasaba nada con las rabietas de Henson. “Se lo
Jack Smith limpió el sudor de su frente. Era otro día bochornoso de verano merece”, pensó. “Henson no coopera cuando queremos realizar el mante-
y una de las cuatro unidades de refrigeración del proceso estaba descom- nimiento programado, entonces no se hace y el equipo se descompone.”
puesta. Las unidades eran vitales para la operación de la planta de fibras
de Worldwide Chemical Company, que produce fibras sintéticas y hojue- A pesar de todo, Henson estaba verdaderamente furioso en ese mo-
las de polímeros para un mercado global. mento, por el impacto que la descompostura tendría en las cifras del ren-
dimiento del proceso. Al encontrarse con la gerente de la planta, Beth Con-
Al Henson, el superintendente del turno diurno de producción no tar- ner, comenzó a decir que todo lo que el departamento de mantenimiento
dó en gritar por el intercomunicador su proclama familiar de que “las cabe- hacía era “sentarse por ahí” a jugar cartas, como bomberos esperando a
zas rodarían” si la unidad no estaba de nuevo trabajando antes de una hora. que una alarma los envíe a apagar el fuego al otro lado de la ciudad. El

BIBLIOGRAFÍA 459

enfoque de mantenimiento de “arreglar lo descompuesto” estaba costando máquina funcionando de nuevo, aunque a veces debían trabajar toda la
a la planta una producción que era vital para cumplir con los estándares de noche para que la línea de producción pudiera ponerse en marcha de nue-
costos y evitar serias variaciones. Los competidores extranjeros estaban vo. El departamento de mantenimiento siempre lo había hecho así. Sin
entregando fibras de alta calidad en menos tiempo y a precios más bajos. embargo, con los nuevos competidores, la confiabilidad de la maquinaria
Ya habían llamado a Conner de las oficinas corporativas para plantearle el de pronto se había convertido en una barrera importante para competir
problema de que los niveles de producción eran significativamente más con éxito.
bajos de los presupuestados. Los ciclos de negocios contenían variaciones
estacionales predecibles. Esto significaba acumular inventarios que se aca- Los rumores de clausura comenzaron a circular por la planta y el
rrearían durante meses, inmovilizando el capital escaso, una característica estado de ánimo era malo, haciendo aún más difícil el buen funciona-
de la mayoría de los procesos continuos. Los embarques mensuales se ve- miento. Conner sabía que para salvar la planta sería necesario encontrar
rían mal. Los envíos de un año a la fecha estarían aún peor por las fallas de soluciones con rapidez.
la maquinaria y la pérdida de producción hasta ahora. Conner sabía que al-
go debía hacer para desarrollar la confiabilidad de las máquinas. Era nece- Preguntas para analizar
sario contar con la capacidad demandada para responder a la creciente
competencia extranjera. La falta de confiabilidad en el equipo de pro- 1. ¿Pueden Smith y Hansen hacer algo para mejorar el desempeño?
ducción estaba poniendo en riesgo el esfuerzo de TQM de la compañía al 2. ¿Hay alguna alternativa al enfoque actual de las operaciones del
causar variaciones en el proceso que afectaban tanto la ganancia de un pro-
ducto de primera calidad como las entregas a tiempo, pero nadie parecía departamento de mantenimiento?
tener la respuesta al problema de descomposturas de maquinaria. 3. ¿Cómo podría producción compensar la pérdida de salida de pro-

El departamento de mantenimiento operaba en buena medida como ductos debida al mantenimiento programado?
un departamento de bomberos, corriendo hacia la falla con un enjambre 4. ¿Cómo podrían utilizarse mejor los mecánicos de mantenimiento?
de mecánicos, algunos desarmaban la máquina mientras otros se volca- 5. ¿Existe alguna forma de saber cuándo es probable que se descom-
ban sobre los diagramas del cableado y otros más buscaban las refac-
ciones en el almacén de mantenimiento. En algún momento tendrían la ponga una máquina?

Fuente: Patrick Owings, con la supervisión de la Profesora Marilyn M.
Helms, Tennessee University en Chattanooga.

CASOS DE ESTUDIO ADICIONALES

Casos de estudio en Internet: visite nuestro sitio Web en www.pearsoneducacion.net/heizer para obtener
estos casos de estudio gratuitos:

• Cartak’s Department Store: Requiere la evaluación del efecto de contar con un verificador adicional de facturas.

Harvard seleccionó estos casos de Harvard Business School para complementar este capítulo
(textbookcasematch.hbsp.harvard.edu):

• The Dana-Farber Cancer Institute (#699-025): Examina las características organizacionales y de proceso que pudieron haber contribuido a que
ocurriera un error médico.

• Workplace Safety at Alcoa (A) (#692-042): Observa los retos que enfrenta el administrador de una gran planta de fabricación de aluminio en su
intento por mejorar la seguridad.

• A Brush with AIDS (A) (#394-058): Dilema ético cuando las agujas penetran las barreras de contención.

BIBLIOGRAFÍA

Ahire, Sanjay, Garrison Greenwood, Ajay Gupta y Mark Terwilliger, Ravinder, H. V. y Carl R. Schultz, “Decision Making in a Standby Service
“Workforce-Constrained Preventive Maintenance Scheduling Using System”, Decision Sciences 31, múm. 3 (verano de 2000): 573-593.
Evolution Strategies”, Decision Sciences 31, núm. 4 (otoño de 2000):
833-859. Sloan, Thomas W y George Shanthikumar, “Combined Production and
Maintenance Scheduling for a Multiple-Product, Single Machine
Ambs, Ken, et al, “Optimizing Restoration Capacity in the AT&T Network”, Production System”, Production and Operations Managememt 9,
Interfaces 30, núm. 1 (enero-febrero de 2000): 26-44. núm. 4 (invierno de 2000): 379-399.

Chen, F., “Continuous Improvement for Preventive Maintenance”, Production Verrijdt, J., I. Adan y T. de Kok, “A Trade off between Emergency Repair
and Inventory Management Journal 38, núm. 4 (cuarto trimestre de and Inventory Investment”, IIE Transactions 30, núm. 2 (febrero de
1977): 13-16. 1998): 119-132.

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Performance”, Journal of Operations Management 19, núm. 6 (no-
viembre de 2001): 675-694. Westerkamp, Thomas A., “Plan of Maintenance Productivity”, IIE Tran-
sactions 33, múm. 8 (agosto de 2001): 36-41.

460 CAPÍTULO 15 MANTENIMIENTO Y CONFIABILIDAD

RECURSOS DE INTERNET

Reliability Engineering: Society for Maintenance and Reliability Professionals:
http://www.enre.unmd.edu/ http://www.smrp.org/

Center for System Reliability Society of Reliability Engineers:
http://reliability.sandia.gov http://www.sre.org/

Reliability Analysis Center
http://rac.iitri.org