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Intervalo óptimo de mantenimiento preventivo

Indique la vida del componente en Weibull y los costes de la sustitución planificada y del fallo en servicio para hallar el intervalo con el menor coste por hora y el ahorro frente a la práctica actual.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

Estimación preliminar
Vida del componente (Weibull)

Use β y η de un ajuste de Weibull (calculadora de MTBF) o de datos del fabricante. La sustitución preventiva solo compensa con β > 1.

Costes
Parque
Estimar β y η a partir de las averías (pegar desde Excel)

Pegue las horas de operación hasta cada avería del componente (una por línea). El ajuste usa regresión por rangos medianos (aproximación de Bernard); se necesitan al menos 3 averías y lo ideal son 8 o más.

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—Intervalo óptimo de sustitución preventiva
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Coste por hora según el intervalo

Los intervalos cortos gastan piezas de más; los largos dejan fallar. La línea discontinua es el mantenimiento solo correctivo.

Toque el gráfico para ver los valores.

Parte preventiva y correctiva del coste

Coste por hora repartido entre sustituciones planificadas y fallos en servicio.

Toque el gráfico para ver los valores.

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Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

R(t) = e^(−(t/η)^β); F(t) = 1 − R(t)
Coste por hora C(T) = [Cp · R(T) + Cf · F(T)] ÷ ∫₀ᵀ R(t) dt (sustitución por edad)
Solo correctivo: C∞ = Cf ÷ MTTF, con MTTF = η · Γ(1 + 1/β)
Integral por Simpson (200 intervalos); mínimo por barrido y sección áurea
Ahorro anual = (C(T actual) − C(T*)) × horas al año × componentes

Hipótesis y límites

  • La sustitución deja el componente como nuevo; el tiempo de sustitución es despreciable frente al intervalo (el modelo minimiza coste, no indisponibilidad).
  • Fallo evidente y de consecuencia económica. Para fallos con consecuencias de seguridad u ocultos, use la lógica RCM (SAE JA1011) en lugar del óptimo de coste.
  • Validación: el intervalo óptimo coincide con una minimización numérica independiente en Python (SciPy) para los mismos parámetros.

Normas y documentos técnicos

  • IEC 60300-3-11:2009: Dependability management — Reliability centred maintenance
  • SAE JA1011:2009 e JA1012:2011: Evaluation criteria and guide for RCM processes
  • Barlow, R. E.; Proschan, F. Mathematical Theory of Reliability. Wiley, 1965
  • Jardine, A. K. S.; Tsang, A. H. C. Maintenance, Replacement, and Reliability, 2nd ed. CRC, 2013
  • IEC 61649:2008: Weibull analysis

Legislación y reglamentos en España y la UE

  • Real Decreto 809/2021: los plazos de inspección periódica de equipos a presión son obligatorios y prevalecen sobre el óptimo económico
  • Real Decreto 1215/1997, art. 3.5: mantenimiento según las instrucciones del fabricante

Preguntas frecuentes

¿Cómo se define el intervalo de mantenimiento preventivo?

Por el coste por hora de la política de sustitución por edad: sume el coste de las sustituciones planificadas y de los fallos que todavía ocurren y divida por el tiempo medio de uso. El intervalo con el menor valor es el óptimo.

¿Por qué el preventivo no ayuda cuando β ≤ 1?

Porque el riesgo de fallo no aumenta con la edad. Sustituir una pieza usada por una nueva no reduce la probabilidad de fallo y puede introducir errores de montaje.

¿Tiene que ser exacto el intervalo óptimo?

No. El fondo de la curva suele ser ancho, así que la sustitución puede hacerse coincidir con paradas programadas con poca pérdida.