Artículos

Modelado de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad de la plataforma de telecomunicaciones y transmisión de datos

Reliability, availability and maintainability modeling of the telecommunications and data transmission platform

Cristhian Ronceros Morales
Universidad de Oriente, Venezuela

Revista Tecnológica ESPOL - RTE

Escuela Superior Politécnica del Litoral, Ecuador

ISSN: 0257-1749

ISSN-e: 1390-3659

Periodicidad: Semestral

vol. 34, núm. 2, 2022

rte@espol.edu.ec

Recepción: 06 Febrero 2022

Aprobación: 19 Mayo 2022



DOI: https://doi.org/10.37815/rte.v34n2.914

Resumen: El objetivo de la presente investigación fue generar un modelado de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad de la plataforma de telecomunicaciones y transmisión de datos, que permita el cálculo de la disponibilidad y la estimación de la confiabilidad de los conmutadores (switches), enrutadores (Routers), UPS (sistema de alimentación ininterrumpida), puntos de acceso (Access Point), puntos de acceso/puente (Access point/bridge) y equipos de radio enlace. Se tomó como caso de estudio la localidad de Maturín de Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA). El estudio consistió en una investigación de campo, con nivel descriptivo. La población estuvo constituida por ocho (8) trabajadores del área. Para la obtención de información se utilizó los reportes de fallas del centro de monitoreo de oriente (CIMOR) de los últimos dieciocho (18) meses, de los 106 equipos instalados en Maturín. Para el desarrollo del modelado se utilizó la metodología de análisis confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad (CDM) y el software Raptor 7.0. El modelo propuesto permite realizar los cálculos de disponibilidad y proyecciones de confiabilidad de la plataforma, como requerimiento importante para la realización de planes de mantenimiento y el apoyo en la toma de decisiones para la optimización del funcionamiento operativo de la organización. El modelo propuesto puede ser tomado como ejemplo para las plataformas de telecomunicaciones de cualquiera de las localidades que conforman a PDVSA, sólo realizando un análisis de la configuración y función de los componentes dentro del sistema (Diagrama de bloques de confiabilidad).

Palabras clave: Modelado, confiabilidad, disponibilidad, Análisis CDM, simulación.

Abstract: The objective of this research was to generate a model of reliability, availability, and maintainability of the telecommunications and data transmission platform. This model allows the calculation of the availability and estimation of the reliability of the switches (switches), routers (Routers), UPS (uninterruptible power supply), access points (Access Point), access points / bridge (Access point / bridge), and radio link equipment. The location of Maturin de Petroleos de Venezuela S.A. (PDVSA) was taken as a case study. The study consisted of field research with a descriptive level. The population consisted of eight (8) workers in the area. Failure reports of the eastern monitoring center (CIMOR, acronym in Spanish) for the last eighteen (18) months of 106 equipment installed in Maturin were used to collect information. The reliability, availability, and maintainability (CDM) analysis methodology and the Raptor 7.0 software were used to develop the model. This proposed model allows availability calculations and reliability projections of the platform, as an essential requirement for the realization of maintenance plans and support in decision-making for optimizing the organization's operational performance. The proposed model is an example for the telecommunications platforms of any of the locations that make up PDVSA, only by analyzing the configuration and function of the components within the system (reliability block diagram).

Keywords: Modeling, reliability, availability, RAM analysis, simulation.

Introducción

En la actualidad las industrias buscan constantemente optimizar sus operaciones, con la finalidad de que sean seguras y rentables económicamente. Bajo este contexto, surge la confiabilidad como una herramienta útil para la gestión de integridad de activos en instalaciones industriales. Las herramientas de confiabilidad permiten un análisis detallado de las fallas potenciales del sistema, así como su operatividad y tiempos de reparación. Sobre este particular, Birolini (2017) menciona que, la confiabilidad especifica la probabilidad de que no ocurra ninguna interrupción operativa durante un intervalo de tiempo establecido.

Desde el punto de vista de la ingeniería, existen dos elementos para el manejo de cualquier bien físico. Este debe ser mantenido y cada tanto ser modificado. Cuando se mantiene un bien, lo que se busca es preservar un estado en el que siga cumpliendo con las funciones deseadas por el usuario, es decir, que el bien o equipo no presente una falla funcional. Moubray (1999), señala que los estados de falla son conocidos como fallas funcionales, porque ocurren cuando un bien es incapaz de cumplir una función a un nivel de desempeño que sea aceptable por el usuario.

Bajo este escenario, se presenta la importancia de conocer la confiabilidad de los equipos electrónicos que conforman una plataforma de telecomunicaciones, los cuales pueden afectar positiva o negativamente la productividad y la seguridad de los procesos y personas en una empresa, razón por la cual han adquirido gran importancia dentro de las industrias petroleras. Al respecto, Gerard, I y Anzurez, J. (2001), señalan que los dispositivos electrónicos en la actualidad tienen un mayor auge y dado que los sistemas cada vez son más complejos, por lo que es necesario estudiar la confiabilidad de esos equipos y componentes, con el fin de conocer qué tanto influye cada uno en el funcionamiento global del sistema, para que éste finalmente pueda ser confiable.

En este sentido, se ha considerado realizar un estudio basándose en el análisis probabilístico del tiempo para falla o historial de fallas, aplicando la teoría de confiabilidad de activos reparables para la obtención de la disponibilidad de la red; todo ello a través del cálculo de los parámetros del mantenimiento que nos brinda el análisis de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad (CDM). Yañez y otros (2007) definen a un sistema reparable como aquel que acepta reparaciones y sus funciones pueden ser restauradas por cualquier método de reparación sin tener que reemplazar todo el sistema.

El análisis CDM o RAM es una técnica que sirve para determinar cuantitativamente la confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad en un sistema; los indicadores obtenidos a través del análisis RAM permiten realizar el análisis del comportamiento de los componentes, subsistemas y sistemas, basándose en su configuración, políticas de mantenimiento, recursos disponibles y filosofía operacional. Sobre este particular, R2M (2015) señala que el análisis RAM, combina técnicas de la Ingeniería de Confiabilidad para equipos y sistemas para pronosticar la producción perdida y la indisponibilidad de un proceso de producción, de acuerdo con la configuración del sistema que lo soporta, a la confiabilidad de sus componentes, a las políticas de mantenimiento, el recurso disponible y a la filosofía operacional.

El presente artículo tiene como objetivo generar un modelado de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad de la plataforma de telecomunicaciones y transmisión de datos tomando como caso de estudio los equipos que conforman la plataforma de telecomunicaciones de la localidad de Maturín de Petróleos de Venezuela S.A (PDVSA), entre los cuales se encuentran los conmutadores, enrutadores, UPS, puntos de acceso, puntos de acceso/puente. Con el modelado se busca identificar el comportamiento general del sistema, tomando en cuenta la configuración de los equipos, las fallas aleatorias, las reparaciones, las paradas parciales y totales; y el mantenimiento planificado; base importante para las proyecciones de disponibilidad y confiabilidad del sistema, que van a permitir optimizar el funcionamiento del sistema, a través del apoyo en la toma de decisiones relacionadas con los planes de mantenimiento de la plataforma.

El modelo propuesto para la plataforma de telecomunicaciones es un instrumento que permite fortalecer las decisiones dirigidas a cumplir con los planes operativos de la empresa, debido a que se centran en los índices de mantenimiento de los diferentes equipos que conforman la plataforma, ayudando a fortalecer el manejo de datos e información dentro de la empresa y así poder apoyar en la obtención de los objetivos, garantizando la calidad de servicio.

La base fundamental de la propuesta se centra en el cálculo de los: Tiempo Promedio para Fallar (TPPF), Tiempo Promedio entre Fallas (TPEF) y Tiempo Promedio para Reparar (TPPR), que mejor caracterizan los diversos equipos del sistema bajo estudio; estos datos fueron tomados de bancos de datos del centro de monitoreo de oriente (CIMOR), y comprenden reportes de fallas de los últimos 18 meses, de los 106 equipos que conforman la plataforma de comunicaciones de PDVSA en Maturín.

El alcance para el modelo propuesto tiene una significancia relevante para el sector industrial de hidrocarburos. Partiendo de la premisa que cualquier equipo, parte o componente posee una confiabilidad, podemos obtener datos de confiabilidad para cualquier equipo que conforme una plataforma de telecomunicaciones y así, realizar el análisis posterior de acuerdo a la configuración del sistema por medio del diagrama de bloques de confiabilidad.

La metodología descrita en la realización del modelado permite adaptarlo a las diferentes plataformas de telecomunicaciones instaladas a lo largo de las instalaciones y áreas operacionales de PDVSA, las cuales son veintiocho (28) y se extienden por todo el territorio nacional, permitiendo obtener resultados positivos en términos de mantenimiento, resultados financieros (producción, costos de mantenimiento, etc.), ambientales (disminución de impactos negativos) y personales (disminución de fatalidades/accidentes).

Metodología

El presente trabajo se enmarca en una investigación de campo con un nivel descriptivo, tomando como estudio el comportamiento de la plataforma de telecomunicaciones y transmisión de datos, al realizar proyecciones del sistema mediante la simulación de un modelo. La población se encuentra constituida por ocho (8) trabajadores que son los operarios de la plataforma de telecomunicaciones de PDVSA Maturín.

Para desarrollar el modelado de la plataforma de telecomunicaciones se requiere la aplicación de la metodología análisis RAM, la cual consta de 3 etapas:

Etapa I: Análisis de Datos

En esta etapa se busca conocer las tasas de fallas y mantenimientos de los equipos o componentes que conforman la plataforma de telecomunicaciones y transmisión de datos. Para esta etapa se realizan los siguientes pasos:

Etapa II: Diseño del Modelo

En esta etapa se procede a realizar la revisión y verificación de la arquitectura del modelo mediante las siguientes etapas:

Etapa III: Simulación

Una vez que se verifica el modelo, se procede a realizar la combinación de los resultados que se obtienen de las etapas anteriores; aquí es donde se introduce la información de las tasas de falla y reparación procesadas en el software raptor. En el siguiente paso se inicia el proceso final de modelaje, con la generación de una cantidad de pre-establecidos escenarios, con la finalidad de observar la funcionalidad del modelo y por consiguiente generar un reporte de lo obtenido.

Resultados y Discusión

Etapa I: Análisis de los datos

La plataforma de telecomunicaciones y transmisión de datos de las diferentes instalaciones y localidades que conforman a PDVSA, está compuesta por diferentes dispositivos electrónicos entre los que destacan: routers, switches y access points. El funcionamiento óptimo de estos dispositivos es de gran valor para que los trabajadores de PDVSA mantengan el flujo de información, para garantizar la continuidad operativa de la empresa.

Recopilación de Data Histórica Propia

La recopilación de la data histórica de la plataforma de telecomunicaciones y transmisión de datos, se logró mediante la revisión de los informes mensuales de fallas de los diferentes equipos que la conforman, por un periodo de tiempo de dieciocho (18) meses que abarca desde marzo 2020 hasta agosto 2021. Esta información fue suministrada por CIMOR de la Gerencia de Automatización, Informática y Telecomunicaciones (AIT) de PDVSA. El presente estudio tomó en cuenta las siguientes áreas administrativas y operacionales de la localidad de Maturín:

En la Tabla 1 se observa la información de los números de casos de incidentes reportados durante los meses de estudio, con su correspondiente total de horas y promedio de horas.

Tabla 1
Casos Incidentes Maturín
MESES CASOS INCIDENTES TOTAL DE HORAS PROMEDIO DE HORAS
Julio 20 15 79.64 5.31
Agosto 20 31 327.68 9.93
Septiembre 20 33 957.18 29.01
Octubre 20 33 684.11 20.12
Noviembre 20 96 2204.83 22.49
Diciembre 20 57 1231.66 21.61
Enero 21 48 2055.83 41.12
Febrero 21 54 274.63 5.08
Marzo 21 72 218.72 5.08
Abril 21 36 87.86 2.31
Mayo 21 50 316.61 5.97
Junio 21 61 1125.23 18.45
Julio 21 60 180.68 3.01
Agosto 21 43 231.01 5.37
Total 819 11324.52 246.72

En la tabla anterior también se puede observar el total de horas que se recolectaron de los reportes de fallas en la localidad de Maturín, lo cual arrojó una cantidad de 11324.52 horas presentando un promedio de fallas de 12.98 horas durante los dieciocho (18) meses de recolección de datos. Para el siguiente paso, los equipos pertenecientes a la plataforma objeto de estudio se dividieron por marca y modelo (ver Tabla 2).

Tabla 2
Marca y modelo de los equipos de telecomunicaciones
MARCA MODELO CANTIDAD CASOS HORAS DE FALLA
Cisco Router 2811 2 21 238.22
Cisco Switch 2950 3 34 242.57
Cisco SW red-adm 3512 1 5 101.75
Cisco SW red-adm 3550 7 166 3116.63
Cisco SW red-adm 3560 5 15 1287.12
Cisco SW red-adm 3750 37 266 2313.87
Cisco SW red-adm 4506 19 179 1641.52
Cisco SW red adm 6513 2 0 0.00
ZTE SW red-adm/zte 3928 1 0 0.00
ZTE SW red-adm/zte 5928 4 16 180.94
ZTE SW red-adm/zte 1 0 0.00
Cisco Aironet 1310 Access Point/Bridge 2 82 625.02
Cisco Aironet 1400 series Wireless Bridge 4 6 107.28
LANPRO LP-5ai 4 0 0.00
Total 106 851 11324.52

Los reportes de fallas de los equipos (tipos de fallas y duración) se obtuvieron del CIMOR. Las fallas se agruparon en nueve (9) grupos como se muestra en la Tabla 3:

Tabla 3
Casos Incidentes por tipo de falla Maturín
INCIDENTES CASOS TOTAL HORAS
Falla eléctrica 646 6668.79
Falla del equipo 25 916.28
Falla por otro equipo 16 188.93
Falla por mantenimiento 15 13.57
Se desconoce causas y acciones correctivas 146 1863.97
Sin acción correctiva 4 7.62
Otros 14 1665.35
Total 866 11324.51

Revisión y Validación de la Base de Datos

El plan de mantenimiento para la disciplina de redes abarca los equipos: access point, centrales telefónicas, switch, router y transceiver. Para efectos de esta investigación se tomaron en cuenta los planes de mantenimiento de access point, switch y router.

Estimaciones

Para las estimaciones fue necesario conocer la disponibilidad promedio de cada uno de los 106 equipos que forman parte del estudio. Los datos generados por CIMOR se obtuvieron sobre un periodo de dieciocho (18) meses. Luego se calculó el Tiempo Total (TT) de trabajo que fue equivalente a 12960 horas.

Posteriormente se procedió a calcular el tiempo en operación (TO) de los equipos y el tiempo fuera de servicio (TFS), ambos son equivalentes al tiempo promedio entre fallas (TPEF) y el tiempo promedio para reparar (TPPR), los cuales fueron necesarios como insumo del modelo. Estos tiempos de disponibilidad (D) se obtuvieron mediante la ecuación (1):

D = TO / (TO + TFS) (1)

TT = TO + TFS (2)

El TT es el tiempo en el cual se buscó la disponibilidad; sustituyendo la ecuación (2) en la Ecuación (1), queda la ecuación (3):

TO = D x TT (3)

Una vez obtenido TO, se calculó el valor de TFS mediante la ecuación (4).

TFS = TT – TO (4)

En la Tabla 4 se observan los cálculos obtenidos de los 106 equipos pertenecientes a la plataforma de telecomunicaciones de PDVSA Maturín. Los cálculos realizados son en base a un TT de 12960 horas.

Tabla 4
Disponibilidad promedio, tiempo de operación y tiempo fuera de servicio de los equipos de la plataforma de telecomunicaciones
EQUIPO DISPONIBILIDAD PROMEDIO TO TFS
AP-SalaAITM3N1 0.983914737 13459.9536 220.0464
ap-bermada-p2 0.997367368 13643.9856 36.0144
ap-bermada-p3 0.995296316 13615.6536 64.3464
ap-bermada-p4 0.997176842 13641.3792 38.6208
ap-bermada-p5 0.996437368 13631.2632 48.7368
ap-bermada-pb 0.976409474 13357.2816 322.7184
ap-mun_ccp-cvp 0.975991579 13351.5648 328.4352
ap-mun_cfos 0.964487368 13194.1872 485.8128
ap-mun_esem-planif 0.993694211 13593.7368 86.2632
ap-mun_esem-salonqq 0.639258947 8745.0624 4934.9376
ap-mun_esem-torret 0.996509474 13632.2496 47.7504
ap-salagerencia 0.99587 13623.5016 56.4984
er-caripito1 0.975756316 13348.3464 331.6536
er-edif-bermada-pb 0.997394444 13644.356 35.644
er-mun_cfos 0.988116842 13517.4384 162.5616
er-mun_clinica-bg 0.998182105 13655.1312 24.8688
er-mun_dtrina 0.997023158 13639.2768 40.7232
er-mun_eimar-P2 0.975530526 13345.2576 334.7424
er-mun_pdvgas 0.996886842 13637.412 42.588
er-mun_ttelecom 0.998324737 13657.0824 22.9176
er-munccp01 0.996788947 13636.0728 43.9272
er-munesem1 0.998441579 13658.6808 21.3192
er-munsis01 0.997817368 13650.1416 29.8584
er-quiriq1 0.998153684 13654.7424 25.2576
es-carfisca01 0.907536316 12415.0968 1264.9032
es-clicpto01 0.899247895 12301.7112 1378.2888
es-coremun1 0.998441579 13658.6808 21.3192
es-cptottelecom 0.975702632 13347.612 332.388
es-edif-bermada-p1 0.971130526 13285.0656 394.9344
es-edif-bermada-p2 0.997405263 13644.504 35.496
es-edif-bermada-p3 0.997125263 13640.6736 39.3264
es-edif-bermada-p4 0.997202105 13641.7248 38.2752
es-edif-bermada-p5 0.996442105 13631.328 48.672
es-edif-bermada-p6 0.995501579 13618.4616 61.5384
es-esemanexo01 0.995565263 13619.3328 60.6672
es-esemm1n101 0.998417368 13658.3496 21.6504
es-esemm1n102 0.998416842 13658.3424 21.6576
es-esemm1n201 0.998419474 13658.3784 21.6216
es-esemm1n202 0.998091053 13653.8856 26.1144
es-esemm2n101 0.998189474 13655.232 24.768
es-esemm2n201 0.9982 13655.376 24.624
es-esemm2n4 0.995749474 13621.8528 58.1472
es-esemm3n101 0.998419474 13658.3784 21.6216
es-esemm3n201 0.998419474 13658.3784 21.6216
es-esemm4n101 0.998417895 13658.3568 21.6432
es-esemm4n102 0.998417368 13658.3496 21.6504
es-esemm4n201 0.998417368 13658.3496 21.6504
es-esemm4n202 0.998417368 13658.3496 21.6504
es-esemsotanm201 0.998377368 13657.8024 22.1976
es-esemsotanom401 0.997765556 13649.4328 30.5672
es-mun-Mempet01 0.98174 13430.2032 249.7968
es-mun-cecom01 0.997932632 13651.7184 28.2816
es-mun-mvivienda-fp 0.924409474 12645.9216 1034.0784
es-mun_DTrina 0.996446316 13631.3856 48.6144
es-mun_ccp-p_mayores 0.990663158 13552.272 127.728
es-mun_cfos-pna 0.979207368 13395.5568 284.4432
es-mun_eimar-P1 0.968272105 13245.9624 434.0376
es-mun_eimar-PB 0.971155263 13285.404 394.596
es-mun_esem-central_tele 0.816641053 11171.6496 2508.3504
es-mun_hangar 0.991416316 13562.5752 117.4248
es-mun_jubilados 0.984087895 13462.3224 217.6776
es-mun_pdvgas-pa 0.995631579 13620.24 59.76
es-mun_psc-aeropuerto 0.963805263 13184.856 495.144
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es-qq_Ttelecom 0.998149474 12736.5192 943.4808
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es-qqtelecom01 0.997975789 13323.456 356.544
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ew-dt_eimar 0.990169474 13545.5184 134.4816
ew-eimar_dt 0.980562632 13414.0968 265.9032
ew-fp-dt 0.947693158 12964.4424 715.5576
ew-mun_dt-hangar 0.992162632 13572.7848 107.2152
ew-mun_dt-psc 0.996993684 13638.8736 41.1264
ew-mun_hangar-dt 0.991491053 13563.5976 116.4024
ew-mun_psc-dt 0.964458947 13193.7984 486.2016
ew-refineriacpto 0.902697895 12348.9072 1331.0928
ew-torrecpto 0.973572632 13318.4736 361.5264
es-qq_casa2-1 0.721900526 11114.7048 2565.2952
es-qq_casa20 0.812478421 10451.1816 3228.8184
es-qq_escuela-lb 0.763975263 10451.1816 3228.8184
es-qqlibertador02 0.733472105 10033.8984 3646.1016

Etapa II: Construcción del modelo

Construcción del diagrama de bloque de disponibilidad

Al recolectar la información necesaria para el modelamiento del sistema, se procedió a establecer el diagrama de bloques de confiabilidad para el sistema estudiado en el espacio de trabajo (workspace) del software Raptor 7.0. Este diagrama se diseñó teniendo en cuenta las conexiones lógicas del sistema y, a cada bloque, le corresponde sus tiempos promedios de falla y reparación que fueron calculados previamente.

Al culminar con la inserción de los bloques y nodos de todos los equipos de la red de telecomunicaciones a nivel de conmutadores, enrutadores y puntos de acceso, se colocó el nodo de enlace final, el cual es el que conecta todas las sedes de PDVSA Maturín. En base a lo anterior fue necesario configurar en el nodo, el número de enlaces que llegan a éste para que el nodo se encuentre en funcionamiento.

Modelo
de la plataforma de Telecomunicaciones PDVSA Maturín
Figura 1
Modelo de la plataforma de Telecomunicaciones PDVSA Maturín

Cabe destacar que la gerencia de AIT, para el cálculo de la disponibilidad de la plataforma de telecomunicaciones, hace un promedio con los tiempos de fallas de cada equipo pertenecientes a una red LAN, lo cual permite observar la disponibilidad de sus equipos de telecomunicaciones. Luego de agregarse los 107 bloques y 25 nodos que conforman la plataforma de telecomunicaciones de PDVSA Maturín, el modelo obtiene la topología mostrada en la Figura 1.

Inserción de parámetros de falla y reparación

Luego de realizar la representatividad del modelo de la plataforma, el paso siguiente fue la inserción de los parámetros de falla y reparación, donde cada bloque de la plataforma representa un equipo, a los cuales se les ingresó los datos de falla y reparación correspondientes a cada equipo.

Posteriormente se seleccionó la distribución estadística “exponencial” ya que es una normativa establecida por PDVSA, que tiene como requerimiento la utilización de la distribución estadística exponencial en el mantenimiento de los equipos electrónicos. Esta distribución describe la cantidad de tiempo que trascurre entre eventos, tal como el tiempo entre fallas de equipos electrónicos. Posterior a la selección de la distribución estadística, se introdujeron los tiempos de falla y reparación. Este procedimiento se repitió en cada bloque perteneciente a la plataforma con sus respectivos datos para cada equipo.

Etapa III: Simulación

Simulación del Modelo

Se realizaron las simulaciones del modelo de la plataforma, con la finalidad de obtener las proyecciones de confiabilidad y disponibilidad en los siguientes periodos:

Entre las posibles decisiones que se pueden tomar en base a los resultados de las proyecciones tenemos:

Las proyecciones semanales apoyan la toma de decisiones a nivel operativo para aminorar aquellos posibles inconvenientes que se presenten semanalmente. La proyección semanal permite identificar aquellos equipos con mayor frecuencia de fallas semanales y que pueden afectar tanto el comportamiento global como local a nivel de redes.

Las proyecciones mensuales permiten observar el posible comportamiento futuro de los equipos mes a mes, facilitando a los planificadores del mantenimiento visualizar si la ejecución del calendario de mantenimiento va según lo planificado. Las proyecciones trimestrales y semestrales, facilitan a los planificadores la toma de decisiones a nivel táctico, debido a que, el resultado de las proyecciones ayuda a realizar un estudio de la efectividad de las reparaciones realizadas, permitiendo la elaboración de un plan de mantenimiento ajustado a los resultados obtenidos.

Las proyecciones anuales soportan la toma de decisiones a nivel estratégico, en razón de que, el plan de mantenimiento de la plataforma de telecomunicaciones es actualizado anualmente en conjunto con el plan de negocios, en el cual se encuentra contemplado el análisis del crecimiento del Distrito.

Con la finalidad de obtenerse la disponibilidad promedio de los equipos, los canales de los enlaces de los nodos se ajustaron de la siguiente manera:

Después de culminar con la construcción del modelo de la plataforma, el siguiente paso fue configurar en el software raptor las opciones para la simulación, para lo cual se procedió a establecer la cantidad de 720 como las horas de las proyecciones y, el número de corridas requeridas configurado fue 1000, como se observa en la Figura 2.

Selección de horas de
proyección y número de corridas
Figura 2
Selección de horas de proyección y número de corridas

Posterior a la configuración de las opciones del simulador, se procedió con la simulación del modelado de la plataforma de telecomunicaciones y transmisión de datos de PDVSA Maturín, obteniéndose el despliegue que generó la simulación del modelo del sistema mostrado en la Figura 3.

Simulación
del modelo
Figura 3
Simulación del modelo

En el proceso de la simulación (ver Figura 3) se observa que el software muestra tres colores que indican la disponibilidad de cada componente, de acuerdo con el rango de porcentaje del mismo. El color verde está indicando que el elemento se encuentra en perfecto estado, en este caso indica que la disponibilidad del elemento está por encima de 0.998450 que es el rango de disponibilidad aceptable por la empresa.

El color amarillo en un bloque o nodo indica que algún elemento o combinación de elementos está empezando a fallar o a bajar su nivel de disponibilidad, es decir, tiene una disponibilidad por debajo de 0.998450 y por encima de 0.900000. El color rojo significa que algún elemento o combinación de elementos ha fallado o causado una falla en una línea de comunicación, originando una falla en el sistema; lo cual significa que el valor de disponibilidad de ese elemento se encuentra por debajo del valor 0.900000. Por lo tanto, el rango de porcentaje fue establecido y configurado en los siguientes valores:

0.998450 < Verde < 1.0 (Rango aceptable)

0.900000 < Amarillo < 0.998450 (Rango mejorable)

0.0 < Rojo < 0.900000 (Rango no aceptable)

En la Figura 4, se muestra una ventana con la configuración de los rangos de disponibilidad establecidos:

Configuración
de los rangos de disponibilidad
Figura 4
Configuración de los rangos de disponibilidad

Análisis de los resultados

a) Interpretación de los resultados: de las proyecciones realizadas en los periodos semanal, mensual, trimestral, semestral y anual; se obtuvieron los datos de disponibilidad y confiabilidad mostrados en la Tabla 5.

Tabla 5
Resultado de las proyecciones
PROYECCIÓN DISPONIBILIDAD CONFIABILIDAD
Semanal (168 Hrs) 0.997393332 0.979
Mensual: 720 Hrs 0.997312877 0.892
Trimestral: 2160 Hrs 0.996797642 0.723
Semestral: 4320 Hrs 0.99701426 0.548
Anual: 8640 HRS 0.996911521 0.273

En los resultados de disponibilidad mostrados en la Tabla 5, el sistema se encuentra dentro de la banda mejorable, por lo cual es necesario tomar acciones para tratar de mitigar estas disminuciones en la disponibilidad y así poder obtener el resultado esperado por la gerencia. Con respecto a la confiabilidad del sistema en la proyección semanal, se observa que arrojó un valor de 0.979, lo que indica que está por debajo de la banda de aceptación, razón por la cual se requiere una revisión de la funcionalidad de los equipos que conforman el sistema. En la confiabilidad de la proyección mensual se puede observar un valor de 0.892, lo cual genera una alerta para la revisión de los planes de mantenimiento y de las estrategias orientadas al mantenimiento de la plataforma.

Las proyecciones trimestral y semestral arrojaron una confiabilidad de 0.723 y 0.548 respectivamente, lo cual denota que el sistema se encuentra fuera del rango mejorable, debido a que, muchos equipos presentan deterioro por cumplimiento de su vida útil y otros equipos presentan fallas ocasionadas por fallas en el suministro de energía eléctrica. Para la proyección anual, el valor de confiabilidad obtenido fue de 0.273, lo que indica que la gerencia de AIT al finalizar el año debe evaluar las estrategias tomadas, con la finalidad de adecuar un plan de negocios ajustado a sus necesidades, considerando una correcta evaluación de los factores que influyen en las fallas presentadas por los equipos, que permitan tomar las decisiones correctas para que la empresa logre alcanzar las metas planificadas.

b) Validación de Resultados: en esta etapa se comparó los resultados de la simulación del modelo con los datos reales del sistema. Para realizar la comparación de los resultados se seleccionó un periodo determinado de un mes, este periodo abarcó desde el 01 de julio de 2021 hasta el 01 de agosto de 2021. El margen de error utilizado para la comprobación de los resultados fue del 5%.

En la Tabla 6 se muestran los equipos seleccionados de la plataforma de telecomunicaciones para su comparación con los datos reales del sistema. Los valores de disponibilidad reales fueron tomados en el mismo periodo de tiempo de la proyección realizada. Los cálculos de disponibilidad del modelo se proyectaron a un (1) mes que equivale a 720 horas.

Tabla 6
Comparación de disponibilidades
EQUIPO PROYECCIÓN DE DISPONIBILIDAD DISPONIBILIDAD REAL DIFERENCIA REAL VS PROYECTADA
ap-bermada-pb 0.997117097 0.9974 0.0282903%
ap-mun_esem-planif 0.994359313 0.99525 0.0890687%
ap-mun_esem-torret 0.998787952 0.99864 0.0147952%
ap_bermada-p4 0.998914114 0.99879 1.24114%
er-caripito1 0.963259628 0.95733 0.5929628%
er-mun_dtrina 0.995908168 0.99686 0.0951832%
er-munccp01 0.997690461 0.99881 0.1119569%
er-quiriq1 0.999999986 1 0.0000014%
es-cptottelecom 0.963068706 0.9573 0.5768706%
es-esemm2n201 0.999256838 0.99923 0.0026838%
es-esemsotanom401 0.998658002 1 0.1341998%
es-munccp01 0.998618393 0.99887 0.0251607%
es-munsis_autogas 0.999049783 0.99886 0.0189783%
es-mun_eimar-P1 0.995851882 0.99554 0.0311882%
es-muncfosAg01 0.998756725 0.99873 0.0026725%
es-qq_casa180 0.927718158 0.88783 3.9888158%

En función de los resultados mostrados en la Tabla 6, se puede concluir que el modelo construido para representar la plataforma de telecomunicaciones y transmisión de datos de PDVSA Maturín es un modelo que se asemeja a la realidad, ya que, al comparar los datos proyectados con los datos reales, éstos presentan una diferencia dentro del margen de error del 5 % lo cual es aceptable para la gerencia objeto de estudio.

Síntesis de los resultados

Los resultados obtenidos por medio de las proyecciones del modelo de la plataforma en el software Raptor 7.0 y los datos calculados de manera manual, servirán de apoyo a la empresa para hacer una revisión de su plan de mantenimiento y, observar qué factores pueden mejorar para aumentar la disponibilidad y la confiabilidad de los equipos de la plataforma.

Las proyecciones y el histórico del comportamiento de la plataforma pueden arrojar como resultado: el aumento o disminución de la frecuencia del mantenimiento, variación en la duración de los mantenimientos, reasignación de recursos, incorporación o desincorporación de equipos o sistemas del plan de mantenimiento, incorporación de unidades para el respaldo del servicio eléctrico, incorporación de unidades para el soporte de las funciones de los sistemas de redes de la empresa.

Con los resultados de las proyecciones y la revisión detallada de los reportes de alarmas, se busca obtener el mejoramiento de los indicadores de disponibilidad y confiabilidad, con la finalidad de que la empresa pueda reducir costos evitando fallas inesperadas en los equipos o sistemas; así como también optimizar el funcionamiento de la plataforma de telecomunicaciones de PDVSA en Maturín.

Análisis de sensibilidad

El análisis de sensibilidad se basa en experimentar con la creación de ciertos escenarios, el impacto de los componentes del sistema en la disponibilidad, confiabilidad y el funcionamiento del proceso en estudio. Para este análisis los actores principales son todos los nodos finales del modelo estudiado, en el cual se incluyen los nodos que están al final de cada sede que contienen a todos los equipos enrutadores, conmutadores y access point y el nodo final que conecta a todas sedes de la empresa en Maturín, Quiriquire y Caripito.

Los escenarios de simulación utilizados para el estudio de sensibilidad fueron enmarcados en tres partes como lo son el escenario mínimo, escenario promedio y máximo.

Los datos de las proyecciones del escenario máximo arrojaron una disponibilidad y una confiabilidad con valores dentro del rango no aceptable, esto originado a que, con simplemente fallar un equipo en el sistema, afecta su funcionamiento por completo.

El objetivo principal de realizar el análisis de sensibilidad, es conocer el comportamiento del sistema de telecomunicaciones al realizar cambios en los canales de transmisión de los equipos, realizando una configuración en los nodos de recepción de bloques y nodos, con la finalidad de obtener una configuración confiable del sistema para poder obtener proyecciones aceptables del modelo de la plataforma de telecomunicaciones.

Conclusiones

A base de resultados obtenidos, se presentan las siguientes conclusiones:

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