Integrated models for critical spare parts management in asset intensive industries

Los repuestos son de importancia clave para industrias de capital intensivo –como Minería, Aeronáutica, o Defensa– debido a su rol de soportar eficientemente la operación de equipos críticos para mejorar el rendimiento del sistema, logrando así el éxito de negocio. Las organizaciones dentro de tales industrias enfrentan desafíos continuos para aumentar utilización, reducir costos, y manejar riesgos. La falta de guía en estas decisiones puede conducir a una sobre-exigencia de equipos y componentes asociados, afectando disponibilidad, confiabilidad, y productividad del sistema. Los repuestos críticos ameritan, por lo tanto, un modelado complejo. Sin embargo, una perspectiva de gestión de activos físicos –un método sistémico para el manejo óptimo de recursos que garantice sustentablemente objetivos de negocio– no ha sido integrada en cada etapa vital de decisión de las políticas de repuestos. En un esfuerzo por incluir tal enfoque, esta investigación ha modelado el proceso de repuestos desde la selección de recursos hasta requerimientos de la cadena de abastecimiento. El objetivo general de esta tesis consiste en desarrollar un esquema basado sobre la gestión de activos para optimizar todo el ciclo de vida de los repuestos críticos, mediante la integración de cinco áreas claves de decisión: priorización, pedido, reemplazo, externalización, y manejo de grupos de componentes. Estas áreas son cruciales para la excelencia en desempeño de las empresas de capital intensivo.El sistema de soporte resultante es documentado por cinco artículos en revistas ISI que tratan tales áreas claves de decisión. La metodología es ilustrada a través de una introducción, casos de estudios reales, y el logro secuencial de objetivos y contribuciones de cada paper adjunto. Éstos se resumen a continuación. Primero, Paper I “Throughput centered prioritization of machines in transfer lines” entrega la herramienta gráfica denominada Diagrama de Influencia para la Eficiencia de Sistema, la cual prioriza los recursos críticos para el rendimiento considerando acumuladores intermedios. Segundo, Paper II “Critical spare parts ordering decisions using conditional reliability and stochastic lead time” introduce el concepto de Nivel de Servicio Basado sobre Condición para definir el momento de pedido de repuestos en que la operación es suficientemente confiable para soportar la variabilidad de los tiempos de entrega. Tercero, Paper III “Value-based optimization of intervention intervals for critical mining components” muestra la influencia del valor de negocio para anticipar o posponer la época óptima para reemplazar los componentes. Cuarto, Paper IV “Optimizing maintenance service contracts under imperfect maintenance and a finite time horizon” establece las condiciones contractuales que motivan a clientes y proveedores externos de servicios para alcanzar una coordinación ganar-ganar. Por último, Paper V “A decision-making framework to integrate maintenance contract conditions with critical spares management” asigna rentablemente el pool de componentes dentro del contrato de servicios de mantenimiento. Los modelos enriquecidos y herramientas gráficas desarrolladas en estos papers son útiles para diseño de procesos de planta y planificación de largo plazo.Esta tesis provee a los gestores de activos con modelos integrados de soporte de decisiones para optimizar el ciclo de vida de repuestos críticos bajo una perspectiva sistémica. La investigación construye un interesante puente a través de las áreas de mantenimiento basado sobre condiciones, coordinación en externalización, y decisiones conjuntas de ingeniería de confiabilidad y políticas de abastecimiento. Esta interacción responde al objetivo de modelar las etapas clave de decisión del proceso de repuestos y mejorar eficientemente el rendimiento del sistema en industrias intensivas de capital. En resumen, la metodología contribuye al mejoramiento continuo y la rentabilidad de la empresa puesto que se incluyen enfoques orientados al negocio. Esta tesis ha confirmado el valor de pasar desde una visión de mantenimiento sesgada por intereses particulares hacia una perspectiva que considere todo el sistema: la perspectiva de gestión de activos físicos.