viernes, 15 de noviembre de 2013

EJEMPLO DE APLICACIÓN

REDUCCIÓN DE GASTO ENERGÉTICO USANDO SEIS SIGMA

Para la ejecución de este proyecto se aplicó la metodología completa de Seis Sigma, lo cual implica el desarrollo de sus 5 etapas:

ETAPA DE DEFINICIÓN

 Como todo proyecto Seis Sigma, nuestro problema a solucionar debía enfocarse desde la ecuación básica para resolver problemas desde Seis Sigma. Es decir:
Y = f(x), o sea Y=f(XI, X2, X3, ...).
Esta ecuación define la relación entre una variable dependiente, Y, y las variables independientes, las Xs. Para el caso específico del proyecto de RGEE, la variable dependiente es el consumo Kw-hr/ tonelada producida. Por otro lado, el encuentro de las variables independientes Xs resultaría del desarrollo y ejecución del proyecto. Sin embargo, mediante las diferentes discusiones iniciales en equipo se encontró que las áreas importantes de encuentro de estas Xs serían: fuerza motriz, factor de potencia, iluminación, aplicaciones térmicas, sistemas de distribución y adecuado manejo operacional.
De igual forma en la etapa de definición se conforma el equipo de trabajo, se realiza un planteamiento escrito del problema y su oportunidad (figura 1), se define el alcance del proyecto (figura 2) se establecen los objetivos y se plantea un cronograma inicial con metas y métricas del proyecto. En esta etapa también se evalúa el impacto financiero del problema y de su posible solución.
Un resumen de la etapa de definición es:
Título: Reducción de Gasto Energético Eléctrico (RGEE).
Equipo de Trabajo: Equipo multidisciplinario con asesoría de expertos.
Objetivo General: Deberá ser concreto, lograble, relevante, y se expresa en términos de qué, cómo y para qué, cuánto y cuándo. Debe incluir las métricas primarias y secundarias, su estado actual y las metas respectivas.
Objetivos Específicos: La suma de los objetivos específicos debe permitir lograr el objetivo general.
Métrica: Consumo kw-hr/ tonelada (parque industrial Sumicol)
Meta: Pasar de 54 kw-hr/ton a 51 kw-hr/ton
Cronograma inicial: 6 meses

Beneficio estimado a 1 año: Col $110 millones



ETAPA DE MEDICIÓN

Durante la fase de medir, se prioriza sobre el comportamiento en cuanto a su promedio y variación de la métrica primaria kw-hr/ tonelada a partir de la información histórica registrada. Del mismo modo, la estadística básica es ampliamente utilizada para obtener el tipo de distribución del consumo de energía por tonelada e identificar los patrones de comportamiento de otros parámetros como energía activa y reactiva, franjas horarias en el día donde el consumo de energía es más alto y obtención de valores promedio históricos de factores de potencia mes a mes. Los gráficos de Pareto son de gran ayuda para identificar las plantas y equipos que mayor aporte hacen al consumo de energía eléctrica en el parque industrial Sumicol.

Modo potencial de falla: Es la forma en que es posible que un proceso falle. Para la realización de este análisis dentro del proyecto de reducción energética se toma como base el mapa de proceso de nivel 1 (gráfico 3) analizando por separado cada una de las etapas y sus posibles modos y efectos de falla. Para realizar lo anterior es necesario Otra herramienta muy importante utilizada en la fase de medición es la matriz de análisis del modo y efecto de falla.

Matriz de análisis del modo y efecto de falla (AMEF): Técnica analítica utilizada como medio para asegurar que, dentro de lo posible, modos potenciales de falla y sus causas asociadas hayan sido considerados y analizados.
calcular el Número de Prioridad de Riesgo (RPN) para cada uno de los modos de falla. El RPN se calcula mediante la multiplicación de tres índices, que son severidad, ocurrencia y detección, analizados para cada uno de los modos.
La gráfica 3 nos muestra los valores de RPN para los principales modos de falla analizados que producen un alto consumo de energía eléctrica:

En esta etapa de igual forma se verifica el adecuado sistema de medición Repetibilidad y Reproducibilidad (R&R), en cuanto a la toma de mediciones de consumo de energía eléctrica en el parque industrial. Adicionalmente se realizan análisis de capacidad si se tiene algún límite de especificación en el consumo de energía eléctrica, que para este caso específico tiene como límite superior establecido 51 kw-hr por tonelada.

ETAPA DE ANALIZAR:

Siguiendo la ecuación de resolución de problemas, durante esta fase se identifican las distintas “X” que son causa de que “Y”, es decir la relación consumo kw-hr por tonelada, se esté comportando de una manera inaceptable. Al identificar las distintas “X” se usa la prueba de hipótesis, ya sea para verificar o para desechar las diversas teorías o supuestos que el equipo ha desarrollado en torno a los sistemas causales que afectan el consumo de energía por tonelada en el parque industrial de Sumicol. La gráfica 4 muestra las principales “X” vitales que impactan la “Y” respuesta, que es consumo kw-hr por tonelada.
Las pruebas de hipótesis utilizadas en esta etapa fueron:

• La prueba T para una muestra donde se pudo verificar consumo promedio mensual de energía activa en la época en la que se inició el proyecto.

• Prueba T para dos muestras: se validó desde el punto vista estadístico la disminución en consumo de energía, al cambiar motores a una dimensión menor en unos tanques de mezclado y se pudo comprobar adicionalmente la reducción de consumo de energía eléctrica con la instalación de variadores de velocidad acoplados a compresores, bombas centrífugas y ventiladores que trabajan con carga variable.

• Prueba Anova: con esta prueba se pudo comprobar estadísticamente la diferencia en consumo de energía eléctrica en diferentes franjas horarias durante el día.


ETAPA DE MEDICIÓN
En esta fase se hace uso del diseño experimental para identificar las relaciones que existen entre las “x” que se llevan a cabo de las implementaciones de mejora sobre las “x” vitales encontradas en la etapa de analizar. Las “x” son variables independientes con respecto a “y”, pero eso no significa que sean independientes entre sí. En los proyectos energéticos, el diseño de experimentos es bien importante para encontrar condiciones de optimo consumo energético mediante la apropiada interaccion de las diferentes variables de proceso en las plantas de manufactura. Por ejemplo, mediante la realización de un DOE se pudo encontrar la interaccion correcta entre factores tales como carga de trabajo, variador de velocidad y tipología de motor (estándar o de alta eficiencia).
Los mejoramientos realizados en el proyecto que actuaron sobre las “X” de mal desempeño se muestran en la fi gura 3. Lo anterior, de igual forma, permite disminuir el número de prioridad del riesgo (RPN) para los modos de falla y, por lo tanto, disminuir el consumo de energía eléctrica por tonelada en el parque industrial Sumicol.


Con la ayuda del sistema de Gestión Integral de Sumicol, en la etapa de mejora se desplegó una campaña importante para el adecuado uso energético en todas las instalaciones del parque industrial. Para tal campaña se envía información vía electrónica sobre alguna aplicación específica para ahorrar energía


ETAPA DE CONTROLAR

En la fase de controlar se aprovechan herramientas de calidad como las pruebas de errores, los sistemas de calidad y los cuadros de control, para asegurar que la variable respuesta kw-hr por tonelada sea sustentable. De igual forma, se verifica el funcionamiento del proceso estableciendo control sobre las “X” vitales en los niveles óptimos y que hacen posible el buen desempeño de la “Y”.
Los dispositivos Poka Yoke que permiten hacer un trabajo 100% libre de errores todo el tiempo, ayudaron a asegurar de manera importante el control sobre algunas variables de alto impacto sobre el consumo de energía eléctrica. Algunos ejemplos son:

• Instalación de sistema de control de apagado automático en las noches y los fines de semana en el edificio administrativo.

• Switches on- off cerca a las máquinas de los procesos productivos.

• Instalación de sistema automático de control de disparos de aire comprimido para limpieza en las mangas en los filtros de captación de polvo, según el diferencial de presión entre la entrada y la salida de estos.
Los resultados obtenidos después de finalizada la ejecución de cada una de las fases de la metodología Seis Sigma se verifica mediante el cambio en el comportamiento de la métrica primaria establecida desde el inicio del proyecto (consumo kw-hr / tonelada producida). Este cambio implica una disminución en el consumo promedio y una disminución en el rango de variación.
En la evaluación de resultados se debe verificar la disminución de los números de prioridad del riesgo para los diferentes modos de falla, después de todas las acciones implementadas en el proyecto.

Este es un proyecto realizado por Juan Sebastian Morato Orozco para la universidad Lasallista

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