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
