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GUILLERMO DEL CASTILLO CAMUS PROFESOR GUÍA: RODRIGO PASCUAL JIMÉNEZ MIEMBROS DE LA COMISIÓN: RODRIGO PALMA BEHNKE DARKO LOUIT NEVISTIC MAYO 2009 GESTIÓN DE REPUESTOS EN CENTRALES EÓLICAS

MOTIVACIÓN SILDENAFILO (C 22 H 30 N 6 0 4 S) Desarrollado por Pfizer durante los años 90 Tratamiento para la hipertensión y la angila pectoral. El tratamiento probó ser efectivo y hasta el día de hoy es recetado para casos de hipertensión. Sin embargo, Durante los ensayos clínicos, se encontraron efectos colaterales Los cuales permiten tratar otras enfermedades como La disfunción eréctil.

MOTIVACIÓN INNOVAR Soluciones creativas Problemas antiguos Problemas nuevos Nuevas soluciones Antiguas soluciones PENSAR RECICLAR CREAR PARA PARA PARA PARA ES

CONTENIDOS OBJETIVOS METODOLOGÍA ANTECEDENTES IMPLEMENTACIÓN ESTUDIO DE CASO FUTURO

OBJETIVOS General Determinar una estrategia de repuestos óptima para centrales eólicas a lo largo del país, mediante pools y políticas multi-escalón. Específicos Determinar niveles de stock que optimicen parámetros del negocio. Analizar los sistemas de pools de repuestos y talleres centrales conjuntos. Proponer una política nacional de manejo de repuestos para un elemento crítico.

ALCANCES PRIORIZAR Equipos críticos para el desarrollo de una gestión de repuestos MODIFICAR Modelos multi-escalón que fijen stocks mediante la minimización de los costos globales. ESTUDIAR Caso nacional, para determinar el impacto de la estrategia multi-escalón. PROPONER Una política a nivel nacional para la gestión de repuestos en centrales eólicas que posean el modelo Vestas V90-2MW

CONTENIDOS OBJETIVOS METODOLOGÍA ANTECEDENTES IMPLEMENTACIÓN ESTUDIO DE CASO FUTURO ENERGÍA EÓLICA

ANTECEDENTES Crecimiento sostenido de la capacidad eólica instalada [1] Global Wind Energy Council, Global Wind Energy Outlook 2008 , Greenpeace, 2008.

ANTECEDENTES ¿Por qué existe esta demanda?

ANTECEDENTES Situación internacional Inversión 2007: US$50.200 millones Europa lidera la energía eólica en el mundo Mercado altamente concentrado 4 Empresas poseen el 75% Vestas es líder: 34% de participación al 2006. [2] Global Wind Energy Council, Global Wind Energy Outlook 2008 , Greenpeace, 2008.

ANTECEDENTES CAJA MULTIPLICADORA Aumenta la velocidad de giro rpm<100  1500/1800 2 Tipos Eje paralelo y planetaria Alto costo € 30.000 Causante de la mayor parte de las indisponibilidades del equipo

ANTECEDENTES Mantenimiento Representa 10-15% de los costos  20-25% al envejecer Contratos all-in-service de 2-5 años ¿Por qué no más? Incertidumbre Repuestos generalmente cobrados de forma adicional [3] Rademakers, L. W., Verbruggen, T., Maintenance Manager to Control Operation and Maintenance of Offshore Wind Farms , International Journal of Environment and Sustainable Development, 1(4), 370-378, 2002. [4] Rademakers, L.W.M.M., DOWEC Project correo electrónico personal enviado a G. Del Castillo (09 Octubre 2008).

ANTECEDENTES Problemas en la Cadena de Suministro Existen pocos proveedores. Importancia de integración vertical y acuerdos de largo plazo. Problemas para elementos clave. Componentes de alta tecnología y personalización. [5] Efiong, A., Crispin, A., Wind turbine manufacturers; here comes pricing power , Renewable Energy Industry Overview, Report No. 10641944, Merrill Lynch, 2007. [6] Aubrey, C., Supply Chain: The race to meet demand, Wind Directions, (Jan/Feb: 27-34), 2007.

ANTECEDENTES Problemas en la Cadena de Suministro Caja Multiplicadora Construidos por otras empresas ( outsourcing ) Mercado liderado por Hansen y Winergy (70%) A su vez generan demandas por rodamientos de gran tamaño Demandados en toda la industria pesada SKF & FAG Demanda eólica insignificante Listas de espera: 16-18 meses (sin contrato) [6] Aubrey, C., Supply Chain: The race to meet demand, Wind Directions, (Jan/Feb: 27-34), 2007. [7] Blanco, M.I., The economics of wind energy, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13 (6-7), 1372-1382, 2009.

ANTECEDENTES Situación Nacional Importante potencial eólico Incentivos legales Kyoto, Leyes Cortas (I&II) y Ley 20.257 (5% de la generación) Alto Baguales (2001) XI Región 3 Vestas 660 [kW]  1,98 [MW] Sin contrato de mantenimiento Canela (2007) IV Región 11Vestas V82  18,15 [MW] Contrato Vestas [7] Comisión Nacional de Energía, Conferencia Mundial de Cambio Climático y Energías Renovables, Gobierno de Chile, 2008.

ANTECEDENTES Situación Nacional: Proyectos 18 Proyectos han presentado su DIA a la CONAMA Estos proyectos prometen: Inversión US$ 2.848 millones 725 Aerogeneradores 1,4 [GW] de Potencia Instalada [8] Servicio de Estudios de Impacto Ambiental, http://www.e-seia.cl/ , Gobierno de Chile, Accesado en Mayo 2008.

CONTENIDOS OBJETIVOS METODOLOGÍA ANTECEDENTES IMPLEMENTACIÓN ESTUDIO DE CASO FUTURO GESTIÓN DE ACTIVOS FÍSICOS

ANTECEDENTES Costo Global Costos Directos Mano de obra Costos de Almacenamiento Capital detenido, bodegaje Costos de Sobreinversión Redundancias, bypass Costos de Falla Pérdidas de explotación [9] AFNOR, Recueil des normes française X 06, X 50, X 60 , AFNOR, 1994. [10] Jourden, P., Pratique de la Maintenance Industrielle , Dunod Ed., 1998.

ANTECEDENTES La priorización puede ser según uno o varios indicadores (kpi) Permite priorizar según 3 kpi Técnica gráfica de fácil uso Visión de mantenimiento Extensión del TSD Permite priorizar según 4 kpi Visión de gestión de activos Equipos críticos para distintos agentes: Contratista Gerente Mantenedor, etc. Diagrama de Dispersión de Tiempo Diagrama de Dispersión de Costos

ANTECEDENTES Gestión de Repuestos Repuestos Reparables Alto costo Baja demanda LRU compuesto de SRUs Escalones: Taller Local  Taller Central Decisión depende de la complejidad de la falla y los recursos disponibles en cada taller.

ANTECEDENTES Gestión de Repuestos: METRIC Desarrollado por Sherbrooke en 1968 Usado en FF.AA., aerolíneas y recientemente minería Demanda es un proceso de Poisson. Considera sólo LRUs Minimización del N o de demandas insatisfechas ( backorders ) Maximización de la disponibilidad del sistema [11] Sherbrooke, C., METRIC: A Multi-Echelon Technique for Recoverable Item Control , Operations Research, 16, 122-141, 1968.

ANTECEDENTES Gestión de Repuestos: METRIC BASE Falla 2. ¿Repuestos? ¿Complejidad? Taller Local Sí  Se instala Taller Central Backorder No  Backorder (a) Reparación en Taller Local (b) Reparación en Taller Central

ANTECEDENTES Gestión de Repuestos: VARI-METRIC Considera Varianzas Mayor precisión que METRIC Demandas pueden ser Poisson, Binomial o Binomial Negativa Considera LRUs y sus sub-componentes (SRUs) Una falla se debe a sólo un SRU Maximiza la disponibilidad del sistema Mismo proceso de falla-reparación que METRIC [12] Sherbrooke, C., VARI-METRIC: Improved Approximations for Multi-Indenture, Multi-Echelon Availability Models, Operations Research, 34(2), 311-319, 1986.

ANTECEDENTES Gestión de Repuestos: Canibalismo Acto de consolidación de componentes fallados en el menor número de sistemas a través de remoción y reemplazo. Se desarrolla sólo en las bases. No existe castigo/deterioro por canibalizar. Sherbrooke lo define para una base. [13] Sherbrooke, C., Optimal Inventory Modeling of Systems: Multi-Echelon Techniques, 2nd Edition, Kluwer Academic Publishers, U.S.A., 2004.

CONTENIDOS OBJETIVOS METODOLOGÍA ANTECEDENTES IMPLEMENTACIÓN ESTUDIO DE CASO FUTURO ESTADO DEL ARTE

ANTECEDENTES Estado del Arte Las principales publicaciones apuntan a: Destacar la influencia de la gestión de repuestos sobre la disponibilidad. Tratar de estimar el costo de ciclo de vida. (incertidumbre) El 80% de los problemas de rentabilidad guardan relación con fallas de componentes. (problemas de suministro) Escaso acceso a la información. Pocas publicaciones plantean el mantenimiento en un estudio de caso. [14] Durstewitz, M., Hoppe-Kilpper, M., Schmid, J., Stump, N., Windheim, R., Practical Experience with 3 [GW] wind power installed in Germany , ISET, Universit¨at Kassel, Alemania, 1998. [15] Andrawus, J., Maintenance Optimisation for Wind Turbines , PhD. Thesis, The Robert Gordon University Aberdeen, 2008. [16] Rademakers, L.W.M.M., Braam, H., O&M aspects of the 500MW offshore windfarm at NL7 , DOWEC Project, 2003.

IMPLEMENTACIÓN Modificación de modelos Max Disponibilidad  Min Costos Usando Excel y VBA : METRIC VARI-METRIC VARI-METRIC con canibalismo Funciones de optimización Algoritmo de análisis marginal propuesto por Sherbrooke en [13] [13] Sherbrooke, C., Optimal Inventory Modeling of Systems: Multi-Echelon Techniques, 2nd Edition, Kluwer Academic Publishers, U.S.A., 2004.

ESTUDIO DE CASO (Ejemplo) Tres Centrales 200, 100 y 50 aerogeneradores de 2 [MW] Componente crítico: Caja Multiplicadora Demanda a bodega: 0,0395 [1/año] Tiempo de reparación local: 2 [días] Tiempo de reparación central: 4 [días] Probabilidad de reparación local: 50% Tiempo de viaje a taller central: 8 [horas] Ocuparemos METRIC Tasa de descuento: 8% Precio repuesto: 30 [k€] Precio eléctrico: 55[€/MWh] Factor de planta: 33%

ESTUDIO DE CASO (Ejemplo) Estrategias Sin repuestos  38,5 [k€ /año] Max Disponibilidad  12,4 [k€ /año] Min Costos  10,1 [k€ /año] 1 Repuesto en cada base 1 Repuestos en depot 0 Repuesto en cada base 0 Repuestos en depot 1 Repuesto en cada base 0 Repuestos en depot

ESTUDIO DE CASO (Ejemplo) Sensibilidad Sensibilidad ante: Precio eléctrico Demanda Solución estable ante aumentos de +50% Si -40%, la solución es sólo un 10% más cara

FUTURO Pasos a seguir Crear y programar una función de análisis de sensibilidad Disminuir tiempos de cálculo (muchas variables) Fijar algunos valores Precio eléctrico chileno Tasa de falla, etc. Estudio de caso nacional Discutir resultados y elaborar conclusiones

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