A reliability engineering case study of sugarcane harvesters

Estudio de ingeniería de la fiabilidad de las cosechadoras de caña de azúcar

El presente estudio tuvo como objetivo analizar los factores asociados a las fallas de los equipos de la cosechadora de caña de azúcar, cuyas maquinarias tienen gran importancia en el proceso de cosecha y costo involucrado. Parte de los datos fueron suministrados originalmente por una empresa localizada en el interior del Estado de São Paulo, a partir de dos máquinas, recolectados entre enero de 2015 y agosto de 2017, correspondientes a 2,5 cosechas. El conjunto de datos se obtuvo a partir de tres fuentes diferentes: un sistema de seguimiento de paradas, que proporciona el seguimiento de un histórico de mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos analizados; datos de telemetría de los equipos, capturados a través de sistemas informáticos embebidos, instalados en el tipo de máquina en estudio, que proporcionan información sobre su funcionamiento; y datos meteorológicos del Instituto Nacional Brasileño de Meteorología. Se utilizaron análisis multivariados, tales como componentes principales y modelos de regresión múltiple, creando así un modelo de predicción que considera la próxima rotura del equipo, apuntando entonces a las causas de los fallos del proceso. Así, los resultados apuntan a algunas mejoras relacionadas con el esquema de fiabilidad individualizada con el fin de reducir el número de paradas correctivas dadas los equipos.

1. INTRODUCCIÓN

Desde el período colonial brasileño, la industria de la caña de azúcar es un factor relevante en el desarrollo económico. Como tal, el primer producto de exportación fue la caña de azúcar (Goes et al., 2011), y su industria surgió/se estructuró en una producción a gran escala centrada en el mercado mundial (Furtado, 1986). A pesar de siglos de estancamiento, esta industria no ha colapsado, de hecho, se benefició de períodos limitados de crecimiento debido a las inversiones extranjeras y las iniciativas gubernamentales, como su resurgimiento en el siglo XIX debido a la producción de etanol.

El Producto Interno Bruto (PIB) originado en el sector agroindustrial alcanzó el monto de R$ 896 mil millones en 2016 (USP, 2017), En 2017, de enero a agosto el PIB de la cadena de la industria de la caña de azúcar alcanzó un importante récord de R$ 156 mil millones (USP, 2017). Otro hecho importante fue su contribución a la propia economía que su comportamiento fue positivo dada la industria agropecuaria.

El número de ingenios de caña de azúcar en Brasil creció un 171% entre 2000 y 2013 con una capacidad total de procesamiento de 3,6 millones de toneladas métricas de caña de azúcar por día, dicho por Sant´Anna et al. (2016). Desde el punto de vista económico, la producción de caña de azúcar genera cerca de 700.000 empleos directos y 200.000 indirectos (Almeida et al., 2007; Sant´Anna et al., 2016).