Conceptos Clave sobre la Confiabilidad de Productos y Sistemas

Definición de Confiabilidad

La confiabilidad es la probabilidad de que un producto o sistema funcione correctamente, sin fallas, durante un período determinado bajo condiciones de trabajo específicas.

Elementos Clave de la Confiabilidad

• Probabilidad: Se refiere a la posibilidad de que algo suceda. En el contexto de la confiabilidad, se entiende como la frecuencia con la que un evento (por ejemplo, una falla) ocurre dentro de un conjunto de eventos posibles.

  Ejemplo: Una confiabilidad de 0.97 indica que, en promedio, 97 de cada 100 elementos desempeñarán su función durante un período dado bajo ciertas condiciones de operación.

• Tiempo: Generalmente, es el tiempo efectivo de operación de un sistema antes de que ocurra una falla. Sin embargo, existen otras métricas como:

  • Número de kilómetros recorridos antes de una falla.
  • Número de revoluciones antes de una falla.

  Nota: La confiabilidad de un producto puede variar significativamente dependiendo del tiempo considerado (por ejemplo, 1,000 horas de operación frente a 5,000 horas de operación).

• Desempeño: Se refiere al objetivo para el que se fabricó el producto o sistema.

  Falla: Ocurre cuando el producto o sistema no cumple con las expectativas de desempeño.

  • Falla funcional: Se presenta al inicio de la vida del producto debido a defectos en la manufactura o en los materiales.
  • Falla de confiabilidad: Ocurre después de un período de uso.

  Ejemplos de fallas en un dispositivo:

  • No funciona en absoluto.
  • Operación inestable.
  • Desempeño deteriorado.

• Condiciones de operación: Incluyen el tipo de uso, la cantidad de uso y el entorno en el que se utiliza el producto o sistema.

  Ejemplo: El filtro de aire de un vehículo.

Diseño y Pruebas de Supervivencia

• Confiabilidad inherente: Es la confiabilidad predicha, determinada por el diseño del producto o proceso. Se define el entorno, las características de desempeño y la vida útil esperada. El resultado es una predicción de la confiabilidad y la posibilidad de mejorar los diseños.

• Confiabilidad lograda: Es la confiabilidad real observada durante el uso. Puede ser menor que la inherente debido a las condiciones del proceso de fabricación y del uso. El mantenimiento puede incrementarla.

Administración e Ingeniería de la Confiabilidad

La ingeniería de la confiabilidad se enfoca en la medición, predicción y mejora de la confiabilidad de los sistemas. Incluye diversas técnicas para el análisis y la optimización.

Ramas de la Fiabilidad

• Analítica: Se centra en analizar la confiabilidad de un sistema sin modificarlo. Incluye:

  • Síntesis
  • Modelización
  • Cuantificación
  • Predicción

• Gerencial: Se enfoca en la toma de decisiones para modificar el sistema y hacerlo más confiable. Incluye:

  • Planificación
  • Logística
  • Control
  • Comprobación

Proceso Fiabilístico

• Identificación de posibles fallas: Mediante un análisis exhaustivo, se identifican todos los posibles escenarios de falla.
• Análisis de las fallas: Se desarrollan modelos matemáticos de las fallas, incluyendo diagramas de dependencia de componentes.
• Evaluación probabilística: Se cuantifican las probabilidades de falla utilizando los modelos fiabilísticos del sistema.
• Control Fiabilístico: Se implementan medidas para mejorar la confiabilidad del sistema basándose en la evaluación realizada.

Clasificación de Fallas

• Frecuencia: Número de veces que ocurre una falla.
• Severidad:
  • Categoría I: Catastrófico (incidencias muy altas).
  • Categoría II: Crítico (consecuencias negativas significativas).
  • Categoría III: Marginal (menor alcance).
  • Categoría IV: Menor (falla muy leve).
• Origen: Causa o motivo de la falla.

Etiología en Base al Ciclo de Vida del Sistema

Lo que motiva:

• Captar necesidades.
• Crear modelos.
• Materializar el producto o sistema.
• Utilizarlo.

Etapas del ciclo de vida:

• Especificaciones.
• Diseño.
• Implementación.
• Operación.
• Fallas.

Tipos de deficiencia (Origen de falla):

• Tipo F1.
• Tipo F2.
• Tipo F3.
• Tipo F4.