¿Qué es la ingeniería de fiabilidad y cómo calcularla?

La confiabilidad o fiabilidad es un campo de estudio relativamente nuevo que surgió en la década de 1930. Ya en la década de 1940, el análisis de confiabilidad pasó a ser utilizado para aplicaciones militares debido a que las presiones durante la guerra demandaron una enorme mejora en la industria.

 

El ser humano empezaba a depender cada vez más de los equipamientos electromecánicos, y de que estos funcionasen correctamente sin que se produjeran fallos. Nadie quería que un equipamiento de guerra dejara de funcionar en mitad de una batalla o que un avión tuviera una avería durante el vuelo por la imposibilidad de realizar acciones de mantenimiento.

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¿Para qué sirve la ingeniería de fiabilidad?

La confiabilidad puede definirse como la capacidad de un sistema de realizar sus funciones cuando se solicita bajo condiciones ambientales y operativas preestablecidas y durante un periodo de tiempo específico. O sea, la confiabilidad expresa la posibilidad de que un equipo funcione correctamente dentro de un periodo de tiempo específico, sin presentar fallos y paradas para el mantenimiento correctivo.

 

En ingeniería, la confiabilidad se calcula como una probabilidad.  

 

Parámetros de confiabilidad para la tasa de fallos constantes: 

  • Confiabilidad (R): R = e^ (- ƛt)
  • Probabilidad de fallos (P): P = 1 - R
  • Tasa de fallos: = 1 / MTBF
  • ƛ = número de fallos / número total de horas de operación
  • t = tiempo de misión

El cálculo de la confiabilidad emplea fórmulas estadísticas, probabilísticas y registros de fallos. Basándose en las características de los fallos constatados en un equipo a lo largo del tiempo, se determina una distribución de probabilidad más adecuada para realizar un modelo del comportamiento de estos fallos.

 

A partir de ese momento, se calcula la probabilidad de que el equipamiento funcione sin presentar fallos durante un determinado periodo de tiempo, es decir, se calcula su confiabilidad. Entre las diferentes distribuciones de probabilidad existentes, destacan dos distribuciones que se emplean normalmente en la ingeniería de confiabilidad: Distribución exponencial y Weibull.

 

La primera es muy utilizada gracias a su facilidad de formulación y la segunda por representar todas las fases de un equipamiento (mortalidad infantil, vida útil y obsolescencia).

 

La ingeniería de confiabilidad aplicada en segmentos críticos (aviación, sector aeroespacial, centrales termonucleares) es de fundamental importancia para evitar que se produzcan fallos críticos con consecuencias catastróficas. 

 

Ejemplo de cálculo de confiabilidad (con tasa de fallo constante)

  • Equipamiento (modelo): Avión modelo XYZ 
  • Contexto operativo: ruta São Paulo – Boston
  • Tiempo de misión: 1000 horas
  • Tasa de fallos: 0,00002 fallos
  • Confiabilidad: R (1000) = eˆ(-0,00002 * 1000) = 98 %
  • La probabilidad de que el avión modelo XYZ realice la ruta São Paulo-Boston sin presentar fallos durante las próximas 1000 horas es del 98 %.

El empleo de la confiabilidad en la gestión de mantenimiento de activos contribuye a reducir las paradas no programadas y a optimizar las paradas programadas. En  consecuencia, disminuyen las pérdidas por beneficio cesante, aumenta la seguridad operativa y se garantiza la calidad productiva. 

 

Ingeniería de fiabilidad

 

Por otro lado, calcular correctamente la confiabilidad de los activos a través de la obtención de datos históricos y de fórmulas matemáticas es muy complejo. El uso de análisis simples no expresa en realidad el comportamiento del equipamiento y no es una fuente confiable de información para la toma de decisiones.

 

 

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La confiabilidad es:

%

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