EA 100 Capitulo 2 Teoria De Confiabilidad

Estadística Aplicada y Computacional
EA-100
Capítulo 2
Teoría de confiabilidad
Alberto Coronado Matutti, DEng
Facultad de Ingeniería Mecánica
Universidad Nacional de Ingeniería

Sumario
1.
2.
3.
4.
5.

Confiabilidad
Métricas de la confiabilidad
Distribución de Weibull
Sistemas en serie y paralelo
Reliability Analytics Toolkit

2

1. Confiabilidad

3

1. Confiabilidad
Una medida importante dela calidad de los
productos (sistemas) es su confiabilidad.
Confiabilidad es la probabilidad de que un
producto (sistema) funcione adecuadamente,
bajo condiciones especificadas, durante un
periodo dado de tiempo.
Existen 3 elementos importantes: funcionamiento
adecuado, condiciones especificadas y periodo
dado de tiempo.
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1. Confiabilidad
La ingeniería de confiabilidad es la disciplina queasegura que un producto (sistema) irá a funcionar
adecuadamente, si es operado bajo las
condiciones especificadas.
Su objetivo principal es evitar fallas, aún cuando
los productos (sistemas) irán a fallar tarde o
temprano.
En general, hay 3 pasos necesarios para lograr este
objetivo.
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1. Confiabilidad
El primero consiste en diseñar y construir
(implementar) el producto (sistema) tal que se
obtengala máxima confiabilidad.
Este paso es el más crítico y determina la
confiabilidad inherente.

El segundo consiste en minimizar variaciones en
las condiciones de operación del producto
(sistema), para evitar degradar la confiabilidad
inherente.
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1. Confiabilidad
El tercero consiste en implementar operaciones
apropiadas de mantenimiento.
El mantenimiento permite aliviar la degradación
de laperformance y prolongar la vida útil del
producto (sistema).

Los 3 pasos mencionados emplean una gran
variedad de técnicas de confiabilidad:
planeamiento, predicción, diseño robusto, análisis
de fallas y efectos (FMEA), etc.
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1. Confiabilidad
Definamos los siguientes términos:
Estado binario, la función de un producto (sistema) puede
ser éxito o fracaso.

Multiestado, la función de un producto(sistema) puede ser
éxito total, éxito parcial o fracaso. Aquí se considera
degradación en la performance.
Falla total, falla catastrófica que produce un alto en el
funcionamiento. Ocurre en productos (sistemas) de estado
binario.
Falla parcial, la cual ocurre en productos (sistemas)
multiestado.
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1. Confiabilidad
Para sistemas de estado binario, la funcionalidad
del producto (sistema) es usualmenteobjetiva y
obvia.

Por ejemplo, emitir luz es la función de un foco.
Una falla ocurrirá cuando el foco se queme.
Para sistemas multiestado, la definición de
funcionalidad es frecuentemente subjetiva.
Por ejemplo, un control remoto puede tener un
alcance de 100m, pero dicha distancia será
variable.
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1. Confiabilidad
Si el producto es componente de un sistema, la
funcionalidad es dictada por losrequerimientos
del sistema.
El mismo componente usado en diversos sistemas
puede tener diversos criterios de falla.

La confiabilidad es una función del tiempo,
asociada al periodo de vida útil del producto
(sistema).

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1. Confiabilidad
En confiabilidad, el tiempo puede tener diversas
escalas, por ejemplo, tiempo calendario,
kilometraje, ciclos on-off, etc.
A veces es difícil elegir entre lasdiversas escalas,
ya que todas parecen ser relevantes.

Por ejemplo, el desgaste de la pintura de un
vehículo está más relacionado al tiempo
calendario (edad), que al kilometraje.

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1. Confiabilidad
La confiabilidad es también una función de las
condiciones de operación.
Dichas condiciones pueden incluir, niveles y tipos
de estrés, frecuencia de uso, perfiles de
operación, etc.

Los estresesmás comunes pueden ser mecánicos,
eléctricos y térmicos.

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2. Métricas de la confiabilidad

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2. Métricas: función de densidad de
probabilidad (pdf)
La función de densidad de probabilidad (pdf),
denotada f(t), indica la distribución de fallas en
función del tiempo y representa la velocidad
absoluta de fallas.
A mayor valor de f(t), habrá mayor cantidad de
fallas en el intervalo cercano a...