fiabilidad de sistemas

Tema 4. Fiabilidad de Sistemas

Profesores: Fermín Mallor y Javier Santos

Fiabilidad de sistemas
Un sistema es una colección de componentes/subsistemas dispuestos de acuerdo a un
diseño dado con el propósito de lograr el cumplimiento de unas determinadas funciones
con una adecuación y fiabilidad aceptables. El tipo de componentes, su cantidad, su
calidad y el modo en que están dispuestastiene un efecto directo en la fiabilidad de
sistema.

Diagramas de Bloque de Fiabilidad (RBDS)
En fiabilidad un diagrama de bloques (RBD) es una representación gráfica de los
componentes/subsistemas del sistema, y de cómo se relacionan desde el punto de vista
de la fiabilidad. En algunos casos, esta relación es distinta de la relación física. Por
ejemplo, un grupo de resistencias que estáconectado físicamente en paralelo desde el
punto de vista de la fiabilidad está conectado en serie, ya que todas las resistencias son
necesarias para proporcionar la resistencia requerida. El siguiente gráfico muestra un
RBD simplificado de un sistema de ordenador con un ventilador redundante.

Figura 1

Cada bloque de fiabilidad del diagrama podría ser representado por su propio diagramade bloques. Por ejemplo en el RBD de un coche, el nivel superior de bloques podría
representar los principales sistemas del coche. Cada uno de estos sistemas podría tener
sus propios RBD.
El RBD proporciona una representación visual del modo en que los bloques se
relacionan de modo que el diagrama muestra el efecto que el funcionamiento o fallo de
una componente tiene sobre el funcionamientoo fallo del sistema.
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Figura 2.

El primer paso para la evaluación de la fiabilidad de un sistema es obtener datos acerca
de la fiabilidad de cada uno de los bloques. Estos datos permitirán al ingeniero de
fiabilidad caracterizar las distribuciones de vida de las componentes o bloques
específicos.

Figura3.
La fiabilidad del sistema se expresa como una función de la fiabilidad de sus
componentes. Los RBD suelen mostrarse útiles a la hora de determinar esta función
matemática.
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El principal objetivo de un análisis de fiabilidad de un sistema es determinar la
función de distribución del tiempo hasta elfallo aunque en otros casos únicamente
se desee o se pueda determinar la fiabilidad del sistema para un tiempo dado.

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Existen dos métodos para determinar la fiabilidad de un sistema: método analítico y
simulación. En el primero se utiliza teoría de la probabilidad. Existen métodos que
conducen a evaluaciones exactas de la fiabilidad mientras que otros proporcionan
cotas. El método dela simulación genera tiempos de fallo para cada componente y a
partir de ellos se determina el estado de funcionamiento o fallo del sistema de
acuerdo con la estructura del sistema.

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Función Estructura de un sistema
ü La fiabilidad de un sistema depende tanto de la fiabilidad individual de cada una de
suscomponentes como del modo lógico en que están conectadas dichas
componentes en relación con el funcionamiento o no del sistema. Se supone que el
estado de funcionamiento o fallo de las componentes determina el estado de
funcionamiento o fallo del sistema. Esta información se recoge en la llamada
función estructura del sistema.
ü Suponemos que el sistema está formado por n componentes y que elestado de la
componente i está descrito por la variable Xi que puede tomar valor 1 si funciona o

0 si no funciona. El estado del sistema XS es una función de las variables Xi:

X S = ϕ ( X 1 ,K , X n )
ϕ

es la función estructura del sistema.

Denotaremos mediante

RS

la fiabilidad del sistema, mediante

la componente i. Por tanto,

Ri = P( X i = 1) .

Ri

Mediante...