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TESIS DOCTORAL

UN MODELO MATEMÁTICO ÓPTIMO DE
MANTENIMIENTO Y FIABILIDAD APLICADO A
LA AVIACIÓN COMERCIAL

Juan Carlos Redondo Expósito
Licenciado en Ciencias Económicas y Empresariales
Ingeniero Aeronáutico

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA APLICADA I
2.007

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA APLICADA I
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES

UN MODELO MATEMÁTICO ÓPTIMO DEMANTENIMIENTO Y FIABILIDAD APLICADO A
LA AVIACIÓN COMERCIAL

Juan Carlos Redondo Expósito
Licenciado en Ciencias Económicas y Empresariales
Ingeniero Aeronáutico

Director de la Tesis:
Dr. D. Vicente Bargueño Fariñas
(UNED)

Índice General

Í N D I C E
1

Introducción
1.1

Motivación, 1

1.2

Objetivo, 1

1.3

Sinopsis, 2

1.4

2

GENERAL

Estructura de la Tesis, 10Fiabilidad
2.1
2.2

Definición de fiabilidad, 14

2.3

Formulación, 16

2.4

Nota histórica, 19

2.5

3

Preámbulo, 13

Utilidad de la ingeniería de fiabilidad, 21

Mantenimiento
3.1

Funcionalidad y funcionabilidad, 25

3.2

Definición de mantenimiento, 27

3.3

Relación entre fiabilidad y mantenimiento, 27

3.4

Fiabilidad y mantenibilidad, 29

3.5Mantenimiento y disponibilidad, 29

3.6

Mantenimiento y seguridad, 30

3.7

Mantenimiento y economía, 31

3.8

Duración de la tarea de mantenimiento, 34

3.9

Función de mantenibilidad, 35

3.10 Tiempo empleado en mantenimiento, 36
3.11 Duración esperada del mantenimiento, 37

4

Mantenimiento Correctivo
4.1

Definición, 39

4.2

Ventajas, 40

4.3

Inconvenientes,41
i

Índice General

4.4

5

Modelo de reparación ideal, 42

Mantenimiento Preventivo
5.1
5.2

Ventajas, 47

5.3

Inconvenientes, 47

5.4

Modelo ideal de mantenimiento preventivo, 49

5.5

6

Definición, 45

Mantenimiento preventivo y reparación ideal, 54

Mantenimiento por Potenciales
6.1
6.2

Determinación del potencial desde la fiabilidad, 58

6.3Determinación del potencial desde la economía, 62

6.4

Cálculo del MTBUR, 63

6.5

Sustitución por edad y sustitución por bloque, 65

6.6

Test de Barlett para el modelo negativo exponencial, 73

6.7

Consideraciones sobre la aplicación de la ley exponencial, 76

6.8

7

Definición, 57

Previsión de repuestos, 78

Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad
7.1Planteamiento inicial, 81

7.2

Análisis de modos y efectos de los fallos (FMEA), 88

7.3

Realización del FMEA, 89

7.4

Predicción de la fiabilidad, 90

7.5

El proceso FRACAS, 93

7.6

El proceso de mantenimiento en una compañía aérea, 95
7.6.1
7.6.2

8

Trabajos programados y no programados, 95
El caso de British Airways, 97

Mantenimiento Basado en el Examen de la Condición8.1

Introducción, 101

8.2

El estimador de la condición (RCP), 102

8.3

Aspectos principales para el mantenimiento, 105
ii

Índice General

8.3.1
8.4

Comparación con los métodos tradicionales, 110

Una alternativa: la inspección programada, 113
8.4.1

9

Análisis de un caso práctico, 115

Algoritmo para una Estrategia de Mantenimiento Basada en
el Examen de laCondición
9.1

Introducción, 117

9.2

Enunciado de un caso práctico, 119

9.3

Identificación del estimador de condición (RCP), 121

9.4

Elección del estimador de mantenimiento (RCM), 122

9.5

Condiciones operativas en servicio, 122

9.6

Ensayo de la duración, 123

9.7

Algoritmo para el mantenimiento, 124
9.7.1

Función de deterioro del elemento, 125

9.7.2Ley de fallo del dispositivo, 128

9.7.3

Estimación de los parámetros de una distribución N (θ,σ), 129

9.7.4

Comprobación de la bondad del ajuste, 132

9.7.5.

Funciones de densidad, distribución y fiabilidad, 135

9.7.6.

Operando con el programa SuAP, 136
9.7.6.1
9.7.6.2

10

Control del mantenimiento, 138

9.7.6.3
9.8

Datos de partida, 136
Proceso de cálculo, 140...