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CONFIABILIDAD
ALEJANDRA FIGUEROA ARIAS
DIEGO PÁEZ GRANADOS
ELIANA CORDERO BAUTISTA
INTRODUCCIÓN
La confiabilidad existe en función de aumentar o
mantener la fiabilidad y disponibilidad de un
componente, equipo, flota, etc.
Elementos que atentan contra la confiabilidad de
los sistemas
– Fallas
– Mala estrategias de mantención
– Imprevistos
– Problemas de Diseño
OBJETIVOS
Dar a conocer como tema principal la confiabilidad,
métodos de confiabilidad y aplicación de los mismos.
resaltar la importancia que tiene aplicar métodos de
confiabilidad en procesos .
Entender el significado de la palabra Confiabilidad.
Determinar cuando un proceso es confiable.
Dirigir la Confiabilidad hacia la rama de Diseño
Mecatrónico.
CONFIABILIDAD
Se puede definir como la capacidad de un producto de
realizar su función de la manera prevista. De otra forma, la
confiabilidad se puede definir también como la probabilidad
en que un producto realizará su función prevista sin
incidentes por un período de tiempo especificado y bajo
condiciones indicadas.
OBJETIVOS
Maximizar la rentabilidad, reducir el inventario de repuestos y
componentes, brindar programas de mantenimiento efectivos,
evitar paradas innecesarias, entre otros.
Reducir el costo de mantenimiento, para enfocarse en las
funciones más importantes de los sistemas, y evitando o
quitando acciones de mantenimiento que no son estrictamente
necesarias.
Identificar funciones y fallas funcionales.
Construir el análisis modal de fallos y efectos.
confiabilidad
Es necesario conocer que existe la posibilidad de usar
transparentemente cualquier opción empresarial o combinación
de los mismos para integrar las herramientas, metodologías o
filosofías disponibles, tales como los descritos en los cuadros a
continuación.
confiabilidad
Estrategias de mantenimiento
• Mantenimiento Reactivo
– Hasta la ocurrencia de falla
• Mantenimiento Preventivo
– Basada en el tiempo ( Estadístico)
• Mantenimiento Predictivo
– Análisis de Síntomas emitido por el
equipo
• Mantenimiento Proactivo
– Minimizar causa raíz de falla
Monitoreo de condiciones
Técnicas Monitoreo de Condiciones
• Análisis periódico de vibraciones
– Todos los equipos rotatorios
• Análisis de vibraciones en línea
– Equipos rotatorios críticos
• Análisis de aceite y de partículas de desgaste
– Equipos críticos y de baja velocidad
• Termografía
– Componentes eléctricos, aislamientos térmicos
• Análisis espectral de la corriente de un motor
– Estado de las barras del rotor, excentricidad
Técnicas Monitoreo de Condiciones
• Análisis del sonido ultrasónico ambiental
– Fugas de fluidos a presión, fugas de vacío,
trampas de vapor, válvulas, condensadores
• Pulsos de eco ultrasónico
– Espesores de estanques y cañerías
• Parámetros del proceso
– Degradación mecánica o del proceso,
corrosión de paredes, hornos, calderas
Finalidades del Monitoreo de Condiciones
• Vigilancia de Máquinas:
– Detectar condición para saber la existencia de
problemas (Valor global de la vibración, Residuos
en el aceite, etc.)
• Diagnóstico de Fallas:
– Determinar problema específico de una máquina
• Pronóstico de vida:
– Estimación del tiempo de funcionamiento sin
riesgo
Clasificación de la confiabilidad
Análisis de la confiabilidad
Análisis de confiabilidad
Matemáticas básicas de confiabilidad
Ejemplo
Cinco equipos de potencia (RF) modelo TW1, fueron
probados y se determinó que fallan en promedio después de 3000
Hrs. Estudios de tiempo indican que se requieren 6 Hrs.,
diagnosticar, retirar, reemplazar y probar cada unidad.
Asumiendo un uso continuo y una tasa de fallas exponencial, cual
es la frecuencia de fallas y confiabilidad para completar una
misión de 50 Hrs. y cual es la disponibilidad ?
Métodos para calcular la confiabilidad
Métodos de simulación estocástica
-Método de Monte Carlo
Métodos de análisis
-Método de Markov
Técnica de frecuencia y duración
- método de Markov
Métodos para calcular la confiabilidad
Métodos de simulación estocástica
-Método de Monte Carlo
Métodos para calcular la confiabilidad
Métodos de análisis
-Método de Markov
Diagrama del espacio de estados
de un sistema de dos elementos
Métodos para calcular la confiabilidad
Técnica de frecuencia y duración
- Técnica de Markov
Modos de Falla y Análisis de Efectos
Aquí se pretende reflejar con mayor realismo el
comportamiento de un sistema. Su implementación va
acompañada de conjuntos de corte mínimos.
Esta técnica es particularmente adecuada para modelar fallas que
involucren la acción de los dispositivos de protección.
Proceso de la falla
Métodos de análisis de fallas
Métodos para analizar datos históricos
– Análisis de Pareto (análisis ABC)
– Diagrama causa efecto ( Espina de pescado)
Métodos predictivos o históricos
– Arboles de fallas (FTA)
– Análisis de los modos de falla (FMA)
– Análisis de los modos y efectos de falla (FMEA)
Matrices de severidad
HAZOP
– Análisis de los modos, efectos y criticidad de falla
(FMECA)
– Análisis en función de las desviaciones ( Kepner y
Tregoe).
Clasificación de fallas
Según su vida útil
Clasificación de las fallas
Fallas por desgastes
Clasificación de las fallas
Tasa de fallas constantes
Curvas básicas de confiabilidad
Para una tasa de fallas constante tenemos la función peligro
constante.
Basándonos en la Distribución de Poisson
Ejemplo 2
Considérese un sistema de iluminación (a
base de lámparas) de una plataforma de
lanzamientos de cohetes balístico
intercontinentales. Se ha medido que las lámparas
tienen un TPPF = 1000 Horas/Falla. Según estudio
de iluminación no pueden fallar más de dos
lámparas sin que se afecte el nivel de luz necesaria
en la plataforma. Calcular la Confiabilidad para una
misión de 500 Horas.
MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL (TPM)
En el TPM todos los problemas de operación de los equipos
se consideran pérdidas de su función, las cuales deben ser
monitoreadas y agrupadas en las seis grandes pérdidas:
Pérdidas por Averías
Pérdidas de Preparación y Ajustes
Inactividad y Paradas Menores
Pérdidas de Velocidad Reducida
Pérdidas de Puesta en Marcha
Defectos de Calidad y Repetición de Trabajos.
MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL (TPM)
MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL (TPM)
Aportes del TPM
• Mejora la eficiencia y eficacia del Mantenimiento.
• Busca la gestión del equipo y la prevención de averías y
pérdidas.
• Requiere que el mantenimiento se lleva a cabo en cooperación
activa con el personal de producción.
• Necesita capacitación continua del personal.
• Usa efectivamente las técnicas de mantenimiento Preventivo y
Predictivo.
• Mejora la moral del personal y crea un auténtico sentido de
pertenencia.
• El ciclo de vida útil del equipo se extiende, y se reducen los
costos totales de operación.
EL MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD
(RCM)
Es un proceso desarrollado por la industria de la aviación
civil en la USA. Su fin primordial es ayudar al personal de
mantenimiento, a determinar las mejores prácticas para
garantizar la confiabilidad de las funciones de los activos
físicos, y para manejar las consecuencias de sus fallas.
El objetivo primario del RCM es conservar la función del
sistema, antes que la función del equipo.
EL MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD
(RCM)
1. Identificar los principales sistemas de la planta y definir sus
funciones.
2. Identificar los modos de falla que puedan producir cualquier
falla funcional.
3. Jerarquizar las necesidades funcionales de los equipos usando
Análisis de Criticidad.
4. Determinar la criticidad de los efectos de las fallas
funcionales.
5. Emplear el diagrama de árbol lógico para establecer la
estrategia de mantenimiento.
6. Seleccionar las actividades preventivas u otras acciones que
conserven la función del sistema.
EL MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD
(RCM)
Las premisas básicas para el diseño de cualquier proyecto
de RCM que propenda por la optimización del mantenimiento,
deben ser:
Lo fundamental es la disponibilidad de los Equipos.
El interés principal debe ser la función que estos desempeñan.
Se debe cuestionar todo plan no sustentado por Análisis de
Confiabilidad.
El análisis debe ser sistemático, tanto en extensión como en
profundidad.
MODELO ÓPTIMO DE MANTENIMIENTO
Conclusiones
Para que los resultados de un instrumento puedan ser
interpretables; es decir, para que tengan significado y valor
heurísticos, es necesario que los mismos sean confiables.
No es posible determinar la relación entre dos o más
variables si los instrumentos utilizados para medirlas son
poco confiables
La confiabilidad, aun cuando no es la característica más
importante de un instrumento de medición, requiere se le
preste toda la atención que sea necesaria. Ciertamente, una
alta confiabilidad, por si sola, no garantiza “buenos”
resultados científicos.
Pero, no puede haber “buenos” resultados científicos sin
instrumentos confiables.
Conclusiones
Cada proceso es confiable según la necesidad de la
empresa. Esto quiere decir que no siempre se busca
convertir cada una de las operaciones de la industria en
robustas sino que se le aplica más confiabilidad a el proceso
que mas porcentaje de operación tiene en el mes.
No solamente se le aplica la confiabilidad a las empresas
o industrias, sino que también la palabra “Confiabilidad en la
Gestión de activos”, abarca todos nuestros productos,
servicios, procesos y sistemas, capaces de ejecutar una
función específica.
EJEMPLO DE APLICACIÓN
considerando la figura que muestra un circuito, realizar el análisis
de confiabilidad, obtener la confiabilidad de cada elemento y la
de la confiabilidad total del pcb.
EJEMPLO DE APLICACIÓN
Los elementos que constituyen la pcb son los siguientes: