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confiabilidad

GESTIÓN DE ACTIVOS

Descubre distintos
caminos para medir
la confiabilidad de
tus activos

Cuando nos referimos al mantenimiento y gestión de activos, hay una estrecha relación entre los conceptos de confiabilidad y fiabilidad. Con base a la norma EN 13306 la fiabilidad se define como “la capacidad de un activo de desarrollar una función solicitada bajo unas condiciones dadas durante un intervalo de tiempo específico.” En cambio, la confiabilidad se establece como “la probabilidad de que un equipo o sistema desempeñe de forma satisfactoria la función que le fue estipulada bajo ciertas condiciones de uso y en tiempo dado.”

Se puede observar la similitud entre ambos conceptos, sin embargo, la norma IEC60300 Sistemas de Gestión de la Confiabilidad explica que la fiabilidad se especifica como un subconjunto de la confiabilidad, por lo que se presenta como una serie de propiedades que se emplean para determinar la disponibilidad y los factores que la condicionan, tales como: mantenibilidad, fiabilidad y logística de mantenimiento. 

La estimación de la confiabilidad de un equipo se realiza por medio de la aplicación de modelos paramétricos y no paramétricos debido a que el comportamiento de los equipos que conforman un sistema varía en forma aleatoria condicionada al tiempo. 

Criterios 

De manera matemática, la confiabilidad de un equipo se expresa como la probabilidad de que un componente o elemento no falle en un tiempo dado, teniendo como expresión la siguiente ecuación: 

Donde: 

R(t) = Confiabilidad de un equipo en un tiempo establecido

λ = Tasa de falla constante

t = Tiempo en el cual se quiere determinar la confiabilidad

Las fallas son el motivo de gestión del área de mantenimiento, siendo su principal tarea prevenirlas y corregirlas de tal modo que se eleve la confiabilidad del equipo. Se puede decir que la confiabilidad y la probabilidad de falla son funciones complementarias. 

Donde: 

R(t) = Confiabilidad de un equipo en un tiempo (t)  

F(t) = Probabilidad de falla en un tiempo (t) 

Modelos referenciales para estimar la confiabilidad de un equipo

 

Paramétricos

1. Distribución exponencial 

Este modelo emplea para una tasa de falla constante, lo cual significa que ocurre la misma cantidad de fallas en un lapso de tiempo determinado. La tasa de falla puede ser calculada utilizando la siguiente ecuación: 

Donde: 

t =Tiempo en el cual se requiere estimar la confiabilidad

MTBF =Tiempo promedio entre fallas

En este punto hay que considerar cuáles son los tiempos involucrados:

  •  Tiempo entre falla (TEF): 

Corresponde al tiempo que es capaz de operar un equipo sin paralizaciones dentro de un lapso considerado de estudio. Este lapso va desde la puesta en servicio del equipo hasta la aparición de una falla. 

  •  Tiempo fuera de servicio (TFS): 

Tiempo transcurrido desde que aparece una falla hasta la puesta en servicio del equipo. 

  •  Tiempo de reparación (TR): 

Describe el tiempo que transcurre desde que inicia una reparación por parte del equipo de mantenimiento hasta la puesta en servicio del equipo. 

Dentro de este contexto, el tiempo promedio entre falla se obtiene con la siguiente ecuación: 

2. Distribución de Weibull 

La utilidad de este modelo radica en el hecho de que permite obtener la distribución de falla durante cualquier periodo en la vida de un equipo, bien sea cuando su tasa de falla crece, se mantiene o decrece en función del tiempo. La Distribución de Weibull se usa comúnmente para identificar los equipos o componente que presentan fallas, estimando la probabilidad de aparición de estas con el fin de optimizar los programas de mantenimiento basados en confiabilidad

La ecuación para estimar la confiabilidad seria: 

Donde 

R (t) = Confiabilidad 

β = Parámetro de forma

η = Parámetro de escala 

ᵧ = Parámetro de posición 

No Paramétricos

Es un modelo que permite estimar la confiabilidad de un equipo cuando se dispone de un registro histórico de datos operacionales en vez de tiempo entre fallas. Para su aplicación no se requiere conocer la forma de la distribución de los datos históricos, así como determinar parámetros que permitan inferir las características de dicha distribución en estudio. 

Este representa un análisis probabilístico que tiene como objetivo por medio de la denominada técnica de sobrevivencia efectuar una estimación geométrica de las diferentes funciones que describen el comportamiento de un equipo. La aplicación de este modelo requiere conocer tres conceptos básicos: 

  •   Estimación geométrica: 

  Representación gráfica que permite evaluar la probabilidad de sobrevivencia o de falla de un equipo directamente de los datos históricos sin requerir la cuantificación de parámetros. 

  •   Estimador: 

  Consiste en una expresión estadística que se usa para establecer el comportamiento del equipo en el tiempo.

  •   Evento de control:

  Se emplea para definir el periodo de análisis de un equipo. Este puede ser presentando por un lapso de tiempo o la ocurrencia de cierto número de éxitos o fracasos. 

Estimación de la confiabilidad de un sistema

Modelar la confiabilidad tiene como objetivo obtener expresiones o criterios que a su vez permitan estimar la probabilidad de que un sistema cumpla una función específica, bajo un cierto contexto operacional y en un determinado lapso de tiempo. 

La estimación de la confiabilidad de un sistema se establece en tres etapas: 

  •  Etapa 1:  Estimación de la confiabilidad individual de equipos

Se ejecuta por medio de la utilización de los modelos paramétricos o no paramétricos para obtener la confiabilidad de los equipos que forman parte de un sistema. La selección del modelo dependerá de la información histórica que se maneje. 

  •  Etapa 2: Elaboración de un esquema de confiabilidad

Se elabora una representación del sistema en estudio por medio de diagramas de bloques, de tal forma que se muestre la secuencia de los equipos que deben operar para que el sistema funcione correctamente.

  •  Etapa 3: Estimar la confiabilidad de sistema

Se establecen condiciones generales basándose en el sistema en estudio, donde se define si la conexión entre los bloques es en serie, paralelo o mixta.  

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