Introducción a los sistemas reparables

Gustavo Ramírez

Sistemas Reparables

Confiabilidad del sistema : la probabilidad que el sistema, el subsistema o el componente funcionarán con éxito por un tiempo dado, t.

“¡qué sucede si un componente falla durante ese tiempo y después es reparado?"

Los sistemas reparables reciben Acciones de mantenimiento cuando fallan.

Estas acciones se deben ahora tomar en la consideración al determinar el comportamiento del sistema. La edad de los componentes del sistema ya no es uniforme ni el tiempo de operación del sistema es continuo.

Mantenimiento Mantenimiento se define como cualquier

acción que restaure unidades falladas en una condición operacional, o conserve unidades que no están en un estado operacional.

Para los sistemas reparables, el mantenimiento desempeña un papel vital en la vida de un sistema.

Afecta la confiabilidad total del sistema, la disponibilidad, el tiempo muerto, los costos de operación, el etc.

Tipos de Mantenimiento – Generalmente, las acciones del mantenimiento

se pueden dividir en tres tipos:

• Mantenimiento correctivo, es la acción(es) tomada para restaurar un sistema que ha fallado, al estado operacional.

• Mantenimiento preventivo, es la práctica de substituir componentes o subsistemas antes de que fallen, para promover la operación continua del sistema.

• Mantenimiento predictivo, Es la practica de dar seguimiento al funcionamiento de una maquina o componente para predecir antes que ocurra la falla.

• Inspecciones se utilizan para descubrir fallas ocultas (también llamadas fallas inactivas).

Mantenibilidad / Capacidad de mantenimiento

La capacidad de mantenimiento se define como la probabilidad de realizar una acción acertada de reparación dentro de un tiempo dado. Es decir la capacidad de mantenimiento mide la facilidad y la velocidad con las cuales un sistema se puede restaurar al estado operacional después de que fallo.

Por ejemplo, se dice que un componente particular tiene una capacidad de mantenimiento del 90% en una hora, esto significa que hay una probabilidad del 90% que el componente será reparado dentro de una hora.

tiempo-a-reparación puede incluir:

1. El tiempo que toma para diagnosticar con éxito la causa de la falta.

2. El tiempo que toma para procurar o para entregar las piezas necesarias para realizar la reparación.

4. El tiempo que toma para quitar los componentes fallados y para substituirlos por los funcionamientos.

5. El tiempo implicado con traer el sistema de nuevo a estado de funcionamiento.

6. El tiempo que toma para verificar que el sistema está funcionando dentro de lo especificado.

Mantenibilidad Exponencial

Ejemplo, un sistema, donde los tiempos de reparación se distribuyan exponencial. Su capacidad de mantenimiento M(t) se da por:

Donde µ = tasa de la reparación.

La media de la distribución se puede obtener:

)RepairtoTimeMean(1 MTTR=µ

Mantenibilidad Weibull

En el caso de la distribución de Weibull, la capacidad de mantenimiento, M(t), es:

Y la taza de reparación Weibull, es:

Disponibilidad La disponibilidad, se define como la

probabilidad que el sistema está funcionando correctamente cuando se solicita para el uso. – es un criterio del funcionamiento para los sistemas

reparables que considera las características de confiabilidad y de capacidad de mantenimiento de un componente o el sistema.

– Por ejemplo, si una lámpara tiene una disponibilidad 99.9%, habrá una vez fuera de mil que alguien necesite para utilizar la lámpara y encuentra que la lámpara no es operacional

Relacion entre Conceptos:

Introducción a la teoría de la renovación

Las variables aleatorias son el tiempo-a-falla y los tiempos a reparación.

Cada vez que una unidad falla y se restaura a funcionamiento, se dice que ocurrió una renovación

El artículo funcionó correctamente a partir de 0 a t con la probabilidad R(t) o funcionó correctamente desde la reparación pasada en el tiempo u, 0 < u < t, con probabilidad:

Con m(u) siendo la función de la densidad de la renovación del sistema.

Entonces la disponibilidad del punto es la adición de estas dos probabilidades, es:

Tipos de disponibilidad

• Disponibilidad instantánea. • Disponibilidad media. • Disponibilidad Limite. • Disponibilidad Inherente. • Disponibilidad Operacional.

Disponibilidad instantánea, A(t)

La disponibilidad instantánea es la probabilidad que un sistema (o el componente) será operacional (en servicio) en cualquier hora, t.

Esto es muy similar a la función de la confiabilidad en que da una probabilidad que un sistema funcione en el tiempo dado, t.

La medida instantánea de la disponibilidad incorpora la información de la capacidad de mantenimiento.

Disponibilidad media,

La disponibilidad media es la proporción de tiempo durante una misión o un período de tiempo en que el sistema está disponible para el uso.

Representa el valor medio de la función instantánea de la disponibilidad sobre el período (0, T ] y esta dada por:

Disponibilidad Limite

Disponibilidad Inherente

La disponibilidad inherente es la disponibilidad del estado constante al considerar solamente el tiempo muerto correctivo del sistema.

Para un solo componente, esto se puede

computar cerca:

Disponibilidad Operacional.

La disponibilidad operacional es una medida de la disponibilidad media durante tiempo e incluye todas las fuentes experimentadas del tiempo muerto, tales como tiempo muerto administrativo, tiempo muerto logístico, etc.

ejemplo

Un generador diesel de energía está proveyendo electricidad en un sitio de investigación en la Antártida. El personal no está satisfecho con el generador. Estimaban que en los últimos seis meses, estaban sin electricidad debido a fallas del generador por un tiempo acumulado de 1.5 meses.

Un alternativa bajo consideración es una turbina eléctrica de viento, que el fabricante dice tener una disponibilidad 99.71%.

Distribución De la Falla

Distribución de la reparación

Exponencial, MTTF = 2400 horas

Exponencial, MTTR = 7 horas

. Para hacer una comparación valida, necesita ser estimada la disponibilidad inherente del generador diesel.

El generador diesel tiene MTTF = 50 días (o 1200 horas) y MTTR = 3 horas