Evaluación de la Confiabilidad de los Sistemas de Ingeniería: Conceptos y Técnicas

Evaluación de la Confiabilidad de los Sistemas de Ingeniería

Sobre el Libro

Evaluación de la Confiabilidad de los Sistemas de Ingeniería: Conceptos y Técnicas (Reliability Evaluation of Engineering Systems: Concepts and Techniques, 2nd Edition) es un libro escrito por Roy Billinton y Ronald N. Allan. Fue publicado por la editorial Springer en el año 1992 en su segunda edición.

Descripción del Libro

(Información extraída y traducida del sitio web del libro en Amazon)

En respuesta a los nuevos desarrollos en el campo, la experiencia práctica en la enseñanza y las sugerencias de los lectores, los autores de la Evaluación de confiabilidad de sistemas de ingeniería, que recibieron calurosamente, actualizaron y ampliaron el trabajo, proporcionando una cobertura extendida de árboles de fallas y un examen más completo de la distribución de probabilidad; entre otras cosas, sin alterar el concepto, la estructura o el estilo del original.

Tabla de Contenido

(Información extraída y traducida del sitio web del libro en Amazon)

  • 1. Introducción.
  • 2. Teoría básica de la probabilidad.
  • 3. Aplicación de la distribución binomial.
  • 4. Modelado de redes y evaluación de sistemas simples.
  • 5. Modelado y evaluación de redes de sistemas complejos.
  • 6. Distribuciones de probabilidad en la evaluación de la confiabilidad.
  • 7. Evaluación de la confiabilidad del sistema usando distribuciones de probabilidad.
  • 8. cadenas de Markov discretas.
  • 9. Procesos continuos de Markov.
  • 10. Frecuencia y técnicas de duración.
  • 11. Evaluación aproximada de la confiabilidad del sistema.
  • 12. Sistemas con distribuciones no exponenciales.
  • 13. simulación de Montecarlo.
  • 14. Epílogo.

1. Introducción

(Información extraída y traducida del sitio web del libro en Amazon)

1.1 Antecedentes

En una sociedad moderna, los ingenieros profesionales y los directores técnicos son responsables de la planificación, el diseño, la fabricación y el funcionamiento de productos y sistemas que van desde productos simples hasta sistemas complejos. El fallo de estos a menudo puede provocar efectos que van desde molestias e irritaciones hasta un impacto severo en la sociedad y en su entorno. Los usuarios, los clientes y la sociedad en general esperan que los productos y sistemas sean fiables y seguros. La pregunta que surge es: “¿Cuán confiable o seguro será el sistema durante su vida operativa futura?” Esta pregunta puede responderse, en parte, mediante el uso de una evaluación cuantitativa de la confiabilidad. En consecuencia, se ha desarrollado una conciencia considerable en la aplicación de tales técnicas al diseño y operación de sistemas simples y complejos junto con una cantidad cada vez mayor de requisitos legales, incluidos los aspectos de responsabilidad del producto y las directivas legales. Este libro se ocupa principalmente de describir una amplia gama de técnicas de evaluación de la confiabilidad y su aplicación. Sin embargo, primero es beneficioso discutir algunos de los problemas y la filosofía que se relacionan con la confiabilidad para poner estas técnicas en perspectiva e identificar los antecedentes a partir de los cuales han evolucionado las diversas técnicas y medidas, así como para mostrar por qué las técnicas han evolucionado. sido desarrollado.

El desarrollo de técnicas de evaluación de la confiabilidad se asoció inicialmente con la industria aeroespacial y las aplicaciones militares. Estos desarrollos fueron seguidos rápidamente por aplicaciones en la industria nuclear, que ahora está bajo una presión extrema para garantizar reactores nucleares seguros y confiables; en el suministro eléctrico, que se espera que suministre energía a demanda sin fallas locales ni apagones a gran escala; y en plantas de proceso continuo como las siderúrgicas y las plantas químicas, que pueden sufrir pérdidas a gran escala y paradas si ocurren fallas en el sistema, además de causar muertes y contaminación ambiental. Todas estas áreas han sufrido graves problemas en los últimos tiempos. Estos incluyen aeroespacial (transbordador espacial Challenger, 1986; varios accidentes de aviones comerciales), nuclear (Three Mile Island, 1979; Chernobyl, 1986), suministro de electricidad (apagón de Nueva York, 1977), planta de proceso (Flixborough, 1974; Seveso, 976; Bhopal, 1984) y muchos otros, en los que los fracasos han tenido como resultado graves consecuencias sociales y ambientales y muchas muertes.

Estos eventos han aumentado considerablemente la presión para evaluar objetivamente la confiabilidad, la seguridad y el riesgo probabilístico general. Lamentablemente, el riesgo que percibe el público en general suele estar ponderado por la emoción, lo que deja a ciertos sectores de la industria, en particular el nuclear, en una posición odiosa. La sociedad generalmente tiene grandes dificultades para distinguir entre un peligro, que puede clasificarse en términos de su gravedad, pero no tiene en cuenta su probabilidad, y el riesgo, que explica no solo los eventos peligrosos sino también su probabilidad. Las técnicas de evaluación de la confiabilidad pueden ayudar en el objetivo de la evaluación de estos riesgos probabilísticos y ayudar a tener en cuenta, no solo la gravedad, sino también la probabilidad.

Las técnicas modernas de evaluación de la confiabilidad también se utilizan en una gama mucho más amplia de aplicaciones que incluyen electrodomésticos, automóviles y otros productos que individualmente tienen poco efecto socioeconómico cuando fallan. Las tendencias recientes tanto en América del Norte como en la Comunidad Europea están aumentando la necesidad de realizar evaluaciones de riesgo y confiabilidad. Estas tendencias se centran en las leyes cambiantes relacionadas con la responsabilidad del producto en las que los proveedores, diseñadores y fabricantes se hacen responsables de las pérdidas y lesiones de los clientes debido a defectos del producto. También los gobiernos y los organismos reguladores están emitiendo directivas que se relacionan con la adecuación, la seguridad y el riesgo y que implican la necesidad consiguiente de evaluar objetivamente el riesgo probabilístico y la confiabilidad.

Es evidente a partir de esta discusión que todos los ingenieros deben tener algún conocimiento de los conceptos básicos asociados con la aplicación de técnicas de evaluación de confiabilidad.

1.2 Tipos de sistemas

La discusión anterior implica que se han desarrollado técnicas de evaluación de la confiabilidad y se están utilizando en una amplia gama de disciplinas de ingeniería; de hecho, el área de evaluación de la confiabilidad es interdisciplinaria, y un método particular se puede usar en una serie de aplicaciones, por ejemplo, eléctrica, mecánica, química, civil. Sin embargo, cabe señalar que no existe una técnica única de evaluación de la confiabilidad que pueda utilizarse para todos los problemas. Sería conveniente que este fuera el caso, y hay un intento de estandarizar una técnica particular en algunas industrias. Esto es un grave error, ya que la técnica debería ser la más adecuada para un problema particular y un conjunto de funciones y requisitos operativos del sistema. Por tanto, conviene esbozar brevemente los tipos de sistemas que existen, ya que las técnicas disponibles reflejan estos tipos.

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