Una guía elemental para la confiabilidad

Sobre el Libro

Una guía elemental para la confiabilidad (An Elementary Guide to Reliability, 5th Edition) es un libro de 112 páginas escrito por G. Dummer, R. Winton y Mike Tooley BA de la Advanced Technological and Higher National Certificates Kingston University. Fue publicado en el año 1997 por la editorial Butterworth-Heinemann en su quinta edición.

Descripción del Libro

Este texto clásico ahora ha sido completamente revisado y actualizado, lo que lo convierte en un curso introductorio ideal en confiabilidad para una amplia gama de calificaciones de ingeniería, incluidas City & Guilds 8030 y HNC / Ds. Un nuevo capítulo se centra en el papel del microprocesador y el controlador de la microcomputadora, y el uso de algoritmos para monitorear el desempeño del sistema. La adición de numerosos problemas, preguntas de autoevaluación y preguntas tipo examen hace que este libro sea extremadamente útil para cursos con un elemento de estudio independiente.

Sobre los autores

G W A Dummer nació en 1909 y su carrera incluyó un trabajo pionero en el campo del radar. Trabajando en la confiabilidad del radar a principios de los años cincuenta, se convirtió en la primera persona en el mundo en proponer y ser pionero en el circuito integrado. En reconocimiento a su distinguida carrera, ha recibido la Medalla de la Libertad de EE. UU. Y el MBE.

R C Winton, MBE, trabajó para Mullard durante 40 años y desempeñó un papel importante en muchos comités como el Comité de Educación y Capacitación de CBI. También fue una figura clave en el IEEE, convirtiéndose en Secretario de la sección del Reino Unido y la República de Irlanda.

Mike Tooley es autor técnico y consultor. Anteriormente fue subdirector de Brooklands College en Surrey, Inglaterra, donde fue responsable de impartir el aprendizaje a más de 10.000 estudiantes de educación superior y complementaria, cada vez más mediante el aprendizaje a distancia flexible, abierto y en línea. Mike es el conocido autor de varios libros de texto de ingeniería y relacionados, que incluyen textos de curso ampliamente adoptados para las calificaciones de BTEC, GCE A-level y GCSE en Ingeniería. Los pasatiempos de Mike incluyen astronomía, radioafición, aviación, computación y diseño y construcción de circuitos electrónicos.

Tabla de Contenido

La importancia de la confiabilidad.
Definiciones de confiabilidad.
Algunas estadísticas simples.
Cómo se calcula la confiabilidad.
El efecto de las condiciones de funcionamiento y el medio ambiente.
Fiabilidad mecánica.
Instalación y operabilidad.
Mantenibilidad.
Notificación de fallas.
El costo de la confiabilidad.
Diseño de sistemas tolerantes a fallas.
Algunas definiciones de fiabilidad útiles.

1 La importancia de la Confiabilidad

Los equipos eléctricos, electrónicos y mecánicos se utilizan en varios campos: en la industria para el control de procesos, en computadoras, en electrónica médica, energía atómica, comunicaciones, navegación en el mar y en el aire, y en muchos otros campos. Es fundamental que este equipo funcione de forma fiable en todas las condiciones en las que se utilice. En los campos de la navegación aérea, militar y de energía atómica, por ejemplo, una falla podría resultar en una situación peligrosa. Se están utilizando cada vez más sistemas muy complicados, que implican un gran número de unidades independientes, como los sistemas electrónicos de aviónica y aeroespacial. Estos sistemas son extremadamente complejos y utilizan una gran cantidad de componentes. Como cada pieza individual puede fallar, la confiabilidad general disminuirá a menos que se pueda mejorar la confiabilidad de cada componente anterior.

Supongamos, por ejemplo, que se sabe que un componente de cada medio millón se descompondría cada hora. Entonces, un equipo que utiliza 100 000 de estos componentes se avería en un intervalo medio de 5 horas.

El requisito de fiabilidad es diferente para cada aplicación. En el servicio de cable transatlántico, por ejemplo, los amplificadores submarinos deben funcionar durante 20 años aproximadamente sin fallar, porque el costo de levantar el cable para reparar una falla sería de aproximadamente £ 500 000 (ya que sería necesario enviar un cable barco a la ubicación, encuentre la falla debajo de varios kilómetros de océano, suministre e instale un nuevo amplificador, baje el cable al fondo nuevamente y regrese al puerto). A esto se suma la pérdida de ingresos mientras el cable no funciona, lo que podría llevar el total a £ 1 000 000 o más.

En Gran Bretaña, la Junta de Registro Aéreo solo otorgará licencias a las aeronaves para usar un sistema de aterrizaje ciego si la tasa de fallas para el sistema total es menor de uno en diez millones.

En el caso de un avión militar en una misión de combate, o un vuelo de misiles, es vital que el equipo funcione durante el período de vuelo, o la misión y quizás una batalla podrían perderse. Se ha estimado que la falta de confiabilidad le cuesta a la RAF solo hasta £ 100 millones cada año en repuestos y costos de servicio. En el caso de un equipo que controla una planta química o algún proceso industrial complejo, el costo de “cierre” puede ser considerable en producción estropeada y pérdida de producción.

Es esencial “incorporar” la confiabilidad mediante un diseño y una construcción sólidos y realizar suficientes pruebas para asegurarse de que esto se haya realizado.

La “disponibilidad” o el tiempo que un equipo está funcionando correctamente mientras está en uso depende tanto de la confiabilidad como de la mantenibilidad. La confiabilidad se define en detalle en el siguiente capítulo, pero se puede decir que es una medida de la capacidad de un equipo para realizar sus funciones de manera consistente en determinadas condiciones. La capacidad de mantenimiento es una medida de la velocidad con la que se detecta, diagnostica y repara la pérdida de rendimiento, y esto se analiza en el Capítulo 8 del libro.

La confiabilidad es, por supuesto, el factor más importante en la seguridad de un equipo, pero de ninguna manera es el único factor. Un sistema o equipo puede “realizar su función requerida (ver definición en la página 5 del libro) y aún no ser seguro. Hay grandes desastres bien documentados que no son causados por averías mecánicas o electrónicas, sino por fallas humanas. Tales fallas humanas pueden deberse a fallas de los operadores, del personal de mantenimiento o de la administración.

Las averías y los desastres pueden surgir de la falta de gestión para establecer los procedimientos y reglamentos operativos adecuados. Se ha estimado que la parte de responsabilidad de la administración por “fallas” es superior al 50%. También pueden surgir de la falla de los operadores *, accidental o deliberada, para observar los procedimientos y regulaciones operativos establecidos. Los resultados de una falla accidental se pueden tener en cuenta hasta cierto punto anticipando, durante la etapa de diseño del equipo, qué errores operativos accidentales podrían cometerse e introduciendo salvaguardas. Sin embargo, es imposible anticipar el incumplimiento deliberado de los procedimientos operativos, y es esencial impresionar a los operadores y al personal de mantenimiento, durante su capacitación, lo vital que es que nunca se aparten de los procedimientos y regulaciones establecidos, por muy seguros que sean, parecen hacerlo.