Métodos Estadísticos para la Confiabilidad de Sistemas Reparables

Sobre el Libro

Métodos Estadísticos para la Confiabilidad de Sistemas Reparables (Statistical Methods for the Reliability of Repairable Systems) es un libro de 290 páginas escrito por Steven E. Rigdon y Asit P. Basu. Fue publicado en el año 2000 por la editorial Wiley-Interscience.

Descripción del Libro

Una guía práctica y única para los profesionales de la industria que necesitan mejorar la calidad y confiabilidad del producto en sistemas reparables.

Debido a su papel vital en la calidad del producto, la confiabilidad se ha estudiado intensamente en las últimas décadas. La mayor parte de esta investigación, sin embargo, aborda sistemas que no son reparables y, por lo tanto, se descartan en caso de falla. Los métodos estadísticos para la confiabilidad de los sistemas reparables llenan el vacío en el campo, centrándose exclusivamente en un área de confiabilidad importante, pero largamente olvidada. Escrito por dos miembros altamente reconocidos de la comunidad de confiabilidad y estadística, este nuevo trabajo ofrece un tratamiento único y sistemático de los modelos probabilísticos utilizados para sistemas reparables, así como los métodos estadísticos para analizar los datos generados a partir de ellos.

Ampliamente complementado con ejemplos y ejercicios con datos reales, el libro explica claramente la diferencia entre sistemas reparables y no reparables y ayuda a los lectores a desarrollar una comprensión de los procesos puntuales estocásticos. Los métodos de análisis de datos se discuten para sistemas únicos y múltiples e incluyen métodos gráficos, estimación puntual, estimación de intervalo, pruebas de hipótesis, pruebas de bondad de ajuste y predicción de confiabilidad. Completo con extensos gráficos, tablas y referencias, los métodos estadísticos para la confiabilidad de los sistemas reparables es un excelente recurso de trabajo para los profesionales de la industria involucrados en la producción de sistemas confiables y una referencia útil para los profesionales e investigadores en el campo.

Sobre los autores

Steven E. Rigdon, Phd, es profesor de estadística en la Universidad del Sur de Illinois en Edwardsville.

Asit P. Basu, PhD, es profesor de estadística en la Universidad de Missouri Columbia.

Reseñas

“Este nuevo libro hace un trabajo fantástico al brindar una cobertura detallada e ilustración práctica de la confiabilidad de los sistemas reparables …” (Technometrics, Vol. 42, No. 4, mayo de 2001)

“Destinado a ingenieros, gerentes de calidad y estadísticos, este libro también podría usarse para un curso de posgrado en confiabilidad”. (Reseñas de libros breves, vol. 21, núm. 2, agosto de 2001)

“… una presentación completa y sistemática …” (La Doc Sti, septiembre de 2000)

“… una presentación completa de los materiales asociados con la confiabilidad de los sistemas reparables …” (Journal of Quality Technology, Vol. 33, No. 4, octubre de 2001)

“La mayor parte de la literatura sobre confiabilidad trata sobre el modelado y la estimación en sistemas no reparables; sin embargo, este libro considera únicamente los sistemas reparables”. (Zentralblatt MATH, Vol. 963, 2001/13)

“… será útil tanto para los académicos como para los profesionales”. (Revisiones matemáticas, 2002b)

“… un excelente recurso y libro de texto, un libro que contribuirá a satisfacer una necesidad existente en el área de confiabilidad y motivará aún más a los investigadores a buscar el desarrollo de métodos estadísticos apropiados para datos de sistemas reparables …” (Journal of the American Statistical Association, Vol.97, No. 458, junio de 2002)

Tabla de Contenido

Terminología y notación para sistemas reparables.
Modelos probabilísticos: el proceso de Poisson.
Modelos probabilísticos: renovación y otros procesos.
Análisis de datos de un único sistema reparable.
Análisis de datos de varios sistemas reparables.
Apéndice.
Referencias.

Terminología Básica y Ejemplos

Un sistema reparable es un sistema que, cuando ocurre una falla, se puede restaurar a una condición operativa mediante algún proceso de reparación que no sea el reemplazo de todo el sistema. Por ejemplo, un automóvil es un sistema reparable porque la mayoría de las fallas, como la imposibilidad de arrancar debido a un motor de arranque defectuoso, pueden repararse sin reemplazar todo el automóvil. La reparación no implica necesariamente el reemplazo de ninguna pieza. Por ejemplo, el automóvil puede no arrancar debido a conectores defectuosos con la batería. En este caso, limpiar los cables y su conexión a la batería puede solucionar el problema. Un enchufe de luz, por otro lado, no se considera un sistema reparable. La única forma de reparar una luz quemada es reemplazar la bombilla; es decir, reemplazar todo el sistema.

Un sistema no reparable es aquel que se descarta después de una falla. Una bombilla, por ejemplo, es un sistema no reparable. El elemento calefactor de una secadora de ropa también es un sistema no reparable. Hoy en día, con los procesos de producción automatizados que producen productos económicos, muchos productos que antes se reparaban después de fallas ahora se descartan cuando fallan. Considere, por ejemplo, un pequeño ventilador de escritorio que se puede comprar por menos de $ 10 en una tienda de descuento. Cuando una unidad así falla, probablemente la descartemos y compremos otra, porque el costo de repararla es mayor que el costo de comprar un ventilador nuevo. Muchos sistemas eléctricos ahora no se pueden reparar o son más costosos de reparar que de reemplazar. ¿Alguna vez le han reparado una calculadora de bolsillo?

Una pieza de software puede considerarse un sistema reparable. A medida que se desarrolla y se prueba el software, se detectarán y corregirán las fallas (o errores). Una vez realizadas las correcciones, el software se volverá a utilizar hasta que se observe otra falla.

Muchos sistemas del mundo real, como automóviles, aviones, computadoras y aires acondicionados, son sistemas reparables. A pesar de esta observación, la mayoría de los libros en cuanto a la confiabilidad, enfatizan los sistemas no reparables y algunos cubren exclusivamente los sistemas no reparables. Esto no quiere decir que estudiar sistemas no reparables no sea eficaz. Lo es, porque los sistemas reparables se componen de componentes que son irreparables. Estudios que pueden mejorar la confiabilidad de los no reparables
Los componentes seguramente mejorarán la confiabilidad del sistema reparable compuesto por esos componentes.

A medida que estudiamos modelos para la confiabilidad de sistemas reparables, debemos tener claro qué escala de tiempo se usa para medir los tiempos de falla. Para un refrigerador que funciona constantemente, puede ser apropiado medir el tiempo como tiempo real transcurrido. Para otros sistemas, otra medida de tiempo puede ser apropiada. El número de millas recorridas es una mejor medida de la “edad” de un automóvil que el tiempo transcurrido desde que se puso en servicio. Para una fotocopiadora, el número de copias realizadas es apropiado. Para otros sistemas, como motores a reacción o motores de propulsión de barcos, la antigüedad puede expresarse en términos del número de horas de funcionamiento.

Reiteramos las diferencias entre sistemas reparables y no reparables. Para los sistemas no reparables, observamos un solo tiempo de falla para cada sistema. Para un sistema reparable, observamos una serie de fallas en ese sistema. Dejemos que 0 <T, <Ta <-: – denote los tiempos de falla del sistema medidos en tiempo global, es decir, el tiempo desde la puesta en marcha inicial del sistema. Los tiempos entre fallas, o los huecos, se denotarán X1, X2, …. Con esta formulación, tenemos:

X1 = T1
X2 = T2 – T1
X3 = T3 – T2
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Esto se puede invertir para dar los Ti en términos de los Xi:
T1 = X1
T2 = X1 + X2
T3 = X1 + X2 + X3
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Resumimos la discusión anterior en las definiciones siguientes:

Definición 1 – Tiempo global: Los fallos de un sistema reparable se miden en tiempo global si los tiempos de fallo se registran como tiempo desde la puesta en marcha inicial del sistema. Las fallas en el tiempo global se denotarán con T1 < T2 < … .

Definición 2 – Hora local: Los tiempos de falla de un sistema reparable se miden en la hora local si los tiempos de falla se registran como tiempo desde la falla anterior. Las fallas en la hora local serán indicadas por X1, X2, … .

Definición 3 – Deterioro y mejora: Hasta decimos que un sistema reparable se está deteriorando si los tiempos entre fallas tienden a acortarse con la edad. Si los tiempos entre fallos tienden a aumentar, diremos que el sistema está mejorando.

Esta simple definición es algo vaga. Resulta bastante difícil dar un significado preciso al deterioro y mejora. Ver Ebrahimi (1989) para un tratamiento completo del problema.