Teoría de la Confiabilidad del Sistema: modelos, métodos estadísticos y aplicaciones

Teoría de la Confiabilidad del Sistema

Sobre el Libro

Teoría de la Confiabilidad del Sistema: modelos, métodos estadísticos y aplicaciones (System Reliability Theory: Models, Statistical Methods, and Applications, Second Edition) es un libro escrito por Marvin Rausand y Arnljot Hoyland y publicado por la editorial Wiley en el año 2003 en su segunda edición.

Descripción del Libro

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

Una mirada completamente actualizada y revisada a la teoría de confiabilidad del sistema.

Desde que se publicó la primera edición de este popular texto hace casi una década, los nuevos estándares han cambiado el enfoque de la ingeniería de confiabilidad e introducido nuevos conceptos y terminología que no se abordaban anteriormente en la literatura de ingeniería. En consecuencia, la segunda edición de la teoría de la confiabilidad del sistema: modelos, métodos estadísticos y aplicaciones se ha reescrito y actualizado a fondo para cumplir con los estándares actuales.

Para maximizar su valor como herramienta pedagógica, la Segunda Edición incluye:

  • Capítulos adicionales sobre confiabilidad de sistemas mantenidos y evaluación de confiabilidad de sistemas críticos para la seguridad.
  • Discusión de los métodos de evaluación básicos para la disponibilidad operativa y la regularidad de la producción.
  • Nuevos conceptos y terminología no cubiertos en la primera edición.
  • Secuencia revisada de capítulos para una mejor estructura pedagógica.
  • Nuevos problemas, ejemplos y casos para un enfoque más aplicado.
    Un sitio web adjunto con soluciones, transparencias e información complementaria.
  • Con su enfoque práctico actualizado, la incorporación de comentarios de la industria y muchos ejemplos nuevos basados ​​en problemas y datos reales de la industria, la segunda edición de este importante texto debería resultar más útil que nunca para estudiantes, instructores e investigadores por igual.

Versión Kindle

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

La versión Kindle ofrece una introducción completa al análisis de confiabilidad. La primera sección proporciona un prólogo completo pero elemental de la teoría de la confiabilidad. La segunda mitad comprende herramientas analíticas más avanzadas que incluyen procesos de Markov, teoría de renovación, análisis de datos de vida, pruebas de vida aceleradas y análisis de confiabilidad bayesiano. Presenta numerosos ejemplos trabajados. Cada capítulo concluye con una selección de problemas y material adicional sobre aplicaciones.

Reseñas del Libro

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

“A los estudiantes les gustará este libro bien escrito, y los estadísticos interesados ​​en la teoría de la distribución lo encontrarán estimulante”. (Revista de Computación y Simulación Estadística, junio de 2005)

“La segunda edición se ha reescrito y actualizado a fondo para cumplir con los estándares actuales”. (Zentralblatt Math, Vol.1052, No.3, 2005)

“Los autores han hecho un buen trabajo creando un rico recurso para una amplia variedad de lectores interesados ​​en esta importante área de investigación”. (Revista de la Asociación Estadounidense de Estadística, diciembre de 2004)

“Si le gusta y es dueño de la 1E, espero que desee comprar esta segunda edición. En general, es un 20% más grande y está considerablemente mejorada con nuevo material y nuevos temas”. (Technometrics, noviembre de 2004)

“… una referencia útil y un manual tanto para los estadísticos industriales como para los ingenieros de confiabilidad de sistemas. Se puede utilizar como texto para estudiantes de pregrado y posgrado …” (Mathematical Reviews, 2004k)

“… perfecto para ingenieros en diseño, proceso y calidad para ayudar a construir un producto o proceso más robusto”. (Quality Progress, octubre de 2004)

“… proporciona un tratamiento integral de la teoría de la confiabilidad del sistema” (Short Book Reviews, agosto de 2004)

Áreas de la Aplicación de la Confiabilidad

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

El principal objetivo de un estudio de confiabilidad siempre debe ser proporcionar información como base para las decisiones. Antes de que se inicie un estudio de confiabilidad, el tomador de decisiones debe aclarar el problema de decisión, y luego los objetivos y las condiciones de contorno y las limitaciones del estudio deben especificarse de manera que la información relevante necesaria como entrada para la decisión esté a la mano, en el lugar correcto. formato, y a tiempo.

La tecnología de confiabilidad tiene una gama potencialmente amplia de áreas de aplicación. Algunas de estas áreas se enumeran a continuación para ilustrar el amplio alcance de aplicación de la tecnología de confiabilidad.

1. Análisis de riesgos:

(a) Identificación y descripción de posibles eventos accidentales en el sistema. Un evento accidental generalmente se define como una desviación significativa de las condiciones operativas normales que puede tener consecuencias no deseadas. En una planta de procesamiento de petróleo / gas, una fuga de gas puede definirse, por ejemplo, como un evento accidental.

(b) Las causas potenciales de cada evento accidental se identifican mediante un análisis causal. Las causas suelen identificarse en una estructura jerárquica comenzando por las causas principales. Las causas principales y las subcausas pueden describirse mediante una estructura de árbol denominada árbol de fallas. Si se dispone de estimaciones de probabilidad, estas se pueden introducir en el árbol de fallas y se puede calcular la probabilidad / frecuencia del evento accidental.

(c) La mayoría de los sistemas bien diseñados incluyen varias barreras y funciones de seguridad que se han instalado para detener el desarrollo de eventos accidentales o para reducir las consecuencias de eventos accidentales. En el ejemplo de fuga de gas del paso (a), las barreras y funciones de seguridad pueden comprender sistemas de detección de gas, sistemas de parada de emergencia, sistemas de extinción de incendios, sistemas de contención de incendios (por ejemplo, muros cortafuegos) y sistemas / procedimientos de evacuación. Las consecuencias finales de un evento accidental dependerán de si estos sistemas están funcionando adecuadamente o no. El análisis de consecuencias generalmente se lleva a cabo mediante un análisis de árbol de eventos. El análisis del árbol de eventos a menudo se complementa con cálculos de cargas de incendio y explosión, simulaciones de la escalada de incendios, evaluación de la confiabilidad de los sistemas de apagado de emergencia, etc. Es posible que se requieran métodos específicos para analizar las consecuencias de:

  • humanos.
  • El medio ambiente.
  • Activos materiales.
  • Regularidad de producción (si es relevante).

2. Protección del medio ambiente. Los estudios de confiabilidad se pueden utilizar para mejorar el diseño y la regularidad operativa de los sistemas anticontaminación como los sistemas de limpieza de agua.

Muchas industrias se han dado cuenta de que la mayor parte de la contaminación de sus plantas es causada por irregularidades en la producción y que, en consecuencia, la regularidad de la producción de la planta es el factor más importante para reducir la contaminación. Los estudios de confiabilidad y regularidad se encuentran entre las herramientas más importantes para optimizar la regularidad de la producción.

Un análisis de riesgo ambiental se lleva a cabo de acuerdo con el mismo procedimiento que un análisis de riesgo estándar y tiene las mismas interfaces con el análisis de confiabilidad.

3. Calidad. La gestión y el aseguramiento de la calidad están cada vez más enfocados, estimulados por la aplicación casi obligatoria de la serie de estándares IS09000.

Los conceptos de calidad y confiabilidad están estrechamente relacionados. En algunos aspectos, la confiabilidad puede considerarse una característica de calidad (quizás la característica más importante). Por lo tanto, se están desarrollando e implementando sistemas complementarios para la gestión y garantía de la confiabilidad como parte de un sistema de gestión de la calidad total (TQM). Nótese la relación entre la serie de normas IS09000 y la IEC 60300, tal como la analiza Strandberg (1992).

4. Optimización del mantenimiento y operación. El mantenimiento se lleva a cabo para prevenir fallas del sistema y para restaurar la función del sistema cuando se produce una falla. El objetivo principal del mantenimiento es, por tanto, mantener o mejorar la confiabilidad del sistema y la regularidad de funcionamiento del producto.

Muchas industrias (por ejemplo, la energía nuclear, la aviación, la defensa y la industria marítima y marítima) se han dado cuenta de la importante conexión entre mantenimiento y confiabilidad y han implementado el enfoque de mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM). El enfoque RCM es una herramienta principal para mejorar la rentabilidad y el control del mantenimiento en todo tipo de industrias y, por lo tanto, para mejorar la disponibilidad y la seguridad. La evaluación de la confiabilidad también es un elemento importante de las siguientes aplicaciones: costo del ciclo de vida (LCC), beneficio del ciclo de vida (LCP), soporte logístico, asignación de repuestos y análisis del nivel de personal.

5. Diseño de ingeniería. La confiabilidad se considera una de las características de calidad más importantes de los productos técnicos. Por lo tanto, la garantía de confiabilidad debería ser un tema importante durante el proceso de diseño de ingeniería. Muchas industrias se han dado cuenta de esto e integraron un programa de confiabilidad en el proceso de diseño.

Este es especialmente el caso de la energía nuclear, la aviación, la aeroespacial, la automoción y las industrias marítimas. Dicha integración puede lograrse mediante conceptos como la ingeniería concurrente (Kusiak 1993) y el diseño para X (Huang 1996) que se enfocan en la perspectiva total del producto desde el inicio hasta la entrega del producto.

6. Verificación de calidad / confiabilidad. Varios organismos oficiales exigen que el productor y / o el usuario de los sistemas técnicos puedan verificar que sus equipos cumplen los requisitos especificados. Estos requisitos suelen tener una base en la seguridad y / o la protección del medio ambiente. Algunas industrias también cumplen requisitos estrictos con respecto a la regularidad de la producción. Este es especialmente el caso de las industrias de generación de energía y petróleo.

Como parte de la formación de la Unión Europea (UE), se han emitido una serie de nuevas directivas de la UE. Entre ellas se encuentran la directiva de seguridad de maquinaria, la directiva de seguridad de productos y la directiva de responsabilidad por productos. Los productores de equipos deben, de acuerdo con estas directivas, verificar que sus equipos cumplen con los requisitos. Los análisis de confiabilidad y las pruebas de demostración de confiabilidad son herramientas necesarias en el proceso de verificación.

Durante los últimos años se ha vuelto cada vez más común que los compradores de equipos técnicos requieran una evaluación cuantitativa de la calidad y confiabilidad como parte de la documentación total del sistema. La documentación requerida varía mucho, desde formularios de análisis de criticidad, efectos y modos de falla completados (FMECA) hasta resultados detallados de las pruebas de vida útil del equipo (por ejemplo, consulte DNV-RP-A203). Algunas industrias han exigido una flexibilidad de calidad documentada durante muchos años (por ejemplo, aeronáutica, aeroespacial, automotriz, nuclear, defensa).

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