Mantenimiento

Carrera: Ingeniería Naval.

Término: 11

Asignatura: Mantenimiento General.

Análisis de Confiabilidad.

Profesor: Ing. Zoilo Fuentes.

ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD.

Desde el diseño existe la necesidad de entregar equipos o sistemas que tengan las prestaciones deseadas por el Cliente y que además sean Confiables, de fácil mantenimiento y con funcionamiento seguro y económico durante su vida útil.

La confiabilidades la probabilidad de que un equipo, dispositivo o persona desarrolle una determinada función bajo condiciones fijadas durante un periodo de tiempo determinado.

La confiabilidad de un elemento puede ser caracterizada a través de distintos modelos de probabilidades. Podemos describir varias distribuciones de fallas comunes y ver qué podemos aprender de ellas para gestionar los recursos de mantenimiento. Convirtiendo el conocimiento ganado de ellas en acciones PROACTIVAS de Mantenimiento.

¿Como Incorporar Características Confiabilidad?

Realizando un análisis Cualitativo: que indicará el tipo y clase de falla a presentarse en los componentes sistemas. (Camino del MCC). Bien ampliarse a un campo cuantitativo proporcionando las probabilidades numéricas correspondientes.

La Estadística proporciona herramientas importantes para estimar la confiabilidad de componentes y equipos industriales, para ello es importante contar con una data operacional y de fallas que realmente coincida con la realidad del sistema analizado y además debe seleccionarse una muestra representativa para el estudio. Estadísticamente está demostrado que para aplicar cualquier distribución estadística el número de datos mínimo a tomar debe ser cinco.

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DE LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL (UNEFA)

NÚCLEO SUCRE – CUMANÁ.

Análisis de Confiabilidad mediante el Método Estadístico de la Distribución de Weibull.

La Distribución Estadística de Weibull es aplicable al estudio de la confiabilidad en problemas relativos a la fatiga y vida de componentes y materiales. Permite obtener la distribución de las fallas en la vida de un equipo o componente, cuando su tasa de falla decrece, se mantiene constante o crece con el tiempo.

Interés: Identificar los equipos que fallan. Estimar la probabilidad de la aparición de fallas. Mejorar los programas de mantenimiento, basados en confiabilidad.

Aplicaciones: Predecir ocurrencias de fallas. Determinar en que momento de la vida se encuentra un componente o equipo. Estimar la confiabilidad individual de equipos. Determinar la frecuencia de ejecución del mantenimiento preventivo.

Expresiones matemáticas de la distribución:

Confiabilidad R(t): probabilidad de que un componente o equipo lleve a cabo su función adecuadamente durante un período de tiempo bajo condiciones operacionales dadas. Según la distribución de Weibull la confiabilidad se estima mediante la siguiente expresión matemática:

Donde:

t = tiempo para el cual se estima la confiabilidad.

β = parámetro de forma.

η = parámetro de escala.

γ = parámetro de posición.

Función de Probabilidad de Falla F(t): es el término que representa la desconfiabilidad, es decir, la probabilidad de que un componente o equipo falle en un período de tiempo bajo condiciones dadas. Ya que la confiabilidad y la probabilidad de falla son probabilidades complementarias, matemáticamente se expresará como:

Densidad de probabilidad de falla f(t): es el número de fallas por unidad de tiempo referida a la cantidad inicial de elementos de un lote o muestra dada. La densidad de fallas representa así la función de densidad de probabilidad asociada a la función de distribución acumulada Pf(t), por eso también se le conoce como función de densidad de probabilidad de falla (o de la primera falla). Según la distribución de Weibull está función se expresa como:

Tasa de falla λ(t): es un estimador de la confiabilidad y representa la proporción de fallas por unidad de tiempo: Frecuentemente se expresa en fallas/unidad de tiempo; ciclos/unidad de tiempo; kms recorridos/unidad de tiempo. En este caso en particular la tasa de falla se calculará de la siguiente forma:

Tiempo Promedio Entre Fallas (MTEF): es la media de las horas de trabajo de un componente o equipo hasta la primera falla. Lo estimaremos con la siguiente ecuación:

Definición de Parámetros:

Parámetro de forma (β): define en que fase de la vida se encuentra el componente o equipo (según curva de la bañera). Los casos a considerar son los siguientes:

Si β es menor que 1 (β < 1) el componente o equipo se encuentra en el período de arranque o mortalidad infantil.

Si β es igual a 1 (β = 1) el componente o equipo se encuentra en operación normal.

Si β es mayor que 1 (β > 1) entonces el componente o equipo sen encuentra en el período de envejecimiento o desgaste.

Parámetro de posición (γ): define se la nube de puntos (TEF, Fi) en la gráfica de Weibull se ajusta a una línea recta. Donde:

TEF: es el tiempo entre fallas o tiempo de operación.

Fi: es la frecuencia acumulada de fallas.

Hay que tomar en cuenta dos consideraciones:

Si es posible ajustar la nube de puntos a una recta, entonces γ es igual a cero.

Si la nube de puntos, resulta una curva, entonces el valor de γ es distinto de cero.

Parámetro de escala (η): se utiliza para ayudar a definir la vida característica del equipo, la cual de acuerdo a la distribución de Weibull, corresponde al tiempo para el cual los equipos tienen una probabilidad de fallar de 63,2%. Entonces se puede afirmar que: Vida característica = η.

Duración de vida “t” asociada a un nivel de confiabilidad R(t).

En algunas ocasiones es interesante, partir de un nivel de confiabilidad R(t), predeterminado por

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