La Fiabilidad. La R de la RAMS
Hoy en día es imprescindible que los activos de cualquier empresa, organización o institución sean fiables para poder competir en un mercado cada vez más competitivo y hostil, donde los costes, son la variable en muchas ocasiones, más importantes para el éxito de la empresa. Por ese motivo, es necesario conocer y profundizar en torno a los elementos relacionados con la R de RAMS, la Fiabilidad (Reliability).
Para ello definimos el concepto de Fiabilidad como la capacidad para ejecutar correctamente una función sostenida en el tiempo. La fiabilidad está relacionada con la producción, el coste, la seguridad humana y la prevención medioambiental. Monitorizar la fiabilidad es muy importante para gestionar de forma eficiente cualquier servicio o sistema.
Los activos actuales son cada vez más complejos, por esa razón es imprescindible poder evaluar y calcular la fiabilidad desde la etapa de diseño y así mantener las especificaciones técnicas en las mejores condiciones de funcionamiento durante todo el ciclo de vida.
Conocer la fiabilidad de un activo nos permite cuantificar su "calidad de servicio". Conocer la fiabilidad requiere de información, sin embargo, es un problema común el no disponer de los datos de operación; bien porque no se tiene experiencia en la explotación de un sistema o bien porque en general los datos son deficientes, escasos y en algunos casos inexistentes. Esta situación complica mucho conocer la fiabilidad ya que su cálculo resulta prácticamente imposible.
En términos matemáticos diremos que la fiabilidad es la probabilidad de que un activofuncione sin fallos durante un periodo establecido de tiempo y bajo unas condiciones específicas.
Es necesario comprender que la fiabilidad adoptará valores comprendidos entre cero (0) y uno (1). Cuando la fiabilidad toma un valor igual a cero (0) verifica la imposibilidad de que ese producto esté desempeñando su función correctamente en ese instante. Por otro lado, cuando la fiabilidad adopta un valor igual a uno (1) se espera con toda seguridad que ese producto realice su función debidamente.
Es importante destacar que la fiabilidad (R de Reliability) depende también del tiempo (t), es decir, varia con el transcurso del mismo. Además, debemos tener en cuenta que su valor disminuye con el paso del tiempo. De ese modo, los modelos de fiabilidad consisten en funciones de probabilidad, cuya variable aleatoria es el tiempo y suele presentar una curva descendente, partiendo de su valor máximo (1) cuando el tiempo es cero y viceversa.
Por lo contrario, destacamos la función de Probabilidad de Fallo o infiabilidad, como justamente el significado opuesto a la función de Fiabilidad. El concepto de infiabilidad se define como la probabilidad de ocurrencia de un fallo en un intervalo de tiempo.
Si conocemos el comportamiento real de un activo en función del tiempo podremos modelar la fiabilidad. Gracias al grado de avance tecnológico en aplicaciones informáticas se ha facilitado el obtener datos prácticamente reales de fiabilidad mediante el modelado automática por ordenador.
En la práctica los dos modelos más conocidos son:
- En primer lugar, el Modelo Exponencial de Fiabilidad, corresponde al modelo más simple de fiabilidad y asume una tasa de fallo constante. Suele ser preciso para componentes electrónicos y se acepta en general como el modelo más utilizado para obtener una primera aproximación del valor de la fiabilidad de cualquier activo.
- En segundo lugar, el Modelo Weibull de Fiabilidad es un modelo más completo que el modelo exponencial, ya que tiene en cuenta una tasa de fallo variable. En el tratamiento de datos, es más preciso que el modelo exponencial, porque su paramétrica permite amoldarse a distintas tendencias de fallo, funcionando razonablemente bien sin una gran cantidad de datos. Su versatilidad y capacidad para reflejar circunstancias relativas a los activos bajo análisis ha dado origen a lo que se conoce como "Análisis Weibull". Sin embargo, destacamos que conlleva una carga matemática mayor que el modelo exponencial.
Estrategias para el cálculo de fiabilidad
Existen una serie de
estrategias y metodologías que nos permiten realizar un cálculo eficiente de
fiabilidad.
En primer lugar, los métodos cualitativos evalúan y de forma subjetiva las características del sistema relacionadas con su comportamiento. Por ejemplo, el efecto que puede tener el modo de fallo de un elemento concreto sobre un sistema mayor.
En segundo lugar, los métodos cuantitativos evalúan las características numéricas del sistema relacionados con la probabilidad de ocurrencia.
Las diferentes técnicas y metodologías más destacadas son:
- El Análisis modal de fallos, efectos y criticidades (AMFEC) ofrece información cualitativa muy detallada del sistema.
- El Análisis por árbol de fallos (FTA) proporciona una visión global del sistema al basarse en una representación gráfica con los modelos de fallo de todos los componentes, así como fallos o combinaciones de fallos que provocan una avería en el sistema.
- El Análisis de eventos (ETA).
- Modelos de Markov.
- Redes de Petri
- Análisis de Montecarlo
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