¿Qué es un Reliability Block Diagram (RBD) o Diagrama de Bloques de Fiabilidad?

22.05.2020

Un diagrama de bloques de fiabilidad o RBD ilustra el estado de una función específica de un sistema con varios elementos.

El diagrama está formado por bloques funcionales que se representan como bloques y están conectados por líneas. El diagrama de bloques de fiabilidad RBD tiene un único punto de partida inicio (a) y un único punto final (b), como se muestra en las figuras siguientes:

Cada bloque funcional puede tener dos estados diferentes, un estado de funcionamiento y un estado fallido. Además cada bloque tendrá asociado una tasa de fallo.

Un bloque funcional puede representar un componente o una función específica de un componente. Cuando la función específica del elemento está disponible, lo ilustramos diciendo que podemos pasar a través del bloque funcional. Si podemos pasar a través de suficientes bloques funcionales para ir de (a) a (b), decimos que el sistema está funcionando con respecto a la función principal especificada.

La orientación para la construcción y el análisis del diagrama de bloques de fiabilidad RBD se proporciona en la normativa IEC61078 (2006). Un diagrama de bloques de fiabilidad RBD no es un diagrama de diseño físico, sino un diagrama lógico que ilustra lo que se requiere para que el sistema funcione. En un diagrama de bloques de fiabilidad RBD, diferentes bloques situados en puntos del diagrama representando el mismo componente físico, pueden aparecer en varios lugares del diagrama si así se conviene desde un punto de vista lógico.

Un RBD ilustra el estado de un sistema especificado con varios elementos, constituye bloques funcionales y tiene un diseño lógico orientado al cumplimiento de una función que brinda las condiciones necesarias para funcionar según lo especificado. Además se puede usar para desarrollar fórmulas analíticas para el cálculo de la fiabilidad y la disponibilidad.

Existe un caso especial de diagrama RBD el cual representa un sistema de votación, es decir por una estructura de redundancia, se da por bueno si un funcionamiento de un número determinado de elementos (x de y) siguen funcionando. Este el caso por ejemplo de un sistema 2 de 3 (2oo3, 2 ouf of 3) el cual, si dos de los tres equipos dan el mismo valor, se considera como valor correcto, considerándose que dos de ellos están funcionando correctamente y, uno de ellos, no.

Uno de los puntos de partida obvios pero importantes a tener en cuenta, es que, para cada bloque funcional se deberá conocer su fiabilidad. Por tanto, el RBD nos permitirá conocer la fiabilidad total del sistema a partir de dos informaciones básicas:

La arquitectura de los elementos los cuales forman parte nuestro sistema.
La propia fiabilidad de cada uno de los componentes que forman parte de nuestro sistema.

En el caso que nos falte la fiabilidad de alguno de los elementos, normalmente es representativo de una falta de información del propio elemento o bien, que para dicho elemento hay que desarrollar un RBD específico para hallar su fiabilidad equivalente para aplicarlo al RBD global de sistema.

¿Qué es un Minimal Path Set o Conjunto de Camino Mínimo?

Son los grupos de elementos de un sistema, por ejemplo: [equipo_1, equipo_3, equipo_4];[equipo_1,equipo_5], que si funcionan cada uno de ellos (los equipos que están entre [ ]), el sistema funciona correctamente. Siguiendo el ejemplo, tendríamos dos cadenas en paralelo, la primera formada por tres equipos en serie (1, 3 y 4) y dos equipos en serie (1 y 5). Sólo que una de las dos ramas funcione, el sistema funcionará correctamente.

¿Qué es un Mínimal Cut Set o Conjunto de Corte Mínimo?

Son los grupos de elementos de un sistema, por ejemplo [equipo_1, equipo_2], que asegura que al fallar los elementos de grupo de forma conjunta, el sistema fallará. Por ejemplo, en sistema en serie puro, tendremos tantos grupos como elementos, es decir [equipo_1];[equipo_2]; ... ;[equipo_n]. En cambio, en un sistema puro paralelo, deberán fallar todos los equipos a la vez, quedando una estructura Minimal Cut Set de [equipo_1, equipo_2, ...., equipo_n].

¿Qué incluye normalmente un proyecto de análisis de fiabilidad con RBD Ferroviario?

Normalmente un proyecto RAM Análisis Ferroviario llave en mano, utiliza como base normativa la CENELEC EN50126, la IEC TR 62380 y la MIL-HDBK-338B y tiene por objetivo generar un informe RAM dando evidencias cualitativas y cuantitativas de que el sistema o instalación diseñado cumplo con las exigencias del proyecto implicando entre otras actividades desarrollar un FMECA de sistema y un RBD. Para llevar este desarrollo será necesario, entre otras cosas, generar un producto beakdown structure y definir perfectamente las condiciones de aplicación que influyen en el Sistema: restricciones impuestas por infraestructuras existentes por ejemplo, condiciones de funcionamiento así como condiciones y estrategias de operación y mantenimiento.

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