Confiabilidad definida

CONFIABILIDAD DEFINIDA

La naciente economía mundial está en aumento la demanda para mejorar el rendimiento de productos y sistemas y al mismo tiempo reducir su coste. El requisito concomitante para reducir al mínimo la probabilidad de fallas, las fallas simplemente aumentan los costos y la irritación o amenazan gravemente la seguridad pública, también está poniendo mayor énfasis en la confiabilidad. El cuerpo formal del conocimiento que ha sido desarrollado para analizar esos errores y minimizar su ocurrencia atraviesa prácticamente todas las disciplinas ingeniería, proporcionando la rica variedad de contextos en que fiabilidad aparecen consideraciones. De hecho, más profunda penetración en fallas y su prevención debe obtenerse comparando y contrastando las características de confiabilidad de sistemas de diferentes características: computadoras, Máquinas electromecánicas, sistemas de conversión de energía, química y materiales procesamiento de plantas y estructuras, para nombrar unos pocos. En el sentido más amplio, la confiabilidad es asociado con formalidad, con éxito y con la ausencia de averías o fallas. Sin embargo, es necesario para el análisis de ingeniería, para definir la confiabilidad cuantitativa como una probabilidad. Así la fiabilidad se define como la probabilidad. Ûtat un sistema realizará su función prevista durante un período determinado de tiempo bajo un conjunto dado de condiciones. Sistema se utiliza aquí en un sentido genérico por lo que la definición de confiabilidad también es aplicable a todas las variedades de productos, subsistemas, equipos, componentes y partes. Un producto o un sistema se dice que cuando deja de realizar su función. Cuando hay una cesación total offunction-un motor deja de funcionar, una estructura se derrumba, una pieza de equipo de comunicación, va de muerto, el sistema ha fracasado claramente. A menudo, sin embargo, es necesario definir insuficiencia cuantitativa con el fin de tener en cuenta las formas más sutiles de la falta; deterioro o inestabilidad de la función. Así un motor que ya no es capaz de entregar un apriete, una estructura que supera una desviación especificada, o un thatfalls amplificador debajo de un aumento estipulado ha fallado. Operación intermitente o excesiva deriva en equipos electrónicos y la producción de máquina herramienta de piezas fuera de tolerancia puede definirse también como fracasos. La manera en que tiempo se especifica en la definición de confiabilidad también puede variar considerablemente, dependiendo de la naturaleza del sistema bajo consideración. Por ejemplo, en un sistema operado intermitentemente uno debe $ especi ' si tiempo calendario o el número de horas de funcionamiento debe ser utilizado. Si la operación es cíclica, como la de un interruptor, tiempo es probable ser arrojado en cuanto al número de operaciones. Si fiabilidad debe especificarse en términos de tiempo de calendario, también puede ser necesario $ especi ' la frecuencia de arranques y paradas y la proporción de tiempo total de funcionamiento. Además de fiabilidad sí mismo, otras cantidades se utilizan para caracterizar la fiabilidad de un sistema. El tiempo promedio de falla y tasa de fallos son ejemplos y en el caso de sistemas reparables, así también son la disponibilidad y el tiempo promedio para reparar. Se introducirá la definición de estos y otros términos según sea necesario.

I.2 rendimiento, coste, fiabilidad y gran parte del esfuerzo de ingeniería se refiere a diseño y construcción de productos para mejor rendimiento. Nos esforzamos para aviones más ligeros y por lo tanto más rápido, termodinámicamente más eficientes energ'y dispositivos de conversión, para ordenadores más rápidos y para estructuras más grandes, más duradero. La consecución de tales objetivos, sin embargo, a menudo requiere diseños incorporando características que más a menudo que no pueden tender a ser menos confiables que los sistemas mayores y menor rendimiento. Las ventajas y desventajas entre rendimiento, fiabilidad y costo son a menudo sutiles, que implica el empleo de nuevos materiales y conceptos, carga y complejidad del sistema. Carga más a menudo se utiliza en el sentido mecánico de la tensión en una estructura. Pero aquí nosotros interpretarlo en términos más generales por lo que también puede ser la carga térmica causada por la temperatura alta, la carga eléctrica en un generador o incluso la carga de información en un sistema de telecomunicaciones. Cualquiera que sea la naturaleza de la carga en un sistema o sus componentes, funcionamiento es mejorado con frecuencia a través del aumento de la carga. Así al disminuir el peso de un avión, aumentamos los niveles de estrés en su estructura; por ir a mayor termodinámicamente más eficientes temperaturas nos vemos obligados a utilizar materiales en condiciones en las que hay pérdidas por calor de la fuerza y la corrosión de rapicl más. Permitiendo crecientes flujos de información en sistemas de comunicaciones, nos acercamos a los límites de la frecuencia en que pueden operar circuitos digitales de conmutación o de otros. Enfoques a los límites físicos de sistemas o sus componentes para mejorar el rendimiento incrementa el número de fallos Si no se toman medidas de lucha pertinentes. Así las especificaciones de un material más puro, más estricta tolerancia d.imensional y un anfitrión de otras medidas se requieren para reducir la incertidumbre en los límites de rendimiento y así permiten operar cerca de esos límites sin incurrir en un ullacceptable la probabilidad de excederlos. Pero en el proceso de doins por lo tanto, es probable que aumente el costo del sistema. Incluso entonces, condiciones ambientales adversas, deterioro del producto y manufacturins defectos llevar a mayores probabilidades de falla en funcionamiento de sistemas cerca de sus límite de cargas. El rendimiento del sistema puede incrementarse a menudo a expensas de mayor complejidad; la complejidad se mide generalmente por el número de componentes o partes. Una vez auain, confiabilidad clecreased a menos que se tomen medidas de compensación, porque se puede demostrar que si nada cambia, reliabiliq, disminuye con cada uno agrega componente. En estas situaciones fiabilidad sólo se puede mantener si se incrementa la componente reliabiliry o red.undancy componente está incorporado en el sistema. Pero cada uno de estos remedios, a su vez, se medirá contra los costos incurridos. Probablemente el mayor irnprovements en perfbrmance han throush la introducción de tecnologías completamente nuevas. En contraste con las disyuntivas ante aumento de la carga o complejidad, avances más fundamentales pueden tener el potencial para mejorar el rendimiento y una mayor fiabilidad. Sin duda la historia de la tecnología es un estudio de dichos avances; la sustitución de madera por los metales en la maquinaria y estructuras, el reemplazo de pistón con jet avión en {ines, el reemplazo de tubos al vacío con electrónica de solidstate todos llevó a avances fundamentales en el rendimiento y la fiabilidad mientras que se redujeron los costos. Cualquier producto en el que se superan estos tracle-offs con mayor rendimiento y fiabilidad, sin un aumento proporcional del costo, constituye un significativo avance tecnológico. Con cualquier avance importante, sin embargo, reliabiliq m ^ y ser disminuido, particularmente en el temprano congenito de la introducción de nueva tecnología. La comunidad de ingeniería debe proceder a través de una experiencia de aprendizaje para reducir las incertidumbres en los límites de carga en el nuevo producto, conocer su susceptibilidad a ambientes adversos, para predecir el deterioro con la edad y perfèct los procedimientos de fabricación, manufactura y construcción. Así en la transición de la madera al hierro, se eliminó el problema de la pudrición seca, pero los modos de falla asociados a fractura frágil debían entenderse. En sustitución de los tubos de vacío con electrónica de estado sólido las ramificaciones de la pérdida de fiabilidad con el aumento de temperatura tuvieron que ser apreciado. \Arhether en la aplicación de nuevos conceptos o en la aplicación de las tecnologías existentes, las compensaciones de wav se hacen entre costo, rendimiento y fiabilidad, y los criterios en que se basan es profundamente incrustados en la esencia de la práctica de la ingeniería. Para las consideraciones y los criterios son tan variadas como los usos a los que se pone la tecnología. Los siguientes ejemplos ilustran este punto. Considere un coche de carreras. Si uno mira la historia de carreras de automóviles en la Indianapolis 500 de año a año, uno encuentra que el rendimiento está mejorando continuamente, si se mide como la velocidad media de los coches de anillo de $ quali. Al mismo tiempo, la fiabilidad de estos coches, medido como la probabilidad que a terminar la carrera, sigue siendo uniformemente baja a menos de 50%. * esto no debería sorprender, porque en esta situación el rendimiento es todo, y una alta probabilidad de ruptura debe ser tolerada si va a haber ninguna posibilidad de ganar la carrera. En el extremo opuesto es el diseño de un avión comercial, donde avería mecánica bien podría resultar en un accidente catastrófico. En este caso la fiabilidad es la primordial consideración de diseño; se aceptan degradada velocidad, capacidad de carga y de combustible para mantener una muy pequeña probabilidad de fallas catastróficas. Un ejemplo intermedio podría ser en el diseño de un avión militar, de aquí el compromiso alcanzado entre fiabilidad y rendimiento más igualmente equilibrado. Reducir la fiabilidad puede esperarse otra vez a aumentar la incidencia de accidentes mortales. Sin embargo, si el rendimiento de la aeronave no es suficientemente alto, el número de pérdidas en el combate puede anular a la misión del avión, con una concomitante pérdida de vida. En contraste con estas implicaciones de vida o muerte, fiabilidad de muchos productos puede verse sobre todo en términos económicos. El diseño de una pieza de maquinaria, por ejemplo, puede implicar compensaciones benveen los costes de capital mayor que si alta confiabilidad debe ser alcanzado y el aumento de los costos de reparación y de pérdida de producción que se incurre de menor fiabilidad. Incluso aquí más sutiles cuestiones entran en juego. Para productos de consumo, el precio inicial más alto que puede ser necesario para un artículo más confiable debe sopesarse cuidadosamente contra la molestia del comprador con el posible fallo de un elemento menos fiable así como el costo de reemplazo o reparación. Para estas clases amplia de productos es esclarecedor a confiabilidad dentro de la contexr más amplia de la calidad del producto.

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