Ciclo de Vida de los Sistemas

Ciclo de Vida

Conceptos Clave

• Sistema: Conjunto de elementos relacionados entre sí que tienen una finalidad objetiva.
• Nicho de mercado: Conjunto de personas con características especiales que tienen necesidades comunes y poder adquisitivo.
• Buscar las necesidades del cliente es el primer paso a la hora de hacer un producto.
• Innovar es mejorar las cualidades de un producto para satisfacer mejor las necesidades.
• Innovación: Necesidad de medios para innovar.
• El ciclo de vida de los sistemas se descompone en fases que van desde la identificación de una necesidad (que inicia el proceso de obtención de un nuevo sistema) hasta que el sistema sea retirado del servicio al final de su vida útil.
• Identificación de la necesidad y definición: En algunos casos, las necesidades son identificadas y definidas (requisitos preliminares).

Análisis de Mercado

1. Análisis de mercado: Tras la fase anterior, tiene lugar un análisis de mercado con el objetivo de determinar si existe algún producto o sistema que satisfaga la necesidad identificada.

En el caso de que exista en el mercado uno o varios productos o sistemas capaces de satisfacer total o parcialmente las necesidades identificadas, debería realizarse una evaluación de la medida en que satisfagan la necesidad del usuario, es decir, su efectividad.

Estudio de Viabilidad

1. El estudio de viabilidad: En caso de que no exista un sistema capaz de satisfacer la necesidad, se define la necesidad en forma de requisitos que permitan realizar un estudio sobre la viabilidad técnica y económica de desarrollar un sistema.
2. Viabilidad económica.
3. Viabilidad técnica.
4. Viabilidad de acuerdo con las normas.
5. Especificación detallada de requisitos: La identificación de qué necesita el futuro usuario, para qué lo va a emplear, cómo lo va a mantener, cómo pretende desprenderse de él al final de su vida operativa, permite establecer los requisitos cuantitativos y cualitativos del sistema o producto. El objetivo es la conversión de las necesidades en requisitos detallados.

Características de los Requisitos

1. Completos: El conjunto especificado de requisitos debe definir de forma completa la necesidad del futuro usuario. Cuantos más aspectos necesarios se dejen sin precisar, en mayor medida se deja en manos del azar que el usuario reciba el producto que realmente cubre sus necesidades.
2. Coherentes: Deben evitarse las contradicciones o incompatibilidades en los requisitos especificados. En los casos en que se puedan presentar incompatibilidades, deberán establecerse prioridades.
3. • Diseñables: El diseño del producto debe ser realizado considerando directamente cada uno de los requisitos especificados. No deben especificarse requisitos que no influyan en el producto.
   • Comprobables: Los requisitos deben ser verificables para asegurar que el producto los cumple.

Clases de Requisitos

1. Requisitos operativos: Prestaciones, aspectos físicos, vida operativa, requisitos de utilización, entorno.
2. Requisitos derivados del mantenimiento: La forma en que el futuro usuario pretende mantenerlo es una entrada del diseño junto con el resto de los requisitos.
3. Requisitos de soportabilidad.
4. Factores humanos: Estudios ergonómicos.
5. Diseño: Los requisitos detallados constituyen el punto de partida del diseño.

Análisis Funcional

El análisis funcional permitirá identificar las funciones necesarias para cumplir los diferentes requisitos especificados, así como establecer una configuración básica o preliminar del producto o sistema.

• Análisis funcional: El objetivo principal del análisis funcional es la determinación de las funciones que debe desarrollar el sistema o producto para satisfacer los requisitos establecidos. Los diagramas funcionales permiten describir el producto o sistema en términos de funciones. Se deben considerar todas las actividades a lo largo del ciclo de vida del producto o sistema; la atención se centra en qué hay que hacer y no en cómo hay que hacerlo.
• Identificación y evaluación de alternativas: A partir de la configuración básica, se formulan alternativas viables que son a continuación evaluadas en cuanto al grado de cumplimiento de los diferentes requisitos especificados.

Todas las alternativas no cumplen todos los requisitos de producción. Trazabilidad es el seguimiento de un producto a lo largo de su ciclo de vida.

Parámetros en Relación a la Calidad

• Para que haya fiabilidad se hacen estudios teniendo en cuenta:

- Medidas económicas (dinero dedicado a que sea fiable)

- Precaución en caso de que estén implicadas vidas humanas (si un avión se estrella, por ejemplo).

La fiabilidad mide la posibilidad de que un equipo falle.

Hasta los años 60, las metas de calidad se consideraban conseguidas cuando un producto, en el momento de dejar la fábrica, estaba libre de defectos o fallos sistemáticos. La complejidad creciente de los equipos y sistemas, así como el coste creciente en el que se incurre por la pérdida de operación...

• La complejidad creciente y el precio de coste han hecho más importante 4 cosas relacionadas entre sí:

- Fiabilidad

- Mantenibilidad

- Disponibilidad

- Seguridad

Hoy en día, lo que se espera de un equipo complejo o sistema es que esté libre de defectos y fallos sistemáticos en el momento de su puesta en funcionamiento, pero también que realice la función requerida sin fallos durante un tiempo establecido.

Sin embargo, el que un determinado elemento funcionará sin fallos durante un periodo de tiempo establecido primero no puede contestarse con un sí o no; la experiencia demuestra que sólo se puede establecer una probabilidad.

La ingeniería de fiabilidad es una materia que ha evolucionado rápidamente y cuyo propósito es desarrollar métodos y herramientas para predecir, evaluar y comprobar los aspectos anteriormente dichos (fiabilidad) para comprobar los componentes de los sistemas y ayudar a los ingenieros de producción y desarrollo en la fiabilidad de los productos.

Definición Aproximada de Fiabilidad

• Se define fiabilidad como la característica de un elemento expresada por la probabilidad de que ese elemento:

Realice la función requerida (claramente determinada):

A pesar de no producirse un fallo catastrófico, puede producirse un fenómeno de degradación en función, por ejemplo, de su tiempo de uso, que afecte al funcionamiento y rendimiento de este mismo.

- Bajo unas condiciones determinadas.

- Durante un intervalo de tiempo determinado.

Se tiene en cuenta la fiabilidad de un producto junto con el buen uso y funcionamiento de este en relación a las características determinadas por el fabricante. Si se hace un mal uso o se le varían las condiciones de funcionamiento, la fiabilidad de que el producto va a seguir teniendo la misma “vida” ya no son las mismas, y por tanto la fiabilidad también cambia (a bien o a mal).

Disponibilidad

• La disponibilidad puntual es la característica de un elemento expresada por la probabilidad de que realice la función requerida bajo unas condiciones establecidas en un determinado instante de tiempo (el hecho de que funcione en el momento en que se va a usar). La disponibilidad media es el producto de la vida de este más el tiempo en que este se esté reparando, en el cual no está disponible, siempre teniendo en cuenta que sea un producto reparable y no de un solo uso.

Mantenimiento

• El mantenimiento define el conjunto de actividades realizadas sobre un elemento con dos fines:

- Retener o restaurar el producto en su estado especificado, que conllevan dos tipos de mantenimiento:

- Mantenimiento preventivo: Se lleva a cabo en intervalos predeterminados y de acuerdo con procedimientos establecidos. Se trata de localizar los fallos ocultos (poner en funcionamiento equipos secundarios preventivos por si falla el primero para que, en caso de que sea necesario, funcione).

- Mantenimiento correctivo (reparación): Se lleva a cabo cuando se encuentra un fallo, en cuyo caso se trata de llevar el elemento a un estado operativo.

• Puede incluir algunas o todas de las siguientes etapas/pasos:

- Localización, aislamiento, desmontaje, intercambio, montaje, alineación y pruebas.

La mantenibilidad es la característica de un elemento expresada por la probabilidad de que el mantenimiento preventivo o de reparación del elemento sea realizado dentro de un intervalo de tiempo para unos recursos y procedimientos determinados.

Soporte Logístico

• El soporte logístico designa todas las actividades realizadas para un uso económico y efectivo de elementos durante su fase de operaciones.

Gestión de la Obsolescencia Tecnológica

Independientemente de su uso, un equipo puede quedarse anticuado tecnológicamente, sumado a que el mantenimiento del mismo supone un coste que no compensa; se reemplazaría por otro nuevo de una tecnología superior.

Responsabilidad del Fabricante

Es una carga del fabricante u otros la de compensar las pérdidas relacionadas con el daño a personas, daños materiales u otras consecuencias inaceptables causadas por el producto.

El fabricante tiene que especificar un modo operacional seguro para el producto; los responsables en una demanda de responsabilidad de un producto son todas aquellas personas involucradas en el diseño, producción, venta, mantenimiento e incluso suministradores. Básicamente se aplica la responsabilidad estricta en EE. UU., es decir, el fabricante tiene que demostrar que el producto estaba libre de defectos; en Europa esto es solo en algunas ocasiones, sin embargo, en la mayor parte de los casos la causalidad entre el daño y el defecto tienen que ser demostradas por el usuario.

Seguridad

La seguridad es la característica de un elemento de no causar daños a personas, daños materiales significativos u otras consecuencias inaceptables durante su uso. Dos aspectos a considerar en la evaluación de la seguridad:

La seguridad cuando el elemento funciona y es operado correctamente (prevención de accidentes para la que existe un gran número de normas).

La seguridad cuando el dispositivo ha fallado (seguridad técnica y se investiga usando las mismas herramientas que para la fiabilidad; sin embargo, existe una diferencia entre la fiabilidad y la seguridad técnica). El aseguramiento de la seguridad examina las medidas que permiten llevar un elemento a un estado seguro en caso de fallo.

El aseguramiento de dicha fiabilidad trata de medidas más generales para minimizar el número total de fallos; además, la seguridad técnica debe tener en cuenta los efectos de las influencias externas, como los errores humanos, catástrofes, sabotajes, etc.

El nivel de seguridad de un producto va a tener una incidencia muy grande en las demandas por responsabilidad. Sin embargo, las medidas diseñadas para incrementar la seguridad pueden reducir la fiabilidad.

Fiabilidad

Fiabilidad = Probabilidad -> Un dispositivo desempeñará su función en unas condiciones y en un tiempo determinado.

Variables de Fiabilidad

- Es una probabilidad, es decir, que va a ser cierto cuando yo considero un número de unidades muy elevado.

- Fallo catastrófico: No realiza ninguna prestación. Ejemplo: Bombilla fundida.

- Fallo por degradación: En cuyo caso debemos establecer un nivel mínimo de prestaciones para considerar que el dispositivo cumple su función.

- En unas condiciones determinadas: Las condiciones pueden ser temperatura, humedad, esfuerzo, etc.

Tasa de fallos instantánea: Es la probabilidad de que en un instante de tiempo t el componente falle, condicionado a que haya llegado sin fallo a ese tiempo.

Fallos infantiles: Son los producidos por defectos que han escapado al control de calidad y que se manifiestan en los primeros momentos de funcionamiento del producto.

Fallos aleatorios: Los debidos a causas aleatorias y, en principio, son independientes del tiempo en el que haya estado funcionando el componente o el producto.

Fallos por desgaste: Fallos provocados por el desgaste en el producto producido por su uso.

Modelo serie: En el modelo serie, los componentes están conectados de tal manera que si uno de esos componentes falla, falla el sistema.