Principios de Fiabilidad y Mantenimiento en Ingeniería de Sistemas

Introducción a los Diagramas

Función de un Diagrama

La función principal de un diagrama es mostrar una cantidad importante de información de manera global y visual.

Diagrama de Flujo

Un diagrama de flujo comunica qué operaciones y en qué secuencia se han de realizar para solucionar un problema. Se puede utilizar software como Visio para crear símbolos personalizados (por ejemplo, para programación). Los diagramas de flujo representan de manera visual el flujo de las operaciones y si se cumplen las condiciones para seguir por una rama específica.

Reglas Fundamentales del Diagrama de Flujo:

• El flujo debe ir de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha (nunca en diagonal).
• Las líneas de unión deben tener forma de flecha.
• Se deben usar palabras precisas dentro de los símbolos.
• Nunca debe haber una línea sin conectar.
• Solo el símbolo de decisión puede tener más de una línea de salida.
• Todos los símbolos, excepto el de inicio y fin, deben tener al menos una línea de entrada y una de salida.

Conceptos Clave en Ingeniería de Sistemas

Fiabilidad

La fiabilidad es la probabilidad de que un equipo funcione correctamente durante un período de tiempo determinado bajo condiciones específicas.

Disponibilidad

La disponibilidad es la probabilidad de que un equipo funcione correctamente en el momento en que se necesita.

Fiabilidad de Sistemas

Sistemas en Serie

En un sistema en serie, si falla un componente, el sistema completo deja de funcionar. Por ejemplo: la rueda, el cambio de marchas, el motor o el embrague de un coche; si uno falla, el coche falla.

Sistemas en Paralelo

En un sistema en paralelo, deben fallar varios componentes para que el equipo falle. Por ejemplo: el freno de auxilio y el freno de servicio de un tren; el tren falla solo si ambos frenos fallan.

Redundancia

La redundancia es una característica de los sistemas en paralelo, diseñada para aumentar la fiabilidad. Puede ser de dos tipos:

• Redundancia Activa: La información se envía simultáneamente a dos o más componentes (ej. discos duros); si uno falla, el otro está inmediatamente disponible.
• Redundancia Secuencial (Stand-by): Un sistema en paralelo donde un componente de respaldo entra en funcionamiento solo si el principal falla.

Es importante destacar que la fiabilidad y la mantenibilidad son la base fundamental de la disponibilidad de un sistema o equipo.

Gestión del Mantenimiento

Fundamentos del Mantenimiento

Objetivos del Mantenimiento

Los principales objetivos del mantenimiento son:

• Evitar accidentes.
• Reducir o reparar fallas.
• Prolongar la vida útil de los bienes.
• Conservar los bienes productivos.
• Evitar paradas de máquinas no programadas.
• Disminuir la gravedad de las fallas.

Función Principal del Mantenimiento

La función principal del mantenimiento es reducir costos operativos y optimizar la rentabilidad de los activos.

Medidas de Fiabilidad y Mantenibilidad

Tiempo Medio Hasta la Avería (MTTF)

El MTTF (Mean Time To Failure) es el tiempo medio hasta la avería. Se aplica a elementos no reparables.

Tiempo Medio Entre Fallas (MTBF)

El MTBF (Mean Time Between Failures) es el tiempo medio entre fallas. Se aplica a elementos reparables.

Mantenibilidad

La mantenibilidad se refiere al tiempo medio de la reparación. Si se ha realizado un buen mantenimiento, el tiempo de reparación será menor. En este proceso influyen factores personales, ambientales y condicionales.

Tipos de Mantenimiento

Mantenimiento Correctivo

El mantenimiento correctivo se aplica cuando la falla ya ha ocurrido.

Inconvenientes:

• Si la falla no se detecta a tiempo, puede provocar un daño irreparable en el equipo.
• La falla puede aparecer en el momento menos oportuno, causando interrupciones críticas.

Aplicabilidad:

Se aplica en equipos donde la falla no pudo preverse o en aquellos cuya interrupción no genera un impacto crítico.

Mantenimiento Preventivo

El mantenimiento preventivo consiste en la realización de tareas programadas con el objetivo de evitar fallas.

Inconvenientes:

• Posible gasto de material innecesario si los componentes aún no han llegado al final de su vida útil.
• Costos asociados a la mano de obra y las paradas programadas.
• Dificultades iniciales en la implementación y ajuste del plan.

Planificación:

Implica definir qué tipo de mantenimiento se realizará y a qué equipos se aplicará, basándose en calendarios o contadores de uso.

Mantenimiento Predictivo

El mantenimiento predictivo se basa en el diagnóstico y control continuo del estado de los equipos.

Monitorización:

Se monitorizan diversos parámetros clave como: temperatura, presión, ruido, estado de vibración, etc.

Ventajas:

Permite la programación optimizada del mantenimiento preventivo basándose en el estado real del equipo, evitando intervenciones innecesarias y maximizando la vida útil de los componentes.

Mantenimiento Productivo Total (TPM)

El TPM (Total Productive Maintenance) es una filosofía de gestión que busca maximizar la eficiencia de los equipos a lo largo de su vida útil, involucrando a todo el personal. Se desglosa en tres pilares:

• Mantenimiento: Mantener las instalaciones y equipos en óptimo estado de funcionamiento.
• Productivo: Mejorar la eficiencia y la producción, eliminando pérdidas.
• Total: Implica la participación de la totalidad del personal (desde el operador hasta la alta dirección), enfocándose en el reglaje, la observación de pequeños detalles y la revisión constante.

Curva de la Bañera

La curva de la bañera es un modelo que describe la tasa de fallas de un producto o sistema a lo largo de su vida útil, dividiéndola en tres etapas:

• Juventud: Caracterizada por fallas iniciales (o "fallas tempranas"), cuya tasa es decreciente a medida que se corrigen defectos de fabricación o diseño.
• Madurez: Período de vida útil normal, con fallas aleatorias y una tasa de fallas relativamente constante y baja.
• Envejecimiento: Etapa final donde la tasa de fallas es creciente debido al deterioro natural de los componentes por el uso y el tiempo.