Fiabilidad es Fiabilidad técnica. factor de confiabilidad

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

El hombre moderno no puede imaginar su existencia sin varios mecanismos que simplifican la vida y la hacen mucho más segura. Cualquier técnica utilizada se valora principalmente por su seguridad. Esta cualidad proviene en gran medida de otra propiedad: la fiabilidad.

¿Qué es? ¿Cuál es la definición correcta de este término? ¿Y qué significa realmente? ¡Vamos a resolverlo!

Definición

Entonces, la confiabilidad es la capacidad de un objeto para mantener las propiedades y características técnicas especificadas durante un cierto intervalo de tiempo. Además, esta propiedad destaca la posibilidad de mantener todas las cualidades especificadas durante el transporte y/o en condiciones extremas y difíciles.

Para ser justos, cabe señalar que la fiabilidad es un concepto complejo que no se puede describir brevemente. En particular, en tecnología, esta definición se descompone a la vez en varios conceptos que están íntimamente relacionados entre sí. Echemos un vistazo a cada uno.

Sobre la fiabilidad técnica

En tecnología, sólo un objeto que satisface cuatro requisitos a la vez o, mejor dicho, tiene características que necesariamente deben ser rastreadas en sucaracterísticas y propiedades. Para que sea más fácil de entender esta definición, aquí hay una lista de ellos:

• Como ya dijimos, la confiabilidad es la capacidad de realizar las funciones que están integradas estructuralmente en el dispositivo durante un período de tiempo. Por ejemplo, un motor eléctrico debe consumir una cantidad de energía estrictamente definida y proporcionar una velocidad de rotación determinada. Si continuamos con este tema, entonces para el sistema de suministro de energía, la capacidad de entregar el voltaje deseado es importante, cuyo valor solo puede fluctuar dentro de límites estrictamente limitados.
• El desempeño de las funciones de trabajo también debe ocurrir solo dentro de los límites tecnológicos establecidos por el fabricante del dispositivo. Por ejemplo, se requiere que el motor funcione en condiciones ambientales que no conduzcan a su destrucción.
• Por el contrario, si se requiere un funcionamiento estable en condiciones de alto contenido de polvo en la habitación, el dispositivo debe proporcionarlo durante el mayor intervalo de tiempo posible. Tenga en cuenta que esta y todas las características de confiabilidad anteriores se cumplen sin f alta.
• El objeto, entre otras cosas, debe tener la capacidad de mantener todas sus características técnicas, no solo en la posición de trabajo, sino también en reposo. Por lo tanto, el motor del automóvil debe (sujeto a ciertas condiciones) estar listo para arrancar, incluso si el automóvil ha estado en la caja durante varios meses o incluso años.

Conclusiones intermedias

Por lo tanto, la confiabilidad es muycualidad importante de cualquier objeto. En ningún caso debe contrastarse o confundirse con otros conceptos cualitativos. Por ejemplo, una planta de tratamiento de emisiones industriales puede tener un precio muy atractivo debido a su capacidad para capturar la mayor cantidad posible de partículas del aire. Pero sin saber cuánto pueden durar estas características, comprarlo es muy peligroso, y muchas veces completamente inútil.

Por el contrario, la especificación de un dispositivo puede contener mucha información sobre la confiabilidad, pero no habrá una sola palabra sobre las características que tiene. Por lo tanto, la definición de confiabilidad debe incluir todos estos puntos.

Algunas adiciones

Dependiendo del propósito del objeto, confiabilidad es sinónimo de confiabilidad, mantenibilidad y durabilidad. Debe entenderse claramente que esta calidad se percibe solo teniendo en cuenta las características del objeto en sí. Por ejemplo, si tomamos un sensor no recuperable en una carcasa sellada, para él la confiabilidad será la capacidad de mantener su rendimiento en un período de tiempo determinado. En pocas palabras, si este dispositivo funciona sin fallas durante 12 meses con una garantía de un año, entonces debe considerarse bastante confiable.

Sin embargo, hay ciertas excepciones a reglas tan estrictas. ¿Recuerdas que hablamos de un auto que está en conservación? En este caso, confiabilidad no es sinónimo de la palabra "libre de fallas", que implica el arranque inmediato del motor, sino "durabilidad" y "reparabilidad". Nadie puedeasegúrese de que el motor arranque inmediatamente y funcione sin problemas.

Se garantiza que una planta de energía confiable sobrevivirá al almacenamiento (en condiciones más o menos adecuadas) y podrá funcionar después de un poco de mantenimiento. Por lo tanto, garantizar la confiabilidad es una lista de medidas necesarias que tienen como objetivo aumentar la probabilidad de una operación ininterrumpida y sin problemas de equipos, sistemas completos y complejos de producción.

En la mayoría de los casos, la capacidad del instrumento para alcanzar su vida útil sin averías graves y la necesidad de mantenimiento es extremadamente importante. Esto es especialmente cierto para aquellos artículos que deben usarse en condiciones extremadamente difíciles.

¿Qué debe guiarse al evaluar la confiabilidad de un objeto?

Como regla general, los fabricantes se guían por GOST 27.002-89 "Confiabilidad en ingeniería. Conceptos básicos. Términos y definiciones", de donde se derivan casi todos los conceptos de confiabilidad adoptados en los sectores técnico e industrial domésticos. Sin embargo, este estándar no cubre todos los conceptos y, por lo tanto, a veces daremos explicaciones.

Consideremos inmediatamente los tipos de confiabilidad. La ciencia moderna sugiere que solo hay dos:

• Tolerancia a fallos de un elemento, objeto del sistema.
• Estabilidad de todo el complejo en su conjunto.

Estos conceptos no solo están relacionados, sino que también se siguen lógicamente unos de otros. Y por lo tanto lo haremosconsidere este término en un sentido común general.

Conceptos básicos de la teoría de la confiabilidad: objeto, elemento y sistema

Un objeto es un determinado producto técnico que debe controlarse desde la etapa de diseño hasta la entrega al consumidor. Debe recordarse que esta definición incluye no solo elementos individuales, sino también sistemas bastante complejos: máquinas, edificios, complejos de edificios industriales y sistemas.

Así, un sistema se entiende como un conjunto de objetos conectados por una determinada función común que debe realizar. Un elemento, como puede suponer, es una pequeña parte integral de un objeto que tiene ciertas funciones. El rendimiento y la fiabilidad técnica de todo el sistema en su conjunto depende de cada elemento por separado.

Todos estos conceptos son más bien relativos, ya que pueden considerarse uno a través del otro. Así, un objeto en algún estudio puede considerarse un sistema (ya que es en sí mismo una colección de elementos), o puede ser un elemento independiente si se considera desde el punto de vista de un complejo de trabajo grande y remoto.

En pocas palabras, todo depende de la escala, que debe tenerse en cuenta al investigar. Esto es exactamente lo que dice la teoría de la fiabilidad, que desde hace mucho tiempo se ha convertido en una rama científica independiente y muy importante.

Relación entre el hombre y la máquina

Las personas que operan máquinas e instalaciones también son elementos separados de los sistemas. Están conectados entre sí y con mecanismos. Los sistemas interactúan en tiempo real. Una señal de su integridad y fiabilidad es una clara relación de los objetos y elementos estructurales entre sí.

Sobre los posibles estados de un objeto

Cabe señalar que cada objeto en un intervalo de tiempo dado puede estar en un estado determinado. De esto dependen los indicadores específicos de confiabilidad. Vamos a enumerarlos:

• Buen estado. En este caso, el objeto cumple totalmente con todos los parámetros normativos que el fabricante le ha puesto.
• Se reconoce como defectuoso cuando al menos uno de estos parámetros no cumple con las características técnicas especificadas.
• En estado de salud, el objeto puede realizar todas sus funciones principales, y el valor de los indicadores establecidos estará dentro de la norma técnica. Debe recordarse que un dispositivo defectuoso puede iniciarse, pero no puede llamarse operativo, y sus indicadores de confiabilidad disminuirán constantemente hasta que lleguen a cero.
• La inoperancia es una condición en la que un objeto no cumple con los estándares técnicos establecidos en él y no puede realizar sus funciones. En este caso, no se habla de fiabilidad en principio.

Estado límite de fiabilidad

Al hablar de la fiabilidad de los sistemas técnicos, el concepto de estado límite es de gran importancia. En resumen, este es el nombre de la situación en la que el funcionamiento posterior de la máquina o dispositivo se vuelve inaceptable y/oimposible. Un estado similar ocurre como resultado de una falla o la aparición de algunos defectos graves, tensión del material. En este caso, cualquier intento de operar puede terminar en falla, ya que es probable que el dispositivo falle y se colapse.

Los signos del estado límite los establece el fabricante, y la información debe reflejarse en la especificación técnica adjunta al objeto. Cada año hay un aumento general de la fiabilidad debido a la mayor capacidad de fabricación de los procesos de producción, pero el fabricante debe proporcionar todos estos datos a petición del consumidor.

¿Cuáles son los signos comunes de un estado límite?

Como dijimos, hay dos tipos de objetos:

• Recuperable es el elemento cuyo rendimiento puede restaurarse completamente y en condiciones estándar.
• En consecuencia, un objeto irrecuperable es aquel cuya salud no se puede restaurar. Al menos en condiciones estándar.

Para cada categoría, hay ciertas características generales que se pueden utilizar para diagnosticar la aparición del estado límite con total confianza. Por supuesto, la confiabilidad de los sistemas técnicos en este caso también será diferente: si (el sistema) consta de un solo objeto que no se puede restaurar, entonces sus indicadores de confiabilidad serán cero. Si el objeto puede repararse (o reemplazarse por uno que no pueda repararse), los indicadores realmente pueden volver a la normalidad.

En cuanto a los objetos que no se pueden reparar, el estado límite para ellos llega en el mismo momento en que se agota el período de garantía u otro recurso comprometido por el fabricante. Lo mismo se puede decir sobre la salida máxima permitida, en la que la operación adicional del dispositivo se vuelve irrazonablemente peligrosa. En algunos casos, se calcula un factor de confiabilidad. Su fórmula es bastante sencilla:

ki=li/lb

Veamos qué significan las variables:

• li es el valor absoluto de la tasa de fallos;
• lb es la tasa de rebote.

Calcular tasa de rebote

Para hacer esto, usa la siguiente ecuación:

l(i)=n(t)/(NtDt)

• l(t) – número total de fallas.
• Nt es el número promedio de elementos en el sistema.
• n(t) - el número de fallas en un cierto período de tiempo.
• Dt es el período de tiempo axiomático en el que registra el número total de problemas con el sistema.

¡Importante! El indicador del valor absoluto de las fallas se toma de la literatura de referencia especializada. Es completamente diferente en cada industria, por lo que físicamente no podemos proporcionar una lista gigante en las páginas de este material.

Al calcular el factor de confiabilidad, puede averiguar fácilmente qué esperar del objeto. Cuanto más bajo sea el indicador, más fiable debe reconocerse el dispositivo, el coche o la casa.

Acerca de los objetos recuperables

Como en la situación anterior, el límiteocurre en el caso de que la operación adicional se vuelva simplemente imposible o extremadamente inapropiada. En esta última opción, se debe tener en cuenta una combinación de varios factores a la vez:

• Mantener las instalaciones a un nivel mínimo seguro y/o saludable se vuelve imposible o demasiado costoso.
• Como resultado del uso y desgaste, el dispositivo o máquina ha llegado a tal estado que es más fácil y económico comprar un objeto similar.

En algunos casos, el fabricante cree que el estado límite se produce en el momento en que todo el conjunto de problemas acumulados solo puede corregirse mediante una revisión general. En principio, este es un enfoque bastante razonable, ya que le permite evitar muchos problemas graves. Por lo tanto, un sinónimo de la palabra "confiabilidad" es servicio, mantenibilidad.

Debe recordarse que en el proceso de operación el objeto puede tener otros estados, de los cuales hablaremos ahora.

Transición de objetos a diferentes estados durante su funcionamiento

• Daño es un evento que consiste en la violación de la salud de un objeto mientras se mantiene su desempeño.
• La falla es un evento que consiste en una violación de la operatividad del objeto.
• Criterio de rechazo: una característica distintiva o una combinación de ellas, según la cual se establece el hecho de la falla.
• La restauración es el proceso de detección y eliminación de una falla (daño) para restaurar su rendimiento (capacidad de servicio).

Análisis prácticoconfiabilidad

Cuando los expertos analizan la confiabilidad de un objeto, una máquina o un edificio, se vuelve extremadamente importante para ellos tomar la decisión correcta sobre qué hacer en caso de falla. Si asumimos que el elemento es teóricamente recuperable, pero bajo ciertas condiciones su reparación sería impracticable y/o imposible, sería más razonable trasladarlo a la categoría de no reparable.

Tomemos, por ejemplo, un satélite meteorológico. Durante su diseño en tierra, creación y prueba, se clasifica como un elemento recuperable. Cuando se lanza a la órbita terrestre baja, la probabilidad de reparación tiende a cero y, por lo tanto, el éxito de todo el programa depende de la confiabilidad.

Confiabilidad de conceptos intangibles

Arriba te contamos qué estudia la teoría de la confiabilidad cuando se trata de objetos materiales: cosas, dispositivos, mecanismos, barcos, aeronaves, etc. Pero, ¿puede alguno de estos conceptos usarse de una manera más mundana? ¿Cómo, por ejemplo, averiguar la fiabilidad de los bancos? ¡Después de todo, no tienen un fabricante que recomendaría retirar su contribución después de un plazo determinado!?

En principio, hay una solución en este caso, aunque la definición de confiabilidad se basa en indicadores ligeramente diferentes. Hagamos una lista de los criterios a los que debe prestar atención en primer lugar:

• La estructura de una institución financiera, un resumen de sus fundadores.
• Composición de la comisión de fundadores.
• Reseñas, opiniones de clientes y al menos dos o tres años. Para información más actualizada, es mejorignorar en principio.
• Interés básico tanto para depósitos como para préstamos.
• Obtención de garantías bancarias.

En primer lugar, debes prestar atención a la composición de los fundadores. Algunos nombres y apellidos le dirán inmediatamente a las personas informadas que definitivamente no vale la pena contactar a este banco. Siempre trate de llegar al fondo de la verdad: si no existe tal información en el sitio web o en los documentos constitutivos que están disponibles públicamente, consulte la lista de organizaciones que de alguna manera están relacionadas con esta institución. Si ellos (incluso en el pasado distante) estuvieron involucrados en escándalos financieros, es mejor buscar un lugar más seguro para su dinero.

Así se determina la fiabilidad de los bancos. Si al menos un elemento de la lista anterior lo hace desconfiar e inseguro, le recomendamos encarecidamente que no utilice los servicios de esta institución financiera en particular.