Optimización de Fiabilidad y Mantenimiento en Sistemas Electrónicos: Claves y Técnicas

Relación entre Calidad y Fiabilidad

Calidad: es el grado de concordancia de un producto con las especificaciones que lo definen.

Fiabilidad: extensión de la calidad operacional durante un periodo de tiempo. Probabilidad de que un equipo funcione correctamente un periodo de tiempo y en las condiciones de trabajo para las que fue diseñado.

En general, ¿qué consideras más fiable: Serie-Paralelo o Paralelo-Serie? Serie – Paralelo

Parámetros Característicos de la Mantenibilidad

  • a) Tiempo medio de reparación (MTTR)
  • b) Tiempo medio de mantenimiento (MDT)
  • c) Tiempo de retardo (DT)
  • d) Tasa de reparación (u)

5 Fallos más Comunes en un Sistema Electrónico

  • a) Falta de un filtro activo en la línea de alimentación
  • b) Los procedimientos eléctricos de ensayo de los circuitos integrados (grietas en las cápsulas de sellado del integrado)
  • c) Las descargas electrostáticas

Diferencias entre Fiabilidad y Disponibilidad

Disponibilidad: probabilidad de que un componente/circuito/sistema funcione correctamente en un instante determinado y en las condiciones de trabajo especificadas.

Fiabilidad: probabilidad de que un equipo funcione correctamente durante un periodo de tiempo y en las condiciones de trabajo para las que fue diseñado.

Puntos Principales de Seguridad en un Autómata Programable

  • Seguridad en la CPU, en las entradas y en las salidas.

5 Técnicas Avanzadas para la Gestión de las RAMS

  • a) AMFEC
  • b) Análisis de valor
  • c) Círculos de calidad
  • d) Grupos de mejora
  • e) Diagramas de Petri
  • f) Gráfico de Gantt
  • g) QFD
  • h) Método de Taguchi

Definición de Valor

Producto de las necesidades por la capacidad de satisfacer dichas necesidades (u), dividido por el coste de dicho objeto.

Prioridades de Actuación en un AMFEC

Se basa en parámetros como la gravedad, probabilidad de aparición y probabilidad de detención de los fallos. Asigna una cifra de riesgo a cada fallo potencial para fijar las prioridades de actuación.

Mantenibilidad

Probabilidad de que un equipo que ha fallado sea puesto de nuevo en funcionamiento dentro de un periodo de tiempo dado, mediante aplicación de una acción de mantenimiento. Se expresa mediante la ecuación de mantenimiento cuyo parámetro es MTTR.

¿Qué ocurre si un equipo falla? Preguntas a Considerar

Se ha de gastar más en mantenimiento.

Preguntas:

  • a) ¿Durante cuánto tiempo se aplica la garantía?
  • b) ¿Con qué rapidez puede localizarse un fallo y ser reparado el equipo? (Mantenimiento Correctivo)
  • c) ¿Están siempre disponibles las piezas de repuesto?
  • d) ¿Cómo ha de planificarse el mantenimiento preventivo y con qué frecuencia será necesario reemplazar algunos componentes determinados? (Mantenimiento Preventivo)

Disponibilidad de los Sistemas de Control Distribuidos

Es muy alta porque se distribuye el riesgo de fallo (programa de mantenimiento preventivo, duplicar aparatos). Además, si ocurre algún fallo, el control se degrada muy suavemente.

Tipos de Disponibilidad

  • Inherente: probabilidad de que un sistema, en condiciones de trabajo especificadas y sin acciones de mantenimiento preventivo, funcione satisfactoriamente en un momento determinado.
  • Conseguida: probabilidad de que un sistema, en condiciones de trabajo especificadas y en condiciones reales de entorno (herramientas y repuestos disponibles, mano de obra cualificada, etc.) funcione satisfactoriamente en un momento determinado.
  • Operacional: probabilidad de que un sistema, en condiciones de trabajo especificadas y en condiciones reales de entorno funcione satisfactoriamente en un momento determinado, con los tiempos logísticos y administrativos.

Riesgos que Previene la Seguridad

Se define seguridad de un sistema como la probabilidad de que este evite averías cuya aparición provoca hechos graves. No se debe considerar un atributo, sino una función. Su función es reducir un riesgo real e intolerable a otro tolerable. Cubre a personas, instalaciones y medio ambiente. Su ámbito de aplicación es en sistemas de elevada seguridad y disponibilidad.

Parámetros para Medir la Fiabilidad

  • a) Tasa media de fallos [ a(t) ]
  • b) Tasa instantánea de fallos [ ץ(t) ]
  • c) Vida Media [ Θ ]
  • d) Tiempo medio entre fallos [ MTBF ]
  • e) Tiempo medio hasta el fallo [ MTTF ]

Tiempos Activos de Reparación en el MTRH

  • a) Preparación
  • b) Acceso
  • c) Diagnóstico
  • d) Aislamiento de fallo
  • e) Reemplazamiento
  • f) Comprobación
  • g) Montaje
  • h) Ajuste

Tiempo de Inactividad (MDT)

Es el tiempo en el que el dispositivo permanece inactivo.

Diferencia entre Mantenibilidad y Mantenimiento

Mantenibilidad es una función y Mantenimiento es una acción.

Tipos de Mantenimiento en la Disponibilidad Conseguida

El mantenimiento preventivo y correctivo.

Duplicación del Circuito Seguro de Salida de un Autómata Programable

Por si hay un fallo en el sistema de seguridad, es lo más barato.

Objetivo de la Ingeniería de Valor

Diseño del producto.

Precauciones para Evitar Fallos en Sistemas Electrónicos

  • a) Usar muñequera de control estático
  • b) No usar chorro neumático
  • c) Puesta a tierra
  • d) Usar cepillos de celda natural
  • e) Plásticos y paños corrientes sin contacto con los aparatos

Herramientas de Identificación de Problemas

Buscan las principales causas del problema y sus posibles soluciones.

Diferencia entre MTTF y MTBF

MTTF: tiempo medio hasta el fallo.

MTBF: tiempo medio entre fallos.

Tiempo de Retardo en el Cálculo del MTTR

No, el MTTR es el tiempo medio de reparación y el tiempo de retardo son tiempos logísticos y de administración. El MTTR solo es lo que realmente lleva reparar el sistema.

Sistemática de Trabajo de un Centro de Reparación

  1. La unidad defectuosa es reemplazada por un repuesto servido por el almacén.
  2. La unidad con fallo se envía desde el punto de trabajo al centro de reparación.
  3. El almacén recupera del centro de reparación los tipos y cantidades de unidades fallidas en el ciclo de trabajo estipulado.

Valor Típico para una Tasa de Fallos de un Componente Electrónico

De 200 a 20000 fallos en 10 horas. En un futuro de 1 a 10 fallos en 10 horas.

Ámbito de Aplicación de los Estudios de Seguridad

En Sistemas de Elevada seguridad y sistemas de elevada disponibilidad.

Diagrama de Ishikawa

Analizar sistemáticamente todas las posibles causas de un determinado efecto y representarlas gráficamente.

Actuaciones ante un Fallo en un Sistema Redundante

  • a) Pruebas de laboratorio
  • b) Pruebas de campo

Herramienta para Identificar y Priorizar Problemas

El diagrama de Pareto.

Cifra de Riesgo en un AMFEC

Valor que se le da a cada fallo potencial para fijar las prioridades de actuación.

Significado de RAMS

Reliability Avaliability Maintainability Safety35MTTF y MTBF ¿Cuál utilizas para equipos reparables?MTBF à tiempo medio entre fallos

33 Respecto al nº d requisitos de fiabilidad por parte del fabricante, Cómo es la evolución d los costes de 1ª inversión y los costes de explotación?Existe 1 relación entre coste y fiabilidad que ha de resultar la más adecuada. Esto significa que se ha de hallar 1 pto de equilibrio.Cuanto mayor sean los requisitos del fabricante, más aumentan los costes de 1ª inversión (anteriores a la entrega), mientras que los de explotación (de post-venta) disminuyen.La suma de los 2 costes nos da el coste total para el fabricante.36)Cómo viene limitada la fiabilidad última de un sistema Viene limitada por la fiabilidad de cada uno de los componentes o del subsistema.38De q parámetros dpende la tasa de fallos base para un componente electrónico?Depende del estrés y de la temperatura39El tiempo de retardo se incluye en el cálculo de MTTR?Pq?No, el MTTR es el tiempo medio de reparación, que forma parte de los tiempos activos de reparación (preparación, acceso, diagnostico, aislar fallo, reemplazo, comprobación, montaje y ajuste) y el DT forma parte de los tiempos pasivos de reparación (ordenes de trabajo, demoras administrativas, tiempo que tarda el técnico en llegar, tiempo de organización, tiempo de retardo de repuestos e informe)40A q es igual la Vida Media en sistemas “Reparables”?Es el MTBF41Que es la Confiabilidad?Confiabilidad= RAMS42Etapas de la FiabilidadProvisional: en función de las especificaciones que queremos tener y de los previsibles componentes que van a formar ese sistemaEstimada: Si vamos cumpliendo con la provisionalOperacional: El equipo está operativo, volvemos a comparar lo que hemos hecho.48Cómo es la indisponibilidad de 1 sistema en serie?Es lasuma d las indisponiblidads de cada uno de los elementos que lo forman.49 ejemplos d aplicación de Pareto en 3 contextos distintos. 1fabricante de accesorios de plástico desea analizar cuáles son los defectos más frecuentes que aparecen en las unidades al salir de la línea de producción.2minoría de elementos que representan la mayor parte del costo de un inventario3minoría de clientes que representan la mayoría de las ventas 50solución típica pra aumentar la seguridad en las entradas de un autómata programable. Triplicar circuitos o sensores de entrada, detectan los 3 la misma variable de entrada. 51q entiendes por correlación cero? La correlación depende del ángulo formado por las rectas de regresión. La correlación es máxima con ángulo cero y mínima con ángulo 90.

52) Etapas de la Fiabilidad.¿Pq es importante conocer las especificaciones de Fiabilidad desde la etapa de diseño?1) Fiabilidad Provisional2) Fiabilidad estimada3) Fiabilidad operacional

Es importante porque existe una relación entre coste y fiabilidad. Cuanto mayor sean los requisitos de fiabilidad mayor serán los costes de 1ª inversión, mientras que los costes de explotación disminuyen.

53) Enumera los conceptos matemáticos que se usan para interpretar un diagrama de dispersión y la relación existente entre ellos.

Correlación: es la relación de dependencia que existen entre dos o más variables aleatorias

Rectas de regresión:    (esta movida ya sale antes en otra pregunta )

Grado de correlación: La correlación depende del ángulo formado por las rectas de regresión. La correlación es máxima con ángulo cero y mínima con ángulo 90.

54) ¿De qué se vale el AV para convertir la necesidad en producto?

El análisis de valor transforma necesidad–> función–> producto a través de una serie de fases:

Fase de preparación: selecciona y define

Fase de información: determina las necesidades del usuario en objeto de estudio

Fase de análisis: grado en que satisface cada función las necesidades del usuario, para después analizar el coste de dichas funciones

Fase de innovación: eliminar los elementos de bajo valor y general alternativas coherentes del objeto auditado

Fase de evaluación: repite lo realizado al analizar la situación actual en la fase de análisis

Fase de implantación: deberá estar planificada minuciosamente.

55) ¿Qué factores importan en el mantenimiento correctivo?

La Tasa de Fallos

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