La fiabilidad no es una constante

By Jeremy Gernand 10 de junio 2008 análisis por Jeremy Gernand

A menudo, como ingeniero de confiabilidad, o cualquier persona responsable de investigar la fiabilidad de un elemento, o calcularlo, se encuentra demasiado simplificados datos publicados que le da la impresión de que la fiabilidad es una propiedad física inmutable como la masa o el volumen, algo intrínseco a los materiales incluidos en ella. Esto es en realidad el enfoque de sentido común, sabemos una cosa vieja es menos fiable que una nueva copia de la misma cosa. Sin embargo, este sentido común se sostuvo hacia fuera de nosotros cuando nos enfrentamos con mesas de conciliación de MTBF (tiempo medio entre fallos), nueves valores (es decir, 0,99999, una medida de fiabilidad), las tasas de fracaso y otras cosas. Volvamos al enfoque de sentido común, pero con las matemáticas.

Así que, ¿qué es lo que ya sabemos? Sabemos que las máquinas más antiguas son menos fiables que las máquinas más nuevas. Este fenómeno se denomina generalmente wearout (aunque algunas cosas como la electrónica no wearout en el sentido tradicional). La posible excepción a esto, es que algo nuevo que nunca se ha probado podría ser menos fiable que una que ha estado operando por un tiempo. Este fenómeno se llama la mortalidad infantil. El mensaje es que la fiabilidad de un elemento cambia con el tiempo.

Así, cuando decimos o leído que un artículo tiene un MTBF de 8.000 horas, que sólo debe referirse a un período específico de tiempo, si se trata de un valor de punto o un valor medio puede no ser obvia sin más información.
La ecuación para la función de la tasa de Weibull Si no distribuidas frente a tiempo
Si utilizamos la ecuación de error en la distribución Weibull, podemos representar estos mecanismos con una ecuación que también nos muestran cómo la tasa de fracaso o MTBF cambios en el tiempo para nuestro tema dado. La ecuación anterior nos permite calcular la tasa de fallos en el tiempo, dados los valores de la vida característico (eta) y el factor de forma (beta).


Si aplicamos algunos números razonables para esa ecuación, ¿qué nuestros resultados parece? Para una vida característico de 9.500 horas, y un factor de forma de 2,4, veremos la siguiente curva con una tasa de fracaso en constante aumento.
Gráfico de la tasa de fracaso frente a tiempo
Futher, podemos representar el MTBF observado (el valor se puede calcular sobre la base de contar unidades fallidos de fecha y tiempo acumulado de funcionamiento) sobre la misma escala de tiempo para producir este curvas que muestra el MTBF disminución de casi infinita en el inicio a un valor de alrededor de 3500 horas cerca del final.
Gráfico de tiempo medio entre fallos observados frente a tiempo
Entonces, ¿qué significa cuando vemos a un valor constante para la tasa de fracaso o MTBF impreso en algún lugar. Esencialmente, el editor hace una suposición de que la fiabilidad es una constante a lo largo de un cierto período de tiempo. Para utilizar esa información, sin embargo, tenemos que saber qué período de tiempo se refiere, de lo contrario corremos el riesgo de subestimar o sobreestimar considerablemente la fiabilidad de nuestro sistema.

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