El libro aborda la Ingeniería de Confiabilidad desde sus fundamentos hasta sus aplicaciones prácticas, ofreciendo numerosos ejemplos y ejercicios para estudiantes y profesionales interesados en el tema. Su objetivo principal es proporcionar un sólido conocimiento de los diversos modelos disponibles para anticipar fallos en maquinaria, productos y servicios. Se explican conceptos cualitativos y cuantitativos de función de falla, junto con herramientas para estimarlas matemática y experimentalmente, esenciales para un eficaz sistema de mantenimiento y funcionamiento de productos. La segunda edición profundiza en las bases teóricas y aplicaciones, añadiendo más ejercicios prácticos y referencias web para complementar el aprendizaje. Se introducen nuevos conceptos de análisis de confiabilidad basados en modelos especiales como Power-Law, Coffin-Mason y Arrhenius, con ejemplos de aplicación en productos industriales.
Este libro trata el tema de la Ingeniería de Confiabilidad desde sus bases (teóricas, matemáticas y estadísticas) hasta sus aplicaciones (procesos de servicio y manufactura), lo cual lo convierte en un texto abundante en ejemplos y prácticas para estudiantes y profesionales que deseen aprender sobre el tema. Su principal objetivo es brindar a las personas encargadas de diversos procesos una serie de sólidos conocimientos sobre los distintos modelos existentes, y de esta manera anticipar fallas en maquinaria, productos y servicios.
Se explican los conceptos de función de falla desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo; además, se brindan herramientas para estimar funciones de falla de manera matemática y experimental, las cuales son esenciales para un efectivo sistema de mantenimiento y funcionamiento de productos durante la vida útil especificada.
En esta segunda edición se profundiza en bases teóricas y justificaciones para las aplicaciones de la Ingeniería de Confiabilidad; se incluyen más ejercicios prácticos y se brindan abundantes referencias a páginas web, donde se puede complementar lo aprendido. También se agregan más conceptos teóricos y prácticos para calcular probabilidades de falla mediante árboles de falla. Asimismo, se introducen nuevos conceptos de análisis de confiabilidad con base en modelos especiales como Power-Law, Coffin-Mason y Arrhenius, con ejemplos de aplicación en productos industriales.
Prefacio 11
Introducción 13
Conceptos generales 13
Definiciones 16
Ciclo de vida de producto, servicio y proceso 20
Parámetros de la confiabilidad 23
Resumen de contenidos 25
Temas adicionales para estudio individual en Internet 25
Preguntas de repaso 25
Elementos de teoría de probabilidad 27
Definición de probabilidad 27
Teoremas de probabilidad 28
Variables aleatorias 31
Distribuciones aleatorias empíricas 32
Variables aleatorias discretas 34
Variables aleatorias continuas 35
Atributos 39
Distribuciones de probabilidad 40
Distribución binomial 41
Distribución de Poisson 43
Distribución normal 46
Teorema de la combinación lineal (Walpole, 2016) 49
Distribución log normal 50
Distribución Weibull 55
Distribución exponencial 58
Distribución gamma 61
8 Ingeniería de confiablidad
Distribución beta 65
Distribución Erlang-k 67
Distribución triangular 70
Distribución de la bañera 72
Muestreo estadístico 75
Distribución muestral 77
Muestreo binomial 84
Teorema del valor medio 85
Prueba de bondad de ajuste (Acuña, 2012) 88
Resumen de contenidos 103
Preguntas de repaso 104
Temas adicionales para estudio individual en Internet 105
Problemas y aplicaciones 105
Estimación matemática de la confiabilidad 117
Definición matemática de confiabilidad 118
Tiempo medio de falla 119
Fallas aleatorias independientes del tiempo 121
Fallas en reposo y en demanda 123
Fallas dependientes del tiempo 126
Análisis de Markov 133
Tiempos de falla exponencialmente distribuidos 139
Resumen de contenidos 141
Preguntas de repaso 141
Temas adicionales para estudio individual en Internet 142
Problemas y aplicaciones 142
Estimación experimental de la confiabilidad 149
Pruebas de confiabilidad 152
Métodos no paramétricos 155
Datos completos 155
Datos incompletos 164
Pruebas de vida acelerada 167
Métodos paramétricos 169
Estimaciones de MTTF 184
Planes de muestreo con la norma H108 194
Resumen 205
Preguntas de repaso 206
Temas adicionales para estudio individual en Internet 207
Jorge Acuña Acuña 9
Problemas y aplicaciones 207
Definición de redundancia 221
Sistemas redundantes 221
Sistemas en serie 224
Sistemas en paralelo 225
Sistemas parcialmente redundantes 228
Aproximación a eventos de rara ocurrencia 230
Componentes en paralelo con falla constante 231
Sistemas con componentes stand by 234
Sistemas con configuraciones entrelazadas 236
Diseminación de confiabilidad 246
Resumen de contenidos 251
Preguntas de repaso 252
Temas adicionales para estudio individual en Internet 252
Problemas y aplicaciones 252
Identificación, análisis de fallas y pruebas especiales 263
Diagramas de causas 264
Modos de falla y análisis de efectos (AMFE) 265
Árbol de eventos 275
Árbol de fallas 277
Análisis de árboles de falla 289
Análisis de carga-resistencia 295
Pruebas especiales 301
Pruebas físicas y mecánicas 301
Modelo Power-law 303
Modelo Coffin-Manson 306
Ley y modelo de Arrhenius 309
Resumen de contenidos 315
Preguntas de repaso 315
Temas adicionales para estudio individual en Internet 316
Problemas y aplicaciones 316
Sugerencias de software 326
10 Ingeniería de confiablidad
Confiabilidad, seguridad y mantenimiento 327
Confiabilidad y seguridad 327
Mantenimiento 331
Disponibilidad 335
Mantenibilidad 336
Mantenimiento Productivo Total (TPM) 342
Mantenimiento centrado en confiabilidad (MCC) 350
Análisis de fallas 361
Sistema de confiabilidad 365
Configuración del sistema 365
Indicadores del sistema 368
Resumen de contenidos 371
Preguntas de repaso 371
Temas adicionales para estudio individual en Internet 372
Problemas y aplicaciones 372
Referencias 375
Apéndice A. Tablas de estadística 379
Apéndice B. Papeles de graficación 393
Índice temático 401
Respuesta a algunos problemas 407
Acerca del autor 413
Destinatarios del contenido: Sin restricción
