PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EL ANALISIS APOYADO POR ORDENADOR DE LA FIABILIDAD DE UN SISTEMA TECNICO.

Procedimiento para el análisis apoyado por ordenador de la fiabilidad de un sistema técnico con un conjunto de componentes técnicos (B1,

B2, B3), en el que:

- Las fiabilidades de los componentes (B1, B2, B3) vienen descritas en cada caso por una función de componente ((f1(t, t1), f2(t, t2), f3(t, t3)), que depende de al menos un parámetro (t) y de un intervalo de parámetro (t1, t2, t3) del parámetro, de los que al menos hay uno (t), asociado al componente (B1, B2, B3) y que influye sobre la fiabilidad del componente;

- a partir de las fiabilidades de los componentes (B1, B2, B3) se calcula una fiabilidad del sistema (F(t, t1, t2, t3)) del sistema técnico;

- para al menos una parte de los componentes (B1, B2, B3) se determina en cada caso un valor de la variación, (d/dt1 F(t, t1, t2, t3), d/dt2 F(t, t1, t2, t3), d/dt3 F(t, t1, t2, t3)), que es una medida de la variación de la fiabilidad del sistema en función de la variación del intervalo del parámetro (t1, t2, t3) del correspondiente componente;

- para al menos una parte de los componentes se averigua en cada caso a partir del valor de la variación (d/dt1 F(t, t1, t2, t3), d/dt2 F(t, t1, t2, t3), d/dt3 F(t, t1, t2, t3)) una magnitud influyente del correspondiente componente (B1, B2, B3) sobre la fiabilidad del sistema (F(t, t1, t2, t3))

Procedimiento y dispositivo para el análisis apoyado por ordenador de la fiabilidad de un sistema técnico.

La invención se refiere a un procedimiento para el análisis apoyado por ordenador de la fiabilidad de un sistema técnico, así como a un dispositivo correspondiente y un sistema técnico correspondiente.

Los sistemas técnicos incluyen a menudo múltiples componentes técnicos individuales, cuyo funcionamiento depende de parámetros y en particular de intervalos de parámetro asociados a los componentes técnicos. El diámetro de los correspondientes intervalos de parámetros de los distintos componentes influye en particular sobre la fiabilidad de los distintos componentes. El concepto fiabilidad ha de entenderse aquí y en lo que sigue en general, y bajo ello puede incluirse todo tipo de magnitud que exprese de cualquier forma qué estabilidad tiene el sistema en un determinado instante. La fiabilidad se describe por ejemplo mediante una función de fiabilidad del sistema. Esta función indica para cada instante con qué probabilidad funciona el sistema ininterrumpidamente hasta ese instante. Como parámetro que describe la fiabilidad se utiliza al respecto a menudo el valor esperado de la función de fiabilidad del sistema.

Puesto que los sistemas técnicos incluyen hoy día una gran cantidad de subcomponentes, es deseable averiguar de manera sencilla qué variaciones que se producen durante el funcionamiento del sistema técnico, en particular durante el mantenimiento de los distintos componentes, tienen la máxima influencia sobre la fiabilidad total del sistema técnico.

Por el estado de la técnica se conocen los llamados análisis del árbol de faltas para averiguar el comportamiento de sistemas técnicos en cuanto a fallos. Al respecto están combinados entre sí los distintos componentes del sistema técnico mediante un álgebra de Boole en un árbol de faltas. El álgebra de Boole reproduce la influencia que tiene el fallo de un componente o bien una falta en un componente sobre la estabilidad del sistema técnico completo. Este análisis del árbol de faltas es un análisis estático, con el que solamente puede predecirse si existe una falta total del sistema al presentarse las correspondientes faltas en uno o varios subcomponentes.

El documento Sues R. H. y colab. "System reliability and sensitivity factors via the MPPSS method", (Factores de fiabilidad y sensibilidad por medio del método MPPSS), Probabilistic Engineering Mechanics, Computational Mechanics Publications, Southampton, FR, vol. 20, núm. 2 abril 2005, páginas 148 - 157, describe un procedimiento probabilístico para el análisis de fiabilidad de un sistema técnico. Se da a conocer en este folleto el cálculo de las medidas de la sensibilidad, que reproducen la sensibilidad de la probabilidad de fallo del sistema ante una variación de un parámetro.

Es tarea de la invención lograr un procedimiento para analizar la fiabilidad de un sistema técnico que pueda averiguar dinámicamente y en particular en función del tiempo variaciones de la fiabilidad del sistema técnico en función de los subcomponentes del sistema.

Esta tarea se resuelve mediante las reivindicaciones independientes. Perfeccionamientos de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.

En el procedimiento correspondiente a la invención se describe la fiabilidad de los distintos componentes técnicos del sistema técnico mediante respectivas funciones de componente, que dependen de al menos un parámetro y un intervalo del parámetro, de los que al menos hay uno, asociado al componente y que influye sobre la fiabilidad del componente. A partir de estas fiabilidades de los componentes se averigua una fiabilidad del sistema técnico y a continuación se determina para al menos una parte de los componentes el correspondiente valor de la variación, que es una medida de la variación de la fiabilidad del sistema en función de la variación del intervalo del parámetro del correspondiente componente. Finalmente, se averigua para al menos una parte de los componentes, a partir del correspondiente valor de la variación, una magnitud influyente del correspondiente componente que influye sobre la fiabilidad del sistema.

La invención se basa en el conocimiento de que mediante la determinación de la variación de la fiabilidad del sistema en función de la variación del intervalo del parámetro de los distintos componentes del sistema, puede averiguarse de manera sencilla cuál de los componentes individuales tiene la máxima influencia sobre el sistema técnico. En una forma de ejecución preferente de la invención se determina por lo tanto, a partir de las magnitudes influyentes averiguadas, al menos un componente que tiene una mayor influencia que los otros componentes, en particular la máxima influencia de todos los componentes, sobre la fiabilidad del sistema.

El procedimiento correspondiente a la invención tiene la ventaja de que pueden determinarse explícitamente la fiabilidad y la disponibilidad del sistema de componentes decisivos. A partir de ello, pueden desarrollarse a continuación estrategias sobre cómo debe vigilarse y mantenerse el sistema técnico en funcionamiento. En particular, resultan posibilidades de mantener selectivamente componentes técnicos del sistema y lograr así un óptimo entre costes y disponibilidad/fiabilidad en el funcionamiento del sistema técnico.

En otra forma constructiva especialmente preferente, se utiliza como parámetro, de los que al menos hay uno, el tiempo, para de esta manera determinar la dinámica en el tiempo de la fiabilidad del sistema técnico. En particular se refieren los intervalos de parámetro asociados a los componentes a intervalos de tiempo predeterminados, representando en una forma de ejecución especialmente preferente los intervalos de tiempo intervalos de mantenimiento de los componentes técnicos del sistema de tiempo de los componentes técnicos del sistema. Mediante la determinación de la influencia de los distintos intervalos de mantenimiento sobre el sistema completo, pueden lograrse con ayuda del procedimiento correspondiente a la invención objetivos de optimización para lograr que en el sistema completo haya intervalos de mantenimiento lo más largos posible. No obstante, el sistema técnico puede optimizarse también dado el caso respecto a otros objetivos de optimización. Ejemplos de otros objetivos de optimización son una sustitución preferente hbox{de "componentes fácilmente accesibles" o una sustitución preferente de "componentes financieramente baratos".}

Otro objetivo puede ser la sustitución preferente de sólo aquellos componentes cuya mejora de la probabilidad de fallo tras su sustitución aporta una mejora claramente superior frente a los otros componentes de la probabilidad de fallo total del sistema.

Preferiblemente, reproducen las distintas funciones de componentes del sistema técnico funciones de distribución de probabilidades conocidas desde hace mucho tiempo por el estado de la técnica, de las cuales se sabe que describen muy bien probabilidades de fallo. Al respecto se incluyen distribuciones como la distribución de Weibull y/o la distribución Gamma y/o la distribución lognormal y/o la distribución exponencial.

Preferiblemente existe ya para el sistema técnico un árbol de faltas, en el que se combinan entre sí las fiabilidades de los componentes mediante un álgebra de Boole. Este árbol de faltas puede utilizarse entonces en el procedimiento correspondiente a la invención.

En una forma constructiva especialmente preferente de la invención, el valor de la variación es en cada caso la derivada de la fiabilidad del sistema averiguada en el procedimiento tras el correspondiente intervalo del parámetro. De esta manera puede calcularse muy sencillamente numéricamente o bien analíticamente el valor de la variación.

Como magnitud influyente que describe la influencia del correspondiente componente sobre la fiabilidad del sistema, proceden en una forma de ejecución especialmente preferente de la invención las integrales del valor de la variación del correspondiente componente sobre el parámetro, de los que al menos hay uno. Igualmente pueden ser las magnitudes influyentes de los componentes en cada caso el valor máximo del valor absoluto de la medida de la variación del correspondiente componente en un intervalo del parámetro, de los que al menos hay uno. Las magnitudes influyentes pueden no obstante también reproducirse mediante el valor absoluto de la medida de la variación en un valor predeterminado del parámetro, de los que al menos hay uno.