ES2341889T3 - Procedimiento y dispositivo para el analisis apoyado por ordenador de la fiabilidad de un sistema tecnico. - Google Patents

Abstract

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)).

Description

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.

El procedimiento correspondiente a la invención puede utilizarse en cualesquiera sistemas técnicos. Se incluyen al respecto por ejemplo centrales de energía, en particular las turbinas de vapor de centrales de energía o también sistemas de control, como el control de un motor.

Junto al procedimiento antes descrito, se refiere la invención además a un dispositivo para el análisis apoyado por ordenador de un sistema técnico que presenta los correspondientes medios para realizar el procedimiento correspondiente a la invención. Igualmente se refiere la invención a un sistema técnico que incluye un tal dispositivo.

La invención incluye además un producto de programa de ordenador con un código de programa memorizado sobre un soporte legible por máquina, para realizar el procedimiento correspondiente a la invención cuando el programa corre sobre un ordenador.

A continuación se describirán detalladamente ejemplos de ejecución de la invención en base a las figuras adjuntas.

Se muestran en:

figura 1 un diagrama que muestra a modo de ejemplo la combinación mediante un álgebra de Boole de tres componentes técnicos en un sistema técnico en forma de un árbol de faltas;

figura 2 un gráfico que muestra una forma de ejecución de una función básica de un componente técnico y su derivada, describiendo la función básica la probabilidad de fallo del componente técnico;

figura 3 un gráfico que muestra la probabilidad de fallo combinada a partir de dos funciones básicas de la figura 2 idénticas, combinadas entre sí mediante una función O, así como la correspondiente derivada;

figura 4 un gráfico análogo al de la figura 3, habiéndose elegido no obstante diferentes los intervalos de mantenimiento de las funciones básicas;

figura 5 un gráfico que muestra la probabilidad de fallo de dos funciones básicas de la figura 2 idénticas, unidas entre sí mediante una función Y, y su derivada;

figura 6 un gráfico análogo al de la figura 5, presentando no obstante las funciones básicas distintos intervalos de mantenimiento;

figura 7 un gráfico que muestra una función básica y la combinación de dos funciones básicas de componentes técnicos, teniéndose que combinar entre sí los componentes técnicos según el árbol de faltas de la figura 1;

figura 8 un gráfico que representa la combinación de funciones según la figura 7 en función del árbol de faltas de la figura 1;

figura 9 y figura 10 gráficos que muestran derivadas de la función correspondiente a la figura 8 tras distintos intervalos de mantenimiento.

En las formas de ejecución de la invención que se describen a continuación se consideran sistemas técnicos que presentan componentes cuya fiabilidad se describe mediante las llamadas funciones básicas, reproduciendo las funciones básicas la probabilidad de un fallo del correspondiente componente en función del tiempo de servicio t del sistema técnico. La probabilidad de fallo depende entonces además del correspondiente intervalo de mantenimiento del componente técnico. El tiempo de servicio t corresponde así al parámetro en el sentido de la reivindicación 1 y el intervalo de mantenimiento corresponde al intervalo del parámetro en el sentido de la reivindicación 1.

Cada función básica de un componente técnico se describe en las formas de ejecución descritas a continuación mediante una distribución exponencial, que es como se indica a continuación:

(1)f(t,t_{0}) = 1 - e^{-\lambda (t\ mod\ t_{0})}

Aquí es \lambda un parámetro específico del correspondiente componente técnico, t es el tiempo de servicio del sistema técnico y t_{0} es el intervalo de mantenimiento del componente considerado. tmodt_{0} designa la función de módulo. El comportamiento de la función según (1) se describirá posteriormente más en detalle con referencia a la figura 2.

La figura 1 muestra un ejemplo de un sistema técnico, que incluye tres componentes técnicos B1, B2 y B3. Los tres componentes técnicos vienen descritos por la función básica según la ecuación (1), pudiendo ser no obstante distintos los intervalos de mantenimiento de los distintos componentes. La representación de la figura 1 corresponde a un llamado árbol de faltas. Según este árbol de faltas están combinados entre sí los componentes técnicos B1 y B2 mediante una combinación O(OR) 1, estando unida a su vez está combinación O a través de una combinación Y (AND) 2 con el componente técnico B3. El árbol de faltas describe el siguiente escenario de falta: Un fallo del sistema técnico se presenta cuando el componente B1 o el componente B2 falla y a la vez que se produce el fallo del componente B1 o bien B2 falla también el componente B3.

A continuación se denomina f_{1}(t, t_{1}) a la función básica asociada al componente técnico B1, siendo t_{1} el intervalo de mantenimiento de B1. Análogamente designa f_{2}(t, t_{2}) la función básica de B2 con el correspondiente intervalo de mantenimiento t_{2} y f_{3}(t, t_{3}) es la correspondiente función básica de B3 con el intervalo de mantenimiento t_{3}. El árbol de faltas de la figura 1 puede describirse matemáticamente como combinación de estas funciones básicas. La combinación O (OR) 1 según la figura 1 entre las funciones f_{1}(t, t_{1}) y f_{2}(t, t_{2}) puede expresarse matemáticamente como sigue:

f_{1}(t, t_{1})\ v\ f_{2}(t, t_{2})=f_{1}(t, t_{1})+f_{2}(t, t_{2})-f_{1}(t, t_{1}) \cdot f_{2}(t, t_{2})

La combinación Y (AND) de la función básica f_{3}(t, t_{3}) con la combinación O puede expresarse matemáticamente como sigue mediante una multiplicación:

(f_{1}(t, t_{1})\ v\ f_{2}(t, t_{2})\ \lambda\ f_{3}(t, t_{3}) = (f_{1}(t, t_{1})\ v\ f_{2}(t, t_{2}) \cdot f_{3}(t, t_{3})

Esta función corresponde así a la probabilidad de fallo del sistema técnico completo. La misma equivale en las formas de ejecución aquí descritas a la fiabilidad del sistema en el sentido de la reivindicación 1.

La invención se basa en el conocimiento de que mediante el valor de la variación de la fiabilidad del sistema en función de la variación de los intervalos de mantenimiento de los correspondientes componentes técnicos puede averiguarse qué componente técnico tiene la máxima influencia sobre la fiabilidad del sistema. En las formas de ejecución aquí descritas se considera como valor de la variación del correspondiente componente técnico la derivada de la fiabilidad del sistema tras el intervalo de mantenimiento, es decir, tras las magnitudes t_{1} o bien t_{2} o bien t_{3}.

Para determinar la derivada de la función básica según la ecuación (1), se formula primeramente la función de módulo como sigue:

Para t,t_{0} \in R con t_{0}>0, existen inequívocamente determinados números q\inZ, r\inR con

1.t = t_{0}q + r,

2.0 \leq r < t_{0}.

r =: t\ mod\ t_{0}.

\newpage

A partir de ello puede calcularse en general como sigue la derivada d/dt_{0} f(t, t_{0}) de la función básica f (t, t_{0}) como sigue:

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1

\vskip1.000000\baselineskip

Se consideran al respecto siempre valores de t entre dos instantes de mantenimiento, es decir, t_{0} no divide t.

Por lo tanto es:

2

A continuación se consideran siempre funciones básicas para las que es \lambda = 0,000001. En la figura 2 se muestra la correspondiente función básica, habiéndose elegido t_{0} = 20 y como unidad para el tiempo se utilizan por ejemplo horas. Debido a la elección de f(t, t_{0}) como distribución exponencial, aumenta fuertemente la probabilidad de un fallo dentro de un intervalo de mantenimiento y cae tras el mantenimiento a cero, ya que en este instante la probabilidad de un fallo debido al mantenimiento recién realizado es esencialmente cero.

En la figura 2 se reproduce además la derivada de la función f(t, t_{0}) tras el intervalo de mantenimiento. Se observa que esta función d/dt_{0} f(t, t_{0}) en el primer intervalo de t = 0 a 20 es cero y a continuación cae muy rápidamente a un valor negativo y en el siguiente intervalo de mantenimiento 20 a 40 permanece esencialmente en este valor. El mismo comportamiento de la función se observa en todos los siguientes intervalos de mantenimiento, con lo que resulta una caída escalonada de la función derivada. Visto desde el instante t = 0, repercute así una variación del intervalo de mantenimiento t_{0} tanto más fuertemente cuanto más lejano se encuentre este instante de la modificación en el futuro. Cuanto más alejado esté el instante considerado de t = 0, tanto mayor es la cantidad de mantenimientos realizados en el instante considerado, lo cual provoca un mayor desplazamiento de la función básica cuando varía el intervalo de mantenimiento y con ello una mayor sensibilidad a tales variaciones. El valor absoluto de la función d/dt_{0} f(t, t_{0}) expresa así la influencia que tiene una variación del intervalo de mantenimiento sobre el comportamiento de la función básica f(t, t_{0}) y con ello sobre la fiabilidad del componente técnico.

La figura 3 muestra una combinación O (OR) F(t, t_{1}, t_{2}) de las correspondientes funciones básicas f_{1}(t, t_{1}) y f_{2}(t, t_{2}), habiéndose elegido para ambas funciones el mismo intervalo de mantenimiento t_{1} = t_{2} = 672. Los valores en el sentido de las ordenadas están escalados aquí en el factor 1/100. En la figura 3 se reproducen además las derivadas d/dt_{1} F(t, t_{1}, t_{2}) = d/dt_{2} F(t, t_{1}, t_{2}). El comportamiento de estas derivadas corresponde al comportamiento de la derivada de la figura 2, es decir, los valores absolutos de las derivadas aumentan escalonadamente tras cada mantenimiento y son esencialmente constantes dentro del intervalo de mantenimiento. La tasa de fallos (es decir, la proporción de componentes técnicos que fallará en el momento siguiente) es constante en componentes que tienen como base funciones básicas distribuidas exponencialmente. Es decir, la tasa de fallos de los componentes descritos por las funciones (f_{1}(t, t_{1}) O f_{2}(t, t_{2}) es constante. Así, una modificación del intervalo de mantenimiento origina una variación de la probabilidad de fallo condicionada sólo cuando el instante considerado cae debido a ello en otro número de intervalos de mantenimiento.

La figura 4 muestra análogamente una representación relativa a la figura 3, en la que no obstante el intervalo de mantenimiento para la función f_{1}(t, t_{1}) se ha elegido diferente del intervalo de mantenimiento de la función f_{2}(t, t_{2}). En particular es t_{1} = 670 y t_{2} = 600. La función O representada F(t, t_{1}, t_{2}) está escalada a su vez en el factor 1/100. En la figura 4 se reproducen además ambas derivadas d/dt_{1} F(t, t_{1}, t_{2}) y d/dt_{2} F(t, t_{1}, t_{2}), que se diferencian directamente. Debido a la combinación O de ambas funciones con los distintos intervalos de mantenimiento, nunca cae la función total hasta cero, ya que en el mantenimiento de un componente técnico no se mantiene otro componente técnico y con ello siempre existe una probabilidad de fallo, que viene provocada por la función básica del componente técnico no mantenido. El comportamiento de las derivadas corresponde cualitativamente al comportamiento de la figura 3, teniendo lugar un salto de la derivada d/dt_{2} F(t, t_{1}, t_{2}) en el punto de mantenimiento más anterior t_{2}, saltando por el contrario la derivada d/dt_{1} F(t, t_{1}, t_{2}) siempre tras transcurrir el intervalo de mantenimiento más largo t_{1} a un nuevo valor.

La figura 5 muestra una combinación Y F(t, t_{1}, t_{2}) de dos funciones básicas distribuidas exponencialmente f_{1}(t, t_{1}) y f_{2}(t, t_{2}). Aquí son idénticos los intervalos de mantenimiento t_{1} y t_{2}. Además se reproducen las derivadas de la función F(t, t_{1}, t_{2}) tras t_{1} y t_{2}, siendo idénticas ambas funciones derivadas. A diferencia de la combinación O antes tratada, las funciones de derivada no son constantes dentro de los intervalos de mantenimiento, si no que son siempre cero al comienzo del intervalo de mantenimiento y caen seguidamente de forma continua. La caída es cada vez mayor al crecer el número de intervalos de mantenimiento. Al aumentar el tiempo en el intervalo de mantenimiento, aumenta debido a la combinación Y la tasa de fallos de los componentes y con ello también la repercusión sobre la probabilidad de fallo del sistema F(t, t_{1}, t_{2}). El mayor aumento de las derivadas en instantes posteriores ha de atribuirse a que una variación del intervalo de mantenimiento provoca un mayor desplazamiento de la función F(t, t_{1}, t_{2}) en instantes posteriores.

La figura 6 muestra un diagrama análogo al de la figura 5, presentando las funciones unidas entre sí mediante una combinación Y directamente distintos intervalos de mantenimiento t_{1} y t_{2}. En particular es t_{1 =} 670 y t_{2 =} 600. También en la figura 6 crecen al aumentar la cantidad de mantenimientos los aumentos de las derivadas tras ambos intervalos de mantenimiento, con lo que aumenta la sensibilidad del sistema completo frente a variaciones en los intervalos de mantenimiento.

Las figuras 7 a 10 muestran evaluaciones de un sistema técnico con los componentes B1 a B3, estando combinadas entre sí las probabilidades de fallo de los distintos componentes según el árbol de faltas de la figura 1. Se toman como base al respecto de nuevo las funciones básicas según la ecuación (1) para las probabilidades de fallo. Para todas las funciones básicas de los componentes B1 a B3 es \lambda = 0,000001. Además, se ajustó el intervalo de mantenimiento t_{1} para el componente B1 a 672 horas, colocándose el intervalo de mantenimiento para el componente B2 también en 672 horas (es decir, las funciones de base f_{1}(t, t_{1}) y f_{2}(t, t_{2}) son idénticas), y el intervalo de mantenimiento para el componente técnico B3 fue fijado en 24 horas. La figura 7 muestra los gráficos de la combinación O de las funciones básicas para B1 y B2, así como el gráfico de la función básica B3. La figura 8 muestra la probabilidad de fallo del sistema completo F(t, t_{1}, t_{2}) que representa una función Y y con ello una multiplicación de ambos gráficos mostrados en la figura 7.

La figura 9 muestra la derivada del gráfico de la figura 8 tras el intervalo de mantenimiento t_{3}. Se observa que debido a la combinación Y 2 la variación del intervalo de mantenimiento del componente técnico B3 inmediatamente tras el mantenimiento de los componentes B1 y B2 en los instantes t_{1} = t_{2} = 672 tiene una baja influencia sobre la probabilidad de fallo total, ya que en estos instantes la probabilidad de fallo total es dominada por los componentes B1 y B2 recién mantenidos.

La figura 10 muestra la derivada del gráfico mostrado en la figura 8 tras t_{1} y t_{2}. Se observa que esta función oscila, lo cual ha de atribuirse a la combinación Y del componente técnico B3, que presenta un intervalo de tiempo muy corto t_{3} = 24, con los componentes B1 y B2.

La derivada de la función de probabilidad total tras los intervalos de mantenimiento se utiliza en la forma de ejecución de la invención aquí descrita para enjuiciar cuál de los componentes técnicos correspondientes B1 a B3 tiene la máxima influencia sobre el comportamiento del sistema completo, es decir, sobre la probabilidad de fallo del sistema completo. Para determinar el valor de esta influencia puede utilizarse por ejemplo la integral de las correspondientes funciones derivadas. Para las funciones derivadas según la figura 9 y la figura 10e resulta de ello que la integral para la función derivada tras t_{3} es bastante mayor que para las funciones derivadas tras t_{1} y t_{2}. Esto significa que el componente B3 tiene una influencia bastante más fuerte sobre la probabilidad de fallo total del sistema técnico. Esto es también plausible, ya que el intervalo de mantenimiento de este componente es bastante más corto y con ello una variación del intervalo de mantenimiento tiene una influencia mayor sobre el sistema completo. En lugar del cálculo de la integral para averiguar la influencia de los distintos intervalos de tiempo sobre la probabilidad de fallo total, puede utilizarse también el valor máximo del valor absoluto de las correspondientes funciones derivadas en un intervalo de tiempo predeterminado. También aquí resultaría que el intervalo de mantenimiento t_{3} tiene la máxima influencia sobre el sistema completo. Alternativamente es posible también determinar un instante fijo y comparar entre sí los valores de las funciones derivadas en ese instante. Los componentes técnicos con aquella función derivada que presenta el máximo valor absoluto en este instante es entonces el componente con la máxima influencia sobre el sistema completo.

Claims (17)

1. 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 ((f_{1}(t, t_{1}), f_{2}(t, t_{2}), f_{3}(t, t_{3})), que depende de al menos un parámetro (t) y de un intervalo de parámetro (t_{1}, t_{2}, t_{3}) 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, t_{1}, t_{2}, t_{3})) 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/dt_{1} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{2} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{3} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3})), que es una medida de la variación de la fiabilidad del sistema en función de la variación del intervalo del parámetro (t_{1}, t_{2}, t_{3}) del correspondiente componente;

-

para al menos una parte de los componentes se averigua en cada caso a partir del valor de la variación (d/dt_{1} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{2} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{3} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3})) una magnitud influyente del correspondiente componente (B1, B2, B3) sobre la fiabilidad del sistema (F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3})).

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2. Procedimiento según la reivindicación 1,

en el que a partir de las magnitudes influyentes averiguadas se determina al menos un componente (B1, B2, B3) que tiene una mayor influencia que los otros componentes (B1, B2, B3), en particular la máxima influencia de todos los componentes (B1, B2, B3) sobre la fiabilidad del sistema (F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3})).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,

en el que el parámetro (t), de los que al menos hay uno, es el tiempo.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que los intervalos de parámetro (t_{1}, t_{2}, t_{3}) asociados a los componentes (B1, B2, B3) son intervalos de tiempo predeterminados, en particular intervalos de mantenimiento de los componentes (B1, B2, B3).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que las fiabilidades de los componentes son magnitudes que caracterizan la probabilidad de una falta y/o fallo y/o la disponibilidad de los correspondientes componentes (B1, B2, B3).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que las funciones de componente (f_{1}(t, t_{1}), f_{2}(t, t_{2}), f_{3}(t, t_{3})) incluyen al menos una función de distribución de probabilidades.

7. Procedimiento según la reivindicación 6,

en el que la función de distribución de probabilidades, de las que al menos hay una, es una distribución Weibull y/o una distribución gamma y/o una distribución lognormal y/o una distribución exponencial.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que las fiabilidades de los componentes (B1, B2, B3) están combinadas entre sí mediante un algebra de Boole.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que el valor de la variación (d/dt_{1} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{2} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{3} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3})) incluye en cada caso la derivada de la fiabilidad del sistema (F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3})) tras el correspondiente intervalo de parámetro (t_{1}, t_{2}, t_{3}).

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que las magnitudes influyentes incluyen al menos de una parte de los componentes (B1, B2, B3) en cada caso una integral del valor de la variación (d/dt_{1} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{2} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{3} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3})) del correspondiente componente (B1, B2, B3) sobre al menos un parámetro (t_{1}, t_{2}, t_{3}).

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que las magnitudes influyentes de al menos una parte de los componentes (B1, B2, B3) incluyen en cada caso el valor máximo del valor absoluto de la medida de la variación (d/dt_{1} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{2} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{3} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3})) del correspondiente componente (B1, B2, B3) en un intervalo del parámetro (t), de los que al menos hay uno.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que las magnitudes influyentes de al menos una parte de los componentes (B1, B2, B3) incluyen en cada caso el valor absoluto de la medida de la variación (d/dt_{1} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{2} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3}), d/dt_{3} F(t, t_{1}, t_{2}, t_{3})) del correspondiente componente (B1, B2, B3) en un valor predeterminado del parámetro, de los que al menos hay uno.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en el que se analiza la fiabilidad de una central de energía, en particular de una turbina de vapor de la central de energía, y/o de un sistema técnico de control, en particular de un control de motor.

14. Dispositivo para el análisis apoyado por ordenador de un sistema técnico, que incluye medios que están equipados para realizar un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes.

15. Sistema técnico con un conjunto de componentes técnicos (B1, B2, B3) que incluye un dispositivo según la reivindicación 14.

16. Sistema técnico según la reivindicación 15,

En el que el sistema técnico incluye una central de energía, en particular de una turbina de vapor de la central de energía y/o un sistema técnico de control, en particular un control de motor.

17. Producto del programa de ordenador con un código de programa memorizado en un soporte legible por máquina para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, cuando el programa corre sobre un ordenador.