Instituto Politécnico NacionalEscuela superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Grupo 7MM2

TAXONOMÍA DE FALLAS Y

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS

TAXONOMÍA DE FALLAS Y

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS

Introducción

TaxonomíaHerramientas de falla

Surge en la segunda Guerra Mundial

INTRODUCCIÓN

Define En Ingeniería

Desarrollo y uso de Pruebas

Uso de herramientasReducir desperdicios y

aumentar ganancias

CONFIABILIDAD

Es una TécnicaVida útilProbabilidad

Falla

 Error, causadoUn problema de

diseño, construcción, programación, un daño físico, uso, condiciones ambientales adversas o un error humano.

Defecto

Desviación del servicio provisto por un sistema de la especificación del sistema

FALLA Y DEFECTO

Es una ciencia general

TAXONOMÍA DE SISTEMAS

Gestión de fallasAgrupa actividades, herramientas, técnicas

o formalismos basándose en sus puntos en común.

Clasificación multidimensional.

¿QUÉ HACE?

Taxonomía de Checkland Taxonomía de Building

Busca una teoría general de sistemas

Plantea un orden jerárquico

FORMAS DE CLASIFICACIÓN

Clasificación u ordenamiento por clases

Clases

• Naturales• Diseñados• Actividad Humanas• Sociales• Trascendentales

TAXONOMÍA DE CHECKLAND

Trascendentes

Abiertos Control Dinámico Simple Estructuras

Estructura social Hombre

Animal Genético Social

TAXONOMÍA DE BUILDING

Método sencillo y funcional

HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS DE FALLAS

Herramientas

SHM

QFD

RCA

RCMFMEA

FTA

Weibull

TIPOS DE HERRAMIENTAS

¿Que es?

Aplicación

Etapas

Structural Health Monitoring

SHM

¿Qué es?

Tecnología que combina.

Captura datos de estructura.

Análisis de la estructura.

¿Cómo se consiguen?

Red sensorial no destructiva.

Indican anomalías en la estructura.

SHM

Con mayor intensidad es aplicado en:Aeronáutica.Civil.Aunque se empieza a usar en:Eléctrica.Electrónica.

ÁREAS DE APLICACIÓN

Etapas

• Razones y Variables para evaluación

• Adquisición y gestión de datos• Identificación de antes y

después• Cuantificación del daño• Modelos estructurales• Predicción• Acción

ETAPAS

QFD

Beneficios

Procedimiento

Fases

Despliegue

Despl iegue en func ión de la cal idad

Centra en sat is facer requer imientos

QFD

Menor Tiempo de desarrollo Menores cambios al productoUso de equipos multidisciplinariosRequerimientos se mejoran Identifica las características críticas para la calidad

BENEFICIOS

Definición

Objetivo a análisis

Atributos

Características Técnicas

Evaluación

Competitividad

Características

Establecer metas

Requerimientos

Proceso de producción

PROCEDIMIENTO GENERAL

Diseño de Producto

Diseño en Detalle

Proceso

Producción

FASES

Necesidades

Planeación

Características de diseño Definición

Prioridades

Especificaciones y competencias

Correlación

DESPLIEGUE

Llenar la Matriz

Importancia Desempeño Actual

Competencia Meta Relación de Mejoramiento

Dificultad a la meta

Punto de venta

PLANEACIÓN

𝑅𝑒𝑙.𝑀𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜= 𝑀𝑒𝑡𝑎𝐷𝑒𝑠𝑎𝑟𝑟𝑜𝑙𝑙𝑜 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙

¿Qué es?

Técnica

Beneficios

Aplicación

Análisis de Causa Raíz

Identifica y comprende los orígenes del problema

RCA

Proceso de deducciones lógicas

¿Cómo? Y ¿Por qué?

Clasificación

• Análisis de Falla de Componentes (CFA)

• Investigación de Causa Raíz• Análisis de Causa Raíz

¿QUE ES?

• Reactiva

Análisis de Fallas

• Proactiva

Análisis de Fallas Recurrentes

Análisis de Modos de Falla y sus Efectos

Análisis de errores Humanos

Análisis de accidentes e incidentes (SySO)

APLICACIÓN

Depende de su tipo de aplicación puede ser:

Análisis Causa – efecto

Árbol de fallo

Diagrama de espina

de pescado

Software RCA

TÉCNICAS

BENEFICIOSR

educ

ción

de

inci

dent

es

Aumento de

seguridad

DisminuciónMantenimiento

Aum

ento de

Productividad

¿Qué es?

Aplicación y norma

ContenidoEfectos

EstrategiasDer iva de los estudios de Nowlan y Heap en aeronáut ica

RCM

Reliability Centred MaintenanceHerramienta metodológica para

la gestión de mantenimientoEnfocarse en preservar altos

valores de confiabilidad

¿QUÉ ES?

Aplicación• Análisis RCM• Estrategias• Mejora Continua

Normas

Se rige bajo los estándares dados por:SAE-JA1011SAE-JA1012

APLICACIÓN Y NORMAS

Funciones y estándares Modos de Falla Mecanismos

de Falla

Efectos de Falla

Consecuencias de Falla

Mantenimiento Proactivo

Acciones Reactivas

CONTENIDO

Efectos

Incluye proteccionesIdentifica que puede

pasar en caso de faltaPuede hacer

evaluación de las consecuencia

Consecuencias

Genera mucha información

Se crea un nivel de riesgo identificado por colores; rojo, amarillo y verde

EFECTOS Y CONSECUENCIAS

ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO

• Programar mantenimiento

• Rehabilitación programada

• Reemplazo programado

• Búsqueda de falla

• Combinar actividades

• Rediseño

• No programar mantenimiento

¿Que es?

Objetivos

Estandarización

Requerimientos

Beneficios

Anál is is de modos y efectos de fa l las

9Nov1946

MIL-P-1629

FMEA

Análisis de modos y efectos de fallas potenciales.Desarrolla por la NASA bajo el titulo

"Procedimiento para la Ejecución de un Modo de Falla, Efectos y Análisis de criticabilidad"

Proceso sistemático para identificar fallas potenciales

Elimina o minimiza riesgos asociados.

FMEA ES

Reconocer y Evaluar

Modos de falla potencialCausas asociadas con el diseño y manufactura

Determinar

Efectos de las fallas potenciales

Identificar

Acciones que pueden eliminar o reducir la posibilidad de la falla potencial

OBJETIVOS

Grupo de acción automotriz industrial y la Sociedad Americana para el control de la calidad.

Registran las normas para su implementación.

SAE J-1739.

Da los lineamientos generales para su preparación y ejecución.

ESTANDARIZACIÓN

Manufactura y ProcesosRequerimientos y detalles de lo que se utilizara

Especificaciones funcionalesMódulos, ensambles

Especificaciones de componentesLista de piezas y datos de diseño

Diagramas EsquemáticosDe cada nivel del sistema

Equipo de PersonasMejora de diseño Necesidades del cliente

REQUERIMIENTOS

• Ahorro• Costos, pruebas y

tiempo de paro

Corto Plazo

• Cumplimiento de requerimientos del cliente

• Da buena imagen

Largo Plazo

BENEFICIOS

Eventos negativos

Aplicación y Funcionamiento Limitaciones

Beneficios Anál is is de árbol de fal las.

Mejora de seguridad de los sistemas de misi les.

FTA

Es

•Un incidente que podría resultar en•Lesiones o daños a equipo.

EVENTO NEGATIVO

Aplicación

Prevenir e identificar fallas

Principalmente análisis de accidentes y herramientas para señalar fallas

Funcionamiento

Se parte de un diagrama de árbol

Graban los eventos identificados.

La rama termina cuando se llega al evento negativo

APLICACIÓN Y FUNCIONAMIENTO

El evento no deseado necesita ser previsto

Factores que inducen la falla se deben anticipas

Proceso largo y caro

Depende de la habilidad del analista

LIMITACIONES

La facilidad de visualizar las opciones

posibles juntas

Permite evaluar y mejorar la

fiabilidad del sistema

Evalúa la eficiencia

Necesidad de redundancia.

BENEFICIOS

Weibull

Modela

Formulas

GraficaInterpretación

Beneficios

Modelo de d is t r ibuc ión de v ida út i l muy f lex ib le, para e l caso de 2 parámetros

WEIBULL

Weibull modela la característica de vida de los componentes y partes del sistema.

Fatiga y ciclos de falla de solidos

Ideal para datos reales

Es muy flexible.

MODELA

Donde η es un parámetro

de escala (la vida característica)

β se conoce como el parámetro de forma (pendiente)

Γ es la función Gamma con Γ(N)=(N-1)! para N entero

FORMULAS Y PARÁMETROS

β< 1 disminuye la tasa de riesgo, implica mortalidad infantil β = 1 tasa de riesgo constante, fallas aleatorias 1< β< 4 aumenta la tasa de riesgo, fallas por corrosión,

erosión β > 4 aumenta rápidamente la tasa de riesgo, implica fallas

por desgaste y envejecimiento

GRAFICA DE LA BAÑERA

Tasa riesgo β<1 decreciente

Carga, inspección o prueba inadecuada

Problemas de Manufactura

Problemas de reparación

Tasa riesgo β=1

constante

Fallas AleatoriasMezcla de modos de

FallaFallas debido a

eventos externosFundido y removido

antes de su desgaste

INTERPRETACIÓN

1<β<4

Baleros y Engranes fallan generalmente

CorrosiónReemplazo

programado puede ser muy efectivo

β>4

Rápido desgastePropiedades de

material Materiales frágilesPequeña variabilidad

en su manufactura

INTERPRETACIÓN

La gran mayoría de las tasas de falla es posible calcularla por este método

Gran exactitud en su calculo Método flexible, debido a su facilidad de adaptación a

las curvas obtenidas en los muestreos para realizar la tasa de falla.

BENEFICIOS