Análisis de las incertidumbres experimentales en la determinación de la vida útil mediante ensayos de vida útil acelerada

Analysis of experimental uncertainties on life determination using accelerated life testing

Los estudios de fiabilidad y las pruebas aceleradas de vida útil han sido empleados por un gran número de empresas, principalmente debido a su importancia en el desarrollo de productos. Las pruebas aceleradas consisten en poner el producto en funcionamiento para evaluar su probabilidad de fallo a lo largo del tiempo, determinando así sus posibilidades de sobrevivir a un determinado tiempo de uso, denominado misión y a menudo asociado a los periodos de garantía. En las pruebas aceleradas, las denominadas cargas de estrés se tratan como variables cuyos valores están definidos nominalmente. Así, en los ensayos acelerados no se ponderan las incertidumbres inherentes a la configuración experimental, ni sus influencias en los resultados obtenidos mediante los ensayos. En este artículo, se utilizan métodos de Monte Carlo y datos reales de ensayos acelerados para ilustrar los efectos de las incertidumbres sobre la vida útil prevista de los relés. A través de ellos, también se muestra el impacto de la incertidumbre experimental en las decisiones de gestión sobre la vida útil de los productos durante su desarrollo. Los resultados indican que la incertidumbre presente en los ensayos acelerados puede ser significativa, mostrando así su relevancia tanto en el desarrollo de productos como en la definición de los periodos de garantía.

1. INTRODUCCIÓN

​Uno de los requisitos esenciales en el desarrollo de productos son los estudios de fiabilidad (TAN, 2003), que han sido empleados por un gran número de empresas. Por tanto, la fiabilidad debe considerarse parte de la estrategia empresarial (MADU, 2005), capaz de generar impactos relevantes en la calidad del producto que no pueden lograrse sin fiabilidad (MADU, 1999).

La fiabilidad R(t) puede entenderse como la probabilidad de que un componente o sistema sobreviva a una misión con duración t₀ en determinadas condiciones de uso (KENETT; ZACKS, 1998). Matemáticamente, la función R(t) puede escribirse como se presenta en la ecuación 1, donde t₀ es la misión contada desde el inicio de la vida útil del producto. R(t) es válida para las condiciones de uso dadas C₀.

En otras palabras, la fiabilidad caracteriza las posibilidades de que el producto siga siendo funcional al final de una misión realizada en el intervalo [0,t₀]. Desde el punto de vista del desarrollo de productos, esta información se utiliza para determinar, con una confianza dada, el porcentaje de fallos en periodos específicos, como el periodo de garantía.