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Función de confiabilidad (función de supervivencia)

1950
Ingenieros que analizan las funciones de fiabilidad en un entorno de oficina de ingeniería moderno.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

The reliability function, R(t), defines the probability that a system or component will perform its required function without failure for a specified time ‘t’. For systems with a constant failure rate (λ), it is described by the exponential distribution: [latex]R(t) = e^{-\lambda t}[/latex]. This function is fundamental to predicting the longevidad and performance of a product.

La función de confiabilidad, también conocida como función de supervivencia, es el complemento de la función de distribución acumulativa (FDA) de falla, F(t). Es decir, [latex]R(t) = 1 − F(t)[/latex]. Proporciona una medida dependiente del tiempo de la capacidad de un sistema para permanecer operativo. La función siempre comienza en R(0) = 1 (100 % de probabilidad de supervivencia en el tiempo cero) y disminuye monótonamente hacia 0 a medida que el tiempo tiende a infinito.

Un concepto clave relacionado es la tasa de fallos, o función de riesgo, [latex]h(t)[/latex], que representa la probabilidad instantánea de fallo en el tiempo t, dado que el sistema ha sobrevivido hasta ese momento. La relación viene dada por [latex]h(t) = f(t) / R(t)[/latex], donde f(t) es la función de densidad de probabilidad de fallo. La función de fiabilidad se puede derivar de la función de riesgo como [latex]R(t) = e^{-int_{0}^{t} h(tau) dtau}[/latex].

En el caso particular, pero común, de la distribución exponencial, la tasa de fallos [latex]lambda[/latex] es constante. Esta propiedad de «sin memoria» implica que la antigüedad del componente no afecta a la probabilidad de que falle en el siguiente instante. Este modelo se aplica a menudo durante la fase de «vida útil» del ciclo de vida de un producto, una vez eliminados los defectos iniciales y antes de que predominen los mecanismos de desgaste.

UNESCO Nomenclature: 1209
- Estadísticas

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • teoría de la probabilidad desarrollada por Pascal y Fermat
  • Tablas de vida actuariales para calcular la mortalidad humana
  • trabajos sobre distribuciones estadísticas realizados por matemáticos como Poisson y Gauss
  • Los primeros métodos de control de calidad de la década de 1920

Aplicaciones

  • Cálculo de los períodos de garantía para productos electrónicos de consumo
  • Programación de mantenimiento preventivo para maquinaria industrial
  • Determinar la probabilidad de éxito de la misión de una nave espacial
  • assessing the long-term performance of implantes médicos

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Paneles de confiabilidad en tiempo real para dispositivos IoT que actualizan R(t) en función de datos operativos en vivo
  • Modelos predictivos impulsados ​​por IA que generan funciones de confiabilidad dinámica para sistemas de software complejos
  • personalized insurance policies with premiums adjusted based on an individual’s calculated survival function for a specific health condition
  • Logística de la cadena de suministro optimizada mediante funciones de confiabilidad de componentes para preposicionar repuestos
  • Algoritmos cuánticos para simular la fiabilidad de sistemas multiestado altamente complejos
  • modelos de eficacia de fármacos que utilizan una función de supervivencia para predecir la respuesta del paciente a lo largo del tiempo
  • derivados financieros basados ​​en la confiabilidad prevista de proyectos de infraestructura crítica
  • smart contracts that automatically execute warranty claims when a product’s monitored R(t) drops below a certain threshold
Relacionado con: función de confiabilidad, función de supervivencia, probabilidad, tasa de falla, distribución exponencial, R(t), función de riesgo, análisis de vida útil.

Contexto histórico

Función de confiabilidad (función de supervivencia)

1931
1939
1940
1950
1950
1952
1956
1930
1936
1940
1943
1950
1950
1953
1960

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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