Diseño para la fiabilidad (DfR)

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Aprenda cómo el software de ReliaSoft puede ayudarle a facilitar el proceso de DfR

Cualquier producto fallará cuando la tensión experimentada por el producto supere su resistencia. Para reducir la probabilidad de fallo, debemos reducir la interferencia entre la tensión y la resistencia. Se necesita un proceso estructurado, como el proceso de DfR, para lograr esto. Este proceso se puede adaptar y personalizar en función de su industria específica, su cultura corporativa y otros procesos existentes dentro de su empresa.

Con Productos de software de ReliaSoft, podemos ayudarle a sacar un producto fiable al mercado utilizando un proceso DfR centrado en diseñar o mitigar los posibles modos de fallo antes del lanzamiento de la producción, basándose en la comprensión de la física del fallo, las pruebas para descubrir problemas y los métodos de análisis estadístico para la predicción de la fiabilidad. El DfR puede abrir muchas oportunidades para las empresas que quieren ir más allá de ofrecer una oferta básica al mercado para crear una verdadera ventaja competitiva en la que la fiabilidad juega un papel crítico para la satisfacción del cliente.

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Defina los requisitos y objetivos de fiabilidad para un producto, así como las condiciones ambientales/de uso del producto para el usuario final. Estos se pueden realizar a nivel de sistema, nivel de ensamblaje, nivel de componente o incluso hasta el nivel de modo de fallo.

Determinar el uso y las condiciones ambientales es un paso inicial importante de cualquier programa de DfR. Las empresas necesitan saber para qué están diseñando y a qué tipos de tensiones deben resistir sus productos. Las condiciones se pueden determinar basándose en encuestas a los clientes, mediciones ambientales y muestreo.

Utilizando diferentes técnicas de asignación, disponibles y compatibles en Software ReliaSoft BlockSim, puede determinar los requisitos de confiabilidad del sistema que serían necesarios para lograr un objetivo general de confiabilidad. Una vez que se han definido los requisitos, deben traducirse en requisitos de diseño y luego en requisitos de fabricación.

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Durante esta etapa, comienza a desarrollarse una imagen más clara sobre lo que se supone que debe hacer el producto. Es importante entender cuánto cambio se introduce con este nuevo producto. Un producto puede ser una mejora de un producto existente, un producto existente que se introduce en un nuevo mercado o aplicación, o un producto que no es nuevo en el mercado, pero sí lo es para la empresa y podría introducirse como un producto completamente nuevo. Con más cambios de diseño o de aplicación, se introducen más riesgos de fiabilidad en el éxito del producto y de la empresa.

Usando Software ReliaSoft XFMEA, puede identificar posibles modos de fallo, evaluar el riesgo asociado con esos modos de fallo, priorizar problemas para acciones correctivas e identificar y llevar a cabo acciones correctivas para abordar las preocupaciones más graves. Una DFMEA aplicada correctamente toma como datos de entrada los requisitos, el uso por parte del cliente y la información sobre el entorno y, a través de sus hallazgos, inicia y/o informa muchas actividades centradas en la fiabilidad.

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Es muy importante estimar la fiabilidad del producto, incluso con una estimación aproximada, en las primeras etapas de la fase de diseño. Esto se puede hacer con estimaciones basadas en el juicio de ingeniería y la opinión de expertos, modelos de simulación, garantía previa y análisis de datos de prueba de productos/componentes similares utilizando Software ReliaSoft Weibull++ o con la predicción basada en estándares disponible en Software ReliaSoft Lambda Predict. Puede utilizar bibliotecas militares o comerciales comunes, como MIL-217, Bellcore y Telcordia, para obtener estimaciones aproximadas de MTBF o para comparar diferentes conceptos de diseño cuando aún no se dispone de datos de fallo.

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En esta etapa, los prototipos deberían estar listos para ser probados y sometidos a un análisis más detallado. Esto implica un proceso iterativo en el que se realizan diferentes tipos de pruebas, se analizan los resultados, se realizan cambios en el diseño y se repiten las pruebas.

Un amplio conjunto de herramientas está disponible para que el ingeniero de confiabilidad descubra las debilidades del producto, prediga la vida útil y gestione los esfuerzos de mejora de la confiabilidad disponibles en ReliaSoft Weibull++. Las pruebas generan datos, como los tiempos de fallo y los tiempos de censura. Los resultados de las pruebas se pueden analizar y sus técnicas para estimar estadísticamente la fiabilidad del producto y calcular diversas métricas relacionadas con la fiabilidad con un cierto intervalo de confianza. Estos cálculos pueden ayudar a verificar si el producto cumple con sus objetivos de fiabilidad, comparar diseños, proyectar fallos y devoluciones de garantía. Además, utilizando módulo Accelerated Life Testing de Weibull++, puede reducir el tiempo de prueba y, al aumentar cuidadosamente los niveles de estrés aplicados durante las pruebas, los fallos pueden ocurrir más rápido y, por lo tanto, los modos de fallo se revelan más rápidamente.

Un aspecto muy importante del proceso DfR también incluye realizar un análisis de la causa raíz utilizando XFRACAS software, que proporciona una mejor comprensión de la física del fallo y puede descubrir problemas no previstos por las técnicas utilizadas antes de las pruebas (como la AMFE).

Usando RBD de BlockSim, puede modelar la fiabilidad general del sistema, identificar áreas débiles del sistema, encontrar esquemas de asignación de fiabilidad óptimos, comparar diferentes diseños y realizar análisis auxiliares como el análisis de disponibilidad. El análisis de árboles de fallos puede emplearse para identificar defectos y riesgos, así como la combinación de eventos que los provocan.

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Durante esta etapa, debe asegurarse de que el producto esté listo para la producción a gran volumen. Se pueden utilizar métodos estadísticos para desarrollar un plan de pruebas que demuestre el objetivo deseado con el menor gasto de recursos.

Al llegar a la etapa de fabricación, los esfuerzos de DfR deben centrarse principalmente en reducir o eliminar los problemas introducidos por los procesos de fabricación. La fabricación introduce variaciones en los materiales, procesos, lugares de fabricación, operadores humanos, contaminación, etc. La fiabilidad del producto debe reevaluarse y es posible que se necesiten modificaciones en el diseño para mejorar la robustez. Muestreo continuo de unidades para pruebas utilizando ReliaSoft Weibull++ es altamente deseable durante la fabricación para estimar la confiabilidad del producto y evaluar si se espera que se cumpla el objetivo de confiabilidad.

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Proceso de FMEA se puede utilizar para examinar las formas en que la fiabilidad y la calidad de un producto o servicio pueden verse comprometidas por los procesos de fabricación y ensamblaje. Con los Planes de Control de ReliaSoft XFMEA puede asegurarse de que todas las salidas del proceso estarán en un estado de control.

El proceso de fabricación también es propenso a desviaciones. Usar Weibull++ para realizar un análisis de garantía puede ser útil para prevenir fallos de mortalidad infantil, que generalmente son causados por problemas relacionados con la fabricación, para que no ocurran en el campo. Decidir sobre el tiempo de calentamiento adecuado puede derivarse de QALT y/o LDA. Además, los desafíos de fabricabilidad podrían obligar a realizar algunos cambios en el diseño que desencadenarían muchas de las actividades de DfR ya mencionadas.

El monitoreo continuo y el análisis de datos de campo son necesarios para observar el comportamiento del producto en sus condiciones de uso reales y utilizar el conocimiento adquirido para futuras mejoras o en proyectos futuros. En otras palabras, necesita cerrar el ciclo, revisar las actividades exitosas, así como los errores, y asegurarse de que las lecciones aprendidas no se pierdan en el proceso.

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10%
Aumento del crecimiento de los ingresos

14%
Reducción de los modos de fallo

9,5%
Reducción del tiempo de desarrollo

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