confiabilidad clase 1

Confiabilidad y Diagnóstico IFacultad de Ingeniería AeronáuticaIng. Sam Leung

Facultad de Ingeniería Aeronáutica

¿Qué es confiabilidad?

Probabilidad de que un ítem sobreviva a una edad operativa determinada, en determinadas condiciones de operación, sin fallar.


¿Cuáles son los objetivos de un Programade Mantenimiento?

Alcanzar los niveles de seguridad y confiabilidad inherente de los equipos. Restaurar los niveles de seguridad y confiabilidad inherentes cuando ocurre

deterioro. Obtener información necesaria para mejorar el diseño de los ítems en los

cuales la confiabilidad inherente no es aceptable. Cumplir los objetivos anteriores a un costo mínimo total.


Introducción al RCM

Mantenimiento Centrado en Confiabilidad

Primeros días de la aviación – Volar-Reparar-Volar Post era Segunda Guerra Mundial – Realizar overhaul a todo Post era reciprocante – Realizar overhaul a algunos items Post era fuselaje ancho – Reliability Centered Maintenance y MSG-1, 2, y 3 Era moderna – Optimizar los requerimientos de mantenimiento

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Con el surgimiento de las aerolíneas como nuevo método de transporte se crearon nuevas regulaciones y las autoridades comenzaron a controlar los requerimientos de mantenimiento.

Con los aviones B707 y DC-8, la exigencia en seguridad creció. Por ello se establecieron límites de tiempo en el mantenimiento. El avión se desmantelaba, se le realizaba overhaul y rearmaba para mantener la seguridad. Este fue el origen del primer proceso de mantenimiento conocido como Hard Time (HT).

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En los años 60s, la FAA y la industria de la aviación comercial unieron esfuerzos para estudiar el mantenimiento preventivo. Se descubrió que:- El overhaul tenía poco efecto en la confiabilidad de componentes complejos a

menos que tenga un modo de falla dominante.- Hay varios ítems que no se benefician del Hard Time.

Estos resultados conllevaron a que se desarolle el segundo proceso de mantenimiento llamado On Condition (OC).

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Objetivos del RCM

Eliminar o reducir las consecuencias de falla. No necesariamente eliminar fallas.

Las consecuencias de falla son los efectos de la falla en:- La seguridad- La operación- La rentabilidad




Las aerolíneas descubrieron mediante análisis estadístico que en la mayoría de casos no había una mejora en confiabilidad cuando se modificaban los límites de overhaul.

Los límites iniciales de overhaul no eran basados en análisis.

Se tenían altos costos de mantenimiento y bajos beneficios.

Con

diti

onal

Pro

babi

lity

of F

ailu

re

Time

Intervalo de overhaul


Procesos y Tareas de Mantenimiento

MSG-1

En 1968 se forma el Maintenance Steering Group(MSG) para crear un esquema de decisión para crear planes de mantenimiento iniciales para aviones nuevos.

Ese mismo año desarrollaron el “MSG-1 –Maintenance Evaluation and ProgramDevelopment” que por primera vez utilizó un diagrama de decisión lógica para desarrollar el plan de mantenimiento del nuevo Boeing 747.

Utiliza tareas Hard Time y On Condition.



MSG-1

El programa de mantenimiento pre-RCM del DC-8 requería 4'000.000 de horas hombre en inspecciones estructurales en sus primeras 20.000 horas de operación.

El programa de mantenimiento post-RCM del Boeing 747 requería solamente 66.000 horas hombre en el mismo intervalo.



MSG-2

MSG-2 asigna procesos a los componentes individuales de la aeronave. Se utilizó en aeronaves certificadas antes de 1980.

Proceso de mantenimiento: Es un proceso que mantiene la confiabilidad inherente de diseño de la aeronave.

Los procesos MSG-2 (HT, OC, CM) clasifican la manera que un componente particular es mantenimiento.



MSG-2

El programa de mantenimiento inicial del Douglas DC-8 (desarrollado antes de la introducción de RCM) requería overhaul de 339 componentes.

El DC-10, que es más grande y complejo, y cuyo programa de mantenimiento fue desarrollado con RCM requería overhaul de tan sólo 7 componentes. En esa lista no estaban los motores.



MSG-2

Hard Time (HT)- HT requiere que una unidad sea restaurada periódicamente a su condición de diseño.

On Condition (OC)- OC requiere que una unidad sea inspeccionada periódicamente contra estándares apropiados.- La inspección OC debe proveer una certeza razonable de que la unidad operará

satisfactoriamente hasta la próxima inspección.

Condition Monitoring (CM)- Las unidades CM no requieren tareas de mantenimiento programado, sólo necesitan ser

reparadas cuando fallen.



MSG-2 MSG-2 Simplified Decision Logic(Refer to apprporiate documents for complete description)Does unit's

failure affects flightsafety?

Is unit'sfailure evident to flight

crew?

Is thereadverse relationshipbetween unit's age &

reliability?

Is unit'sreduced resistance

to failure detectable bymaint.? Is there

a Maint/shop checkto assure unit's continued

function ?

OC HT HT OCCM

N

Y

N

N

NY

Y Y

Y

NDoes unit's

failure affects flightsafety?

Does unit'sfailure affects flight

safety?


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Y



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Y



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to assure unit's continuedfunction ?

N



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N



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Y


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Y


reliability?

CM

N


reliability?



Y



Desventajas del MSG-2

MSG-2 no diferencia del mantenimiento realizado por razones de seguridad vs razones económicas. El MSG-2 se volvió difícil de gestionar porque requería el seguimiento de demasiados

componentes. MSG-2 no era efectivo con el incremento en complejidad de los sistemas de las

aeronaves. MSG-2 no tomaba en cuenta las regulaciones relacionadas a tolerancia al daño y

evaluación de fatiga de las estructuras. Estos eran controlados por el programa CPCP y el Programa Aging.



MSG-3

A diferencia del MSG-2, el MSG-3 es orientada a tareas, no a procesos.

Se aplicó por primera vez a los Boeing 757 y 767 en los años 80.

El enfoque es de Arriba abajo, el cual examina la consecuencia de la falla en la seguridad y la rentabilidad.

La lógica MSG-3 resulta en tareas programadas y ejecutadas a intervalos especificados.



MSG-3

El análisis MSG-3 de sistemas involucra:- Selección de los “maintenance significant items” (MSI) en el nivel más alto que sea apropiado.- Identificación de causas y efectos de falla.- Aplicación de la lógica MSG-3.- Selección de tareas e intervalos.

Los MSI son ítems cuya falla:- Puede afectar la seguridad.- Puede ser indetectable durante la operación.- Puede tener un impacto operacional significativo.- Puede tener un impacto económico significativo.



MSG-3

Para cada MSI, se identifica lo siguiente:- Funciones.- Fallas funcionales.- Efectos de falla (Consecuencias de falla).- Causas de falla (por qué ocurre la falla).

El enfoque Top-Down identifica los MSI en un nivel que es:- Suficientemente alto para evitar análisis innecesario.- Suficientemente bajo para asegurar que se cubran todas las funciones, fallas y causas.



MSI Selection(highest manageable level) 28 Fuel

28-10 Storage 28-20 Distribution 28-30 Dump 28-40 Indicating

28-41 Fuel QuantityIndicating System

Tank UnitDensitometer

Fuel Quantity Processor Unit



MSG-3

El análisis MSG-3 se realiza en 2 niveles:

1er nivel: Se analiza el efecto de la falla y clasifica en 2 categorías y 5 subcategorías:- Evidente (A la tripulación de vuelo):

- (5) Seguridad;- (6) Operacional, económico;- (7) No operacional, económico;

- Oculta (de la tripulación de vuelo):- (8) Seguridad;- (9) No seguridad, económico.

2do nivel: Encontrar una tarea efectiva y rentable.



MSG-3

Level 2 - Select task (hidden failure)

Operational/Visual Check

Lubrication/Servicing

Inspection/functional

check

Restoration Discard Combination( only)

Level 2 - Select task (evident failure)



check


Level 1 - Categorizefunctional failure

Failure

Hidden Evident

Safety

Non-Safety,Economics

Non-

Operational,Economics

Safety


Level 1 - Categorizefunctional failure

Failure

Hidden Evident

Safety

Non-Safety,Economics

Non-


Safety


Level 2 - Select task (evident failure)



check


Level 2 - Select task (hidden failure)

Operational/Visual Check



check




Systems TasksIn

crea

sing

cos

t, c

ompl

exity

, sk

ill

DISCARD Removal from service of item at specifiedlife limit.

RESTORATIONWork which returns item to specificstandard. Ranges from cleaning, to partreplacement, to complete overhaul.

FUNCTIONALCHECK

Quantitative check to determine if one ormore functions of item perform withinspecified limits.

INSPECTION Examination of item against specificstandard.

VISUAL CHECKFailure-finding observation to determineif item fulfills intended purpose. Noquantitative tolerances.

OPERATIONALCHECK

Failure-finding task to determine if itemfulfills intended purpose. No quantitativetolerances.

Apply lubricants, or check/replenish thenecessary fluids.

LUBRICATION& SERVICING

Incr

easi

ng c

ost,

com

plex

ity,

skill

Apply lubricants, or check/replenish thenecessary fluids.

LUBRICATION& SERVICINGOPERATIONAL

CHECKFailure-finding task to determine if itemfulfills intended purpose. No quantitativetolerances.

VISUAL CHECKFailure-finding observation to determineif item fulfills intended purpose. Noquantitative tolerances.

INSPECTION Examination of item against specificstandard.

FUNCTIONALCHECK

Quantitative check to determine if one ormore functions of item perform withinspecified limits.

RESTORATIONWork which returns item to specificstandard. Ranges from cleaning, to partreplacement, to complete overhaul.

DISCARD Removal from service of item at specifiedlife limit.


Partes de un Programa de Mantenimiento

Las tareas de mantenimiento se categorizan 3 grupos. El propósito del programa de sistemas y

motor es realizar pruebas funcionales y operacionales. El objetivo del programa de inspección

zonal es evaluar la condición general de zonas predefinidas por componentes flojos, fugas, daños obvios. El programa de inspección estructural

está diseñado para detectar corrosión, daños por estrés, fatiga, etc.


Desarrollo de programas de mantenimiento

Maintenance Review Board Report (MRBR)

El fabricante de la aeronave debe preparar y enviar los requerimientos mínimos de mantenimiento (MRBR).

Las tareas del MRBR no se pueden modificar ni eliminar pero su frecuencia puede ser escalada.



Definiciones

• Maintenance Review Board• El MRB tiene la responsabilidad de aprobar las tareas de mantenimiento iniciales para

una aeronave específica. Lo componen representantes de las aerolíneas compradoras, los fabricantes de la aeronave y motor y las autoridades aeronáuticas.

• Industry Steering Commitee• Comité compuesto por operadores, representantes de los fabricantes de la aeronave

y motores. Tiene la responsabilidad de establecer la política y objetivos del programa de mantenimiento, dirigir los grupos de trabajo de mantenimiento y preparar el informe para el MRB.

• Maintenance Working Groups• Son conformados por especialistas de las autoridades, operadores y fabricantes. Su

objetivo es aplicar la lógica MSG-3 para desarrollar y proponer tareas de mantenimiento y sus intervalos para una aeronave específica.


Maintenance Planning Document

MPD

• El reporte del MRB indica los requerimientos mínimos de mantenimiento a ser usados en el Programa de Mantenimiento de Aeronavegabilidad Continua (PMAC). El MPD contiene todos los requerimientos del MRB más requerimientos mandatorios que son:

• Certification Maintenance Requirement (CMR)• Airworthiness Limitation (AWL)



Luego que se determina una tarea mediante el MSG-3, los MWG determinan su frecuencia que puede basarse en experiencia o en criterios de ingeniería. Cada tarea MPD tiene un número de identificación. Las tareas son categorizadas: LUB/SVC, OPC/VCK, GVI, DET, SDI. Las tareas tienen intervalos definidos por FH, FC o tiempo calendario.

Identificación de tareas del MPD



Un CMR es una tarea periódica mandatoria que es establecida durante la certificación de la aeronave como parte de su Certificado Tipo. Tienen el objetivo de detectar fallas ocultas que podrían crear un riesgo de

falla múltiple.

Certification Maintenance Requirements



Los AWL son ítems críticos desde un punto de vista de fatiga o tolerancia al daño.

Airworthiness Limitations



Luego que se determina una tarea mediante el MSG-3, los MWG determinan su frecuencia que puede basarse en experiencia o en criterios de ingeniería. Cada tarea MPD tiene un número de identificación.



Programa de Mantenimiento

El MPD no debe considerarse como “universal”.

Cada aerolínea tiene la responsabilidad final de decidir qué ejecutar y cuándo hacerlo, excepto por el CMR y AWL.

Hay requerimientos adicionales como AD, SB, SL que son responsabilidad de la aerolínea.


Programa de Mantenimiento

Documentos de soporte del PM

El PM indica las tareas rutinarias de mantenimiento programado para la aeronavegabilidad continua. Los procedimientos de cada tarea están contenidos en el “Aircraft Maintenance Manual” (AMM).


Task Cards


Proceso de mejora del Programa de Mantenimiento


Capítulos ATA


¿Preguntas?

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