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El papel de la función de diseño.

La importancia de la función de mantenibilidad en el proceso de diseño en una compañía, esdirectamente proporcional a la importancia de la función de diseño. Una función de diseño fuerte ycompetente es esencial en las áreas de avances tecnológicos rápidos, como las áreasaeroespacial y de sistemas de armas. Rápidos, como las áreas aeroespacial y de sistemas dearmas. La función de diseño también es de gran importancia para los fabricantes de artículosduraderos (como vehículos a motor, equipo de oficina y electrodomésticos), productores demáquinas-herramientas y otras áreas similares. A pesar de ser de menor importancia en lascompañías productoras de sistemas simples o de diseño estable y probado, la función de diseñoes una función importante en todas las industrias productoras.

La función de diseño en una compañía tiene ciertas responsabilidades hacia la gestión de laorganización. La función de diseño debe crear diseños que sean: funcionales, fiables,mantenibles, productivos, oportunos y competitivos.

Cuando sea posible, se espera que los diseñadores utilicen técnicas de diseño probadas. Cuandolos objetivos de diseño no se pueden cumplir mediante el uso de métodos de diseño probados yfamiliares, se espera que los diseñadores adapten sus métodos, recojan técnicas de diseño deotras industrias, o usen algunos de los materiales y procesos del nuevo estado del arte que esténdisponibles. Una importante responsabilidad de la gestión de diseño es el establecimiento de unsistema, que haga apreciablemente más fácil para los diseñadores el uso de diseños probadosque de diseños no probados.

Como a menudo es imposible cumplir todos los objetivos de diseño en su máxima extensión, seexige frecuentemente al diseñador que establezca un compromiso entre los objetivos. Al requerirtolerancias inusualmente exigentes, o especificar un material exótico, pueden mejorar lamantenibilidad a expensas de la manufacturabilidad.

Sin embargo, la función de diseño debe hacer saber a la función de mantenibilidad y a la direccióngeneral, tanto el hecho de que se han efectuado compromisos como las razones de lasdecisiones tomadas.

El papel de la función de mantenibilidad.

Para que un diseño tenga una mantenibilidad inherente aceptable, se deben hacer provisionespara la mantenibilidad dentro del concepto de diseño, continuando durante su desarrollo hasta sufinalización. Es necesario que la función de mantenibilidad trabaje durante la creación del diseño,en sus funciones de chequeo y equilibrio, independientes y objetivas, respecto al cumplimiento dela mantenibilidad en las metas del diseño.

Mientras se realiza el análisis del diseño o la revisión de diseño, el personal de mantenibilidadpuede descubrir y requerir la corrección de características de diseño, errores u omisiones queafecten a la viabilidad, pero la participación de mantenibilidad en la revisión de diseño no está

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ideada primariamente con este propósito. Mantenibilidad se encarga de los requisitos de diseño,adicionales, precisos para asegurar que la funcionabilidad de un diseño viable pueda sermantenida fácil, segura y económicamente, durante su funcionamiento en entornos especificadosy otras condiciones operativas.

La función de mantenibilidad trabaja de varias formas con la función de diseño para alcanzar suobjetivo. Mantenibilidad actúa en distintas ocasiones como auxiliar, conciencia e inspección.Como auxiliar, mantenibilidad realiza ciertos servicios analíticos y estadísticos para laorganización de diseño. En general, mantenibilidad ayuda a diseño mediante la predicción ymedida de la mantenibilidad inherente, durante las distintas etapas de diseño.

Mantenibilidad sirve como conciencia de la función de diseño, vigilando estrechamente einformando de los progresos de diseño hacia las metas de mantenibilidad especificadas.

La función de mantenibilidad puede incluir también la coordinación de programas de prueba deldiseño, la dirección de programas independientes de prueba de mantenibilidad, la conducción realde todas las pruebas, la identificación y establecimiento de sistemas de control para porciones deldiseño que tengan limitaciones especiales, la preparación de especificaciones de mantenibilidadaplicables a los proveedores, y la imposición de requisitos de mantenibilidad a los proveedoresmediante la revisión y aprobación de los documentos de adquisición.

Adecuación de la función de mantenibilidad

Generalmente, cuanto más complicado es el destino del diseño, mayor es el esfuerzo demantenibilidad requerido. Por otro lado, si el diseño se mueve dentro de la tecnología existente,es simple, y tiene amplias tolerancias de espacio, peso y tiempo de diseño, puede ser adecuadoun pequeño esfuerzo de mantenibilidad.

Así, se requiere un esfuerzo de mantenibilidad importante bajo las circunstancias siguientes:

En el diseño de cualquier sistema muy complejo. En el diseño de equipos con requisitos de mantenibilidad muy altos, particularmente

cuando los diseñadores trabajan bajo limitaciones severas de espacio y presupuesto. Cuando los diseñadores trabajan bajo restricciones rigurosas de tiempo, particularmente en

programas de tipo aeroespacial ajustados en los hitos, donde la producción debe comenzarantes de que se complete el diseño.

La regla general puede ser que, cuantas más restricciones se exijan a los diseñadores y cuantomás severas sean estas restricciones, mayor será el programa de mantenibilidad necesario. Senecesita un gran esfuerzo de mantenibilidad, tanto para ayudar como para controlar a losdiseñadores en los aspectos que afectan a la mantenibilidad.

La presencia de tal función de mantenibilidad ayudará a asegurar que se le da una consideracióncompleta a los requisitos de mantenibilidad. Puede ser todavía necesario, bajo ciertascondiciones, buscar una solución de compromiso entre los requisitos de mantenibilidad y lasprestaciones, o cualquier otra característica de diseño.

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Si las características de mantenibilidad tienen una alta prioridad, no se puede confiar el proceso alas buenas intenciones o a la suerte. Por esto, debe haber una comprobación y análisisindependientes de cada tarea de mantenimiento y una continua atención a los detalles.

Impacto de los requisitos de mantenibilidad en la ingeniería de diseño

Los requisitos, metas y objetivos de mantenibilidad son establecidos por el cliente o por lasprácticas de los competidores. Los grandes compradores industriales, como las industrias deautomóviles y las compañías aéreas, son muy precisos hacia sus proveedores en sus requisitosde mantenibilidad.

Los requisitos de mantenibilidad para bienes de consumo y sistemas industriales suministrados aun cierto número de pequeños usuarios, son determinados por el fabricante. Es ciertamenteposible para una compañía salirse del mercado al establecer requisitos de mantenibilidadirrealmente altos. Sin embargo, muchas más compañías o usuarios se han encontrado enproblemas, por haberse elegido bajos niveles de los requisitos de mantenibilidad.

Los requisitos de mantenibilidad, ya sean impuestos o creados, no son sagrados, y se debensometer a crítica periódicamente. Esta crítica de la necesidad y validez de todos y cada uno de losrequisitos de diseño (incluyendo la mantenibilidad) es el elemento básico de la función deingeniería de costes.

En el diseño de un sistema complejo es necesario descomponer el requisito, meta u objetivo demantenibilidad global en objetivos parciales para los elementos del diseño. Esta asignación oreparto es realizada normalmente por la función de integración del diseño o lo realiza en sunombre la función de mantenibilidad.

Se pueden imponer en el diseño limitaciones específicas de mantenibilidad, como parte de unrequisito de diseño global. Esto significa que los diseñadores pueden ver prohibido el uso deciertos elementos de ensamble, herramientas, materiales, piezas o procedimientos. Similarmente,mantenibilidad puede exigir también a los diseñadores que sigan determinados procedimientos demantenibilidad, usen ciertas herramientas, equipos o instalaciones, y sigan ciertas prácticas dediseño.

Los requisitos, metas u objetivos numéricos de mantenibilidad forman parte de los objetivos dediseño básico, impuestos a la organización de diseño. Además, las consideraciones demantenibilidad pueden tener como resultado limitaciones de diseño específicas impuestas a losdiseñadores. Ambos tipos de requisitos de mantenibilidad forman parte del entorno de diseño enel que deben operar los diseñadores.

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Métodos de diseño para lograr la mantenibilidad

Se discuten en este apartado los procedimientos específicos que los diseñadores pueden seguirpara lograr la mantenibilidad, pero que no es obligatorio seguir si el principal objetivo es sólohacer funcionar el diseño para demostrar la viabilidad.

Accesibilidad, modularidad: Todo equipo y subconjunto debe agruparse en módulos a los que sepueda acceder por separado y convenientemente, y estar compuesto de piezas que se puedanconectar rápidamente para cualquiera de los tipos de conexiones: mecánicas, neumáticas,eléctricas y electrónicas.

Simplicidad y normalización, son dos herramientas útiles para diseñadores que busquen una altamantenibilidad. En general, cuanto más simple es el diseño, más favorable es la mantenibilidad.

Ingeniería de factores humanos, es un tema que debe inquietar a los diseñadores. Losdiseñadores deben hacer tan difícil como sea posible, el montaje o uso incorrecto de su diseño.

Capacidad de prueba, de un diseño; es de gran importancia para la mantenibilidad. Cuando seaposible la elección, los diseñadores del equipo funcional deben crear un diseño que se puedasometer a pruebas funcionales completas, no destructivas.

Uso de recursos especiales de mantenimiento, debe abordarse apropiadamente en planos yespecificaciones. Además, diseño debe dar asimismo tanta información anticipada como seaposible para que el equipo, instalación y personal cualificado requeridos puedan estar disponiblescon los mínimos inconvenientes.

Para resumir, hay varias técnicas de diseño que pueden usarse para mejorar el diseño en laobtención de una mantenibilidad. Estas técnicas deben ser evaluadas cuidadosamente en cadacaso, frente a las restricciones de diseño que pueden afectar a ese diseño en particular.

Análisis y revisión de mantenibilidad del diseño

El análisis de mantenibilidad del diseño, es un término general que se usa para englobar muchasfunciones de mantenibilidad. Dos de las más importantes son el análisis de predicción demantenibilidad y la revisión de diseño de mantenibilidad.

El análisis de predicción de mantenibilidad es una función para evaluar las característicaspotenciales de mantenibilidad de un diseño. El análisis de predicción de mantenibilidad es lamayor aportación de mantenibilidad al diseño y a las reuniones de revisión de diseño.Un informe inicial típico de análisis de predicción de mantenibilidad para un sistema funcional,podría contener las siguientes secciones:

Introducción: que describe el sistema o elemento, física y funcionalmente. Se explica el uso delsistema o elemento y se incluye una fotografía o un dibujo.

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Resumen de las conclusiones y recomendaciones más importantes: que representa una partevital del informe. Debe recordarse que el objetivo del análisis de mantenibilidad es identificar lasáreas de diseño que necesitan mejoras, y proponer esas mejoras para que se tomen medidascorrectivas.

Diagrama de bloques de mantenibilidad: que muestra el emplazamiento de los elementossignificativos de mantenimiento en el sistema, así como las funciones más importantes delelemento mismo.

Estimación de la mantenibilidad del sistema: conduce a una estimación numérica de lamantenibilidad del sistema, realizada por el personal de diseño y de mantenibilidad. Debenexponerse todas las suposiciones efectuadas durante el proceso de estimación. Se incluyen:escenario operativo, datos de fiabilidad, características de durabilidad, así como las políticasadoptadas para mantenimiento e inspección.

Mantenibilidad de elementos: en esta sección deben incluirse los datos de origen de fallos delelemento, la aplicación de estos datos a los componentes del sistema o elemento, y lassuposiciones efectuadas.

Análisis de modos de fallo, efectos y criticidad, (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis,FMECA): donde se identifican y describen todos los modos de fallos primarios, junto con su efectoy la criticidad de cada uno en la funcionabilidad del sistema.

Análisis de mantenibilidad: Contiene información sobre la detección y corrección de fallos, laaccesibilidad de sistemas o elementos de vida especialmente limitada, requisitos demantenimiento e instrucciones de servicio sugeridos, y recomendaciones logísticas.

Conclusiones y recomendaciones: que deben proporcionar un resumen de todas lasrecomendaciones contenidas en otras secciones del informe del análisis, con referencia a lospárrafos de la sección específica que contiene la información detallada. Se incluyen tambiénrecomendaciones específicas y detalladas para acciones correctivas.

La predicción del valor de mantenibilidad de un diseño en particular, como resultado del análisisde mantenibilidad, es de especial valor en la comparación de conceptos de diseño alternativos,cuando el objetivo principal del análisis es la mantenibilidad inherente relativa de los diseñoscomparados. El informe del análisis de mantenibilidad suele ser la única fuente de descripcióncompleta del diseño inicial, con sus diagramas de flujo, esquemas, teoría operativa, descripcionesfuncionales, modos de fallos previstos, y demás información vital. Como tal, sirve como funciónauxiliar de comunicación y coordinación.

Demostración, informe e investigación de mantenibilidad

Esta sección describirá ciertas funciones de mantenibilidad que se asocian sólo incidentalmentecon la función del diseño.

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Comenzando con la estimación de la mantenibilidad inherente deducida del análisis del diseño, lafunción de mantenibilidad puede desear, o serle exigido, el seguimiento del crecimiento de lamantenibilidad, a medida que madura el programa de desarrollo. Tal maduración de lamantenibilidad exige un enfoque tanto de ingeniería como estadístico

La mantenibilidad es una función técnica con ciertas disciplinas y tecnología propias, que nopermanecerán inalterables; cualquier función de mantenibilidad que se precie, debe dedicartiempo y recursos a la investigación de mejoras en los métodos para conseguir, conservar y medirla mantenibilidad. Hay muchas más áreas donde la investigación de mantenibilidad puede ser degran valor.