Confiabilidad de equipos: la probabilidad de no fallar en las próximas horas

La disponibilidad mira hacia atrás: cuánto tiempo estuvo el equipo listo para operar. La confiabilidad mira hacia adelante: qué probabilidad tiene de funcionar las próximas horas sin fallar. Es la cuenta que responde la pregunta que todo técnico ya escuchó: "¿aguanta hasta el final de la temporada?"

Los dos números salen del mismo lugar, el MTBF y el MTTR. Si todavía no sabes calcularlos, empieza por cómo calcular MTBF y MTTR y vuelve aquí.

Disponibilidad inherente: el retrovisor

La disponibilidad inherente muestra la parte del tiempo en que el equipo estuvo listo para operar, considerando solo las paradas por falla:

Disponibilidad = MTBF ÷ (MTBF + MTTR)

Ejemplo: un compresor con un MTBF de 240 horas y un MTTR de 4 horas tiene una disponibilidad de 240 ÷ 244 = 98,4%. Es decir, de cada 100 horas, estuvo parado por falla poco más de 1,5.

Se llama "inherente" porque solo descuenta las fallas. Las paradas por preventivo, cambio de formato o falta de programación no entran. Cuando esas paradas también cuentan, el indicador pasa a ser otro, y ahí entra el OEE. La calculadora de disponibilidad hace esta cuenta.

Confiabilidad: el parabrisas

La confiabilidad es una probabilidad: la de que el equipo opere durante un tiempo t sin fallar. Cuando las fallas ocurren de forma aleatoria, sin relación con la edad de la pieza, se calcula así:

R(t) = e^{−t ÷ MTBF}

La "e" es el número de Euler (2,718...), que tiene cualquier calculadora científica u hoja de cálculo. En Excel o en Google Sheets, la fórmula es =EXP(-t/MTBF).

Piensa en un compresor con un MTBF de 400 horas:

Período por delante	Cuenta	Probabilidad de no fallar
Un turno (8 h)	e−8/400	98%
Una semana (168 h)	e−168/400	66%
400 h (igual al MTBF)	e−1	37%
Un mes (720 h)	e−720/400	17%

La cuenta al revés: ¿cuánto tiempo puedo confiar?

En el día a día, la pregunta suele ser la inversa: ¿durante cuánto tiempo tiene este equipo, digamos, un 90% de probabilidad de no fallar? Basta con despejar t:

t = −MTBF × ln(R)

Para el mismo compresor, con R = 90%: t = −400 × ln(0,90) = 400 × 0,105 = 42 horas. Si una operación crítica de 3 días depende solo de ese compresor, la probabilidad de pasarla sin falla es bastante menor que 90%. Es hora de pensar en un respaldo.

Equipos en serie y en paralelo

Casi nada funciona solo. Una línea de bombeo tiene motor, bomba, tablero, válvulas. La confiabilidad del conjunto depende de cómo están conectadas las partes.

En serie (si una se detiene, se detiene todo): multiplica las confiabilidades. Motor, bomba y tablero, cada uno con un 95% de probabilidad de pasar la semana sin falla, dan 0,95 × 0,95 × 0,95 = 86% para el conjunto. Cada elemento más en la serie baja el total.

En paralelo (un respaldo entra si el otro se detiene): calcula la probabilidad de que fallen los dos y réstala del 100%. Dos bombas, cada una con 90%: 1 − (0,10 × 0,10) = 99%. Por eso existen la bomba de reserva, el generador de respaldo y el compresor en stand-by: un respaldo simple convierte 90% en 99%.

Ese razonamiento explica por qué, en un sistema de bombeo o en una subestación, el respaldo se trata como un elemento crítico. El equipo de reserva parado también necesita preventivo: si no arranca cuando se lo necesita, el paralelo se convierte en serie.

Cuándo la fórmula no sirve

La fórmula exponencial supone que la probabilidad de falla es la misma en cualquier momento de la vida del elemento. Eso vale razonablemente para fallas aleatorias, como componentes electrónicos, sobretensiones y muchos defectos de sistemas complejos. No vale para:

• Desgaste: correas, rodamientos, pastillas, neumáticos y sellos son más propensos a fallar con el uso. Para ellos, la edad importa, y el reemplazo preventivo por tiempo o por condición tiene sentido.
• Fallas de inicio de vida: error de montaje, pieza con defecto de fábrica, arranque después de una reparación mayor. La probabilidad de falla es más alta al principio.
• Historial corto: con dos o tres fallas registradas, el MTBF es una adivinanza. Cuantas más fallas bien registradas, mejor la estimación.
• Modos de falla mezclados: si el MTBF junta rotura de rodamiento, falla eléctrica y error de operación, el promedio no describe bien ninguno de ellos.

Para el desgaste existen modelos mejores, como la distribución de Weibull, que tienen en cuenta la edad. Pero, para empezar a pensar en riesgo con números, la exponencial ya pone la conversación un escalón por encima del "creo que aguanta".

En la práctica

• Usa la disponibilidad para mostrar el resultado del mes.
• Usa la confiabilidad para decidir: ¿hace falta un respaldo? ¿Conviene hacer el preventivo antes de la operación crítica? ¿Cuánto stock de repuestos mantener?
• Calcula por equipo y por modo de falla siempre que puedas. El promedio de toda la planta no ayuda a decidir nada.
• Todo depende de un MTBF bien medido: fallas registradas con tag, hora y causa.

En taskfield, el MTBF, el MTTR y la disponibilidad se calculan por activo a partir de las OT de correctivo, y el historial de fallas de cada equipo queda a un toque en la app del técnico.