Para qué sirve
El análisis de Weibull describe un componente; la planificación necesita hablar de la flota instalada. Este módulo combina el modelo de vida con la edad de cada unidad para responder tres preguntas: cuántas fallas esperar en un horizonte, con qué probabilidad se necesitan más repuestos que los disponibles y qué unidades conviene inspeccionar o reemplazar primero.
Cómo usarlo
Cargar β y η del modo de falla (de la calculadora de Weibull) y la lista de unidades con su edad en horas de operación desde la instalación o el último reemplazo. Elegir el horizonte y el nivel de servicio de repuestos.
Modelo
La probabilidad de que la unidad , que ya acumuló la edad sin fallar, falle dentro del horizonte es:
El número de fallas de la flota es una suma de variables de Bernoulli con probabilidades distintas. Su esperanza es y su distribución exacta, de Poisson-binomial, se calcula por convolución sucesiva:
La cantidad de repuestos para un nivel de servicio es el menor con . Para cada unidad se calcula también la vida remanente media:
Como referencia, el módulo muestra el pronóstico que se obtendría ignorando la edad, con tasa constante: .
Qué muestra el ejemplo
Rodamientos de 24 bombas de inyección con β = 2,31 y η = 15 180 h, edades entre 500 y 16 050 h, horizonte de tres meses (2190 h):
| Resultado | Valor |
|---|---|
| Fallas esperadas | 3,86 |
| Repuestos para 90 % de servicio | 6 |
| Probabilidad de 4 fallas o menos | 66 % |
| Probabilidad de ninguna falla | 1,3 % |
| Unidad de mayor riesgo, P-107 con 16 050 h | 32,4 % |
| Unidad de menor riesgo, P-105 con 500 h | 1,8 % |
| Con tasa constante, cada unidad | 15,0 % |
A nivel de flota, ignorar la edad cambia poco el total (3,61 contra 3,86 fallas). A nivel de unidad lo cambia todo: el modelo de tasa constante asigna el mismo 15 % a una bomba recién reparada y a una con 16 000 h, cuando la diferencia real es de 1,8 % a 32,4 %. Las decisiones de mantenimiento se toman unidad por unidad, y ahí la edad manda.
La vida remanente media muestra lo mismo desde otro ángulo: a P-105 le quedan en promedio 12 954 h, a P-107, 4588 h.
El segundo ejemplo, motores con fallas aleatorias (β = 1), es el contraste: cada motor tiene 3,6 % de probabilidad de fallar en el horizonte cualquiera sea su edad, y la vida remanente media es siempre 60 000 h. Con fallas sin memoria, el ranking por edad no tiene sentido y el reemplazo preventivo no reduce fallas.
Supuestos y límites
- Todas las unidades comparten el mismo modelo de vida, es decir, el mismo contexto operacional. Si una parte de la flota opera en condiciones más severas, conviene analizarla por separado.
- La edad debe contarse desde la última renovación del componente. Si la intervención fue una reparación que no lo deja como nuevo, la edad no vuelve a cero y el modelo subestima el riesgo.
- Unidades independientes. No cuenta una segunda falla de la misma unidad dentro del horizonte, despreciable si el horizonte es corto frente a η.
- Los resultados están condicionados a β y η. Con pocas fallas en el historial, el módulo de simulación Weibull muestra cuánto podrían variar.
Verificación
| Caso de prueba | Resultado | Referencia | Fuente | Estado |
|---|---|---|---|---|
| Probabilidad de falla de una unidad nueva hasta η | 0,632121 | 0,632121 | definición | OK |
| Flota: esperanza de la distribución = suma de probabilidades | 1,57362 | 1,57362 | Poisson-binomial | OK |
Pruebas ejecutadas en cada compilación del sitio (2026-10-15). Código en tests/models.test.mjs.
Referencias
- Abernethy, R. B. (2006). The New Weibull Handbook, 5.ª ed. Capítulo de pronóstico de fallas y análisis de riesgo.
- Hong, Y., Meeker, W. Q. y McCalley, J. D. (2009). Prediction of remaining life of power transformers based on left truncated and right censored lifetime data. The Annals of Applied Statistics, 3(2), 857–879.
- Meeker, W. Q., Escobar, L. A. y Pascual, F. G. (2022). Statistical Methods for Reliability Data, 2.ª ed. Wiley.