В проектировании надежности термин доступность имеет следующие значения:
- Степень, в которой система , подсистема или оборудование находится в заданном рабочем и допускаемом состоянии в начале миссии, когда миссия вызывается в неизвестное, то есть случайное время.
- Вероятность того, что элемент будет удовлетворительно работать в данный момент времени при использовании в указанных условиях в идеальной среде поддержки.
Обычно системы высокой доступности могут быть указаны как 99,98%, 99,999% или 99,9996%.
Представление
Простейшее представление доступности ( A ) - это отношение ожидаемого значения времени безотказной работы системы к совокупности ожидаемых значений времени работы и простоя (что приводит к «общему количеству времени» C окна наблюдения)
Другое уравнение для доступности ( A ) - это отношение среднего времени наработки на отказ (MTBF) и среднего времени до ремонта (MTTR), или
Если мы определим статусную функцию в виде
следовательно, доступность A ( t ) в момент времени t > 0 представлена как
Среднюю доступность необходимо определять на интервале реальной линии. Если рассматривать произвольную постоянную, то средняя доступность представлена как
Предельная (или стабильная) доступность представлена [1]
Ограничение средней доступности также определяется на интервале в виде,
Доступность - это вероятность того, что элемент будет в работоспособном и фиксируемом состоянии в начале миссии, когда миссия вызвана в случайное время, и обычно определяется как время безотказной работы, деленное на общее время (время безотказной работы плюс время простоя).
Методы и приемы моделирования доступности
Блок-схемы надежности или анализ дерева отказов разрабатываются для расчета доступности системы или состояния функционального отказа в системе, включая множество факторов, таких как:
- Модели надежности
- Модели ремонтопригодности
- Концепции обслуживания
- Резервирование
- Отказ по общей причине
- Диагностика
- Уровень ремонта
- Статус ремонта
- Спящие неудачи
- Покрытие тестов
- Активное время работы / миссии / состояния подсистем
- Логистические аспекты, такие как; уровни запасных частей (складских запасов) на разных складах, время транспортировки, время ремонта на разных ремонтных линиях, наличие рабочей силы и многое другое.
- Неопределенность в параметрах
Кроме того, эти методы способны идентифицировать наиболее критические элементы и режимы отказов или события, которые влияют на доступность.
Определения в системной инженерии
Доступность, неотъемлемая (A i ) [2] Вероятность того, что элемент будет работать удовлетворительно в данный момент времени при использовании в указанных условиях в идеальной среде поддержки. Это исключает время логистики, время ожидания или административные простои, а также время профилактического обслуживания. Сюда входит время простоя для корректирующего технического обслуживания. Собственная доступность обычно определяется анализом инженерного проекта:
- Влияние ремонтируемого элемента (восстановление / восстановление - это не ремонт, а, скорее, замена) на доступность системы, в которой он работает, равно средней наработке на отказ MTBF / (MTBF + среднее время ремонта MTTR).
- Влияние одноразового / не подлежащего ремонту элемента (который может быть отремонтирован / реконструирован) на доступность системы, в которой он работает, равно средней наработке на отказ (MTTF) / (MTTF + среднее время ремонта MTTR ).
Он основан на количествах, контролируемых дизайнером.
Достигнутая доступность (Aa) [3] Вероятность того, что элемент будет работать удовлетворительно в данный момент времени при использовании в указанных условиях в идеальной среде поддержки (т. Е. Если персонал, инструменты, запасные части и т. Д. Будут доступны мгновенно). Это исключает время логистики и время ожидания или административного простоя. Он включает в себя время простоя активного профилактического и корректирующего технического обслуживания.
Готовность, эксплуатационная (Ao) [4] Вероятность того, что элемент будет работать удовлетворительно в данный момент времени при использовании в реальной или реалистичной среде эксплуатации и поддержки. Оно включает время логистики, время готовности, время ожидания или административного простоя, а также время профилактического и корректирующего обслуживания. Это значение равно средней наработке на отказ ( MTBF ), деленной на среднее время наработки на отказ плюс среднее время простоя (MDT). Эта мера расширяет определение доступности на элементы, контролируемые логистами и специалистами по планированию миссии, такие как количество и близость запасных частей, инструментов и рабочей силы к элементу оборудования.
Обратитесь к Системному проектированию для получения более подробной информации.
Базовый пример
Если мы используем оборудование со средней наработкой на отказ (MTTF) 81,5 года и средним временем ремонта (MTTR) 1 час:
- Среднее время безотказной работы в часах = 81,5 × 365 × 24 = 713940 (это параметр надежности и часто имеет высокий уровень неопределенности!)
- Собственная доступность (Ai) = 713940 / (713940 + 1) = 713940/713941 = 99,999860%
- Собственная недоступность = 1/713940 = 0,000140%
Отключение оборудования в часах в год = 1 / ставка = 1 / MTTF = 0,01235 часов в год.
Литература
Доступность хорошо известна в литературе по стохастическому моделированию и оптимальному обслуживанию . Барлоу и Прошан [1975] определяют доступность ремонтируемой системы как «вероятность того, что система будет работать в заданное время t». Blanchard [1998] дает качественное определение доступности как «меру степени, в которой система находится в работоспособном и фиксируемом состоянии в начале миссии, когда миссия вызывается в неизвестный случайный момент времени». Это определение взято из стандарта MIL-STD-721. Ли, Хван и Тиллман [1977] разработали полный обзор вместе с систематической классификацией доступности.
Показатели доступности классифицируются либо по интересующему интервалу времени, либо по механизмам простоя системы . Если интересующий временной интервал является первоочередной задачей, мы рассматриваем мгновенную, ограничивающую, среднюю и ограничивающую среднюю доступность. Вышеупомянутые определения развиты в работах Барлоу и Прошан [1975], Ли, Хванг и Тиллман [1977] и Нахласа [1998]. Вторая основная классификация доступности зависит от различных механизмов простоя, таких как внутренняя доступность, достигнутая доступность и эксплуатационная доступность. (Бланшар [1998], Ли, Хван и Тиллман [1977]). Mi [1998] приводит некоторые результаты сравнения доступности с учетом собственной доступности.
Доступность, учитываемая при моделировании технического обслуживания, может быть найдена в работах Барлоу и Прошан [1975] для моделей замены, Фавзи и Хоукс [1991] для системы R-вне-N с запасными частями и ремонтами, Фавзи и Хоукс [1990] для серийной системы с заменой и ремонтом, Iyer [1992] для несовершенных моделей ремонта, Murdock [1995] для моделей профилактического обслуживания замены устаревших, Nachlas [1998, 1989] для моделей профилактического обслуживания и Wang и Pham [1996] для несовершенных моделей обслуживания. Недавно вышла очень обширная книга Триведи и Боббио [2017].
Приложения
Доступность широко используется в энергетике . Например, в 1982 году Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения внедрила Систему данных о генерирующей готовности [5]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Эльсайед Е., надежность техники , Addison Wesley, Reading, MA, 1996
- ^ «Внутренняя доступность (AI)» . Глоссарий сокращений и терминов оборонных закупок . Министерство обороны. Архивировано из оригинального 13 апреля 2014 года . Проверено 10 апреля 2014 года .
- ^ «Достигнутая доступность (AI)» . Глоссарий сокращений и терминов оборонных закупок . Министерство обороны. Архивировано из оригинального 13 апреля 2014 года . Проверено 10 апреля 2014 года .
- ^ «Операционная доступность (AI)» . Глоссарий сокращений и терминов оборонных закупок . Министерство обороны. Архивировано из оригинального 12 марта 2013 года . Проверено 10 апреля 2014 года .
- ^ «Обязательное представление данных о производительности традиционной генерации» (PDF) . Создание системы данных о доступности . Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения. Июль 2011. С. 7, 17 . Проверено 13 марта 2014 .
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа General Services Administration : «Федеральный стандарт 1037С» .(в поддержку MIL-STD-188 ) К. Триведи и А. Боббио, Разработка надежности и доступности: моделирование, анализ и приложения, Cambridge University Press, 2017.
Внешние ссылки
- Основы надежности и доступности
- Надежность и доступность системы
- Доступность и разные способы ее расчета
- Как отслеживать и улучшать техническую доступность?