Tillgänglighet

Inom tillförlitlighetsteknik har termen tillgänglighet följande betydelser:

I vilken grad ett system , delsystem eller utrustning är i ett specificerat funktionsdugligt och commitable tillstånd vid starten av ett uppdrag, när uppdraget är påkallat vid en okänd, dvs en slumpmässig tidpunkt.
Sannolikheten att ett föremål kommer att fungera tillfredsställande vid en given tidpunkt när det används under angivna förhållanden i en idealisk stödmiljö.

Normalt kan högtillgänglighetssystem anges som 99,98 %, 99,999 % eller 99,9996 %.

Representation

Den enklaste representationen av tillgänglighet ( A ) är förhållandet mellan det förväntade värdet av ett systems drifttid och summan av de förväntade värdena för upp- och nertid (som resulterar i den "totala tidsperioden" C för observationsfönstret )

A={\ frac {E[\mathrm {upptid} ]}{E[\mathrm {upptid} ]+E[\mathrm {stopptid} ]}}={\frac {E[\mathrm {upptid} ]}{C}}

En annan ekvation för tillgänglighet ( A ) är förhållandet mellan medeltid till fel (MTTF) och medeltid till reparation (MTTR), eller

A={\frac {MTTF}{MTTF+MTTR}}={\frac {MTTF}{MTBF }}

Om vi definierar statusfunktionen $X(t)$ som

X(t)={\begin{cases}1,&{\text{sys-funktioner vid tidpunkten }}t\\0,&{\ text{underhåll}}\end{cases}}

representeras tillgängligheten A ( t ) vid tidpunkten t > 0 av

A(t)=\Pr[X(t)=1]=E[X(t)].\,

Genomsnittlig tillgänglighet måste definieras på ett intervall av den verkliga linjen. Om vi betraktar en godtycklig konstant $c>0$ , så representeras medeltillgänglighet som

A_{c}={\frac {1}{c}}\int _{0}^{c}A(t)\,dt.

Begränsande (eller steady-state) tillgänglighet representeras av

A=\lim _{c\rightarrow \infty }A_{c}.

Begränsning av genomsnittlig tillgänglighet definieras också på ett intervall $[0,c]$ som,

A_{\infty }=\lim _{c\rightarrow \infty }A_{ c}=\lim _{c\rightarrow \infty }{\frac {1}{c}}\int _{0}^{c}A(t)\,dt,\quad c>0.

Tillgänglighet är sannolikheten för att ett objekt kommer att vara i ett funktionsdugligt och commitable tillstånd i början av ett uppdrag när uppdraget kallas vid en slumpmässig tidpunkt, och definieras generellt som drifttid dividerat med total tid (tillgänglighet plus driftstopp).

Metoder och tekniker för att modellera tillgänglighet

Tillförlitlighetsblockdiagram eller felträdsanalys är utvecklade för att beräkna tillgängligheten för ett system eller ett funktionellt feltillstånd inom ett system inklusive många faktorer som:

Tillförlitlighetsmodeller
Underhållbarhetsmodeller
Underhållskoncept
Redundans
Felaktig orsak
Diagnostik
Nivå av reparation
Reparationsstatus
Vilande misslyckanden
Testtäckning
Aktiva drifttider / uppdrag / undersystemtillstånd
Logistiska aspekter som; reservdels(lager)nivåer på olika depåer, transporttider, reparationstider på olika reparationslinjer, personaltillgång med mera.
Osäkerhet i parametrar

Dessutom kan dessa metoder identifiera de mest kritiska föremålen och fellägen eller händelser som påverkar tillgängligheten.

Definitioner inom systemteknik

Tillgänglighet, inneboende (A _i ) Sannolikheten att en artikel kommer att fungera tillfredsställande vid en given tidpunkt när den används under angivna förhållanden i en idealisk stödmiljö. Det utesluter logistiktid, väntetid eller administrativt stillestånd samt stilleståndstid för förebyggande underhåll. Det inkluderar korrigerande underhållsavbrott. Inneboende tillgänglighet härleds i allmänhet från analys av en teknisk design:

Effekten av ett reparerbart element (renovering/retillverkning är inte reparation, utan snarare utbyte) på tillgängligheten av systemet, i vilket det fungerar, är lika med medeltiden mellan fel MTBF/(MTBF+ medeltid för reparation MTTR).
Effekten av ett engångs-/icke-reparerbart element (kan renoveras/återtillverkas) på tillgängligheten av systemet där det fungerar, är lika med medeltiden till fel ( MTTF )/(MTTF + medeltiden för reparation av MTTR) ).

Det är baserat på kvantiteter under kontroll av designern.

Tillgänglighet, uppnådd (Aa) Sannolikheten att en artikel kommer att fungera tillfredsställande vid en given tidpunkt när den används under angivna förhållanden i en idealisk supportmiljö (dvs. att personal, verktyg, reservdelar etc. är omedelbart tillgängliga). Det utesluter logistiktid och väntetid eller administrativt stillestånd. Det inkluderar aktivt förebyggande och korrigerande underhållsstopp.

Tillgänglighet, operativ (Ao) Sannolikheten att en artikel kommer att fungera tillfredsställande vid en given tidpunkt när den används i en verklig eller realistisk drift- och supportmiljö. Det inkluderar logistiktid, beredskapstid och väntetid eller administrativt stillestånd samt stilleståndstid för både förebyggande och korrigerande underhåll. Detta värde är lika med medeltiden mellan fel ( MTBF ) dividerat med medeltiden mellan fel plus medelstopptiden (MDT). Denna åtgärd utökar definitionen av tillgänglighet till element som kontrolleras av logistiker och uppdragsplanerare, såsom kvantitet och närhet av reservdelar, verktyg och arbetskraft till hårdvaran.

Se Systemteknik för mer information

Grundläggande exempel

Om vi använder utrustning som har en medeltid till fel (MTTF) på 81,5 år och medeltid för reparation (MTTR) på 1 timme:

MTTF i timmar =

81,5 \times 365 \times 24 = 713940

(Detta är en tillförlitlighetsparameter och har ofta en hög osäkerhetsnivå!)

Inbyggd tillgänglighet (Ai)

= 713940 / (713940+1) = 713940 / 713.941 osäkerhet = 890

%

otillgänglighet

1 / 713940 = 0,000140 %

Avbrott på grund av utrustning i timmar per år = 1/takt = 1/MTTF = 0,01235 timmar per år.

Litteratur

Tillgänglighet är väl etablerad i litteraturen om stokastisk modellering och optimalt underhåll . Barlow och Proschan [1975] definierar tillgängligheten för ett reparationsbart system som "sannolikheten att systemet fungerar vid en specificerad tid t." Blanchard [1998] ger en kvalitativ definition av tillgänglighet som "ett mått på graden av ett system som är i funktionsdugligt och commitable tillstånd vid starten av uppdraget när uppdraget är påkallat vid en okänd slumpmässig tidpunkt." Denna definition kommer från MIL-STD-721. Lie, Hwang och Tillman [1977] utvecklade en komplett undersökning tillsammans med en systematisk klassificering av tillgänglighet.

Tillgänglighetsmått klassificeras antingen efter tidsintervallet av intresse eller mekanismerna för systemets driftstopp . Om tidsintervallet av intresse är det primära problemet, överväger vi momentan, begränsande, genomsnittlig och begränsande genomsnittlig tillgänglighet. De tidigare nämnda definitionerna utvecklas i Barlow och Proschan [1975], Lie, Hwang och Tillman [1977] och Nachlas [1998]. Den andra primära klassificeringen för tillgänglighet är beroende av de olika mekanismerna för stillestånd, såsom den inneboende tillgängligheten, uppnådd tillgänglighet och operativ tillgänglighet. (Blanchard [1998], Lie, Hwang och Tillman [1977]). Mi [1998] ger några jämförelseresultat av tillgänglighet med tanke på inneboende tillgänglighet.

Tillgänglighet som beaktas vid underhållsmodellering finns i Barlow och Proschan [1975] för ersättningsmodeller, Fawzi och Hawkes [1991] för ett R-out-of-N-system med reservdelar och reparationer, Fawzi och Hawkes [1990] för ett seriesystem med utbyte och reparation, Iyer [1992] för imperfekta reparationsmodeller, Murdock [1995] för åldersersättningsmodeller för förebyggande underhåll, Nachlas [1998, 1989] för förebyggande underhållsmodeller och Wang och Pham [1996] för imperfekta underhållsmodeller. En mycket omfattande ny bok är av Trivedi och Bobbio [2017].

Ansökningar

Tillgänglighet används i stor utsträckning inom kraftverksteknik . Till exempel implementerade North American Electric Reliability Corporation 1982 Generating Availability Data System .

Se även

Källor

Den här artikeln innehåller material från allmän egendom från Federal Standard 1037C . General Services Administration . (till stöd för MIL-STD-188) .
K. Trivedi och A. Bobbio, Reliability and Availability Engineering: Modeling, Analysis and Applications , Cambridge University Press, 2017.

externa länkar