Luotettavuustekniikka edellyttää sen arvioimista, että järjestelmä tai komponentti suorittaa suunnitellun tehtävänsä ilman vikaa tietyn ajanjakson aikana. Todennäköisyysteoria auttaa insinöörejä mittaamaan ja analysoimaan näitä luotettavuusmittareita eri esimerkkien ja laskelmien avulla.

Luotettavuuskäsitteet

Todennäköisyysteoria tarjoaa työkaluja järjestelmän suorituskyvyn epävarmuuden mallintamiseen. Peruskäsitteenä on epäonnistumisen tai onnistumisen todennäköisyys, joka vaihtelee 0:sta 1. Insinöörit käyttävät usein näitä mahdollisuuksia järjestelmän luotettavuuden ja huoltoaikataulujen ennustamiseen.

Esimerkki: Series System Reliability

Harkitse järjestelmää, jossa on kolme osaa järjestetty sarjassa. Järjestelmä toimii vain, jos kaikki komponentit toimivat oikein. Jos vikatodennäköisyydet ovat 0,02, 0,03 ja 0,01 vastaavasti, luotettavuus kunkin komponentin on 0,98, 0,97 ja 0,99.

Järjestelmän kokonaisluotettavuus lasketaan kertomalla uudelleenvelka:

Luotettavuus = 0,98 × 0,97 × 0,99 ...

Esimerkki: Rinnakkaisjärjestelmän luotettavuus

Rinnakkaisjärjestelmässä järjestelmä toimii, jos ainakin yksi komponentti toimii. Oletetaan, että kahdella komponentilla on virhetodennäköisyys 0,05 ja 0,10. Niiden velat ovat 0,95 ja 0,90.

Todennäköisyys, että molemmat komponentit epäonnistuvat samanaikaisesti, on:

Epäonnistuminen = 0,05 × 0,10 = 0,005

Järjestelmän luotettavuus on näin ollen

Luotettavuus = 1 - 0,005 = 0,995

Epäonnistumisen välisen keskimääräisen ajan laskeminen (MTBF)

MTBF on keskeinen metri luotettavuussuunnittelussa, joka vastaa keskimääräistä odotettua aikaa virheiden välillä. Jos vikaluku (λ) tunnetaan, MTBF lasketaan seuraavasti:

MTBF = 1 / λ

Jos esimerkiksi komponentin vika-aste on 0,0005 vikaa tunnissa, sen MTBF on:

MTBF = 1 / 0, 0005 = 2000 tuntia

Päätelmä

Todennäköisyysteorian avulla insinöörit voivat määrittää järjestelmän luotettavuuden, ennustaa epäonnistumisen todennäköisyydet ja optimoida huoltostrategioita. Nämä laskelmat ovat välttämättömiä luotettavan järjestelmän suunnittelussa eri toimialoilla.