نظریه قابلیت اطمینان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

قابلیت اطمینان در حقیقت احتمال موفقیت است، یا احتمال اینکه سیستم یا مجموعه بدون وقوع خرابی به وظایف تعیین شده با محدودیت‌های تعیین شده در طراحی (مانند محدوده زمانی و مکانی) و در شرایط کارکردی مشخص(مانند دما، رطوبت، ارتعاش و...) عمل کند.

اندازه گیری[ویرایش]

روابط ریاضی اصلی قابلیت اطمینان

تعریف قابلیت اطمینان بر تعریف وقوع خرابی بنا شده‌است. برای اندازه گیری قابلیت اطمینان یک سیستم ابتدا سیستم به اجزایی شکسته می‌شود و قابلیت اطمینان سیستم برحسب قابلیت اطمینان اجزای آن بیان می‌گردد. برای محاسبه قابلیت اطمینان هر جزء براساس داده‌های آماری در دسترس، مدلی برای نرخ وقوع خرابی انتخاب می‌شود و پارامترهای آن براساس داده‌های موجود تخمین زده می‌شوند

دو تابع اصلی در بررسی رفتار وقوع خرابی، توابع چگالی وقوع خرابی (f) و نرخ مخاطره (z) هستند. در یک بازهٔ زمانی خاص، چگالی وقوع خرابی برابر نسبت وقوع خرابی های رخ داده در آن بازه به کل جمعیت اولیه عناصر، تقسیم بر طول بازه‌است. به عبارت دیگر این تابع سرعت میانگین (یا سرعت کلی وقوع خرابی ها) را نشان می‌دهد. ولی نرخ مخاطره را می‌توان سرعت لحظه‌ای وقوع خرابی ها دانست که برابر است با نسبت تعداد وقوع خرابی ها در بازه به تعداد عناصر سالم در ابتدای بازه، تقسیم بر طول بازه.

نرخ مخاطره[ویرایش]

نرخ مخاطره معمولاً با یکی از مدلهای ثابت، خطی، یا چند جمله‌ای مدل می‌شود. مخاطرهٔ ثابت در بسیاری از کاربردها کافی است و معمولاً برای نشان داده رفتار وقوع خرابی تصادفی (وقوع خرابی در مراحل میانی عمر سیستم) از آن استفاده می‌شود. در این مدل قابلیت اطمینان و توزیع چگالی وقوع خرابی نمایی خواهند بود. ولی این مدل برای دوره کهولت سیستم (که در آن با مخاطره فزاینده مواجه هستیم) مناسب نیست. در این حالت از مخاطرهٔ خطی استفاده می‌کنیم. در این حالت توزیع چگالی وقوع خرابی یک توزیع رالی خواهد بود. مدل سوم (مخاطره چند جمله‌ای) حالت کلی تر دوحالت فوق است که دقت بیشتری دارد. در این حالت چگالی وقوع خرابی دارای توزیع ویبول خواهد شد، که توزیعی مهم در مبحث قابلیت اطمینان است.

دو مدل اول نیز حالت‌های خاصی از این مدل هستند. در مدل مخاطرهٔ ثابت m=۰ و در مخاطره خطی m=۱ است.

برآورد پارامترها[ویرایش]

برای برآورد پارامتر مدل‌های فوق براساس داده‌های وقوع خرابی، از مقادیر زمان متوسط تا وقوع خرابی (ام-تی-تی-اف) و زمان متوسط بین وقوع خرابی ها (ام-تی-بی-اف) استفاده می‌کنیم. این مقادیر را می‌توان با میانگین گرفتن از زمانهای وقوع خرابی محاسبه نمود. ام-تی-تی-اف مقدار مترقبه زمان وقوع خرابی است و می‌توان آن را از روی تابع چگالی وقوع خرابی بدست آورد.

مراکز علمی و تحقیقاتی در ایران[ویرایش]

این موضوع با وجود قدمت طولانی در جهان، چند سال است که توسط مراکز علمی و پژوهشی کشور مورد توجه قرار گرفته و در برخی از پروژه های کشور به صورت محدود پیاده سازی می شود. پژوهشکده سامانه‏ های فضانوردی(پژوهشگاه هوا فضای سابق) به همراه برخی مراکز دانشگاهی نظیر دانشگاه امیرکبیرو دانشگاه تهران از پیشگامان این عرصه محسوب شده و این موضوع به صورت جدی توسط اساتید آنان مورد مطالعه قرار گرفته است و دروسی در مقطع کارشناسی ارشد برای علاقه مندان ارائه می کنند.

منابع[ویرایش]

Martin L. Shooman، Reliability of Computer Systems and Networks: Fault Tolerance،Analysis،and Design، John Wiley & Sons، 2003.

نظام‌الدین فقیه، مهندسی کیفیت و اطمینان[۱][۲] ۹۷۸-۹۶۴-۹۹۹۸-۱۸-۳:شابک

نظام‌الدین فقیه، قابلیت اطمینان فازی در سیستمهای صنعتی[۳][۴] ۹۶۴-۸۵۶۹-۴۹-۵:شابک

پانویس[ویرایش]

[مرکز تحقیقات قابلیت اطمینان]