Кіріспе
Инженерлік жүйе немесе компонент ақауларының жиілігі. Ақаулық деңгейі – инженерлік жүйе немесе компонент ақауларының жиілігі, уақыт бірлігіне шаққандағы ақаулар саны ретінде беріледі. Ол әдетте грек әрпі λ (лямбда) арқылы белгіленеді және сенімділік инженериясында кеңінен қолданылады. Жүйенің ақаулық деңгейі әдетте уақытқа байланысты өзгереді, жүйенің өмірлік циклі бойында ауытқиды. Мысалы, автомобильдің қызмет істеген бесінші жылындағы ақаулық деңгейі, бірінші жылындағы деңгейден әлдеқайда жоғары болуы мүмкін. Жаңа автомобильде эгзостық құбырды ауыстыру, тежегіштерді жөндеу немесе трансмиссиямен үлкен мәселелерге тап болу күтілмейді. Іс жүзінде, ақаулар арасындағы орташа уақыт (MTBF, 1/λ) көбінесе ақаулық деңгейінің орнына қолданылады. Бұл жарамды және пайдалы, егер ақаулық деңгейі тұрақты деп есептеуге болады – бұл көбінесе күрделі құрылғылар/жүйелер, электроника үшін қолданылады және кейбір сенімділік стандарттарында (әскери және аэроғарыш) қабылданған практика. Бұл жағдайда ол ванна қисығының жазық бөлігіне ғана қатысты, ол "қызметтік өмір кезеңі" деп те аталады. Осы себепті, компоненттің қызмет ету мерзімін бағалау үшін MTBF-ты экстраполяциялау дұрыс емес, өйткені "ванна қисығының" "тозу кезеңінде" ақаулық деңгейі әлдеқайда жоғары болғандықтан, нақты қызмет ету мерзімі MTBF көрсеткеннен әлдеқайда қысқа болады. MTBF сандарын пайдаланудың себебі – үлкен оң сандарды (мысалы, 2000 сағат) қолдану, өте кішкентай сандарға (мысалы, сағатына 0,0005) қарағанда интуитивті және есте сақтау оңай. MTBF – ақаулық деңгейін басқару қажет жүйелерде, әсіресе қауіпсіздік жүйелерінде маңызды жүйе параметрі. MTBF инженерлік жобалау талаптарында жиі кездеседі және жүйеге техникалық қызмет көрсету мен тексеру жиілігін анықтайды. Жаңару процестері деп аталатын арнайы процестерде, егер ақаудан қалпына келтіру уақыты ескерілмесе және ақау ықтималдығы уақытқа қатысты тұрақты болса, ақаулық деңгейі MTBF-тың кері шамасына тең болады (1/λ). Көлік саласында, әсіресе теміржол және жүк тасымалында қолданылатын ұқсас көрсеткіш – "ақаулар арасындағы орташа қашықтық", ол жүктелген қашықтықты сенімділік талаптарымен байланыстыруға бағытталған. Ақаулық деңгейі сақтандыру, қаржы, сауда және реттеу салаларында маңызды фактор болып табылады және әртүрлі салалардағы қауіпсіз жүйелерді жобалау үшін негізгі болып табылады.
Failure rate is the frequency with which an engineered system or component fails, expressed in failures per unit of time. It is usually denoted by the Greek letter λ (lambda) and is often used in reliability engineering. The failure rate of a system usually depends on time, with the rate varying over the life cycle of the system. For example, an automobile's failure rate in its fifth year of service may be many times greater than its failure rate during its first year of service. One does not expect to replace an exhaust pipe, overhaul the brakes, or have major transmission problems in a new vehicle. In practice, the mean time between failures (MTBF, 1/λ) is often reported instead of the failure rate. This is valid and useful if the failure rate may be assumed constant – often used for complex units / systems, electronics – and is a general agreement in some reliability standards (Military and Aerospace). It does in this case only relate to the flat region of the bathtub curve, which is also called the "useful life period". Because of this, it is incorrect to extrapolate MTBF to give an estimate of the service lifetime of a component, which will typically be much less than suggested by the MTBF due to the much higher failure rates in the "end of life wearout" part of the "bathtub curve". The reason for the preferred use for MTBF numbers is that the use of large positive numbers (such as 2000 hours) is more intuitive and easier to remember than very small numbers (such as 0.0005 per hour). The MTBF is an important system parameter in systems where failure rate needs to be managed, in particular for safety systems. The MTBF appears frequently in the engineering design requirements, and governs frequency of required system maintenance and inspections. In special processes called renewal processes, where the time to recover from failure can be neglected and the likelihood of failure remains constant with respect to time, the failure rate is simply the multiplicative inverse of the MTBF (1/λ). A similar ratio used in the transport industries, especially in railways and trucking is "mean distance between failures", a variation which attempts to correlate actual loaded distances to similar reliability needs and practices. Failure rates are important factors in the insurance, finance, commerce and regulatory industries and fundamental to the design of safe systems in a wide variety of applications.
Ақаулық деңгейінің төмендеуі
Кеміп бара жатқан сәтсіздік деңгейі (DFR) – бұл белгілі бір уақыт аралығында болатын оқиғаның ықтималдығы уақыт өте келе төмендеп бара жатқан құбылыс. Кеміп бара жатқан сәтсіздік деңгейі "бала өлімі" кезеңін сипаттауы мүмкін, онда ертерек туындаған сәтсіздіктер жойылады немесе түзетіледі, және бұл жағдай λ(t) функциясының төмендеуімен сәйкес келеді. DFR айнымалыларының қоспалары DFR болып табылады. Экспоненциалды түрде таралған кездейсоқ айнымалылардың қоспалары гиперэкспоненциалды түрде таралған.
Жаңарту процестері
DFR жаңарту функциясымен жаңарту процесінде жаңарту аралықтары дөңіс болады. Браун болжам жасады, егер жаңарту аралықтары дөңіс болса, онда DFR да қажет, алайда бұл болжам дискретті жағдайда да расталмады.
Қолданбалар
Ақаулық деңгейінің өсуі – компоненттердің тозуына байланысты түсінікті ұғым. Ақаулық деңгейінің төмендеуі – уақыт өте келе жақсаратын жүйені көрсетеді. Ұшақтардың кондиционерлеу жүйелерінің сенімділігі жеке-жеке экспоненциалды үлестірімге ие екені анықталды, демек, біріктірілген популяцияда DFR байқалады.
Вариация коэффициенті
Ақаулық деңгейі төмендегенде, ауытқу коэффициенті ⩾ 1-ге тең болады, ал ақаулық деңгейі көтерілгенде, ауытқу коэффициенті ⩽ 1-ге тең болады. Бұл нәтиже тек қана ақаулық деңгейі t ⩾ 0 үшін анықталған жағдайда ғана қолданылады, сондай-ақ кері нәтиже (ауытқу коэффициентінің ақаулық деңгейінің сипатын анықтауы) дұрыс емес екенін ескеріңіз.
Бірліктер
Ақаулық деңгейін кез келген уақыт бірлігімен көрсетуге болады, бірақ практикада сағаттар ең көп қолданылады. "Уақыт" бірліктерінің орнына километрлер, айналымдар сияқты басқа бірліктерді де пайдалануға болады. Ақаулық жиілігі инженерлік жазбада миллионға шаққандағы ақаулар (10−6) түрінде, әсіресе жеке компоненттер үшін жиі көрсетіледі, себебі олардың ақаулық деңгейі көбінесе өте төмен болады. Бір құрылғының жұмыс істеу кезіндегі уақыт ішіндегі ақаулар (FIT) көрсеткіші – бұл құрылғының 1 миллиард (109) сағат жұмыс істеуі кезінде күтілетін ақаулар саны. (Мысалы, 1000 құрылғы 1 миллион сағат бойы, немесе 1 миллион құрылғы әрқайсысы 1000 сағат бойы, немесе басқа да комбинация). Бұл термин, әсіресе, жартылай өткізгіштер индустриясында қолданылады. FIT пен MTBF арасындағы қатынасты былай көрсетуге болады: MTBF = 1,000,000,000 x 1/FIT.
Қосымшалық
Кейбір инженерлік болжамдар бойынша (мысалы, жоғарыда аталған тұрақты ақау деңгейіне қоса, қарастырылып отырған жүйеде маңызды резервтік мүмкіндіктер жоқ деген болжам), күрделі жүйенің ақау деңгейі оның компоненттерінің жеке ақау деңгейлерінің қосындысына тең болады, егер өлшем бірліктері сәйкес келсе, мысалы, миллион сағатқа шаққандағы ақаулар. Бұл жеке компоненттерді немесе кіші жүйелерді сынауға мүмкіндік береді, олардың ақау деңгейлері қосылып, жүйенің жалпы ақау деңгейі есептеледі. Жеке бір сәтсіздік тудырушы нүктені жою үшін "резервтік" компоненттерді қосу миссияның сәтсіздік деңгейін жақсартады, бірақ сериялық ақау деңгейін (логистикалық ақау деңгейі деп те аталады) нашарлатады. Қосымша компоненттер маңызды сәтсіздіктер арасындағы орташа уақытты (MTBCF) ұзартады, тіпті біреуінің сәтсіздікке ұшырауға дейінгі орташа уақыт қысқарса да.