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.

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.