Wskaźniki awaryjności są ważnym czynnikiem w inżynierii. Służą do określania niezawodności systemu lub komponentu w systemie. Aby obliczyć wskaźnik awaryjności, musisz obserwować system lub komponent i rejestrować czas potrzebny na awarię. Podobnie jak w przypadku każdej statystyki, im więcej masz danych, tym dokładniejsze będą obliczenia wskaźnika awaryjności. Na przykład, jeśli obliczałeś wskaźnik awaryjności określonego typu kabla USB, Twój obliczenia byłyby dokładniejsze, gdybyś przetestował 1000 kabli w ciągu roku, a nie jeden kabel w ciągu kilka dni.
Obliczanie stałych wskaźników awarii
Aby zmierzyć wskaźniki awaryjności, potrzebujesz próbki identycznych komponentów lub systemów, które można obserwować w czasie. Załóżmy na przykład, że masz pięć żarówek podłączonych do obwodu automatycznego, które możesz następnie włączać i wyłączać raz na godzinę przez 1000 godzin, co daje następujące dane:
- Żarówka 1 wypaliła się po 422 godzinach.
- Żarówka 2 przepaliła się po 744 godzinach
- Żarówka 3 przepaliła się po 803 godzinach
- Żarówka 4 przepaliła się po 678 godzinach
- Żarówka 5 świeciła przez 1000 godzin
Daje to 4 awarie w sumie 3647 godzin.
Aby obliczyć wskaźnik awarii, podziel liczbę awarii przez całkowitą liczbę godzin, na przykład 4/3 647 = 0,0011 awarii na godzinę.
W tym przykładzie wskaźnik awaryjności na godzinę jest tak mały, że prawie nieistotny. Pomnożenie tej liczby przez 1000 sprawi, że będzie to bardziej zrozumiałe dla kogoś, kto myśli o zakupie żarówki, co oznaczałoby 1,1 awarii na 1000 godzin. Ponieważ w jednym roku jest 8760 godzin, można podzielić 3647 przez 8760, aby uzyskać 0,41 awarii rocznie, czyli około 2 awarii co pięć lat.
Obliczanie MTBF
Innym sposobem wyrażenia wskaźników awarii jest użycie średniego czasu między awariami. MTBF jest zwykle używany w systemach wysokiej jakości, w których awarie są rzadkie i należy je minimalizować, jak np. system naprowadzania w samolocie pasażerskim lub poduszki powietrzne w samochodzie osobowym. Znajomość MTBF pozwala producentom zalecić, jak często należy sprawdzać, konserwować i wymieniać komponenty.
Aby obliczyć MTBF, należy podzielić liczbę godzin przez liczbę awarii. W przypadku pięciu testowanych żarówek, które miały wskaźnik awaryjności 4 na 3647, określasz MTF jako 3647/4 = 909. MTBF wynosi zatem 909 godzin.
Degradacja systemów z biegiem czasu
W większości rzeczywistych scenariuszy prawdopodobieństwo awarii wzrasta wraz z upływem czasu, gdy komponenty się psują i zużywają się. Na przykład układ hamulcowy samochodu jest mniej podatny na awarię w pierwszym roku użytkowania niż po pięciu latach bez konserwacji. W rezultacie inżynierowie zazwyczaj muszą testować komponenty przez dłuższe okresy czasu i obliczać wskaźniki awaryjności w różnych odstępach czasu.