Fiabilitate Mentenabilitate Disponobilitate

Dezvoltarea rapidă a aparaturii electronice a condus la preocupări

susținute în domeniul fiabilității produselor, de cîteva zeci de ani fiabilitatea

reprezentând o ramură separată a științei. Definirea fiabilității comportă două aspecte: unul cantitativ și unul calitativ. Din punct de vedere cantitativ, fiabilitatea unui dispozitiv (sistem) reprezintă probabilitatea P(t) ca acesta să își îndeplinească funcțiunile pentru care a fost realizat, în mod corespunzător, până la momentul de timp P(t) t , în condiții de utilizare specificate.

În mod normal, un produs este însoțit de un manual tehnic, în care sunt specificate condițiile în care produsul poate lucra (temperatura, umiditatea, șocuri, tensiune de alimentare, etc.). La studiul fiabilității unui produs trebuie respectate condițiile specificate de fabricant.

Din punct de vedere calitativ, fiabilitatea reprezintă proprietatea, aptitudinea unui produs de a-și îndeplini in mod corespunzător funcțiunile pentru care a fost proiectat, o anumită perioadă de timp, în condiții de utilizare specificate.

Dintre obiectivele fiabilității trebuie amintite:

• studiul defectelor sistemelor (mecanisme de defectare, cauze, influența

defectelor, combaterea lor);

• aprecierea comportării sistemelor în funcționare, în raport de condițiile

de exploatare;

• realizarea unor modele fiabilistice ale produselor, pe baza cărora se

calculează fiabilitatea lor, existând astfel posibilitatea comparării diferitelor variante și structuri.

Se observă că noțiunea de bază cu care operează fiabilitatea este defectul.

Ca urmare a apariției unui defect, un sistem își poate pierde total capacitatea de funcționare (de exemplu: defectarea microprocesorului central la un microcalculator), sau își înrăutățește performantele (de exemplu: defectarea unei unități de disc flexibil la un sistem cu mai multe unități).

Din punct de vedere probabilistic, un defect reprezintă un eveniment a cărui realizare conduce la modificarea performanțelor sistemului, în sensul înrăutățirii lor. Starea de defecțiune a unui sistem poate fi părăsită ca urmare a unor acțiuni de reparare, sau nu, când defectul nu mai poate fi remediat (de exemplu:un circuit hibrid încapsulat ermetic, la care s-a defectat o componentă trebuie inlocuit integral). Dacă sistemul poate fi reparat, se spune că avem de-a face cu un proces de restabilire, fiind implicat conceptul de mentenabilitate, care reprezintă aptitudinea sistemelor, exprimată calitativ sau cantitativ, de a fi reparate, după apariția unui defect, ca urmare a unor acțiuni de mentenanță.

CATEGORII DE FIABILITATE

În funcție de modalitatea folosită pentru calculul fiabilității sistemelor,

putem distinge mai multe categorii de fiabilitate:

• Fiabilitatea estimată – este fiabilitatea unui sistem calculată cu

mijloace statistico-matematice. Utilizarea unui model matematic cât

mai apropiat de sistemul real, conduce la rezultate cu un grad de

încredere ridicat.

• Fiabilitatea extrapolată – reprezintă fiabilitatea unui sistem

determinată prin extinderea fiabilității estimate la durate și condiții de

exploatare diferite de cele folosite pentru obținerea fiabilității estimate.

Gradul de încredere în rezultate depinde de realismul mecanismului de

exploatare.

• Fiabilitatea precalculată (preliminară) – este fiabilitatea calculată

pornind de la concepția sistemului, a bazei de date despre structura

acestuia și despre condițiile de utilizare.

• Fiabilitatea tehnică (nominală) – reprezintă fiabilitatea determinată în

urma încercărilor, în condiții de fabricație, în conformitate cu

regimurile de funcționare prevăzute în documentația tehnică. Este,

deci, fiabilitatea la producător.

• Fiabilitatea operațională – este fiabilitatea determinată prin

prelucrarea datelor referitoare la un număr mare de produse, aflate la

diverși beneficiari, în condiții reale de exploatare. Se mai numește

fiabilitate reală, sau fiabilitate la beneficiar.

CLASIFICAREA SISTEMELOR DIN PUNCT DE VEDERE

FIABILISTIC

Sistemele pot fi clasificate în mai multe categorii în funcție de

comportarea în exploatare și de utilizarea lor, de modul de exploatare, de

influența defecțiunilor asupra comportării sistemului.

• Funcție de comportarea în exploatare și de utilizarea lor, distingem:

a) sisteme fără restabilire – capacitatea de funcționare

b) nu se mai restabilește în procesul exploatării după apariția defecțiunii

(de exemplu: componentele electronice);

c) sisteme cu restabilire – funcționarea poate fi reluată după apariția

unei defectiuni (de exemplu:prin înlocuirea unor componente).

• Funcție de modul de exploatare, deosebim:

a) sisteme cu servire – au personal de supraveghere a funcționării (de

exemplu: în centrele de calcul);

b) sisteme fără servire – nu există personal pentru intervenții (de

exemplu: sistemele aflate pe sateliți, sonde spațiale).

• Funcție de influența defecțiunilor asupra comportamentului

sistemului, avem:

a) sisteme simple – la apariția unei defecțiuni sau își pierd capacitatea

de funcționare, sau își continuă funcțiile la parametri normali (în

acest caz existând facilități de tolerare a defectelor). Sunt sisteme

cu două stări: funcționare,nefunctionare;

b) sisteme complexe – la apariția unei defectiuni sistemul continuă să

funcționeze, dar cu capacitate redusă (performanțe degradate).

Această categorie de sisteme pot avea mai mult de două stări.

MĂRIREA FIABILITĂȚII PRIN REZERVARE

Fiabilitatea sistemelor poate fi sensibil mărită prin utilizarea rezervării

(redondanței). Aceasta presupune proiectarea suplimentară a uneia sau a mai multor căi de propagare a semnalelor prin sistem, prin adăugarea de elemente în paralel.

Costul sistemului se mărește, întrucât sunt adăugate elemente

suplimentare, dar scade costul reparațiilor neplanificate. Există mai multe scheme de rezervare care pot fi utilizate, în funcție de

aplicație.

Clasificarea tehnicilor de rezervare se poate face după diferite criterii:

• după modul de conectare a rezervelor în system:

• rezervare cu conectare permanentă: Rezervele sunt conectate în

permanență pe elementul de bază. Nu sunt necesare elemente

suplimentare (externe) care să îndeplinească funcțiile de detecție a

unui defect, decizie și comutare pe un element de rezervă. Acest

grup poate fi divizat mai departe în următoarele categorii:

• rezervare paralelă:

• simplă;

• duplex;

• bimodală:

• serie-paralel;

• paralel-serie;

• rezervare cu votare: majoritară:

• simplă;

• adaptabilă;

• cu porți de conectare.

• rezervare cu conectare la înlocuire: Până la apariția defectului

rezervele nu sunt conectate, sau sunt conectate parțial în sistem.

În acest caz sunt necesare elemente suplimentare pentru a

detecta un defect și a lua decizia de comutare în scopul cuplării

unui bloc de rezervă în locul celui defect.

• după condițiile în care lucrează rezervele până la defecțiune:

• rezervare încărcată (fierbinte). Rezervele lucrează în condiții și

solicitări identice cu elementele de bază. Un exemplu îl constituie

avionul cvadrimotor, din care numai două sunt necesare, însă

funcționează toate patru pentru eliminarea timpilor morți de punere

în funcțiune la defectarea unuia. În acest caz deosebirea dintre

elementul de bază și cel de rezervă este pur formală, oricare motor

putând fi considerat element de bază sau de rezervă;

• rezervare ușurată (caldă). Rezervele lucrează în condiții și solicitări

ușurate față de elementele de bază. Un exemplu îl constituie roata

de rezervă a unui automobil: este umflată, dar nu este supusă

solicitărilor mecanice și termice din timpul mersului;

• rezervare neîncărcată (rece). Rezervele așteaptă intrare în sistem în

stare de repaus, nefiind supuse solicitărilor. În acest fel rezervele nu

se pot defecta în starea de așteptare (prezintă intensități ale

defecțiunilor extrem de mici).

Referat întocmit de:

Agafiței Alexandru -Cristian