Độ tin cậy hệ thống Mô hình dự báo độ tin cậy pptx

Khi phương pháp dự báo có ñược các thừa số thực tế phù hợp, thì sẽ cung cấp ước lượng tốt nhất cho ñộ tin cậy cần có khi vận hành thực tế.. Các ứng dụng tiêu biểu là: • Xác ñịnh tính khả

MÔ HÌNH DỰ BÁO ðỘ TIN CẬY

1 Mở ñầu

Dự báo ñộ tin cậy ñóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình thiết kế ñộ tin cậy (DfR: Design for Reliability) khi phát triển sản phẩm Dự báo ñộ tin cậy cung cấp các

ước lượng ban ñầu về ñộ phức tạp của thiết kế sản phẩm Khi phương pháp dự báo có ñược các thừa số thực tế phù hợp, thì sẽ cung cấp ước lượng tốt nhất cho ñộ tin cậy cần

có khi vận hành thực tế Tuổi thọ xác lập ñược thảo luận trong chương 8, và mô tả theo dạng ñường cong bathtub trong hình 8.6 Vùng này ñược mô hình hóa với tốc ñộ hỏng hóc cố ñịnh Dự báo ñộ tin cậy có thể thực hiện tại mọi dáng vẽ của ñường cong bathtub hay các dạng ñuờng cong thực tế khác Tuy nhiên chương này chỉ chú ý ñến vấn ñề dự báo ñộ tin cậy trong vùng có tốc ñộ hỏng hóc không ñổi Dự báo ñộ tin cậy dùng ñược cho nhiều mục tiêu trong khi phát triển sản phẩm Các ứng dụng tiêu biểu là:

• Xác ñịnh tính khả thi nhằm ñạt yêu cầu hay mục tiêu về ñộ tin cậy;

• Giám sát tính phức tạp trong quá trình phát triển;

• Ước lượng kỳ vọng về tốc ñộ hỏng hóc liên quan ñến chi phí của chu kỳ sống;

• Ước lượng tốc ñộ hỏng hóc nhằm ước lượng yếu tố thõa hiệp hỗ trợ thiết kế;

• Ước lượng tốc ñộ hỏng hóc ñể tính toán các ñặc tính phụ thuộc tốc ñộ hỏng hóc như khả năng duy trì hay tính thử nghiệm ñược;

• Ước lượng tốc ñộ hỏng hóc cho các chế ñộ hỏng hóc hay phân tích FMEA (Failure Modes và Effect Analysis);

• Hỗ trợ ước lượng về yêu cầu của khách hàng, và

• Cung cấp các kỳ vọng về tốc ñộ hỏng hóc trong những ñiều kiện khác nhau (thí dụ yếu tố quá nhiệt hay môi trường của người dùng khi di ñộng hay cố ñịnh trong môi trường mặt ñất)

2 Mô hình hóa ñộ tin cậy của hệ thống

Hầu hết các dự báo về ñộ tin cậy thường dùng xu hướng “từ dưới lên:bottoms-up” bằng cách ước lượng tốc ñộ hỏng hóc cho mỗi phần tử rồi tổ hợp các tốc ñộ hỏng hóc cho toàn bộ hệ thống (assembly); xem thêm hình 11.1 Trong cấu hình khối chức năng, hệ thống ñược chia ra những phần tử nhỏ nhất cần quan tâm Hình 11.1 minh họa một số sơ

ñồ khối tiêu biểu quan trọng Trường hợp này, tốc ñộ hỏng hóc của hệ thống là tổng của

từng hệ con riêng lẻ A, B, C, và D Các hệ con có cấu hình nối tiếp; nếu bất kỳ hệ con

nào bị hỏng, thì sẽ ñưa ñến hỏng hóc chung của hệ thống Có ba cách biểu diễn sơ ñồ khối truyền thống Các hệ con trong hình 11.1 có các phần tử ñược cấu hình theo mục tiêu hoạt ñộng Hệ con A bao gồm các khâu 1, 2, và 3 ñược mắc theo dạng nối tiếp (nếu bất kỳ khâu nào bị hỏng thì hệ con A bị hỏng) Hệ con B bao gồm các khâu 4, 5, và 6 mắc song song Tương tự, hệ con D bao gồm các khâu 8 và 9 nối song song Các hệ con

có cấu hình song song cho thấy tính dư thừa (redundancy) Thí dụ, trong hệ con B, có hai khâu bị hỏng mà không ảnh hưởng lên hệ con này Chỉ khi cả ba khâu ñều hỏng thì hệ con B mới hỏng Cuối cùng thì hệ con C gồm các phần tử có vẽ là song song Tuy nhiên với 2/3 trục (trunk) xuất hiện nhằm cho thấy là bao lâu mà hai khâu trong ba còn hoạt

ñộng, thì hệ con mới hoạt ñộng ñược Sau khi xác ñịnh ñược tốc ñộ hỏng hóc của từng

khâu, thì ta ñi ngược lên trên ñể dự báo ñộ tin cậy cho toàn hệ thống ðây ñược gọi là xu hướng từ dưới lên Cấu hình khác nhau thường dùng các phương pháp xác ñịnh ñộ tin cậy khác nhau

11.2.1 Hệ nối tiếp (Hệ con A)

Dự báo ñộ tin cậy thường ñược thực hiện khi vận hành xác lập Như thế, thường dùng phân bố có dạng hàm mủ (xem hình 8.7)

Hàm tin cậy của phân bố dạng mủ:

R ( t ) = e λt (11.1)

là xác suất tồn tại của phần tử theo thời gian, t Như thế thì hệ thống với nhiều khâu ñộc lập nhau và hỏng hóc của từng khâu ảnh hưởng ñược lên hỏng hóc toàn hệ thống, tức là:

RSystem = R1R2R3R4 Rn (11.2)

hay:

e system e 1te 2te 3t e nt e ( 1 2 3 n)t

λ λ λ λ λ

λ λ λ

như thế:

λSystem = λ1+ λ2 + λ3+ + λn

Tốc ñộ hỏng hóc của hệ thống chính là tổng của các tốc ñộ hỏng hóc của từng khâu riêng lẻ

▼ Thí dụ 11.1 Tốc ñộ hỏng hóc của hệ con A

Bài toán:

Tốc ñộ hỏng hóc của các khâu 1, 2, và 3 lần lượt là 0.1, 0.3, và 0.5 giờ–1 Xác ñịnh tốc ñộ hỏng hóc của hệ con A

Lời giải:

Do tốc ñộ hỏng hóc của hệ con chỉ là tổng của tốc ñộ hỏng hóc từng khâu, nên tốc ñộ hỏng hóc của hệ con A là 0.9 giờ–1

11.2.2 Hệ thống song song (Hệ con D)

Hệ song song cho thấy tính dư thừa Thí dụ ñơn giản nhất về dư thừa là tình trạng cấu hình tin cậy của hai phần tử nối song song Ở ñây làm việc với xác suất hỏng hóc R'= (1 – R) Vậy, xác suất hỏng hóc của hệ thống bao gồm hai phần tử hỏng hóc song song là:

RSystem' = R1'R2' (11.4)

hay:

1 − RSystem = ( 1 − R1)( 1 − R2) (11.5)

giải ra, ta ñược:

RSystem = R1+ R2 − R1R2 (11.6)

Thế vào hàm tin cậy trong phân bố dạng mủ, thì:

RSystem = e− λ 1t + e− λ 2t − e− λ 1te− λ 2t=e− λ 1t + e− λ 2t − e−(λ 1 + λ 2)t (11.7)

Vế phải là một hàm phức tạp, và không thể ñặt Rsystem vào trong dạng mủ ñơn giản

ñược và không thể xác ñịnh ñược một cách dễ dàng tốc ñộ hỏng hóc của hệ thống theo

phân bố dạng mủ Tuy nhiên, khi lấy tích phân hai vế của phương trình:

∞∫ = ∫∞ − + − − − + = ∫∞ − + ∫∞ − −∞∫ − +

) 2 1 ( 0

2 0

1 )

2 1 ( 2 1 0

] [

)

( t dt e e e dt e dt e dt e dt

System

λ λ λ

λ λ

λ λ

λ

(11.8)

Vế bên trái chính là MTTF của hệ thống (xem lại mục 8.2)

eff System R t dt

MTTF

λ

1 )

( 0

=

= ∫∞ (11.9)

và phần ngược λeff, lại ñược xem là tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng của hệ thống Tích phân bên vế phải của phương trình có tốc ñộ hỏng hóc là hằng số

Thí dụ:

1 0

1 1

λ

∫

∞

−

dt

e t (11.10)

Như thế thì MTTF của hai khâu song song là

9 8 9 8

1 1

1

1

λ λ λ λ

λeffD = + − + (11.11)

▼ Thí dụ 11.2 Tốc ñộ hỏng hóc của hệ con D

Bài toán:

Tốc ñộ hỏng hóc của các khâu 8 và 9 trong hệ con D lần lượt là 0.25 và 0.2 giờ–1 Xác

ñịnh tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng của hệ con D

Lời giải:

Tốc ñộ hỏng hóc của hệ con D tìm ñược từ phương trình 11.11

9 8 9 8

1 1

1 1

λ λ λ λ

λeffD = + − +

Khi thay thế các giá trị vào, ta có:

= 1 = 4 + 5 − 2 , 22 = 6 , 78

effD D

MTTF

Như thế, tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng của hệ con D là 0.147 giờ–1

11.2.3 Rút gọn ñộ dư thừa trong mô hình

Thường thì xu hướng trên dùng cho các hệ con có ba khâu nối song song, như hệ con B trong hình 11.1 Tuy nhiên, giảm thiểu bớt ñộ dư thừa ñể dùng công thức trên: Thí dụ: ñộ dư thừa của hệ con B ñược rút gọn theo hình 11.2 Trong trường hợp này thì việc kết hợp hai khâu 4 và 5 tạo ra một hệ con mới Tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng của hệ con gồm hai khâu song song này là:

5 4 5 4 5

&

4

1 1

1 1

λ λ λ λ

λeffSub = + − +

(11.12)

ðiều này cho phép giảm thiểu việc tính toán ñối với bài toán xác ñịnh hỏng hóc toàn hệ thống con Tốc ñộ hỏng hóc của hệ con B bây giờ ñược giảm thành bài toán xác ñịnh tốc

ñộ hỏng hóc của hai khâu mắc song song và cho bởi:

6 5

&

4 6

5

&

4

1 1

1 1

λ λ

λ λ

=

effSub effSub

effB D

▼ Thí dụ 11.3 Tốc ñộ hỏng hóc của

hệ con B

Bài toán:

Tốc ñộ hỏng hóc của các khâu 4, 5,

và 6 trong hệ con B lần lượt là 0.2, 0.4,

và 0.25 giờ–1 Xác ñịnh tốc ñộ hỏng

hóc hiệu dụng cho hệ con B

Lời giải:

Kết hợp khâu 4 và 5 thành hệ con

(Phương trình 11.12)

83 , 5 66 , 1 5 , 2 5

1

5

&

4

=

− +

=

effSub

λ

tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng của hệ con B:

1 = 5 , 83 + 4 − 2 , 375 = 7 , 46

emB

effSubSyst

λ

Tức là tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng của hệ con B là 0.134 giờ–1

11.2.4 Mô hình hóa k của hệ con n khâu

Xác suất của ít nhất k hỏng trong số n khâu giống nhau hoạt ñộng ñược tính theo ñịnh

lý về xác suất Tính xác suất thành công R, tức là:

∑−

=

−

=n k

i

i A n

A

i n i

n R

0

1

) 1 ( ) ( )!

(

!

(11.14)

▼Thí dụ11.4 Tốc ñộ hỏng hóc của hệ con C và hệ thống

Bài toán:

Xác ñịnh tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng cho hệ con C trong ñó ít nhất 2 trong 3 phải hoạt

thí dụ từ 11.1 ñến 11.3, ñể xác ñịnh tốc ñộ hỏng hóc toàn hệ thống

Lời giải:

Dùng phương trình 11.14, ta có:

) 1 ( ) ( 3 ) ( ) 1 ( ) ( )!

1 3 ( 1

! 3 ) 1 ( ) ( )!

0 3 ( 0

! 3

7 2 7 3 7 7

2 7 3

R

−

+

−

=

theo thừa số hàm tin cậy dạng mủ, ñiều này có nghĩa là:

) 1

(

,

SubsystemC e e e

ñơn giản:

) 2

3 2 ,t 3 ,t

SubsystemC e e

lấy tích phân hai vế của phương trình:

7 7

5 3

2 2

3 1

λ λ λ

=

effC SubsystemC

MTTF

thay vào tốc ñộ hỏng hóc của phần 7 trong thời gian 0,2 giờ-1, cho ta

24 , 0 5

) 2 , 690

5

λeff

Từ các thí dụ từ 11.1 ñến 11.4, xác ñịnh ñược tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng của hệ con

A, B, C, và D ñã ñược xác ñịnh lần lượt là 0.9, 0.134, 0.24, và 0.147 giờ–1 Do ñó, tốc ñộ hỏng hóa hiệu dụng toàn hệ thống ñược xác ñịnh từ tổng là 1.42 giờ–1 (hay 0.704-giờ trong hệ MTTF)

2.5 Các cấu hình khác và tính sửa chữa/sẳn sàng (Repair/Availability)

Phần trên ñã ñiểm qua một số cấu hình dạng khối tiêu biểu, tuy nhiên còn có nhiều dạng cấu hình khác.Trong phụ lục A trình bày một số cấu hình của k-out với dạng dư thừa (redundant) dạng n Hơn nữa, tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng của một hệ dư thừa (redundant) còn ñược kéo dài ra nhờ việc sửa chữa Tức là, khi một có ñề mục hỏng trong một hệ dư thừa (redundant), thì có khả năng sửa chữa chúng trước khi hệ con bị hỏng Như thế, tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng cần ñược kết hợp vào với khả năng là ñơn vị

ñược sửa chữa và trả về một cách trực tuyến (online) với khả năng lại sẳn sàng trước khi

hệ con bị hỏng Trong phụ lục B trình bày các tình huống này Hơn nữa, ñôi khi thì redundancy ñược thực hiện từ ñơn vị dự phòng ñược thay thế cho các ñơn vị có khả năng hỏng hóc Trong trường hợp này, thì tốc ñộ hỏng hóc hiệu dụng thì phụ thuộc vào

cơ chế chuyển mạch và số lượng ñơn vị ở tình trạng sẳn sàng ðiều này cũng ñược mô tả trong phụ lục B

Trường hợp các hệ thống quá phức tạp, ñòi hỏi phải ñược sửa chữa thường xuyên do yêu cầu của khách hàng, thì cần có kỳ vọng về tính sẳn sàng của thiết bị như mô tả trong phụ lục C

3 Kỳ vọng của khách hàng

Kỳ vọng của khách hàng về dự báo ñộ tin cậy thường có ñộ biến ñộng rất lớn, ñặc biệt trong ñiều kiện thị trường toàn cầu với tầm ứng dụng rất rộng rãi của sản phẩm Như thế,

ñiều quan trọng là cần chuẩn bị tốt ñể ñáp ứng một tầm kỳ vọng rất rộng của khách hàng

Thường thì có rất nhiều phương pháp ñể thực hiện trong khi phát triển dự án Trong thực

tế thì thì có rất nhiều dự báo về ñộ tin cậy cho một dự án

4 Các phương pháp

Nhiều phương pháp dùng ñược trong dự báo ñộ tin cậy trong công nghiệp với từng ưu

và nhược ñiểm Phần này nhằm trình bày một số phương pháp thường dùng nhằm giúp hiểu ñược và ứng dụng ñược chúng Các phương pháp khác chưa ñược ñề cập do ta chỉ chú ý ñến các phương pháp quan trọng

Có thể dùng rất nhiều công cụ, và việc sử dụng thành thạo chúng sẽ giúp ích rất nhiều ñể thỏa mãn khách hàng cũng như việc nâng cao sản lượng Chương này chú ý ñến hai phương pháp

• Sổ tay quân sự -217 (Military Hvàbook-217; bản mới FN2) dùng ước lượng phần tử

ñiện và ñiện tử, dùng tốc ñộ hỏng hóc dạng hàm mủ, và:

• Bellcore (bản mới 6) dùng cho phương pháp I, II, và III với nhiều loạt mô hình khác nhau, dùng tốc ñộ hỏng hóc dạng hàm mủ cho các phần tử ñiện

Trong chương này cũng trình bày và so sánh giữa Military Handbook-217 và Bellcore Một số thảo luận về kỹ thuật và vật liệu cũng ñược nêu ra như:

• Ước lượng các hệ dư thừa (redundancy) cực kỳ phức tạp dùng kỹ thuật mô phỏng sự kiện rời rạc;

• Ước lượng tham số gia tốc dùng quan hệ Arrhenius;

• Ước lượng thừa số gia tốc dùng tầm rất rộng các thừa số ứng dụng khác;

• Ước lượng xác suất dùng tổ hợp tầm rộng các xác suất ñiều kiện (conditional probabilities)

4.1 Các phương pháp dự báo dùng Military Handbook-217

Phần này thảo luận về Military Handbook-217, với các phiên bản E, F-1, F-2, Parts Count and Detail Stress Methods, nhằm ước lượng tốc ñộ hỏng hóc của linh kiện ñiện -

ñiện tử dùng phân bố dạng mủ Tài liệu Military Handbook-217 là phương pháp ñược

hầu như ñược quốc tế thừa nhận Thí dụ, các chuẩn về ñộ tin cậy của Nga ñều ñược dùng phiên bản bằng tiếng Nga hay không dùng tiếng Nga của Military Handbook-217 trên 30 năm nay Ưu ñiểm lớn nhất của Military Handbook là có ứng dụng rộng rãi và kinh nghiệm của nhiều người với nhiều thừa số thực tế, từ việc so sánh các phương pháp dự báo trước ñây với kinh nghiệm hiện tại cùng một số ñiều kiện vận hành cụ thể Bản hiệu chỉnh mới nhất là Notice 2 dùng cho Military Handbook-217F, (Phương pháp dự báo ñộ tin cậy dùng cho thiết bị ñiện tử -Military Handbook Reliability Prediction of Electronic Equipment) Sổ tay này mô tả cả phần Parts Count và Detail Stress Methods, cùng với việc cung cấp tốc ñộ trong nhiều môi trường khác nhau, bao gồm từ yếu tố ñất lành (ground benign) ñiều kiện vận hành liên tục trong ñiều kiện hoạt ñộng tốt cho ñến các

ống phóng tia ñiện tử

Phương pháp Parts Count dùng giả ñịnh là môi trường nhiệt tiêu biểu, mức ñộ phức tạp của thiết bị, và nhiều yếu tố tăng cường về ñiện khác nhau Các giả ñịnh này làm ñơn giản hóa tác ñộng nhằm thực hiện việc ñánh giá Yếu tố ñơn giản hóa này cho phép ước lượng trước ñược kết quả Phương pháp Parts Count Method là lý tưởng nếu quá trình thiết kế nằm trong giai ñoạn rất sớm hay nếu công lao ñộng dùng cho phân tích ñược giảm thiểu Phần 4.3 cung cấp thí dụ về ứng dụng phương pháp Parts Count của Military Handbook-217 trong việc chế tạo ñồng hồ ñiện dùng trong thương mãi Phương pháp Detail Stress dùng mức ñộ phức tạp của linh kiện ñặc thù cùng với ứng dụng tăng cường

cụ thể ðiều này giúp việc thu thập thông tin cho thư viện và các ứng dụng tăng cường

Ưu ñiểm của phương pháp Detail Stress là kết luận ngõ ra phản ảnh ñược các ñiều kiện ñặc thù và bao gồm ảnh hưởng của ñiều kiện nhiệt ñộ lên tốc ñộ hỏng hóc ðiều này rất

hữu ích nếu sử dụng với nhiều ñiều kiện khác nhau hay nếu có hoạch ñịnh các thử nghiệm về stress Giới hạn chủ yếu của hai phương pháp Parts Countor và Detail Stress là tính sẳn sàng của các thừa số thực tế khi so sánh thực nghiệm giữa các dự báo ñộ tin cậy quá khứ và thực tại Cũng cần ñặc biệt chú ý khi chọn lựa và diễn dịch các ngõ ra theo

từng versions Thí dụ trong Version F, Notice 2, thì phương pháp Detail Stress Method cho tốc ñộ hỏng hóc cao hơn so với trường hợp Version F, Notice 1 Sau cùng, chú ý là

ñơn vị dùng trong Military Handbook là hỏng hóc trong một triệu giờ ( Failures Per

Million Hours FPMH)

4.2 Phương pháp dự báo Bellcore

Bellcore là nhóm nghiên cứu của công ty AT&T Công ty này tạo ra phương pháp Bellcore do họ không bằng lòng với phương pháp trong Military Handbook khi sản xuất sản phẩm thương mãi hay cho thị trường của mình Họ tạo tài liệu hướng dẫn về ñộ tin cậy dùng cho sản phẩm của mình Bellcore rất chú ý ñến yếu tố thương mại (tức là không dùng cho quân sự) Phiên bản mới nhất là Technical Reference TR-332, số 6, December 1997, ñược gọi là thủ tục dự báo ñộ tin cậy cho thiết bị ñiện tử Phần này thảo luận về phương pháp Bellcore Methods I, II, và III, với giả ñịnh là dùng mô hình nối tiếp cho tốc ñộ hỏng hóc dạng hàm mủ dùng cho linh kiện ñiện

Bảng 11.1 cung cấp một tổng quan về các phương pháp dự báo Bellcore và Military Handbook-217

Tài liệu cho thấy trong mục tiêu thì tốc ñộ hỏng hóc ñược ñề nghị có chứa ñựng yếu tố kinh nghiệm thực tế Hầu hết, các nhà ứng dụng ñã so sánh mạnh mẽ nhằm khuyến cáo bạn chấp nhận yếu tố thực tế trong ứng dụng của sản phẩm Trong thực tế thì phương pháp II và III có ñề cập ñến vấn ñề này

Phương pháp Method I dùng xu hướng tương tự như của phương pháp Parts Count của Military Handbook-217 Họ dùng các mức ñộ phức tạp tiêu biểu, stress, và môi trường làm yếu tố cơ bản Họ chỉ xem ba môi trường: controlled fixed ground, uncontrolled fixed ground, và mobile ground Họ quan tâm ñến bốn mức chất lượng: 0, I,

II, hay III Dùng một số thừa số phụ ñể chuyển các ñiều kiện tiêu biểu thành các ñiều kiện ñặc thù, khi cần thiết Phương pháp Bellcore I dùng dự báo cho ñồng hồ ñiện dùng trong thương mãi sẽ ñược trình bày trong phần kế tiếp Phương pháp II có cơ sở là kết hợp phương pháp dự báo I với dữ liệu thử nghiệm của phòng thí nghiệm ñược thực hiện theo tiêu chuẩn thử nghiệm của Bellcore Phương pháp III dùng cho dự báo thống kê của ñộ tin cậy của hệ thống ñang vận hành dùng dữ liệu thu thập ñược tại hiện trường theo tiêu chuẩn thử nghiệm ñặc thù của Bellcore Ngõ ra của tốc ñộ hỏng hóc Bellcore

có ñơn vị là FITs, tương ñương với hỏng hóc trên một tỉ giờ (xem chương 8)

Giới hạn chủ yếu của phương pháp I là tính sẳn sàng của các thừa số thực tế hay kinh nghiệm khi so sánh các dự báo tin cậy quá khứ với kinh nghiệm hiện tại Cần ñặc biệt chú

ý khi chọn lựa và diễn dịch các ngõ cho từng version khác nhau

1.4.3 Example Military Handbook-217 Parts Count Versus Bellcore Method I

Xét thắ dụ so sánh Military Handbook-217 phần Parts Count và phương pháp Bellcore I Thắ dụ này trình bày dùng một ựồng hồ ựiện trong thương mãi Phân tắch dự báo tốc ựộ hỏng hóc ựược cho trong bảng 11.2, dùng kết quả ựộ tin cậy hệ thống cho trong bảng 11.3

4.4 Các phương pháp và kỹ thuật khác

Sau ựây là các phương pháp và kỹ thuật khác như sau:

Rome Air Force Development Center (RADC) Toolkit

Cung cấp nhiều tham khảo tuyệt vời cho tắnh toán redundancy Rome Air Force Development Center Toolkit (xem tham khảo 1) là một tham khảo tốt do ngôn ngữ thực hành về ựộ tin cậy Bộ Toolkit cũng tương ựối rẽ tiền đây là phần tham khảo tốt cho các thuật ngữ của phương pháp DfR Bộ Toolkit giải thắch sáu ựiều kiện redundancy, và cung cấp hướng dẫn ựể tắnh toán tốc ựộ hỏng hóc trên cơ sở của một trong sáu tình huống này Ba trong sáu ựiều kiện này chưa quan tâm ựếm tác ựộng của yếu tố bảo trì, còn ba thì bao hàm ảnh hưởng của yếu tố của bảo trì

Ước lượng Redundancy phức tạp dùng kỹ thuật mô phỏng với sự kiện rời rạc

đôi khi xuất hiện tình huống có redundancy cực kỳ phức tạp và không thể tắnh toán dùng

quan hệ giản ựơn ựược Nếu redundancy tạo ra yếu tố xếp hàng ựợi, thì các quan hệ ựơn giản sẽ là không ựầy ựủ Trong những tình huống cực kỳ phức tạp thì cần có phương pháp mô phỏng cung mô hình các sự kiện rời rạc Một số phần mềm ựặc thù cho phép thực hiện các dự báo này

Ước lượng thừa số gia tốc nhiệt ựộ dùng quan hệ Arrhenius

Quan hệ Arrhenius thường dùng ựể ước lượng thừa số gia tốc nhiệt ựộ Phần chi tiết ựã

ựược mô tả ở chương 9 Quan hệ này cung cấp so sánh thắch hợp của ảnh hưởng nhiệt ựộ

lên các cơ chế hỏng hóc của thiết bị với năng lượng kắch hoạt ựã biết Quan hệ Arrhenius cần có hai nhiệt ựộ (of interest) và kiến thức về năng lượng kắch hoạt của cơ chế hỏng hóc Mô hình cung cấp yếu tố gia tốc (hay giảm tốc) trên cơ sở nhiều ựiều kiện nhiệt ựộ khác nhau Giới hạn là cần biết năng lượng kắch hoạt và yếu tố tương quan với cơ chế hỏng hóc

Ước lượng thừa số gia tốc dùng các thừa số ứng dụng trong tầm rộng

Ngoài mô hình Arrhenius thì còn có nhiều mô hình stress khác Các mô hình này là hàm theo stress và trong từng cơ chế hỏng hóc riêng biệt (yếu tố mõi kim loại, yếu tố ăn mòn, dịch chuyển ựiện tắch (electromigration), etc.) thì cung cấp nhiều ước lượng thắch hợp hơn cho ựộ tin cậy (xem chương 9) Nhóm kỹ sư cơ khắ thường quan tâm ựến các thừa số gia tốc stress do họ thường dùng mô hình phần tử hữu hạn trong tình huống stress về

nhiệt và cơ học Giới hạn của mô hình phần tử hữu hạn là yếu tố phân tích theo thời gian

ñể tạo lập và ước lượng các mô hình ñặc thù cho từng tình huống ứng dụng

Ước lượng ñộ tin cậy dùng phương pháp xác suất có ñiều kiện

Thống kê ñể kết hợp các xác suất là khoa học nỗi tiếng như ñã thảo luận trong phần trước ðộ tin cậy của hệ thống thường cần các phân tích chi tiết về xác suất khi không dùng ñược mô hình nối tiếp Trường hợp này cần cơ sở toán học về xác suất, phương pháp mô hình dạng này cần có yếu tố kinh nghiêm chuyên môn, ñiều mà các giải pháp phần mềm không thực hiện ñược

5 Các vấn ñề chung

Bất kỳ phân tích kỹ thuật nào cũng gặp bài toán va chạm khi thực hiện phân tích Phương pháp dự báo tin cậy cũng không thể là ngoại lệ ñược Phần này mô tả một số trong các vấn ñề trên Một câu hỏi chung là “tôi dùng dự báo như thế nào ñể cải thiện

ñược sản phẩm?” Tuy có nhiều cách trả lời câu hỏi trên, nhưng câu hỏi thứ nhất mà nhà

phân tích phải ñặt ra là:” ta dùng phân tích này cho một mục tiêu ñịnh trước chưa?” Rõ ràng, mục tiêu sẽ giúp hướng ñến việc chọn lựa phương pháp trước khi bắt ñầu phân tích ðầu tiên, cần ñiểm lại các phân tích ñể bảo ñãm có ñược ñộ chính xác cần thiết cho

ứng dụng ðiều này không chỉ bao hàm trong các giả ñịnh về phân tích, mà còn có các

thừa số thực tế ñược dùng trong phân tích Sau khi ñã vượt qua chướng ngại này, thì khả năng sử dụng trở nên dễ dàng hơn Một câu hỏi thường gặp khác là yếu tố tạo thư viện các phần tử và các ứng dụng quan trọng Cần tiêu tốn nhiều thời gian ñể thu thập thư viện và thông tin về các ứng dụng quan trọng làm dữ liệu ñầu cho công cụ dự báo Một số người không thực hiện ñầy ñủ các ước lượng thường bỏ qua yếu tố quan trọng của thư viện này Ngoài ra, một câu hỏi thường gặp nữa là yếu tố hiện thực của các dạng ước lượng khác nhau ðiều không may là nhiều người ñã hiểu sai về yếu tố hiện thực của các phương pháp ước lượng khác nhau Hầu như chưa có các phương pháp theo chuẩn công nghiệp nào có chỉ dẫn hay kỳ vọng hiện thực ñược Người dùng (user) nên tự thiết lập lấy hướng thực tế cho các ứng dụng của mình cũng như phương thức sử dụng chúng Nhiều kinh nghiệm ñã ñược công bố rộng rãi nhằm hướng dẫn, tuy nhiên không thể thay thế

ñược các yếu tố thực tế thu thập ñược Thí dụ, chúng có thể hữu ích nhằm giúp so sánh

các dự báo ban ñầu với các kết quả có ñược từ hiện trường

Thư mục:

1.The Rome Laboratory Reliability Engineer’s Toolkit,April 1993