c. Các ràng buộc không âm
9.8.1. tin cậy của thành phần
Theo toán học, độ tin cậy a(t) của một thành phần (xem mục 5.5) được định nghĩa là xác suất mà thành phần đó không bị các hỏng hóc trong suốt thời khoảng từ thời điểm ban đầu tới thời điểm t, thời điểm ban đầu là thời điểm khi thành phần còn mới hoặc vừa được sửa.
( ) ( ) t t f t dt (9.8.1)
trong đó f(t) là hàm mật độ xác suất (PDF) của số lần hỏng hóc của thành phần. PDF được giả thiết hoặc phát triển từ dữ liệu hỏng hóc của thiết bị, sử dụng số liệu thống kê khác nhau (xem mục 5.5).
Khái niệm độ tin cậy phù hợp với sự đánh giá các thành phần không thể sửa chữa được; tuy nhiên, với các thành phần có thể sửa chữa được, như là các thành phần thường thấy trong các hệ thống phân phối nước, thì khái niệm độ khả dụng là phù hợp hơn. Ngược lại với độ tin cậy là xác suất mà một thành phần không bị hỏng hóc trong suốt thời khoảng từ thời điểm đầu tới thời điểm t, độ khả dụng của một thành phần là xác suất mà thành phần đó trong điều kiện vận hành tại thời điểm t tốt như khi nó còn mới ở thời điểm ban đầu. Độ
tin cậy nhìn chung là khác với độ khả dụng vì độ tin cậy yêu cầu trạng thái vận hành liên tục trên toàn khoảng thời gian.
Để có thể giải thích về độ khả dụng, khái niệm bảo trì các hệ thống phân phối nước cần được định nghĩa. Có hai trường hợp bảo trì cơ bản: bảo trì sửa chữa và bảo trì phòng ngừa.
Bảo trì sửa chữa được định nghĩa như là hoạt động sửa chữa sau khi hỏng hóc xảy ra hoặc như là một bảo trì không có kế hoạch do hỏng thiết bị. Các hoạt động bảo trì sửa chữa có bốn thời khoảng được quy vào tính không sẵn có của thành phần: (1) thời gian giữa khi hỏng hóc xảy ra và khi nhận biết được hỏng hóc đó (thời gian phản ứng ban đầu); (2) thời gian chờ đợi các nguyên liệu để sửa chữa; (3) thời gian chờ thợ sửa; và (4) thời gian cho hoạt động sửa chữa. Thời gian phản ứng ban đầu, thời gian chờ đợi các nguyên liệu, và thời gian chờ thợ sửa thường được bỏ qua trong quá trình đánh giá độ tin cậy. Thời gian cho hoạt động sửa chữa là thời gian cần thiết để tháo rời, chữa các thiếu hụt, ráp lại, và đưa thiết bị hỏng hóc trở lại trạng thái hoạt động. Thời gian bảo trì sửa chữa (CMT) là thời gian (thường được biểu diễn dưới dạng giờ/năm) thành phần không hoạt động do các hoạt động bảo trì sửa chữa.
Bảo trì phòng ngừa có một số nghĩa khác nhau. Trong dạng hạn chế nhất của nó, bảo trì phòng ngừa chỉ đơn thuần là sự kiểm tra các thiết bị để chống hỏng hóc trước khi chúng xảy ra. Một định nghĩa rộng hơn bao gồm các hoạt động như là các hoạt động bảo dưỡng định kỳ, sửa chữa, và đại tu (chẳng hạn như tra dầu mỡ, sơn, và dọn dẹp). Bảo trì phòng ngừa có thể cũng được gọi là bảo dưỡng định kỳ hoặc bảo dưỡng thường trình. Do bảo trì phòng ngừa được lên kế hoạch nên chỉ có thời gian cho hoạt động sửa chữa được thêm vào tính không sẵn có của thành phần. Cần chú ý rằng tất cả các hoạt động bảo trì phòng ngừa dẫn đến là thành phần không sẵn sàng. Thời gian bảo trì phòng ngừa (PMT) là thời gian (thường được biểu diễn dưới dạng giờ/năm) một thành phần không hoạt động do các hoạt động bảo trì phòng ngừa.
Độ khả dụng của thành phần có thể được biểu diễn dưới dạng toán học như là phân số của thời gian thành phần hoạt động, hay là, sẵn sàng để phục vụ.
(8760 CMT PMT) 8760
A (9.8.2)
trong đó A là độ khả dụng; CMT là thời gian bảo trì sửa chữa, giờ/năm; PMT
là thời gian bảo trì phòng ngừa, giờ/năm; và 8760 là số giờ trong 1 năm. Đặc biệt, các giá trị trung bình được sử dụng thay cho các thời gian bảo trì sửa chữa và phòng ngừa.
Để tính toán chính xác độ tin cậy cơ khí cần kiến thức về độ tin cậy chính xác của các thành phần cơ bản và tác động của tập hợp tất cả các hỏng hóc có thể có vào kết quả. Do đó, với một hệ thống lớn với rất nhiều các thành phần gắn kết với nhau, như là một hệ thống phân phối nước, thì vô cùng khó để tính toán được độ tin cậy cơ khí bằng phương pháp giải tích. Không có một
cơ sở dữ liệu toàn diện nào về hỏng hóc và thông tin sửa chữa cho các thành phần và các thành phần con của các hệ thống phân phối nước.
Hình 9.7.2
Sơ đồ khối của thuật toán điều kiển tối ưu.