Zapewnienie wiarygodności danych

Jakość wyników analizy niezawodności systemu uzyskiwanych przy pomo­cy metod obliczeniowych, o których mowa była dotychczas, zależy jednak w oczywisty sposób nie tylko od sposobu przeprowadzenia analizy, ale również od wiarygodności danych użytych do obliczeń. Zwykle danymi, co do których można mieć największe wątpliwości, są rozkłady prawdopodobieństwa opisują­ce czas sprawności elementów systemu. Postęp w technologii wytwarzania spowodował, że ogólnie rozumiana niezawodność elementów jest bardzo wyso­ka. Ilościowo przejawia się na przykład w bardzo długim średnim czasem do pierwszego uszkodzenia. Jednak mimo rzadko występujących uszkodzeń poje­dynczych obiektów, niezawodność systemu, który składa się z bardzo wielu stosunkowo niezawodnych elementów, nie musi być wcale duża.

Podstawowym problemem w procesie uzyskiwania informacji o niezawod­ności elementu jest fakt, że w bezpośredni sposób stosunkowo trudno jest zaob­serwować uszkodzenie. Stawia to pod znakiem zapytania możliwość stosowania typowych metod używanych w badaniach niezawodnościowych. Z reguły nie­możliwe jest wykonanie tzw. badania pełnego, czyli eksperymentu, w którym pewną liczbę elementów umieszcza się w zakładanych warunkach eksploatacji i następnie czeka aż do uszkodzenia ostatniego z nich. Dla typowych elementów elektronicznych czas takiego badania wynosiłby zapewne kilkadziesiąt lat.

Dla elementów, które stosunkowo rzadko uszkadzają się, konieczne jest więc zastosowanie innych sposobów uzyskiwania informacji o niezawodności i innej metodologii analizy tych danych. Najczęściej obecnie stosowane metody pozwalające na określanie niezawodności w takich przypadkach to:

  • – szacowania na podstawie opinii ekspertów,
  • – przyspieszone badania niezawodności ALT (Accelerated Lite Testing),
  • – przyspieszone badania pogorszenia własności ADT (Accelerated Deterioration Testing).

Metoda określania niezawodności na podstawie opinii ekspertów nie jest zbytnio sformalizowana. Podstawową cechą, która odróżnia tą metodę od innych jest to, że nie wykonuje się tutaj żadnego eksperymentu. Niezawodność jest oceniana jedynie na podstawie wiedzy ekspertów opartej na podobnych do analizowanego przypadkach i obliczeniach przeprowadzonych z wykorzystaniem zwykle prostych modeli matematycznych zbudowanych na stosunkowo mocnych założeniach. Metoda dostarcza zwykle jedynie informacji o parametrach punktowych, a nie rozkładach czasu życia elementów.

Badania przyspieszone niezawodności (ALT) są metodą organizacji eksperymentu i analizy statystycznej jego wyników. Często stosowana metodą uzyskiwania informacji stanowiącej podstawę do dalszej analizy niezawodnościowej są tzw. badania forsujące. W badaniach forsujących tzw. czynniki narażające, określające warunki pracy obiektu (np. temperatura pracy, obciążenie elektryczne itp.) przyjmowane są na poziomie znacznie wyższym niż przewiduje się to dla nominalnych warunków eksploatacji. W rezultacie, w obiektach znacznie szybciej zachodzą  procesy wymuszające występowanie uszkodzeń. Podstawowym problemem, jaki występuje przy analizie wyników takich badań jest transformacja wyników, jakie uzyskano w warunkach forsownych do normalnych warunków eksploatacji elementu. Istnieje wiele metod analizy wyniku badań forsownych. Niektóre z nich pozwalają na estymację rozkładu prawdopodobieństwa czasu życia elementu przy niewielu dodatkowych założeniach. Ogólnie więc metoda daje w przeciwieństwie do poprzedniej, możliwość wyliczenia zarówno parametrów punktowych określających niezawodność, jak i ich rozkładów.

Trzecia z wymienionych metod, przyspieszone badania pogorszenia własności (ADT), w części eksperymentalnej przypomina metodę drugą. Tutaj także badany element umieszcza się w środowisku czynników narażających, które wymuszają w tym przypadku szybszą zmianę pewnych własności elementu. Rejestruje się jednak nie fakt wystąpienia uszkodzenia, lecz bada, jak przebiega zmiana interesujących parametrów w czasie. Oczywiście, tak jak poprzednio, podstawowym problemem jest przeniesienie wyniku eksperymentu z warunków eksploatacji elementu.

Jak dotychczas brak jest jednak bardziej formalnej metodologii analizy wyników takich badań.

Przedstawiona metoda oceny parametrów niezawodnościowych oraz kosztów eksploatacji złożonych systemów, nie wymagająca przyjmowania założeń upraszczających charakterystycznych dla metod Markowa, ma istotne znaczenie praktyczne:

  • – umożliwia skuteczne wyznaczenie parametrów systemu o dowolnie skompli­kowanej strukturze niezawodnościowej i o dużej liczbie elementów, a tym samym ocenę niezawodności skomplikowanych systemów realizowanych w praktyce;
  • – pozwala na wyznaczenie rozkładów parametrów niezawodnościowych oraz rozkładów kosztów napraw, co daje bardziej wiarygodną informację na po­trzeby podejmowania decyzji o sposobie eksploatacji oraz organizacji na­praw w systemie niż zastosowanie wartości średnich tych parametrów;
  • – pozwala na uwzględnienie rzeczywistych parametrów opisujących nieza­wodność (czasy do uszkodzenia) elementów systemu oraz rzeczywistych rozkładów czasów napraw.

Trwające obecnie prace nad implementacją przedstawionej metodologii w postaci zestawu narzędzi komputerowych powinny dostarczyć praktycznego narzędzia wspomagającego podejmowanie decyzji przez personel odpowie­dzialny za projektowanie i eksploatację złożonych systemów, tak aby uwzględ­nić ilościowo spodziewaną niezawodność i koszty eksploatacji (w tym napraw) systemu.