Güvenilirlik, günümüzde yaptığımız tüm işlemler, tasarımlar, ürünler, makine ve prosesler için "istediğimiz ve hayal ettiğimiz" bir kavram olmaktan çıkmış yerini "hesaplayabildiğimiz" ve "öngörebildiğimiz" bir veri haline gelmiştir.
Güvenilirlik, kullanılabilirlik kavramları makine emniyeti, bakım çalışmaları ve proses emniyeti için vazgeçilmez bir veri haline gelmiştir. Bu makalede güvenilirlik kavramını ve standartlarını mercek altına alacağız. Aslında teoremlere de girecektim ama yazı çok sıkıcı olabilir diye ürktüğüm için belli başlı hususlara değineceğim.
Not: Her zaman çok teknik olmakla eleştirildiğim için mümkün olduğunca konunun özünü anlatmaya çalışacağım. Özellikle de size yararlanabileceğiniz birçok standart hakkında da bilgi vereceğim.
Güvenilirliği mühendislik bazında ele alacak olursak; modern toplumumuzda mühendislerin sorumluluğunda olan muhtelif makinelerin veya sistemlerin planlanması, üretimi ve işletimi konularını içeren bir tanımlama yapmamız gerekir. Bu sistemlerden ve makinelerden yararlanan kullanıcılar öncelikle bunların güvenilir olmasını isterler. Bu anlamda güvenilirliği bir karşılaştırma kavramı olarak kullanırlar. Dolayısıyla lojik olarak güvenilir veya güvenilmez nitelemeleri büyük bir anlam taşımaz. Önemli olan "ne derece güvenilir?" sorusunun yanıtıdır. Böyle bir sorunun yanıtı ise % 0 ile %100 arasındaki gerçek sayılarla verilebilir.
Başlangıçta deneyimlere dayanarak değerlendirilen güvenilirlik, bugün artık mühendisliğin ve işletmeciliğin her alanında uygunabilen bir bilim dalı haline gelmiştir. Bir dizi indisler tanımlanarak sistemlerin/makinelerin hangi koşullarda devre dışı kalacağı ve bu durumların yolaçacağı olumsuzluklar belirlenmeye çalışılmaktadır. Diğer yanda ise tasarım maliyeti hesaplanmakta ve güvenilirlik-maliyet arasındaki ekonomik denge kurulmaya çalışılmaktadır.
Beşinci bölümde belirtildiği gibi risk değerlendirmesinin temel aşamalarından biri, ele alınan sisteme ait deneyime ve geçmiş bilgiye sahip olmaktır, kuşkusuz geçmişte kazanılmış bilgi ve deneyim temel bir bilgi kaynağıdır. Fakat yeni veya az bilinen bir sistem sözkonusu olduğunda bu amaçla geliştirilmiş bir veya birkaç risk analizi yöntemi uygulamak gerekir.
Sistem güvenliğinin analizi için güvenirlik teorisi ve olasılık hesaplamaları çoğu risk değerlendirme yöntemi uygulamaları ve özellikle de bakım çalışmaları için büyük önem taşır.
Güvenilirlik :
Güvenirliğin genel tanımı, belirli bir zaman aralığında belirlenmiş durumlarda bir bileşenin istenen fonksiyonu yerine getirme ihtimalidir. Güvenilirlik analizi, basit anlamda bir sistemin parçalarının ve birimlerinin bozulma oranlarının analizidir. Bu analizlerde kullanılan genel modeller vardır.
Örneğin elektronik parçalar için MIL-HDBK-217 veya Telcordia ve mekanik parçalar için NSWC gibi.
Güvenilirlik Tahmin Standartları:
MIL-HBDK-217F
Parça gerilimi ve parçaların sayımı metotlarını sunmaktadır. Özelleştirilmiş bağlantı biçimleri için hata oranı tanımlama anlatılmaktadır. RADC-TR-85-91 temel alınarak operasyonel olmayan hata oranlarını hesaplama için modeller sunmaktadır.
Bellcore/Telcordia
Telcordia SR-332 Sayı 1-3
Bellcore TL-332 Sayı 6
FIDES
NSWC (Mekanik) 2007 ve 2011
Azaltma Standartları (Derating):
NAVSEA-TE000-AB-GTP-010
MIL-STD-975M
MIL-STD-1547A
Naval Air System Command AS-4613
ECSS-Q-30-11-A
Bu standartlardaki modeller bize parçaların hata oranlarının hesaplanması için gerekli prosedürleri sağlarlar.
FMEA/FMECA (Failure Mode and Effects Analysis-Hata Türü ve Etkileri Analizi / Failure Mode, Effects and Criticality Analysis-Hata Türü-Etkileri ve Kritiklik Analizi)
FMEA/FMECA (Failure Mode and Effects Analysis-Hata Türü ve Etkileri Analizi / Failure Mode, Effects and Criticality Analysis-Hata Türü-Etkileri ve Kritiklik Analizi) proseslerinin verimli ve etkili olarak çalışması amacıyla kullanılan bir analiz türüdür. Hem risk azalizi çalışmalarında hem de Güvenilirlik Merkezli Bakım (Reliability Centered Maintenance-RCM) çalışmalarında çoğunlukla kullanılır.
FMEA Standartları:
AIAG ve SAE J1739
IEC 60812
ISO 14971
VDA-4 (Alman otomotiv sanayisi)
MIL-STD-1629A
RCM (Reliability Centered Maintenance) Bakım Stratejisi:
Güvenilirlik Merkezli Bakım (Reliability Centered Maintenance-RCM) analizi yöntemini kullanarak verimli ve etklili bakım planları oluşturulabilmektedir. Güvenilirlik merkezli bakım (RCM), bütün ekipman türleri için gerekli güvenlik ve kullanılabilirlik hususları ve ekipmanın işleyişini verimli ve etkili biçimde sağlamak amacıyla arızaları yönetmek için uygulanması gereken ilkeleri tanımlamaya yönelik bir yöntemdir. RCM, sanayide geniş bir yelpazede kullanılan kanıtlanmış ve kabul görmüş bir yöntemdir. RCM, tanımlanabilir hataların güvenlik, işlemsel ve ekonomik sonuçları ve bu hataların sorumlu olduğu bozulma mekanizmasına uygun olarak ekipman için uygun ve etkili önleyici bakım gereksinimlerini belirlemeye yönelik bir karar süreci sağlar. RCM analizi, ekipmanın yaşam süreci boyunca işlemsel olarak gösterdiği değişiklikler yanında diğer eylem veya bakım görevlerinin gerçekleştirilme gerekliliği ile ilgili olarak yapılan bir analiz türüdür.
RCM (Reliability Centered Maintenance) Standartları:
SAE JA1011/1012
MSG-3
NAVAIR 00-25-403
Aynı zamanda;
Tasarım Doğrulama Planı (Design Verification Plans-DVP&Rs),
Hata Türüne göre Tasarım Gözden Geçirme (Design Reviews Based on Failure Mode-DRBFMs),
Proses Akım Şemaları (Process Flow Diagrams-PFD Worksheets)
Proses Kontrol Planları (Process Control Plans-PCPs), vb. gibi analizler için destek sağlamaktadır.
Ekipman seçimi, hata etki sınıflandırması ve bakım görevi seçimi için kullanılan yazılımlarda mevcuttur. RCM aynı zamanda, bakım stratejilerinin, maliyet ve kullanılabilirlik açılarından karşılaştırılabilmesi için simülasyon yapabilmesini sağlamaktadır. Bu kapsamda yapılabilecek analizler;
Reaktif/düzeltici bakım (run to failure)
Önleyici bakım (preventive maintenance-PM)
Planlı onarım
Planlı değişim
Planlı servis
Hata bulma denetimi
Kestirimci bakım (predictive maintenance-PdM)
Koşullu denetim (çalışır halde yapılan incelemeler)
Güvenilirlik Hesaplamaları:
Analitik ya da simülasyon sonuçları
Güvenilirlik
Ortalama kullanılabilirlik
İşletme maliyetleri
Bakım Planlama:
Optimum değiştirme zamanı
Belirlenen bir bakım stratejisi için:
Çalışma süresi başına maliyet
Ortalama kullanılabilirlik
Esnek görev tasniflemesi
Kapsamlı Parça Dataları:
Gerçek güvenilirlik verisi mevcut değilse, tasarım fizibilitesinin değerlendirilmesi, alternatif tasarımların karşılaştırılması, potansiyel hata alanlarının belirlenmesi, tasarım faktörlerinden ödün verilmesi (trade-off) ve güvenilirlikle ilgili gelişimin takip edilmesi için standartlar temel alınarak güvenilirlik tahmini yapılabilir. Bu datalar kullanılarak güvenilirlik tahmini standartlarını temel alarak, hata oranı ve arızalar arası ortalama zaman (MTBF-mean time between failures) tahmini yapılmasını sağlamaktadır.
MIL-HDBK-217F Parts Count
MIL-M-38510
EPRD-97
NPRD-95
Güvenilirlik Analizinin Temel Prensipleri:
Güvenililirlik analizinin temel prensipleri aşağıdaki Şekil 1’de verilmiştir;
Şekil 1- Güvenilirlik ve Bileşimi
Sistem, birbiri ile etkileşim halinde bulunan alt bileşenlerin oluşturduğu bir ağdır. Her sistemde bütünü oluşturan parçalar birbirlerini etkilediği gibi bütünü de etkilemektedir. Alt sistemlerden herhangi birinde aksaklık, bütüne de yansımaktadır. Sistemdeki bir durumu anlayabilmek, onu oluşturan alt sistemleri ve bu sistemlerin birbirleriyle olan ilişkilerini inceleyerek mümkün olabilmektedir.
Lusser Teorisi olarak bilinen bu teoriye göre; bir sistemin başarısı onu oluşturan alt sistemlerin başarı olasılılarının çarpımına eşitir. Sistemin herhangi bir bölümünü geliştirmeden önce sistemin bütünsel amacı ve bu amacın üzerinde etkili olabilecek alt sistemler ile kararları tanımlamak gereklidir. Teorem, aşağıdaki gibi formüle edilmektedir;
R(x) = R1 .R2. R3.....Rn
Tüme varım kuralı da denilebilecek bu teoremin, sistemlerdeki süreç iyileştirmelerinde genel olarak kabul edilen yedi varsayımı vardır, bunlar;
Sistemin performansının çok iyi olması, sistemin parçalarının her birinin performansının iyi olduğunu göstermez,
Bir zincirin en zayıf halkasında olduğu gibi, sistemin performansını kısıtlayan elemanın belirlenmesi gerekir. Bu bir makine olabileceği gibi, yönetim politikası veya benzeri de olabilir,
Sistemi küçük parçalara bölerek iyileştirmek ve sonra iyileştirilmiş parçaları birleştirerek sistemin bütününü iyileştirmek mümkündür,
Sistemde zayıf olanın dışında herhangi bir halkayı güçlendirmeye yönelik yapılan işlemlerin, sistemin bütününü geliştirmeye bir etkisi olmaz,
Sistem içerisindeki istenmeyen etkilerin çoğuna birkaç ana sorun neden olmaktadır,
Bu ana sorunlar çoğunlukla görünür değildir. Sorunlar, “sonuç-neden-sonuç” ağıyla bağlı, istenmeyen etkiler yoluyla kendilerini göstermektedirler,
Sistemin her kademesinin performansını en üstte tutmak, sistemin genel performansını en üst düzeyde tutar.
Bir sistemde veya makinede ortaya çıkan arızalar, zamanında müdahale edilmezse, ikincil arızalara neden olur ve daha sonra sistemin katastrofik bir şekilde devre dışı kalmasıyla gelişir. Sistemlerde hataların ne kadar ciddi boyutta insani ve ekonomik sonuçlar doğurabileceğini ancak güvenilirlik analizi yaparak anlayabiliriz. Aşağıda güvenilirlik ve kullanılabilirlik prosesi akış şeması verilmiştir.
Şekil -2: Güvenilirlik ve Kullanılabilirlik Analiz Prosesi
Bir sitemin güvenilirliği ise, sistemin oluşturulması sırasındaki hatalardan kaçınmak, sistem kullanımda iken hataları belirleyip düzeltmek ve işlevsel hataların vereceği zararı kısıtlamak ile başarılabilir. Sistem güvenilirlik analizleri ile;
Güvenilirlik ölçütlerinin belirlenmesi ve değerlendirilmesi,
Ölçütlerin öngörülen düzeye çıkarılması için sistemin zayıf halkalarının saptanması,
Sistemin gereksiz fazlalıklardan arındırılması,
Farklı tasarım seçeneklerinin karşılaştırılması,
Gerekli ek koruma ve gözetim donanımının saptanması,
Koruyucu bakım ve ölçmelerin peryodunun belirlenmesi sağlanır.
Güvenilirlik; bir sisteme ait belirlenmiş standartlara göre verilen bir zaman aralığında amaçlanan fonksiyonlarını yapabilme olasılığıdır. Güvenilirlik fonksiyonu R(t), t zamanında bir sistemin (veya bileşenlerinin) kendi görevlerini yapabilme olasılığı olarak tanımlanır. Bu (t ) zamanında elde edilen güvenilirlik fonksiyonu yalnızca bir olasılıktır. Güvenirlik, çoğunlukla R(t) ile ifade edilir. Burada R güvenirliği ve t ise zaman aralığını göstermektedir. Hata olasılığı F(t), sistemin veya sisteme ait bir ekipmanın bir zaman aralığının (t) aşılmasından önce bozulması ihtimalidir.
Hata oranı güvenilirlik değerlendirme çalışmaları için önemli veri sağlar, sistemin bir ömür boyunca fonksiyonunu nasıl gerçekleştirdiğini gösterir. Özellikle sistemin alt bileşenleri veya ekipmanları yeni iken; kusurlu bileşenler hızlı şekilde bozulacağı için başlangıçta hata oranı daha büyüktür. Bu aşamaya çocukluk ya da bebeklik çağı adı verilir. Bu aşamada sistemde var olan altsistem veya ekipmanların hatası izlenir ve normal çalışan bileşenler ile değiştirilir, böylece daha iyi çalışan bir sistem ve oldukça sabit hata oranı elde edilir. Zaman aralığının sonundaki hata oranının artması sistemin ömrünün bitmesinin habercisidir, bu aşamaya ise yaşlılık dönemi denir. Bu tip bozulmalar aynı zamanda “küvet eğrisi” olarak bilinir.
Şekil 3- Elektrik-elektronik komponentler için küvet arıza oranı eğrisi
Banyo küveti eğrisi üç bölgede incelenir. Birinci bölge “bebeklik dönemi veya çocukluk dönemi” adını alır; ekipmanın kurulduğu andan itibaren yüksek bir arıza oranı gösterdiğini ve bu oranın zamanla sabitlendiğini belirtir. Bu bölge, en fazla birkaç hafta sürer ve arızalar; hatalı aksam ve parçalar, kötü lehim, bağlantı hatası vb. gibi nedenlerden kaynaklanır. İmalatçılar, ekipmanı kullanıcıya sevketmeden önce bu arızaların önceden belirlenmesi için sistemi test ederler. Tamamen hassas ölçü aletleri (enstrümantasyon) ve işlem kontrol sistemlerinde, bu arızların açığa çıkması normal bir durumdur; çünkü tasarım mühendislik hataları ve yazılım hataları genellikle bu evrede açığa çıkar.
Ortadaki bölge “Olgunluk Dönemi” adını alır, düşük değerde ve sabit bir arıza oranı gösterir. Bu süre içerisinde arızalar, rastgele meydana gelir. Sistem veya ekipmanın en verimli çalıştığı dönemdir. Genellikle “Yaşlılık Dönemi” denilen son dönem ise, giderek artan bir arıza oranı ile karakterize edilir. Bu artan güvensizlik genelde bağlantıların oksitlenmesi ve elastikiyetlerini kaybetmesi, elektrolitik kondansatörlerin kuruyup bozulması, ısıl çevrim nedeniyle endüklenen gerilim sonucunda ortaya çıkan kısa devreler gibi yapısal yaşlanma (eskime) nedeniyle meydana gelir.
Mekanik ekipmanlar, banyo küveti eğrisinden farklı bir karakteristik sergiler. Malzeme yorulması, mekanik ekipmanların arıza oranının artmasının en önemli nedenlerinden biridir. Erken dönemlerde ekipman tamamen yenidir ve arıza görülme olasılığı oldukça düşüktür. Sonraki dönemlerde yorulma ve diğer yaşlanma belirtileri ortaya çıkmaya başladıkça arıza oranı önemli ölçüde artma eğilimindedir.
Şekil 4- Mekanik komponentler için arıza oranı eğrisi
Hata Veri Türleri :
Tam (bozulma/arıza zamanı)
Sağdan sansürlü (askıya alınmış)
Soldan sansürlü
Aralıkta sansürlü
Serbest form
Dağılımlar:
Weibull
Normal ve lognormal
Üstel
Gamma ve genelleştirilmiş gamma
Lojistik ve loglojistik
Gumbel
Bayesian-Weibull
Mixed Weibull
Çakışan Hata Türleri (Competing Failure Modes-CFM)
Analiz Türleri:
X'te sıra regresyonu (Rank Regression on X-RRX)
Y'de sıra regresyonu (Rank Regression on Y-RRY)
Maksimum olabilirlik (Maximum Likelihood-MLE)
Doğrusal olmayan sıra regresyonu (Non-linear rank regression)
Sıralama Metotları
Kaplan-Meier
Medyan Sıralama (Median Rank)
Güven Sınırı Metotları
Olabilirlik oranı (likelihood ratio)
Fisher Matrisi
Beta Binom
Bayesian (BSN)
Analizlerde Kullanılan Grafik Türlerinden Bazıları:
Olasılık
Güvenilirlik – zaman
Güvenilmezlik – zaman
Hata oranı – zaman
PDF grafiği (probability density function)
Kontur grafiği
Hatalar/askıda kalanlar histogram
Hatalar/askıda kalanlar dilim grafiği
Hatalar/askıda kalanlar zaman çizelgesi
Analiz Türleri:
X'te sıra regresyonu (Rank Regression on X-RRX)
Y'de sıra regresyonu (Rank Regression on Y-RRY)
Maksimum olabilirlik (Maximum Likelihood-MLE)
Doğrusal olmayan sıra regresyonu (Non-linear rank regression)
Sıralama Metotları
Kaplan-Meier
Medyan Sıralama (Median Rank)
Güven Sınırı Metotları:
Olabilirlik oranı (likelihood ratio)
Fisher Matrisi
Beta Binom
Bayesian (BSN)
Üstel (Exponansiyel) Olasılık Dağılımı:
X > 0 olmak üzere sürekli bir rasgele değişken olsun. Eğer A > 0 için X rassal değişkeni aşağıdaki gibi bir dağılıma sahip olursa, X rasgele değişkenine üstel dağılmış rassal değişken ve f(x) fonksiyonuna da üstel dağılım denir.
Eğer sabit bir hata hızı λ olarak düşünülürse güvenilirlik fonksiyonu şu şekli alır. Bu denklem, güvenilirlik fonksiyonunun genel bir ifadesidir.
Weibull Dağılımı:
Ömür verisi analizi (Weibull analizi) dünyada en fazla kullanılan dağılım modelidir ve birçok firma için endüstriyel standart haline gelmiştir.
Weibull analizi aşağıdaki değerlendirmeler için sıklıkla kullanılır:
Standart Yaşam Verisi Analizi (Life Data Analysis - LDA)
Bozulma verisi analizi (degredation data analysis)
Garanti verisi analizi (warranty data analysis)
Parametrik olmayan ömür verisi analizi (non-parametric life data analysis)
Yinelenen olay verisi analizi (recurrent event data analysis)
Güvenilirlik test tasarımı (reliability test design)
Bu analiz yöntemi bir ürün veya sistem hatasının gerçekleşme eğilimini keşfetme prosesidir. Bu bilgi benzer durumlarda muhtemel hataların oluşmasını engellemek amacıyla kullanılır. Weibull Analizi ile bir sistemdeki veya sistem parçasındaki hataların olma olasılığı hesaplanarak, hataların düzeltilmesi veya tazmin edilmesi sağlanabilmektedir. Weibull dağılımı genelde pozitif tesadüfi değişkenlerin ortaya çıktığı yerlerde kullanılır. Makina çalışma sürelerine %90 Weibull dağılımının en iyi dağılım olarak uyduğu literatürde ifade edilmektedir.
Weibull olasılık fonksiyonu β, α olmak üzere iki tane parametreye sahiptir ve bunların sınırları α >0 ve β -1>0 olarak tanımlanmıştır.
α = Skala parametresi,
β = Biçim parametresi veya eğim
Gumbell Analizi (Gumbell Dağılımı):
Bu analiz de aynı Weibull analizi gibi bir ürün veya sistem hatasının gerçekleşme eğilimini keşfetmek için kullanılır. Ancak Gumbel dağılımını weibull dağılımından ayıran en önemli özellik Gumbell dağılımının “Ekstrem Değer Dağılımı” olmasıdır. Bu dağılım genellikle mühendislikte yüklerin hesabında, inşaat aşamasında projendirmede, kırılgan malzemelerin mukavemeti vb. kullanılır. Bu dağılım da aynı weibull dağılımı gibi, benzer durumlarda muhtemel hataların oluşmasını engellemek amacıyla kullanılır.
Gumbell olasılık fonksiyonu da weibull dağılımı gibi β, α olmak üzere iki tane parametreye sahiptir ve bunların sınırları α >0 ve β -1>0 olarak tanımlanmıştır.
α = Skala parametresi,
β = Biçim parametresi veya eğim
Bayesgil Çıkarsama (Bayesian Inference):
Herhangi bir zaman serisi içerisinde, meydana gelebilecek bir tehlikenin olasılığını ve izleyeceği seyri ve söz konusu hasarın alacağı değerleri tahmin edebilmek risk değerlendirmesinin ana amacıdır. Ancak bir sistemde arızaya neden olucak veya tehlike yaratabilecek birçok etken vardır ve bunların kaza oluşumuna etkisini belirlemek de son derece güçtür. Özellikle algoritmalar ile karmaşık ve doğrusal olmayan ilişkiler klasik yöntemlere göre daha iyi analiz edilebilmekte, tahminleme konusunda çok başarılı sonuçlara ulaşılmaktadır.
Klasik istatistikte, bir modelin parametrelerinin sabit olduğu fakat bilinmediği varsayılır. Ancak, Bayesgil yaklaşımda, modelin parametrelerinin de rassal değişken olduğu varsayılmaktadır. X’in gözlemlenmiş verileri (örn. operasyonel riskten kaynaklanan kayıpları), θ’nın ise modelin parametrelerini ifade ettiğini varsayalım. Bayes teoremi, X verilerinin gözlemlenmesinden sonra, θ’nın X’e bağlı koşullu olasılık dağılımının bulunmasında kullanılır.
Seri Sistemler:
Teknik sistemler çoğunlukla birtakım bileşenlerden oluşur. Bir seri sistemden, bütün bileşenler çalışır durumda ise söz edilebilir. R1(t), R2(t), R3(t), vb. değişik alt sistemlerin güvenirlik olasılığı olarak kabul edilirse bütün sistemin güvenirliği Rsitem(t) aşağıdaki şekilde ifade edilir:
Rsitem (t) = R1(t).R2(t).R3(t)....
Seri sistemler için, bütün sistemin hata fonksiyonu aşağıdaki şekilde ifade edilir:
Fsitem (t) = 1-Rsitem (t)=F1(t)+ F2(t)+ F3(t)......
Paralel Sistemler:
Paralel sistem bütün bileşenlerin bozulması durumunda işlemeyen sistemdir. Örneğin; birkaç lambadan oluşan ışık tesisatın aydınlatmaması için bütün lambaların bozulmuş olması gerekir. Bütün sistemin hata fonksiyonu:
Fsitem (t) = F1(t).F2(t).F3(t)....
Güvenilirlik tekniklerinin kullanımı, bileşenler ve sistem hata verileri ve aynı zamanda onarımı ayrılan zamanlar hakkında bilgi sahibi olmayı gerektirir. Ayrıca belirli insan tipleri hakkında veriye ihtiyaç olabilir. Veri, veri bankalarından veya teknik literatürden veya direk olarak toplanabilir. Veriye ulaşılamaması durumunda tahminler kullanılabilir. Doğruluğun düzeyi, önemli ölçüde analizin uygulamasında bağlıdır.
Hesaplamalar ileri matematiksel tekniklerin uygulanmasını gerektirebilir. Zaten, birçok zorluk verinin toplanmasında ve değerlendirilmesinde ortaya çıkar. Bir problem de teknolojinin hızlı oranda gelişmesidir. Bileşenlerin yeni versiyonları o kadar kısa zaman aralıklarında ortaya çıkar ki onların güvenirlikleri hakkında yeterli bilgi elde etmek için gereken süre yetersizdir. Sistemin kurulumuna ve hata oluşum tiplerine bağlı olarak değişik istatistiksel modeller uygulanabilir. Bazen üssel dağılımlar kullanılır, örneğin; normal dağılım veya Weibull dağılımı gibi.
Diğer anahtar kavramlar ise Arızalar Arası Ortalama Süre (MTBF) ve Arızaya Kadar Geçen Ortalama Süre (MTTF)’dir. İki kavram birbirine benzerdir ama aynı değildir. MTBF, onarım yapılan malzeme grubuna veya sisteme uygulanır. Bu, toplam operasyon süresinin gerçekleşmeme sayısına bölünmesinden türetilmiş ortalama zamandır. Bundan farklı olarak, MTTF onarılamayacak durumdaki sistemlere uygulanır.
MTTF, MTTR, MTBF ve Kullanılabilirlik:
Sistemlerin veya makinelerin gelecekteki davranışlarının belirgin olmayışı nedeniyle, güvenilirliğe ilişkin indisler ancak olasılık yöntemleri kullanılarak değerlendirilebilir. Güvenilirlik ve kullanılabilirlik şeklinde tanımlanan olasılıklar güvenilirlik analizlerinin temel büyüklükleridir. Güvenilirlik analizlerinde, genellikle arızaya kadar geçen ortalama süre (ortalama çalışma süresi) MTTF, onarıma kadar geçen ortalama süre (ortalama arıza süresi) MTTR, arızalar arası ortalama süre MTBF, belirli bir zaman dilimindeki arıza sayısı, arızanın bedeli vb. temel güvenilirlik ölçütleri kullanılır. Güvenilirlikteki raslantı değişkeni zamandır, daha doğrusu arızalanma zamanıdır (x =t).
MTTF - Arızaya Kadar Geçen Ortalama Süre (Mean Time To Failure):
Arızaya Kadar Geçen Ortalama Süre; sistemin gerekli fonksiyonlarının hepsini yerine getirdiği zamandır. Bu zaman sistemin elde edilebilirliğini ve güvenilirliğini artırır.
MTTR - Ortalama Tamir Süresi (Mean Time To Reapair):
Aksaklıklar yüzünden sistemin kullanılmadığı ortalama zamanı ifade eder. Bu zaman tamir için geçen süreyi ve tamircinin sistemin yanına gelmesi ile parçaları değiştirme süresini de kapsar. Diğer taraftan, arızalanan bir birimin onarım süresi de tipik çalışma süresi gibi raslantısaldır. Dolayısıyla onarım sürecine ilişkin raslantı değişkeni onarım süresi, fr(t) Onarım Yoğunluk Fonksiyonu ve Fr(t) Onarım Dağılım Fonksiyonu ile temsil edilir.
MTBF - Arızalar Arası Ortalama Süre ( Mean Time Between Failure):
Arızalar arası ortalama süre (MTBF) verilen bir zaman aralığında, sistemin bütün parçalarının belirlenmiş görevleri yerine getirmeleri sırasında, çalışma sürelerinin ortalamasıdır. MTBF kavramına güvenilirlik literatüründe çok sık karşılaşılır; tamir edilebilir ve bozulan parçaları değiştirilerek çalıştırılabilir sistemlere tatbik edilir.
MTBF= MTTF + MTTR’dir.
MTBF’nin tamir edilebilir sistemlere uygulanabilir olduğu unutulmamalıdır. Bu durumda MTBF, tam olarak ortalama ömrü temsil eder.
Kullanılabilirlik (Availability):
Kullanılabilirlik bir sistemin belirlenmiş özelliklerini karşılamak suretiyle çalışacağı zamanın bir ölçüsüdür. Sistem sürekli çalıştırılacağı zaman yüksek kullanılabilirliğe sahip bir şekilde tasarlanmalıdır. Kullanılabilirlik kavramı sürekli olarak çalıştırılacak ve tamir edilebilir sistemler için geliştirilmiştir. Bir sistem, iki mümkün sürede düşünülür: işletim süresi ve tamir süresi. Kullanılabilirlik herhangi bir t zamanında bir sistemin bütün fonksiyonlarını yerine getirecek şekilde çalıştırılma olasılığı olarak tanımlanır. Yani kullanılabilirlik, güvenilirlik ve sürekliliğin bir birleşimidir. Zaman akışı içinde kullanılabilirliğin gelişimi veya ortalama kullanım düzeyi ile ilgilenilmesine bağlı olarak, iki kullanılabilirlik kavramından yararlanılmaktadır:
Öngörülebilir anlık kullanılabilirlik,
Ortalama kullanılabilirlik.
Tablo 1- Sistem Çalışma ve Arıza Çevrimi
Sistem gerçek bir işletim durumunda iken, salt ortalama kullanılabilirlik istatistiki olarak tahmin edilebilir. Bu değer, veri bir işletim süresi için etkin işleyiş süresi ile veri sürenin oranına eşittir.
Korunabilirlik (Maintainability):
Korunabilirlik; sistem arızalandığı zaman, arızanın giderilerek en kısa sürede tekrar işletmeye geçebilme olasılığıdır. Korunabilirlik arıza giderme süresi (MTTR) ne göre aşağıdaki bağıntıya göre hesaplanır. Sistemin korunabilirliği ile ilgili bilgilerin, sistemin tasarımcısı tarafından hazırlanan bakım prosedürlerinde yer alması gerekmektedir.
Arıza süresi yukarıda belirtildiği gibi beş temel aşamadan oluşmaktadır. Aktif tamir ve arızanın tespit süresi, tamiri yapan kişinin eğitimi ve yeteneğine bağımlıdır. Malzemenin temini ve bakımcının bulunması gibi etkenlerden kaynaklanan gecikme, işletmenin yönetsel organizasyonuna bağımlıdır. Örneğin %90 korunabilirlik hedefi için 8 saatlik çalışma süresinde, sistemin arıza giderme süresinin (MTTR) 3,48 saat olması gerekir.