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时间:2018-05-25
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1、基于广义可用性的系统可用性评价摘要:文章介绍了广义可用性分析方法的理论基础和工作流程,并提出了计算可用性指标的含义。本文还描述了可用性指标与安全性指标和维修性指标之间的关系。安全性指标和维修性指标是计算可用性的基础,直接影响可用性指标的计算结果。本文在提出计算方法的同时,以举例形式说明计算方法的可行性。关键词:可用性可靠性维修性功能持续性中图分类号:TP31文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)07(c)-0011-02可用性是指在指定时间范围内,设备/系统能处于正常工作状态的时
2、间百分比,用于表征功能的持续性(continuouslyoffunction,来源于ARP5754)[1],反映了设备/系统长期工作的能力。设备/系统的可用性较高,代表设备/系统具有更强的长期工作能力,更低的维修时间成本和运营成本。从另一方面,设备/系统的长期工作能力直接关系客户利益,可用性较高的设备/系统能给客户降低时间成本、维修成本、因功能不正常而带来的营运成本等。图1反映了设备/系统可用性与客户利益之间的关系。1可用性计算方法研究7系统可用性指标综合了系统可靠性指标和系统维修性指标,从系统
3、可靠性角度和维修性角度检验系统的长期工作能力。在分析系统可用性指标时,需要用到可靠性指标中的MTTF何MTBF,以及维修性指标中的MTTR。[2](1)平均工作时间(MTTF,MeanTimeToFailure):不可修复(指失效后无法修复或不修复而进行替换)产品的平均寿命是指产品失效前的平均工作时间。(2)平均故障间隔时间(MTBF,MeanTimeBetweenFailures):可修复产品的平均寿命是指相邻故障间的平均工作时间,称为平均无故障工作时间或平均故障间隔时间。(3)平均修复时间(
4、MTTR,MeanTimeToRepair):指更换/维修故障的平均时间,包括设备修理时间/设备更换时间和安装后调整时间。针对平均工作时间MTTF的维修任务为更换设备,针对平均故障间隔时间(MTBF)的维修任务为设备维修,但是在系统可用性分析中并不详细讨论设备的维修过程或更换过程,而只关心从发生故障到清除故障的操作时间。因此,对于研究可用性与可靠性、维修性的关系,平均工作时间(MTTF)和平均故障间隔时间(MTBF)等效。1.1设备可用性计算方法研究7对于航空机载设备(LRU)来说,在设备发生故
5、障(显性或可探测隐性故障)后,无论故障是否可维修,为了保证正常飞行,首先都将设备更换。因此在计算设备可用性时,方法较为简单,因为平均修复时间(MTTR)是确定的。以下为设备可用性的计算公式:Aitem=[MTBFitem/(MTBFitem+MTTRitem)]×100%Aitem为设备可用性指标;MTBFitem:设备平均故障间隔时间;MMTRitem为设备平均维修时间。1.2系统可用性计算方法研究系统可用性的分析对象为多个设备,系统内任何一个设备发生故障均会导致系统不能正常工作(没有考虑MM
6、EL的情况,如果系统内包含MMEL,则去掉MMEL项目),因此在计算系统可用性时,需考虑系统内各设备的故障情况。系统可用性的计算方法与设备可用性的计算方法相同,所不同的是MTBF应当使用系统的MTBFsystem,MTTR应当使用系统平均MTTRaverage。Asystem=[MTBFsystem/(MTBFsystem+MTTRaverage)]×100%(1)Asystem为系统可用性指标;MTBFsystem为系统平均故障间隔时间;MTTRaverage为系统平均修复时间。假设系统内有n
7、个设备:71/MTBFsystem=1/MTBFitem1+1/MTBFitem2+……+1/MTBFitemn(2)等式(2)等价变换后可得:MTBFsystem=1/(1/MTBFitem1+1/MTBFitem2+……+1/MTBFitemn)(3)假设在一段较长的时间范围T内,第i个设备发生了Mi次故障,总的修复时间为Ti。按照定义:MTTRaverage=(∑Ti)/(∑Mi)(4)在(4)等式右侧分子和分母同时乘以1/T:MTTRaverage=[∑(Ti/T)]/[(∑Mi/T)]
8、=[∑(Ti/T)]/[(∑1/MTBFitemi)](5)MTTRitemi=Ti/Mi(6)同样,在(6)等式右侧分子和分母同时乘以1/T:MTTRitemi=(Ti/T)/(Mi/T)=(Ti/T)/(1/MTBFitemi)(7)等式(7)变形后可得:Ti/T=MTTRitemi/MTBFitemi(8)将(8)带入(5)可得:MTTRaverage=[∑(MTTRitemi/MTBFitemi)]/[∑(1/MTBFitemi)]=∑{[(1/MTBFitemi)/(∑1/MTBFit
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