Reliability engineering edit

909 views

Published on

Published in: Technology, Business
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
909
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
12
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Reliability engineering edit

  1. 1. Kejuruteraan KeboleharapanKeboleharapan ialah kebolehan sesuatu sistem atau komponen untuk beroperasi berdasarkanfungsi mengikut ketetapan tertentu pada tempoh masa yang telah ditentukan.OverviewRajah blok keboleharapanKebolehharapan boleh didefinisikan dalam beberapa cara iaitu seperti;Idea/pemikiran mengenai sesuatu yang menepati tujuan/kegunaan yang tertakluk kepadamasaKapasiti sesuatu peralatan atau sistem berfungsi mengikut rekabentuk yang ditetapkanKetahanan peralatan atau sistem daripada kegagalanKebolehan sesuatu peralatan atau sisetm untuk beroperasi mengikut fungsi sebagaimana yangditetapkan dalam tempoh masa yang telah ditetapkanKebarangkalian sesuatu bahagian akan berfungsi mengikut fungsi yang telah ditetapkandalam jangkawaktu mengikut keadaan-keadaan yang telah ditetapkan.Kajian keboleharapan sebenarnya banyak bergantung kepada data statistic, teorikebarangkalian dan teori keboleharapan. Pelbagai.teknik digunakan dalam kajiankeboleharapan contohnya seperti menjangka atau ramalan keboleharapan, analisa Weibull,ujian kebolehharapan dan sebagainya. Disebabkan pelbagai teknik boleh digunakan dalam
  2. 2. menentukan keboleharapan, sesuatu sistem yang bergantung kepada keadaan tertentu,kajiankeboleharapan difokuskan kepada tugas tertentu.Apapun takrifan/definisi yang dikaitkan dengan keboleharapan, fungsi kejuruteraankeboleharapan adalah untuk membangunkan keperluan keboleharapan untuk sesuatu produk,menetapkan program keboleharapan yang mencukupi dan melaksanakan analisa yang tepatserta bertanggungjawab dalam memastikan produk menepati keperluan yang telah ditetapkan.Keboleharapan juga berkait rapat dengan kebolehsenggaraan seuatu peralatan atau sistem.Seperti yang telah dinyatakan sebelum ini bahawa keboleharapan penting dalam semuabidang terutamanya bidang kejuruteraan yang menggunakan kaedah dan alatan yang sama.Misalnya, Jurutera sistem merekabentuk sistem yang kompleks perlu mempunyai ketetapankeboleharapan yang perlu dipatuhi. Manakala Jurutera Mekanikal perlu merekabentuk mesinatau sistem berpandukan kepada keboleharapan yang telah ditetapkan. Begitu juga denganjurutera elektronik yang perlu merekabentuk produk dan menguji produk yang dihasilkanmengikut keboleharapan yang telah ditetapkan.Teori keboleharapan adalah asas kepada kejuruteraan keboleharapan. Diadalam kejuruteraankeboleharapan ditakrifkan sebagaiKebarangkalian peralatan melakukan fungsi yang ditetapkan selama jangka waktu tertentudalam keadaan yang tertentu yang telah ditetapkan.Secara matematik keboleharapan ditentukan seperti persamaan berikut;Mathematically, thismay be expressed as, , Di mana ialah fungsi kegagalan ketumpatan kebarangkalian dan t adalah tempoh masa (dengan anggapan bermula dari masa sifar)Kejuruteraan keboleharapan menitikberatkan empat elemen yang didefinisikan sepertiberikut;
  3. 3. Pertama : keboleharapan adalah kebarangkalian, bermaksud kegagalandianggapkan sebagai fenomena rawak: iaitu peristiwa yang berulang, it is arecurring event, dan kita tidak menekankan apa-apa maklumat tentangkegagalan individu, penyebab kegagalan, atau hubungan antara kegagalan,kecuali kemungkinan untuk kegagalan terjadi berbeza-beza dari masa ke masasesuai dengan fungsi kebarangkalian yang diberikan. Keboleharapan adalahkebarangkalian kejayaan yang ditentukan pada aras keyakinan tertentu.Kedua: keboleharapan adalah jangkaan sesuatu yang menepati fungsi dimanasistem berfungsi tanpa gagal. Ini bermaksud, walaupun tiadabahagian/komponen sistem yang gagal berfungsi, namun sistem dikatakangagal sekiranya keseluruhan sistem tidak memenuhi keboleharapan sistemyang telah ditetapkan.Ketiga keboleharapan digunakan pada tempoh masa yang ditetapkan. Secaraparaktikalnya ia bermaksud sistem mempunyai peluang yang ditetapkan yangakan beroperasi tanpa gagal sebelum masa (t) yang ditentukan. Keboleharapanmemastikan komponen dan bahan berfungsi mengikut ketetapan pada masayang ditetapkan.Unit pengukuran selain masa juga digunakan dalammenentukan keboleharapan. Misalnya Keboleharapan dalam IndustriAutomotif ditentukan dalam unit kilometer manakala dalam bidangketenteraan keboleharapan sesuatu senjata ditentukan dengan jumlah /bilangantembakan.Keempat keboleharapan adalah terhad kepada operasi didalam keadaan yangtelah ditetapkan. Had tersebut perlu kerana adalah mustahil sesuatu sistemdirekabentuk tanpa had atau spesifikasi. Sesuatu sistem direkabentukberdasarkan kepada persekitaran ianya digunakan dan ianya bergantungkepada kos. Misalnya kebolehharapan Kapal angkasa mestilah berbeza dengan
  4. 4. kaan dan persekitaran yang berbeza sama sekali. palterbang disebabkan kedua- duanya berfungsi padaPerancangan program keboleharapanPerancangan program keboleharapan didokumenkan berdasarkan situasi sebenar dimanatugas, kaedah, alatan, analisa dan ujian yang diperlukan oleh sesuatu sistem yang tertentu.Untuk sistem yang kompleks pelan program keboleharapan didokumenkan berasingan.Untuksistem yang mudah ia boleh digabungkan dengan sistemKeperluan KeboleharapanUntuk sistem apapun, salah satu salah satu fungsi utama keboleharapan adalah untukmenentukan sistem mematuhi keperluan keboleharapan. Keperluan Keboleharapanmengambarkan sistem itu sendiri. Syarat-syarat Keandalan alamat sistem itu sendiri, uji danpenilaian keperluan, dan tugas-tugas yang berkaitan dan dokumentasi. Syarat-syaratKeandalan termasuk dalam sistem yang sesuai keperluan subsistem / spesifikasi, rancanganuji, dan kenyataan kontrakFor any system, one of the first tasks of reliability engineering is toadequately specify the reliability requirements. Reliability requirements address the systemitself, test and assessment requirements, and associated tasks and documentation. Reliabilityrequirements are included in the appropriate system/subsystem requirements specifications,test plans, and contract statements.Parameter sistem keboleharapanKeboleharapan sesuatu sistem biasanya ditentukan dengan parameter Mean Time BetweenFailure (MTBF). Parameter ini dapat menentukan kadar kegagalan atau bilangan kegagalandalam tempoh masa yang ditetapkan. Parameter ini sangat berguna bagi sistem yang sentiadaberoperasi secara kerap seperti kenderaan mesin dan peralatan elektronik. Keboleharapanyang tinggi ditunjukan dengan MTBF yang tinggi. Unit pengukuran bagi MTBF biasanyadalam masa(jam), jarak(kilometer) atau kitaran.
  5. 5. Dalam kes berbeza, Keboleharapan ditentukan dalam bentuk kejayaan sesuatu misi sebagaicontoh Keboleharapan Penerbangan yang dijadualkan ditentukan dalam bentuk peratusan(tiada dimensi).Terdapat kes tertentu dimana Keboleharapan ditentukan dengan kejayaan misi operasitunggal sesuatu sistem. Sebagai contoh kejayaan sistem airbag dan peluru berpandu hanyadapat ditentukan apabila alatan tersebut sekali operasi(tiada ulangan).Bagi sistem tersebut keboleharapan diukur dengan probability of failure on demand (PFD).PFD diterbitkan daripada kadar kegagalan dan masa misi bagi sistem yang tidak bolehdibaiki(non-repairable system). Bagi Sistem yang boleh dibaiki(Repairable system) PFDditerbitkan daripada kadar kegagalan dan Mean Time To Repair(MTTF) serta sela ujian.Ukuran tersebut bergantung pada jenis permintaan.Reliability modellingModel Keboleharapan ialah proses untuk meramal atau memahami keboleharapan sesuatusistem. Dua pendekatan yang selalu digunakan ialah kaedah kegagalan fizikal dan modelketegasan bahagian. Kaedah kegagalan fizikal digunakan untuk memahami kegagalanmekanisma yang terlibat contohnya seperti perambatan retak atau kakisan kimia. Manakalapendekatan model tegasan bahagian ialah kaedah Kaedah ramalan empirial berdasarkanpengiraan jumlah dan jenis komponen sistem, dan tegasan yang dihadapi semasa operasi.Kajian peringkat kegagalan awal ditentukan taburan tingkat kegagalan menurun sepanjangbahagian pertama dari bathtub curve. Pada bahagian ini, stres sederhana umumnyadiperlukan. Stres diterapkan untuk jangka masa terhad dalam apa yang disebut censored test.Oleh kerana itu, hanya sebahagian daripada taburan dengan kegagalan awal dapat ditentukan.Dikenali juga sebagai eksperimen kecacatan sifar dimana hanya maklumat yang terhadberkenaan taburan kegagalan diperlukan. Disini tegasan, masa tegasan, atau saiz sampelsangat rendah secara tidak langsung tiada kegagalan yang berlaku. Disebabkan kekurangansaiz sampel hanya limit atas kadar kegagalan awal boleh ditentukan. Pada sebarang kadarianya kelihatan baik pada pengguna kerana tiada kegagalan.Dalam satu kajian tentang taburan kegagalan intrinsik, yang biasanya mengenai sifat bahan,tegasan tinggi diperlukan untuk mendapatkan kegagalan dalam jangka masa yang
  6. 6. munasabah. Beberapa darjah tegasan harus dikenakan untuk menentukan model percepatan.Taburan kegagalan empirik selalunya sama dengan Weibull atau model log-normalReliability test requirementsDisebabkan keboleharapan juga adalah kebarangkalian, semua sistem mesti mempunyaipeluang untuk gagal walaupun keboleharapannya tinggi. Keperluan ujian keboleharapanbermasalah Ujian tunggal tidak mencukupi untuk menhgasilkan data statistic. Ujian secaraberulang atau ujian pada jangka masa yang lama pula selalunya melibatkan kos yang tinggi.Oleh itu kejuruteraan keboleharapan digunakan untuk merekabentuk satu ujian yang realistikserta berpatutan yang boleh menyediakan data yang mencukupi bagi membuktikan sistemmenepati keperluan yang telah ditetapkan. Tahap keyakinan statistik (statistical confidencelevel) digunakan untuk mengatasi beberapa masalah ini. Satu parameter tertentu dinyatakanbersama tahap keyakinan sebagai contoh MTBF bagi 10000jam pada 90% tahap keyakinan.Daripada spesifikasi ini reliability engineer boleh merekabentuk satu ujian dengan kriteriajelas mengikut masa(jam) atau bilangan kegagalan samada memenuhi spesifikasi atau gagal.Kombinasi nilai parameter keboleharapan dan tahap keyakinan memberikan kesan yangketara kepada kos dan risiko terhadap pengeluar dan pengguna. Ketelitian amat diperlukanuntuk memilih kombinasi tersebut. Ujian Keboleharapan boleh dilaksanakan pada pelbagaiperingkat seperti komponen, sub sistem dan sistem. Selain itu banyak factor lain yang perludiambilkira semasa ujian tersebut seperti suhu yang keterlaluan, kelembapan, kejutan, getarandan haba. Keboleharapan menentukan keberkesanan ujian supaya semua komponen ataubahagian diuji dalam persekitaran yang releven.Keboleharapan Ramalan/JangkaanJangkaan keboleharapan adalah elemen penting dalam proses pemilihan peralatan untukdigunakan dalam oleh penyedia perkhidmatan telekomunikasi dan begitu juga denganpembeli peralatan elektronik. Keboleharapan diukur dengan frekuensi kegagalan peralatanmengikut fungsi masa. Keboleharapan juga menberi impak besar dalam penyelenggaraan dankos pembaikan serta kelangsungan perkhidmatan. Keboleharapan jangkaan dapat;
  7. 7. Membantu menilai kesan kebaoleharapan produk untuk aktiviti penyelenggaraan dan kuantitialat ganti yang diperlukan. Sebagai contoh jangkaan frekuensi penyelenggaraan yang bolehditentukan.Menyediakan input kepada sistem model kekeboleharapan. Seterusnya Sistem tahap modelkebolehharapan dapat digunakan untuk menjangka, misalnya, kerosakan yang dijangka dalamsatu tahun dan ketersediaan sistem.Menyediakan input kepada unit dan tahap sistem Life Cycle Cost Analyses.Kajian kos hayatkitaran menentukan kos sesuatu produk sepanjang hayat. Oleh kerana itu, kekerapan sesuatuunit atau komponen perlu diganti mestilah diketahui. Input untuk proses ini meliputi kadarkegagalan unit dan sistem termasuklah frekuensi unit dan sistem gagal semasa tahun pertamaoperasi mahupun dalam tahun berikutnya.Membantu membuat keputusan untuk pembelian sesuatu produk yang bersaing dipasaran. Boleh digunakan di industri sebagai satu standard ujian bagi produk yang memerlukan ujian keboleharapan. Boleh digunakan untuk menetapkan standard pencapaian prestasi sesuatu perkhidmatan sebagai pengukuran prestasi sebenar serta tindakan yang perlu diambilRekabentuk untuk KeboleharapanRekabentuk Untuk Keboleharapan (DFR), adalah sebuah disiplin baru yang merujuk padaproses perancangan keboleharapan sesuatu produk. Proses ini meliputi beberapa kaedah danamalan yang menerangkan bahawa sesuatu organisasi perlu mempraktikannya bagimenggerakan kepada keboleharapan produk yang dikeluarkan. Biasanya, langkah pertamadalam proses DFR adalah untuk menetapkan keperluan keboleharapan sistem. Keboleharapanharus "direka" untuk sistem. Semasa rekabentuk sistem, keperluan peringkat tertinggikeboleharapan tersebut kemudian diperuntukkan untuk subsistem dengan jurutera rekabentuk dan jurutera kehandalan bekerja sama.Keboleharapan rekabentuk bermula dengan pembangunan model. Keboleharapan modelmenggunakan rajah blok dan fault tree bagai menunjukan maklumat dalam bentuk grafik
  8. 8. hubungan antara pelbagai bahagian dari sistem. Model ini menggabungkan jangkaanberdasarkan tahap kegagalan bahagian atau komponen yang diambil dari rekod sebelumnya.Walaupun jangkaan atau ramalan tidak tepat secara mutlak, namun ianya penting untukmenilai dan membandingkan perbezaan relatif dalam rekabentuk alternatif.Rajah Fault TreeSalah satu teknik yang sering digunakan ialah Redundensi. Teknik ini menunjukan jika salahsatu daripada bahagian atau komponen sistem gagal, terdapat alternatif lain seperti sistemsokongan bagi membolehkan sistem terus beroperasi. Sebagai contoh jika salah satu lampubrek gagal, masih terdapat satu lagi lampu yang boleh berfungsi.Redundansi secara signifikan meningkatkan keboleharapan sistem. Namun, redundansi sukar danmahal untuk dilaksanakan, oleh itu ianya terhad pada bahagian-bahagian kritikal yang pentingdaripada sistem.Selain itu Kegagalan Fizikal adalah juga merupakan satu teknik yang digunakan dalam rekabentukkeboleharapan. Teknik ini bergantung kepada pemahaman mengenai proses fizikal seperti tegasan,kekuatan dan kegagalan pada tahap yang sangat terperinci. Kemudiannya bahan atau bahagianboleh direkabentuk semula untuk mengurangkan kemungkinan kegagalan.Secara umumnya terdapat banyak teknik dan analisa yang khusus untuk aplikasi dalam industri-industri tertentu. Antaranya seperti:
  9. 9. Built-in test (BIT) Failure mode and effects analysis (FMEA) Reliability simulation modeling Thermal analysis Reliability Block Diagram analysis Fault tree analysis Root cause analysis Reliability Growth analysis Weibull analysisKeboleharapan adalah salah satu daripada keperluan sistem. kajian kejuruteraan digunakan dalammenentukan keseimbangan yang optimum di antara keperluan keboleharapan dan keperluan lainserta halangan-halangan.Ujian KeboleharapanRancangan Ujian Keboleharapan Turutan (Reliability SequentialTest Plan)
  10. 10. Reliability testing may be performed at several levels. Complex systems may be tested atcomponent, circuit board, unit, assembly, subsystem and system levels. (The test levelnomenclature varies among applications.) For example, performing environmental stressscreening tests at lower levels, such as piece parts or small assemblies, catches problemsbefore they cause failures at higher levels. Testing proceeds during each level of integrationthrough full-up system testing, developmental testing, and operational testing, therebyreducing program risk. System reliability is calculated at each test level. Reliability growthtechniques and failure reporting, analysis and corrective active systems (FRACAS) are oftenemployed to improve reliability as testing progresses. The drawbacks to such extensivetesting are time and expense. Customers may choose to accept more risk by eliminating someor all lower levels of testing.Tujuan dari ujian keboleharapan adalah untuk mencari potensi masalah yang bakal berlakusemasa rekabentuk dengan seawal mungkin dan akhirnya memberikan keyakinan bahawasistem yang memenuhi keperluan keboleharapan yang ditetapkan.Ujian Keboleharapan boleh dilakukan di beberapa peringkat. sistem yang kompleks misalnyaboleh diuji pada komponen, papan litar, unit, perakitan, subsistem dan tahap sistem. Ujian diperingkat tertentu sistem berbeza mengikut aplikasi masing-masing. Sebagai contoh,melakukan kajian awal diperingkat bawah seperti kajian alam sekitar dapat mengesanmasalah yang bakal berlaku sebelum sesuatu projek mengalami kegagalan pada tahap yanglebih tinggi.Ujian dilaksanakan pada setiap peringkat integrasi melalui ujian sistem lengkap melalui ujianperkembangan dan ujian operasi bagi mengurangkan risiko. Keboleharapan sistem dikirapada setiap peringkat ujian. Teknik Pertumbuhan Keboleharapan dan laporan kegagalan,analisis dan sistem pembetulan aktif (Reliability growth techniques and failure reporting,analysis and corrective active systems -FRACAS) sering digunakan untuk meningkatkankeboleharapan katika ujian dilaksanakan. Untuk mengelakan ujian-ujian tersebut akanmemberi kesan terhadap masa dan kos. Sesetengah pihak mungkin bersedia memilih untukmenerima risiko yang lebih dengan mengelakkan ujian di beberapa atau semua peringkat.A key aspect of reliability testing is to define "failure". Although this may seem obvious,there are many situations where it is not clear whether a failure is really the fault of thesystem. Variations in test conditions, operator differences, weather, and unexpected situationscreate differences between the customer and the system developer. One strategy to address
  11. 11. this issue is to use a scoring conference process. A scoring conference includesrepresentatives from the customer, the developer, the test organization, the reliabilityorganization, and sometimes independent observers. The scoring conference process isdefined in the statement of work. Each test case is considered by the group and "scored" as asuccess or failure. This scoring is the official result used by the reliability engineer.As part of the requirements phase, the reliability engineer develops a test strategy with thecustomer. The test strategy makes trade-offs between the needs of the reliability organization,which wants as much data as possible, and constraints such as cost, schedule, and availableresources. Test plans and procedures are developed for each reliability test, and results aredocumented in official reports.Antara Ujian lain ialah Sequential Nisbah Kebarangkalian Turutan. Ujian ini menggunakankedua-dua kaedah statistik iaitu type 1error dan type 2 error yang digabungkan dengannisbah diskriminasi sebagai masukkan utama (bersama-sama dengan keperluan R). Ujian inidiset secara bebas sebelum dimulakan ujian bagi kedua jenis ujian iaitu ujian risiko kesilapanmenerima rekabentuk yang tidak baik (risk of incorrectly accepting a bad design -Type 2error) dan risiko menolak rekabentuk yang baik ( risk of incorrectly rejecting a good design -type 1 error) bersama-sama dengan nisbah diskriminasi dan parameter keboleharapanminimum yang diperlukan. Ujian ini lebih terkawal dan menghasilkan lebih maklumat untukkawalan kualiti. Jumlah sampel bagi ujian ini tidak tetap, tetapi dikatakan bahawa ujian inipada umumnya lebih cekap (memerlukan sampel kurang) dan menyediakan maklumat lebihdaripada ujian lain misalnya ujian kegagalan sifar.Tidak semua sistem perlu diuji secara keseluruhan. Sesetengah sistem terlalu mahal untukdiuji, kegagalan sesuatu sistem mungkin mengambil masa bertahun-tahun untuk diamatikegagalannya; sesetengahnya pula mempunyai keputusan yang kompleks dalam sejumlahbesar ujian , dan sesetengah ujian memerlukan penggunaan julat ujian yang terhad ataubergantung kepada sumber-sumber yang lain. Dalam kes tersebut, pendekatan yang berbezauntuk ujian boleh digunakan iaitu seperti accelerated life test, design of experiments dansimulasi.Tahap keyakinan statistik juga memainkan peranan penting dalam ujian keboleharapan.Keyakinan Statistik meningkat dengan bertambahnya waktu ujian atau jumlah produk yang
  12. 12. diuji. Perancangan Ujian keboleharapan direka untuk mencapai keboleharapan tertentu ditahap keyakinan yang ditentukan dengan jumlah minimum unit ujian dan masa ujian.Perancangan ujian yang berbeza menghasilkan pelbagai peringkat risiko kepada pengeluardan pelanggan. Keboleharapan yang dikehendaki, keyakinan statistik, dan tahap risikomasing-masing mempengaruhi perancangan ujian terakhir. Keperluan ujian yang baik adalahdengan memastikan bahawa pelanggan dan pengeluar bersetuju terlebih dahulu tentangkaedah bagaimana keperluan keboleharapan akan diuji.Sebuah aspek kunci dari ujian keboleharapan adalah untuk mendefinisikan "kegagalan".Walaupun ini mungkin tampak jelas, ada banyak situasi di mana tidak jelas apakah kegagalanbenar-benar kesalahan atau kelemahan sistem. Perbezaan dalam ujian, perbezaan pembekal,keadaan cuaca dan situasi tak dijangka adalah perkara yang menyebabkan perbezaan antarapengguna dan pengeluar sesuatu. Salah satu strategi untuk mengatasi masalah ini adalahdengan menggunakan proses penilaian.Penilaian Keboleharapan operasiBagi sesuatu sistem yang baru beroperasi atau produk yang baru dikeluarkan pasukan juruteraakan memantau, menilai serta membetulkan kecacatan yang dikesan ketika itu. Pemantauanini melibatkan penggunakan sistem pemantauan elektronik bagi parameter kritikal yangdiikenalpasti semasa peringkat analisa fault tree. Penganalisaan data secara tetapmenggunakan kaedah statistic seperti analisa Weibull dan linear regression bagi memastikankeboleharapan sistem memenuhi keperluan yang ditetapkan. Pengumpulan data sangatbergantung kepada sifat sistem. Bagai syarikat yang besar mereka mempunyai kumpulankualiti yang mengambil data pada produk seperti kenderaan, peralatan dan mesin. KecacatanProduk pengguna biasanya dikesan melalui bilangan produk yang dikembalikan.Satu kaedah paling banyak digunakan didalam penilaian operasi keboleharapan ialah FailureReporting, Analysis and Corrective Action Systems (FRACAS). Merupakan pendekatanyang lebih sistematik untuk pembangunan penilaian keboleharapan, keselamatan dan lojistik.Data-data dikumpul berdasarkan laporan kerosakan/kegagalan/kemalangan, laporanterrmasuk MTBF, MTTR, penggunaan alat gantian, Reliability Growth, Failure/Incidentsdistribution by type, location, part no., serial no, symptom dan lain-lain.
  13. 13. Mean time between failures (MTBF) is the predicted elapsed time between inherent failuresof a system during operation.[1] MTBF can be calculated as the arithmetic mean (average)time between failures of a system. The MTBF is typically part of a model that assumes thefailed system is immediately repaired (zero elapsed time), as a part of a renewal process. Thisis in contrast to the mean time to failure (MTTF), which measures average time betweenfailures with the modeling assumption that the failed system is not repaired.The definition of MTBF depends on the definition of what is considered a system failure. Forcomplex, repairable systems, failures are considered to be those out of design conditionswhich place the system out of service and into a state for repair. Failures which occur that canbe left or maintained in an unrepaired condition, and do not place the system out of service,are not considered failures under this definition.[2] In addition, units that are taken down forroutine scheduled maintenance or inventory control, are not considered within the definitionof failure.OverviewFor each observation, downtime is the instantaneous time it went down, which is after (i.e.greater than) the moment it went up, uptime. The difference (downtime minus uptime) is theamount of time it was operating between these two events.MTBF value prediction is an important element in the development of products. Reliabilityengineers / design engineers, often utilize Reliability Software to calculate products MTBFaccording to various methods/standards (MIL-HDBK-217F, Telcordia SR332, SiemensNorm, FIDES,UTE 80-810 (RDF2000), etc.). However, these "prediction" methods are notintended to reflect fielded MTBF as is commonly believed. The intent of these tools is tofocus design efforts on the weak links in the design.Formal definition of MTBFBy referring to the figure above, the MTBF is the sum of the operational periods divided bythe number of observed failures. If the "Down time" (with space) refers to the start of
  14. 14. "downtime" (without space) and "up time" (with space) refers to the start of "uptime"(without space), the formula will be:The MTBF is often denoted by the Greek letter θ, orThe MTBF can be defined in terms of the expected value of the density function ƒ(t)where ƒ is the density function of time until failure – satisfying the standard requirement ofdensity functions –Variations of MTBFThere are many variations of MTBF, such as mean time between system aborts (MTBSA)or mean time between critical failures (MTBCF) or mean time between unit replacement(MTBUR). Such nomenclature is used when it is desirable to differentiate among types offailures, such as critical and non-critical failures. For example, in an automobile, the failureof the FM radio does not prevent the primary operation of the vehicle. Mean time to failure(MTTF) is sometimes used instead of MTBF in cases where a system is replaced after afailure, since MTBF denotes time between failures in a system which is repaired.Mean time to repair (MTTR) is a basic measure of the maintainability of repairable items.It represents the average time required to repair a failed component or device.[1] Expressedmathematically, it is the total corrective maintenance time divided by the total number ofcorrective maintenance actions during a given period of time.[2] It generally does not includelead time for parts not readily available, or other Administrative or Logistic Downtime(ALDT).In fault-tolerant design MTTR is usually considered to also include the time the fault is latent(the time from when the failure occurs until it is detected). If a latent fault goes undetecteduntil an independent failure occurs, the system may not be able to recover.
  15. 15. MTTR is often part of a maintenance contract, where a system whose MTTR is 24 hours isgenerally more valuable than for one of 7 days if mean time between failures is equal,because its Operational Availability is higher.

×