可用性作为RAM(可靠性、可用性、可维修性)中的可靠性指标

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系统可用性是RAM(可靠性、可用性与可维护性)分析中的常用指标。本文阐述了可用性的计算方法,指出其作为可靠性指标的局限性,并介绍一个更全面的替代指标——效能。

假设某系统由两台串联设备(A和B)组成,每台设备的生产流量为1单位/小时。如图1所示,在1000小时内,该系统的理想产出应为1000单位。

Operating Profile Schematic of series system
图1:串联系统运行剖面图,显示考虑设备故障事件情况下的生产产出随时间变化关系

RAM(可靠性、可用性与可维护性)分析中将,、“可用性、”作为可靠性指标可能产生误导...

在上述运行条件下,当系统由于A和B的故障导致了20小时的停机。则系统可用性计算方法如下:

可用性 (系统) = 运行时间 / 总时间 = (1000-20)/1000 = 0.98

我们定义效能为总产量与理论产量(系统无故障的情况)的比值。

效能(Effectiveness) = 980/1000 = 0.98

对于串联系统,可用性与效能数值相同。

现在考虑一个由两台并联设备(A和B)组成的系统,每台设备的生产流量为0.5单位/小时,在1000小时内仍保持1000单位的理想总产出。

Parallel system operating profile
图2:并联系统运行剖面图显示零系统停机情况下的产量损失

在此配置中,系统未出现完全停机:

可用性(系统)= 正常运行时间/总运行时间 = 1

设备故障导致的产量损失:

损失量 = 0.5 × 10 × 2 = 10单位

效能 = (1000 - 10)/1000 = 0.99

虽然可用性指标显示系统性能完美,但效能指标却揭示了1%的产量损失。这凸显了可用性作为可靠性指标的一个关键局限性。

结论

上述示例揭示了采用可用性指标衡量系统可靠性性能的局限性。对于包含并联设备的系统,可用性指标往往会给出过于乐观的结果,即使单个设备的可靠性表现不佳,也会造成系统运行良好的假象。

若管理层关注系统的生产(可靠性)性能,则应采用效能指标,尤其在设备采用冗余配置的系统中。

通过效能指标,管理者可以预判未来损失(而可用性指标无法实现此功能)。确定预估损失后,分析人员可进一步识别造成损失的主要设备。这些信息将为管理者提供资产管理的决策依据。在后续系列中,我们将探讨如何量化单台设备造成的损失。

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