Kao inženjer, znate da sve ima ograničeno vrijeme za rad.
Vremenom će postati manje pouzdan dok se konačno ne pokvari.
Ali jeste li znali da postoji kriva koja vam može reći kada će se taj neuspjeh najvjerovatnije dogoditi? Zove se "krivulja kade" i jedna je od najvažnijih ideja u inženjerstvu pouzdanosti.
Razumijevanjem ove krivulje možete pronaći različite faze života uređaja, shvatiti kada je najveća vjerovatnoća da će se pokvariti i poduzeti prave korake da spriječite da se pokvari.
U ovom članku ću detaljno opisati krivulju kade.
Pogledaću njegove tri faze, zajedničke faktore koji doprinose svakoj fazi i načine da se neuspjeh učini manje vjerovatnim.
Bilo da ste student inženjerstva ili profesionalni inženjer, morate razumjeti krivulju kade kako biste bili sigurni da oprema koju dizajnirate, gradite ili održavate pouzdano radi cijeli životni vijek.
Zato hajde da zaronimo i naučimo više o ovoj važnoj ideji.
Uvod u krivulju kade
Formalna definicija:
Kriva stope otkaza opreme sa početnom stopom otkaza naglo opadajući, praćeno produženom konstantnom prosječnom stopom otkaza, nakon čega stopa kvarova ponovo naglo raste.
Razumijevanje krivulje kade
Kriva kade je grafikon koji pokazuje koliko često se proizvod ili grupa proizvoda pokvari tokom vremena.
Često se koristi u inženjeringu pouzdanosti i modeliranju propadanja imovine za predviđanje i planiranje kvarova sredstava.
Kriva ima tri odvojena dijela: period mortaliteta novorođenčadi, period normalnog života i period istrošenosti.
Period mortaliteta dojenčadi
Prvi dio krivulje kade je period visoke stope neuspjeha, kada bebe umiru.
Tokom ovog vremena veća je vjerovatnoća da će nova sredstva propasti zbog problema s dizajnom, materijalima, načinom na koji su napravljeni ili načinom na koji su pušteni u rad.
Zbog ovih nedostataka, sredstva otkazuju rano u svom životnom ciklusu, što povećava stopu kvarova u prvim fazama rada.
Normalan životni period
Nakon perioda smrtnosti novorođenčadi, sredstvo ulazi u normalan životni period, gdje je stopa neuspjeha niska i prilično konstantna.
Za to vrijeme većina problema je otklonjena, a sredstvo radi kako treba.
Imovina je u odličnom stanju, a preventivno održavanje može pomoći da nastavi dobro.
Period habanja
Posljednji dio krivulje kade je faza habanja, koja ima veću stopu kvara.
Tokom ovog vremena, veća je vjerovatnoća da će se sredstvo pokvariti zbog stvari kao što su starost, habanje, korozija ili zamor.
Imovina je dosegla kraj svog korisnog vijeka trajanja i možda će biti potrebno zamijeniti ili staviti van upotrebe kako bi se izbjegla katastrofa.
Strategije za produženje korisnog vijeka trajanja imovine
Timovi koji rade na produžavanju životnog vijeka sredstva mogu koristiti ono što znaju o krivulji kade kako bi postavili očekivanja o tome kako sredstvo obično radi tokom svog životnog ciklusa.
Svaka tačka na krivulji predlaže drugačiji način da se izbjegne neuspjeh.
Tokom perioda smrtnosti novorođenčadi, timovi bi se trebali fokusirati na pronalaženje i popravljanje nedostataka u dizajnu, materijalnih nedostataka, nedostataka u proizvodnji ili pogrešnih načina za pokretanje.
Možda će biti potrebno češće obavljati održavanje ili inspekcije kako biste pronašli i riješili probleme prije nego što dovedu do kvarova.
Tokom normalnog životnog perioda, timovi bi se trebali fokusirati na preventivno održavanje kako bi sredstva funkcionisala na najbolji mogući način.
Rutinske inspekcije i održavanje mogu pomoći u pronalaženju potencijalnih problema i otklanjanju ih prije nego što postanu veliki problemi.
Period habanja: Tokom ovog vremena, timovi bi se trebali fokusirati na prediktivno održavanje kako bi pronašli probleme prije nego što se dogode i riješili ih.
Da biste izbjegli katastrofalne kvarove, možda će biti potrebno zamijeniti ili prodati neku imovinu.
Napredna analiza krivulje kade
Stručnjaci za pouzdanost često koriste Weibullov grafikon kako bi pogledali kumulativnu funkciju distribucije krivulje kade.
Istraživači sa Univerziteta u Glasgowu, Univerziteta Cambridge i Rolls-Roycea pokazali su da se faza habanja krivulje kade može podići na viši nivo i pretvoriti u ideju "površine kade".
Ova napredna analiza pomaže da se modelira kako temperatura, pritisak i stres, između ostalog, utiču na habanje imovine.
Daje korisne informacije o tome kako se stvari troše i pomaže u poboljšanju performansi i pouzdanosti sredstava.
Da li ste spremni da koristite Bathtub Curve da poboljšate pouzdanost svoje opreme?
Još uvijek je teško razumjeti? Dozvolite mi da malo promijenim tačku gledišta:
Da li vam je dosta da vam se stvari kvare kada su vam najpotrebnije? Sviđa li vam se uzbuđenje što uvijek morate kupovati nove alate i sprave koji se kvare?
Ne zamarajte se krivinom kade!
Kome je potrebna pouzdana krivulja stope neuspjeha kada je možete samo kretati i nadati se najboljem? Uostalom, ništa ne pokreće adrenalin kao dio opreme koji se pokvari u posljednjem trenutku.
Ali ako ste praktičan inženjer koji brine o sigurnosti i pouzdanosti, nastavite čitati.
Upravo ćemo ući u fascinantan svijet krivine kade.
U redu, to je bila samo šala napravljena da izgleda kao TV reklama.
Vratimo se sada na objašnjenje.
Faktori koji doprinose svakoj fazi
Svaka faza krivulje kade uzrokovana je nizom stvari.
U periodu smrtnosti novorođenčadi, kvarovi su uzrokovani problemima s načinom na koji je proizvod napravljen i kako je korišten.
Tokom normalnog životnog perioda, s druge strane, faktori poput održavanja i okoline mogu uticati na to koliko dugo sredstvo traje prije nego što se pokvari.
Konačno, stopa kvarova može porasti u periodu habanja zbog stvari kao što su stari dijelovi i nedostatak održavanja.
Razumijevanje ovih faktora može pomoći timovima koji rade na produžavanju životnog vijeka sredstva primjenom specifičnih strategija za svaku fazu duž krivulje kade.
Raspodjela rizika i vjerovatnoće
Faza smrtnosti novorođenčadi
U ranom dijelu krivulje kade, koji se još naziva i "faza smrtnosti novorođenčadi", proizvodi će najvjerovatnije propasti.
Kvarovi tokom ovog vremena obično su uzrokovani problemima sa dizajnom, materijalima, načinom na koji su napravljeni ili načinom na koji su pušteni u rad.
Na primjer, novokupljena kuća može imati mnogo problema u prvih nekoliko godina, poput pukotina na zidovima i vratima, jer materijali ili radovi nisu baš kvalitetni.
Tokom ove faze, ljudi koji su najugroženiji zavise od proizvoda koji se posmatra.
Ljudi koji kupuju elektroniku kao što su pametni telefoni ili laptopi kada se prvi put izdaju, najvjerovatnije će imati problema s njima tokom faze "smrtnosti novorođenčadi".
S druge strane, kompanije koje kupuju industrijsku opremu koja se koristi u fabrikama ili elektranama kada je prvi put puštena na tržište, najvjerovatnije će imati problema s njom u fazi "smrtnosti novorođenčadi".
Distribucija vjerovatnoće
Krivulja kade se često predstavlja Weibullovom distribucijom, koja je vrsta distribucije vjerovatnoće.
Ima parametar oblika (koji se naziva beta) i parametar skale (eta).
Kriva kade je dijagram stope kvarova tokom vremena, a Weibullova raspodjela se može koristiti za opisivanje distribucije kvarova u sve tri faze krive.
Weibullov model
Moderni poluvodički čipovi obično prate Weibullov model s beta u rasponu od 0,2 do 0,6 koliko često bebe umiru prije svog prvog rođendana.
Suprotnost stopi kvarova je srednje vrijeme između kvarova (MTBF), koje se može koristiti da se utvrdi šta će porodica proizvoda vjerovatno učiniti.
Strategije i aplikacije
Strategije za smanjenje kvarova u ranoj fazi
Kriva kade pokazuje koliko je vjerovatno da će se sredstvo s vremenom pokvariti.
Ima tri različite faze: kvarovi u ranoj fazi, slučajni kvarovi i kvarovi uzrokovani habanjem.
Kvarovi u ranoj fazi mogu biti uzrokovani greškama u dizajnu, u materijalima, u načinu na koji je proizvod napravljen ili u načinu na koji se pokreće.
Može se koristiti nekoliko strategija kako bi se smanjila vjerovatnoća da će prva faza biti neuspješna.
Visoko ubrzano testiranje životnog vijeka (HALT) je način da se pronađu nedostaci u dizajnu proizvoda prije nego što izazovu probleme na terenu.
To se postiže stavljanjem proizvoda u ekstremne uslove.
Highly Accelerated Stress Screening (HASS) je metoda skrininga koja stavlja proizvode na visoke nivoe stresa kako bi se pronašao sve slabe dijelove prije nego što ne uspiju na terenu.
Dizajn za pouzdanost ili DFR je metoda kojom se osigurava da su proizvodi napravljeni s pouzdanošću na umu od samog početka.
Dizajn za Six Sigma, ili DFSS, je metoda koja koristi statističke alate za poboljšanje pouzdanosti i kvaliteta dizajna proizvoda.
Burn-in je još jedna strategija koja uključuje stavljanje proizvoda kroz mnogo stresa na duže vrijeme kako bi se pronašli svi slabi dijelovi prije nego što se pokvare na terenu.
Korištenje krivulje kade za planiranje održavanja
Krivulja kade se također može koristiti za donošenje informiranih odluka o održavanju i zamjeni opreme.
Ako poznajete tri faze krivulje kade, možete promijeniti svoj plan održavanja kako kada stari.
Tokom perioda mortaliteta novorođenčadi, važno je obaviti preventivno održavanje kako bi se pronašli i popravili svi proizvodni nedostaci ili greške u instalaciji koje bi mogle dovesti do ranog kvara.
Tokom normalnog životnog vijeka dijela opreme važno je redovno održavati kako bi se održao u dobrom stanju.
Tokom vremena kada je oprema istrošena, možda će biti jeftinije zamijeniti je nego nastaviti popravljati.
Gledajući kako se oprema pokvarila u prošlosti, možete shvatiti gdje svaki komad opreme pada na "krivulji kade" i promijeniti svoj plan održavanja kako bi odgovarao.
Na primjer, ako primijetite da određena vrsta opreme ima tendenciju da se pokvari kada stari, možete je zamijeniti prije nego što se pokvari ili je češće provjeravati tokom tog vremena.
Korištenjem krivulje kade kao vodiča za planiranje održavanja, možete produžiti vijek trajanja sredstva uz istovremeno smanjenje vremena neupotrebe i iznosa troškova popravljanja.
Primjena krivulje kade
Krivulja kade se često koristi u tvornicama kako bi se olakšalo održavanje ili kako bi proizvodnja tekla brzo i pouzdano.
Također se može koristiti da bi se razumjelo zašto se kvarovi javljaju na određenim sredstvima i kako ih predvidjeti i spriječiti.
Krivulja kade može se koristiti u mnogim različitim poljima, uključujući avijaciju, automobile, elektroniku, medicinsku opremu, naftu i plin, proizvodnju električne energije, transport i još mnogo toga.
Na primjer, u avijaciji, može se koristiti za predviđanje kada će dijelovi aviona otkazati, tako da se mogu zamijeniti prije nego što izazovu nesreće.
U medicinskoj opremi, može se koristiti za predviđanje kada će se nešto pokvariti, tako da se može zamijeniti prije nego što povrijedi pacijenta.
Može se koristiti za predviđanje kada će se turbine pokvariti u elektranama kako bi se mogle popraviti prije nego što izazovu nestanak struje.
Da sumiramo, kriva kade je grafikon koji pokazuje koliko često sredstvo propada tokom vremena.
Koristi se u inženjeringu pouzdanosti i modeliranju kako se stvari pokvare tokom vremena.
Postoje tri dijela krivulje kade: smrtnost novorođenčadi, vijek trajanja i habanje.
Manje je vjerovatno da će se kvarovi u ranoj fazi dogoditi ako koristite strategije kao što su HALT, HASS, DFR, DFSS i burn-in.
Korištenjem krivulje kade kao vodiča za planiranje održavanja, korisni vijek trajanja sredstva može se produžiti dok su zastoji i troškovi popravka svedeni na minimum.
Krivulja kade se često koristi u mnogim poljima kako bi se olakšalo održavanje ili pokrenula proizvodnja brzo i pouzdano.
Modeliranje i analiza
Stopa kojom se softverski sistemi kvare tokom vremena prati isti obrazac kao i fizička sredstva.
Ovo omogućava vlasnicima softverskih sistema da razumiju njihov operativni životni ciklus i planiraju kada će ih trebati zamijeniti.
Ovaj tekst će govoriti o tome kako se kriva kade može koristiti u softverskom inženjerstvu za modeliranje i analizu stvari.
Modeli pouzdanosti softvera
Modele pouzdanosti softvera inženjeri pouzdanosti mogu koristiti za modeliranje i proučavanje "krivulje kade".
Ovi modeli se mogu koristiti za predviđanje koliko često će softverski sistemi otkazivati i za poboljšanje načina na koji se softver pravi.
Neki modeli softverske pouzdanosti koji se mogu koristiti za modeliranje krivulje kade su model Jelinski-Moranda (JM), model Musa-Okumoto (MO) i model Goel-Okumoto (GO).
Većinu vremena, ovi modeli gledaju koliko često sistem otkaže tokom vremena, kao i druge faktore kao što su složenost softvera, kvalitet koda i pokrivenost testiranjem.
Gledajući podatke o kvarovima i koristeći pravi model pouzdanosti softvera, softverski inženjeri mogu shvatiti koliko je vjerovatno da će se nešto pokvariti i napraviti planove za održavanje, testiranje i zamjenu.
Statistička kontrola procesa
Softverski inženjeri takođe mogu pratiti koliko dobro softverski sistemi rade tokom vremena koristeći tehnike statističke kontrole procesa (SPC).
SPC tehnike se mogu koristiti za pronalaženje promjena u načinu rada softvera, otkrivanje uzroka kvarova i rješavanje problema prije nego što se dogode.
Ukratko, softverski inženjeri mogu modelirati i analizirati krivu kade koristeći modele pouzdanosti softvera i tehnike statističke kontrole procesa.
Ovi alati mogu pomoći da se predvidi stope kvarova, poboljša način na koji se softver pravi i da softverski sistemi traju duže.
Koristeći ove metode, softverski inženjeri mogu smanjiti rizik od otkazivanja softvera i zadržati pouzdanost sistema.
Objašnjenje krivulje kade (krivulja pouzdanosti)
Savjet: Uključite dugme za titl ako vam je potrebno. Odaberite "automatski prijevod" u gumbu za podešavanja, ako niste upoznati sa govornim jezikom. Možda ćete morati prvo kliknuti na jezik videozapisa prije nego što vaš omiljeni jezik postane dostupan za prijevod.
Zaključak
Kako dolazimo do kraja naše rasprave o krivulji kade, jasno je da je ova ideja važan alat za svakog inženjera ili studenta inženjerstva koji želi dizajnirati, izgraditi i održavati opremu koja radi što je moguće bolje.
Poznavajući tri faze krivulje kade i uobičajene faktore koji utiču na svaku fazu, možete donijeti pametne odluke o održavanju, zamjeni i cjelokupnom upravljanju rizikom.
Ali prije nego što napustite ovaj članak, želim da vas izazovem da razmislite o krivulji kade na druge načine osim kako se može koristiti u stvarnom životu.
Šta nam ova kriva može reći o tome kako stvari funkcioniraju i zašto ne uspijevaju? Šta možemo naučiti o činjenici da će se propadanje i opadanje uvijek dešavati?
Ovo su duboka i važna pitanja koja prevazilaze kako se kriva kade može koristiti u inženjeringu.
Ali razmišljajući o njima, možemo bolje razumjeti koliko je inženjering pouzdanosti važan u današnjem svijetu.
Dakle, dok napredujete u svojoj inženjerskoj karijeri, sjetite se krivulje kade, ne samo kao alata za pouzdanost već i kao simbola kako se ljudi bore protiv sila propadanja i propadanja.
I nadam se da će vas poznavanje ovoga inspirisati da napravite opremu koja će trajati, čak i kada je vrijeme troši.
Linkovi i reference
Priručnik za projektovanje pouzdanosti
Dinamički model predviđanja stope kvarova za servisne dijelove baziran na krivulji kade (BTC)
Podijelite na…
