Kao inženjer, znate da sve ima ograničenu količinu vremena za rad.
S vremenom će postati manje pouzdan dok se konačno ne pokvari.
Ali jeste li znali da postoji krivulja koja vam može reći kada će se taj kvar najvjerojatnije dogoditi? Zove se "krivulja kade" i jedna je od najvažnijih ideja u inženjerstvu pouzdanosti.
Razumijevanjem ove krivulje možete pronaći različite faze životnog vijeka uređaja, shvatiti kada je najveća vjerojatnost da će se pokvariti i poduzeti prave korake da spriječite njegovo pokvarenje.
U ovom ću članku detaljno govoriti o krivulji kade.
Pogledat ću njegove tri faze, zajedničke čimbenike koji pridonose svakoj fazi i načine kako smanjiti vjerojatnost neuspjeha.
Bilo da ste student strojarstva ili profesionalni inženjer, trebate razumjeti krivulju kade kako biste bili sigurni da oprema koju projektirate, gradite ili održavate pouzdano radi cijeli život.
Dakle, zaronimo i saznajmo više o ovoj važnoj ideji.
Uvod u krivulju kade
Formalna definicija:
Krivulja stope kvarova opreme s početnom oštro opadajućom stopom kvarova, nakon koje slijedi dugotrajna konstantna prosječna stopa kvarova, nakon čega stopa kvarova ponovno naglo raste.
Razumijevanje krivulje kade
Krivulja kade je grafikon koji pokazuje koliko se često proizvod ili grupa proizvoda kvari tijekom vremena.
Često se koristi u inženjeringu pouzdanosti i modeliranju propadanja imovine za predviđanje i planiranje kvarova imovine.
Krivulja ima tri odvojena dijela: razdoblje smrtnosti dojenčadi, razdoblje normalnog života i razdoblje istrošenosti.
Razdoblje smrtnosti dojenčadi
Prvi dio krivulje kade je razdoblje visokih stopa kvarova, a to je vrijeme kada bebe umiru.
Tijekom tog vremena veća je vjerojatnost da će nova sredstva propasti zbog problema s dizajnom, materijalima, načinom na koji su napravljena ili načinom na koji su pokrenuta.
Zbog ovih nedostataka, imovina otkazuje rano u svom životnom ciklusu, zbog čega se stopa kvarova povećava tijekom prvih faza rada.
Normalno životno razdoblje
Nakon razdoblja smrtnosti dojenčadi, sredstvo ulazi u normalno životno razdoblje, gdje je stopa kvara niska i prilično konstantna.
Tijekom tog vremena većina problema je riješena, a sredstvo radi kako treba.
Sredstvo je u izvrsnom stanju, a preventivno održavanje može pomoći da nastavi dobro funkcionirati.
Razdoblje istrošenosti
Posljednji dio krivulje kade je faza istrošenosti, koja ima veću stopu kvarova.
Tijekom tog vremena veća je vjerojatnost da će se sredstvo pokvariti zbog stvari kao što su starost, istrošenost, korozija ili zamor.
Imovina je dosegla kraj svog korisnog vijeka i možda će je trebati zamijeniti ili isključiti iz upotrebe kako bi se izbjegla katastrofa.
Strategije za produljenje vijeka trajanja imovine
Timovi koji rade na produljenju korisnog vijeka imovine mogu upotrijebiti ono što znaju o krivulji kade za postavljanje očekivanja o tome kako imovina obično radi tijekom svog životnog ciklusa.
Svaka točka na krivulji sugerira drugačiji način izbjegavanja neuspjeha.
Tijekom razdoblja smrtnosti dojenčadi timovi bi se trebali usredotočiti na pronalaženje i popravljanje nedostataka u dizajnu, materijalnih nedostataka, proizvodnih nedostataka ili pogrešnih načina pokretanja.
Možda će biti potrebno češće obavljati održavanje ili inspekcije kako bi se pronašli i popravili problemi prije nego što uzrokuju kvarove.
Tijekom normalnog životnog razdoblja, timovi bi se trebali usredotočiti na preventivno održavanje kako bi sredstva radila u najboljem redu.
Rutinski pregledi i održavanje mogu pomoći u pronalaženju potencijalnih problema i njihovom rješavanju prije nego što postanu veliki problemi.
Razdoblje istrošenosti: tijekom tog vremena timovi bi se trebali usredotočiti na prediktivno održavanje kako bi pronašli probleme prije nego što se dogode i popravili ih.
Kako bi se izbjegli katastrofalni kvarovi, možda će biti potrebno zamijeniti ili prodati neku imovinu.
Napredna analiza krivulje kade
Stručnjaci za pouzdanost često koriste Weibullov dijagram za promatranje funkcije kumulativne distribucije krivulje kade.
Istraživači sa Sveučilišta u Glasgowu, Sveučilišta u Cambridgeu i Rolls-Roycea pokazali su da se faza istrošenosti krivulje kade može podići na višu razinu i pretvoriti u ideju "površine kade
Ova napredna analiza pomaže modelirati kako temperatura, pritisak i stres, između ostalog, utječu na habanje imovine.
Daje korisne informacije o tome kako se stvari troše i pomaže u poboljšanju performansi i pouzdanosti imovine.
Jeste li spremni koristiti Bathtub Curve za poboljšanje pouzdanosti vaše opreme?
Još uvijek je teško razumjeti? Da malo promijenim gledište:
Muka vam je od toga da vam se stvari kvare kad su vam najpotrebnije? Sviđa li vam se uzbuđenje što uvijek morate kupovati nove alate i naprave koje se kvare?
Nemojte se zamarati zakrivljenošću kade!
Kome treba pouzdana krivulja stope neuspjeha kada se samo možete nadati najboljem? Uostalom, ništa ne podiže adrenalin kao dio opreme koji se pokvari u zadnji čas.
Ali ako ste praktični inženjer koji brine o sigurnosti i pouzdanosti, nastavite čitati.
Uskoro ćemo ući u fascinantan svijet zakrivljene kade.
U redu, to je bila samo šala napravljena da izgleda kao TV reklama.
Sada se vratimo na objašnjenje.
Čimbenici koji pridonose svakoj fazi
Svaka faza krivulje kade uzrokovana je nizom stvari.
Tijekom razdoblja smrtnosti dojenčadi, kvarovi su uzrokovani problemima s načinom na koji je proizvod napravljen i kako je korišten.
Tijekom normalnog životnog razdoblja, s druge strane, čimbenici poput održavanja i okoliša mogu utjecati na trajanje imovine prije nego što se pokvari.
Na kraju, stope kvarova mogu porasti u razdoblju istrošenosti zbog stvari kao što su stari dijelovi i nedostatak održavanja.
Razumijevanje ovih čimbenika može pomoći timovima koji rade na produljenju korisnog vijeka imovine implementacijom specifičnih strategija za svaku fazu duž krivulje kade.
Distribucija rizika i vjerojatnosti
Faza smrtnosti dojenčadi
U ranom dijelu krivulje kade, koji se također naziva "faza smrtnosti dojenčadi", proizvodi će najvjerojatnije propasti.
Kvarovi tijekom tog vremena obično su uzrokovani problemima s dizajnom, materijalima, načinom na koji su napravljeni ili načinom na koji su pokrenuti.
Na primjer, novokupljena kuća može imati mnogo problema u prvih nekoliko godina, kao što su pukotine u zidovima i vratima, jer materijali ili rad nisu baš dobri.
Tijekom ove faze, ljudi koji su u najvećem riziku ovise o proizvodu koji gledaju.
Ljudi koji kupuju elektroniku poput pametnih telefona ili prijenosnih računala kada ih prvi put puste na tržište najvjerojatnije će imati problema s njima tijekom faze "smrtnosti dojenčadi".
S druge strane, tvrtke koje kupuju industrijsku opremu koja se koristi u tvornicama ili elektranama kada je prvi put puste u promet najvjerojatnije će imati problema s njom tijekom faze "smrtnosti dojenčadi".
Distribucija vjerojatnosti
Krivulja kade često se prikazuje Weibullovom distribucijom, koja je vrsta distribucije vjerojatnosti.
Ima parametar oblika (koji se naziva beta) i parametar mjerila (eta).
Krivulja kade je dijagram stope kvarova tijekom vremena, a Weibullova distribucija može se koristiti za opisivanje distribucije kvarova u sve tri faze krivulje.
Weibullov model
Moderni poluvodički čipovi obično slijede Weibullov model s beta u rasponu od 0,2 do 0,6 koliko često bebe umiru prije svog prvog rođendana.
Suprotno od stope neuspjeha je srednje vrijeme između neuspjeha (MTBF), koje se može koristiti da se utvrdi što će obitelj proizvoda vjerojatno učiniti.
Strategije i primjene
Strategije za smanjenje kvarova u ranoj fazi
Krivulja kade pokazuje koliko je vjerojatno da će se sredstvo s vremenom pokvariti.
Ima tri različite faze: kvarovi u ranoj fazi, slučajni kvarovi i kvarovi uzrokovani trošenjem.
Kvarovi u ranoj fazi mogu biti uzrokovani pogreškama 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 vjerojatnost neuspjeha prve faze.
Highly Accelerated Life Testing (HALT) način je pronalaženja nedostataka u dizajnu proizvoda prije nego što uzrokuju probleme na terenu.
To se postiže stavljanjem proizvoda u ekstremne uvjete.
Highly Accelerated Stress Screening (HASS) metoda je provjere koja stavlja proizvode na visoke razine stresa kako bi se pronašli slabi dijelovi prije nego što pokažu na terenu.
Dizajn za pouzdanost, ili DFR, metoda je kojom se osigurava da su proizvodi izrađeni imajući na umu pouzdanost od samog početka.
Dizajn za šest sigma, ili DFSS, metoda je koja koristi statističke alate za poboljšanje pouzdanosti i kvalitete dizajna proizvoda.
Burn-in je još jedna strategija koja uključuje izlaganje proizvoda dugom stresu kako bi se pronašli slabi dijelovi prije nego što se pokvare na terenu.
Korištenje krivulje kade za planiranje održavanja
Krivulja kade također se može koristiti za donošenje informiranih odluka o održavanju i zamjeni opreme.
Ako znate tri faze krivulje kade, možete promijeniti svoj plan održavanja kako kada stari.
Tijekom razdoblja smrtnosti dojenčadi važno je provoditi preventivno održavanje kako bi se pronašli i popravili bilo kakvi nedostaci u proizvodnji ili greške u instalaciji koje bi mogle dovesti do ranog kvara.
Tijekom normalnog životnog vijeka opreme važno je redovito je održavati kako bi bila u dobrom stanju.
Tijekom vremena kada je oprema istrošena, može biti jeftinije zamijeniti je nego stalno popravljati.
Gledajući kako se oprema kvarila u prošlosti, možete shvatiti gdje se koji dio opreme nalazi na "krivulji kade" i promijeniti svoj plan održavanja kako bi odgovarao.
Na primjer, ako primijetite da se određena vrsta opreme sklona kvariti kada stari, možda biste je trebali zamijeniti prije nego što se pokvari ili je tijekom tog vremena češće provjeravati.
Korištenjem krivulje kade kao vodiča za planiranje održavanja, možete produljiti vijek trajanja sredstva, a istovremeno smanjiti vrijeme koje je izvan uporabe i iznos koji košta popravak.
Primjene krivulje kade
Krivulja kade često se koristi u tvornicama kako bi se olakšalo održavanje ili kako bi se proizvodnja pokrenula brzo i pouzdano.
Također se može koristiti za razumijevanje zašto dolazi do kvarova na određenim sredstvima i kako ih predvidjeti i spriječiti.
Krivulja kade može se koristiti u mnogim različitim područjima, uključujući zrakoplovstvo, automobile, elektroniku, medicinsku opremu, naftu i plin, proizvodnju električne energije, transport i još mnogo toga.
Na primjer, u zrakoplovstvu se može koristiti za predviđanje kada će dijelovi zrakoplova otkazati kako bi se mogli zamijeniti prije nego što izazovu nesreću.
U medicinskoj opremi može se koristiti za predviđanje kada će se nešto pokvariti tako da se može zamijeniti prije nego što ozlijedi 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 sažmemo, krivulja kade je grafikon koji pokazuje koliko često sredstvo kvari tijekom vremena.
Koristi se u inženjerstvu pouzdanosti i modeliranju kako se stvari kvare tijekom vremena.
Tri su dijela krivulje kade: smrtnost novorođenčadi, vijek trajanja i trošenje.
Manje je vjerojatno da će se dogoditi kvarovi u ranoj fazi ako koristite strategije kao što su HALT, HASS, DFR, DFSS i burn-in.
Korištenjem krivulje kade kao vodiča za planiranje održavanja, vijek trajanja imovine može se produžiti dok su zastoji i troškovi popravka svedeni na minimum.
Krivulja kade često se koristi u mnogim područjima kako bi se olakšalo održavanje ili brzo i pouzdano pokrenula proizvodnja.
Modeliranje i analiza
Stopa kojom se softverski sustavi kvare tijekom vremena slijedi isti obrazac kao i fizička imovina.
To omogućuje vlasnicima softverskih sustava da razumiju njihov operativni životni ciklus i planiraju kada će ih trebati zamijeniti.
Ovaj tekst će govoriti o tome kako se krivulja kade može koristiti u softverskom inženjerstvu za modeliranje i analizu stvari.
Modeli pouzdanosti softvera
Modele pouzdanosti softvera mogu koristiti inženjeri pouzdanosti za modeliranje i proučavanje "krivulje kade".
Ovi se modeli mogu koristiti za predviđanje koliko će često softverski sustavi kvariti i za poboljšanje načina izrade softvera.
Neki modeli pouzdanosti softvera koji se mogu koristiti za modeliranje krivulje kade su Jelinski-Moranda (JM) model, Musa-Okumoto (MO) model i Goel-Okumoto (GO) model.
Većinu vremena ti modeli promatraju koliko često sustav pada tijekom vremena, kao i druge čimbenike poput složenosti softvera, kvalitete koda i pokrivenosti testiranja.
Promatrajući podatke o kvarovima i koristeći pravi model pouzdanosti softvera, softverski inženjeri mogu shvatiti koliko je vjerojatno da će se nešto pokvariti i napraviti planove za održavanje, testiranje i zamjenu.
Statistička kontrola procesa
Softverski inženjeri također mogu pratiti koliko dobro softverski sustavi rade tijekom vremena korištenjem tehnika statističke kontrole procesa (SPC).
SPC tehnike mogu se koristiti za pronalaženje promjena u načinu na koji softver funkcionira, otkrivanje uzroka kvarova i rješavanje problema prije nego što se dogode.
Ukratko, softverski inženjeri mogu modelirati i analizirati krivulju kade koristeći modele pouzdanosti softvera i tehnike statističke kontrole procesa.
Ovi alati mogu pomoći u predviđanju stope neuspjeha, poboljšati način izrade softvera i produljiti vijek trajanja softverskih sustava.
Korištenjem ovih metoda softverski inženjeri mogu smanjiti rizike od kvarova softvera i zadržati pouzdanost sustava.
Objašnjenje krivulje kade (krivulja pouzdanosti)
Savjet: Uključite tipku titlova ako vam je potrebna. Odaberite "automatski prijevod" u gumbu postavki, ako niste upoznati s govornim jezikom. Možda ćete prvo morati 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 zajedničke čimbenike koji utječu na svaku fazu, možete donositi pametne odluke o održavanju, zamjeni i cjelokupnom upravljanju rizikom.
Ali prije nego što napustite ovaj članak, želim vas potaknuti da razmišljate o krivulji kade na druge načine, a ne kako se može koristiti u stvarnom životu.
Što nam ova krivulja može reći o tome kako stvari funkcioniraju i zašto ne uspijevaju? Što možemo naučiti o činjenici da će se propadanje i propadanje uvijek događati?
Ovo su duboka i važna pitanja koja nadilaze kako se krivulja kade može koristiti u inženjerstvu.
Ali razmišljajući o njima, možemo bolje razumjeti koliko je važno inženjerstvo pouzdanosti 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 to saznanje potaknuti da napravite opremu koja će trajati, čak i kad je vrijeme iscrpi.
Linkovi i reference
Priručnik za projektiranje pouzdanosti
Dinamički model predviđanja stope kvarova za servisne dijelove na temelju krivulje kade (BTC)
Dijeli…
