Technologie / Guide technique
MTBF, taux de défaillance et disponibilité : différents indicateurs pour l'éolien
La fiabilité, le taux de défaillance et la disponibilité décrivent des questions statistiques différentes. Un intervalle moyen entre défaillances ne garantit pas la durée de vie, et une machine disponible peut néanmoins disposer de peu de ressource à convertir. Le modèle et le périmètre temporel déterminent ce que chaque nombre peut signifier.
Une moyenne n'est pas l'instant auquel toutes les unités tombent en panne.
Comprendre séparément la probabilité, le taux d’événements et le rétablissement avant d’interpréter une statistique de fiabilité mise en avant.
01 / Identification des indicateurs
La durée de vie d’un élément non réparable et les défaillances répétées sont deux notions différentes.
MTTF décrit la durée moyenne avant défaillance pour une population et un modèle donnés.
Le MTTF décrit un temps moyen avant défaillance pour une population et un modèle donnés. Le MTBF est utilisé pour les défaillances répétées d’équipements réparables, avec une convention de temps définie. Le temps de fonctionnement et le temps calendaire incluant les réparations ou l’attente peuvent donner des moyennes numériques différentes.
Le NIST traite les modèles de durée de vie exponentielle et d’événements répétés homogènes comme des hypothèses explicites. Leur terminologie ne transforme pas l’intervalle moyen entre événements d’un système réparable en durée de vie physique de chaque composant. La défaillance comptabilisée nécessite également une fonction définie.
02 / Signification du taux de défaillance instantané
Un taux conditionnel n’est pas une probabilité sur une période finie.
Un taux de défaillance instantané décrit la tendance instantanée à la défaillance, sous condition de survie jusqu’à l’instant considéré.
Un taux de défaillance décrit la tendance instantanée à la défaillance, sous condition de survie jusqu’à l’instant considéré. Il s’exprime en unités d’inverse du temps. Une probabilité sur une période entière est sans dimension et dépend de la manière dont ce taux agit sur l’ensemble de la période.
Pour le modèle exponentiel à taux de défaillance constant, R(t) = exp(−λt), où λ est le taux supposé et t utilise l'unité de temps correspondante. Le NIST donne cette relation de fiabilité et un temps d'attente moyen de 1/λ. Un autre comportement du taux de défaillance nécessite un modèle différent.
03 / Modèle illustratif.
Une même moyenne supposée permet des résultats très variables.
Calcul hypothétique à taux de défaillance constant : λ = 0.001 par heure de fonctionnement donne un temps d'attente moyen de 1,000 heures de fonctionnement.
Calcul hypothétique à taux de défaillance constant : λ = 0.001 par heure de fonctionnement donne un temps d’attente moyen de 1,000 heures de fonctionnement. La fiabilité sur 100 heures est exp(−0.1), soit environ 90.5%. Ces nombres inventés appartiennent à un modèle statistique idéal.
À la durée moyenne de 1,000 heures, la probabilité de survie est exp(−1), soit environ 36.8%; les unités ne durent pas toutes exactement cette durée. Aucun objectif de fiabilité ni aucune durée de vie MARSTON ne sont établis.
04 / Âge et preuves.
Un taux constant ne décrit pas toutes les phases de la vie.
L'usure, un environnement changeant ou une population qui évolue peuvent faire dépendre le taux de défaillance de l'âge ou des conditions.
L'usure, un environnement changeant ou une population évolutive peuvent rendre le taux de défaillance dépendant de l'âge ou des conditions. Regrouper des modes de défaillance différents dans un taux constant unique peut masquer ces différences. Une moyenne estimée à partir d'une population représentée ne doit pas être appliquée implicitement à une autre configuration.
Une observation sans défaillance ne prouve pas un MTBF infini ni un taux de défaillance sous-jacent nul. Des données limitées et des observations censurées influencent ce que l’on peut en déduire. L’incertitude d’une estimation statistique est distincte de la forme supposée de son modèle.
05 / Disponibilité
La récupération modifie le temps disponible pour la fonction définie.
Dans un modèle simple à long terme alternant fonctionnement et indisponibilité, la disponibilité est égale à la durée moyenne de fonctionnement divisée par la somme de la durée moyenne de fonctionnement et de la durée moyenne d'indisponibilité.
Dans un modèle simple à long terme alternant fonctionnement et indisponibilité, la disponibilité est la durée moyenne de fonctionnement divisée par la somme de la durée moyenne de fonctionnement et de la durée moyenne d’indisponibilité. Les états, les délais inclus et les hypothèses de stabilité des cycles doivent être précisés. Ce rapport diffère de la probabilité d’absence de défaillance au cours d’une mission.
Avec une durée moyenne de fonctionnement inventée de 90 h et une durée moyenne d’indisponibilité inventée de 10 h, ce modèle donne une disponibilité de 90%. Un même comportement d’apparition des défaillances, avec des délais de remise en service différents, peut produire des disponibilités différentes. Le résultat n’établit ni la fourniture instantanée ni la production énergétique.
06 / Portée du produit
Les désignations statistiques ne permettent pas d’établir les performances d’une éolienne.
Le guide des temps d'arrêt traite des enregistrements d'événements observés.
La référence guide sur les temps d’arrêt traite des enregistrements d’événements observés. Ici, l’accent porte sur le modèle statistique : la disponibilité du matériel, les données valides et la production utile sont des grandeurs distinctes, même lorsqu’elles sont exprimées en pourcentages.
Aucune garantie de fiabilité MARSTON n’est donnée. Ces modèles idéaux ne prescrivent aucun essai, aucun intervalle de maintenance ni aucune modification du fonctionnement.
Poursuivez l’examen avec Sécurité en cas de défaillance et maintien du fonctionnement : concepts de commande des éoliennes.
Poursuivez l’examen avec Capteurs redondants : vote, accord et causes communes..
Poursuivez l’examen avec Machines à états de commande des éoliennes : état, déclencheur et achèvement.
Contexte général : NIST : fiabilité exponentielle, taux de défaillance constant et temps d’attente moyen · NIST : hypothèses des modèles exponentiel et à événements répétés pour le MTBF. Ces références expliquent des concepts du secteur ; elles sont distinctes des documents MARSTON applicables au produit et au projet.
Concepts clés et conditions.
Interpréter chaque grandeur avec sa référence, ses unités et les conditions indiquées. Une relation générale ne permet pas d’établir une valeur propre à un modèle.
| Concept / grandeur | Signification / relation | Conditions / limites |
|---|---|---|
| Intervalle moyen | MTTF ou MTBF selon une convention spécifiée | La population, l'événement et la période couverte sont définis. |
| Risque instantané de défaillance | Taux conditionnel exprimé en inverse du temps | Ne constitue pas en soi une probabilité sur une période finie. |
| Fiabilité exponentielle. | exp(−λt) | Taux de défaillance constant et unités de temps cohérentes. |
| Disponibilité | Durée moyenne de fonctionnement/(durée moyenne de fonctionnement + durée moyenne d’arrêt) | États alternés définis et hypothèses à long terme. |
| Production utile | Contribution électrique sur son propre périmètre | La disponibilité seule ne fournit ni ressource ni production. |
Questions d’ingénierie.
Le MTBF est-il une durée de vie garantie ?
Non. Il s’agit d’une moyenne statistique avec un événement défini et une convention temporelle définie.
Un taux de 0.001/h signifie-t-il une probabilité de défaillance de 0.1% pour chaque période ?
Non. La probabilité sur une période dépend de sa durée et du modèle supposé.
Est-ce que l'absence de défaillures observées prouve l'absence de danger ?
Non. Un nombre fini d’observations laisse subsister une incertitude statistique.
Est-ce que la disponibilité est équivalente à la probabilité d'absence de panne ?
Non. La disponibilité inclut le rétablissement de la fonction définie.
Une disponibilité de 90% signifie-t-elle 90% de l'énergie nominale ?
Non, la ressource, la sortie et la limite énergétique restent séparées.
Les indicateurs donnés en exemple sont-ils des valeurs MARSTON ?
Non, ce sont des illustrations inventées, et non des affirmations concernant la fiabilité des produits.
Demande technique
Discutons de la question technique.
La fiabilité, le taux de défaillance et la disponibilité décrivent des questions statistiques différentes. Partagez le modèle et les informations applicables concernant le fonctionnement ou la conception pour une discussion technique.