Tecnologia / Guida tecnica
MTBF, tasso di guasto e disponibilità: metriche diverse per l'eolico
Affidabilità, tasso di guasto e disponibilità descrivono questioni statistiche diverse. Un intervallo medio tra i guasti non è una garanzia di durata, e una macchina disponibile può comunque avere poca risorsa da convertire. Il modello e il perimetro temporale determinano il significato attribuibile a ciascun numero.
Una media non è l'istante in cui ogni unità si guasta.
Comprendi separatamente probabilità, tasso di eventi e ripristino prima di interpretare un dato di affidabilità messo in evidenza.
01 / Identità delle metriche
La vita utile di un componente non riparabile e i guasti ripetuti sono concetti diversi.
MTTF descrive il tempo medio fino al guasto per una popolazione e un modello dichiarati.
MTTF descrive un tempo medio al guasto per una popolazione e un modello dichiarati. MTBF è usato per i guasti ripetuti di apparecchiature riparabili, con una convenzione temporale definita. Il tempo di funzionamento e il tempo di calendario, comprensivo dei periodi di riparazione o attesa, possono produrre medie numeriche diverse.
NIST tratta i modelli di durata esponenziale e di eventi ripetuti omogenei come ipotesi dichiarate. La loro terminologia non trasforma l'intervallo medio tra eventi di un sistema riparabile nella durata fisica di ogni componente. Anche il guasto conteggiato richiede una funzione definita.
02 / Significato del tasso di rischio
Un tasso condizionale non è una probabilità riferita a un periodo finito.
Un tasso di rischio descrive la propensione istantanea al guasto, condizionata alla sopravvivenza fino all'istante considerato.
Il tasso di guasto descrive la tendenza istantanea al guasto, condizionata alla sopravvivenza fino all’istante considerato. Le sue unità sono l’inverso del tempo. Una probabilità riferita a un intero periodo è adimensionale e dipende da come quel tasso agisce nel corso del periodo.
Per il modello esponenziale con tasso di guasto costante, R(t) = exp(−λt), dove λ è il tasso ipotizzato e t è espresso nell'unità di tempo corrispondente. NIST fornisce questa relazione di affidabilità e un tempo medio di attesa di 1/λ. Un diverso andamento del tasso di guasto richiede un modello diverso.
03 / Modello illustrativo
Uno stesso valore medio ipotizzato è compatibile con esiti molto diversi.
Calcolo ipotetico con tasso di guasto costante: λ = 0.001 per ora di funzionamento dà un tempo medio di attesa di 1,000 ore di funzionamento.
Calcolo ipotetico con tasso di rischio costante: λ = 0.001 per ora di funzionamento dà un tempo medio di attesa di 1,000 ore di funzionamento. L'affidabilità su 100 ore è exp(−0.1), circa 90.5%. Questi numeri inventati appartengono a un modello statistico ideale.
In corrispondenza della durata media di 1,000 ore, la probabilità di sopravvivenza è exp(−1), circa 36.8%; le unità non durano tutte esattamente questo tempo. Non viene stabilito alcun obiettivo di affidabilità né alcuna durata per MARSTON.
04 / Età e prove.
Un tasso costante non descrive ogni fase della vita utile.
L'usura, un ambiente mutevole o una popolazione in evoluzione possono rendere il tasso di rischio dipendente dall'età o dalle condizioni.
L'usura, un ambiente che cambia o una popolazione in evoluzione possono far dipendere il tasso di rischio dall'età o dalle condizioni. Riunire modalità di guasto diverse in un unico tasso costante può nascondere tali differenze. Una media stimata da una popolazione rappresentata non dovrebbe essere usata per descrivere un'altra configurazione senza dichiararlo.
Un'osservazione senza guasti non dimostra un MTBF infinito o un tasso di guasto istantaneo sottostante nullo. Le evidenze limitate e le osservazioni censurate influenzano ciò che si può dedurre. L'incertezza di una stima statistica è distinta dalla forma ipotizzata per il suo modello.
05 / Disponibilità
Il ripristino modifica il tempo disponibile per la funzione definita.
In un semplice modello a lungo termine con alternanza tra funzionamento e fermo, la disponibilità è la durata media di funzionamento divisa per la somma della durata media di funzionamento e della durata media di fermo.
In un semplice modello di lungo periodo con alternanza tra funzionamento e fermo, la disponibilità è la durata media di funzionamento divisa per la somma della durata media di funzionamento e della durata media di fermo. Occorre dichiarare gli stati, i ritardi inclusi e le ipotesi di stabilità dei cicli. Questo rapporto è diverso dalla probabilità di assenza di guasti durante una missione.
Con una durata media di funzionamento ipotetica di 90 h e una durata media di fermo ipotetica di 10 h, quel modello dà una disponibilità del 90%. Lo stesso comportamento di insorgenza dei guasti, con diversi ritardi di ripristino, può produrre disponibilità diverse. Il risultato non dimostra né l'alimentazione istantanea né la produzione energetica.
06 / Ambito del prodotto
Le etichette statistiche non stabiliscono le prestazioni delle turbine.
La guida ai tempi di fermo tratta le registrazioni degli eventi osservati.
La pagina guida ai tempi di fermo tratta le registrazioni degli eventi osservati. Qui l'attenzione è rivolta al modello statistico: disponibilità dell'hardware, dati validi e generazione utile sono grandezze distinte, anche quando sono espresse in percentuale.
Non viene fornita alcuna garanzia di affidabilità da parte di MARSTON. Questi modelli ideali non prescrivono prove, intervalli di manutenzione o modifiche operative.
Prosegui la verifica con Fail-safe e fail-operational: concetti di controllo eolico.
Prosegui la verifica con Sensori ridondanti: votazione, concordanza e cause comuni.
Prosegui la verifica con Macchine a stati per il controllo eolico: stato, evento di attivazione e completamento.
Informazioni generali: NIST: affidabilità esponenziale, tasso di guasto costante e tempo medio di attesa · NIST: Assunzioni del modello esponenziale e di eventi ripetuti per MTBF.. Questi riferimenti spiegano concetti del settore; sono distinti dai documenti MARSTON di prodotto e di progetto applicabili.
Concetti e condizioni fondamentali.
Leggere ogni grandezza insieme al riferimento, alle unità e alle condizioni dichiarate. Una relazione generale non stabilisce un valore specifico di un modello.
| Concetto / grandezza | Significato / relazione | Condizioni / limiti |
|---|---|---|
| Intervallo medio | MTTF o MTBF secondo una convenzione dichiarata | Sono definiti la popolazione, l'evento e il tempo incluso. |
| Tasso di guasto istantaneo | Tasso condizionale con dimensione dell’inverso del tempo | Non è di per sé una probabilità riferita a un periodo finito. |
| Affidabilità esponenziale. | exp(−λt) | Tasso di guasto istantaneo costante e unità di tempo coerenti. |
| Disponibilità | Tempo medio di funzionamento/(tempo medio di funzionamento + tempo medio di fermo) | Stati alternati definiti e assunzioni a lungo termine. |
| Generazione utile | Contributo elettrico entro il proprio confine di analisi | La sola disponibilità non fornisce la risorsa né la produzione. |
Domande ingegneristiche.
L'MTBF è una durata di vita garantita?
No. Si tratta di una media statistica con un evento e una convenzione temporale definiti.
Un tasso di 0.001/h significa una probabilità di guasto dello 0.1% per ogni periodo?
No. La probabilità relativa al periodo dipende dalla durata e dal modello ipotizzato.
L'assenza di guasti osservati dimostra un tasso di rischio nullo?
No. Un numero finito di osservazioni lascia un'incertezza statistica.
La disponibilità coincide con la probabilità di assenza di guasti?
No. La disponibilità include il ripristino della funzione definita.
Una disponibilità del 90% significa il 90% dell'energia nominale?
No. La risorsa, la produzione e il confine del bilancio energetico rimangono distinti.
Le metriche dell'esempio sono valori MARSTON?
No. Sono esempi inventati, non dichiarazioni sull'affidabilità dei prodotti.
Richiesta tecnica
Discutere la questione tecnica.
Affidabilità, tasso di guasto e disponibilità descrivono questioni statistiche diverse. Condividi il modello e le informazioni operative o di progettazione applicabili per una discussione ingegneristica.