PålitelighetPålitelighet - teoretisk

Pålitelighet defineres som evnen utstyr har for å overleve et gitt tidsrom. Man kan også si at pålitelighet er hvordan noe fungerer over tid.

Definisjonen kan formelt uttrykke pålitelighet på flere måter:

1. Påliteligheten til en generator kan for eksempel illustreres ved at det er 90 % sannsynlig at generatoren vil fungere uten feil de første 500 timer i drift. Det er da alltid underforstått at gitte vedlikeholds- og driftsrutiner er overholdt. Matematisk kan dette utrykkes som R(500) = 0,90. Utgangspunktet er her en pålitelighetsfunksjon R(t) som må ses i sammenheng med sannsynlighetsfordelingen til levetiden, f(t). Sammenhengen mellom f(t) og R(t) kan ses nedenfor. F(t) er upålitelighetsfunksjonen og F(t) = 1-R(t).

Påliteligheten for en lagertype kan på denne vis oppgis av produsentene, hvor en L10 = 50 000 000 omdreininger betyr at 90 % av lagertypen vil overleve 50 000 000 omdreiinger.Forventet levetid som gjennomsnittlig tid før feil, kaldes for MTTF (Mean Time To Failure). MTTF benyttes kun på ikke-reparerbart utstyr (for eksempel kulelager). Hvis en bestemt type lager svikter henholdsvis etter 20 000, 15 000 og 23 000 timer i drift, da blir MTTF = (20 000 + 15 000 + 23 000) / 3 = 22 667 timer.

2. Hasardraten (eng. failure rate eller hazard rate) sier noe om sannsynligheten for svikt umiddelbart etter at et gitt tidsrom har passert. Det skjelnes mellom 3 ulike typer av sviktrater:

  1. Minkende hasardrate: Delen blir “bedre” med tiden.
  2. Konstant hasardrate: Sannsynligheten for svikt er den samme uansett om delen er 1 år eller 10 år gammel.
  3. Økende hasardrate: Sannsynligheten øker for svikt i takt med at tiden går.

Satt sammen, danner disse tre typene den såkalte “badekarskurven”. Les ev. mer i avsnittet Badekarskurven.

De 3 typer hasardrater har stor betydning i forhold til hvilke vedlikeholdsstrategier som bør benyttes. For eksempel vil en komponent som utviser konstant hasardrate, ikke være en kandidat for forhåndsbestemt vedlikehold som overhaling etter et fastsatt intervall. Økende hasardrate kan derimot bety at delen økonomisk sett bør byttes eller overhales ved bestemte intervaller. Overhaling eller bytte av delen ved minkende hasardrate, er som ved konstant hasardrate et tapsprosjekt.

I de tilfeller hvor hasardraten er konstant, er hasardraten lik den inverse av MTTF.  Dersom MTTF er lik 87600 timer (gjennomsnittlig svikt per 10 år) er hasardraten 1 / 87600 svikt per time. Ingen benytter antall svikt per time, og hasardraten kan for eksempel gjøres om til antall svikt per år slik at hasardraten blir 0,1 (1/87600 *8760) eller antall svikt per 1 million driftstimer slik at hasardraten blir 11,4. Påliteligheten vil altså her for eksempel kunne beskrives som en årlig hasardrate på 0,1.

Bemerk at hasardrater kun kan beregnes som ovenstående når hasardraten er konstant. Ved økende og minkende hasardrate må sannsynlighetsfordelingen for levetiden konstrueres før hasardraten kan bestemmes. Det er en del snubletråder å passe seg for i forhold til sviktrater. Hasardrate er mer utførlig beskrevet i avsnittet Hasardrate.

3. ROCOF (Rate of Occurance Of Failures) eller prosessraten er antall feil i et gitt tidsrom for reparerbart utstyr. I stedet for en sannsynlighet, oppgis altså antall feil per tidsenhet. Er gjennomsnittet 50 svikt de første to årene, kan ROCOF skrives som λ(2) = 50 – eller λ(1) = 25 (25 feil per år). Et system bestående av komponenter med økende feilrate, kan likevel ha en konstant ROCOF. Fenomentet oppstår fordi summen av mange individuelle feilrater gir en konstant ROCOF.  ROCOF og hasarden er vidt forskjellige begreper.

4. MTBF (Mean Time Between Failure) eller MTBM (Mean Time Between Maintenance) benyttes hvis utstyret er reparerbart. MTTF benyttes når delen ikke er reparerbar som for eksempel lager og mye elektroniske komponenter. Hvis reparasjonstiden er neglisjerbar gir 3 feil i løpet av et år en MTBF = 365 / 3 = 122 dager. Standarden benytter MTBF (norsk: midlere tid mellom svikt). Her teller både oppetiden og tiden under reparasjon. Dette i motsetning til MTTF hvor det i prinsippet ikke er snakk om reparasjon og derfor kun oppetiden som er med. Les mer om MTBF og MTTF i avsnittene MTBF og MTTF.

Reparerbare deler er mest relevant for drift og vedlikehold og man behøver også her et mål hvor kun oppetiden er med. I standarden er dette MOTBF (Mean Operating Time Between Failures, norsk: midlere oppetid mellom svikt). MTTR (Mean Time To Restoration) er midlere tid til gjenoppretting og MTBF = MOTBF + MTTR. Bemerk at MTTR her står for Restoration (gjenoppretting) og ikke Repair.

Gjenoppretting innbefatter litt mer enn reparasjon og inkluderer tiden det tar å oppdage at det i det hele tatt eksisterer en feiltilstand. Ønsker man et mål kun for selve reparasjonstiden benyttes MRT (Mean Repair Time, norsk midlere reparasjonstid). Få er nok konsekvente med dette.

5. Og til sist kan pålitelighet ganske enkelt defineres som gjennomsnittlig levetid.

Pålitelighet bestemmes ikke kun i desingfasen

Påstanden om at pålitelighet alene bestemmes i designfasen høres av og til. Det stemmer når man snakker om en teoretisk “iboende” pålitelighet. For det første blir dette et platonisk begrep som ikke eksisterer ikke i praksis. For i det øyeblikk komponenten eller systemet settes i produksjon, er denne iboende påliteligheten borte. Variasjoner i materialkvalitet, sammenstilling, installasjon, drift og vedlikehold påvirker opnådd pålitelighet i største grad.

Misforståelsen har muligvis oppstått fordi man, helt korrekt, prøver å gjøre et poeng ut av at man ikke kan rette opp i et dårlig design – uansett hvor kompetent driftsorganisasjonen måtte være. Samtidig viser praksis at de fleste organisasjoner sliter med å oppnå en tilfredsstillende pålitelighet selv om designet er tilfredsstillene. Og å avvise at pålitelighet i praksis påvirkes av hvordan noe driftes og vedlikeholdes blir derfor noe eksotisk. Det må aldri være tvil om at måten hvorpå noe vedlikeholdes og kjøres er helt avgjørende for et systems pålitelighet og kapasitet.

PålitelighetsteoriPålitelighet - teoretisk

Pålitelighet defineres som evnen utstyr har for å overleve et gitt tidsrom. Man kan også si at pålitelighet er hvordan noe fungerer over tid.

Definisjonen kan formelt uttrykke pålitelighet på flere måter:

1. Påliteligheten til en generator kan for eksempel illustreres ved at det er 90 % sannsynlig at generatoren vil fungere uten feil de første 500 timer i drift. Det er da alltid underforstått at gitte vedlikeholds- og driftsrutiner er overholdt. Matematisk kan dette utrykkes som R(500) = 0,90. Utgangspunktet er her en pålitelighetsfunksjon R(t) som må ses i sammenheng med sannsynlighetsfordelingen til levetiden, f(t). Sammenhengen mellom f(t) og R(t) kan ses nedenfor. F(t) er upålitelighetsfunksjonen og F(t) = 1-R(t).

Påliteligheten for en lagertype kan på denne vis oppgis av produsentene, hvor en L10 = 50 000 000 omdreininger betyr at 90 % av lagertypen vil overleve 50 000 000 omdreiinger.Forventet levetid som gjennomsnittlig tid før feil, kaldes for MTTF (Mean Time To Failure). MTTF benyttes kun på ikke-reparerbart utstyr (for eksempel kulelager). Hvis en bestemt type lager svikter henholdsvis etter 20 000, 15 000 og 23 000 timer i drift, da blir MTTF = (20 000 + 15 000 + 23 000) / 3 = 22 667 timer.

2. Hasardraten (eng. failure rate eller hazard rate) sier noe om sannsynligheten for svikt umiddelbart etter at et gitt tidsrom har passert. Det skjelnes mellom 3 ulike typer av sviktrater:

  1. Minkende hasardrate: Delen blir “bedre” med tiden.
  2. Konstant hasardrate: Sannsynligheten for svikt er den samme uansett om delen er 1 år eller 10 år gammel.
  3. Økende hasardrate: Sannsynligheten øker for svikt i takt med at tiden går.

Satt sammen, danner disse tre typene den såkalte “badekarskurven”. Les ev. mer i avsnittet Badekarskurven.

De 3 typer hasardrater har stor betydning i forhold til hvilke vedlikeholdsstrategier som bør benyttes. For eksempel vil en komponent som utviser konstant hasardrate, ikke være en kandidat for forhåndsbestemt vedlikehold som overhaling etter et fastsatt intervall. Økende hasardrate kan derimot bety at delen økonomisk sett bør byttes eller overhales ved bestemte intervaller. Overhaling eller bytte av delen ved minkende hasardrate, er som ved konstant hasardrate et tapsprosjekt.

I de tilfeller hvor hasardraten er konstant, er hasardraten lik den inverse av MTTF.  Dersom MTTF er lik 87600 timer (gjennomsnittlig svikt per 10 år) er hasardraten 1 / 87600 svikt per time. Ingen benytter antall svikt per time, og hasardraten kan for eksempel gjøres om til antall svikt per år slik at hasardraten blir 0,1 (1/87600 *8760) eller antall svikt per 1 million driftstimer slik at hasardraten blir 11,4. Påliteligheten vil altså her for eksempel kunne beskrives som en årlig hasardrate på 0,1.

Bemerk at hasardrater kun kan beregnes som ovenstående når hasardraten er konstant. Ved økende og minkende hasardrate må sannsynlighetsfordelingen for levetiden konstrueres før hasardraten kan bestemmes. Det er en del snubletråder å passe seg for i forhold til sviktrater. Hasardrate er mer utførlig beskrevet i avsnittet Hasardrate.

3. ROCOF (Rate of Occurance Of Failures) eller prosessraten er antall feil i et gitt tidsrom for reparerbart utstyr. I stedet for en sannsynlighet, oppgis altså antall feil per tidsenhet. Er gjennomsnittet 50 svikt de første to årene, kan ROCOF skrives som λ(2) = 50 – eller λ(1) = 25 (25 feil per år). Et system bestående av komponenter med økende feilrate, kan likevel ha en konstant ROCOF. Fenomentet oppstår fordi summen av mange individuelle feilrater gir en konstant ROCOF.  ROCOF og hasarden er vidt forskjellige begreper.

4. MTBF (Mean Time Between Failure) eller MTBM (Mean Time Between Maintenance) benyttes hvis utstyret er reparerbart. MTTF benyttes når delen ikke er reparerbar som for eksempel lager og mye elektroniske komponenter. Hvis reparasjonstiden er neglisjerbar gir 3 feil i løpet av et år en MTBF = 365 / 3 = 122 dager. Standarden benytter MTBF (norsk: midlere tid mellom svikt). Her teller både oppetiden og tiden under reparasjon. Dette i motsetning til MTTF hvor det i prinsippet ikke er snakk om reparasjon og derfor kun oppetiden som er med. Les mer om MTBF og MTTF i avsnittene MTBF og MTTF.

Reparerbare deler er mest relevant for drift og vedlikehold og man behøver også her et mål hvor kun oppetiden er med. I standarden er dette MOTBF (Mean Operating Time Between Failures, norsk: midlere oppetid mellom svikt). MTTR (Mean Time To Restoration) er midlere tid til gjenoppretting og MTBF = MOTBF + MTTR. Bemerk at MTTR her står for Restoration (gjenoppretting) og ikke Repair.

Gjenoppretting innbefatter litt mer enn reparasjon og inkluderer tiden det tar å oppdage at det i det hele tatt eksisterer en feiltilstand. Ønsker man et mål kun for selve reparasjonstiden benyttes MRT (Mean Repair Time, norsk midlere reparasjonstid). Få er nok konsekvente med dette.

5. Og til sist kan pålitelighet ganske enkelt defineres som gjennomsnittlig levetid.

Pålitelighet bestemmes ikke kun i desingfasen

Påstanden om at pålitelighet alene bestemmes i designfasen høres av og til. Det stemmer når man snakker om en teoretisk “iboende” pålitelighet. For det første blir dette et platonisk begrep som ikke eksisterer ikke i praksis. For i det øyeblikk komponenten eller systemet settes i produksjon, er denne iboende påliteligheten borte. Variasjoner i materialkvalitet, sammenstilling, installasjon, drift og vedlikehold påvirker opnådd pålitelighet i største grad.

Misforståelsen har muligvis oppstått fordi man, helt korrekt, prøver å gjøre et poeng ut av at man ikke kan rette opp i et dårlig design – uansett hvor kompetent driftsorganisasjonen måtte være. Samtidig viser praksis at de fleste organisasjoner sliter med å oppnå en tilfredsstillende pålitelighet selv om designet er tilfredsstillene. Og å avvise at pålitelighet i praksis påvirkes av hvordan noe driftes og vedlikeholdes blir derfor noe eksotisk. Det må aldri være tvil om at måten hvorpå noe vedlikeholdes og kjøres er helt avgjørende for et systems pålitelighet og kapasitet.

Til topp