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可靠性的指标

頻出约 23 分钟4 个术语过去问 13 题

本单元目标

  • 能够根据运行记录求出MTBF和MTTR,并说明二者分别是哪一段时间的平均值。
  • 能够由MTBF和MTTR计算可用率,对于把设备串联或并联组成的系统也能求出可用率。
  • 能够说明故障率与MTBF的关系,以及故障率在设备整个使用期间如何变化。
术语总表(4 个)
术语一句话单位 / 取值范围优劣方向
故障率单位时间内发生故障的次数比例次/小时 等越小越好
MTBF从修复后恢复运行到下一次故障为止的运行时间的平均值小时越大越好
MTTR从因故障停机到恢复运行为止的修复时间的平均值小时越小越好
稼働率在总运用时间中系统正常工作的时间所占的比例0~1(或百分比)越接近 1 越好

术语

故障率(故障率)是表示设备或系统在单位时间内发生故障的次数比例的指标。

  1. 早期故障期
  2. 偶发故障期
  3. 磨损故障期

部件老化加剧后故障增多,故障率再次上升,设备走向寿命终点。

3 / 3

数值越小,越不容易发生故障。当故障的发生方式与时间无关、可视为大致恒定时,故障率等于下一个术语MTBF(平均故障间隔)的倒数,例如MTBF为400小时,故障率就是每小时0.0025次。实际设备的故障率会在从开始使用到寿命结束的过程中不断变化,描绘这种变化的曲线叫作浴盆曲线(バスタブ曲線)。

类比就像统计一辆通勤自行车一年里爆胎几次。爆胎次数越少的自行车,故障率越低。

记法用单位来记:故障率是“次/小时”,MTBF是“小时/次”,二者正好分子分母互换。

考点

  • 常考浴盆曲线(バスタブ曲線)描绘的是故障率(故障率)随时间的变化,先下降、中间保持平稳、最后再次上升,形状类似浴缸的横截面。

该术语的过去问 1 题 故障率

MTBFMTBF(平均故障间隔)

在术语表中打开 MTBF

MTBF(平均故障间隔)是从修复后恢复运行到下一次发生故障为止,正常运行时间的平均值。

用运行期间内正常运行时间的合计除以故障次数求得。数值越大越不容易发生故障,可作为衡量系统可靠性(信頼性,即不易损坏的程度)的参考。

类比相当于自行车补好胎之后,平均能骑多少天才会再次爆胎。

记法Mean Time Between Failures 中的 Between 指的是两次停机之间的那一段,也就是修复完成后到下一次停机为止正在运行的区间。

考点

  • 常考如果记录中的总运用时间也包含了修复时间,就要先从总运用时间中减去修复时间的合计,只留下正常运行时间,再除以故障次数,这样得到的才是MTBF。

该术语的过去问 2 题 MTBF

MTTRMTTR(平均修复时间)

在术语表中打开 MTTR

MTTR(平均修复时间)是从发生故障停机到修复完成、恢复运行为止所用时间的平均值。

  1. 正常运行
  2. 发生故障
  3. 修复作业
  4. 恢复运行

恢复运行后,下一个运行区间开始,根据这样反复交替的记录就能求出两个平均值。

4 / 4

用修复所花时间的合计除以故障次数求得。数值越小越能尽快恢复,可作为衡量系统可维护性(保守性,即容易修复的程度)的参考。

类比相当于自行车爆胎后,到修好、能重新骑为止平均要花几个小时。

记法Mean Time To Repair 中的 To Repair 意思是“直到修好”,表示的是停机那一侧的时间。

考点

  • 常考MTTR是把记录中处于修复状态的各区间长度加起来,再除以修复次数求得的。
  • 易混MTBF和MTTR都是除以故障次数,区别在于加总的是运行区间还是修复区间,而且两者的优劣方向正好相反。

该术语的过去问 2 题 MTTR

「MTBF(平均故障间隔)」与「MTTR(平均修复时间)」的区别

比较点MTBF(平均故障间隔)MTTR(平均修复时间)
中文全称平均故障间隔平均修复时间
关键取平均的区间正常运行的区间从故障到修复完成的区间
求法运行时间合计 ÷ 故障次数修复时间合计 ÷ 故障次数
优劣方向越大越好越小越好
反映的性质可靠性(不易损坏)可维护性(容易修复)

可用率(稼働率)是在总运用时间中系统正常工作的时间所占的比例,用 MTBF ÷ (MTBF + MTTR) 求得。

连接方式系统运行的条件可用率的求法示例:2 台可用率为 0.7 的设备
仅 1 台该设备正在运行MTBF ÷ (MTBF + MTTR)0.7
串联全部设备都在运行各设备可用率的乘积0.7 × 0.7 = 0.49
并联至少 1 台在运行1 −(全部设备同时停机的概率)1 − 0.3 × 0.3 = 0.91

其值用0~1(或百分比)表示,越接近1,表示需要使用时就能使用的程度即可用性(可用性)越高。延长MTBF或缩短MTTR都能提高可用率。设备串联(直列)时只有全部设备都在运行,系统才能工作;并联(並列)时只要有1台在运行,系统就能工作。

类比相当于一年当中自行车处于可以骑的状态的天数所占的比例。

记法式子的形状是 B ÷ (B + R):分子只有 MTBF 的 B,分母再加上修复的 R,凑成全部时间。

考点

  • 常考可用率(稼働率)公式的分子是运行时间的平均值,分母是运行与修复合计时间的平均值,所以它表示在总时间(运行时间 + 修复时间)中系统正常运行的时间所占的比例。
  • 常考可用率由MTBF与MTTR的比值决定,因此把两者按相同倍率同时延长或缩短,数值都不会改变。
  • 常考当各设备的故障互不相关时,串联(直列)的可用率是各设备可用率的乘积,并联(並列)的可用率是用1减去全部设备同时停机的概率。串联时台数越多可用率越低,并联时台数越多可用率越高。

该术语的过去问 3 题 稼働率

要点

  • 当故障的发生方式可视为与时间无关、保持恒定时,故障率等于MTBF的倒数。
  • MTBF和MTTR是根据运行与修复交替排列的运行记录,把相应区间的长度加起来,再除以故障次数求得的。
  • 可用率用 MTBF ÷ (MTBF + MTTR) 求得,表示在总运用时间中系统正常运行的时间所占的比例。
  • 对于由多台设备组合而成的系统,串联时可用率是各设备可用率的乘积,并联时是用1减去全部设备同时停机的概率。

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