حاسبة موثوقية النظام

مُوثوقية النظام مفهومٌ رئيسيٌّ في الهندسة وإدارة المخاطر، يعكس احتمالية قيام النظام بوظائفه المطلوبة في ظل ظروفٍ مُحددة لفترة زمنية مُعينة. وهي أمرٌ بالغ الأهمية لضمان سلامة وكفاءة وتكلفة فعّالة للأنظمة البسيطة والمعقدة على حدٍ سواء.

الخلفية التاريخية

نشأ دراسة مُوثوقية النظام من الحاجة إلى تحسين جودة وموثوقية المعدات العسكرية خلال الحرب العالمية الثانية. وقد تطورت منذ ذلك الحين إلى تخصص أساسي في الهندسة، ينطبق على مجموعة واسعة من الصناعات، بما في ذلك الفضاء، والسيارات، والإلكترونيات، وأكثر من ذلك.

صيغة الحساب

يمكن حساب مُوثوقية النظام ( \(R\) ) عند النظر في المكونات المستقلة باستخدام الصيغة:

\[ R = \prod_{i=1}^{n} (1 - F_i) \]

حيث:

• \(R\) هي مُوثوقية النظام كرقم عشري أو نسبة مئوية،
• \(F_i\) هي معدل الفشل للمكون \(i^{th}\) كرقم عشري أو نسبة مئوية.

مثال على الحساب

بالنسبة لنظام يتكون من خمسة مكونات لها معدلات فشل 2٪، 3٪، 1٪، 4٪، و 2٪ على التوالي، تُحسب مُوثوقية النظام كالتالي:

\[ R = (1 - 0.02) \times (1 - 0.03) \times (1 - 0.01) \times (1 - 0.04) \times (1 - 0.02) \approx 0.8816 \]

لذلك، فإن مُوثوقية النظام تقارب 88.16٪.

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

يُعد فهم مُوثوقية النظام أمرًا ضروريًا لتصميم أنظمة ذات مستويات أداء مُرغوبة، وإجراء تقييمات للمخاطر، وتخطيط جداول الصيانة، وإدارة تكاليف المشاريع بفعالية. وهي تُستخدم على نطاق واسع في القطاعات التي تتطلب مُوثوقية عالية، مثل الرعاية الصحية، والتصنيع، والنقل.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي العوامل التي تؤثر على مُوثوقية النظام؟

   • يمكن أن تتأثر مُوثوقية النظام بجودة المكونات، وتصميم النظام، وظروف التشغيل، وممارسات الصيانة.

2. كيف يمكن تحسين مُوثوقية النظام؟

   • يمكن زيادة مُوثوقية النظام من خلال تعزيز جودة المكونات، ودمج التكرار، وتحسين استراتيجيات الصيانة، واستخدام مبادئ تصميم النظام الموثوق.

3. ما هو الفرق بين الموثوقية والتوفر؟

   • تشير الموثوقية إلى قدرة النظام على أداء وظائفه المطلوبة في ظل ظروف مُحددة لفترة زمنية مُعينة. يقيس التوفر نسبة الوقت الذي يكون فيه النظام في حالة عمل.

يوفر هذا الحاسبة طريقة مباشرة لحساب مُوثوقية الأنظمة التي تحتوي على مكونات مستقلة متعددة، مما يوفر رؤى قيّمة للمهندسين ومديري المشاريع وصانعي القرار.