Megbízhatósági definíciók

Az alábbiakban felsoroljuk a megbízhatóság-elmélet legfontosabb alapfogalmait. Az egyébként sokszor sziporkázóan gazdag magyar nyelvben sajnos még nem alakult ki minden egyes, megbízhatósághoz kapcsolódó fogalom magyar megfelelője (ennek oka részben a tudományterület relatíve fiatal voltában, részben a Magyarországon való szűk körű alkalmazásban keresendő), ezért ahol az szükségesnek látszik, utalunk a fogalomkör angol megfelelőjére [Hwang és tsai, 1981], [Tarnai b], [Szabó, 2001].

Az általános értelemben vett megbízhatóság (dependability) magában foglalja egy rendszer összes olyan tulajdonságát, amely a nagy megbízhatósági szint elérésére vagy fenntartására hatással lehet. A magyar terminológia: “nagy megbízhatóságú rendszer” is az angol “high dependable system” megnevezésnek felel meg. Az általános értelemben vett megbízhatóság része a minőségnek (quality), de nem minden összetevőjét foglalja magában. 

Az általános értelemben vett megbízhatóság  fontosabb összetevői a következők:

Megbízhatóság (működőképesség): Egy berendezés azon tulajdonsága, amely azt fejezi ki, hogy a berendezés mennyiben képes a számára előírt követelmények megadott határokon belüli, meghatározott időtartamon keresztüli teljesítésére. Valószínűségként szokás definiálni. 
A fenti jellemző más megfogalmazás szerint annak a valószínűségét adja meg, hogy a vizsgált berendezés az üzembe helyezésétől a vizsgálat t időpontjáig nem hibásodik meg. 

Rendelkezésre állás: Annak a valószínűsége, hogy a vizsgált berendezés egy adott t időpillanatban működőképes. Amennyiben a rendszerben javítást nem alkalmazunk, ez megegyezik a működőképességgel.

Biztonság: Egy berendezés azon tulajdonsága, amely azt fejezi ki, hogy a berendezés mennyiben képes a működése során az emberi életre vagy az anyagi javakra veszélyes állapotok elkerülésére. A biztonságot sokszor a veszélyeztetettség hiányaként definiálják, ahol a veszélyeztetettség olyan szituáció, amelyben lehetőség van emberi életre vagy anyagi javakra veszélyes szituáció bekövetkezésére. Valószínűségként szokás definiálni.

Karbantarthatóság: A rendszer azon tulajdonsága, hogy leállás (meghibásodás) esetén mennyiben és milyen időtartam alatt hozható ismét működőképes állapotba. A karbantarthatóság sokszor determinisztikusan vizsgált fogalom, ilyenkor a rendszert karbantarthatónak (javíthatónak) mondjuk, ha tetszőleges meghibásodása után a rendelkezésre álló erőforrásokkal (személyzet, eszközök, tartalék alkatrészek) egy előre definiált idő letelte előtt újra működőképes állapotba hozható. Definiálható a karbantarthatóság valószínűségként is, ekkor annak a valószínűségét jelenti, hogy a rendszer egy tetszőleges meghibásodása után a rendelkezésre álló erőforrásokkal egy előre definiált idő alatt újra üzemképes állapotba hozható. A karbantarthatóság fogalma a rendszer tervezési paraméterei mellett annak diagnosztikai támogatottságát, a rendelkezésre álló személyzet képzettségének a színvonalát, a rendelkezésre álló pótalkatrész elégséges voltát stb. is tartalmazza.

Tesztelhetőség: A rendszer azon tulajdonsága, hogy a lehetséges meghibásodásait akár öntesztekkel, akár külső tesztek (manuális beavatkozás) útján képes felfedni. A tesztelhetőséget kétféleképpen szokás megadni: megadható az összes lehetséges meghibásodás közül a felfedhetők százalékos arányának kifejezésével, illetve megadható egy adott időegység alatt fellépő meghibásodások közül felfedhetők százalékos arányának kifejezésével.

Áttekinthetőség: A rendszer azon tulajdonsága, amely azt jellemzi, hogy működését, karbantartását, javítási metódusait mennyire könnyű megérteni. A rendszer tervezési paraméterei mellett a dokumentáció milyenségét is tartalmazza. 

Kezelhetőség: A rendszer azon tulajdonsága, amely azt jellemzi, hogy működtetése (beleértve a szükséges javításokat is) milyen beavatkozásokat, kezeléseket igényel, a szükséges kezelések végrehajtása egyértelmű-e, ill. felcserélhető-e stb.

Védettség: A rendszer azon tulajdonsága, amely azt jellemzi, hogy működése során mennyire képes megakadályozni a jogosulatlan hozzáféréseket, szándékolatlan vagy rosszindulatú beavatkozásokat.
 

A nagy megbízhatóságú rendszerek létrehozásának célja minden esetben a külső veszélyforrások, illetve az ezek hatására keletkező veszélyhelyzetek hatásainak elhárítása. Ugyanakkor e rendszerek a belső veszélyforrások, illetve ezek hatása ellen is védelmet kell nyújtsanak.

A külső veszélyhelyzetek egy része az irányító berendezés által felügyelt folyamatban, a berendezéstől függetlenül lép fel. Mivel a berendezés alkalmazásának a célja a folyamat felügyelete/irányítása annak minden lehetséges állapotában, az ilyen típusú külső veszélyhelyzetek kezelése a berendezés normál működése alatti, funkcionális feladat. Az ilyen típusú külső veszélyhelyzetek fellépési kérdéseivel különböző kockázatelemzési módszerek foglalkoznak. 

Ugyancsak külső veszélyhelyzetként kezelhetőek a berendezéstől és a felügyelt folyamattól független külső veszélyeztető hatások, pl. földrengés. Ezzel a csoporttal azonban a továbbiakban nem foglalkozunk.

Belső veszélyhelyzetek az irányító berendezésben önmagában keletkező, az irányított folyamattól függetlenül fellépő veszélyeztető állapotok. Természetesen nagy megbízhatóságú rendszerek esetén a teljes berendezés tervezésénél ezekre a veszélyforrásokra figyelemmel kell lenni, hatásukat semlegesíteni kell. 

A belső veszélyforrásokat és veszélyhelyzeteket az alábbiakban definiáljuk:

A berendezésben (számunkra károsan) hibák (fault) keletkeznek. A hiba a berendezés valamely paraméterének nem megengedett eltérése a névleges értéktől. Hatása, fennállása lehet időszakos, ekkor zavarról beszélünk, vagy lehet állandó, ekkor változásnak nevezzük. Amennyiben a paraméter eltérés a funkció-végrehajtásban is jelentkezik, meghibásodás (failure) következett be. A meghibásodás definíciója: a berendezés működésében olyan esemény következett be, amely a berendezés funkcionalitásának teljes vagy részleges elvesztését vonta maga után.

A berendezésben keletkező meghibásodások eredhetnek emberi hibákból is (human error), amelyeket a rendszer tervezése, kivitelezése, kezelése és fenntartása során lehet elkövetni. 

A rendszerek megbízhatóságának jellemzésére alkalmazott paraméterek nagy részénél utaltunk arra, hogy a paraméter többnyire valószínűségként van definiálva. A rendszerek megbízhatóságának jellemzésére nemcsak a valószínűségi paraméterek kínálkoznak. A mérnöki gyakorlat számára sokszor jobban megfogható jellemzést adnak az átlagos értékek.

Meghibásodási gyakoriság (failure rate): Megadja, hogy egy adott időegység alatt a vizsgált rendszer átlagosan hányszor hibásodik meg. Mértékegysége 1/óra, de gyakran használt egység a FIT is (FIT – Failures In Time – 109 óra alatt átlagosan bekövetkező meghibásodások száma).

Meghibásodások közötti átlagos időköz (Mean Time Between Failures, MTBF): Megadja, hogy a rendszer két meghibásodása között átlagosan mekkora idő telik el.

Átlagos javítási idő (Mean Time To Repair, MTTR): megadja, hogy a rendszer meghibásodása utáni újbóli üzembeállítás átlagosan mekkora időt vesz igénybe.