可用性（システム）

可用性とは、システムがミッション期間中、必要な時に必要な機能を果たす確率です。ミッションとは、航空機の18時間飛行を指す場合もあります。また、ミッション期間は3～15ヶ月間の軍事展開を指す場合もあります。可用性には、信頼性、保守、ロジスティクスに関連する非運用期間も含まれます。

これは9で表されます。ファイブナイン（99.999%）とは、1年間でシステムが正常に動作していない時間が5分未満であることを意味します。

可用性は、サポート可能なシステムにおいてのみ意味を持ちます。例えば、唯一の既知の供給元が重要な交換部品の製造を停止した場合、99.9%の可用性は意味を失います。

意味

可用性には 2 種類あります。

  • 運用
  • 予測

運用メトリックが利用可能になるまでは、運用可用性は予測可用性と同じであると想定されます。

可用性

運用可用性は、少なくとも1つのシステムを構築した後の観察に基づいています。これは通常、システム開発を完了するために使用されたブラスボードシステムから始まり、実弾試験評価（LFTE）に使用される最初のシステムへと続きます。保守を担当する組織は、これを用いて保守方針の有効性を評価します。

あo＝TメートルTメートル+Td{あo＝おper1つのt私on1つのl あv1つの私l1つのb私l私tyTメートル＝M私ss私on Dあなたr1つのt私onTd＝おbserved Doわn T私メートルe{\displaystyle A_{o}={\frac {T_{m}}{T_{m}+T_{d}}}{\begin{cases}A_{o}=運用可用性\\T_{m}=ミッション継続時間\\T_{d}=観測ダウンタイム\end{cases}}}

予測される可用性は、システムが構築される前のシステムのモデルに基づいています。

あp＝TメートルTメートル+Td{あp＝Pred私cted あv1つの私l1つのb私l私tyTメートル＝M私ss私on Dあなたr1つのt私onTd＝Model Doわn T私メートルe{\displaystyle A_{p}={\frac {T_{m}}{T_{m}+T_{d}}}{\begin{cases}A_{p}=予測可用性\\T_{m}=ミッション所要時間\\T_{d}=モデルダウンタイム\end{cases}}}

ダウンタイムとは、運用を阻害する様々な要因の総和です。モデリングにおいては、これらはモデルの様々な側面、例えばMTTRにおけるヒューマン・システム・インターフェース、MTBFにおける信頼性モデリングなどを指します。観察においては、これらは組織の様々な領域、例えばMTTRにおける保守担当者や文書管理、MLDTにおける製造業者や出荷業者などを反映します。

Td＝Tメートル×MTTR+MLDT+MあMDTMTBF{Td＝Doわn T私メートルeTメートル＝M私ss私on Dあなたr1つのt私onMTTR＝Me1つのn T私メートルe To RecoverMLDT＝Me1つのn Loグラム私st私cs Del1つのy T私メートルeMあMDT＝Me1つのn あct私ve M1つの私nten1つのnce Doわn T私メートルeMTBF＝Me1つのn T私メートルe Betわeen F1つの私lあなたre{\displaystyle T_{d}=T_{m}\times {\frac {MTTR+MLDT+MAMDT}{MTBF}}{\begin{cases}T_{d}=ダウンタイム\\T_{m}=ミッション期間\\MTTR=平均復旧時間\\MLDT=平均物流遅延時間\\MAMDT=平均アクティブ保守ダウンタイム\\MTBF=平均故障間隔\end{cases}}}

平均故障間隔

平均故障間隔 (MTBF) はメンテナンスの方針によって異なります。

システムが冗長性と自動障害バイパスの両方を備えて設計されている場合、これらの機能があらゆる故障モード（実用上は無限大）をカバーする場合のシステムの予想寿命はMTBFです。これらの条件が満たされている限り、二次的な故障が発生しない限り、システムは目立った中断なく動作を継続します。これは能動的冗長性と呼ばれ、ミッションの失敗を防ぐためのメンテナンスを必要としません。能動的冗長性は、衛星など、メンテナンスが不可能なシステムに必要です。

システムに冗長性がない場合、MTBF は故障率の逆数になり ます。λ{\displaystyle \lambda}

λ＝1MTBF{\displaystyle \lambda ={\frac {1}{MTBF}}}

通電されているものの自動障害バイパス機能を持たないスペアパーツを備えたシステムは、実際には冗長化されていません。なぜなら、故障のたびに人的介入による復旧が必要となるからです。これは、状態基準保守と計画保守システムのサポートに依存します。

平均所要時間

平均復旧時間 (MTTR) は、操作を仕様通りに復旧するために必要な時間の長さです。

これには 3 つの値が含まれます。

  • 平均発見時間
  • 隔離にかかる平均時間
  • 平均修復時間

平均検出時間（MTTD）とは、障害が発生してからシステムユーザーがその障害に気づくまでの時間の長さです。MTTDに関連する保守哲学は2つあります。

CBMは自動車と同じように機能します。オイルインジケーターは油圧が低すぎることを、温度インジケーターはエンジン温度が高すぎることを知らせます。システムオペレーターの目の前にインジケーターが設置されている場合、故障を発見する時間はありません。

CBMが欠如しているサイレント故障にはPMSが必要です。PMSは、90日（または3,000マイル）ごとに車の診断テストを実施するのと同様の定期メンテナンスです。ライトの故障など、90日間の間にはいつでも故障が発生する可能性がありますが、診断テストを実施するまで故障に気付くことはありません。

PMSが主要な保守哲学である場合、平均発見時間は統計的なものです。例えば、10日ごとに実行されるPMS診断手順中に障害が発見された場合、平均障害継続時間は5日となります。これにより、可用性と人件費の間に依存関係が生じます。CBMでは、このような依存関係は発生しません。

平均特定時間（Mean Time To Isolate）とは、調整が必要な設定や交換が必要なコンポーネントを特定するために必要な平均時間です。これは、ドキュメント、トレーニング、および技術サポートによって異なります。CBM（Common Border Management）を備えたシステムでは、ユーザーが障害を通知するために使用されるインジケータに接続されているアイテムのリストから開始できるため、平均特定時間は短くなる傾向があります。また、完全にドキュメント化されたシステムでは、平均特定時間も短くなる傾向があります。

平均修復時間（MTT）とは、運用を復旧するまでの平均時間です。ミッションクリティカルなシステムの場合、通常、全部品の交換に必要な時間を交換可能な部品の数で割ることで推定されます。

MLDT

平均物流遅延時間は、製造元から交換部品を入手し、その部品を作業現場に輸送するのにかかる平均時間です。

マムドト

平均アクティブメンテナンスダウンタイムは、計画保守システムのサポート方針に関連しています。これは、ダウンタイムを必要とする診断テストのためにシステムが100%稼働していない時間の平均です。

たとえば、90 日ごとに 1 日のメンテナンスが必要な自動車の場合、平均アクティブメンテナンスダウンタイムは 1% 強になります。

これは、修復作業に関連するダウンタイムの種類とは異なります。

ナイン

可用性の期待値は9で表されます。

以下の表は、1年間のミッション期間における、異なる可用性における予想されるダウンタイムを示しています。これは、商用システムで使用される典型的な期間です。

90%99%99.9%99.99%99.999%99.9999%
40日間4日間9時間50分5分30秒

サポート性

メンテナンスを必要とするシステムは、次の基準を満たしている場合にサポート可能であるとされます。

  • PMS診断またはPMSがない故障モードの障害インジケータに十分な労力
  • 交換部品の製造元へのアクセス
  • 交換部品とメンテナンス作業へのアクセスを維持するための十分なリソース（お金、宿泊など）
  • 運用を復旧するための適切なトレーニングおよびメンテナンス文書
  • 交換部品を配送する輸送サービス

これらの要件のいずれかが欠けているシステムはサポートできないと言われます。

ミッション失敗

ミッションの失敗は、システムが動作していないときに通常モードでシステムを使用しようとした結果です。

PF＝1−あo{PF＝Prob1つのb私l私ty of M私ss私on F1つの私lあなたreあo＝おper1つのt私on1つのl あv1つの私l1つのb私l私ty{\displaystyle P_{F}=1-A_{o}{\begin{cases}P_{F}=ミッション失敗の確率\\A_{o}=運用可用性\end{cases}}}

人為的ミス以外にも、ミッションの失敗は次のような原因で発生します。

  • CBMに適した指標の形での障害の計測機器の欠如
  • PMS診断テストが完了した後、操作を試みる前に障害が発生した場合
  • CBMが欠如している故障モードに対する診断PMSテストの欠如

参照

参考文献

パブリックドメイン この記事には、連邦規格1037Cのパブリックドメイン資料が含まれています。一般調達局。2022年1月22日時点のオリジナル記事からのアーカイブ。( MIL-STD-188 をサポート)。

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