Bilgiseller / Bakım ve güvenilirlik

Weibull ömür verileri: sansürleme, karışık topluluklar ve bakım kararları

Weibull modeli kurmadan ve değiştirme yaşı önermeden önce çalışan parçaları, kesin arıza zamanlarını ve belirsiz arıza aralıklarını doğru kullanın.

Bu sayfada

Bakım veritabanı nadiren eksiksiz ömürlerden oluşur. Bazı parçalar arızalanır; bazıları çalışma sonunda hizmettedir, havuz bakımında sökülür veya izleme dışında kalır. Weibull analizi eksik gözlemleri kullanabilir, ancak gözlemin anlamı korunmalıdır. Düzgün bir uyum eğrisi eksik maruziyeti, karışık mekanizmaları ya da yanlı kayıt seçimini düzeltemez.

Gözlem birimini ve zaman ölçüsünü seçmek

Bir kaydın yeni salmastrayı, bütün pompayı, değişim sonrası yatağı veya onarımdan sonraki çalışma dönemini temsil edip etmediğini belirleyin. Bunlar farklı topluluklardır. Küçük onarım pompayı mutlaka yeni duruma getirmez. Ardışık onarılmış dönemleri bağımsız yeni parça ömürleri gibi birleştirmek, modeli fark ettirmeden değiştirir.

Mekanizmayla ilişkili maruziyet ölçüsünü seçin. Çalışırken oluşan aşınmada işletme saati; çevrim hasarında başlatma sayısı; depolama yaşlanmasında takvim süresi uygun olabilir. Mümkünse ilgili bütün zaman ölçülerini kaydedin, fakat model kurarken paydayı değiştirmeyin. 1.000 h sefer boyunca 400 h çalışan şaft salmastrasının 400 işletme saati ve 1.000 takvim saati vardır; bunlar değiştirilebilir tek bir “yaş” değildir.

Sağdan sansürlü gözlemleri korumak

Gözlem bittiğinde yatak 6.000 h sonunda hâlâ çalışıyorsa ömrü 6.000 h değerinden büyüktür. Bu sağdan sansürlü gözlemdir; 6.000 h arızası değildir ve atılmamalıdır. NIST sansürleme bölümü, kesin arızaları, çalışmaya devam eden gözlemleri ve aralık bilgisini ayırır. Nihai arıza zamanı bilinmese bile hayatta kalma bilgisi değerlidir.

Özdeş beş yeni birim düşünün: ikisi 2.000 h ve 4.000 h sonunda arızalansın, üçü 6.000 h sonuna ulaşsın. Toplam gözlenen maruziyet 24.000 birim-saat olur. Ayrı bir sabit tehlike hızlı üstel örnekte en çok olabilirlik hızı 2/24.000 = saatte 0,00008333, tersi 12.000 h olur. Yalnız iki arızanın ortalaması 3.000 h verir ve farklı, yanlı bir soruyu yanıtlar. Üstel varsayım, verilere uydurulmuş bir Weibull sonucu değildir.

Aynı başlangıçlı beş ömür çizgisinde 2000 ve 4000 saatte arıza,6000’de sağdan sansürlü üç sağ kalan vardır. Çarpılar arızayı, boş daireler çalışma sonu sağkalımı gösterir.24000 birim-saat gözlenen maruziyet, yalnız arızalıları ortalamak yerine ayrı üstel hız örneği 2/24000’i destekler.
Saat başına 0,04 çizim birimiyle özgün kohort çizelgesi. Beş birim sıfırda yeni başlar; sansür bağımsız çalışma sonu varsayılır. Boş daireler arıza değildir ve parçanın ömrünün orada bittiğini göstermez. Gösterilen sabit hazard tahmini açıkça üstel örnektir; veriye uydurulmuş Weibull sonucu, belirli makine ömrü tahmini veya değiştirme kuralı değildir. Bozunmayla tetiklenen söküm farklı gözlem modeli gerektirir.

Parametreleri model büyüklükleri olarak okumak

İki parametreli Weibull ömür modelinde sağkalım R(t) = exp[−(t/η)^β] biçimindedir. η, t ile aynı zaman biriminde ölçek; β boyutsuz şekil parametresidir. t = η noktasında sağkalım exp(−1), yaklaşık %36,8 olur; η genel olarak ortalama ömür değildir; β = 1 durumunda ise ortalama ömre eşittir. Modelin anlık tehlike hızı β > 1 için yaşla artar, β = 1 için sabittir, β < 1 için azalır. Bu ifadeler tanımlı topluluk ve zaman ölçüsü için geçerlidir.

NIST Weibull kaynağı dağılım ilişkilerini verir. β = 2 ve η = 10.000 h varsayılan özgün örnekte 5.000 h sağkalımı exp(−0,25) = %77,88 olur. %10 arıza kantili η[−ln(0,90)]^(1/β) = 3.245,9 h değerindedir. Bu kantili zorunlu değiştirme sınırı saymak, matematiğin içermediği bakım kararını eklemek olur.

Gözleme uygun olabilirlik terimlerini kullanmak

Gözlem süreci arıza zamanı hakkında ek bilgi taşımıyor kabul edildiğinde, kesin arıza f(t) yoğunluğu; sağdan sansürlü birim c sansür zamanında R(c) sağkalımı katkısı yapar. Yalnız a ve b muayeneleri arasında gerçekleştiği bilinen arıza, bu aralıktaki arıza olasılığı olan F(b) − F(a) katkısını verir. Bu terimler, her gözlemin neyi ortaya koyduğundan türetilir. NIST en çok olabilirlik özeti, yöntemin sansürlü veride kullanımını ve küçük örneklem sınırlarını açıklar. Her aralığı orta noktasıyla değiştirmek, belirsiz zamanı yanlış biçimde kesin gösterir. Gözlem bozulma saptandığı için bitiyorsa durdurma süreci ayrıca ele alınmalıdır.

Aynı varsayımsal Weibull örneğinde 4.000 h ile 5.000 h arasında arızalanma olasılığı exp(−0,16) − exp(−0,25) = 0,07334, yani başlangıç topluluğunun yaklaşık %7,334’üdür. 4.000 h sonuna kadar sağ kalma koşuluyla olasılık 1 − exp(−0,09) = %8,607 olur. Hangi paydanın kullanıldığını belirtin. Hizmetteki birimler için öngörü çoğunlukla yeni parçanın koşulsuz eğrisinden ziyade koşullu kalan ömür değerlendirmesi gerektirir.

Gözlemin neden bittiğini sorgulamak

Çalışma sonunda sansürleme çoğu kez olağan sağkalım analiziyle uyumludur. İşletmecinin artan sızıntı görmesi nedeniyle söküm farklıdır; durdurma kuralı bozulma hakkında bilgi taşır. Bu sökümleri ilgisiz sıradan sansürleme saymak, ömür tahminini fazla iyimser yapabilir. Analistin uygun yöntem veya duyarlılık incelemesi seçebilmesi için söküm gerekçesini ve durum kanıtını saklayın.

İzleme başladığında zaten yaşlı olan parçalar da dikkat gerektirir. Kayıtlar yalnız veritabanına girecek kadar yaşayan birimleri içeriyorsa erken arızalar yapısal olarak dışarıda kalır. Gecikmeli giriş veya soldan kırpılma, mevcut bütün birimlerin yaşını sıfırlayarak düzelmez. Montaj tarihlerini ve giriş yaşlarını edinin; yoksa seçilen kayıtların topluluk ömrü iddiasını destekleyemediğini belirtin.

Mekanizmaları çekici tek eğride birleştirmemek

Veriyi yalnız parça tasarımı, ilgili görev ve olay tanımı bunu haklı çıkarıyorsa birleştirin. Deniz suyu girişi, montaj hasarı ve olağan aşınma arızaları eğri bir olasılık grafiği veya yanıltıcı tek β üretebilir. Filodaki azalan tehlike hızı zayıf ve dayanıklı birimlerin karışımından kaynaklanabilir; her parçanın yaşlandıkça iyileştiğini kanıtlamaz.

Moda özgü incelemede diğer modların arızaları rekabet eden olaylar olarak temsil edilebilir; fakat bağımsızlık doğrudan varsayılamaz. Kirlenme hem salmastra hem yatak arızasını artırabilir. Katmanlara ayırma yorumu iyileştirirken gözlem sayısını azaltır ve belirsizliği genişletir. Bu ödünleşimi, gelişigüzel birleştirme veya en çekici uyumu veren alt grubu seçme yoluyla gizlemeyin.

Değiştirilen parçalar ile filodaki çalışan parçaları ayırmak

Atölyeye dönen parçaların listesi arızaları fazla temsil eder ve çalışan parçaların çoğunu dışarıda bırakır. Listedeki arıza tarihleri kusursuz olsa bile risk altındaki topluluk ve maruziyeti bilinmeden filo riski tanımlanamaz. Benzer şekilde parça satın alma kaydı yedek talebini ölçer; önleyici değiştirme, stok artırma ve garanti değişimini içerebilir. Satın alınan her parçayı bir arıza saymak, satın alma politikasını fiziksel güvenilirlik eğilimine dönüştürür ve liman dönemleri arasında yanlış karşılaştırma yaratır.

Montajları, sökümleri, arızaları ve çalışma sonundaki çalışan birimleri uzlaştırın. Her fiziksel birime kalıcı kimlik verin; parça seri numarası ile ekipman etiketini ayırın. Bir gövdeye art arda üç yatak takıldıysa üç yatak kaydı, fakat bir gövde vardır. Çözülemeyen boşlukları açıklayın. Dahil etme kuralları yeniden kurulamayan büyük kayıt yığınından, daha küçük ama denetlenebilir topluluk çoğu kez daha savunulabilirdir. Denetim, aynı olayın hem gemi hem servis raporunda iki kez sayılmasını da önler.

Önerilen yaş değişiminin neyi değiştireceğini sormak

Yaşa bağlı değiştirme hesabı yalnız ömürleri değil, politikaları karşılaştırır. Plansız arızanın sonucu, planlı işin süresi, onarımın etkinliği, erişim kısıtları ve müdahaleyle kusur ekleme olasılığı gerekir. İki politikanın beklenen maliyeti benzerken ağır sonuçları veya uygulanabilirliği çok farklı olabilir. Ortalama maliyeti küçük göstermek, emniyet gerekliliğini veya bağlayıcı muayene yükümlülüğünü ortadan kaldırmaz. Kullanılan sonuç modeli ile ömür modelinin belirsizlikleri ayrı görünür olmalıdır.

Örneğin liman erişimi gerekli izolasyona izin vermiyorsa her limanda değiştirme uygulanamaz. Matematiksel açıdan çekici 3.000 h yaşı uzun seferin ortasına düşebilir. Gerçek müdahale fırsatlarını ve sefer zamanlamasındaki belirsizliği modelleyin. β kendi belirsizlik aralığında değiştiğinde sonuç keskin biçimde değişiyorsa, ilk karar kırılgan optimumu kesinleşmiş saymak yerine daha iyi maruziyet verisi toplamak veya gerekçeli başka koruma kullanmak olabilir. Kararın hangi yeni gözlemle yeniden açılacağı da belirtilmelidir.

Belirsizliği bakım kararına taşımak

Veriye uydurulan şekil parametresi β’nin birden büyük olması yaşa bağlı değiştirme için yeterli kanıt değildir. Güven sınırlarını, arıza sayısını ve dağılımını, model uygunluğunu ve müdahalenin sonuçlarını inceleyin. Değiştirme kusur ekleyebilir; yararlı ömür tüketimi göreve bağlıdır; emniyet ve mevzuat yükümlülükleri ekonomik karşılaştırmayı sınırlar. Yazılım çok sayıda ondalık basamak verse bile birkaç arıza çok kararsız dışdeğerleme üretebilir.

Yararlı rapor; veri sınırını, maruziyet ölçüsünü, arıza ve sansür kodlarını, söküm nedenlerini, model varsayımlarını, belirsizliği ve gözlemlerin desteklediği yaş aralığını içerir. Önerilen kararın makul parametre ve model seçeneklerinde nasıl değiştiğini gösterin. Sonuç, bir dağılımın gemideki belirli parçanın kesin arıza tarihini öngördüğü iddiası değil, belirtilen topluluk için savunulabilir bakım seçimi olmalıdır.

Kaynaklar