Alta Disponibilidade–Medição (II)

Parâmetros da Fiabilidade

Taxa de falhas


A fiabilidade pode ser quantificada em termos do Tempo Médio Entre Falhas (MTBF), para um produto reparável, ou em termos do Tempo Médio Para Falhas (MTTF) para um produto não reparável.

Segundo a teoria que suporta a estatística dos intervalos de confiança, a média estatística torna-se o valor médio real à medida que aumentamos o número de amostras. Assim, dizer que uma fonte de alimentação tem um MTBF de 50.000 horas não significa que essa fonte deve durar uma média de 50.000 horas, porque o MTBF de 50.000 horas, ou um ano para 1 fonte, torna-se 50.000/2 para duas fontes e 50.000/4 para quatro fontes. Somente quando todas as fontes falharem com a mesma falha é que o valor do MTBF converge para MTTF.
Se o MTBF é conhecido, pode calcular-se a taxa de falha (l) como o inverso do MTBF. A fórmula para l é:   
Taxa de Falhas

Uma vez calculado o MTBF, qual é a probabilidade de que qualquer dispositivo em particular esteja operacional no intervalo de tempo igual ao MTBF? Para componentes electrónicos, temos a seguinte equação:
 
   Fiabilidade

Mas quando t = MTBF   
Fiabilidade  
  
Isto diz-nos que a probabilidade de qualquer dispositivo em particular sobreviver ao seu MTBF é calculada apenas em 36,8%, ou seja, há 63,2% de probabilidade que um único dispositivo avarie antes do MTBF!

Curva da Banheira


Durante muitos anos, e através do estudo de uma ampla variedade de componentes mecânicos e electrónicos e os sistemas onde estes estão incluídos, têm sido calculadas as taxas de falha empíricas de populações de unidades ao longo do tempo e repetidamente obtido um gráfico como o mostrado abaixo. Devido à forma desta curva de taxa de falha, ela tornou-se vulgarmente conhecida como "Curva da Banheira (Bathtub curve).   
  Curva da Banheira
  
Esta curva (a azul) é amplamente utilizada na engenharia de fiabilidade como descrevendo uma forma particular da função de risco, que compreende três partes:
  • A primeira parte é uma taxa de falha decrescente, conhecida como falhas precoces ou prematuras;
  • A segunda parte é uma taxa de falha constante, conhecida como falhas aleatórias;
  • A terceira parte é uma taxa de falha crescente, conhecido como falhas por desgaste.
O nome é da curva é derivado da forma transversal de uma banheira e ela é gerada pela sobreposição da taxa de falhas inicial, quando os dispositivos são introduzido pela primeira vez, a taxa de falhas aleatórias com, carácter constante durante a sua "vida útil" e, finalmente, a taxa de falhas por desgaste do produto quando este excede o período de vida útil.
  

Exemplos de Fiabilidade


Exemplo: Suponhamos que 10 aparelhos são testados para 500 horas e durante o ensaio 2 falhas ocorrem.
A estimativa do MTBF é:
 
MTBF

Enquanto que para o MTTF é:
  
MTTF 
  
Outro exemplo: Se um router tem um MTBF de 100.000 horas, qual é a sua fiabilidade anual?
Nota: Fiabilidade anual é a fiabilidade de um ano ou 8.760 horas.


Fiabilidade 2 
  
Isto significa que a probabilidade de não haver falhas num ano é 91,6%, ou que 91,6% de todas as unidades vão sobreviver um ano.