可用性（システム）

可用性とは、ミッション期間中にシステムが要求されたときに要求どおりに機能する確率です。ミッションは、航空機の 18 時間の飛行期間である場合があります。また、ミッション期間は、軍事展開の 3 ～ 15 か月の期間である場合もあります。可用性には、信頼性、メンテナンス、ロジスティクスに関連する非運用期間が含まれます。

これは9で測定されます。5 つの 9 (99.999%) は、1 年間でシステムが正常に動作しない時間が 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対してのみ意味を持ちます。たとえば、唯一の既知のソースが重要な交換部品の製造を停止すると、99.9% の可用性は意味を持ちません。

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、運用可用性は予測可用性と同じであると想定されます。

運用上の可用性は、少なくとも 1 つのシステムが構築され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るブラスボードシステムから始まり、実弾テストと評価(LFTE)に使用される最初の種類のシステムへと続きます。保守を担当する組織は、これを使用して保守方針の有効性を評価します。

${\displaystyle A_{o}={\frac {T_{m}}{T_{m}+T_{d}}}{\begin{cases}A_{o}=運用\可用性\T_{m}=ミッション\期間\T_{d}=観測\ダウン\時間\end{cases}}}$

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。

${\displaystyle A_{p}={\frac {T_{m}}{T_{m}+T_{d}}}{\begin{cases}A_{p}=予測される可用性\\T_{m}=ミッション\期間\\T_{d}=モデル\ダウン\時間\end{cases}}}$

ダウンタイムは、運用を危うくするさまざまな要因の合計です。モデリングの場合、これらはモデルのさまざまな側面、たとえば MTTR のヒューマン システム インターフェイスや MTBF の信頼性モデリングなどです。観察の場合、これらは組織のさまざまな領域を反映します。たとえば MTTR の保守担当者やドキュメント、MLDT の製造元や出荷業者などです。

${\displaystyle T_{d}=T_{m}\times {\frac {MTTR+MLDT+MAMDT}{MTBF}}{\begin{cases}T_{d}=ダウンタイム\\T_{m}=ミッション期間\\MTTR=平均復旧時間\\MLDT=平均物流遅延時間\\MAMDT=平均アクティブ保守ダウン時間\\MTBF=平均故障間隔\end{cases}}}$

平均故障間隔 (MTBF) はメンテナンスの考え方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、これらの機能がすべての可能性のある障害モードをカバーする場合のシステムの予想寿命は MTBF です (実用上は無限大)。このようなシステムは、二次的な障害が発生しない限り、これらの条件が満たされていれば、目立った中断なく動作を続けます。これはアクティブ冗長性と呼ばれ、ミッションの失敗を防ぐためのメンテナンスは不要です。アクティブ冗長性は、衛星などのメンテナンスができない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。${\displaystyle \lambda}$

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

通電されているものの自動障害バイパスがないスペアパーツを備えたシステムは、障害が発生するたびに人による操作で動作を回復する必要があるため、実際には冗長ではありません。これは、状態ベースのメンテナンスと計画メンテナンス システムのサポートに依存します。

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

平均検出時間とは、障害が発生してからシステム ユーザーが障害に気付くまでの時間の長さです。平均検出時間に関連するメンテナンスの考え方は 2 つあります。

• 状態基準保全（CBM）
• 計画保守システム (PMS)

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知らせ、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。インジケーターがシステム オペレーターの前に配置されている場合、障害を発見する時間はありません。

PMS は、CBM が欠如しているサイレント障害に必要です。PMS は、90 日 (または 3,000 マイル) ごとに車の診断テストを実行するときのような定期的なメンテナンスです。ライトの故障などの障害は、90 日間のどの時点でも発生する可能性がありますが、診断テストを実行するまで気付くことはありません。

PMS が主要な保守方針である場合、平均検出時間は統計的です。たとえば、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、平均障害期間は 5 日になります。これにより、可用性パフォーマンスと人件費の間に依存関係が生じます。CBM にはこのような依存関係はありません。

平均分離時間は、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、およびテクニカル サポートによって異なります。CBM を備えたシステムでは、ユーザーは障害を通知するために使用されるインジケーターに接続されたアイテムのリストから開始できるため、平均分離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分離時間が短くなる傾向があります。

平均修復時間は、操作を回復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、これは通常、すべての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によって推定されます。

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。

平均アクティブ メンテナンス ダウンタイムは、計画メンテナンス システム サポートの理念に関連しています。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% 動作していない間の平均時間です。

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、修復活動に関連するダウンタイムの種類とは別です。

可用性の期待値は9で表されます。

次の表は、1 年間のミッション期間におけるさまざまな可用性の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一般的な期間です。

メンテナンスを必要とするシステムは、次の基準を満たす場合、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
• 交換部品や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とメンテナンスのドキュメント
• 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満たされていないシステムはサポートできないと言われます。

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

${\displaystyle P_{F}=1-A_{o}{\begin{cases}P_{F}=ミッション失敗の確率\\A_{o}=運用可用性\end{cases}}}$

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、操作を試みる前に失敗した場合
• 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

• 高可用性
• システム品質属性のリスト
• 偽トリップレベル

 この記事には、連邦規格 1037Cのパブリック ドメイン マテリアルが組み込まれています。一般調達局。2022 年 1 月 22 日にオリジナルからアーカイブされました。( MIL-STD-188 をサポート)。

• 信頼性と可用性の基礎
• システムの信頼性と可用性