運用上の可用性

システム エンジニアリングにおける運用可用性とは、システムが使用可能であるはずであった時間と比較して、実際に使用可能であった時間を測定することです。

運用可用性は、以下の項目を評価する管理概念である。^[1]

• 診断ダウンタイム
• 臨界
• 障害分離ダウンタイム
• 物流遅延によるダウンタイム
• 是正メンテナンスのダウンタイム

修正されない障害項目は、運用障害を引き起こします。はそのリスクを評価するために使用されます。 以下の状況が発生する可能性がある場合、運用障害は許容されません。 ${\displaystyle A_{o}}$

• 資本設備損失
• 負傷または死亡
• ミッション達成の継続的な失敗

軍事調達においては、運用上の可用性は要件文書における主要パフォーマンスパラメータの1つとして使用され、意思決定支援分析の基礎を形成します。^[2]

航空機システム、船舶システム、ミサイルシステム、宇宙システムには、限られたリソースで対処しなければならない多数の障害モードがあります。

運用開始前にリソース割り当ての優先順位を決定するには、開発中の正式な信頼性モデリングが必要です。推定故障率と物流遅延は、過度のダウンタイムを回避するために必要な前方配置スペアパーツの数を特定するために使用されます。これは、冗長性に関連する費用を正当化するためにも使用されます。

正式な可用性測定は、アップグレード リソースの割り当て、人員の割り当て、スペア パーツの計画などの管理上の決定に優先順位を付ける目的で運用中に使用されます。

運用可用性は、次のパフォーマンス特性を評価するために使用されます。

常に利用可能であることが期待されるシステムの場合、以下の運用可用性の数値は、システムがおよそ次の期間利用できないことを意味します (1 年間のすべての停止を合計した場合)。

${\displaystyle A_{o}=0.9\approx 877\ hours\ down\ time\ per\ year}$

${\displaystyle A_{o}=0.99\approx 87\ hours\ down\ time\ per\ year}$

${\displaystyle A_{o}=0.999\approx 8\ hours\ down\ time\ per\ year}$

${\displaystyle A_{o}=0.9999\approx 52\ minutes\ down\ time\ per\ year}$

${\displaystyle A_{o}=0.99999\約5\分\ダウン\時間\/年}$

是正資金の優先順位付けを行うために、運用中の保守アクションについて次のデータが収集されます。

• 障害報告が状態ベースのメンテナンスをサポートしていない場合、メンテナンスの実行に費やされた時間を特定するには、診断ダウンタイムが必要です。
• 重要度は、ミッションの喪失、負傷または生命の損失、および資本設備に関連するリスクのレベルを識別します。
• 障害の特定に費やされた時間を特定するには、障害分離ダウンタイムが必要です。
• 交換部品やソフトウェアを入手するために必要な時間を特定するには、物流の遅延によるダウンタイムが必要です。
• 交換部品とソフトウェアのインストールと再構成に必要な時間を特定するには、修正メンテナンスのダウンタイムが必要です。

このデータは信頼性ブロック図に適用され、次の式を使用して個々の可用性低下の寄与を評価します。

${\displaystyle A_{o}^{D}=\left({\frac {合計\時間}{合計\時間+診断\ダウン\時間}}\right)}$

${\displaystyle A_{o}^{FI}=\left({\frac {合計\時間}{合計\時間+障害\分離\ダウン\時間}}\right)}$

${\displaystyle A_{o}^{L}=\left({\frac {合計\時間}{合計\時間+物流\ダウン\時間}}\right)}$

${\displaystyle A_{o}^{C}=\left({\frac {合計\時間}{合計\時間+修正\ダウン\時間}}\right)}$

冗長コンポーネントのすべてが同時に故障しない限り、冗長アイテムは可用性の低下には寄与しません。

運用上の可用性は、これらの各貢献を考慮した全体的な可用性です。

${\displaystyle A_{o}=A_{o}^{D}\times A_{o}^{FI}\times A_{o}^{L}\times A_{o}^{C}}$

• アクティブ冗長性
• 可用性
• ダウンタイム
• 信頼性ブロック図