En ingeniería de confiabilidad , el término disponibilidad tiene los siguientes significados:
Normalmente, los sistemas de alta disponibilidad podrían especificarse como 99,98%, 99,999% o 99,9996%.
La representación más simple de la disponibilidad ( A ) es una relación entre el valor esperado del tiempo de actividad de un sistema y el agregado de los valores esperados del tiempo de actividad e inactividad (que da como resultado la "cantidad total de tiempo" C de la ventana de observación).
Otra ecuación para la disponibilidad ( A ) es una relación entre el tiempo medio hasta el fallo (MTTF) y el tiempo medio entre fallos (MTBF), o
Si definimos la función de estado como
Por lo tanto, la disponibilidad A ( t ) en el momento t > 0 está representada por
La disponibilidad media debe definirse en un intervalo de la recta real. Si consideramos una constante arbitraria , entonces la disponibilidad media se representa como
La disponibilidad límite (o de estado estable) está representada por [1]
La disponibilidad media límite también se define en un intervalo como,
La disponibilidad es la probabilidad de que un elemento esté en un estado operativo y confirmable al inicio de una misión cuando se solicita la misión en un momento aleatorio, y generalmente se define como el tiempo de actividad dividido por el tiempo total (tiempo de actividad más tiempo de inactividad).
Digamos que un componente de una serie está compuesto por los componentes A, B y C. Entonces se aplica la siguiente fórmula:
Disponibilidad del componente de la serie = (disponibilidad del componente A) x (disponibilidad del componente B) x (disponibilidad del componente C) [2] [3]
Por lo tanto, la disponibilidad combinada de múltiples componentes de una serie es siempre menor que la disponibilidad de los componentes individuales.
Por otra parte, la siguiente fórmula se aplica a componentes paralelos:
Disponibilidad de componentes paralelos = 1 - (1 - disponibilidad del componente A) X (1 - disponibilidad del componente B) X (1 - disponibilidad del componente C) [2] [3]
Como corolario, si tienes N componentes paralelos, cada uno con X disponibilidad, entonces:
Disponibilidad de componentes paralelos = 1 - (1 - X)^ N [3]
El uso de componentes paralelos puede aumentar exponencialmente la disponibilidad del sistema general. [2] Por ejemplo, si cada uno de sus hosts tiene solo un 50 % de disponibilidad, al usar 10 hosts en paralelo, puede lograr una disponibilidad del 99,9023 %. [3]
Sin embargo, tenga en cuenta que agregar redundancia (es decir, componentes paralelos) no siempre conduce a una mayor disponibilidad. Según Marc Brooker, para lograr una mayor disponibilidad, sus componentes redundantes deben cumplir estas condiciones [4] :
Los diagramas de bloques de confiabilidad o análisis de árbol de fallas se desarrollan para calcular la disponibilidad de un sistema o una condición de falla funcional dentro de un sistema que incluye muchos factores como:
Además, estos métodos son capaces de identificar los elementos más críticos y los modos de falla o eventos que impactan la disponibilidad.
Disponibilidad inherente (A i ) [5] La probabilidad de que un elemento funcione satisfactoriamente en un momento dado cuando se utiliza en condiciones establecidas en un entorno de soporte ideal. Excluye el tiempo de logística, el tiempo de espera o de inactividad administrativa y el tiempo de inactividad por mantenimiento preventivo. Incluye el tiempo de inactividad por mantenimiento correctivo. La disponibilidad inherente generalmente se deriva del análisis de un diseño de ingeniería:
Se basa en cantidades bajo control del diseñador.
Disponibilidad, lograda (Aa) [6] La probabilidad de que un elemento funcione satisfactoriamente en un momento dado cuando se utiliza en condiciones establecidas en un entorno de soporte ideal (es decir, que el personal, las herramientas, los repuestos, etc. estén disponibles instantáneamente). Excluye el tiempo de logística y el tiempo de espera o de inactividad administrativa. Incluye el tiempo de inactividad por mantenimiento preventivo y correctivo activo.
Disponibilidad, operativa (Ao) [7] La probabilidad de que un elemento funcione satisfactoriamente en un momento dado cuando se utiliza en un entorno operativo y de soporte real o realista. Incluye el tiempo logístico, el tiempo de preparación y el tiempo de espera o de inactividad administrativa, y el tiempo de inactividad por mantenimiento preventivo y correctivo. Este valor es igual al tiempo medio entre fallos ( MTBF ) dividido por el tiempo medio entre fallos más el tiempo medio de inactividad (MDT). Esta medida extiende la definición de disponibilidad a elementos controlados por los logistas y los planificadores de misiones, como la cantidad y la proximidad de repuestos, herramientas y mano de obra al elemento de hardware.
Consulte Ingeniería de sistemas para obtener más detalles.
Si utilizamos un equipo que tiene un tiempo medio hasta el fallo (MTTF) de 81,5 años y un tiempo medio de reparación (MTTR) de 1 hora:
—Ả≥〈〉〈〉〈〉
Interrupción debido al equipo en horas por año = 1/tarifa = 1/MTTF = 0,01235 horas por año.
La disponibilidad está bien establecida en la literatura sobre modelado estocástico y mantenimiento óptimo . Barlow y Proschan [1975] definen la disponibilidad de un sistema reparable como "la probabilidad de que el sistema esté funcionando en un momento específico t". Blanchard [1998] ofrece una definición cualitativa de la disponibilidad como "una medida del grado de un sistema que se encuentra en estado operativo y de compromiso al inicio de la misión cuando la misión se solicita en un punto aleatorio desconocido en el tiempo". Esta definición proviene de la norma MIL-STD-721. Lie, Hwang y Tillman [1977] desarrollaron un estudio completo junto con una clasificación sistemática de la disponibilidad.
Las medidas de disponibilidad se clasifican según el intervalo de tiempo de interés o los mecanismos para el tiempo de inactividad del sistema . Si el intervalo de tiempo de interés es la preocupación principal, consideramos la disponibilidad instantánea, limitante, promedio y promedio limitante. Las definiciones mencionadas anteriormente se desarrollan en Barlow y Proschan [1975], Lie, Hwang y Tillman [1977] y Nachlas [1998]. La segunda clasificación principal para la disponibilidad depende de los diversos mecanismos para el tiempo de inactividad, como la disponibilidad inherente, la disponibilidad lograda y la disponibilidad operativa. (Blanchard [1998], Lie, Hwang y Tillman [1977]). Mi [1998] ofrece algunos resultados de comparación de la disponibilidad considerando la disponibilidad inherente.
La disponibilidad considerada en el modelado de mantenimiento se puede encontrar en Barlow y Proschan [1975] para modelos de reemplazo, Fawzi y Hawkes [1991] para un sistema R-out-of-N con repuestos y reparaciones, Fawzi y Hawkes [1990] para un sistema en serie con reemplazo y reparación, Iyer [1992] para modelos de reparación imperfecta, Murdock [1995] para modelos de mantenimiento preventivo de reemplazo por edad, Nachlas [1998, 1989] para modelos de mantenimiento preventivo y Wang y Pham [1996] para modelos de mantenimiento imperfecto. Un libro reciente muy completo es el de Trivedi y Bobbio [2017].
El factor de disponibilidad se utiliza ampliamente en la ingeniería de plantas de energía . Por ejemplo, la North American Electric Reliability Corporation implementó el Sistema de Datos de Disponibilidad de Generación en 1982. [8]
Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de MIL-STD-188 ).![{\displaystyle A={\frac {E[\mathrm {tiempo de actividad} ]}{E[\mathrm {tiempo de actividad} ]+E[\mathrm {tiempo de inactividad} ]}}={\frac {E[\mathrm {tiempo de actividad} ]}{C}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6a13c554d027a918a13c630f348ca125406f63ad)
![{\displaystyle A(t)=\Pr[X(t)=1]=E[X(t)].\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fd270a9c1dfca193e9847b39c530f3d42ec4ecb3)
![{\estilo de visualización [0,c]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d8f04abeab39818aa786f2e5f9cdf163379e60c6)
