해군 함정은 고도로 발전된 통신, 레이더, 방어 및 공격 기술과 고출력 추진 시스템을 결합한 복잡한 플랫폼입니다. 선박의 목표는 높은 임무 신뢰성, 즉 높은 임무 성공 확률을 제공하는 것입니다.
해군 임무에는 고유 한 특성이 있습니다.
- 긴 임무 시간
- COB (Carry On Board) 이외의 예비 부품에 대한 접근이 적거나 없음
- 가혹한 조건
높은 임무 신뢰성을 달성하기위한 몇 가지 시스템 설계 방법이 있습니다.
- 각 장비의 높은 신뢰성
- 핫 리던던시
- 예비 부품
높은 장비 신뢰성은 중복 / 예비 부품 장치의 필요성을 줄이기 때문에 항상 선호됩니다. 그러나 대부분의 장비는 타사에서 조달되며 원하는 신뢰성을 가진 장비를 항상 얻을 수있는 것은 아닙니다.
신뢰성 할당 :
초기 시스템 설계 중에 이중화 / 예비 부품이 필요한 장비를 식별하기 위해 신뢰성 할당 프로세스를 수행해야합니다. 안정성 할당을 통해 적절한 수의 중복으로 효과적인 시스템을 설계하고 OEM에 현실적인 MTBF 요구 사항을 제공하여 시스템이 미션 안정성 요구 사항을 준수 할 것으로 예상 할 수 있습니다.
신뢰성 예측 :
세부 설계 중에 필요한 임무 신뢰성을 준수하는지 확인하기 위해 정확한 신뢰성 분석을 수행해야합니다.
예비 부품 :
많은 산업에서 예비 부품 분석은 설계 프로세스 후반에 수행됩니다. COB 예비 부품은 무게와 비용에 의해 제한되고 임무 신뢰성에 상당한 영향을 미치기 때문에 해군 시스템을 설계 할 때는 그렇지 않습니다. 따라서 초기 설계 단계부터 중복 및 예비 부품을 고려해야합니다.
예 : 통신 시스템
다음 요구 사항이있는 통신 시스템의 경우를 고려하십시오.
- 2 개의 트랜시버가 작동해야합니다.
- 10 개의 최종 장치가 작동해야합니다.
- 60 일의 미션 기간 동안 미션 안정성 요구 사항은 98%입니다.
중복 및 예비 부품이없는 신뢰성 할당은 트랜시버 및 최종 장치에 대한 MTBF 요구 사항을 855,310 시간으로 제공합니다.
그림 1 : 스페어가없는 시스템의 안정성 할당, BQR 소프트웨어의 RBD (Reliability Block Diagram) 스크린 샷
MTBF 요구 사항은 트랜시버와 최종 장치 모두에 대해 너무 엄격합니다. 따라서 예비 부품을 추가해야합니다. 예비 부품은 대기 모델을 사용하여 RBD 소프트웨어에서 모델링 할 수 있습니다. 예비 엔드 유닛 2 개와 예비 트랜시버 1 개를 추가하면 MTBF 요구 사항이 28,352 시간으로 줄어 듭니다.
그림 2 : 예비가있는 시스템의 안정성 할당, BQR RBD 소프트웨어의 스크린 샷
이 MTBF 요구 사항은 훨씬 더 현실적입니다. 다음으로 OEM은 트랜시버에 대해 40,000의 MTBF를 제공했습니다.이 값은 고정 될 수 있으며 최종 장치의 최소 MTBF 요구 사항은 26,841 시간으로 약간 줄어 듭니다.
마지막으로 OEM의 최종 장치에 대해 MTBF 30,000이 제공되었습니다. 그런 다음 임무 신뢰성은 98.46%로 계산됩니다.
Figure 3: Analytic Mission Reliability calculation, screenshot from BQR RBD software
이 간단한 예는 시스템 설계를 최적화하고 성능 요구 사항을 준수하기 위해 안정성 할당 및 계산을 사용하는 방법을 보여줍니다.
BQR은 해군 시스템 및 기타 여러 산업에 RBD 소프트웨어 및 전문 서비스를 제공합니다.
BQR은 또한 다음과 같은보다 복잡한 모델을위한 소프트웨어를 제공합니다.
부하 공유 및 기타 다중 상태 모델을위한 Markov Chain 모델
통신 및 유틸리티 네트워크 용 RBD 네트워크 모델
