주의 : 가용성이 정상 상태 아래로 떨어질 수 있습니다!
대부분의 시스템 가용성 분석은 정상 상태, 즉 작동 시간이 증가함에 따라 시스템이 수렴되는 가용성과 관련됩니다. 가용성 계산을 위한 표준 방정식은 정상 상태와 관련됩니다 (예 : EN 61078).
포인트 가용성은 특정 시점에서 예상되는 시스템 가용성입니다. 정상 상태는 시스템 동작에 대한 좋은 지표이지만 다음 사항을 확인하는 것이 중요합니다.
시스템 포인트 가용성이 정상 상태 가용성 아래로 떨어지는 경우가 있습니까?
놀라운 대답은 '예'입니다!
이것은 정상 상태 분석이 지나치게 낙관적인 결과를 제공할 수 있음을 의미합니다!
단순화를 위해 다음 모든 예에 대해 일정한 수리율을 가정합니다.
비 지수 고장 분포가 있는 블록 :
Weibull 고장 분포가 있는 단일 블록은 정상 상태 아래로 떨어지는 포인트 가용성을 가질 수 있습니다.
K 중 N 냉간 수리 :
수동 복구(Cold Repair)는 시스템이 작동하는 동안 고장이 발생한 블록이 복원을 시작할 수 없는 경우입니다. 시스템이 작동하려면 N 개 중 K 개 이상의 블록이 필요합니다. 복원은 시스템이 고장났을 때, 즉 N - K + 1 블록이 고장났을 때 시작됩니다. 복원 중에 시스템이 중지되고 고장 나지 않은 K-1 블록은 대기 모드에 있습니다. 고장난 모든 블록이 복구되면 시스템은 다시 작동합니다.
이 경우 블록의 작동과 복원은 독립적이지 않습니다. 인접 블록의 장애로 인해 블록 작업이 중지될 수 있습니다.
블록 간의 상관 관계로 인해 블록의 고장률이 일정하더라도 포인트 가용성이 정상 상태 아래로 떨어지는 상황이 발생할 수 있습니다.
다음 그림은 하위 블록의 고장률이 일정한 3개 중 2개의 모델을 보여줍니다.
K out of N 모델의 각 하위 블록은 다음 네 가지 상태 중 하나에서 찾을 수 있습니다.
- 운영
- 대기 (블록이 고장난 것이 아니라 인접 블록의 고장으로 인해 중지됨)
- 고장 (블록이 고장났지만 복원이 아직 시작되지 않음)
- 복구
다음 그림은 그림 2의 K out of N 시스템의 하위 블록에 대해 각 상태에 있을 확률을 보여줍니다.
수동 수리 대기 :
대기는 백업이 작동하지 않는 동안 기본 하위 시스템이 작동함을 의미합니다. 기본 장치에 장애가 발생하면 백업이 시작됩니다.
수동 수리 대기는 기본 및 백업이 모두 고장난 경우에만 수리가 시작됨을 의미합니다.
기본 장치와 백업 장치는 서로 연관되어 있으며 이로 인해 장치의 고장률이 일정하더라도 포인트 가용성이 정상 상태 아래로 떨어지는 상황이 발생할 수 있습니다.
다음 그림은 하위 블록의 고장률이 일정한 대기 모델을 보여줍니다.
대기 모델의 각 하위 블록은 네 가지 상태 중 하나에서 찾을 수 있습니다 (수동 수리를 사용하는 K out of N 모델과 유사).
다음 그림은 기본 및 백업 장치의 각 상태에 있을 확률을 나타냅니다.
그림 5와 6은 기본 및 대기 장치의 다른 동작을 보여줍니다.
기본 장치는 작동 모드에서 시작되는 반면 대기 장치는 대기 모드에서 시작됩니다.
결론
포인트 가용성이 정상 상태 아래로 떨어지는 경우가 있습니다.
Monte Carlo 시뮬레이션을 사용하여 이러한 사례를 식별하고 지나치게 낙관적인 가용성 분석을 방지할 수 있습니다.
