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第10回：システム（系や系統）の評価とCMMS／EAMによる管理

参考：故障率と信頼性情報の関係

2014-09-01

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本文（第10回）もご参照下さい

本説明では、信頼性評価に用いられる指標のうち、故障率、信頼度、不信頼度、故障確率密度についての関係を説明します。 これらの指標は、同じものを指しており、目的に応じて見方を変えたものです。

故障率と信頼性情報の関係

下図に、故障率と、信頼度、故障確率密度、不信頼度の関係を示します。

信頼性評価で用いる指標 クリックして拡大表示

図１  信頼性評価で用いる指標


【説明】

故障率と信頼性情報の関係を考えるために、摩耗故障を有する機器について考えます。

１．ある機器の故障率が、下図の特性を示すものとします。 故障率の最初は、偶発故障を示しますが、途中から摩耗故障を有するものとします。 横軸は、時間です。

故障率

図２  故障率


２．項番１に示す特性を持つ機器を100台設置したものとします。 100台の機器は、項番１に示す故障率で故障し、時間とともに生存数が少なくなります。 特に途中からは、加速度的に生存数が減少します。

生存数

図３  生存数


３.生存数は、どの様な割合で減少するのでしょうか。 それは、瞬間での故障数を参照すれば判ります。 ある瞬間の故障数は、生存数 ×　故障率　で求まります。 この故障数を横軸時間のグラフで表すと以下のとおりとなります。

故障数

図４  故障数


ここで、留意すべき点として、故障数は、現在の生存数に故障率を掛けていることです。初期台数の100に故障率を掛けるものではありません。

４．故障数を積み上げることにより、設置時からの累積故障数が判ります。 横軸を時間とし、累積故障数をグラフに表すと以下のとおりとなります。

累積故障数

図５  累積故障数


５．以上は、100台の機器についてのお話でした。これを一般化するために、 全体の初期台数を１とします（規格化）。この操作により、 それぞれは、確率と考えることが出来ます。 以下に、変更後のグラフを示します。グラフの形状は同じです。最大値が異なっています。 信頼性評価の世界では、それぞれを信頼度、故障確率密度、不信頼度と呼びます。

信頼性評価指数

図６  信頼性評価指数


覚え方として、信頼度は生存数、故障確率密度は、瞬間の故障数、不信頼度は累積故障数と関係していると考えると、イメージがわくと思います。 上図の不信頼度グラフに記載の▽マークは、B-Lifeと呼ばれる指標値です。 不信頼度（０〜１の範囲の値）に対して、パーセンテージを指定し、 指定されたパーセンテージへの到達時間を表します。 例えば不信頼度が0.1%（1000台中１台目が壊れる時間）に到達する時間は、 2年（17520時間）を表す場合、「B0.1は17520時間」の様に用い 、「B0.1で検査を実施」などの様に用います。

まとめ

以上をまとめると、信頼度、不信頼度、故障確率密度と故障率には、密接な関係があり（必要に応じて見方を変えたもの）、何れかが判ると他の指標も判ります。 CMMS/EAMを用いて、故障を管理している場合、時間軸に対する故障数を集計することが出来ます。時間軸に対する故障数が判れば、故障率、信頼度、不信頼度の時間依存が判ります。 この特性を生かした故障分析の手法にワイブル分析があります。

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