การวิเคราะห์ความเชื่อมั่น Reliability Analysis

การวิเคราะห์ความเชื่อมั่น หรือ Reliability Analysis มีความสำคัญมากในอุตสาหกรรมทุกประเภท ไม่ว่าจะเป็น อุตสาหรกรรมยานยนต์ automation อุตสาหกรรมเคมี chemical อุตสาหกรรมปิโตรเคมี petrochemical อุตสาหกรรมพลังงาน power และรวมถึงงานด้านความปลอดภัย safety analysis และอื่นๆ โดยในการตรวจสอบหรือวิเคราะห์ความเชื่อมั่น reliability analysis เราใช้การคำนวณความน่าจะเป็น probabilistic เป็นตัวแปรพื้นฐาน

ในการนำชุดข้อมูลทางสถิติ statistical analysis ที่ได้บันทึกไว้ในช่วงที่ใช้งานของอุปกรณ์หนึ่งๆ จะประกอบไปด้วยการเสียหายที่เกิดขึ้นจากส่วนต่างๆ และจากหลายๆช่วง มาคละๆกัน การศึกษาข้อมูลทางสถิติประเภทดังกล่าว เราจะศึกษาการกระจายตัวของข้อมูลดังกล่าวด้วย Weibull distribution เหตุที่เป็นเช่นนั้น เพราะ Weibull distribution สามารถนำข้อมูลทั้งในช่วง เสียหายตั้งแต่แรก infant mortality เสียหายในช่วงที่ใช้งานได้ useful life เสียหายในช่วงใกล้หมดอายุใช้งาน wear out

ตัวอย่าง การวิเคราะห์ความเชื่อมั่น Reliability Analysis โรงงานแห่งหนึ่งได้บันทึกชั่วโมงการทำงานของเครื่องอัดอากาศ air compressor ประเภทขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเครื่องหยุดการทำงานโดยสาเหตุของการไม่มีน้ำหล่อเย็น cooling water โดยจดไว้สำหรับเพื่อหาชั่วโมง ป้องกันการหยุดการทำงานของน้ำหล่อเย็นต่อไป 1276, 720, 1135, 1854, 1687, 2570, 2440, 2547, 1100, 2117, 1876, 1633, 2646, 1556, 2470, 1250, 1895, 2607, 896 และ 401 ชั่วโมง

สมการจากการกระจายตัวของข้อมูลโดยใช้วิธีการกระจายตัวแบบ Weibull pdf (Probability density function) คือ

Table data to calculate Probability, Reliability and MTTF
Figure – pdf (Probability density function) of cooling water supplies system upset

ความน่าจะเป็นของการหยุดการทำงานของระบบน้ำหล่อเย็น cooling water แสดงไว้ตามรูปข้างล่าง ซึ่งทำให้ง่ายต่อเข้าใจในชั่วโมงที่อาจจะเกิดการหยุดการทำงานของระบบน้ำหล่อเย็น cooling water

Figure – Weibull distribution

ในโลกความเป็นจริงการวิเคราะห์ความเชื่อมั่น Reliability Analysis ค่าอัตราการเสียหาย failure rate นั้นไม่คงที่ ซึ่งจะขึ้นกับชั่วโมงการทำงาน ดูได้จากตัวอย่างข้างต้น ความเชื่อมั่นของการทำงานของเครื่องอัดอากาศมีผลโดยตรงจากชั่วโมงการทำงาน ยิ่งชั่วโมงการทำงานนานยิ่งขึ้น ค่าความเชื่อมั่นจะยิ่งลดลง

Figure – Reliability VS Time  graph

Failure rate อัตราการเสียหาย หรือ Hazard rate อัตราความอันตราย

อัตราการเสียหาย failure rate เป็นค่าที่มีความสำคัญที่สุดในการวิเคราะห์ความเชื่อมั่น reliability analysis ซึ่งค่าอัตราการเสียหาย failure rate จะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ๋หนึ่งๆ ซึ่งอุปกรณ์โดยทั่วไปนั้นจะมีลักษณะการเปลี่ยนแปลงอัตราการเสียหายแบบรูปทรงแบบอ่างน้ำ bathtub shape

เพื่อความปลอดภัยของระบบหรือเครื่องมือต่างๆ เราควรจะต้องตรวจสอบเครื่องมือหรือบำรุงรักษาเครื่องมือก่อนที่เครื่องมือจะเกิดการเสียหายขึ้น เวลาดังกล่าวเราเรียกว่า MTTF หรือ
Mean time to failure ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ได้จากการรวมข้อมูลชั่วโมงการทำงานของเครื่องมือจนถึงหยุดเข้ามารวมด้วยกัน แล้วหาค่าเฉลี่ย

MTTF คือ เครื่องมือพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการวิเคราะห์ความเชื่อมั่น reliability analysis ค่า MTTF จะใช้สำหรับประมาณเวลาที่อุปกรณ์จะเริ่มเสียหรือเสียครั่งแรก ซึ่งจะใช้กับระบบหรือเครื่องมือที่ไม่ได้ผ่านการซ่อมมาก่อน

จากตัวอย่างข้างต้น ค่า MTTF โดยประมาณจากวิธี Weibull least คือ 1811 ชั่วโมง หรือ 75 วัน