İçeriğe atla

Güvenilirlik mühendisliği

Güvenilirlik mühendisliği, güvenilirlik öğrenimi, gelişimi ve Ömür Devri Yönetimi ile ilgilenen bir mühendislik dalıdır. Güvenilirlik, bir sistem veya parçanın, belirlenen süre ve şartlar altında, istenen fonksiyonları gerçekleştirebilme yeteneği olarak tanımlanır.[1] Kavram çoğu zaman, sistemin hata verme olasılığı şeklinde algılanır. Güvenilirlik, ayrıca belirli bir zaman aralığında işlevsellik yeteneğini tanımlama için de kullanılabilir (Hazır Olabilirlik). Güvenilirlik mühendisliği Sistem Mühendisliği alt-disiplini olarak kabul edilir ve Entegre Lojistik Destek disiplinine sürekli girdi teşkil eder. Güvenilirlik mühendisliği, hatalar arasındaki ortalama sürenin hesaplanması ile sistem güvenilirliğini ve sürekliliğini sağlar.[2]

Güvenilirlik mühendisliği, sistem güvenliği ve güvenlik mühendisliği ile yakından alakalıdır ve kendi analizlerinde çoğunlukla aynı metodları metodlar kullanılır veya birbirlerinden girdi olarak destek alırlar. Güvenilirlik mühendisliği, hatanın sistem çalışmama zamanı, yedek parçaların maliyeti, tamirat ekipmanı, personel ve garanti bedellerini hesaba katarak hatanın maliyetini düşürmeye odaklanır. Güvenlik mühendisliği ise maliyete değil fakat hayat ve doğanın emniyetini hesaba katar. Doğal olarak güvenlik mühendisliği sadece bu durumları etkileyen hata modları ile ilgilenmektedir. Yüksek güvenilirlik seviyeleri ise iyi bir mühendisliği, detaylara dikkat edilmesini göstermektedir.

Güvenilirlik, “Bir ürünün beklenen ömrü boyunca istenen çevresel ortamda, istenen performansını yerine getirmesinin olasılık seviyesidir. Güvenilirlik Mühendisliği (Reliability Engineering) tüm dünya'da kabul görmüş bir kavramdır. Güvenilirlik Mühendisliğinin Üretim sektörü başta olmak üzere tüm iş alanlarında, sanayi sektöründe ve savunma sektörleri gibi birçok sektörde çok geniş kullanım alanı vardır.

Mevcut günümüz sistemlerinin karmaşıklığı güvenilirliğin önemini arttırmıştır. Gelişen teknoloji ile birlikte İnsanoğlu kendi ürettiği araç gereçlerin uygun çalışması ve kontrol edilebilir olması güvenilirlik konusunu önemli bir hale getirmiştir.  Güvenilirlik mühendisliği bir ürünün, işlevin veya servisin beklenen veya olması gereken güvenilirliğinin analiz edilmesi ve hataların en aza indirilmesi veya bu hataların etkilerinin azaltılması için yapılması gereken işlemlerin belirlenmesidir.

Güvenilirlik mühendisliğinin Öncelikli hedefleri şöyledir:

a. Mühendislik bilgileri ve özel tekniklerini kullanarak arıza olasılığını veya sıklığını ortadan kaldırmak veya azaltmak,

b. Arıza meydana gelmesi durumunda arızaya yol açan gerçek sebepleri tanımlamak,

c. Eğer problem devam ediyorsa yine de sistemin beklenen fonksiyonları yerine getirmesi yollarını araştırmaktır.

Güvenilirlik mühendisliği hangi işleri yapar:

Güvenilirlik mühendisliği, işin planlama aşamasında hedefleri belirleyerek bu çalışmalar için ihtiyaç duyulan ekibi planlar. Proje başladığında bir güvenilirlik programı yayımlar. Tasarımların güvenilirlik beklentisine uygun yapılmasını kontrol eder. Tasarımların güvenilirlik beklentisine uygun yapılması yazılım güvenilirliği için çok önemlidir. Güvenilirlik mühendisliği en çok tasarım aşamasında çalışmaktadır. Çünkü amaç sağlam ve istenen bir ürünü tasarlayarak ortaya çıkarmaktır.

İnsanoğlunun ilk var oluşu ile birlikte sürekli geleceği tahmin edebilmeyi arzulamıştır. Ürettiğimiz ürünlerin “geleceğini” tahmin etmek ve ona göre üretmek tüm üretim sektörünün istediği bir durumdur. Bunun için güvenilirlik mühendisleri “Ömür verisi” analizleri yapmak, parçaların, sistemlerin istenilen fonksiyonlarını istenilen zaman aralığında ve belirli çevre koşullarında hatasız olarak yerine getirme olasılığını ve yeterliliğini tasarlayarak belirleyebilmektedirler. 

Tarihçe

Güvenilirlik kelimesi tanımının, ilk olarak 1816'da Şair Coleridge tarafından yapıldığı düşünülmektedir.[3] II. Dünya Savaşı'ndan önce kelime anlamı çoğunlukla Tekrar Edilebilirlik ile aynı anlamda kullanılmaktaydı. Bu aşamada, bir test (bilimin herhangi bir dalında) eğer sürekli aynı sonuçlar ile gözlemleniyor ise güvenilir olarak sayılmakta idi. 1920'ler içerisinde Bell Laboratuvarında çalışan Dr. Walter A. Shewart İstatistiksel Süreç Kontrolü uygulayarak ürün hakkında bazı iyileştirmeler yapmakta idi.[4] Buna karşın, aynı zaman diliminde Waloddi Weibull ürün yorulmaları için istatistiksel modeller üzerinde çalışmaktaydı. Bu aşamada, güvenilirlik mühendisliğinin gelişimi, kalite ile paralel bir yol üzerinde bulunmaktaydı. Güvenilirlik mühendisliğinin modern terimi 1940'lar esnasında Amerikan Ordusu'nun kullanımı ile beraber literatüre girdi ve şu anki halini aldı. Bu terim en başlarda belirli bir periyot içerisinde ve beklendiği şekilde çalışma (şu anda bu özellik için Sistem Hazır Olabilirliği terimi kullanılmaktadır) anlamı taşımaktaydı.

İkinci Dünya Savaşı esnasında ve sonrasında elektroniklerin doğasından kaynaklanan birçok güvenilir olmama durumu ve ürün yorgunluğu gündeme geldi. 1945'te M.A. Miner, ASME (Amerikan Makine Mühendisleri Topluluğu) Dergisi içerisinde "Yorulma Esnasında Birikimli Hasar" adında taslak bir yazı paylaştı. Ordu için uygulanan ilk güvenilirlik hususu, Radar Sistemleri ve diğer elektronik parçalarda kullanılan, yine güvenilirlik analizi sayesinde kanıtlanmış, oldukça arıza çıkarmaya yatkın ve maliyetli bir vakum silindiri idi. Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü, 1948 yılında Güvenilirlik Topluluğunu kurmuştur. 1950 yılı içerisinde, asker tarafında, Elektronik Ekipman Güvenilirliği Tavsiye Grubu kurulmuştur. Bu grup, 3 ana çalışma yolu tavsiye etmiştir. Bunlar:

  1. Parça güvenilirliğinin arttırılması,
  2. Tedarikçiler için kalite ve güvenilirlik gereksinimlerinin tanımlanması,
  3. Saha verilerinin toplanması ve kök analiz yapılması.

1960'lar içerisinde güvenilirlik testleri parça ve sistem bazında daha da önem kazandı. Ünlü 781 Askeri Standardı bu yıllar içerisinde tanımlanmıştır. Ayrıca yine bu zaman dilimi içerisinde çok kullanılan (ve de çok tartışılan) 217 No'lu El kitabı, RCA (Radio Corporation of America, Amerikan Radyo Kuruluşu) tarafından tanımlanmıştır. Bu el kitabı içerisinde, parçaların hata oranlarının tahmin edilme yöntemleri anlatılmaktadır. Parça güvenilirliği hakkında yapılan deneysel araştırmalar daha sonra ilgisini yitirmiştir. Daha dogmacı (pragmatik) yaklaşımlar daha sonraları tüketici endüstrisi içerisinde kullanılmıştır.

Genel Açıklama

Amaç

Güvenilirlik mühendisliğinin amaçları azalan öneme göre aşağıdaki gibi sıralanabilir:[5]

  1. Hata oranlarının olabilirliğini engelleyecek ya da azaltacak özel teknikler ve mühendislik bilgisini uygulamak,
  2. Hataların sebeplerini tanımlamak ve düzeltmek,
  3. Sebebi bulunamayan veya düzeltilemeyen hatalar ile başka çıkabilmek için yöntemler tanımlamak,
  4. Yeni tasarımların yaklaşık güvenilirliklerini tahminleyebilmek için yöntemler uygulamak ve güvenilirlik verisini analiz etmek.

Kapsam ve Yöntemler

"Kompleks Sistemler" için güvenilirlik mühendisliği kompleks olmayan sistemlere göre farklı ve daha ayrıntılı bir yaklaşım gerektirmektedir. Güvenilirlik mühendisliği bu durumda aşağıdaki yöntemler içerebilir:

  • Sistem hazır olabilirliği ve görev hazır olabilirliği analizi ve ilgili güvenilirlik ve bakım gereksinim çizelgesi,
  • Fonksiyonel sistem hata analizi ve tanımlanmış olan gereksinim şartları analizi,
  • Sistemin var olan tasarımının analizi ve Donanım ve Yazılım için gereksinim şartlarının analizi,
  • Sistem diagnostik tasarımı
  • Hata toleranslı sistemler (Sistem tekrar edebilirliği)
  • Önleyici bakımların tanımlanması (Güvenilirlik Merkezli Bakım)
  • Bakım kaynaklı hatalar
  • Taşıma kaynaklı hatalar
  • Depolama kaynaklı hatalar
  • Kullanım analizi (sistem yüklemesi) çalışmaları, parça stres analizi
  • Yazılım (sistematik) hataları
  • Hata / güvenilirlik testleri
  • Saha hata gözlemleri ve düzeltici işlemler
  • Teknik dokümantasyon, uyarı ve dikkat analizleri
  • Veri edinimi organizasyonunun yapılması (Tehlike Kaydı ve FRACAS sisteminin oluşturulması)

Kaynakça

  1. ^ Institute of Electrical and Electronics Engineers (1990) IEEE Standard Computer Dictionary: A Compilation of IEEE Standard Computer Glossaries. New York, NY ISBN 1559370793
  2. ^ "kau.edu" (PDF). 16 Aralık 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 21 Aralık 2011. 
  3. ^ Saleh, J.H. and Marais, Ken, “Highlights from the Early (and pre-) History of Reliability Engineering”, Reliability Engineering and System Safety, Volume 91, Issue 2, February 2006, Pages 249-256
  4. ^ Juran, Joseph and Gryna, Frank, Quality Control Handbook, Fourth Edition, McGraw-Hill, New York, 1988, p.24.3
  5. ^ Practical Reliability Engineering, P. O'Conner - 2012

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Mühendislik</span> tasarımdan ekipman imalatına kadar ilerleyişi sağlayan işlevler kümesi, uygulamalı bilim

Mühendislik, köprüler, tüneller, yollar, araçlar ve binalar dahil olmak üzere makineler, yapılar ve diğer öğeleri tasarlamak ve inşa etmek için bilimsel ilkelerin kullanılmasıdır. Mühendislik disiplini, her biri uygulamalı matematik, uygulamalı bilim ve uygulama türlerinin belirli alanlarına özel vurgu yapan, geniş bir yelpazede uzmanlaşmış mühendislik alanları’nı kapsar.

Yazılım mühendisliği, yazılım geliştirme ile ilgilenen mühendislik dalıdır. Yazılım mühendisliği tanımı ilk olarak 1968 yılında Friedrich L. Bauer tarafından Almanya'da gerçekleştirilen NATO toplantısında gündeme gelmiştir. Ayrıca, matematikçi ve bilgisayar bilimcisi Margaret Hamilton "yazılım mühendisliği" terimini ortaya atan kişilerden biri olarak kabul edilmektedir. Yazılım mühendisliği tanım olarak "karmaşık yazılım sistemlerinin belirli bir hedefe ve sisteme dayalı olarak ve iş bölümü yapılarak, belirli prensipler, yöntemler ve araçlar kullanılarak geliştirilmesidir."

<span class="mw-page-title-main">Makine mühendisliği</span> Mühendislik

Makine mühendisliği, mekanik sistemlerin tasarım, analiz, imalat ve bakımı için mühendislik fiziği ve mühendislik matematiği ilkelerini malzeme bilimi ile birleştiren bir mühendislik dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Plastik enjeksiyon</span>

Plastik enjeksiyon, temelde kapalı bir kalıbın içine plastik malzemenin eriyik sıcaklığının üstündeki bir sıcaklık aralığında yüksek hızda yolluk girişinden kalıp gözüne hızlı bir şekilde enjekte edilmesi sonrası, ütüleme fazı ve tutma fazı ile parçanın boyut ve görsel toleranslarının kabul edilebilir seviyeye getirdikten sonra plastiğin kalıptan çıkma sıcaklığının altına getirilerek kalıptan çıkarılması prensibine dayanan bir plastik parça imalat yöntemidir. Seri üretime uygun olması sebebiyle, birçok sektörde oldukça fazla kullanılan bir üretim yöntemidir. Bu metot ile en küçük komponentlerden, otomotiv, savunma sanayi ürünlerine kadar çok çeşitli ebat ve kategorilerde plastik parçalar imal edilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Endüstri mühendisliği</span> Mühendislik

Endüstri mühendisliği ya da sanayi mühendisliği, insan, malzeme ve makineden oluşan bütünleşik sistemlerin kuruluş ve devamlılığının yönetimi ile ilgilenen mühendislik dalıdır. Endüstri mühendisleri, diğer mühendislik dallarının birçoğunun derslerini de alıp, üzerine işletme, yönetim, üretim, ekonomi ve endüstri mühendisliğine özel derslerle birlikte diğer mühendislik alanlarının yöneticilik yetkisine sahip mühendislik dalı.

<span class="mw-page-title-main">Mühendislik yönetimi</span>

Mühendislik Yönetimi, mühendislik ilkelerinin iş dünyasına ve örgütsel pratiklere uygulanmasıyla ilgili çok disiplinli bir alandır.

<span class="mw-page-title-main">Otomotiv mühendisliği</span>

Otomotiv mühendisliği, taşıt mühendisliğinin bir koludur, makine mühendisliği, elektrik mühendisliği, elektronik mühendisliği, yazılım mühendisliği ve güvenlik mühendisliği dallarının tasarımda ve üretimde ortak olarak çalışmasıyla yapılır. Motosikletler, otomobiller, otobüsler ve kamyonlar otomotiv mühendisliğinin ana uğraş alanlarıdır.

Hata türleri ve etkileri analizi; bir sistemin potansiyel hata türlerini analiz etmek için hataları olasılıklarına ve benzerliklerine göre sınıflandıran bir ürün geliştirme ve operasyon yönetim prosedürüdür. Başarılı bir hata türü analizi işi, benzer ürünlerin veya proseslerin geçmiş deneyimlerine dayanarak hata türlerinin tanımlanmasına yardımcı olur, bu hataların sistemden minimum kaynak kullanımı ve çabayla atılmasını sağlar ve bununla beraber geliştirme zamanını ve maliyetini düşürür. Genellikle üretim sektöründe ürünlerin çeşitli aşamalarında kullanılmakla beraber hizmet sektöründe de kullanım alanı artmıştır.

Sıfır Hata kavramı, “işi ilk defada doğru yap” yaklaşımı olarak da ele alınmaktadır. Bu amacın başarılması bireylerin yaklaşımı veya isteği ile orantılıdır. Bu isteğe verilecek cevap her zaman üç maddenin farkında olmaktır. Bunlar;

<span class="mw-page-title-main">DMADV</span>

DMADV, 6 Sigma için tasarım (DFSS) metodolojisinin uygulama modellerinden biridir. Bu model; VoC, veri bazlı pazar analizi, kestirimli iş modellemesi ve risk indirgeme planlamasının kilit özelliklerinin kullanılmasına yoğunlaşarak başarı olasılığı yüksek yeni hizmetlerin geliştirilmesi ve tasarımına odaklanır. Ancak, genel olarak DMADV; işletmede faal olmayan bir ürün veya sürecin geliştirilmesinde ve var olan, ancak yapılan iyileştirme çalışmalarına rağmen, hala müşteri ihtiyaçlarının belirlediği değerleri sağlayamayan veya 6 sigma seviyesine ulaşamamış ürün veya hizmetlerin iyileştirilmesinde kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Gömülü sistem</span> Belli bir fonksiyonu yapmaya yönelik bilgisayar sistemi

Gömülü sistem, bilgisayarın kendisini kontrol eden cihaz tarafından içerildiği özel amaçlı bir sistemdir. Genel maksatlı, örneğin kişisel bilgisayar gibi bir bilgisayardan farklı olarak, gömülü bir sistem kendisi için önceden özel olarak tanımlanmış görevleri yerine getirir. Sistem belirli bir amaca yönelik olduğu için tasarım mühendisleri ürünün boyutunu ve maliyetini azaltarak sistemi uygunlaştırabilirler. Gömülü sistemler genellikle büyük miktarlarda üretildiği için maliyetin düşürülmesinden elde edilecek kazanç, milyonlarca ürünün katları olarak elde edilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Yazılım yaşam döngüsü</span>

Yazılım yaşam döngüsü, bilgisayar yazılımlarının ilk geliştirme aşamalarından başlayarak; yayındaki mevcut sürümün hatalarının giderilmesi, iyileştirme odaklı yeni ara sürümlerin yayınlarak yazılımın güncellenmesi de dâhil olmak üzere nihai (kararlı) sürüme ulaşana dek geçen geliştirme ve olgunlaştırma aşamalarının tamamını ifade etmek için kullanılan terimdir.

<span class="mw-page-title-main">Mühendis</span> profesyonel mühendislik pratisyeni ve alt sınıfları

Mühendisler, mühendisliğin uygulayıcıları olarak, işlevsel hedefleri ve gereksinimleri yerine getirmek için makineler, karmaşık sistemler, yapılar, aletler ve malzemeler icat eden, tasarlayan, analiz eden, inşa eden ve test eden, bunu yaparken de pratiklik, düzenlemeler, güvenlik ve maliyetin getirdiği sınırlamaları göz önünde bulunduran profesyonellerdir.

Entegre Lojistik Destek (ELD), ürün geliştirilirken fonksiyonel desteği en iyi şekilde kullanan, var olan kaynaklardan en yüksek seviyede faydalanılmasını sağlayan, ürün ömür devri maliyetini azaltacak ve sistem mühendisliği sürecinin niteliğini belirleyecek yöntemler sunan, sistemin desteklenebilirliğini kolaylaştıran tekrarlanan ve entegre bir süreçtir. Çıkış noktası askeri amaçlarla olmakla birlikte, ticari ürün desteği veya müşteri servisi organizasyonlarında da sıklıkla kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Hata ağacı analizi</span>

Hata ağacı analizi (HAA), alt seviyedeki bir dizi olayı birleştirmek için kullanılan Boolean mantığı ile analizi yapılan sistemdeki arzu edilmeyen bir durum için uygulanan, yukarıdan aşağı ve tümdengelim mantığı olan başarısızlık analizidir. Bu analiz yöntemi, esas olarak güvenlik mühendisliği ve güvenilirlik mühendisliği alanlarında sistemlerin nasıl bozulabileceğini anlamak, riski azaltacak en iyi yolları tanımlamak veya sistemin belli bir seviyesindeki başarısızlığı veya emniyetli kaza olaylarının oranlarını belirlemek için kullanılır. HAA havacılık, nükleer enerji, kimyasal süreç, ilaç, petrokimya ve diğer yüksek tehlikenin bulunduğu endüstrilerde kullanılmaktadır, fakat sosyal hizmet sistemi başarısızlıkları ile ilgili risk faktörü tanımlamaları gibi farklı alanlarda da kullanılır. HAA aynı zamanda yazılım mühendisliğinde hata ayıklama amacıyla kullanılır ve hataları tespit etmek için kullanılan sebep-eleme tekniği ile yakından ilişkilidir.

<span class="mw-page-title-main">İşlev modeli</span>

Sistem ve yazılım mühendisliğindeki işlev modeli modellenen sistem veya konu alanının işlevlerinin yapısal temsilidir.

Bir sistem mimarisi veya çoklu sistemlerin mimarisi; sistemin yapısını, davranışını ve biçimselliğini tanımlayan kavramsal modeldir. Bir mimari tanımı; sistemin yapıları ve davranışları hakkında mantıksallığı destekleyecek şekilde organize edilen ilişkiselliğin standart bir açıklaması veya temsilidir.

<span class="mw-page-title-main">Gereksinim çözümleme</span>

Bilgisayar bilimlerinde, gereksinim analizi ya da gereksinim çözümleme; çeşitli sistemlerin gerekliliklerini ve olası çelişkili durumlarını göz önüne alarak, yazılımı analiz etmek, belgelemek, doğrulamak ve yönetmek için yeni veya değiştirilmiş bir ürün üzerinde projenin ihtiyaçlarını, sistem gereksinimlerini ve koşullarını belirleyen görevleri kapsamaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Küvet eğrisi</span>

Küvet eğrisi güvenilirlik mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Tehlike fonksiyonunun üç bölümden oluşan belirli bir formunu tanımlar:

<span class="mw-page-title-main">Süreç mühendisliği</span> ham veya başlangıç maddesinin kimyasal-fiziksel ya da biyolojik işlemler kullanılarak başka bir ürüne dönüştürüldüğü tüm teknik işlemler

Süreç mühendisliği, insanların hammaddeleri ve enerjiyi endüstriyel düzeyde toplum için yararlı ürünlere dönüştürmesini sağlayan temel ilkelerin ve doğa kanunlarının anlaşılması ve uygulanmasıdır. Süreç mühendisleri, basınç, sıcaklık ve derişim gradyanları gibi doğadaki itici güçlerden ve kütlenin korunumu yasasından yararlanarak, istenilen kimyasal ürünleri büyük miktarlarda sentezlemek ve saflaştırmak için yöntemler geliştirebilirler. Süreç mühendisliği, kimyasal, fiziksel ve biyolojik süreçlerin tasarımı, işletimi, kontrolü, optimizasyonu ve yoğunlaştırılmasına odaklanır. Süreç mühendisliği, tarım, otomotiv, biyoteknik, kimya, gıda, malzeme geliştirme, madencilik, nükleer, petrokimya, ilaç ve yazılım geliştirme gibi çok çeşitli endüstrileri kapsamaktadır. Sistematik bilgisayar tabanlı yöntemlerin süreç mühendisliğine uygulanmasına "süreç sistemleri mühendisliği" adı verilir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.