Guvenilirlik Modelleri Nedir? Seri, Paralel ve Karma Sistem Guvenilirligi Hesaplama Rehberi

Guvenilirlik modelleri, bir sistemin belirli kosullar altında belirli bir sure boyunca arizasiz calisma olasiligini matematiksel olarak ifade eden muhendislik yontemleridir. Bir ucak motorunun 10.000 ucus saatinde arizasiz calisma olasiligi nedir? Bir hastane jeneratorunun elektrik kesildiginde devreye girme basarisi ne kadardır? Bu sorularin yaniti guvenilirlik modellerinde gizlidir.

Modern muhendislik sistemleri onlarca, yuzlerce hatta binlerce bilesenden olusur. Her bilesenin kendi ariza karakteristigi vardır ve bu bilesenlerin birbirleriyle olan baglantı bicimi (seri, paralel veya karma) toplam sistem guvenilirligini dogrudan belirler. Guvenilirlik blok diyagramları (RBD) ve matematiksel modeller sayesinde muhendisler, tasarim asamasinda sistemin beklenen performansini hesaplayabilir, zayif halkaları tespit edebilir ve yedekleme stratejileri gelistirebilir.

Bu kapsamli rehberde guvenilirlik fonksiyonunun temelini, kuvet egrisinin uc bolgesini, seri ve paralel sistem hesaplamalarını, k/n oylama sistemlerini, guvenilirlik blok diyagrami olusturmayi ve sistem guvenilirligini artirma stratejilerini sayisal orneklerle birlikte detayli olarak inceleyecegiz.

Guvenilirlik Fonksiyonu R(t) ve Temel Kavramlar

Guvenilirlik (Reliability), bir bilesenin veya sistemin belirli cevresel kosullar altinda belirli bir zaman diliminde gorevini basariyla yerine getirme olasiligi olarak tanimlanir. Matematiksel ifadesi su sekildedir:

R(t) = P(T > t)

Burada T ariza zamanini, t ise hedef calisma suresini temsil eder. R(t) degeri 0 ile 1 arasinda olup 1'e yaklastikca guvenilirlik artar.

Guvenilirlik ile Iliskili Temel Buyuklukler

Buyukluk	Sembol	Tanim	Formul
Guvenilirlik	R(t)	t suresince arizasiz calisma olasiligi	P(T > t)
Arizasizlik	F(t)	t suresine kadar ariza olma olasiligi	1 - R(t)
Ariza orani	lambda(t)	Birim zamanda ariza yogunlugu	f(t) / R(t)
MTBF	-	Arizalar arasi ortalama sure	Toplam sure / Ariza sayisi
MTTF	-	Arizaya kadar ortalama sure	Tamir edilemeyen sistemler icin
Kullanilabilirlik	A	Calisir durumda olma orani	MTBF / (MTBF + MTTR)

Ustel dagilimda (sabit ariza orani) guvenilirlik fonksiyonu en basit halini alir:

R(t) = e^(-lambda x t)

Ornegin ariza orani lambda = 0,001 ariza/saat olan bir bileseni 100 saat calistirmak istedigimizde:

R(100) = e^(-0,001 x 100) = e^(-0,1) = 0,9048

Yani bilesenin 100 saat sonunda hala calisir durumda olma olasiligi %90,48'dir.

Kuvet Egrisi (Bathtub Curve) ve Uc Bolge

Kuvet egrisi, bir urun populasyonunun ariza oraninin zaman icerisindeki degisimini gosteren karakteristik egridir. Adindan da anlasilacagi uzere bir kuvetin kesit goruntusu gibi sekil alir ve uc ana bolgeden olusur.

Kuvet Egrisinin Uc Bolgesi

Bolge	Donem	Weibull beta	Ariza Orani	Tipik Nedenler	Sure Ornegi
Bolge 1	Erken omur (Infant Mortality)	beta < 1	Azalan	Uretim hatalari, malzeme kusuru, montaj hatasi	0 - 1.000 saat
Bolge 2	Yararli omur (Useful Life)	beta = 1	Sabit	Rastgele arizalar, dis etkenler, asiri yuklenme	1.000 - 50.000 saat
Bolge 3	Asinma donemi (Wear-out)	beta > 1	Artan	Yorulma, korozyon, asinma, yaslanma	50.000+ saat

Bolge 1: Erken Omur Arizalari (beta < 1)

Erken omur doneminde ariza orani yuksek baslar ve hizla duser. Bu bolgedeki arizalarin kokleri genellikle uretim surecine dayanir: yetersiz kalite kontrol, hatali lehimleme, montaj kusuru veya malzeme icindeki gizli defektler. Weibull dagiliminda sekil parametresi beta'nin 1'den kucuk olmasi azalan ariza oranini isaret eder.

Bu bolgeyle basa cikmak icin burn-in testleri (calistirarak deneme) ve ESS (Environmental Stress Screening) uygulanir. Elektronik kartlarin sevkiyattan once 48-72 saat yuksek sicaklikta calistirilmasi tipik bir burn-in ornegi olup zayif bilesenlerin erken elenimini saglar.

Bolge 2: Yararli Omur Donemi (beta = 1)

Bu donemde ariza orani yaklasik olarak sabittir ve arizalar rastgele meydana gelir. Ustel dagilim bu bolgeyi en iyi temsil eden modeldir. Ariza nedenleri genellikle sistemin kontrolu disindaki olaylardir: voltaj dalgalanmasi, yabanci cisim hasari, operasyon hatasi gibi.

Sabit ariza orani doneminde onleyici bakim belirli araliklarla yapilir ancak bilesenin kendisi yasliligi nedeniyle ariza yapmaz. Bu bolge ekipmanlarin en verimli kullanildigi suredir.

Bolge 3: Asinma Donemi (beta > 1)

Asinma doneminde ariza orani surekli artar. Mekanik bilesenlerde yorulma caklagi ilerler, lastikler asinir, yataklar bozulur, izolasyon malzemeleri yaslanir. Weibull beta degeri 1'den ne kadar buyukse ariza orani o kadar hizli yukselir.

Bu bolge icin periyodik degisim programlari, durum izleme (condition monitoring) ve ongorucu bakim (predictive maintenance) stratejileri uygulanir.

Seri Sistem Guvenilirligi

Seri sistemde tum bilesenler basariyla calismak zorundadir; herhangi birinin arizasi tum sistemi durdurur. Elektrik devresinde seri bagli lambalarin herhangi birinin yanmasi gibi dusunulebilir.

Seri Sistem Formulu

R_sistem = R1 x R2 x R3 x ... x Rn

Bu carpim kurali nedeniyle seri sistemin guvenilirligi her zaman en dusuk guvenilirlige sahip bilesenden bile daha kucuktur.

Sayisal Ornek 1: Uc Bilesenli Seri Sistem

Bir su pompalama sistemi seri bagli uc bilesenden olusmaktadir:

Elektrik motoru: R1 = 0,95
Pompa govdesi: R2 = 0,98
Kontrol valfi: R3 = 0,97

R_sistem = 0,95 x 0,98 x 0,97 = 0,9025

Tek tek bilesenlerin guvenilirligi %95 ve uzeri iken sistem guvenilirligi %90,25'e dusmektedir.

Sayisal Ornek 2: Bes Bilesenli Seri Sistem

Bir uretim hattinda bes istasyon seri olarak calismaktadir ve her istasyonun guvenilirligi 0,99'dur:

R_sistem = 0,99^5 = 0,99 x 0,99 x 0,99 x 0,99 x 0,99 = 0,9510

Her istasyon %99 guvenilirlige sahip olmasina ragmen hat guvenilirligi %95,10'a dusmektedir. Bilesen sayisi arttikca bu etki dramatik olarak buyur:

Bilesen Sayisi (n)	Bilesenlerin Her Birinin R Degeri	Sistem Guvenilirligi R_sistem
3	0,99	0,9703
5	0,99	0,9510
10	0,99	0,9044
20	0,99	0,8179
50	0,99	0,6050
100	0,99	0,3660

Bu tablo, seri sistemlerde bilesen sayisinin artmasinin sistem guvenilirligini ne kadar hizla dusurdugunu net olarak gostermektedir. 100 bilesenli bir seri sistemde her bilesenin %99 guvenilirligi olsa bile sistem guvenilirligi yalnizca %36,60'tir.

Paralel (Yedekli) Sistem Guvenilirligi

Paralel sistemde bilesenler birbirinin yerine gecebilir. Sistemin arizalanmasi icin tum bilesenlerin ayni anda arizalanmasi gerekir. Bu yaklasim yedekleme (redundancy) ilkesine dayanir.

Paralel Sistem Formulu

R_sistem = 1 - (1 - R1) x (1 - R2) x ... x (1 - Rn)

Sayisal Ornek 3: Iki Paralel Pompa

Bir bina yangin sondurme sisteminde iki pompa paralel baglanmistir:

Pompa A: R1 = 0,90
Pompa B: R2 = 0,90

R_sistem = 1 - (1 - 0,90) x (1 - 0,90) = 1 - (0,10 x 0,10) = 1 - 0,01 = 0,99

Tek basina %90 guvenilirlige sahip iki pompanin paralel calismasi sistem guvenilirligini %99'a yukseltmistir.

Sayisal Ornek 4: Uc Paralel Jenerator

Bir hastanede uc jenerator paralel olarak bulunmaktadir:

Jenerator 1: R1 = 0,85
Jenerator 2: R2 = 0,85
Jenerator 3: R3 = 0,85

R_sistem = 1 - (1 - 0,85)^3 = 1 - (0,15)^3 = 1 - 0,003375 = 0,9966

Her biri yalnizca %85 guvenilirlige sahip uc jeneratorun paralel baglantisi, sistem guvenilirligini %99,66'ya cikarmistir.

Aktif Yedekleme ve Bekleme (Standby) Yedekleme

Paralel sistemlerde iki temel yedekleme stratejisi vardir:

Ozellik	Aktif (Hot Standby)	Bekleme (Cold Standby)
Calisma durumu	Tum birimler surekli calisir	Yedek birim sadece ariza aninda devreye girer
Yedek birimin asinmasi	Evet, calisiyor	Hayir, beklemede
Anahtarlama mekanizmasi	Gerekli degil	Gerekli (switching device)
Anahtarlama guvenilirligi	-	Hesaba katilmali
Formul (2 birim)	1 - (1-R)^2	R1 + R1 x (1-R1) x R_switch x R2
Maliyet	Yuksek (surekli enerji)	Dusuk (enerji tasarrufu)
Tipik kullanim	Ucak motorlari, sunucu kumeleri	Hastane jeneratorleri, yedek pompalar

Bekleme yedeklemesinde dikkat edilmesi gereken husus anahtarlama mekanizmasinin guvenilirligidir. Anahtarlama mekanizmasi %100 guvenilir degilse toplam sistem guvenilirligi buna gore duzeltilmelidir.

k-out-of-n Sistemler (k/n Oylama Sistemleri)

Bazi sistemlerde tum bilesenlerin calismasi gerekmez ancak en az belirli sayida bilesenin calisir durumda olmasi zorunludur. Bu tur yapilara k-out-of-n (k/n) sistemi denir. n bilesenin icinden en az k tanesinin calismasi yeterlidir.

k/n Sistem Ozel Durumlari

k = n ise: Seri sistem (tumu calismali)
k = 1 ise: Paralel sistem (en az biri calismalı)
1 < k < n ise: k/n oylama sistemi

k/n Sistem Formulu (Esit Guvenilirlikler Icin)

Tum bilesenlerin guvenilirligi esit oldugunda binom dagilimi kullanilir:

R_sistem = Toplam [C(n,i) x R^i x (1-R)^(n-i)] , i = k'dan n'ye kadar

Sayisal Ornek 5: 2/3 Oylama Sistemi

Bir nukleer santral guvenligi kontrol sisteminde 3 bagımsız sensorun en az 2'si tehlike sinyali verdiginde sistem kapanmaktadir. Her sensorun guvenilirligi R = 0,95'tir.

2/3 sistemi icin:

R_sistem = C(3,2) x R^2 x (1-R)^1 + C(3,3) x R^3 x (1-R)^0

R_sistem = 3 x (0,95)^2 x (0,05)^1 + 1 x (0,95)^3 x (0,05)^0

R_sistem = 3 x 0,9025 x 0,05 + 1 x 0,8574 x 1

R_sistem = 0,1354 + 0,8574 = 0,9928

Bu 2/3 oylama sistemi %99,28 guvenilirlik saglamaktadir.

Farkli k/n Konfigurasyonlarinin Karsilastirilmasi

Asagidaki tablo 4 bilesenden olusan bir sistemde farkli k degerleri icin guvenilirligi gostermektedir (her bilesenin R = 0,90):

Konfigurasyon	Gerekli Min. Bilesen	Sistem Guvenilirligi	Aciklama
1/4 (Paralel)	1	0,9999	Herhangi biri yeterli
2/4	2	0,9963	En az ikisi calismali
3/4	3	0,9477	En az ucu calismali
4/4 (Seri)	4	0,6561	Tumunun calismasi zorunlu

Goruldugu gibi k degeri arttikca guvenilirlik azalir; en yuksek guvenilirlik 1/4 (tam paralel) konfigurasyonundadir.

Guvenilirlik Blok Diyagrami (RBD) Olusturma

Guvenilirlik Blok Diyagrami (Reliability Block Diagram - RBD), bir sistemin bilesenlerinin islevsel iliskilerini gorsel olarak temsil eden bir modelleme aracidir. RBD'de amac, giris noktasindan cikis noktasina en az bir calisan yol bulunmasini saglamaktir.

RBD Olusturma Adimlari

Sistem sinirlarini belirle: Hangi bilesenler analize dahil, hangilerine cevresel etken olarak bakilacak?
Bilesenleri listele: Her bilesenin islevini ve ariza modunu tanimla.
Baglanti yapisini ciz: Seri, paralel veya karma baglantilari belirle.
Guvenilirlik verilerini ata: Her bilesen icin R(t) veya lambda degerlerini gir.
Hesapla: Bloklar arasi iliskileri kullanarak toplam guvenilirligi bul.
Duyarlilik analizi yap: Hangi bilesen toplam guvenilirligi en cok etkiliyor?

RBD ile FTA (Hata Agaci Analizi) Karsilastirmasi

Ozellik	RBD	FTA
Yaklasim	Basari odakli (yukaridan asagiya)	Ariza odakli (tepeden asagiya)
Gosterim	Blok diyagrami	Mantik agaci
Mantik kapilari	Seri = VE, Paralel = VEYA	VE, VEYA, k/n kapilari
Ortak neden arizasi	Dolaylı olarak modellenir	Dogrudan modellenebilir
Kullanim kolayligi	Basit-orta karmasiklik	Her karmasiklik seviyesi
Standart	IEC 61078	IEC 61025
En uygun alan	Donanim guvenilirligi	Guvenlik analizi

Seri-Paralel Kombinasyon (Karma) Sistemler

Gercek muhendislik sistemleri nadiren sadece seri veya sadece paralel yapidadir. Cogunlukla seri ve paralel alt sistemlerin birlesiminden olusan karma (combined) yapilara sahiptir.

Sayisal Ornek 6: Karma Sistem Hesaplama

Bir uretim hatti asagidaki yapiyla calismaktadir:

Alt Sistem A (seri): Konveyor (R = 0,97) ve Sensor (R = 0,99) Alt Sistem B (paralel yedekli): Robot Kol 1 (R = 0,92) ve Robot Kol 2 (R = 0,92) Alt Sistem C (seri): Paketleme unitesi (R = 0,96)

Alt Sistem A ve Alt Sistem B seri, Alt Sistem B kendi icinde paraleldir.

Adim 1: Alt Sistem A guvenilirligi (seri)

R_A = 0,97 x 0,99 = 0,9603

Adim 2: Alt Sistem B guvenilirligi (paralel)

R_B = 1 - (1 - 0,92) x (1 - 0,92) = 1 - (0,08 x 0,08) = 1 - 0,0064 = 0,9936

Adim 3: Toplam sistem guvenilirligi (A, B ve C seri)

R_sistem = R_A x R_B x R_C = 0,9603 x 0,9936 x 0,96 = 0,9160

Sistem guvenilirligi %91,60 olarak hesaplanmistir.

Sayisal Ornek 7: Daha Karmasik Karma Sistem

Bir guc dagitim sistemi su bilesenlere sahiptir:

Hat 1 (seri): Trafo A1 (R = 0,98) - Sigorta A1 (R = 0,995) - Kablo A1 (R = 0,99) Hat 2 (seri): Trafo A2 (R = 0,98) - Sigorta A2 (R = 0,995) - Kablo A2 (R = 0,99)

Hat 1 ve Hat 2 birbirine paralel olarak bagli, cikislari ise ana dagitim panosuna (R = 0,999) seri baglidir.

Adim 1: Hat 1 guvenilirligi

R_Hat1 = 0,98 x 0,995 x 0,99 = 0,9653

Adim 2: Hat 2 guvenilirligi

R_Hat2 = 0,98 x 0,995 x 0,99 = 0,9653

Adim 3: Paralel hat guvenilirligi

R_Paralel = 1 - (1 - 0,9653) x (1 - 0,9653) = 1 - (0,0347)^2 = 1 - 0,001204 = 0,9988

Adim 4: Toplam sistem (paralel blok + ana pano seri)

R_sistem = 0,9988 x 0,999 = 0,9978

Iki paralel hattan olusan guc dagitim sistemi %99,78 guvenilirlige sahiptir. Paralel yedekleme sayesinde tek bir hattın %96,53 olan guvenilirligi sistem duzeyinde %99,78'e yukselmistir.

Size Uygun Eğitimi Bulun

Bireysel mi yoksa kurumsal mı eğitim arıyorsunuz?

Guvenilirlik Tahsisi (Reliability Allocation)

Guvenilirlik tahsisi, sistem duzeyinde belirlenen bir guvenilirlik hedefinin alt sistemlere ve bilesenlere dagitilmasi surecidir. Tasarim asamasinda her bilesenin karsilmasi gereken minimum guvenilirlik degerini belirlemek icin kullanilir.

AGREE (Equal Apportionment) Yontemi

En basit yaklasim olan esit dagitim yonteminde her bilesene ayni guvenilirlik degeri atanir:

Hedef: R_sistem = 0,95 ve sistem 4 seri bilesenden olusmaktadir.

R_bilesen = R_sistem^(1/n) = 0,95^(1/4) = 0,95^0,25 = 0,9872

Her bilesenin en az %98,72 guvenilirlige sahip olmasi gerekmektedir.

ARINC Yontemi (Ariza Oranina Gore Dagitim)

ARINC yonteminde dagitim, bilesenlerin mevcut ariza oranlarına gore agirlikli olarak yapilir. Daha yuksek ariza oranina sahip bilesenlere daha fazla iyilestirme hedefi verilir.

Bilesen	Mevcut Lambda (ariza/saat)	Agirlik Faktoru	Tahsis Edilen R (1000 saat)
Motor	0,0005	0,50	0,9753
Pompa	0,0002	0,20	0,9900
Valf	0,0002	0,20	0,9900
Sensor	0,0001	0,10	0,9950
Toplam	0,0010	1,00	R_sistem = 0,9510

Sistem Guvenilirligini Artirma Stratejileri

1. Bilesen Kalitesini Artirma

En dogrudan yaklasimdir. Daha guvenilir malzeme, daha iyi uretim sureci ve siki kalite kontrol ile bilesenlerin bireysel guvenilirligi arttirilir. Ancak maliyet artisiyla sinirlidir.

2. Yedekleme (Redundancy) Ekleme

Kritik bilesenlere paralel yedek eklemek sistem guvenilirligini onemli olcude arttirir. Aktif ve bekleme yedekleme secenekleri bulunur.

3. Derating (Yuku Azaltma)

Bilesenleri nominal kapasitelerinin altinda calistirmak omru uzatir. Ornegin 100W kapasiteli bir direnci 50W'ta calistirmak ariza oranini onemli olcude dusurur.

4. Onleyici Bakim

Periyodik bakim ve degisim programlari ozellikle asinma bolgesi (beta > 1) arizalarini onler. TPM (Toplam Uretken Bakim) bu stratejinin sistematik uygulamasidir.

5. Burn-in Testi

Erken omur arizalarini (beta < 1) elemek icin urunler sevkiyattan once kontrol altinda calistirilir.

6. FMEA ve FTA ile Entegrasyon

Guvenilirlik modelleri tek basina yeterli degildir. FMEA (Hata Turu ve Etkileri Analizi) ile potansiyel ariza modları belirlenir; FTA (Hata Agaci Analizi) ile ust duzey ariza olaylarinin kok nedenleri sistematik olarak arastirilir. Bu uc yontem birlikte kullanildiginda guvenilirlik muhendisliginin tam resmi ortaya cikar.

Yontem	Odak	Girdi	Cikti
RBD	Sistem yapisi	Bilesen R(t) verileri	Sistem R(t)
FMEA	Ariza modlari	Sistem/proses bilgisi	RPN, oncelikli iyilestirmeler
FTA	Kok neden	Ust duzey ariza olaylari	Minimal cut set, olasiliklar
Guvenilirlik Tahsisi	Hedef dagitimi	Sistem hedefi	Bilesen hedefleri

Model Turlerinin Karsilastirma Tablosu

Model Turu	Formul	Avantaj	Dezavantaj	Tipik Kullanim Alani
Seri	R1 x R2 x ... x Rn	Hesaplama basit	Bilesen arttikca R duser	Uretim hatlari, boru sistemleri
Paralel (Aktif)	1 - (1-R1)(1-R2)...(1-Rn)	Yuksek guvenilirlik	Maliyet, karmasiklik	Ucak motorlari, sunucu kumeleri
Paralel (Standby)	R1 + R1(1-R1)R_sw x R2	Yedek asinmaz	Anahtarlama guvenilirligi	Hastane jeneratorleri
k/n Oylama	Binom toplami	Esnek, guvenli	Hesaplama karmasik	Nukleer santral kontrol, otonom araclar
Karma (Seri-Paralel)	Alt sistem bazli	Gercekci modelleme	Analiz karmasik	Gercek endustriyel sistemler

Guvenilirlik Modellerinin Endustriyel Uygulama Alanlari

Guvenilirlik modelleri pek cok sektorde kritik rol ustlenir:

Havacilik ve Savunma

Ucak sistemlerinde ikili veya uclu yedekleme zorunlulugu vardir. Ucus kontrol bilgisayarlari genellikle 2/3 oylama sistemiyle calisir. MIL-HDBK-217 ve MIL-STD-756 standartlari guvenilirlik tahmin ve modelleme icin referans kaynaklaridir.

Otomotiv

ISO 26262 fonksiyonel guvenlik standardi kapsaminda ASIL (Automotive Safety Integrity Level) seviyeleri guvenilirlik hedeflerini belirler. Surus destek sistemlerinde (ADAS) yedekleme mimarileri kritiktir.

Enerji ve Nukleer

Nukleer santrallerde coklu bariyer konsepti uygulanir. Guvenlik sistemleri 2/3 veya 2/4 oylama yapisiyla tasarlanir. IEC 61513 nukleer enerji santrallerinde bilgisayar tabanli guvenlik sistemleri icin guvenilirlik gereksinimlerini tanimlar.

Medikal Cihaz

IEC 62366 ve ISO 14971 kapsaminda medikal cihazlarin guvenilirlik analizleri zorunludur. Yasam destek sistemlerinde yedekleme ve hata toleransi kritik onem tasir.

Telekomunikasyon

5 dokuzlu (99,999%) kullanilabilirlik hedefi yilda yalnizca 5,26 dakika kesinti anlamina gelir. Bu hedefe ulasmak icin cok katmanli yedekleme mimarileri kullanilir.

Sik Sorulan Sorular (FAQ)

1. Guvenilirlik ile kullanilabilirlik (availability) arasindaki fark nedir?

Guvenilirlik, bir sistemin belirli bir sure boyunca arizasiz calisma olasiligini ifade eder (R(t)). Kullanilabilirlik ise sistemin herhangi bir anda calisir durumda olma oranini gosterir ve A = MTBF / (MTBF + MTTR) formuluyle hesaplanir. Yuksek guvenilirlik her zaman yuksek kullanilabilirlik anlamina gelmez; hizli tamir edilen dusuk guvenilirlikli bir sistem yuksek kullanilabilirlige sahip olabilir.

2. Seri sistem guvenilirligi neden her zaman en zayif bilesenden dusuktur?

Seri sistemde R_sistem = R1 x R2 x ... x Rn formulunde tum degerler 0 ile 1 arasinda oldugu icin carpim sonucu her zaman en kucuk carpandan bile daha kucuk olur. Ornegin R1 = 0,99 ve R2 = 0,80 ise R_sistem = 0,792 olur ki bu 0,80'den bile dusuktur. Bu matematiksel gercek, seri sistemlerde en zayif halkanin sistemi belirledigi ilkesini yansitir.

3. Paralel yedekleme her zaman en iyi cozum mudur?

Hayir. Paralel yedekleme maliyet, agirlik, hacim ve karmasiklik artisi getirir. Ayrica ortak neden arizalari (common cause failures) yedeklemenin etkinligini dusurur. Ornegin ayni ureticiden alinan iki aynı bilesenin ayni tasarim hatasindan dolayi ayni anda arizalanmasi yedeklemenin islevini ortadan kaldirir. Bu nedenle cesitlendirme (diversification) ve bagimsizlik ilkeleri de dikkate alinmalidir.

4. Kuvet egrisinin hangi bolgesinde hangi bakim stratejisi uygulanir?

Erken omur bolgesinde (beta < 1) burn-in testleri ve kalite kontrol iyilestirmeleri uygulanir. Yararli omur doneminde (beta = 1) durum izleme ve rastgele ariza onlemleri alinir; periyodik degisim bu bolgede etkin degildir cunku arizalar rastgeledir. Asinma doneminde (beta > 1) periyodik onleyici bakim, zamaninda degisim ve ongorucu bakim programlari uygulanir.

5. k/n oylama sistemi hangi durumlarda tercih edilir?

k/n sistemleri ozellikle guvenlik kritik uygulamalarda tercih edilir. Nukleer santral kapatma sistemleri, ucak ucus kontrol bilgisayarlari ve otonom arac sensor fuzyon sistemleri tipik orneklerdir. 2/3 oylama sistemi hem yuksek guvenilirlik saglar hem de tek bir sensorun yanlis sinyal vermesi durumunda yanlis eylemi onler (false alarm toleransi).

6. RBD ile FTA'nin birlikte kullanimi nasil olur?

RBD sistem duzeyinde guvenilirlik hesaplamasi icin, FTA ise belirli ariza olaylarinin kok nedenlerinin incelenmesi icin kullanilir. Tipik yaklasim once RBD ile sistem guvenilirligini hesaplamak, sonra kritik alt sistemleri FTA ile detayli analiz etmektir. RBD basari yollarini gosterirken FTA ariza yollarini gosterir; ikisi birbirini tamamlar.

7. Guvenilirlik tahsisinde (allocation) hangi yontem secilmelidir?

Tasarimin erken asamalarinda bilesen ariza verileri yoksa esit dagitim (AGREE) yontemi iyi bir baslangicdir. Mevcut veriler veya benzer sistemlerden referans veriler mevcutsa ARINC yontemi daha gercekci sonuclar verir. Bilesenlerin karmasikligi, maliyeti ve iyilestirme potansiyeli farkli ise Feasibility of Objectives (FOO) yontemi en dengeli dagitimi saglar.

8. Ortak neden arizalari (CCF) guvenilirlik modeline nasil dahil edilir?

Ortak neden arizalari, bagimsiz bilesenlerin ayni anda arizalanmasina yol acan paylesilen nedenlerdir (ornegin ayni voltaj kaynagindaki dalgalanma, ayni cevre kosulu). CCF'yi modele dahil etmek icin Beta Faktor Modeli en yaygin kullanilan yaklasimdir. Bu modelde paralel sistem formulune bir beta katsayisi eklenerek bagimsizlik varsayimindaki sapma dengelenir. CCF goz ardi edildiginde paralel sistem guvenilirligi gercekte oldugundan cok daha yuksek hesaplanir.

Guvenilirlik modelleri, muhendislik sistemlerinin beklenen performansini tasarim asamasinda ongormek ve iyilestirmek icin vazgecilmez araclardir. Seri sistem hesaplamalari bize zayif halka etkisini gosterir; paralel yedekleme ile bu etkiyi asariz. k/n oylama sistemleri guvenlik kritik uygulamalarda hem guvenilirlik hem de yanlis alarm toleransi saglar.

Guvenilirlik blok diyagrami (RBD) ile sistemi gorsellestirir, FMEA ile potansiyel ariza modlarini belirler, FTA ile kok nedenlere ineriz. Kuvet egrisi bize bir urunun yasam dongusu boyunca karsilasacagi farkli ariza mekanizmalarini anlatir ve her bolge icin farkli bir strateji gerektigini hatirlatir.

Basarili bir guvenilirlik programi, bu modellerin ve araclarin birlikte ve sistematik olarak kullanilmasiyla mumkundur. Tasarimdan uretime, bakimdan saha verisi analizine kadar her asamada guvenilirlik odakli dusunce, daha guvenli, daha dayanikli ve daha ekonomik sistemlerin gelistirilmesini saglar.