نظریه قابلیت اطمینان

اطمینان پذیری یا قابلیت اطمینان درصد کامیابی در انجام دستورکار است، یا درصد اینکه سامانه ای بی آنکه دچار نارسایی شود به دستورکار برگزیده با مرزهای گزینش شده در برنامه ریزی ( مانند مرزهای زمانی و مکانی ) و در بستر کارکردی ویژه ( مانند دما، نم، لرزش و… ) کار کند. اطمینان داده ها: پشتیبانی داده ها دربرگیرنده نگهداری از پایگاه های داده از دسترسی ناروا با دستکاری داده ها در انباشت، پردازش، جابجایی، پیشگیری در برابر خودداری از خدمت به کاربران مجاز و کارهای بایسته برای شناسایی، آمارگیری و رویارویی با دستکاری های ناروا است.
تعریف قابلیت اطمینان بر تعریف وقوع خرابی و عیب بنا شده است. برای مدلسازی قابلیت اطمینان روش های مختلفی وجود دارد. روش های مبتنی بر آمار و اطلاعات آماری ناشی از عملکرد و تعیین تعداد خرابی و همچنین بررسی فیزیک خرابی. در روش جعبه سیاه سیستم در کل بررسی می شود و در روش جعبه شفاف ساختار سیستم و اجزاء مورد توجه قرار می گیرد و برای اندازه گیری قابلیت اطمینان یک سیستم ابتدا سیستم به اجزایی شکسته می شود و قابلیت اطمینان سیستم برحسب قابلیت اطمینان اجزای آن بیان می گردد. برای محاسبه قابلیت اطمینان هر جزء براساس داده های آماری در دسترس، مدلی برای نرخ وقوع خرابی انتخاب می شود و پارامترهای آن براساس داده های موجود تخمین زده می شوند یا با شبیه سازی و دانش مهندسی و تجربه افراد خبره نرخ خرابی تخمین زده می شود. در روش های مهندسی تعیین مدل و مکانیزم خرابی بسیار مهم است.
دو تابع اصلی در بررسی رفتار وقوع خرابی، توابع چگالی وقوع خرابی ( f ) و نرخ مخاطره ( z ) هستند. در یک بازهٔ زمانی خاص، چگالی وقوع خرابی برابر نسبت وقوع خرابی های رخ داده در آن بازه به کل جمعیت اولیه عناصر، تقسیم بر طول بازه است. به عبارت دیگر این تابع سرعت میانگین ( یا سرعت کلی وقوع خرابی ها ) را نشان می دهد. ولی نرخ مخاطره را می توان سرعت لحظه ای وقوع خرابی ها دانست که برابر است با نسبت تعداد وقوع خرابی ها در بازه به تعداد عناصر سالم در ابتدای بازه، تقسیم بر طول بازه.
نرخ مخاطره معمولاً با یکی از مدل های ثابت، خطی، یا چندجمله ای مدل می شود. مخاطرهٔ ثابت در بسیاری از کاربردها کافی است و معمولاً برای نشان داده رفتار وقوع خرابی تصادفی ( وقوع خرابی در مراحل میانی عمر سیستم ) از آن استفاده می شود. در این مدل قابلیت اطمینان و توزیع چگالی وقوع خرابی نمایی خواهند بود. ولی این مدل برای دوره کهولت سیستم ( که در آن با مخاطره فزاینده مواجه هستیم ) مناسب نیست. در این حالت از مخاطرهٔ خطی استفاده می کنیم. در این حالت توزیع چگالی وقوع خرابی یک توزیع رالی خواهد بود. مدل سوم ( مخاطره چندجمله ای ) حالت کلی تر دوحالت فوق است که دقت بیشتری دارد. در این حالت چگالی وقوع خرابی دارای توزیع ویبول خواهد شد، که توزیعی مهم در مبحث قابلیت اطمینان است.