Reliability and Availability of Ship’s Computer Systems Based on Manufacturer’s Data and Worksheets

Abstract

Computer controlled systems play important role aboard ships. Failure of such systems due to some component malfunction can be with fatal consequences. It is important to assess reliability and availability of such systems and minimum redundancy to ensure maintenance planning, ordering of spare components and safety of the voyage with as little as possible redundant components. This paper deals with development of model for reliability and availability of the computer system, which consists of three components with hot standby. Markov chains model is used to analyse probability of failure. Matrix of transitions is set after model development. Transition matrix is used to develop diff erential equations for model simulation. System's reliability is larger if the system is under constant maintenance and service, but it would not be available. Hence, the optimum between reliability and availability should be found. System's maintenance is limited during the voyage and hot standby is necessary to ensure success of the voyage. This paper presents a framework for assessment of reliability and availability of computer systems based on components' redundancy, and practical data about MTBF. Many versions of the shipboard computer systems can be evaluated using the presented framework. Sažetak Računalno upravljani sustavi imaju značajnu ulogu na brodovima. Kvar tih sustava zbog neispravnosti neke od sastavnica može imati kobne posljedice. Važno je procijeniti pouzdanost i raspoloživost tih sustava te njihovu minimalnu redundantnost da bi se osiguralo planiranje održavanja, naručivanje rezervnih dijelova i sigurna plovidba, uz što manje redundantnih sastavnica. Ovaj rad bavi se razvojem modela pouzdanosti i raspoloživosti računalnog sustava, koji se sastoji od triju sastavnica sa standby opcijom. Model Markovljevih lanaca koristi se za analizu vjerojatnosti greške. Matrica prijelaza sastavljena je nakon razvijanja modela. Ona se koristi za razvoj diferencijalnih jednadžbi za simulaciju modela. Pouzdanost je sustava veća ako se on neprekidno održava i servisira, ali to ne bi bilo raspoloživo. Stoga bi trebalo naći najbolje rješenje između pouzdanosti i raspoloživosti. Održavanje sustava ograničeno je tijekom plovidbe, a standby neophodan je da bi se osiguralo njezino uspješno obavljanje. U radu predstavlja se okvir za procjenu pouzdanosti i raspoloživosti računalnih sustava koji se temelje na redundantnosti sastavnice te na praktičnim podacima o MTBF-u. S pomoću predstavljenog okvira može se ocijeniti puno različitih inačica brodskih računalnih sustava.