نظریه قابلیت اطمینان

قابلیت اطمینان در حقیقت احتمال موفقیت در انجام وظیفه است، یا احتمال اینکه سیستم یا مجموعه بدون وقوع خرابی به وظایف تعیین شده با محدودیت‌های تعیین شده در طراحی (مانند محدوده زمانی و مکانی) و در شرایط کارکردی مشخص(مانند دما، رطوبت، ارتعاش و...) عمل کند.

تعریف قابلیت اطمینان بر تعریف وقوع خرابی و عیب بنا شده‌است. 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 می‌شود 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 می‌شود و قابلیت اطمینان سیستم برحسب قابلیت اطمینان اجزای آن بیان می‌گردد. برای محاسبه قابلیت اطمینان هر جزء براساس داده‌های آماری در دسترس، مدلی برای نرخ وقوع خرابی انتخاب می‌شود و پارامترهای آن براساس داده‌های موجود تخمین زده می‌شوند یا با شبیه سازی و دانش مهندسی وتجربه 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 بازه‌است. به عبارت دیگر این تابع سرعت میانگین (یا سرعت کلی وقوع خرابی ها) را نشان می‌دهد. ولی نرخ مخاطره را می‌توان سرعت لحظه‌ای 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.