هندسة الموثوقية

هندسة الموثوقية هي فرع من فروع هندسة الأنظمة التي تؤكد على قدرة المعدات على العمل دون فشل. تُعرَّف الموثوقية بأنها احتمالية أن يقوم المنتج أو النظام أو الخدمة بأداء وظيفته المقصودة بشكل كافٍ لفترة زمنية محددة، أو سيعمل في بيئة محددة دون فشل. ^[1] ترتبط الموثوقية ارتباطًا وثيقًا بالتوافر ، والذي يوصف عادةً بقدرة أحد المكونات أو النظام على العمل في لحظة أو فترة زمنية محددة.

تُعرَّف دالة الموثوقية نظريًا بأنها احتمال النجاح . وفي الممارسة العملية، تُحسَب باستخدام تقنيات مختلفة، وتتراوح قيمتها بين 0 و1، حيث يشير 0 إلى عدم وجود احتمال للنجاح بينما يشير 1 إلى نجاح مؤكد. يتم تقدير هذا الاحتمال من خلال التحليل التفصيلي (فيزياء الفشل)، أو مجموعات البيانات السابقة، أو من خلال اختبار الموثوقية ونمذجة الموثوقية. غالبًا ما يتم تعريف التوافر وقابلية الاختبار وقابلية الصيانة والصيانة كجزء من "هندسة الموثوقية" في برامج الموثوقية. غالبًا ما تلعب الموثوقية دورًا رئيسيًا في فعالية الأنظمة من حيث التكلفة .

تتعامل هندسة الموثوقية مع التنبؤ بمستويات عالية من عدم اليقين الهندسي " خلال العمر الافتراضي " ومخاطر الفشل والوقاية منها وإدارتها. وعلى الرغم من أن المعلمات العشوائية تحدد وتؤثر على الموثوقية، إلا أن الموثوقية لا تتحقق فقط من خلال الرياضيات والإحصاء. ^{[2] [3]} "تؤكد جميع أشكال التدريس والأدبيات تقريبًا حول هذا الموضوع على هذه الجوانب وتتجاهل حقيقة مفادها أن نطاقات عدم اليقين المعنية تبطل إلى حد كبير الأساليب الكمية للتنبؤ والقياس". ^[4] على سبيل المثال، من السهل تمثيل "احتمال الفشل" كرمز أو قيمة في معادلة، ولكن يكاد يكون من المستحيل التنبؤ بحجمه الحقيقي في الممارسة العملية، وهو متعدد المتغيرات بشكل كبير ، وبالتالي فإن وجود معادلة للموثوقية لا يعادل وجود قياس تنبؤي دقيق للموثوقية.

ترتبط هندسة الموثوقية ارتباطًا وثيقًا بهندسة الجودة وهندسة السلامة وسلامة النظام ، حيث تستخدم هذه الهندسة طرقًا مشتركة لتحليلها وقد تتطلب مدخلات من بعضها البعض. ويمكن القول إن النظام يجب أن يكون آمنًا بشكل موثوق.

تركز هندسة الموثوقية على تكاليف الفشل الناجم عن تعطل النظام، وتكلفة قطع الغيار، ومعدات الإصلاح، والموظفين، وتكلفة مطالبات الضمان. ^[5]

يمكن إرجاع كلمة الموثوقية إلى عام 1816 وأول من أثبت ذلك هو الشاعر صمويل تايلور كولريدج . ^[6] قبل الحرب العالمية الثانية، ارتبط المصطلح في الغالب بالقدرة على التكرار ؛ حيث كان يُعتبر الاختبار (في أي نوع من أنواع العلوم) "موثوقًا" إذا تم الحصول على نفس النتائج مرارًا وتكرارًا. في عشرينيات القرن العشرين، روج الدكتور والتر أ. شيوهارت في مختبرات بيل لتحسين المنتج من خلال استخدام التحكم الإحصائي في العملية ، ^[7] في الوقت الذي كان فيه والودي ويبل يعمل على نماذج إحصائية للتعب. كان تطوير هندسة الموثوقية هنا على مسار موازٍ للجودة. وقد حدد الجيش الأمريكي الاستخدام الحديث لكلمة الموثوقية في أربعينيات القرن العشرين، لوصف المنتج الذي سيعمل عند المتوقع ولمدة محددة.

في الحرب العالمية الثانية، كانت العديد من مشكلات الموثوقية ترجع إلى عدم موثوقية المعدات الإلكترونية المتاحة في ذلك الوقت، وقضايا التعب. في عام 1945، نشر MA Miner ورقة بحثية رائدة بعنوان "الضرر التراكمي في التعب" في مجلة ASME. كان أحد التطبيقات الرئيسية لهندسة الموثوقية في الجيش هو الصمام المفرغ كما هو مستخدم في أنظمة الرادار وغيرها من الإلكترونيات، والتي أثبتت موثوقيتها أنها مشكلة كبيرة ومكلفة. شكل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات جمعية الموثوقية في عام 1948. في عام 1950، شكلت وزارة الدفاع الأمريكية مجموعة تسمى "المجموعة الاستشارية لموثوقية المعدات الإلكترونية" (AGREE) للتحقيق في طرق الموثوقية للمعدات العسكرية. ^[8] أوصت هذه المجموعة بثلاث طرق رئيسية للعمل:

• تحسين موثوقية المكونات.
• تحديد متطلبات الجودة والموثوقية للموردين.
• جمع البيانات الميدانية والعثور على الأسباب الجذرية للأخطاء.

في الستينيات، تم التركيز بشكل أكبر على اختبارات الموثوقية على مستويات المكونات والأنظمة. تم إنشاء المعيار العسكري الشهير MIL-STD-781 في ذلك الوقت. وفي هذه الفترة أيضًا، نشرت شركة RCA السلف المستخدم كثيرًا للدليل العسكري 217 واستخدم للتنبؤ بمعدلات فشل المكونات الإلكترونية. انخفض التركيز على موثوقية المكونات والبحث التجريبي (على سبيل المثال Mil Std 217) وحده ببطء. تم استخدام مناهج أكثر عملية، كما هو مستخدم في الصناعات الاستهلاكية. في الثمانينيات، كانت أجهزة التلفزيون مصنوعة بشكل متزايد من أشباه الموصلات ذات الحالة الصلبة. زادت السيارات بسرعة من استخدامها لأشباه الموصلات بمجموعة متنوعة من أجهزة الكمبيوتر الدقيقة تحت الغطاء وفي لوحة القيادة. طورت أنظمة تكييف الهواء الكبيرة وحدات تحكم إلكترونية، وكذلك فعلت أفران الميكروويف ومجموعة متنوعة من الأجهزة الأخرى. بدأت أنظمة الاتصالات في تبني الإلكترونيات لتحل محل أنظمة التبديل الميكانيكية القديمة. أصدرت شركة Bellcore أول منهجية للتنبؤ بالمستهلك للاتصالات، وطورت SAE وثيقة مماثلة SAE870050 لتطبيقات السيارات. تطورت طبيعة التنبؤات خلال العقد، وأصبح من الواضح أن تعقيد القالب لم يكن العامل الوحيد الذي يحدد معدلات فشل الدوائر المتكاملة (ICs). نشر كام وونغ ورقة بحثية تشكك في منحنى حوض الاستحمام ^[9] - انظر أيضًا الصيانة التي تركز على الموثوقية . خلال هذا العقد، انخفض معدل فشل العديد من المكونات بعامل 10. أصبح البرمجيات مهمة لموثوقية الأنظمة. بحلول التسعينيات، كانت وتيرة تطوير الدوائر المتكاملة تتسارع. كان الاستخدام الأوسع لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة المستقلة شائعًا، وساعد سوق أجهزة الكمبيوتر الشخصية في الحفاظ على كثافة الدوائر المتكاملة وفقًا لقانون مور ومضاعفتها كل 18 شهرًا تقريبًا. كانت هندسة الموثوقية تتغير الآن مع تحركها نحو فهم فيزياء الفشل . استمرت معدلات فشل المكونات في الانخفاض، لكن أصبحت مشكلات مستوى النظام أكثر بروزًا. أصبح التفكير في النظم أكثر وأكثر أهمية. بالنسبة للبرمجيات، تم تطوير نموذج CMM ( نموذج نضج القدرة )، والذي أعطى نهجًا أكثر نوعية للموثوقية. أضافت ISO 9000 مقاييس الموثوقية كجزء من جزء التصميم والتطوير من الشهادة. لقد أدى توسع شبكة الويب العالمية إلى خلق تحديات جديدة تتعلق بالأمن والثقة. فقد حلت الآن مشكلة قلة المعلومات الموثوقة محل مشكلة المعلومات المشكوك في قيمتها. وأصبح من الممكن الآن مناقشة مشاكل موثوقية المستهلك عبر الإنترنت في الوقت الفعلي باستخدام البيانات. كما أصبحت التقنيات الجديدة مثل الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة ( MEMS ) وأجهزة تحديد المواقع العالمية المحمولة (GPS) أكثر تعقيدًا.إن الأجهزة المحمولة التي تجمع بين الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر تمثل جميعها تحديات للحفاظ على الموثوقية. واستمر وقت تطوير المنتجات في التقلص خلال هذا العقد، وما تم إنجازه في ثلاث سنوات كان يتم إنجازه في 18 شهرًا. وهذا يعني أن أدوات ومهام الموثوقية كان لابد أن تكون مرتبطة بشكل أوثق بعملية التطوير نفسها. ومن نواحٍ عديدة، أصبحت الموثوقية جزءًا من الحياة اليومية وتوقعات المستهلكين.

الموثوقية هي احتمالية قيام المنتج بأداء وظيفته المقصودة في ظل ظروف تشغيل محددة بطريقة تلبي توقعات العملاء أو تتجاوزها. ^[10]

أهداف هندسة الموثوقية، حسب الترتيب التنازلي للأولوية، هي: ^[11]

1. تطبيق المعرفة الهندسية والتقنيات المتخصصة لمنع أو تقليل احتمالية أو تكرار الأعطال.
2. لتحديد أسباب الأعطال التي تحدث على الرغم من الجهود المبذولة لمنعها وتصحيحها.
3. لتحديد طرق التعامل مع الفشل الذي يحدث، إذا لم يتم تصحيح أسبابه.
4. تطبيق أساليب تقدير احتمالية موثوقية التصاميم الجديدة، وتحليل بيانات الموثوقية.

والسبب وراء التركيز على هذه النقطة هو أنها الطريقة الأكثر فعالية في العمل من حيث تقليل التكاليف وإنتاج منتجات موثوقة. وبالتالي فإن المهارات الأساسية المطلوبة هي القدرة على فهم وتوقع الأسباب المحتملة للأعطال، ومعرفة كيفية منعها. ومن الضروري أيضًا معرفة الأساليب التي يمكن استخدامها لتحليل التصميمات والبيانات.

تتطلب هندسة الموثوقية للأنظمة المعقدة نهجًا مختلفًا وأكثر تفصيلاً للأنظمة مقارنة بالأنظمة غير المعقدة. قد تتضمن هندسة الموثوقية في هذه الحالة ما يلي:

• تحليل مدى توفر النظام وجاهزيته للمهمة وتخصيص متطلبات الموثوقية والصيانة ذات الصلة
• تحليل فشل النظام الوظيفي وتحديد المتطلبات المشتقة
• تحليل موثوقية التصميم المتأصل (النظام) ومواصفات المتطلبات المشتقة لكل من تصميم الأجهزة والبرامج
• تصميم تشخيص النظام
• الأنظمة المقاومة للأخطاء (على سبيل المثال عن طريق التكرار)
• الصيانة التنبؤية والوقائية (على سبيل المثال الصيانة التي تركز على الموثوقية)
• العوامل البشرية / التفاعل البشري / الأخطاء البشرية
• الأعطال الناجمة عن التصنيع والتجميع (تأثيرها على "جودة الساعة 0" والموثوقية المكتشفة)
• الأعطال الناجمة عن الصيانة
• الأعطال الناجمة عن النقل
• الأعطال الناجمة عن التخزين
• استخدام دراسات (الحمل)، وتحليل إجهاد المكونات، ومواصفات المتطلبات المشتقة
• أعطال البرامج (المنهجية)
• اختبار الفشل / الموثوقية (والمتطلبات المشتقة)
• مراقبة الأعطال الميدانية والإجراءات التصحيحية
• تخزين قطع الغيار (التحكم في التوفر)
• التوثيق الفني وتحليل التحذيرات والتحذيرات
• جمع البيانات والمعلومات وتنظيمها (إنشاء سجل عام لمخاطر تطوير الموثوقية ونظام FRACAS )
• هندسة الفوضى

تتطلب هندسة الموثوقية الفعالة فهم أساسيات آليات الفشل والتي تتطلب الخبرة والمهارات الهندسية الواسعة والمعرفة الجيدة من العديد من المجالات الخاصة المختلفة للهندسة، ^[12] على سبيل المثال:

• علم الاحتكاك
• الإجهاد (الميكانيكا)
• ميكانيكا الكسر / التعب
• الهندسة الحرارية
• ميكانيكا الموائع / هندسة تحميل الصدمات
• الهندسة الكهربائية
• الهندسة الكيميائية (مثل التآكل )
• علم المواد

يمكن تعريف الموثوقية بالطرق التالية:

• فكرة أن العنصر مناسب لغرض ما
• قدرة العنصر المصمم أو المنتج أو المحتفظ به على الأداء حسب الحاجة
• قدرة مجموعة من العناصر المصممة أو المنتجة أو المحفوظة على الأداء حسب الحاجة
• مقاومة فشل العنصر
• احتمال أن يقوم العنصر بأداء وظيفة مطلوبة في ظل ظروف محددة
• متانة الشيء

تُستخدم العديد من التقنيات الهندسية في تقييم مخاطر الموثوقية ، مثل مخططات كتلة الموثوقية، وتحليل المخاطر ، وتحليل وضع الفشل وتأثيراته (FMEA)، ^[13] وتحليل شجرة الخطأ (FTA)، والصيانة المرتكزة على الموثوقية ، وحسابات الإجهاد والتآكل (الاحتمالية) للحمل والمواد، وتحليل التعب والزحف (الاحتمالي)، وتحليل الخطأ البشري، وتحليل عيوب التصنيع، واختبار الموثوقية، وما إلى ذلك. يجب إجراء هذه التحليلات بشكل صحيح ومع الكثير من الاهتمام بالتفاصيل لتكون فعالة. نظرًا للعدد الكبير من تقنيات الموثوقية، ونفقاتها، والدرجات المتفاوتة من الموثوقية المطلوبة لمواقف مختلفة، فإن معظم المشاريع تطور خطة برنامج الموثوقية لتحديد مهام الموثوقية ( متطلبات بيان العمل (SoW)) التي سيتم تنفيذها لهذا النظام المحدد.

بالتوافق مع إنشاء حالات السلامة ، على سبيل المثال وفقًا لـ ARP4761 ، ​​فإن هدف تقييمات الموثوقية هو توفير مجموعة قوية من الأدلة النوعية والكمية التي تؤكد أن استخدام أحد المكونات أو النظام لن يرتبط بمخاطر غير مقبولة. الخطوات الأساسية التي يجب اتخاذها ^[14] هي:

• تحديد مخاطر عدم الموثوقية ذات الصلة بشكل دقيق، على سبيل المثال الظروف المحتملة، والأحداث، والأخطاء البشرية، وأنماط الفشل، والتفاعلات، وآليات الفشل، والأسباب الجذرية، من خلال تحليلات أو اختبارات محددة.
• تقييم مخاطر النظام المرتبطة، من خلال التحليل أو الاختبار المحدد.
• اقتراح التخفيف، مثل المتطلبات ، وتغييرات التصميم، ومنطق الكشف، والصيانة، والتدريب، والتي من خلالها يمكن خفض المخاطر والسيطرة عليها عند مستوى مقبول.
• تحديد أفضل تدابير التخفيف والحصول على اتفاق بشأن مستويات المخاطر النهائية المقبولة، وربما على أساس تحليل التكلفة والفائدة.

إن المخاطر هنا هي مزيج من احتمالية وخطورة وقوع حادثة الفشل (السيناريو). ويمكن النظر إلى الخطورة من وجهة نظر سلامة النظام أو توفر النظام. ويمكن اعتبار الموثوقية من أجل السلامة بمثابة تركيز مختلف تمامًا عن الموثوقية من أجل توفر النظام. وقد توجد التوافر والسلامة في توتر ديناميكي حيث أن الحفاظ على توفر النظام بشكل مفرط قد يكون غير آمن. إن إجبار نظام هندسي على الدخول في حالة آمنة بسرعة كبيرة يمكن أن يؤدي إلى إنذارات كاذبة تعيق توفر النظام.

في التعريف البسيط ، تتضمن شدة الأعطال تكلفة قطع الغيار، وساعات العمل، والخدمات اللوجستية، والأضرار (الأعطال الثانوية)، وتوقف الآلات عن العمل مما قد يتسبب في خسارة الإنتاج. يمكن أن يعني التعريف الأكثر اكتمالاً للفشل أيضًا إصابة الأشخاص داخل النظام وتقطيع أوصالهم ووفاتهم (كما شهدنا حوادث المناجم، والحوادث الصناعية، وفشل مكوك الفضاء) ونفس الشيء بالنسبة للمارة الأبرياء (كما شهدنا مواطني مدن مثل بوبال، وقناة لوف، وتشرنوبيل، أو سينداي، وغيرهم من ضحايا زلزال وتسونامي توهوكو عام 2011) - في هذه الحالة، تصبح هندسة الموثوقية سلامة النظام. يتم تحديد ما هو مقبول من قبل السلطة الإدارية أو العملاء أو المجتمعات المتضررة. المخاطر المتبقية هي المخاطر المتبقية بعد انتهاء جميع أنشطة الموثوقية، وتشمل المخاطر غير المحددة - وبالتالي فهي غير قابلة للقياس بشكل كامل.

إن تعقيد الأنظمة الفنية مثل تحسينات التصميم والمواد، والفحوصات المخططة، والتصميم الآمن، والنسخ الاحتياطية، يقلل من المخاطر ويزيد من التكلفة. ويمكن تقليل المخاطر إلى مستويات ALARA (أقل ما يمكن تحقيقه بشكل معقول) أو ALAPA (أقل ما يمكن تحقيقه عمليًا).

إن تنفيذ برنامج الموثوقية ليس مجرد شراء برنامج؛ فهو ليس مجرد قائمة مراجعة للعناصر التي يجب إكمالها لضمان حصول المرء على منتجات وعمليات موثوقة. إن برنامج الموثوقية هو نظام معقد قائم على التعلم والمعرفة فريد من نوعه بالنسبة لمنتجات المرء وعملياته. وهو مدعوم بالقيادة، ومبني على المهارات التي يطورها المرء داخل الفريق، ومتكامل مع العمليات التجارية، ويتم تنفيذه باتباع ممارسات العمل القياسية المثبتة. ^[15]

تُستخدم خطة برنامج الموثوقية لتوثيق "أفضل الممارسات" (المهام والأساليب والأدوات والتحليلات والاختبارات) المطلوبة لنظام (فرعي) معين، فضلاً عن توضيح متطلبات العملاء لتقييم الموثوقية. بالنسبة للأنظمة المعقدة واسعة النطاق، يجب أن تكون خطة برنامج الموثوقية وثيقة منفصلة . يعد تحديد الموارد للقوى العاملة والميزانيات اللازمة للاختبار والمهام الأخرى أمرًا بالغ الأهمية لنجاح البرنامج. بشكل عام، فإن مقدار العمل المطلوب لبرنامج فعال للأنظمة المعقدة كبير.

إن خطة برنامج الموثوقية ضرورية لتحقيق مستويات عالية من الموثوقية وقابلية الاختبار وقابلية الصيانة وتوافر النظام الناتج ، ويتم تطويرها في وقت مبكر أثناء تطوير النظام وصقلها على مدار دورة حياة النظام. وهي لا تحدد فقط ما يفعله مهندس الموثوقية، بل تحدد أيضًا المهام التي يقوم بها أصحاب المصلحة الآخرون . يجب الموافقة على خطة برنامج الموثوقية الفعالة من قبل الإدارة العليا للبرنامج، وهي المسؤولة عن تخصيص الموارد الكافية لتنفيذها.

يمكن استخدام خطة برنامج الموثوقية أيضًا لتقييم وتحسين توافر النظام من خلال استراتيجية التركيز على زيادة قابلية الاختبار والصيانة وليس على الموثوقية. إن تحسين قابلية الصيانة أسهل عمومًا من تحسين الموثوقية. كما أن تقديرات قابلية الصيانة (معدلات الإصلاح) أكثر دقة عمومًا. ومع ذلك، نظرًا لأن عدم اليقين في تقديرات الموثوقية كبير جدًا في معظم الحالات، فمن المرجح أن تهيمن على حساب التوافر (مشكلة عدم اليقين في التنبؤ)، حتى عندما تكون مستويات قابلية الصيانة مرتفعة للغاية. عندما لا تكون الموثوقية تحت السيطرة، فقد تنشأ قضايا أكثر تعقيدًا، مثل نقص القوى العاملة (عمال الصيانة / قدرة خدمة العملاء)، وتوافر قطع الغيار، والتأخيرات اللوجستية، ونقص مرافق الإصلاح، والتحديث الشامل وتكاليف إدارة التكوين المعقدة، وغيرها. قد تتفاقم مشكلة عدم الموثوقية أيضًا بسبب "تأثير الدومينو" للأعطال الناجمة عن الصيانة بعد الإصلاحات. لذلك فإن التركيز فقط على قابلية الصيانة ليس كافيًا. إذا تم منع الأعطال، فلن يكون لأي من القضايا الأخرى أي أهمية، وبالتالي تعتبر الموثوقية عمومًا الجزء الأكثر أهمية من التوافر. إن الموثوقية تحتاج إلى تقييم وتحسين فيما يتعلق بكل من التوافر والتكلفة الإجمالية للملكية (TCO) بسبب تكلفة قطع الغيار وساعات العمل في الصيانة وتكاليف النقل وتكاليف التخزين ومخاطر تقادم الأجزاء وما إلى ذلك. ولكن كما اكتشفت جنرال موتورز وتويوتا متأخرين، فإن التكلفة الإجمالية للملكية تشمل أيضًا تكاليف المسؤولية اللاحقة عندما لا تعالج حسابات الموثوقية المخاطر الجسدية للعملاء بشكل كافٍ أو دقيق. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى مقايضة بين الاثنين. قد تكون هناك نسبة قصوى بين التوافر وتكلفة الملكية. يجب أيضًا معالجة قابلية اختبار النظام في الخطة، لأن هذا هو الرابط بين الموثوقية وقابلية الصيانة. يمكن لاستراتيجية الصيانة أن تؤثر على موثوقية النظام (على سبيل المثال، من خلال الصيانة الوقائية و/أو التنبؤية )، على الرغم من أنها لا يمكن أن ترفعها أبدًا فوق الموثوقية المتأصلة.

يجب أن توفر خطة الموثوقية بوضوح استراتيجية للتحكم في التوافر. يعتمد ما إذا كان التوافر فقط أو أيضًا تكلفة الملكية أكثر أهمية على استخدام النظام. على سبيل المثال، يُسمح عادةً لنظام يمثل رابطًا بالغ الأهمية في نظام الإنتاج - مثل منصة نفطية كبيرة - بتكلفة ملكية عالية جدًا إذا كانت هذه التكلفة تترجم إلى زيادة طفيفة في التوافر، حيث يؤدي عدم توفر المنصة إلى خسارة هائلة في الإيرادات والتي يمكن أن تتجاوز بسهولة تكلفة الملكية المرتفعة. يجب أن تتناول خطة الموثوقية المناسبة دائمًا تحليل RAMT في سياقه الإجمالي. RAMT تعني الموثوقية والتوافر وقابلية الصيانة/الصيانة وقابلية الاختبار في سياق احتياجات العميل.

بالنسبة لأي نظام، فإن إحدى المهام الأولى لهندسة الموثوقية هي تحديد متطلبات الموثوقية وقابلية الصيانة بشكل مناسب من احتياجات التوافر الإجمالية ، والأهم من ذلك، المستمدة من تحليل فشل التصميم المناسب أو نتائج اختبار النموذج الأولي الأولي. يجب أن تمنع المتطلبات الواضحة (التي يمكن تصميمها) المصممين من تصميم عناصر/إنشاءات/واجهات/أنظمة غير موثوقة معينة. إن تحديد أهداف التوافر أو الموثوقية أو قابلية الاختبار أو قابلية الصيانة فقط (على سبيل المثال، معدلات الفشل القصوى) ليس مناسبًا. هذا سوء فهم واسع النطاق حول هندسة متطلبات الموثوقية. تعالج متطلبات الموثوقية النظام نفسه، بما في ذلك متطلبات الاختبار والتقييم والمهام والوثائق المرتبطة بها. يتم تضمين متطلبات الموثوقية في مواصفات متطلبات النظام أو النظام الفرعي المناسبة، وخطط الاختبار، وبيانات العقد. يعد إنشاء متطلبات المستوى الأدنى المناسبة أمرًا بالغ الأهمية. ^[16] إن توفير أهداف دنيا كمية فقط (على سبيل المثال، قيم متوسط ​​الوقت بين الفشل (MTBF) أو معدلات الفشل) ليس كافيًا لأسباب مختلفة. أحد الأسباب هو أنه لا يمكن (في كثير من الأحيان) إجراء التحقق الكامل (المتعلق بالصحة والتحقق في الوقت المناسب) من تخصيص الموثوقية الكمية (مواصفات المتطلبات) على مستويات أدنى للأنظمة المعقدة نتيجة لـ (1) حقيقة أن المتطلبات احتمالية، (2) المستوى المرتفع للغاية من عدم اليقين المتضمن لإظهار الامتثال لجميع هذه المتطلبات الاحتمالية، ولأن (3) الموثوقية هي دالة للوقت، والتقديرات الدقيقة لعدد الموثوقية (الاحتمالية) لكل عنصر متاحة فقط في وقت متأخر جدًا من المشروع، وأحيانًا حتى بعد سنوات عديدة من الاستخدام في الخدمة. قارن هذه المشكلة بإعادة التوازن المستمر، على سبيل المثال، لمتطلبات كتلة النظام الأدنى مستوى في تطوير طائرة، والتي غالبًا ما تكون بالفعل مهمة كبيرة. لاحظ أنه في هذه الحالة، تختلف الكتل فقط من حيث بعض النسبة المئوية فقط، وليست دالة للوقت، والبيانات غير احتمالية ومتاحة بالفعل في نماذج CAD. في حالة الموثوقية، قد تتغير مستويات عدم الموثوقية (معدلات الفشل) بعوامل تصل إلى عقود من الزمن (مضاعفات 10) نتيجة لانحرافات طفيفة للغاية في التصميم أو العملية أو أي شيء آخر. ^[17]إن المعلومات لا تتوافر عادة دون وجود قدر هائل من عدم اليقين في مرحلة التطوير. وهذا يجعل من المستحيل تقريباً حل مشكلة التخصيص هذه بطريقة مفيدة وعملية وصالحة لا تؤدي إلى الإفراط أو النقص الهائل في المواصفات. وبالتالي، هناك حاجة إلى نهج عملي ــ على سبيل المثال: استخدام مستويات/فئات عامة من المتطلبات الكمية التي تعتمد فقط على شدة تأثيرات الفشل. كما أن التحقق من صحة النتائج مهمة أكثر ذاتية بكثير من أي نوع آخر من المتطلبات. إن معلمات الموثوقية (الكمية) ــ من حيث متوسط ​​الوقت بين الأعطال ــ هي إلى حد بعيد أكثر معلمات التصميم عدم يقين في أي تصميم.

وعلاوة على ذلك، ينبغي لمتطلبات تصميم الموثوقية أن تدفع تصميم (نظام أو جزء) إلى دمج ميزات تمنع حدوث الأعطال، أو تحد من العواقب الناجمة عن الفشل في المقام الأول. ولن يساعد هذا في بعض التوقعات فحسب، بل سيمنع أيضًا تشتيت جهود الهندسة إلى نوع من العمل المحاسبي. يجب أن يكون متطلب التصميم دقيقًا بدرجة كافية بحيث يمكن للمصمم "التصميم وفقًا له" ويمكنه أيضًا إثبات - من خلال التحليل أو الاختبار - أن المتطلب قد تم تحقيقه، وإذا أمكن، في حدود الثقة المعلنة. يجب أن يكون أي نوع من متطلبات الموثوقية مفصلاً ويمكن استخلاصه من تحليل الفشل (تحليل الإجهاد والتعب للعناصر المحدودة، وتحليل مخاطر الموثوقية، وتحليل المخاطر الوظيفية، وتحليل العوامل البشرية، وتحليل المخاطر الوظيفية، وما إلى ذلك) أو أي نوع من اختبارات الموثوقية. كما أن هناك متطلبات مطلوبة لاختبارات التحقق (على سبيل المثال، إجهادات التحميل الزائد المطلوبة) ووقت الاختبار المطلوب. لاستخلاص هذه المتطلبات بطريقة فعالة، يجب استخدام منطق تقييم المخاطر والتخفيف القائم على هندسة النظم . يجب إنشاء أنظمة قوية لسجلات المخاطر تحتوي على معلومات مفصلة حول سبب وكيفية فشل الأنظمة أو فشلها. يجب استنباط المتطلبات وتتبعها بهذه الطريقة. يجب أن تكون متطلبات التصميم العملية هذه بمثابة محرك للتصميم ولا تُستخدم فقط لأغراض التحقق. يتم استنباط هذه المتطلبات (غالبًا قيود التصميم) بهذه الطريقة من تحليل الفشل أو الاختبارات الأولية. إن فهم هذا الاختلاف مقارنة بمواصفات المتطلبات الكمية (اللوجستية) البحتة فقط (على سبيل المثال، معدل الفشل / هدف متوسط ​​الوقت بين الأعطال) أمر بالغ الأهمية في تطوير الأنظمة الناجحة (المعقدة). ^[18]

إن متطلبات الصيانة تعالج تكاليف الإصلاحات وكذلك وقت الإصلاح. توفر متطلبات قابلية الاختبار (لا ينبغي الخلط بينها وبين متطلبات الاختبار) الرابط بين الموثوقية وقابلية الصيانة ويجب أن تعالج إمكانية اكتشاف أوضاع الفشل (على مستوى نظام معين) ومستويات العزل وإنشاء التشخيصات (الإجراءات). وكما هو موضح أعلاه، يجب على مهندسي الموثوقية أيضًا معالجة متطلبات مهام الموثوقية المختلفة والتوثيق أثناء تطوير النظام واختباره وإنتاجه وتشغيله. يتم تحديد هذه المتطلبات عمومًا في بيان العمل في العقد وتعتمد على مقدار الحرية التي يرغب العميل في منحها للمقاول. تتضمن مهام الموثوقية تحليلات مختلفة وتخطيطًا وإعداد تقارير عن الفشل. يعتمد اختيار المهمة على أهمية النظام بالإضافة إلى التكلفة. قد يتطلب النظام الحرج للسلامة عملية رسمية لإعداد تقارير الفشل ومراجعتها طوال التطوير، في حين قد يعتمد النظام غير الحرج على تقارير الاختبار النهائية. يتم توثيق مهام برنامج الموثوقية الأكثر شيوعًا في معايير برنامج الموثوقية، مثل MIL-STD-785 وIEEE 1332. تعد تحليلات إعداد تقارير الفشل وأنظمة الإجراءات التصحيحية نهجًا شائعًا لمراقبة موثوقية المنتج / العملية.

في الممارسة العملية، يمكن إرجاع معظم حالات الفشل إلى نوع ما من الخطأ البشري ، على سبيل المثال في:

• قرارات الإدارة (على سبيل المثال في الميزانية، والتوقيت، والمهام المطلوبة)
• هندسة النظم: دراسات الاستخدام (حالات التحميل)
• هندسة النظم: تحليل المتطلبات / تحديدها
• هندسة النظم: التحكم في التكوين
• الافتراضات
• الحسابات / المحاكاة / تحليل FEM
• تصميم
• رسومات التصميم
• الاختبار (على سبيل المثال إعدادات الحمل غير الصحيحة أو قياس الفشل)
• التحليل الإحصائي
• تصنيع
• ضبط الجودة
• صيانة
• كتيبات الصيانة
• تمرين
• تصنيف وترتيب المعلومات
• ردود الفعل على المعلومات الميدانية (على سبيل المثال، غير صحيحة أو غامضة للغاية)
• إلخ.

ومع ذلك، فإن البشر أيضًا ماهرون جدًا في اكتشاف مثل هذه الإخفاقات وتصحيحها والارتجال عندما تحدث مواقف غير طبيعية. لذلك، فإن السياسات التي تستبعد تمامًا الإجراءات البشرية في عمليات التصميم والإنتاج لتحسين الموثوقية قد لا تكون فعالة. بعض المهام يؤديها البشر بشكل أفضل وبعضها يؤديها الآلات بشكل أفضل. ^[19]

وعلاوة على ذلك، فإن الأخطاء البشرية في الإدارة؛ وتنظيم البيانات والمعلومات؛ أو إساءة استخدام العناصر أو إساءة استخدامها، قد تساهم أيضًا في عدم الموثوقية. وهذا هو السبب الرئيسي وراء عدم إمكانية تحقيق مستويات عالية من الموثوقية للأنظمة المعقدة إلا باتباع عملية هندسة أنظمة قوية مع التخطيط السليم وتنفيذ مهام التحقق والتحقق. ويشمل هذا أيضًا التنظيم الدقيق لمشاركة البيانات والمعلومات وخلق "ثقافة الموثوقية"، بنفس الطريقة التي يكون بها وجود "ثقافة السلامة" أمرًا بالغ الأهمية في تطوير الأنظمة الحرجة للسلامة.

تجمع توقعات الموثوقية بين:

• إنشاء نموذج موثوقية مناسب (انظر المزيد في هذه الصفحة)
• تقدير (وتبرير) معلمات الإدخال لهذا النموذج (على سبيل المثال معدلات الفشل لوضع أو حدث فشل معين ومتوسط ​​الوقت اللازم لإصلاح النظام لفشل معين)
• تقدير معلمات موثوقية المخرجات على مستوى النظام أو الجزء (أي توفر النظام أو تواتر فشل وظيفي معين) قد يشير التركيز على القياس الكمي وتحديد الهدف (على سبيل المثال MTBF) إلى وجود حد للموثوقية التي يمكن تحقيقها، ومع ذلك، لا يوجد حد متأصل ولا يلزم أن يكون تطوير موثوقية أعلى أكثر تكلفة. بالإضافة إلى ذلك، يزعمون ^{[ من؟ ]} أن التنبؤ بالموثوقية من البيانات التاريخية يمكن أن يكون مضللًا للغاية، حيث تكون المقارنات صالحة فقط للتصميمات والمنتجات وعمليات التصنيع والصيانة المتطابقة مع أحمال التشغيل وبيئات الاستخدام المتطابقة. حتى التغييرات الطفيفة في أي من هذه يمكن أن يكون لها تأثيرات كبيرة على الموثوقية. علاوة على ذلك، من المرجح أن يتم تعديل وإعادة هندسة العناصر الأقل موثوقية والأكثر أهمية (أي المرشحين الأكثر إثارة للاهتمام للتحقيق في الموثوقية) منذ جمع البيانات التاريخية، مما يجعل الأساليب والعمليات الإحصائية القياسية (التفاعلية أو الاستباقية) المستخدمة في الصناعات الطبية أو التأمينية على سبيل المثال أقل فعالية. هناك حجة أخرى مدهشة - ولكنها منطقية - وهي أنه لكي نتمكن من التنبؤ بدقة بالموثوقية من خلال الاختبار، يجب معرفة الآليات الدقيقة للفشل وبالتالي - في معظم الحالات - يمكن منعها! إن اتباع المسار غير الصحيح لمحاولة تحديد وحل مشكلة هندسية معقدة للموثوقية من حيث متوسط ​​الوقت بين الأعطال أو الاحتمالية باستخدام نهج غير صحيح - على سبيل المثال، النهج التفاعلي - يشير إليه برنارد باسم "لعب لعبة الأرقام" ويعتبر ممارسة سيئة. ^[20]

بالنسبة للأنظمة القائمة، يمكن القول إن أي محاولة من جانب برنامج مسؤول لتصحيح السبب الجذري للأعطال المكتشفة قد تجعل تقدير متوسط ​​الوقت بين الأعطال الأولي غير صالح، حيث يجب إجراء افتراضات جديدة (تخضع هي نفسها لمستويات عالية من الخطأ) لتأثير هذا التصحيح. هناك مشكلة عملية أخرى تتمثل في عدم توفر بيانات الأعطال التفصيلية بشكل عام، حيث غالبًا ما تتميز البيانات المتاحة بترشيح غير متسق لبيانات الأعطال (التغذية الراجعة)، وتجاهل الأخطاء الإحصائية (والتي تكون عالية جدًا للأحداث النادرة مثل الأعطال المرتبطة بالموثوقية). يجب أن تكون هناك إرشادات واضحة جدًا لحساب ومقارنة الأعطال المتعلقة بأنواع مختلفة من الأسباب الجذرية (على سبيل المثال، الأعطال الناجمة عن التصنيع أو الصيانة أو النقل أو النظام أو التصميم المتأصل). قد تؤدي مقارنة أنواع مختلفة من الأسباب إلى تقديرات غير صحيحة وقرارات عمل غير صحيحة حول محور التحسين.

إن إجراء تنبؤ كمي صحيح بالموثوقية للأنظمة قد يكون صعبًا ومكلفًا للغاية إذا تم ذلك عن طريق الاختبار. على مستوى الجزء الفردي، يمكن غالبًا الحصول على نتائج الموثوقية بثقة عالية نسبيًا، حيث قد يكون اختبار العديد من أجزاء العينة ممكنًا باستخدام ميزانية الاختبار المتاحة. ومع ذلك، من المؤسف أن هذه الاختبارات قد تفتقر إلى الصلاحية على مستوى النظام بسبب الافتراضات التي تم إجراؤها في اختبار مستوى الجزء. أكد هؤلاء المؤلفون على أهمية الاختبار الأولي على مستوى الجزء أو النظام حتى الفشل، والتعلم من مثل هذه الإخفاقات لتحسين النظام أو الجزء. يتم التوصل إلى الاستنتاج العام بأن التنبؤ الدقيق والمطلق - إما عن طريق مقارنة البيانات الميدانية أو الاختبار - بالموثوقية غير ممكن في معظم الحالات. قد يكون الاستثناء هو الفشل بسبب مشاكل التآكل مثل فشل التعب. في مقدمة MIL-STD-785 مكتوب أنه يجب استخدام التنبؤ بالموثوقية بحذر شديد، إذا لم يتم استخدامه فقط للمقارنة في دراسات المقايضة.

التصميم من أجل الموثوقية (DfR) هي عملية تتضمن أدوات وإجراءات لضمان أن المنتج يلبي متطلبات الموثوقية الخاصة به، في ظل بيئة استخدامه، طوال مدة عمره الافتراضي. يتم تنفيذ التصميم من أجل الموثوقية في مرحلة تصميم المنتج لتحسين موثوقية المنتج بشكل استباقي. ^[21] غالبًا ما يتم استخدام التصميم من أجل الموثوقية كجزء من استراتيجية التصميم من أجل التميز (DfX) الشاملة .

يبدأ تصميم الموثوقية بتطوير نموذج (النظام) . تستخدم نماذج الموثوقية والتوافر مخططات الكتل وتحليل شجرة الخطأ لتوفير وسيلة بيانية لتقييم العلاقات بين أجزاء مختلفة من النظام. قد تتضمن هذه النماذج تنبؤات تستند إلى معدلات الفشل المأخوذة من البيانات التاريخية. في حين أن تنبؤات (بيانات الإدخال) غالبًا ما لا تكون دقيقة بالمعنى المطلق، إلا أنها قيمة لتقييم الاختلافات النسبية في بدائل التصميم. يمكن أيضًا استخدام معلمات الصيانة، على سبيل المثال متوسط ​​الوقت اللازم للإصلاح (MTTR)، كمدخلات لمثل هذه النماذج.

إن أهم الأسباب الأساسية التي أدت إلى حدوث الأعطال وآليات الفشل لابد وأن يتم تحديدها وتحليلها باستخدام الأدوات الهندسية. كما لابد وأن يتم توفير مجموعة متنوعة من الإرشادات العملية فيما يتعلق بالأداء والموثوقية للمصممين حتى يتمكنوا من إنشاء تصميمات ومنتجات منخفضة الإجهاد تحمي أو تحمي من التلف والتآكل المفرط. وقد تكون هناك حاجة إلى التحقق من صحة الأحمال المدخلة (المتطلبات)، بالإضافة إلى التحقق من "أداء" الموثوقية عن طريق الاختبار.

إن أحد أهم تقنيات التصميم هو التكرار . وهذا يعني أنه في حالة فشل جزء واحد من النظام، فهناك مسار نجاح بديل، مثل نظام النسخ الاحتياطي. والسبب وراء كون هذا هو الخيار التصميمي النهائي مرتبط بحقيقة مفادها أن أدلة الموثوقية عالية الثقة للأجزاء أو الأنظمة الجديدة غالبًا ما تكون غير متاحة، أو أنها مكلفة للغاية للحصول عليها. من خلال الجمع بين التكرار، جنبًا إلى جنب مع مستوى عالٍ من مراقبة الفشل، وتجنب الأعطال الناجمة عن الأسباب الشائعة؛ يمكن حتى للنظام الذي يتمتع بموثوقية ضعيفة نسبيًا لقناة واحدة (جزء)، أن يصبح موثوقًا للغاية على مستوى النظام (حتى الموثوقية الحرجة للمهمة). لا يلزم إجراء أي اختبار للموثوقية لهذا الغرض. بالتزامن مع التكرار، يمكن أن يؤدي استخدام التصميمات أو عمليات التصنيع غير المتشابهة (على سبيل المثال من خلال موردين مختلفين لأجزاء مماثلة) لقنوات مستقلة واحدة، إلى تقليل الحساسية لقضايا الجودة (على سبيل المثال، حالات الفشل في مرحلة الطفولة المبكرة لدى مورد واحد)، مما يسمح بتحقيق مستويات عالية جدًا من الموثوقية في جميع لحظات دورة التطوير (من الحياة المبكرة إلى الأمد البعيد). يمكن أيضًا تطبيق التكرار في هندسة الأنظمة من خلال التحقق المزدوج من المتطلبات والبيانات والتصميمات والحسابات والبرامج والاختبارات للتغلب على الفشل المنهجي.

هناك طريقة فعّالة أخرى للتعامل مع مشكلات الموثوقية وهي إجراء تحليل يتنبأ بالتدهور، مما يتيح منع أحداث التوقف غير المجدولة/الأعطال. يمكن استخدام برامج الصيانة المرتكزة على الموثوقية ( RCM ) لهذا الغرض.

بالنسبة للتجمعات الإلكترونية، كان هناك تحول متزايد نحو نهج مختلف يسمى فيزياء الفشل . تعتمد هذه التقنية على فهم آليات الفشل الفيزيائية الثابتة والديناميكية. إنها تأخذ في الاعتبار التباين في الحمل والقوة والإجهاد الذي يؤدي إلى الفشل بمستوى عالٍ من التفاصيل، وهو أمر ممكن باستخدام برامج برمجيات طريقة العناصر المحدودة (FEM) الحديثة التي يمكنها التعامل مع الأشكال الهندسية والآليات المعقدة مثل الزحف واسترخاء الإجهاد والتعب والتصميم الاحتمالي ( طرق مونت كارلو / وزارة الطاقة). يمكن إعادة تصميم المادة أو المكون لتقليل احتمالية الفشل وجعله أكثر قوة ضد مثل هذه الاختلافات. تقنية تصميم شائعة أخرى هي تخفيض تصنيف المكونات: أي اختيار المكونات التي تتجاوز مواصفاتها بشكل كبير مستويات الإجهاد المتوقعة، مثل استخدام سلك كهربائي أثقل مما قد يتم تحديده عادةً للتيار الكهربائي المتوقع .

العديد من المهام والتقنيات والتحليلات المستخدمة في هندسة الموثوقية خاصة بصناعات وتطبيقات معينة، ولكنها قد تشمل عادةً ما يلي:

• فيزياء الفشل (PoF)
• اختبار ذاتي مدمج (BIT أو BIST) (تحليل قابلية الاختبار)
• تحليل نمط الفشل وتأثيراته (FMEA)
• تحليل مخاطر الموثوقية
• تحليل مخطط كتلة الموثوقية
• تحليل مخطط كتلة الموثوقية الديناميكية ^[22]
• تحليل شجرة الخطأ
• تحليل السبب الجذري
• الهندسة الإحصائية، تصميم التجارب - على سبيل المثال في المحاكاة / نماذج FEM أو مع الاختبار
• تحليل الدائرة الخفية
• الاختبار السريع
• تحليل نمو الموثوقية (الموثوقية التفاعلية)
• تحليل Weibull (للاختبار أو بشكل أساسي للموثوقية "التفاعلية")
• نماذج البقاء على قيد الحياة المفرطة
• التحليل الحراري عن طريق تحليل العناصر المحدودة (FEA) و/أو القياس
• تحليل الإجهاد الحراري الناتج عن الصدمات والاهتزازات باستخدام تحليل العناصر المحدودة و/أو القياس
• التحليل الكهرومغناطيسي
• تجنب نقطة الفشل الفردية (SPOF)
• التحليل الوظيفي وتحليل الفشل الوظيفي (على سبيل المثال، وظيفة FMEA أو FHA أو FFA)
• الصيانة التنبؤية والوقائية: تحليل الصيانة المرتكزة على الموثوقية (RCM)
• تحليل قابلية الاختبار
• تحليل تشخيص الفشل (يتم تضمينه عادةً أيضًا في FMEA)
• تحليل الخطأ البشري
• تحليل المخاطر التشغيلية
• تحسين الصيانة الوقائية/المخططة (PMO)
• الفحص اليدوي
• الدعم اللوجستي المتكامل

يتم عرض النتائج المترتبة على هذه الأساليب أثناء مراجعة تصميم الأجزاء أو الأنظمة والخدمات اللوجستية. تعد الموثوقية مجرد متطلب واحد من بين العديد من المتطلبات لأجزاء أو أنظمة معقدة. تُستخدم دراسات المقايضة الهندسية لتحديد التوازن الأمثل بين متطلبات الموثوقية والقيود الأخرى.

يعتمد مهندسو الموثوقية، سواء كانوا يستخدمون أساليب كمية أو نوعية لوصف الفشل أو الخطر، على اللغة لتحديد المخاطر وتمكين حل القضايا. يجب أن تساعد اللغة المستخدمة في إنشاء وصف منظم للوظيفة/العنصر/النظام ومحيطه المعقد فيما يتعلق بفشل هذه الوظائف/العناصر/الأنظمة. تتعلق هندسة الأنظمة إلى حد كبير بإيجاد الكلمات الصحيحة لوصف المشكلة (والمخاطر المرتبطة بها)، بحيث يمكن حلها بسهولة من خلال الحلول الهندسية. قال جاك رينج إن وظيفة مهندس الأنظمة هي "لغة المشروع". (رينج وآخرون 2000) ^[23] بالنسبة لفشل الأجزاء/الأنظمة، يجب أن يركز مهندسو الموثوقية بشكل أكبر على "السبب والكيفية"، بدلاً من التنبؤ بـ "متى". إن فهم "سبب" حدوث الفشل (على سبيل المثال بسبب المكونات المفرطة الإجهاد أو مشكلات التصنيع) من المرجح أن يؤدي إلى تحسين التصميمات والعمليات المستخدمة ^[4] أكثر من تحديد "متى" من المحتمل أن يحدث الفشل (على سبيل المثال من خلال تحديد MTBF). للقيام بذلك، يجب أولاً تصنيف وترتيب مخاطر الموثوقية المتعلقة بالجزء/النظام (بناءً على شكل من أشكال المنطق النوعي والكمي إذا أمكن) للسماح بتقييم أكثر كفاءة وتحسين في نهاية المطاف. يتم ذلك جزئيًا باللغة البحتة ومنطق الاقتراح ، ولكن أيضًا بناءً على الخبرة في العناصر المماثلة. يمكن رؤية ذلك على سبيل المثال في أوصاف الأحداث في تحليل شجرة الخطأ وتحليل FMEA وسجلات المخاطر (التتبع). بهذا المعنى، تلعب اللغة والقواعد النحوية الصحيحة (جزء من التحليل النوعي) دورًا مهمًا في هندسة الموثوقية، تمامًا كما تفعل في هندسة السلامة أو بشكل عام في هندسة الأنظمة .

يمكن أن يكون الاستخدام الصحيح للغة أيضًا مفتاحًا لتحديد أو تقليل مخاطر الخطأ البشري ، والتي غالبًا ما تكون السبب الجذري للعديد من الأعطال. يمكن أن يشمل ذلك التعليمات المناسبة في كتيبات الصيانة، ودليل التشغيل، وإجراءات الطوارئ، وغيرها لمنع الأخطاء البشرية المنهجية التي قد تؤدي إلى فشل النظام. يجب أن يكتبها مؤلفون فنيون مدربون أو ذوو خبرة باستخدام ما يسمى باللغة الإنجليزية المبسطة أو اللغة الإنجليزية التقنية المبسطة ، حيث يتم اختيار الكلمات والبنية على وجه التحديد وإنشاؤها لتقليل الغموض أو خطر الارتباك (على سبيل المثال، قد يشير "استبدال الجزء القديم" بشكل غامض إلى تبديل جزء مهترئ بجزء غير مهترئ، أو استبدال جزء بآخر باستخدام تصميم أحدث وأفضل على أمل).

نمذجة الموثوقية هي عملية التنبؤ بموثوقية أحد المكونات أو النظام أو فهمها قبل تنفيذه. هناك نوعان من التحليلات التي تُستخدم غالبًا لنمذجة سلوك توفر النظام الكامل بما في ذلك التأثيرات الناجمة عن مشكلات الخدمات اللوجستية مثل توفير قطع الغيار والنقل والقوى العاملة، وهما تحليل شجرة الأعطال ومخططات كتلة الموثوقية . وعلى مستوى المكون، يمكن استخدام نفس أنواع التحليلات مع غيرها. ويمكن أن تأتي المدخلات الخاصة بالنماذج من العديد من المصادر بما في ذلك الاختبار؛ والخبرة التشغيلية السابقة؛ والبيانات الميدانية؛ بالإضافة إلى كتيبات البيانات من الصناعات المماثلة أو ذات الصلة. وبغض النظر عن المصدر، يجب استخدام جميع بيانات إدخال النموذج بحذر شديد، حيث تكون التنبؤات صالحة فقط في الحالات التي تم فيها استخدام نفس المنتج في نفس السياق. وعلى هذا النحو، غالبًا ما تُستخدم التنبؤات فقط للمساعدة في مقارنة البدائل.

بالنسبة للتنبؤات على مستوى الجزء، هناك مجالان منفصلان للتحقيق:

• يستخدم نهج فيزياء الفشل فهم آليات الفشل الفيزيائية المعنية، مثل انتشار الشقوق الميكانيكية أو التدهور أو الفشل بسبب التآكل الكيميائي؛
• إن أسلوب نمذجة إجهاد الأجزاء هو أسلوب تجريبي للتنبؤ يعتمد على حساب عدد ونوع مكونات النظام، والإجهاد الذي تتعرض له أثناء التشغيل.

يتم تعريف الموثوقية على أنها احتمالية أن يقوم الجهاز بأداء وظيفته المقصودة خلال فترة زمنية محددة في ظل ظروف محددة. من الناحية الرياضية، يمكن التعبير عن ذلك على النحو التالي،

$${\displaystyle R(t)=Pr\{T>t\}=\int _{t}^{\infty }f(x)\,dx\ \!}$$,

حيث هي دالة كثافة احتمال الفشل و هي طول الفترة الزمنية (التي من المفترض أن تبدأ من الوقت صفر). ${\displaystyle f(x)\!}$${\displaystyle t}$

هناك بعض العناصر الأساسية لهذا التعريف:

1. تعتمد الموثوقية على "الوظيفة المقصودة": وبشكل عام، يُفهم هذا على أنه يعني التشغيل دون فشل. ومع ذلك، حتى لو لم يفشل أي جزء فردي من النظام، ولكن النظام ككل لم يقم بما كان مقصودًا منه، فإن ذلك لا يزال يُحاسب عليه على موثوقية النظام. وتشكل مواصفات متطلبات النظام المعيار الذي يتم قياس الموثوقية على أساسه.
2. تنطبق الموثوقية على فترة زمنية محددة. من الناحية العملية، يعني هذا أن النظام لديه فرصة محددة للعمل دون فشل قبل الوقت المحدد. تضمن هندسة الموثوقية أن المكونات والمواد ستفي بالمتطلبات خلال الوقت المحدد. لاحظ أنه قد يتم استخدام وحدات أخرى غير الوقت (على سبيل المثال "مهمة"، "دورات التشغيل").${\displaystyle T\!}$
3. تقتصر الموثوقية على التشغيل في ظل ظروف محددة (أو محددة صراحة). وهذا القيد ضروري لأنه من المستحيل تصميم نظام لظروف غير محدودة. ستكون لمركبة المريخ ظروف محددة مختلفة عن السيارة العائلية. يجب معالجة بيئة التشغيل أثناء التصميم والاختبار. قد تكون نفس المركبة مطلوبة للعمل في ظروف مختلفة تتطلب تدقيقًا إضافيًا.
4. من المراجع الجديرة بالملاحظة حول نظرية الموثوقية وأسسها الرياضية والإحصائية Barlow, RE و Proschan, F. (1982) و Samaniego, FJ (2007).

يتم تحديد المتطلبات الكمية باستخدام معلمات الموثوقية . معلمة الموثوقية الأكثر شيوعًا هي متوسط ​​الوقت حتى الفشل (MTTF)، والتي يمكن أيضًا تحديدها كمعدل الفشل (يتم التعبير عن ذلك كدالة كثافة احتمالية مشروطة أو تردد (PDF)) أو عدد حالات الفشل خلال فترة زمنية معينة. قد تكون هذه المعلمات مفيدة لمستويات النظام الأعلى والأنظمة التي يتم تشغيلها بشكل متكرر (أي المركبات والآلات والمعدات الإلكترونية). تزداد الموثوقية مع زيادة متوسط ​​الوقت حتى الفشل. عادةً ما يتم تحديد متوسط ​​الوقت حتى الفشل بالساعات، ولكن يمكن أيضًا استخدامه مع وحدات قياس أخرى، مثل الأميال أو الدورات. قد يكون استخدام قيم متوسط ​​الوقت حتى الفشل على مستويات النظام الأدنى مضللًا للغاية، خاصةً إذا كانت لا تحدد أوضاع وآليات الفشل المرتبطة (F في متوسط ​​الوقت حتى الفشل). ^[17]

في حالات أخرى، يتم تحديد الموثوقية كاحتمالية نجاح المهمة. على سبيل المثال، يمكن تحديد موثوقية رحلة طائرة مجدولة كاحتمالية بلا أبعاد أو كنسبة مئوية، كما هو مستخدم غالبًا في هندسة سلامة النظام .

حالة خاصة لنجاح المهمة هي الجهاز أو النظام أحادي الطلقة. هذه هي الأجهزة أو الأنظمة التي تظل خاملة نسبيًا ولا تعمل إلا مرة واحدة. تشمل الأمثلة الوسائد الهوائية للسيارات والبطاريات الحرارية والصواريخ . يتم تحديد موثوقية الطلقة الواحدة كاحتمالية للنجاح لمرة واحدة أو يتم تضمينها في معلمة ذات صلة. يمكن تحديد موثوقية الصاروخ أحادي الطلقة كمتطلب لاحتمالية الإصابة. بالنسبة لمثل هذه الأنظمة، فإن احتمال الفشل عند الطلب (PFD) هو مقياس الموثوقية - وهذا في الواقع رقم "عدم التوفر". يتم اشتقاق PFD من معدل الفشل (تكرار الحدوث) ووقت المهمة للأنظمة غير القابلة للإصلاح.

بالنسبة للأنظمة القابلة للإصلاح، يتم الحصول عليها من معدل الفشل ومتوسط ​​الوقت اللازم للإصلاح (MTTR) وفترة الاختبار. قد لا يكون هذا المقياس فريدًا لنظام معين حيث يعتمد هذا المقياس على نوع الطلب. بالإضافة إلى متطلبات مستوى النظام، يمكن تحديد متطلبات الموثوقية للأنظمة الفرعية الحرجة. في معظم الحالات، يتم تحديد معلمات الموثوقية بفواصل ثقة إحصائية مناسبة .

الغرض من اختبار الموثوقية أو التحقق من الموثوقية هو اكتشاف المشاكل المحتملة في التصميم في أقرب وقت ممكن، وفي النهاية، توفير الثقة في أن النظام يلبي متطلبات موثوقيته. يجب مراعاة موثوقية المنتج في جميع البيئات مثل الاستخدام المتوقع أو النقل أو التخزين خلال العمر الافتراضي المحدد. ^[10] إنه يعرض المنتج لظروف بيئية طبيعية أو اصطناعية للخضوع لعمله لتقييم أداء المنتج في ظل الظروف البيئية للاستخدام الفعلي والنقل والتخزين، وتحليل ودراسة درجة تأثير العوامل البيئية وآلية عملها. ^[24] من خلال استخدام معدات اختبار بيئية مختلفة لمحاكاة درجات الحرارة العالية والمنخفضة والرطوبة العالية وتغيرات درجات الحرارة في بيئة المناخ، لتسريع تفاعل المنتج في بيئة الاستخدام، للتحقق مما إذا كان يصل إلى الجودة المتوقعة في البحث والتطوير والتصميم والتصنيع. ^[25]

يُطلق على التحقق من الموثوقية أيضًا اختبار الموثوقية، والذي يشير إلى استخدام النمذجة والإحصاءات والطرق الأخرى لتقييم موثوقية المنتج بناءً على عمر المنتج والأداء المتوقع. ^[26] تتطلب معظم المنتجات في السوق اختبار الموثوقية، مثل السيارات والدوائر المتكاملة والآلات الثقيلة المستخدمة في استخراج الموارد الطبيعية وبرامج السيارات للطائرات. ^{[27] [28]}

يمكن إجراء اختبار الموثوقية على عدة مستويات وهناك أنواع مختلفة من الاختبار. يمكن اختبار الأنظمة المعقدة على مستويات المكونات ولوحة الدوائر والوحدة والتجميع والنظام الفرعي والنظام. ^[29] (تختلف تسمية مستوى الاختبار بين التطبيقات.) على سبيل المثال، يؤدي إجراء اختبارات فحص الإجهاد البيئي على مستويات أقل، مثل أجزاء القطعة أو التجميعات الصغيرة، إلى اكتشاف المشكلات قبل أن تتسبب في حدوث أعطال على مستويات أعلى. يستمر الاختبار خلال كل مستوى من مستويات التكامل من خلال اختبار النظام الكامل واختبار التطوير والاختبار التشغيلي، وبالتالي تقليل مخاطر البرنامج. ومع ذلك، لا يخفف الاختبار من مخاطر عدم الموثوقية.

مع كل اختبار، قد تحدث أخطاء إحصائية من النوع الأول والنوع الثاني ، اعتمادًا على حجم العينة ووقت الاختبار والافتراضات ونسبة التمييز المطلوبة. هناك خطر رفض تصميم جيد بشكل غير صحيح (خطأ من النوع الأول) وخطر قبول تصميم سيئ بشكل غير صحيح (خطأ من النوع الثاني).

ليس من الممكن دائمًا اختبار جميع متطلبات النظام. بعض الأنظمة باهظة التكلفة للاختبار؛ قد تستغرق بعض أوضاع الفشل سنوات للمراقبة؛ تؤدي بعض التفاعلات المعقدة إلى عدد كبير من حالات الاختبار المحتملة؛ وتتطلب بعض الاختبارات استخدام نطاقات اختبار محدودة أو موارد أخرى. في مثل هذه الحالات، يمكن استخدام طرق مختلفة للاختبار، مثل اختبار الحياة المتسارع (بشكل كبير)، وتصميم التجارب ، والمحاكاة .

يلعب المستوى المطلوب من الثقة الإحصائية أيضًا دورًا في اختبار الموثوقية. تزداد الثقة الإحصائية إما عن طريق زيادة وقت الاختبار أو عدد العناصر التي يتم اختبارها. تم تصميم خطط اختبار الموثوقية لتحقيق الموثوقية المحددة عند مستوى الثقة المحدد مع الحد الأدنى من عدد وحدات الاختبار ووقت الاختبار. تؤدي خطط الاختبار المختلفة إلى مستويات مختلفة من المخاطرة للمنتج والمستهلك. تؤثر الموثوقية المطلوبة والثقة الإحصائية ومستويات المخاطر لكل جانب على خطة الاختبار النهائية. يجب أن يتفق العميل والمطور مسبقًا على كيفية اختبار متطلبات الموثوقية.

إن أحد الجوانب الرئيسية لاختبار الموثوقية هو تعريف "الفشل". ورغم أن هذا قد يبدو واضحًا، إلا أن هناك العديد من المواقف التي لا يتضح فيها ما إذا كان الفشل هو خطأ النظام حقًا. إن الاختلافات في ظروف الاختبار، واختلافات المشغل، والطقس والمواقف غير المتوقعة تخلق اختلافات بين العميل ومطور النظام. إحدى الاستراتيجيات لمعالجة هذه المشكلة هي استخدام عملية مؤتمر التسجيل. يتضمن مؤتمر التسجيل ممثلين من العميل والمطور ومنظمة الاختبار ومنظمة الموثوقية وأحيانًا مراقبين مستقلين. يتم تعريف عملية مؤتمر التسجيل في بيان العمل. يتم النظر في كل حالة اختبار من قبل المجموعة و"تسجيلها" على أنها نجاح أو فشل. هذا التسجيل هو النتيجة الرسمية التي يستخدمها مهندس الموثوقية.

كجزء من مرحلة المتطلبات، يطور مهندس الموثوقية استراتيجية اختبار مع العميل. تعمل استراتيجية الاختبار على إيجاد توازن بين احتياجات منظمة الموثوقية، التي تريد أكبر قدر ممكن من البيانات، والقيود مثل التكلفة والجدول الزمني والموارد المتاحة. يتم تطوير خطط وإجراءات الاختبار لكل اختبار موثوقية، ويتم توثيق النتائج.

يعد اختبار الموثوقية أمرًا شائعًا في صناعة الفوتونيات. ومن أمثلة اختبارات موثوقية الليزر اختبار العمر الافتراضي والاحتراق . تتكون هذه الاختبارات من الشيخوخة المتسارعة للغاية، في ظل ظروف خاضعة للرقابة، لمجموعة من الليزر. تُستخدم البيانات التي تم جمعها من اختبارات العمر الافتراضي هذه للتنبؤ بمتوسط ​​عمر الليزر المتوقع في ظل خصائص التشغيل المقصودة. ^[30]

هناك العديد من المعايير التي يتم اختبارها اعتمادًا على المنتج أو العملية التي يتم الاختبار عليها، وبشكل أساسي، هناك خمسة مكونات هي الأكثر شيوعًا: ^{[31] [32]}

1. عمر المنتج
2. الوظيفة المقصودة
3. حالة التشغيل
4. احتمالية الأداء
5. استثناءات المستخدم ^[33]

يمكن تقسيم عمر المنتج إلى أربعة أقسام مختلفة للتحليل. العمر الإنتاجي هو العمر الاقتصادي المقدر للمنتج، والذي يتم تعريفه على أنه الوقت الذي يمكن استخدامه قبل أن لا تبرر تكلفة الإصلاح الاستمرار في استخدام المنتج. عمر الضمان هو أن المنتج يجب أن يؤدي الوظيفة خلال الفترة الزمنية المحددة. عمر التصميم هو المكان الذي يأخذ فيه المصمم في الاعتبار عمر المنتج التنافسي ورغبة العميل أثناء تصميم المنتج ويضمن أن المنتج لا يؤدي إلى استياء العميل. ^{[34] [35]}

يمكن أن تنشأ متطلبات اختبار الموثوقية من أي تحليل يتطلب تبرير التقدير الأولي لاحتمال الفشل أو نمط الفشل أو تأثيره. يمكن توليد الأدلة بمستوى معين من الثقة عن طريق الاختبار. في الأنظمة القائمة على البرامج، يكون الاحتمال مزيجًا من الأعطال القائمة على البرامج والأجهزة. يعد اختبار متطلبات الموثوقية مشكلة لعدة أسباب. في معظم الحالات، لا يكفي اختبار واحد لتوليد بيانات إحصائية كافية. الاختبارات المتعددة أو الاختبارات طويلة الأمد تكون مكلفة للغاية عادةً. بعض الاختبارات غير عملية ببساطة، وقد يكون من الصعب التنبؤ بالظروف البيئية طوال دورة حياة النظام.

تُستخدم هندسة الموثوقية لتصميم برنامج اختبار واقعي وبأسعار معقولة يوفر أدلة تجريبية على أن النظام يلبي متطلبات الموثوقية. تُستخدم مستويات الثقة الإحصائية لمعالجة بعض هذه المخاوف. يتم التعبير عن معلمة معينة جنبًا إلى جنب مع مستوى الثقة المقابل: على سبيل المثال، متوسط ​​الوقت بين الأعطال 1000 ساعة عند مستوى ثقة 90٪. من هذه المواصفات، يمكن لمهندس الموثوقية، على سبيل المثال، تصميم اختبار بمعايير صريحة لعدد الساعات وعدد حالات الفشل حتى يتم تلبية المتطلب أو الفشل. هناك أنواع مختلفة من الاختبارات ممكنة.

إن الجمع بين مستوى الموثوقية المطلوب ومستوى الثقة المطلوب يؤثر بشكل كبير على تكلفة التطوير والمخاطر التي يتعرض لها كل من العميل والمنتج. هناك حاجة إلى توخي الحذر عند اختيار أفضل مجموعة من المتطلبات - على سبيل المثال فعالية التكلفة. يمكن إجراء اختبار الموثوقية على مستويات مختلفة، مثل المكون والنظام الفرعي والنظام . كما يجب معالجة العديد من العوامل أثناء الاختبار والتشغيل، مثل درجات الحرارة والرطوبة الشديدة أو الصدمات أو الاهتزازات أو العوامل البيئية الأخرى (مثل فقدان الإشارة أو التبريد أو الطاقة؛ أو الكوارث الأخرى مثل الحرائق أو الفيضانات أو الحرارة الزائدة أو الانتهاكات المادية أو الأمنية أو أشكال أخرى لا حصر لها من الضرر أو التدهور). بالنسبة للأنظمة التي يجب أن تدوم لسنوات عديدة، قد تكون هناك حاجة إلى اختبارات حياة متسارعة.

النهج المنهجي لاختبار الموثوقية هو تحديد هدف الموثوقية أولاً، ثم إجراء الاختبارات المرتبطة بالأداء وتحديد موثوقية المنتج. ^[36] يجب أن يحدد اختبار التحقق من الموثوقية في الصناعات الحديثة بوضوح كيفية ارتباطها بأداء موثوقية المنتج الإجمالي وكيف تؤثر الاختبارات الفردية على تكلفة الضمان ورضا العملاء. ^[37]

الغرض من اختبار الحياة المتسارع (اختبار ALT) هو إحداث فشل ميداني في المختبر بمعدل أسرع بكثير من خلال توفير بيئة أكثر قسوة، ولكنها مع ذلك تمثل البيئة. في مثل هذا الاختبار، من المتوقع أن يفشل المنتج في المختبر تمامًا كما كان ليفشل في الميدان - ولكن في وقت أقل بكثير. الهدف الرئيسي للاختبار المتسارع هو أي مما يلي:

• لاكتشاف أوضاع الفشل
• للتنبؤ بعمر الحقل الطبيعي من عمر المختبر عالي الضغط

يمكن تقسيم برنامج الاختبار السريع إلى الخطوات التالية:

• تحديد هدف ونطاق الاختبار
• جمع المعلومات المطلوبة عن المنتج
• تحديد الضغوط
• تحديد مستوى التوتر
• إجراء الاختبار المتسارع وتحليل البيانات المجمعة.

الطرق الشائعة لتحديد علاقة ضغوط الحياة هي:

• نموذج أرهينيوس
• نموذج ايرينج
• نموذج قانون القوة العكسية
• نموذج درجة الحرارة والرطوبة
• نموذج درجة الحرارة غير الحرارية

تعد موثوقية البرمجيات جانبًا خاصًا من هندسة الموثوقية. وهي تركز على الأسس والتقنيات اللازمة لجعل البرمجيات أكثر موثوقية، أي أكثر مرونة في مواجهة الأخطاء. وتتضمن موثوقية النظام، بحكم التعريف، جميع أجزاء النظام، بما في ذلك الأجهزة والبرامج والبنية الأساسية الداعمة (بما في ذلك الواجهات الخارجية الحرجة) والمشغلين والإجراءات. تقليديًا، تركز هندسة الموثوقية على أجزاء الأجهزة الحرجة للنظام. ومنذ الاستخدام الواسع النطاق لتكنولوجيا الدوائر المتكاملة الرقمية ، أصبحت البرمجيات جزءًا بالغ الأهمية بشكل متزايد في معظم الإلكترونيات، وبالتالي، في جميع الأنظمة الحالية تقريبًا. لذلك، اكتسبت موثوقية البرمجيات مكانة بارزة في مجال موثوقية النظام.

ولكن هناك اختلافات كبيرة في كيفية عمل البرامج والأجهزة. فمعظم حالات عدم موثوقية الأجهزة تنجم عن فشل أحد المكونات أو المواد مما يؤدي إلى عدم قدرة النظام على أداء وظيفته المقصودة. أما إصلاح أو استبدال أحد مكونات الأجهزة فيعيد النظام إلى حالته التشغيلية الأصلية. ولكن البرامج لا تفشل بنفس الطريقة التي تفشل بها الأجهزة. بل إن عدم موثوقية البرامج تنجم عن نتائج غير متوقعة لعمليات البرامج. وحتى البرامج الصغيرة نسبياً قد تحتوي على مجموعات ضخمة من المدخلات والحالات التي لا يمكن اختبارها بشكل شامل. ولا تنجح عملية استعادة البرامج إلى حالتها الأصلية إلا إلى أن تؤدي نفس المجموعة من المدخلات والحالات إلى نفس النتيجة غير المقصودة. ولابد أن تأخذ هندسة موثوقية البرامج هذا في الاعتبار.

وعلى الرغم من هذا الاختلاف في مصدر الفشل بين البرمجيات والأجهزة، فقد تم اقتراح العديد من نماذج موثوقية البرمجيات القائمة على الإحصائيات لقياس ما نختبره مع البرمجيات: فكلما طالت مدة تشغيل البرمجيات، زادت احتمالية استخدامها في النهاية بطريقة غير مختبرة وإظهار عيب كامن يؤدي إلى الفشل (شومان 1987)، (موسى 2005)، (ديني 2005).

كما هو الحال مع الأجهزة، تعتمد موثوقية البرامج على المتطلبات الجيدة والتصميم والتنفيذ. تعتمد هندسة موثوقية البرامج بشكل كبير على عملية هندسة برمجيات منضبطة لتوقع العواقب غير المقصودة والتصميم ضدها . هناك تداخل أكبر بين هندسة جودة البرامج وهندسة موثوقية البرامج أكثر من التداخل بين جودة الأجهزة والموثوقية. تعد خطة تطوير البرامج الجيدة جانبًا رئيسيًا من برنامج موثوقية البرامج. تصف خطة تطوير البرامج معايير التصميم والترميز ومراجعات الأقران واختبارات الوحدات وإدارة التكوين ومقاييس البرامج ونماذج البرامج التي سيتم استخدامها أثناء تطوير البرامج.

إن أحد مقاييس الموثوقية الشائعة هو عدد أخطاء البرمجيات لكل سطر من التعليمات البرمجية (FLOC)، والذي يتم التعبير عنه عادةً بالأخطاء لكل ألف سطر من التعليمات البرمجية. ويشكل هذا المقياس، إلى جانب وقت تنفيذ البرمجيات، مفتاحًا لمعظم نماذج وتقديرات موثوقية البرمجيات. وتتلخص النظرية في أن موثوقية البرمجيات تزداد مع انخفاض عدد الأخطاء (أو كثافة الأخطاء). ومع ذلك، فإن إقامة اتصال مباشر بين كثافة الأخطاء ومتوسط ​​الوقت بين الفشل أمر صعب، وذلك بسبب الطريقة التي يتم بها توزيع أخطاء البرمجيات في التعليمات البرمجية، وشدتها، واحتمالية الجمع بين المدخلات اللازمة لمواجهة الخطأ. ومع ذلك، تعمل كثافة الأخطاء كمؤشر مفيد لمهندس الموثوقية. كما يتم استخدام مقاييس برمجيات أخرى، مثل التعقيد. ويظل هذا المقياس مثيرًا للجدل، حيث يمكن أن يكون للتغييرات في ممارسات تطوير البرمجيات والتحقق منها تأثير كبير على معدلات العيوب الإجمالية.

اختبار البرمجيات هو جانب مهم من موثوقية البرمجيات. حتى أفضل عملية تطوير البرمجيات تؤدي إلى بعض أخطاء البرمجيات التي يكاد يكون من غير الممكن اكتشافها حتى يتم اختبارها. يتم اختبار البرمجيات على عدة مستويات، بدءًا من الوحدات الفردية ، من خلال التكامل واختبار النظام الكامل . في جميع مراحل الاختبار، يتم اكتشاف أخطاء البرمجيات وتصحيحها وإعادة اختبارها. يتم تحديث تقديرات الموثوقية بناءً على كثافة الخطأ والمقاييس الأخرى. على مستوى النظام، يمكن جمع بيانات متوسط ​​الوقت بين الفشل واستخدامها لتقدير الموثوقية. على عكس الأجهزة، فإن إجراء نفس الاختبار بالضبط على نفس تكوين البرنامج بالضبط لا يوفر ثقة إحصائية متزايدة. بدلاً من ذلك، تستخدم موثوقية البرمجيات مقاييس مختلفة، مثل تغطية التعليمات البرمجية .

نموذج نضج القدرة لمعهد هندسة البرمجيات هو وسيلة شائعة لتقييم عملية تطوير البرمجيات الشاملة لأغراض الموثوقية والجودة.

الموثوقية الإنشائية أو موثوقية الهياكل هي تطبيق نظرية الموثوقية على سلوك الهياكل . يتم استخدامها في كل من تصميم وصيانة أنواع مختلفة من الهياكل بما في ذلك الهياكل الخرسانية والصلب. ^{[38] [39]} في دراسات الموثوقية الإنشائية، يتم نمذجة كل من الأحمال والمقاومات كمتغيرات احتمالية. باستخدام هذا النهج يتم حساب احتمال فشل الهيكل.

غالبًا ما تكون الموثوقية من أجل السلامة والموثوقية من أجل التوافر مترابطتين بشكل وثيق. يمكن أن يكلف فقدان التوافر لنظام هندسي أموالاً. إذا كان نظام مترو الأنفاق غير متاح، فسوف يخسر مشغل مترو الأنفاق أموالاً عن كل ساعة يتوقف فيها النظام. سيخسر مشغل مترو الأنفاق المزيد من الأموال إذا تم المساس بالسلامة. يرتبط تعريف الموثوقية باحتمالية عدم مواجهة عطل. يمكن أن يتسبب العطل في فقدان السلامة أو فقدان التوافر أو كليهما. من غير المرغوب فيه فقدان السلامة أو التوافر في نظام حرج.

تهتم هندسة الموثوقية بالحد من الأعطال بشكل عام والتي قد تؤدي إلى خسائر مالية للكيان المسؤول، في حين تركز هندسة السلامة على تقليل مجموعة محددة من أنواع الأعطال التي قد تؤدي بشكل عام إلى فقدان الأرواح أو الإصابة أو تلف المعدات.

قد تتحول مخاطر الموثوقية إلى حوادث تؤدي إلى خسارة الإيرادات للشركة أو العميل، على سبيل المثال بسبب التكاليف المباشرة وغير المباشرة المرتبطة بـ: خسارة الإنتاج بسبب عدم توفر النظام؛ ارتفاع أو انخفاض الطلب غير المتوقع على قطع الغيار؛ تكاليف الإصلاح؛ ساعات العمل؛ إعادة التصميم أو انقطاع الإنتاج الطبيعي. ^[40]

غالبًا ما تكون هندسة السلامة محددة للغاية، وتتعلق فقط بصناعات أو تطبيقات أو مجالات محددة خاضعة لتنظيم صارم. وهي تركز في المقام الأول على مخاطر سلامة النظام التي قد تؤدي إلى حوادث خطيرة بما في ذلك: فقدان الأرواح؛ وتدمير المعدات؛ أو الضرر البيئي. وعلى هذا النحو، غالبًا ما تكون متطلبات الموثوقية الوظيفية للنظام ذات الصلة مرتفعة للغاية. وعلى الرغم من أنها تتعامل مع الأعطال غير المرغوب فيها بنفس معنى هندسة الموثوقية، إلا أنها تركز بشكل أقل على التكاليف المباشرة، ولا تهتم بإجراءات الإصلاح بعد الفشل. وهناك فرق آخر يتمثل في مستوى تأثير الأعطال على المجتمع، مما يؤدي إلى ميل الحكومات أو الهيئات التنظيمية إلى فرض رقابة صارمة (على سبيل المثال، الصناعات النووية والفضائية والدفاعية والسكك الحديدية والنفط). ^[40]

يمكن زيادة السلامة باستخدام نظام تكراري متقاطع 2oo2. يمكن زيادة التوافر باستخدام التكرار "1oo2" (1 من 2) على مستوى الجزء أو النظام. إذا لم يتفق العنصران المكرران، فإن العنصر الأكثر تساهلاً سيزيد من التوافر إلى أقصى حد. لا ينبغي الاعتماد على نظام 1oo2 للسلامة. غالبًا ما تعتمد الأنظمة المتسامحة مع الأخطاء على التكرار الإضافي (مثل منطق التصويت 2oo3 ) حيث يجب أن تتفق عناصر متكررة متعددة على إجراء غير آمن محتمل قبل تنفيذه. يزيد هذا من التوافر والسلامة على مستوى النظام. هذه ممارسة شائعة في أنظمة الطيران التي تحتاج إلى توافر مستمر ولا تحتوي على وضع أمان من الفشل . على سبيل المثال، قد تستخدم الطائرات التكرار المعياري الثلاثي لأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالطيران وأسطح التحكم (بما في ذلك أحيانًا أوضاع تشغيل مختلفة مثل الكهربائية / الميكانيكية / الهيدروليكية) حيث يجب أن تكون هذه دائمًا في وضع التشغيل، نظرًا لحقيقة عدم وجود مواضع افتراضية "آمنة" لأسطح التحكم مثل الدفات أو الجنيحات عندما تحلق الطائرة.

إن المثال أعلاه لنظام مقاوم للأخطاء 2oo3 يزيد من موثوقية المهمة وكذلك السلامة. ومع ذلك، فإن الموثوقية "الأساسية" للنظام ستظل في هذه الحالة أقل من نظام غير زائد (1oo1) أو 2oo2. تغطي هندسة الموثوقية الأساسية جميع الأعطال، بما في ذلك تلك التي قد لا تؤدي إلى فشل النظام، ولكنها تؤدي إلى تكلفة إضافية بسبب: إجراءات إصلاح الصيانة؛ الخدمات اللوجستية؛ قطع الغيار وما إلى ذلك. على سبيل المثال، يساهم استبدال أو إصلاح قناة واحدة معيبة في نظام تصويت 2oo3، (لا يزال النظام يعمل، على الرغم من أنه مع قناة واحدة معطلة أصبح في الواقع نظام 2oo2) في عدم الموثوقية الأساسية ولكن ليس عدم موثوقية المهمة. على سبيل المثال، لن يمنع فشل ضوء ذيل الطائرة الطائرة من الطيران (وبالتالي لا يُعتبر فشلاً في المهمة)، ولكن يجب علاجه (بتكلفة ذات صلة، وبالتالي يساهم في مستويات عدم الموثوقية الأساسية).

عند استخدام أنظمة متسامحة مع الأخطاء (مكررة) أو أنظمة مجهزة بوظائف حماية، يصبح اكتشاف الأعطال وتجنب الأعطال الشائعة أمرًا بالغ الأهمية لضمان التشغيل الآمن و/أو موثوقية المهمة.

غالبًا ما تركز الجودة على عيوب التصنيع أثناء مرحلة الضمان. تنظر الموثوقية إلى شدة الفشل طوال عمر المنتج أو نظام الهندسة من التشغيل إلى إيقاف التشغيل. تعود جذور Six Sigma إلى التحكم الإحصائي في جودة التصنيع. هندسة الموثوقية هي جزء متخصص من هندسة الأنظمة. عملية هندسة الأنظمة هي عملية اكتشاف غالبًا ما تكون مختلفة عن عملية التصنيع. غالبًا ما تركز عملية التصنيع على الأنشطة المتكررة التي تحقق مخرجات عالية الجودة بأقل تكلفة ووقت. ^[41]

إن مصطلح "جودة المنتج" المستخدم يوميًا يُفهم بشكل فضفاض على أنه يعني درجة التميز المتأصلة فيه. وفي الصناعة، يتم استخدام تعريف أكثر دقة للجودة على أنها "التوافق مع المتطلبات أو المواصفات في بداية الاستخدام". وبافتراض أن مواصفات المنتج النهائي تلتقط بشكل كافٍ المتطلبات الأصلية واحتياجات العميل/النظام، يمكن قياس مستوى الجودة على أنه نسبة وحدات المنتج التي يتم شحنها والتي تلبي المواصفات. ^[42] غالبًا ما تركز جودة السلع المصنعة على عدد مطالبات الضمان خلال فترة الضمان.

الجودة هي صورة لحظية لبداية الحياة من خلال فترة الضمان وترتبط بالتحكم في مواصفات المنتج ذات المستوى الأدنى. وهذا يشمل العيوب الزمنية الصفرية أي حيث تفلت أخطاء التصنيع من مراقبة الجودة النهائية. من الناحية النظرية، يمكن وصف مستوى الجودة بجزء واحد من المنتجات المعيبة. تعمل الموثوقية، كجزء من هندسة الأنظمة، كتقييم مستمر لمعدلات الفشل على مدار سنوات عديدة. من الناحية النظرية، ستفشل جميع العناصر على مدى فترة زمنية غير محدودة. ^[43] يشار إلى العيوب التي تظهر بمرور الوقت باسم تداعيات الموثوقية. لوصف تداعيات الموثوقية، هناك حاجة إلى نموذج احتمالي يصف تداعيات الكسر بمرور الوقت. يُعرف هذا باسم نموذج توزيع العمر. ^[42] قد تكون بعض مشكلات الموثوقية هذه ناتجة عن مشكلات التصميم المتأصلة، والتي قد توجد حتى لو كان المنتج يتوافق مع المواصفات. حتى العناصر التي يتم إنتاجها بشكل مثالي ستفشل بمرور الوقت بسبب آلية فشل واحدة أو أكثر (على سبيل المثال بسبب خطأ بشري أو عوامل ميكانيكية وكهربائية وكيميائية). يمكن أيضًا التأثير على مشكلات الموثوقية هذه بمستويات مقبولة من التباين أثناء الإنتاج الأولي.

إن الجودة والموثوقية مرتبطتان بالتصنيع. وتستهدف الموثوقية بشكل أكبر العملاء الذين يركزون على الأعطال طوال عمر المنتج مثل الجيش أو شركات الطيران أو السكك الحديدية. وعادة ما تكون المنتجات التي لا تتوافق مع مواصفات المنتج أسوأ من حيث الموثوقية (حيث يكون متوسط ​​وقت الفشل أقل)، ولكن هذا لا يجب أن يكون الحال دائمًا. إن التقدير الرياضي الكامل (في النماذج الإحصائية) لهذه العلاقة المجمعة صعب للغاية بشكل عام أو حتى مستحيل عمليًا. وفي الحالات التي يمكن فيها تقليل فروق التصنيع بشكل فعال، فقد ثبت أن أدوات سيجما ستة مفيدة لإيجاد حلول عملية مثالية يمكنها زيادة الجودة والموثوقية. وقد تساعد سيجما ستة أيضًا في تصميم منتجات أكثر متانة في مواجهة الأعطال الناجمة عن التصنيع وعيوب وفيات الرضع في الأنظمة الهندسية والمنتجات المصنعة.

على النقيض من Six Sigma، يتم التوصل إلى حلول هندسة الموثوقية بشكل عام من خلال التركيز على اختبار الموثوقية وتصميم النظام. يتم التوصل إلى الحلول بطرق مختلفة، مثل تبسيط النظام للسماح بفهم المزيد من آليات الفشل المعنية؛ إجراء حسابات مفصلة لمستويات إجهاد المواد مما يسمح بتحديد عوامل الأمان المناسبة؛ العثور على ظروف تحميل النظام غير الطبيعية المحتملة واستخدام ذلك لزيادة قوة التصميم لآليات الفشل المرتبطة بتباين التصنيع. علاوة على ذلك، تستخدم هندسة الموثوقية حلولاً على مستوى النظام، مثل تصميم أنظمة زائدة عن الحاجة ومقاومة للأخطاء للمواقف ذات الاحتياجات العالية للتوافر (انظر هندسة الموثوقية مقابل هندسة السلامة أعلاه).

ملاحظة: "العيب" في أدبيات سيكس سيجما/الجودة ليس مثل "الفشل" (فشل الحقل | على سبيل المثال، عنصر مكسور) في الموثوقية. يشير عيب سيكس سيجما/الجودة بشكل عام إلى عدم المطابقة مع أحد المتطلبات (على سبيل المثال، وظيفة أساسية أو بُعد رئيسي). ومع ذلك، يمكن أن تفشل العناصر بمرور الوقت، حتى إذا تم استيفاء جميع هذه المتطلبات. لا تهتم الجودة عمومًا بطرح السؤال الحاسم "هل المتطلبات صحيحة بالفعل؟"، في حين أن الموثوقية تهتم بذلك.

بمجرد إنتاج الأنظمة أو الأجزاء، تحاول هندسة الموثوقية مراقبة العيوب وتقييمها وتصحيحها. تتضمن المراقبة المراقبة الإلكترونية والبصرية للمعلمات الحرجة التي تم تحديدها أثناء مرحلة تصميم تحليل شجرة الخطأ. يعتمد جمع البيانات بشكل كبير على طبيعة النظام. تمتلك معظم المنظمات الكبيرة مجموعات مراقبة الجودة التي تجمع بيانات الفشل في المركبات والمعدات والآلات. غالبًا ما يتم تتبع فشل المنتجات الاستهلاكية من خلال عدد المرتجعات. بالنسبة للأنظمة الموجودة في التخزين الخامل أو في وضع الاستعداد، من الضروري إنشاء برنامج مراقبة رسمي لفحص واختبار العينات العشوائية. تتطلب أي تغييرات في النظام، مثل الترقيات الميدانية أو إصلاحات الاستدعاء، اختبارات موثوقية إضافية لضمان موثوقية التعديل. نظرًا لأنه من غير الممكن توقع جميع أنماط الفشل لنظام معين، وخاصة تلك التي تحتوي على عنصر بشري، فستحدث الأعطال. يتضمن برنامج الموثوقية أيضًا تحليلًا منهجيًا للسبب الجذري يحدد العلاقات السببية المتضمنة في الفشل بحيث يمكن تنفيذ إجراءات تصحيحية فعالة. عندما يكون ذلك ممكنًا، يتم الإبلاغ عن أعطال النظام والإجراءات التصحيحية إلى منظمة هندسة الموثوقية.

بعض الطرق الأكثر شيوعًا لتطبيقها على تقييم التشغيل الموثوق به هي أنظمة الإبلاغ عن الأعطال والتحليل والإجراءات التصحيحية (FRACAS). يطور هذا النهج المنهجي تقييمًا للموثوقية والسلامة والخدمات اللوجستية استنادًا إلى الإبلاغ عن الأعطال/الحوادث وإدارتها وتحليلها والإجراءات التصحيحية/الوقائية. تتبنى المنظمات اليوم هذه الطريقة وتستخدم أنظمة تجارية (مثل تطبيقات FRACAS المستندة إلى الويب) تمكنها من إنشاء مستودع بيانات الأعطال/الحوادث يمكن من خلاله استخلاص الإحصائيات لعرض مقاييس دقيقة وحقيقية للموثوقية والسلامة والجودة.

من المهم للغاية بالنسبة لأي منظمة أن تتبنى نظام FRACAS مشتركًا لجميع العناصر النهائية. كما يجب أن يسمح هذا النظام بتسجيل نتائج الاختبار بطريقة عملية. ومن المرجح أن يؤدي الفشل في تبني نظام متكامل سهل الاستخدام (من حيث سهولة إدخال البيانات للمهندسين الميدانيين ومهندسي ورش الإصلاح) وسهل الصيانة إلى فشل برنامج FRACAS نفسه.

تتضمن بعض المخرجات الشائعة لنظام FRACAS متوسط ​​الوقت بين الأعطال (MTBF) ومتوسط ​​وقت الإصلاح (MTTR) واستهلاك قطع الغيار ونمو الموثوقية وتوزيع الأعطال/الحوادث حسب النوع والموقع ورقم الجزء والرقم التسلسلي والأعراض.

إن استخدام البيانات السابقة للتنبؤ بموثوقية الأنظمة/العناصر الجديدة القابلة للمقارنة قد يكون مضللاً، لأن الموثوقية هي وظيفة لسياق الاستخدام ويمكن أن تتأثر بالتغييرات الصغيرة في التصميم/التصنيع.

يتم تطوير أنظمة ذات أي تعقيد كبير من قبل منظمات من الأفراد، مثل شركة تجارية أو وكالة حكومية . يجب أن تكون منظمة هندسة الموثوقية متوافقة مع الهيكل التنظيمي للشركة . بالنسبة للأنظمة الصغيرة غير الحرجة، قد تكون هندسة الموثوقية غير رسمية. مع نمو التعقيد، تنشأ الحاجة إلى وظيفة موثوقية رسمية. نظرًا لأن الموثوقية مهمة للعميل، فقد يحدد العميل جوانب معينة من منظمة الموثوقية.

هناك عدة أنواع شائعة من منظمات الموثوقية. قد يقوم مدير المشروع أو كبير المهندسين بتوظيف مهندس موثوقية واحد أو أكثر بشكل مباشر. في المنظمات الأكبر حجمًا، توجد عادةً منظمة ضمان المنتج أو الهندسة المتخصصة ، والتي قد تشمل الموثوقية وقابلية الصيانة والجودة والسلامة والعوامل البشرية والخدمات اللوجستية وما إلى ذلك. في مثل هذه الحالة، يقدم مهندس الموثوقية تقاريره إلى مدير ضمان المنتج أو مدير الهندسة المتخصصة.

في بعض الحالات، قد ترغب الشركة في إنشاء منظمة مستقلة للموثوقية. وهذا أمر مرغوب فيه لضمان عدم إهمال موثوقية النظام، والتي غالبًا ما تكون مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً، بشكل غير ملائم بسبب ضغوط الميزانية والجدول الزمني. في مثل هذه الحالات، يعمل مهندس الموثوقية في المشروع يوميًا، ولكنه في الواقع يعمل ويتقاضى أجره من قبل منظمة منفصلة داخل الشركة.

نظرًا لأن هندسة الموثوقية ضرورية لتصميم النظام المبكر، فقد أصبح من الشائع أن يعمل مهندسو الموثوقية، مع مراعاة هيكل المنظمة، كجزء من فريق منتج متكامل .

تقدم بعض الجامعات درجات عليا في هندسة الموثوقية. عادةً ما يكون لدى محترفي الموثوقية الآخرين درجة في الفيزياء من برنامج جامعي أو كلية. تقدم العديد من برامج الهندسة دورات في الموثوقية، ولدى بعض الجامعات برامج هندسة موثوقية كاملة. يجب تسجيل مهندس الموثوقية كمهندس محترف من قبل الدولة أو المقاطعة بموجب القانون، ولكن ليس كل محترفي الموثوقية مهندسين. مطلوب مهندسو الموثوقية في الأنظمة التي تكون فيها السلامة العامة معرضة للخطر. هناك العديد من المؤتمرات المهنية وبرامج التدريب الصناعي المتاحة لمهندسي الموثوقية. توجد العديد من المنظمات المهنية لمهندسي الموثوقية، بما في ذلك قسم الموثوقية في الجمعية الأمريكية للجودة (ASQ-RD)، ^[44] وجمعية موثوقية IEEE ، والجمعية الأمريكية للجودة (ASQ)، ^[45] وجمعية مهندسي الموثوقية (SRE). ^[46]

• ن. دياز، ر. باسكوال، ف. روجيري، إي. لوبيز دروجيت (2017). "نمذجة سياسة استبدال الأعمار في ظل مقاييس زمنية متعددة وملامح استخدام عشوائية". المجلة الدولية لاقتصاديات الإنتاج . 188 : 22-28. doi :10.1016/j.ijpe.2017.03.009.{{cite journal}}:CS1 maint: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( الرابط )

• بارلو، ر. إي وبروسكان، ف. (1981) النظرية الإحصائية للموثوقية واختبار الحياة، مطبعة البداية، سيلفر سبرينجز، ماريلاند.
• بلانشارد، بنيامين س. (1992)، الهندسة اللوجستية والإدارة (الطبعة الرابعة)، برنتيس هول، وشركاه، إنجلوود كليفس، نيو جيرسي.
• بريتلر، آلان إل. وسلون، سي. (2005)، وقائع مؤتمر أيام التدريب والتقييم للقوات الجوية التابع للمعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية (AIAA)، ناشفيل، تينيسي، ديسمبر 2005: التنبؤ بموثوقية النظام: نحو نهج عام باستخدام الشبكة العصبية.
• إيبيلينج، تشارلز إي. (1997)، مقدمة في هندسة الموثوقية والصيانة ، شركات ماكجرو هيل، بوسطن.
• ديني، ريتشارد (2005) النجاح في حالات الاستخدام: العمل بذكاء لتقديم الجودة. دار أديسون ويسلي للنشر الاحترافي. رقم ISBN. يناقش استخدام هندسة موثوقية البرمجيات في تطوير البرمجيات المستندة إلى حالات الاستخدام .
• جانو، دين إل. (2007)، "تحليل السبب الجذري لأبولو" (الطبعة الثالثة)، منشورات أبولونيان، ذ.م.م، ريتشلاند، واشنطن
• هولمز، أوليفر ويندل الأب. تحفة الشماس
• هورسبورج، بيتر (2018)، "5 عادات لمهندس موثوقية استثنائي"، شبكة الموثوقية
• كابور، كيه سي، ولامبيرسون، إل آر، (1977)، الموثوقية في التصميم الهندسي ، جون وايلي وأولاده، نيويورك.
• Kececioglu, Dimitri, (1991) "Reliability Engineering Handbook"، برنتيس هول، إنجلوود كليفس، نيوجيرسي
• تريفور كليتز (1998) مصانع العمليات: دليل للتصميم الأكثر أمانًا بطبيعته CRC ISBN 1-56032-619-0 
• Leemis, Lawrence, (1995) Reliability: Probabilistic Models and Statistical Methods ، 1995، برنتيس هول. ISBN 0-13-720517-1 
• ليز، فرانك (2005). منع الخسائر في الصناعات التحويلية (الطبعة الثالثة). إلسيفير. رقم ISBN 978-0-7506-7555-0.
• ماكديارميد، بريستون؛ موريس، سيمور؛ وآخرون، (1995)، مجموعة أدوات الموثوقية: طبعة الممارسات التجارية ، مركز تحليل الموثوقية ومختبر روما، روما، نيويورك.
• مدرس، محمد ؛ كامينسكي، مارك؛ كريفتسوف ، فاسيلي (1999)، هندسة الموثوقية وتحليل المخاطر: دليل عملي ، مطبعة سي آر سي، ISBN 0-8247-2000-8 . 
• موسى، جون (2005) هندسة موثوقية البرمجيات: برمجيات أكثر موثوقية وأسرع وأرخص، الطبعة الثانية، دار المؤلف. رقم ISBN
• نيوبيك، كين (2004) "تحليل الموثوقية العملي"، برنتيس هول، نيوجيرسي
• نيوفيلدر، آن ماري، (1993)، ضمان موثوقية البرمجيات ، مارسيل ديكر، نيويورك.
• O'Connor, Patrick DT (2002)، هندسة الموثوقية العملية (الطبعة الرابعة)، John Wiley & Sons، نيويورك. ISBN 978-0-4708-4462-5 . 
• سامانيغو، فرانسيسكو جيه. (2007) "توقيعات النظام وتطبيقاتها في موثوقية الهندسة"، سبرينغر (السلسلة الدولية في بحوث العمليات وعلوم الإدارة)، نيويورك.
• شومان، مارتن، (1987)، هندسة البرمجيات: التصميم والموثوقية والإدارة ، ماكجرو هيل، نيويورك.
• توبياس، ترينداد، (1995)، الموثوقية التطبيقية ، تشابمان وهول/سي آر سي، رقم ISBN 0-442-00469-9 
• سلسلة سبرينغر في هندسة الموثوقية
• نيلسون، واين ب. (2004)، الاختبار المتسارع - النماذج الإحصائية، خطط الاختبار، وتحليل البيانات ، جون وايلي وأولاده، نيويورك، ISBN 0-471-69736-2 
• Bagdonavicius, V., Nikulin, M., (2002), "Accelerated Life Models. Modeling and Statistical Analysis", CHAPMAN&HALL/CRC, Boca Raton, ISBN 1-58488-186-0 
• تودينوف، م. (2016)، "نماذج الموثوقية والمخاطر: تحديد متطلبات الموثوقية"، وايلي، 978-1-118-87332-8.

• تقرير الفضاء الجوي رقم: TOR-2007(8583)-6889 متطلبات برنامج الموثوقية لأنظمة الفضاء ، شركة الفضاء الجوي (10 يوليو 2007)
• DoD 3235.1-H (الطبعة الثالثة) اختبار وتقييم موثوقية النظام وتوافره وإمكانية صيانته (مقدمة) ، وزارة الدفاع الأمريكية (مارس 1982).
• إجراءات ضمان الطيران التابعة لوكالة ناسا GSFC 431-REF-000370 : إجراء تحليل لأنماط الفشل والآثار ، مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع للإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (10 أغسطس 1996).
• IEEE 1332–1998 برنامج الموثوقية القياسي لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات لتطوير وإنتاج الأنظمة والمعدات الإلكترونية ( 1998).
• دليل تحليل الموثوقية JPL D-5703 ، مختبر الدفع النفاث التابع للإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (يوليو 1990).
• برنامج الموثوقية MIL-STD-785B لتطوير الأنظمة والمعدات وإنتاجها ، وزارة الدفاع الأمريكية (15 سبتمبر 1980). (*قديم، حل محله ANSI/GEIA-STD-0009-2008 بعنوان معيار برنامج الموثوقية لتصميم الأنظمة وتطويرها وتصنيعها ، 13 نوفمبر 2008)
• التنبؤ بموثوقية المعدات الإلكترونية MIL-HDBK-217F ، وزارة الدفاع الأمريكية (2 ديسمبر 1991).
• MIL-HDBK-217F (ملاحظة 1) التنبؤ بموثوقية المعدات الإلكترونية ، وزارة الدفاع الأمريكية (10 يوليو 1992).
• MIL-HDBK-217F (إشعار 2) التنبؤ بموثوقية المعدات الإلكترونية ، وزارة الدفاع الأمريكية (28 فبراير 1995).
• خطط وإجراءات أخذ العينات لمعدل الفشل MIL-STD-690D ، وزارة الدفاع الأمريكية (10 يونيو 2005).
• MIL-HDBK-338B دليل تصميم الموثوقية الإلكترونية ، وزارة الدفاع الأمريكية (1 أكتوبر 1998).
• متطلبات الصيانة المرتكزة على الموثوقية (RCM) MIL-HDBK-2173 للطائرات البحرية وأنظمة الأسلحة ومعدات الدعم ، وزارة الدفاع الأمريكية (30 يناير 1998)؛ (تم استبدالها بـ NAVAIR 00-25-403).
• متطلبات برنامج الموثوقية MIL-STD-1543B للمركبات الفضائية ومركبات الإطلاق ، وزارة الدفاع الأمريكية (25 أكتوبر 1988).
• MIL-STD-1629A إجراءات إجراء تحليل تأثيرات وضع الفشل والخطورة ، وزارة الدفاع الأمريكية (24 نوفمبر 1980).
• MIL-HDBK-781A طرق اختبار الموثوقية والخطط والبيئات لتطوير الهندسة والتأهيل والإنتاج ، وزارة الدفاع الأمريكية (1 أبريل 1996).
• NSWC-06 (الجزء أ و ب) دليل إجراءات التنبؤ بالموثوقية للمعدات الميكانيكية ، مركز الحرب السطحية البحرية (10 يناير 2006).
• إجراء التنبؤ بموثوقية SR-332 للمعدات الإلكترونية ، Telcordia Technologies (يناير 2011).
• FD-ARPP-01 إجراء التنبؤ بالموثوقية الآلي ، Telcordia Technologies (يناير 2011).
• GR-357 المتطلبات العامة لضمان موثوقية المكونات المستخدمة في معدات الاتصالات ، شركة Telcordia Technologies (مارس 2001).

http://standards.sae.org/ja1000/1_199903/ دليل تنفيذ معيار برنامج الموثوقية SAE JA1000/1

في المملكة المتحدة، توجد معايير أكثر حداثة يتم الحفاظ عليها تحت رعاية وزارة الدفاع البريطانية باعتبارها معايير دفاعية. وتشمل المعايير ذات الصلة ما يلي:

DEF STAN 00-40 الموثوقية والصيانة (R&M)

• الجزء الأول: العدد الخامس: مسؤوليات الإدارة ومتطلباتها فيما يتعلق بالبرامج والخطط
• الجزء 4: (ARMP-4)الإصدار 2: إرشادات لكتابة مستندات متطلبات البحث والصيانة لحلف شمال الأطلسي
• الجزء 6: العدد 1: البحث والصيانة أثناء الخدمة
• الجزء 7 (ARMP-7) العدد 1: مصطلحات البحث والقياس الخاصة بحلف شمال الأطلسي والتي تنطبق على ARMP

دليل ضمان الموثوقية والاستدامة وفقًا لمعيار DEF STAN 00-42

• الجزء 1: الإصدار 1: الأجهزة/الأنظمة أحادية الاستخدام
• الجزء 2: العدد 1: البرمجيات
• الجزء 3: القضية 2: قضية R&M
• الجزء 4: القضية 1: قابلية الاختبار
• الجزء 5: العدد 1: عروض إثبات الموثوقية أثناء الخدمة

DEF STAN 00-43 نشاط ضمان الموثوقية والاستدامة

• الجزء 2: العدد 1: عروض توضيحية حول إمكانية الصيانة أثناء الخدمة

DEF STAN 00-44 جمع البيانات وتصنيفها والموثوقية والاستدامة

• الجزء الأول: العدد الثاني: بيانات الصيانة والإبلاغ عن العيوب في البحرية الملكية والجيش والقوات الجوية الملكية
• الجزء 2: المسألة 1: تصنيف البيانات وإصدار الأحكام على أساس الحادثة - عام
• الجزء 3: القضية 1: إصدار الأحكام بناءً على الحادثة - البحر
• الجزء الرابع: القضية الأولى: إصدار الأحكام على أساس الحادثة - الأرض

DEF STAN 00-45 العدد 1: الصيانة المرتكزة على الموثوقية

DEF STAN 00-49 العدد 1: الموثوقية والاستدامة دليل وزارة الدفاع لتعريفات المصطلحات

يمكن الحصول على هذه المعايير من DSTAN. وهناك أيضًا العديد من المعايير التجارية التي تنتجها العديد من المنظمات بما في ذلك SAE وMSG وARP وIEE.

• FIDES [1]. تعتمد منهجية FIDES (UTE-C 80-811) على فيزياء الفشل وتدعمها تحليلات بيانات الاختبار والعوائد الميدانية والنمذجة الموجودة.
• UTE-C 80–810 أو RDF2000 [2] محفوظ في 17 يوليو 2011 على موقع Wayback Machine . تعتمد منهجية RDF2000 على تجربة الاتصالات الفرنسية.

• معايير TC 56: الموثوقية أرشيف 10 سبتمبر 2019 على موقع Wayback Machine

• الوسائط المتعلقة بهندسة الموثوقية في ويكيميديا ​​كومنز
• مجموعة جون ب. رانكين، أرشيفات ومجموعات خاصة بجامعة ألاباما في هنتسفيل، أبحاث هندسة الموثوقية التابعة لوكالة ناسا حول الدوائر الخفية.