신뢰도 블록 다이어그램

신뢰도 블록 다이어그램에 대하여

**신뢰도 블록 다이어그램(RBD)**은 시스템의 성공 논리를 나타냅니다. 각 구성 요소는 입력 노드에서 출력 노드까지의 경로 위에 있는 블록이며, 작동 중인 블록들이 끊기지 않은 경로로 두 노드를 연결하는 한 시스템이 작동합니다. 직렬 연결 구성 요소는 모두 작동해야 하며, 병렬 연결 구성 요소는 중복성을 제공합니다(하나만 작동해도 충분). k-of-n 그룹은 n개 멤버 중 최소 k개가 작동할 때 성공합니다. 이는 IEC 61078:2016 및 MIL-HDBK-338B에서 정의된 RAMS(신뢰도, 가용성, 유지보수성, 안전성) 엔지니어링의 표준 도구입니다.

Schematex의 차별점은 엔진이 그림뿐 아니라 정답을 계산한다는 것입니다. 블록별 신뢰도로부터 구조를 시스템 신뢰도(직렬의 경우 ∏, 병렬의 경우 1−∏(1−Rᵢ), k-of-n의 경우 정확한 열거)로 환원하고, 모든 블록의 Birnbaum 신뢰도 중요도(어느 것이 가장 큰 영향을 미치는지)를 도출하며, 단일 실패 지점 — 하나의 실패만으로 시스템이 실패하는 블록 — 을 빨간색으로 표시합니다. 이는 faulttree가 컷 집합에 대해, pert가 스케줄링에 대해 취하는 입장과 동일합니다. RBD는 결함 트리의 실패 공간에 대한 성공 공간의 이중체입니다.

1. 첫 번째 다이어그램

모든 문서는 rbd 키워드(별칭 reliability), 선택적 제목, 그리고 block 리프를 감싸는 중첩된 성공 논리 그룹으로 시작합니다.

rbd "Two redundant pumps"
  parallel {
    block A "Pump A" R=0.9
    block B "Pump B" R=0.9
  }

엔진은 두 펌프를 분기 노드와 합류 노드 사이의 병렬 레일에 그리고, 시스템 신뢰도 1 − (1−0.9)(1−0.9) = 0.99를 계산하여 헤드라인으로 출력합니다. 외부 그룹 없이 최상위 블록 목록만 있는 경우 직렬 체인으로 처리됩니다.

2. 블록

block은 성공 경로 위의 하나의 구성 요소입니다.

block ID "Label" R=0.99

• ID — 짧은 식별자 (레이블이 없으면 표시됨).
• "Label" — 선택적 표시 이름 (CJK 따옴표 사용 가능).
• 신뢰도는 R=0.99(신뢰도/가용성), p=0.01(실패 확률, → R = 1−p), 또는 백분율 **R=99%**로 지정합니다. 신뢰도 없는 블록은 시스템 수치를 기호화(n/a)합니다.

3. 성공 논리 그룹

그룹은 자유롭게 중첩되므로 중복 체인, 표결 뱅크, 대기 쌍을 모델링할 수 있습니다.

series {
  block CTRL "Controller" R=0.995
  parallel {
    series { block P1 "Path 1 sensor" R=0.97
             block A1 "Path 1 actuator" R=0.98 }
    series { block P2 "Path 2 sensor" R=0.97
             block A2 "Path 2 actuator" R=0.98 }
  }
}

4. 계산된 신뢰도, 중요도 및 SPOF

파싱 후 엔진이 계산하는 것:

• 시스템 신뢰도 — 재귀적 직렬/병렬/k-of-n 환원을 통한 헤드라인 수치.
• Birnbaum 중요도 Iᴮ(i) = R_sys(Rᵢ=1) − R_sys(Rᵢ=0): 모든 블록에 대해 계산되며, 가장 높은 중요도 블록(개선 목표)이 강조됩니다.
• 임계 중요도 I_C(i) = Iᴮ(i)·(1−Rᵢ)/(1−R_sys) — 시스템이 실패했을 때 블록 i가 실패 중이고 임계적일 확률.
• 단일 실패 지점 — R_sys(Rᵢ=0) = 0인 모든 블록(그 실패만으로 시스템이 실패)은 빨간색 테두리로 그려집니다. 직렬의 비중복 블록은 항상 SPOF입니다.

5. 시간 의존적 신뢰도 — R(t)

정적인 R=은 진입점입니다. 실제로 신뢰도는 임무 시간의 함수입니다. **mission: <t>**를 설정하고 블록에 상수 대신 실패 분포를 지정하면 엔진이 **R(t)**를 평가하고 이전과 동일하게 집계합니다. mission과 rate에 걸쳐 일관된 시간 단위를 사용하십시오.

rbd "Pump station — 1-year mission"
  mission: 8760            # 시간
  parallel {
    block A "Pump A" mtbf=10000
    block B "Pump B" weibull=1.5,12000
  }

헤드라인이 R(t=8760) = …로 바뀝니다. 분포가 있지만 mission:이 없는 블록은 경고를 표시하고 상수 R=(있는 경우)로 대체됩니다.

6. 유효성 검사

파서는 실패하는 대신 비치명적 경고를 보고합니다.

• kofn k/n의 임계값 k > n이면 n으로 잘림 (k < 1이면 1로).
• 0..1 범위 밖의 신뢰도는 잘림.
• 중복된 블록 id는 표시됨.

7. 테마

theme: default는 공유된 위험-신뢰도 팔레트를 사용합니다(중립 블록, 파란색 신뢰도 숫자, 빨간색 단일 실패 지점 테두리). theme: monochrome은 흑백 인쇄 버전을 렌더링합니다(SPOF는 테두리 두께로 표시). theme: dark는 Catppuccin 다크 변형입니다.