Das Modul Windchill Quality Solutions RBD bietet zwei grundsätzliche Funktionsbereiche, 1. das eigentliche Reliability Block Diagram, 2. Operation Simulation.
Bis zur Version 2008 musste die Funktionalität OpSim separat zum Modul RBD lizensiert werden; seit 2009 ist dies allerdings fester Bestandteil von RBD.
Da sich Einsatzzweck und Zielsetzung von RBD und OpSim sehr unterscheiden, werden beide im Folgenden separat beschrieben.
RBD
Zuverlässigkeits-Blockdiagramme dienen zur Modellierung komplexer Systeme. Im Gegensatz zu einfachen, seriellen Systemen, zeichnet sich Komplexität zum Beispiel durch folgende Eigenschaften aus:
Redundanz
Fehlertoleranz
Netzartige Verknüpfung von Systemkomponenten
Rückkopplungen
Spezielle Wartungsphilosophien
Tolerierbare eingeschränkte Funktionalität
Puffer (z.B. bei Produktionslinien)
Während bei Fehlerbäumen die Fehler im Blickpunkt stehen, berechnet WQS RBD unter anderem folgende funktionalen Kenngrössen:
MTBF und MTTF
MTTR
Verfügbarkeit A (Availability)
Zuverlässigkeit R (Reliability)
Kritische Pfade (Cut Sets à System ist inoperabel) und Mindestkonfigurationen (Path Sets à System ist gerade noch operabel)
Durchsatz (z.B. bei Produktionslinien)
Downtime
Kosten
WQS RBD bietet eine graphische Benutzerschnittstelle, mit der alle zuvor genannten Systemeigenschaften abgebildet, und zahlreiche funktionale Kenngrössen berechnet werden können. Es gibt keine festen Grenzen im Hinblick auf die Komplexität des Systems. Was analytisch nicht auflösbar ist, bearbeitet WQS RBD per Monte Carlo Simulation (die auch erzwungen werden kann). Beispielsweise kann WQS RBD folgendes komplexe System ohne weiteres behandeln:
Zur generellen Handhabung des Moduls RBD stehen folgende Funktionalitäten zur Verfügung:
Tabellenstruktur und Diagramm
Es stehen 2 Fenster zur Verfügung,
oben eine Tabelle mit allen Blöcken und direkter Dateneingabemöglichkeit, und
unten das graphische Blockdiagramm mit indirekter Dateneingabemöglichkeit. Auch hier ist direktes Wechseln zum selben Datenfeld in anderen Blöcken möglich
Filtermöglichkeiten
Lokal: In der Blocktabelle und der Blockbibliothek (weiter unten beschrieben) stehen Such-, Sortier- und Filterfunktionen zur Verfügung.
Global: Es können universelle Filter- und Sortierfunktionen angelegt werden zur Verwendung in
Reports
Schaubildern
Imports / Exports
Drag and Drop
Nachdem alle Blöcke und Verzweigungen platziert worden sind, werden die funktionalen Verknüpfungen mittels Pfeilen durch einfaches Drag and Drop eingezeichnet.
Format Builder
Alle Datenfelder können innerhalb der RBD-Tabelle verschoben und aus- bzw. eingeblendet werden.
Einfache Formatübertragung von Block zu Block per Mausklick
Nur visuelle Eigenschaften
Nur rechnerische Eigenschaften
Beides
Schaubilder
Ergebnisse in Abhängigkeit von der Zeit, für das gesamte Diagramm oder für einzelne Blöcke, für die Parameter
Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit einschliesslich Vertrauensintervallen
Verschiedene Kosten (Ersatzteile, Personal, Downtime, und weitere)
Fehlerrate
Downtime
Kapazität (Bei Produktionslinien z.B. der Durchsatz)
Ergebnisse für einen bestimmten Zeitpunkt für einzelne Blöcke, für die Parameter
Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit
Kapazität (Bei Produktionslinien z.B. der Durchsatz)
Fehlerrate, MTBF
Verschiedene Kosten
Wartedauern bezüglich Ersatzteilen
Downtime
Reportdesigns
Anstelle von Exporten können die Ergebnisse auch in ansprechender Form dargestellt werden. Dies beinhaltet mehrstufige Unterreports, Zusammenfassung von Gruppen, Filterung und Kennzeichnung nach festzulegenden Kriterien, Kopf- und Fusszeilen usw., und natürlich die Blockdiagrammgraphik.
Alle wesentlichen Reportformate werden von Haus aus mitgeliefert.
Stilbibliotheken
Blöcke, Pfeile und Verzweigungen können bezüglich Aussehen, Grösse und Art der dargestellten Daten angepasst und in Stilbibliotheken verwaltet werden.
Blockbibliotheken
Blöcke können mitsamt ihrer Eingabedaten manuell angelegt werden, oder aus einer Blockbibliothek geholt werden.
Aus einem bestehenden Blockdiagramm lassen sich Blockbibliotheken für die spätere Wiederverwendung erzeugen oder erweitern.
Diagrammbibliotheken
Ganze Diagramme oder oft verwendete Teilstücke von Diagrammen können in speziellen Bibliotheken verwaltet werden.
Unterdiagramme
Zur besseren Übersichtlichkeit können Teile von Diagrammen in Unterdiagramme umgewandelt werden, die dann nur noch als einziger Block erscheinen. Klick auf den Block öffnet das entsprechende Unterdiagramm.
Dynamische Datenlinks
Fehlerraten, MTTR und ggfs. die dazugehörige Verteilungsfunktion können aus anderen WQS Modulen herangezogen werden:
Reliability Prediction
FMEA
FRACAS
Weibull
ALT
Das Modul RBD stellt alle Datenfelder für das Modul LCC zur Verfügung
Diagrammlinks
Diagramme können verschachtelt, oder auf mehrere Seiten verteilt werden
User Defined Calculations
Die Datenfelder können Rechen-, Datums- und Textoperationen unterzogen werden. Typischerweise nimmt man als Ergebnisfelder hierzu die „User Defined…“ Datenfelder.
Zusätzlich können innerhalb von Reportformaten Sortierungen, Filterungen, Gruppierungen und andere Berechnungen vorgenommen werden
Wartungstask Bibliotheken (Maintenance Library)
Den Funktionsblöcken zugewiesene Wartungstätigkeiten können in Bibliotheken verwaltet werden
Wartungstätigkeiten können mit Personen verknüpft werden, deren Bereithaltung Geld kostet, und die unter Umständen nicht immer verfügbar sind.
In analytischer Hinsicht stehen folgende Funktionalitäten zur Verfügung:
Verteilungsfunktionen
Für alle Fehlerraten und Zeitdauern (z.B. Reparaturdauern, Logistikdauern, vorbeugende wartungsdauern) stehen folgende Verteilungsfunktionen zur Verfügung:
Exponentialverteilung
Normalverteilung
Lognormalverteilung
Weibullverteilung
Drei weitere Spezialfälle (Uniform, Constant time und Time dependent)
Redundanz
Parallelredundanz mit weiteren Modellparametern
Standby Redundanz mit weiteren Modellparametern
Parallelbetrieb mit definierter Lastverteilung mit weiteren Modellparametern
Funktionale Abhängigkeiten (Dependency Group)
Definierte Trigger Events können an anderer Stelle im Blockdiagramm verschiedene Trigger Actions auslösen, Beispiel:
Der Ausfall eines Blocks (Trigger Event) kann bei anderen Blöcken z.B. ebenfalls einen Ausfall, oder eine vorbeugende Wartung (Trigger Action) auslösen.
Repeated Blocks
Das System kann so beschaffen sein, dass ein einzelner Funktionsblock an mehreren Stellen des Blockdiagrammes dargestellt werden muss. Es handelt sich hierbei um physisch einen Block, der im Diagramm jedoch mehrfach auftaucht. Diese Blockdarstellungen sind dann alle abhängig voneinander; es sind entweder alle Blockdarstellungen in Betrieb, oder es sind alle zur selben Zeit ausgefallen. Diesem Umstand trägt die Repeated Block Funktionalität Rechnung.
Reparatur (Korrektive Wartung)
Für jeden Funktionsblock können Wartungsparameter individuell festgelegt werden
Reparaturanlass (Sofort nach Blockausfall, bei der nächsten Inspektion, erst nach Systemausfall, bei d. nächsten Inspektion oder nach Systemausfall)
Weitere Parameter, die unterschiedliches Reparaturverhalten wiederspiegeln.
Vorbeugende Wartung
Wartungsintervall, Wartungsbedingung (während Block in Betrieb ist, während Block in Standby ist, Block muss abgeschaltet werden, Wartung beinhaltet Fehlersuche)
Weitere Parameter, die unterschiedliches Wartungsverhalten wiederspiegeln.
Ersatzteilverwaltung (Spares Pool)
Für jeden Block können Ersatzeinheiten bereitgehalten werden
Direkt vor Ort (onsite)
In einem entfernten Lager (offsite)
Es kann ein Repair Shop eingerichtet werden, in dem die Ersatzeinheiten mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit wieder instand gesetzt werden.
