في هذا المقال سوف أتحدث (ويسعدني مشاركتكم في التعليقات) عن ما يلي:
١- تاريخ وتطورات الموثوقية (Reliability Development) بشكل عام.
٢- تعريف مبسط للموثوقية و مفاهيمها (Reliability concepts) بشكل عام.
٣- أنواع الأنظمة الكهربائية (Types of systems) بشكل عام.
٤- تحقيق الموثوقية (Achieving Reliability) بشكل عام.
١- تاريخ وتطورات الموثوقية (Reliability Development) بشكل عام:
بدأت أو نشأت مراعاة الموثوقية في الأجهزة من خلال التطبيقات الفضائية (Aerospace applications)، والعسكرية (Military applications)، ومن ثم في في التطبيقات النووية (Nuclear applications)، إلى أن تم مراعاتها في أنظمة الطاقة الكهربائية وخصوصاً الضخمة (Bulk complex power systems).
المجتمعات (مستخدمي الطاقة الكهربائية) لا يستطيعون التفريق بين أنواع الخطر التي تحدث في الأنظمة، بمعنى أنهم يلقون اللوم على الشركة (وهذا أمر طبيعي)؛ لعدم معرفتهم الكاملة بالأحداث (Events) المتوقع حصولها والغير متوقع حصولها، وأقصد هنا في أنواع الخطر (Risk) و (Hazard) حيث أن (Risk) هي من تحتاج إلى تقييم موثوقية (Reliability assessment).
من ناحية الأنظمة الكهربائية هنالك أسباب صعّدت من احتياج مراعاة الموثوقية وبشده في الأنظمة الكهربائية كما كانت عليه في التطبيقات العسكرية والفضائية، ومن هذه الأسباب هو انقطاعي الكهرباء الشهيرين في شمال أمريكا و الإتحاد الأوروبي، مما كانت سبب لتوجه المهندسين لتطبيق كلاهما (Risk assessment) و (Reliability assessment) على الشبكات الكهربائية.
لسوء الحظ، ومن خلال الجهود من ذلك الحين إلى هذه اللحظة أتفق معظم الباحثين على عدة نقاط أبرزها وأهمها هو أنه لا يوجد منهج موحد لتطبيق الموثوقية (Reliability method or strategy) على كل أنواع الشبكات الكهربائية في العالم، وأيضاً لا يوجد تغطية موثوقية لنظام بشكل كامل (١٠٠٪).
ولحسن الحظ أن الموثوقية متداخلة (Reliability is interdisciplinary) بين المجالات التالية: الكهربائية (Electrical)، والميكانيكية (Mechanical)، والكيميائية (Chemical)، والمدنية (Civil)، مما يساهم في تطويرها على شكل أربع خطوط متوازية.
مرجع الصورة : هو ورقة تم نشرها في ٢٠١٩، (الرابط في المراجع بالأسفل ) بعنوان:
Interdisciplinarity revisited : evidence for research impact and dynamism
٢- تعريف مبسط للموثوقية و مفاهيمها:
– تعريف الموثوقية:
- بالإنجليزية: The overall ability of the system to perform its functions.
- بالعربية: القدرة الكلية للنظام على أداء وظائفه.
– المفاهيم الأساسية للموثوقية هي:
- الكفاءة (Adequacy): وهي عندما تكون أجزاء النظام قادرة وكافية (Sufficient facilities)، للمزيد : أجزاء النظام الكهربائي خصوصاً هي : التوليد (Generation facilities)، النقل (Transmission facilities)، التوزيع (Distribution facilities).
- الحماية (Security): وهي التجاوب مع إضطرابات النظام نفسه (Disturbance response)، للمزيد : الإضطرابات قد تكون سريعة (Transient) أو غير سريعة (Dynamic).
٣- أنواع الأنظمة (Types of systems) بشكل عام:
— أنظمة تعمل من أجل مهمة (Mission oriented systems) مثل أنظمة الطيران، وهذه الأنظمة تتميز بمايلي:
- يلزم تشغيل هذا النوع من الأنظمة بدون خلل.
- عند حدوث خلل في جزء منها، يجب أن لا تتأثر الأجزاء الأخرى.
– أنظمه تعمل بشكل مستمر (Continuously operated systems) مثل أنظمة الطاقة الكهربائية وتتميز بمايلي:
- من الطبيعي حدوث الأعطال (Failures).
- لكن لا يجب أن تكون متكررة بشكل غير طبيعي أو لمدة أطول من اللازم.
٤- تحقيق الموثوقية (Achieving Reliability) بشكل عام:
– لتحقيق الموثوقية هنالك عدة تقنيات (Techniques)، و قياسات (Measures)، ومعايير (Criteria)، ومؤشرات (Indices) مطلوبة لتقييم سلوك النظام (system behavior assessment)، في السابق كانت الخبرات النوعية (Qualitative) والموضوعية (Subjective) تستخدم لتحقيق الموثوقية ولكن لم تعد مناسبة في المجال الهندسي؛ لأنه يجب مراعات نقطتين في الأنظمة الهندسية وهي:
- يجب أن يكون التقييم محدد (Specified) و كمي (Quantitative).
- الأنظمة الكهربائية أنظمة عددية أو رقمية (Numerical-Based).
– التقييم الكمي (Quantitative assessment): يتيح للمهندسين والمشغلين معرفة كيف تحدث الأعطال (Failures) و ماهي العواقب (Consequences)، ويعتمد هذا التقييم على بيانات النظام سابقاً (Past Information) لكي يتوقع الأحداث المستقبلية (Prediction)، وفي نفس الوقت إعطاءهم مجال لكي يتم تحسين الموثوقية (Reliability Enhancement) بمعرفة مايلي:
- استثمارات اقتصادية (Economic Investments).
- استثمارات رأس المال (Capital Investments).
- معرفة تشغيل النظام (Knowledge of Operation).
- سلوك النظام (System behavior).
