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系列與並行：你知道如何影響系統可用性嗎？
在當今資訊與工業化快速發展的世界中，系統的可用性變得愈加重要。在可靠性工程領域，「可用性」這個名詞在描述一個系統、子系統或設備的可操作狀態時，有著多層次的意義。它不僅關乎設備的運行時間，還包括了眾多影響因素。
可用性是確保系統在開始任務時可以正常運行的機率。
可用性通常被定義為系統的「運行時間」除以「總時間」，即運行時間加上下線時間。這個比率表明了系統在隨機時刻開始任務時的可運行概率。一般來說，高可用性的系統會被設定在99.98%、99.999%或99.9996%這樣的高水準上。相對的，無法使用的情況可以表示為可用性減去1。
系列與並行的影響
在分析系統可用性時，系列和並行組件的配置會產生不同的效果。以系列組件為例，當一個系統由A、B和C三個組件組成時，其可用性的計算方式為各組件可用性的乘積。因此，系列組件的綜合可用性通常低於個別組件的可用性。
系列組件的可用性是各組件可用性的乘積，並且總是低於個別組件的可用性。
相對的，並行組件的配置則有助於提高整體系統的可用性。若A、B和C三個組件是並行的，那麼其可用性計算公式為1減去各組件的不可用性乘積。這意味著，通過增加並行組件的數量，可以顯著提高系統的整體可用性。在某些情況下，若每個組件的可用性僅為50%，那麼配置十個並行組件後，整體可用性可以達到99.9023%之高。
冗餘的角色
然而，冗餘未必必然導致更高的可用性。事實上，冗餘在增加系統的複雜性時，可能會反而降低可用性。要充分利用冗餘，需要確保數個要素：首先，增強整體可用性，其次，冗餘組件必須獨立失效，且系統能準確檢測健康的冗餘組件，最後，系統必須具備可可靠地擴展與收縮冗餘組件的能力。
要正確利用冗餘，必須達成可用性上淨增的改善。
可用性建模的方法與技術
在計算系統可用性及功能失效條件的過程中，常使用可靠性區塊圖或故障樹分析等方法。這些方法考慮到多項因素，例如可靠性模型、維護性模型、冗餘設計、診斷、維修狀態等，分析過程中亦需考慮不確定性的參數。這些方法能有效識別出影響可用性的最關鍵項目及失效模式。
系統工程中的定義
在系統工程的背景下，「固有可用性」與「實現可用性」等術語廣泛使用。固有可用性是指在理想的支持環境下，設備在特定時間能夠正常運行的機率，而實現可用性則是考慮到實際運作情境對可用性的影響。通過理解這些定義，我們能夠更好地掌握系統可用性的影響因素。
基本示例與實際應用
舉例來說，若一設備的平均故障間隔時間為81.5年，而平均修復時間為1小時，那麼其固有可用性可以計算為約99.999860%。這個數字高得驚人，顯示出可靠性工程設計背後的深入思考。這種可用性因子在發電廠工程中被廣泛使用。
可用性是衡量系統在開始任務時是否能正常運行的關鍵指標。
隨著科技的進步，系統可用性已經成為工程設計與日常運營的重要考量因素。因為高可用性不僅意味著減少了運行故障帶來的損失，還增加了用戶的信賴度與滿意度。然而，如何在複雜性和可用性之間取得平衡，仍然是一個值得深思的問題？
