books margin of safety

تتطلب العديد من وكالات ومؤسسات الحكومة (كمؤسسة الفضاء الجوي) استخدام هامش أمان لوصف نسبة متانة البنية إلى المتطلبات. هناك تعريفان منفصلان لهامش الأمان لذا يجب الانتباه لتحديد أيهما هو المستخدم في تطبيق ما. أحد استخدامي هامش الأمان هو كمقياس للقدرة كمعامل الأمان. الاستخدام الآخر لهامش الأمان هو كمقياس لمدى تحقيق متطلبات التصميم (التحقق من المتطلبات). يمكن تصور هامش الأمان (مع معامل الاحتياط المشروح أدناه) كتمثيل لكم القدرة الكلية للبنية المتروك «كاحتياطي» أثناء التحميل.

هامش الأمان كمقياس لقدرة البنية: يعني هذا التعريف لهامش الأمان والذي يشيع استخدامه في الكتب المرجعية في جوهره أنه إذا كانت القطعة محملة بالحمل الأعظمي التي يجب ألا تتجاوزه طيلة خدمتها، كم تستطيع أن تتحمل من الأحمال ذات القوة نفسها قبل أن تنهار. في الحقيقة، يمثل هذا مقياسًا للقدرة الفائضة. إذا كان الهامش 0، لن تتحمل القطعة أي حمل إضافي قبل أن تنهار، إذا كان الهامش سالبًا ستنهار القطعة قبل الوصول إلى حملها التصميمي في الخدمة. إذا كان الهامش 1، تستطيع القطعة تحمل حمل إضافي واحد قوته تساوي الحمل الأعظمي الذي صُممَت القطعة لتحمله (أي ضعفي الحمل التصميمي).

هامش الأمان = (حمل الانهيار / الحمل التصميمي) -1 هامش الأمان = معامل الأمان -1

هامش الأمان كمقياس للتحقق من المتطلبات: تضع العديد من الوكالات والمنظمات كناسا والمؤسسة الأمريكية للملاحة الجوية والفضائية المعامل التصميمي في تعريف هامش الأمان، بكلمات أخرى، يُحسب هامش الأمان بعد تطبيق المعامل التصميمي. في حالة هامش أمان يساوي 0، تكون متانة القطعة المتانة المطلوبة بالضبط (معامل الأمان يساوي المعامل التصميمي). إذا وجدت قطعة معاملها التصميمي المطلوب 3 وهامش أمانها 1، سيكون لها معامل أمان 6 (تستطيع تحمل حملين مساويين لمعاملها التصميمي 3، متحملةً بذلك ستة أضعاف الحمل التصميمي قبل الانهيار). الهامش 0 يعني قبول القطعة التي معامل أمانها 3. إذا كان الهامش أقل من 0 وفق هذا التعريف، مع أن القطعة لن تنهار بالضرورة، فإن متطلبات التصميم لم تتحقق. من فوائد هذا الاصطلاح أنه ولكل التطبيقات، يُقبل هامش أمان 0 أو أكثر، ولا يحتاج المرء لمعرفة تفاصيل التطبيق أو يقارن مع المتطلبات، بنظرة واحدة إلى حساب هامش الأمان نستطيع تحديد قبول التصميم من عدمه. هذا مفيد لإلقاء نظرة عامة ومراجعة المشاريع التي فيها العديد من العناصر المتكاملة، إذ يمكن أن تمتلك العناصر المختلفة عوامل تصميمية متعددة ويساعد حساب هامش الأمان في منع حدوث ارتباك.

معامل الأمان التصميمي = ]كما في المتطلبات[

هامش الأمان = (حمل الانهيار / (الحمل التصميمي × معامل الأمان التصميمي)) -1

هامش الأمان = (معامل الأمان المحقق / معامل الأمان التصميمي) -1

لتصميم ناجح، يجب على معامل الأمان المحقق أن يساوي دائمًا معامل الأمان التصميمي أو يكون أكبر منه ليكون هامش الأمان أكبر أو يساوي الصفر. هامش الأمان أحيانًا، ولكن ليس عادةً، يُستخدم كنسبة مئوية، أي أن هامش أمان 0.50 يكافئ لهامش أمان 50%. عندما يجتاز تصميم هذا الاختبار يقال إنه يمتلك «هامش أمان موجبًا»، وبالعكس، «هامش أمان سالبًا» عند عدم اجتيازه.

في مجال الأمان النووي (كما هو مطبق في المنشآت التابعة للحكومة الأمريكية) يعرف هامش الأمان على أنه كمية لا يمكن تخفيضها دون مراجعة المكتب المختص للحكومة. تنشر إدارة الطاقة في الولايات المتحدة DOE G 424.1-1، «دليل تطبيق للاستخدام في مواجهة التساؤلات غير المراجَعة لمتطلبات الأمان» كدليل لتحديد كيفية التعرف إلى والتحديد ما إذا كان هامش أمان ما سيخفض حسب تغيير مقترح. يطور الدليل ويطبق مفهوم هامش أمان نوعي لا يمكن أن يكون صريحًا أو قابلًا للتكميم، ومع ذلك يمكن تقديره كمفهوم لتحديد قبول زيادة أو تخفيض عند اقتراح تغيير. تصبح هذه الطريقة مهمة عند فحص تصاميم ذات هوامش أمان (تاريخية) كبيرة أو غير محددة وتلك التي تعتمد على إجراءات تحكم «ليّنة» كالحدود البرمجية أو المتطلبات البرمجية.