Projektowanie niezawodnościowe z wykorzystaniem kilku strategii utrzymania

Wang, Z.; Huang, H. Z.; Du, X.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Projektowanie niezawodnościowe z wykorzystaniem kilku strategii utrzymania

Autorzy

Wang Z. , Huang H. Z. , Du X.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

httpwww_ein_org_plpodstronywydania44pdf05.pdf

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Reliability - based design incorporating several maintenance policies

Języki publikacji

Abstrakty

Traditional reliability-based design optimization (RBDO) minimizes a cost-type objective function subject to reliability constraints. The reliability constraints are based on physical models, such as finite element simulation, which are used to specify the state of a component or a system. Hence the reliability is the so-called physical reliability. The reliability constraints are usually static without accounting for product lifecycle issues. In this work, several reliability-based design optimization models incorporating several maintenance policies are proposed. The product lifecycle cost is minimized while the constraints of product lifecycle reliability or availability are satisfied. The First Order Reliability Method (FORM) is employed to calculate the time dependent reliability. An engineering example is used to illustrate the proposed models.

Tradycyjna optymalizacja projektowania niezawodnościowego (RBDO) minimalizuje funkcję celu opisującą koszty w zależności od ograniczeń niezawodności. Ograniczenia niezawodności oparte są na modelach fizycznych, takich jak symulacja z wykorzystaniem metody elementów skończonych, których używa się do określania stanu komponentu lub systemu. Stąd niezawodność oznacza tu tzw. niezawodność fizyczną. Ograniczenia niezawodności są zazwyczaj statyczne i nie wyjaśniają problemów związanych z cyklem życia produktu. W niniejszej pracy zaproponowano kilka modeli optymalizacji projektowania niezawodnościowego wykorzystujących kilka strategii utrzymania. Koszt cyklu życia produktu w omawianych modelach został zminimalizowany przy jednoczesnym spełnieniu wymogów niezawodności i dostępności podczas cyklu życia produktu. Do obliczenia czasowo zależnej niezawodności wykorzystano metodę analizy niezawodności pierwszego rzędu (FORM). Możliwość praktycznego wykorzystania proponowanych modeli zilustrowano przykładem.

Słowa kluczowe

reliability-based design optimization lifecycle maintenance first order reliability method

optymalizacja projektowania niezawodnościowego cykl życia eksploatacja metoda analizy niezawodności pierwszego rzędu

Wydawca

Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne

Czasopismo

Eksploatacja i Niezawodność

Rocznik

2009

Tom

nr 4

Strony

37--44

Opis fizyczny

Bibliogr. 31 poz.

Twórcy

autor

Wang Z.

autor

Huang H. Z.

autor

Du X.

School of Mechanical, Electronic, and Industrial Engineering University of Electronic Science and Technology of China Chengdu, Sichuan, 611731, P. R. China The State Key Laboratory of Mechanical Transmission Chongqing University Chongqing, 400044, P, hzhuang@uestc.edu.cn

Bibliografia

1. Allen M, Maute K. Reliability-based design optimization of aeroelastic structures. Structural and Multidisciplinary Optimization 2004; 27: 228-242.
2. Cafeo J A, Donndelinger J A, Lust R V, Mourelatos Z P. The need for nondeterministic approaches in automotive design: A Business Perspective, Engineering Design Reliability Handbook, eds. E. Nilolaidis, D. M. Chiocel, and S. Singhal. CRC Press: Washington D.C, 2005.
3. Cassady C R, Maillart L M. Introduction to repairable system modeling. Las Vegas, 2008; 2008 Annual Reliability and Maintainability Symposium Tutorial.
4. Chiralaksanakul A, Mahadevan S. First-order approximation methods in reliability-based design optimization. ASME Journal of Mechanical Design 2005; 127: 851-857.
5. Dai S H, Wang M O. Reliability Analysis in Engineering Applications. Van Nostrand Reinhold: New York, 1992.
6. Du X, Sudjianto A, Chen W. An integrated framework for optimization under uncertainty using inverse reliability strategy. ASME Journal of Mechanical Design 2004; 126: 562-570.
7. Du X, Huang B. Reliability-based design optimization with equality constraints. International Journal for numerical methods in engineering 2007; 72: 1314-1331.
8. Du X, Chen W. Sequential optimization and reliability assessment for probabilistic design. ASME Journal of Mechanical Design 2004; 126: 225-233.
9. Frangopol D M, Maute K. Life-cycle reliability-based optimization of civil and aerospace structures. Computers & Structures 2003; 81: 397-410.
10. Hoffman J D. Numerical Methods for Engineers and Scientists. Marcel Dekker: New York, 1987.
11. Kuschel N, Rackwitz R. Structural Optimization under Time-Variant Reliability Constraints. Cracow, 1998; 8th IFIP WG 7.5 Working Conference.
12. Laumakis P J, Harlow G. Structural reliability and Monte Carlo simulation. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology 2002; 33: 377-387.
13. Liang J, Mourelatos Z P, Tu J. A single-loop method for reliability-based design optimization. International Journal of Product Development (IJPD) 2008; 5: 76-92.
14. Lin D, Zuo M J, Yam R C M, Meng M Q H. Optimal system design considering warranty, periodic preventive maintenance, and minimal repair. Journal of the Operational Research Society 2000; 51: 869-874.
15. Mahadevan S, Rebba R. Inclusion of model errors in reliability-based optimization. ASME Journal of Mechanical Design 2006; 128: 936-944.
16. Mahadevan S. Physics-based reliability models, Reliability-Based Mechanical Design, eds. T. A. Cruse. Marcel Dekker Inc.: New York, 1997.
17. Mahadevan S. Modeling and simulation for design under uncertainty, Modeling and Simulation-Based Life Cycle Engineering. Spon Press: New York, 2002.
18. Monga A, Zuo M J. Optimal design of series-parallel systems considering maintenance and salvage values. Computers and Industrial Engineering 2001; 40: 339-348.
19. Monga A, Zuo M J. Optimal system design considering maintenance and warranty. Computers and Operations Research 1998; 25: 691-705.
20. Monga A, Zuo M J, Toogood R. Reliability based design of systems considering preventive maintenance and minimal repair. International journal of Reliability, Quality and Safety Engineering 1997; 4: 55-71.
21. Noor A K. Perspectives on nondeterministic approaches, Engineering Design Reliability Handbook, eds. E. Nilolaidis, D. M. Chiocel, and S. Singhal. CRC Press: Washington D.C, 2005.
22. Pham H, Wang H Z. Imperfect maintenance. European Journal of Operational Research 1996; 94: 425-438.
23. Rackwitz R. Reliability analysis - past, present and future. Notre Dame, 2000; 8th ASCE Joint Specialty Conference on Probabilistic Mechanics and Structural Reliability.
24. Tobias P A, Trindade D C. Applied Reliability. Chapman & Hall/CRC: New York, 1995.
25. Tu J, Choi K K, Young H P. A new study on reliability-based design optimization. ASME Journal of Mechanical Engineering 1999; 121: 557-564.
26. Vittal S, Hajela P. Probabilistic design and optimization of aging structures. New York, 2004; 10th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization.
27. Wu Y T, Shin Y, Sues R, Cesare M. Safety-factor based approach for probabilistic-based design optimization. Seattle Washington 2001; 42nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference and Exhibit.
28. Yang R J, Gu L. Experience with approximate reliability-based optimization methods. Structural and Multidisciplinary Optimization 2003; 26: 152-159.
29. Youn B D, Choi K K. Selecting probabilistic approaches for reliability-based design optimization. AIAA Journal 2004; 42: 124-131.
30. Zang T A, Hemsch M J, Hilburger M W, Kenny S P, Luckring J M, Maghami P, Padula S L, Stroud W J. Needs and opportunities for uncertainty-based multidisciplinary design methods for aerospace vehicles. NASA/TM-2002-211462 2002.
31. Zhang Y L. A geometric-process repair-model with good-as-new preventive repair. IEEE Trans. on Reliability 2002; 51: 223-228.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BAT1-0034-0056