Analysis of logistic support system using fault trees with time dependencies

• Autorzy: Magott J. , Nowakowski T. , Skrobanek P. , Werbińska S.

Warianty tytułu

PL

Analiza systemu wsparcia logistycznego z zastosowaniem drzew niezdatności z zależnościami czasowymi

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W analizowanym problemie system logistyczny jest traktowany jako system wspierający funkcjonowanie systemu technicznego. W związku z tym, jego podstawowym zadaniem jest zaspokojenie zapotrzebowania pojawiającego się w systemie technicznym. Uwzględnienie zawodności systemu wsparcia logistycznego funkcjonowania systemu technicznego wymaga zdefiniowania podstawowych relacji pomiędzy tej klasy systemami w procesie oceny gotowości realizowanych funkcji. W rezultacie opisano model nadsystemu, zdefiniowany jako system, w którym pewne zadania są realizowane wspólnie przez minimum dwa odrębne podsystemy, które mogą funkcjonować oddzielnie, ale muszą współpracować ze sobą w celu zapewnienia określonego potencjału. Jednocześnie, uwzględniając specyfikę problematyki modelowania systemów wsparcia logistycznego funkcjonowania systemów eksploatacji, biorąc pod uwagę charakter procesu eksploatacji oraz fakt, iż procesy wspierające mają przede wszystkim na celu zapewnienie ciągłości realizacji procesów obsługi, celowe jest wykorzystanie modelu rezerwy pojedynczej w procesie identyfikacji funkcjonowania omawianego nadsystemu. Brak możliwości wsparcia logistycznego w trakcie realizacji pojedynczego procesu odnowy systemu technicznego może spowodować niezdatność całego nadsystemu. Podstawową charakterystyką definiującą poziom funkcjonowania omawianego nadsystemu jest prawdopodobieństwo jego niezdatności w wyniku przekroczenia dostępnej rezerwy czasowej przez czas realizacji procesu odnowy systemu technicznego. Jednakże, analiza probabilistyczna nie pozwala w prosty sposób określić zależności czasowych występujących pomiędzy odrębnymi, a jedynie współpracującymi systemami. W związku z tym, wykorzystano metodę Drzew Zdarzeń z Zależnościami Czasowymi (Fault Trees with Time Dependency) w celu opisania opóźnień czasowych pojawiających się w trakcie realizacji procesu obsługiwania systemu technicznego. W artykule przedstawiono drzewa zdarzeń dla modeli nadsystemu z pomijalnym oraz niepomijalnym czasem odnowy systemu technicznego. Następnie przeprowadzono analizę statyczną opracowanych modeli oraz omówiono interpretację uzyskanych wyników. W rezultacie, wnioski przeprowadzonej analizy statycznej z wykorzystaniem techniki FTTD mogą być wykorzystane w procesie modelowania funkcjonowania systemów technicznych, uwzględniającego zawodność realizowanych zadań wsparcia logistycznego, w celu doboru parametrów nadsystemu, pozwalających na obniżenie prawdopodobieństwa wystąpienia jego niezdatności. Z jednej strony analiza zależności czasowych pozwala na definicję podstawowych warunków realizacji procesu zaopatrzenia w celu zapewnienia wymaganej zdolności operacyjnej nadsystemu. Z drugiej strony, może być wykorzystana do zdefiniowania wymagań w obszarze niezawodności systemu technicznego, niezbędnych do zapewnienia ciągłości realizacji procesów operacyjnych nadsystemu. W chwili obecnej autorzy dysponują narzędziem pozwalającym na przeprowadzenie analizy FTTD przy wykorzystaniu pięciu typów bram czasowych: causal XOR, causal AND, generalization XOR, generalization AND, oraz priority AND.

EN

Any operational system, in order to successfully accomplish its intended mission, must reIy on logistic support that will be available when required. However, the simultaneous setting of all structural parameters and control variables in order to achieve the effective and reliable operational system, needs both to integrate the logistic support system fully with the system being supported into one system of systems. In many systems undesired event occurs later than components failure, if and only repair is not completed within a grace period. Thus, in the paper, the time-dependent system of systems is considered where the system total task must be executed during the constrained time resource. As a result, the FauIt Trees with Time Dependency (FTTD) are used to describe the values of the delay times of operational system maintenance process performance. In the FTTD, events and gates are characterised by time parameters, which are derived from time characteristics of system of systems' processes performance.

Słowa kluczowe

PL

system logistyczny; system techniczny; analiza systemu wsparcia logistycznego; zależności czasowe; metoda drzew zdarzeń

EN

analysis of logistic support system; Fault Trees with Time Dependency (FTTD)

• Wydawca: Warsaw University of Technology, Faculty of Transport
• Czasopismo: Archives of Transport
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 19, iss. 4
• Strony: 57--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Magott J.

autor

Nowakowski T.

autor

Skrobanek P.

autor

Werbińska S.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, 50-372 Wrocław, ul. Janiszewskiego 11/17

Bibliografia

• 1. Blischke W.R., Prabhakar Murthy D.N.: Reliability: Modelling, Prediction and Optimization. John Willey & Sons, Inc., New York, 2000.
• 2. Cho LD., Parlar M.: A survey of maintenance models for multi-unit systems. European Journal of Operational Research, 51, 1991.
• 3. Crossley W.A.: System of systems: an introduction of Purdue University Schools of Engineering Signature Area. Av. on: http://esd.mit.edu/symposium/pdfs/papers/crossley.pdf (29.11.2006).
• 4. De Smidt-Destombes K.S., van der Heijden M.C., van Harten A.: On the interaction between maintenance, spare part inventories and repair capacity for a k-out-of-n system with wear-out. European Journal of Operational Research, 174, 2006.
• 5. De Smidt-Destombes K.S., van der Heijden M.C., van Harten A.: On the availability of a k-out-of-n system given limited spares and repair capacity under a condition based maintenance strategy. Reliability Engineering and System Safety, 83, 2004.
• 6. Górski J., Magott J., Wardziński A.: Modelling Fault Trees Using Petri Nets. [In:] Proc. SAFECOMP '95, Belgirate, Italy, LNCS, Springer-Verlag, 1995.
• 7. Górski J.: Extending Safety Analysis Techniques With Formal Semantics. [In:] Technology and Assessment of Safety-Critical Systems (F.J. Redmill, T. Anderson, eds.). Springer-Verlag, 1994, 147-163.
• 8. Guide Jr V.D.R., Srivastava R.: Repairable inventory theory: Models and applications. European Journal of Operational Research, 102, 1997.
• 9. Hagmark P.E., Pernu H.: Risk eva1uation of a spare part stock by stochastic simulation. Proceedings of ESREL'06 Conference, Estoril, September 2006.
• 10. Kennedy W.J., Patterson J.W., Fredendall L.D.: An overview of recent literature on spare parts inventories. International Journal of Production Economics, 76, 2002.
• 11. Langer Y.: System with time-redundancy. In proc. symp. Annual Reliability and Maintainability Symposium, 2001.
• 12. Magott J., Skrobanek P.: Partially automatic generation of fault-trees with time dependencies. [In:] Proc. Dependability of Computer Systems, DepCoS '06, Szklarska Poreba, Poland, IEEE Computer Society Press, 2006, 43-50.
• 13. Magott J., Skrobanek P.: Method of Time Petri Net Analysis for Analysis of Fault Trees with Time Dependencies. IEE Proceedings - Computers and Digital Techniques, Vol. 149, No. 6, 2002, 257 -271.
• 14. Magott J., Skrobanek P.: A method of analysis of fault trees with time dependencies. [In:] Proc. SAFECOMP '2000, Rotterdam, The Netherlands, LNCS, Vol. 1943, Springer-Verlag, 2000, 176-186.
• 15. Pierskalla W.P., Voelker J.A.: A survey of maintenance models: the control and surveillance of deteriorating systems. Naval Research Logistics Quarterly, 23, 1976.
• 16. Skrobanek P.: A method of analysis of fault tree with time dependencies for safety-related systems (in Polish). Ph. D. Thesis, Technical University of Wroclaw, Poland, report: PRE. 24/2005.
• 17. Valdez-Flores C., Feldman R.: A survey of preventive maintenance models for stochastically deteriorating single-unit systems. Naval Research Logistics, Vol. 36, 1989.
• 18. Vaurio J.K.: Reliability characteristics of components and systems with tolerable repair times. Reliability Engineering and System Safety, 56, 1997.
• 19. Wang H.: A survey of maintenance policies of deteriorating systems. European Journal of Operational Research, 139, 2002.
• 20. Ważyńska-Fiok K., Jaźwiński J.: Reliability of operational systems (in Polish). PWN, Warsaw, 1990.
• 21. Werbińska S.: The reliability model of logistic support system with Time Dependency (in Polish). Logistics, No. 3, 2007.
• 22. Werbińska S.: The availability model of logistic support system with time redundancy. Maintenance and Reliability, No. 3,2007.
• 23. Werbińska S.: Problems of designing a logistic support system with time dependency. SYSTEMS Journal of Transdisciplinary Systems Science, Vol. 13, No. 2, 2007.