A comprehensive and practical reliability allocation method considering failure effects and reliability costs

• Autorzy: Yu H. , Zhang G. , Ran Y. , Li M. , Wang Y.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2018.2.09

Warianty tytułu

PL

Kompleksowa i praktyczna metoda alokacji niezawodności uwzględniająca skutki uszkodzeń i koszty niezawodności

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In view of the drawbacks in existing allocation methods which are incomplete considerations and poor practicality, a comprehensive fuzzy allocation method considering failure effects and reliability costs is proposed. Fuzzy linguistics and triangular fuzzy numbers are used to evaluate the uncertainty and subjective factors in allocation process. The traditional risk priority numbers (RPNs) are modified to overcome the shortages which are the same factor weights and equal difference of failure effects in original methods. State of the arts, components intricacy and working conditions are used to construct the reliability costs model, which solves the difficulties of costs statistics and avoids the sophisticated calculations which exist in current allocation methods. The relationship between reliability costs and potential risk of subsystem is studied and the value range of it is given in this paper. A case example is given to illustrative the scientificity and practicability of proposed allocation method.

PL

Ze względu na niedostatki istniejących metod alokacji, które nie dają pełnego obrazu problematyki i mają słabe zastosowanie w praktyce, w artykule zaproponowano kompleksową metodę alokacji opartą na logice rozmytej, uwzględniającą skutki uszkodzeń i koszty niezawodności. W pracy wykorzystano lingwistykę rozmytą i trójkątne liczby rozmyte do oceny niepewności i czynników subiektywnych w procesie alokacji. Zmodyfikowano tradycyjny wskaźnik liczby priorytetowej ryzyka (RPN), co pozwoliło na poprawę mankamentów charakteryzujących oryginalną metodę, t.j. takie same współczynniki wagowe i równoważność skutków uszkodzeń o różnym stopniu ciężkości. Na podstawie wiedzy o stanie techniki, złożoności komponentów i warunkach pracy, skonstruowano model kosztów niezawodności, który rozwiązuje trudności dotyczące sporządzania statystyki kosztów i pozwala uniknąć skomplikowanych obliczeń stosowanych w obecnych metodach alokacji. Zbadano związek między kosztami niezawodności a potencjalnym ryzykiem podsystemu, oraz podano jego zakres wartości. Prezentowane studium przypadku demonstruje możliwe zastosowania i efektywność proponowanej metody.

Słowa kluczowe

EN

reliability allocation; reliability cost; failure modes and effect analysis (FMEA); relative reliability; fuzzy methods

PL

alokacja niezawodności; koszty niezawodności; analiza przyczynowo-skutkowa; uszkodzenie; względna niezawodność; metody rozmyte

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 20, no. 2
• Strony: 244--251
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Yu H.

• College of Mechanical Engineering and State Key Lab Mech Transmiss, Chongqing University, Chongqing 400044, China
• [e-mail]

autor

Zhang G.

• College of Mechanical Engineering and State Key Lab Mech Transmiss, Chongqing University, Chongqing 400044, China

autor

Ran Y.

• College of Mechanical Engineering and State Key Lab Mech Transmiss, Chongqing University, Chongqing 400044, China

autor

Li M.

• College of Mechanical and Energy Engineering, Shaoyang University, Shaoyang 422000, China

autor

Wang Y.

• College of Mechanical Engineering and State Key Lab Mech Transmiss, Chongqing University, Chongqing 400044, China

Bibliografia

• 1. Bracha VJ. The methods of reliability engineering .Machine Design 1964; 7:70–6.
• 2. Certa A, Hopps F, Inghilleri R, et al. A Dempster-Shafer Theory-based approach to the Failure Mode, Effects and Criticality Analysis (FMECA) under epistemic uncertainty: application to the propulsion system of a fishing vessel. Reliability Engineering & System Safety 2017; 159(69):79, https://doi.org/10.1016/j.ress.2016.10.018 .
• 3. Chen J, Duan M, Zhang Y. Decision-making of spare subsea trees with multi-restrictive factors in deepwater development. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2016; 18 (4): 590–598, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2016.4.14.
• 4. Dale C J, Winterbottom A. Optimal Allocation of Effort to Improve System Reliability. IEEE Transactions on Reliability 1986; 35(2):188-191, https://doi.org/10.1109/tr.1986.4335401 .
• 5. Department of the Army. TM 5-689-4. Failure modes, effects and criticality analysis (FMECA) for command, control, communications, computer, intelligence, surveillance, and reconnaissance (C4ISR) facilities 2006 Sep.
• 6. Elegbede A O C, Chu C, Adjallah K H, et al. Reliability allocation through cost minimization. IEEE Transactions on Reliability 2003; 52(1):106-111, https://doi.org/10.1109/tr.2002.807242 .
• 7. Gong Q X. Reliability Engineering Handbook. National Defense Industry Press, 2007.
• 8. Gölbaşı O. Risk-Based Reliability Allocation Methodology to Set a Maintenance Priority Among System Components: A Case Study in Mining[J]. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2017; 19(2):191-202, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2017.2.6.
• 9. Heydorn R P. Reliability Engineering Handbook. Prentice-Hall, 2001.
• 10. Huang H Z, Liu Z J, Li Y, et al. A warranty cost model with intermittent and heterogeneous usage. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2008; 40(4):9-15.
• 11. Itabashi-Campbell R R, Yadav O P. System Reliability Allocation based on FMEA Criticality// SAE World Congress & Exhibition 2009.
• 12. Jaśkowski P. Methodology for enhancing reliability of predictive project schedules in construction. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2015; 17(3):470-479, https://doi.org/ 10.17531/ ein.2015.3.20 .
• 13. Karmiol ED. Reliability apportionment. Preliminary Report EIAM 5, Task II. General electric. Schenectady, NY 1965.
• 14. Kececioglu D. Reliability engineering handbook (vol. 1). Prentice Hall, 1992.
• 15. Kim K O, Yang Y, Zuo M J. A new reliability allocation weight for reducing the occurrence of severe failure effects. Reliability Engineering & System Safety 2013; 117(117):81–88, https://doi.org/10.1016/ j.ress.2013.04.002 .
• 16. Kuo W, Prasad V R, Tillman F A, et al. Optimal Reliability Design: Fundamentals and Applications. Microelectronics Journal 2001; 32(10):911-911.
• 17. Li J, Guo J Z, Zhou H Q, et al. Research on the Method of Reliability Allocation of Diesel Engine Base on the Cost Function. Applied Mechanics & Materials 2012; 271-272(2446):1115-1120, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.271-272.1115 .
• 18. Liu H C, You J X, You X Y, et al. A novel approach for failure mode and effects analysis using combination weighting and fuzzy VIKOR method. Applied Soft Computing 2015; 28(C):579-588, https://doi.org/10.1016/j.asoc.2014.11.036 .
• 19. Liu Y, Yu W, Li Y, et al. Reliability allocation based on interval analysis and grey system theory. China Mechanical Engineering 2015; 26(11):1521-1526, https://doi.org/10.1016/j.infsof.2016.09.010 .
• 20. O'Hagan M. Aggregating Template or Rule Antecedents In Real-time Expert Systems With Fuzzy Set Logic// Asilomar Conference on. IEEE Xplore 1988; 681-689, https://doi.org/10.1109/ acssc.1988.754637 .
• 21. Qiu X, Ali S, Yue T, et al. Reliability-Redundancy-Location Allocation with Maximum Reliability and Minimum Cost Using Search Techniques. Information & Software Technology 2016; 82:36-54, https://doi.org/10.1016/j.infsof.2016.09.010 .
• 22. Todinov M T. Risk-based reliability allocation and topological optimization based on minimizing the total cost. International Journal of Reliability & Safety 2007; 1(4):489-512(24), https://doi.org/10.1504/ijrs.2007.016261 .
• 23. Wang Y, Yam R C M, Zuo M J, et al. A comprehensive reliability allocation method for design of CNC lathes. Reliability Engineering and System Safety 2001; 72(3):247-252, https://doi.org/10.1016/ s0951-8320(01)00018-7 .
• 24. Xiao N, Huang H Z, Li Y, et al. Multiple failure modes analysis and weighted risk priority number evaluation in FMEA. Engineering Failure Analysis 2011; 18(4):1162-1170, https://doi.org/10.1016/ j.engfailanal.2011.02.004 .
• 25. Yadav O P, Zhuang X. A practical reliability allocation method considering modified criticality factors. Reliability Engineering & System Safety 2014; 129:57-65, https://doi.org/10.1016/j.ress.2014.04.003 .
• 26. Yadav O P. System reliability allocation methodology based on three- dimensional analyses. International Journal of Reliability & Safety 2007; 1: 360–75, https://doi.org/10.1504/ijrs.2007.014969 .
• 27. Zhang G B, Jian L, Wang G Q. Fuzzy reliability allocation of CNC machine tools based on task. Computer Integrated Manufacturing Systems Cims 2012; 18(4):768-774.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).