Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Stress-strength interference-based importance for series systems considering common cause failure

Yu Guangwei, Du Yanwei, Yan Li, Ren Fangyu

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 2

241--252

EN

Series systems, whose structures are simple, are widely discovered in practical engineering, but the interdependency between the components is complex, such as common cause failure. With the consideration of the components’ strength, this paper focuses on ranking the importance measure of components considering the common cause failure based on the stress-strength interference (SSI) model. The weakest component can be identified by integrating the SSI model with the importance measure when the strength mean and variance of the component under the load stress is known. Firstly, the analytic methods are proposed to calculate the SSI-based importance of components in the series systems. Then, the monotonicity of SSI-based importance is analyzed by changing the strength mean or strength variance of one component. The results show that the SSI-based importance of components, whose parameters are changed, will reduce monotonically with the increase of strength mean or increase monotonically with the increase of strength variance. Finally, a component replacement method is developed based on the rules that both the importance of replaced component and the importance ranks should be unchanged after the replacement. SSI-based importance can help engineers to make maintenance decisions, and the component replacement method can increase the diversity of spare parts by finding the equivalent components.

PL

Systemy szeregowe, które są szeroko stosowane w praktyce inżynieryjnej, charakteryzują się prostą strukturą, jednak współzależności między ich elementami są złożone, czego przykładem są uszkodzenia wywołane wspólną przyczyną. Rozważając wytrzymałości składowych systemu, opracowano metodę szeregowania miar ważności składowych z uwzględnieniem uszkodzeń wywołanych wspólną przyczyną. Metoda ta pozwala zidentyfikować najsłabsze ogniwo systemu. Miarę istotności zintegrowano z modelem obciążeniowo-wytrzymałościowym (SSI), biorąc pod uwagę średnią i wariancję wytrzymałości elementu pod obciążeniem. W pierwszym kroku opracowano metody analityczne pozwalające na obliczanie opartej na SSI ważności elementów w systemach szeregowych. Następnie analizowano monotoniczność opartej na SSI ważności zmieniając średnią lub wariancję wytrzymałości jednego z elementów. Wyniki pokazują, że mierzona w oparciu o SSI ważność elementów, których parametry są zmieniane, maleje monotonicznie wraz ze wzrostem średniej wytrzymałości lub rośnie monotonicznie wraz ze wzrostem wariancji wytrzymałości. Na podstawie przeprowadzonych badań, opracowano metodę wymiany części, opartą na zasadzie polegającej na tym, że zarówno ważność zastąpionego elementu, jak i rangi ważności powinny pozostać niezmienione po wymianie. Możliwość określania ważności opartej na modelu SSI może pomóc inżynierom w podejmowaniu decyzji dotyczących konserwacji, zaś proponowana metoda wymiany elementów systemu pozwala zwiększyć różnorodność części zamiennych poprzez znalezienie równoważnych elementów.

2

Common cause and load-sharing failures-based reliability analysis for parallel systems

Zhang Chao, Zhang Yunan

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 1

26--34

EN

For parallel system reliability, the mean time to failure of parallel system under common cause failure (load-sharing failure) is shorter than that of the system without common cause failure (load-sharing failure). The traditional calculation approaches of mean time to failure of parallel systems do not consider the possible effect of common cause and load-sharing failure. However, it may result in the poor accuracy of mean time to failure of parallel system and pose a threat to system reliability. This paper not only considers the effect of common cause failure with stress strength, but also investigates the joint effect of the load-sharing and common cause failures. Besides, the joint failure model of three-dependent-component parallel system are established, and the corresponding properties are analyzed. Finally, a numerical example is used to illustrate the proposed method.

PL

Gdy mowa o niezawodności systemu równoległego, średni czas do uszkodzenia, w przypadku uszkodzenia wywołanego wspólną przyczyną (lub uszkodzenia elementów dzielących obciążenie) jest krótszy niż dla systemu, w którym nie występują tego typu uszkodzenia. Tradycyjne metody obliczania średniego czasu do uszkodzenia systemów równoległych nie uwzględniają potencjalnego wpływu uszkodzeń wywołanych wspólną przyczyną oraz uszkodzeń komponentów dzielących obciążenie. Może to skutkować małą dokładnością tak obliczanego średniego czasu do uszkodzenia systemu równoległego i stanowić zagrożenie dla jego niezawodności. W prezentowanej pracy rozważano nie tylko wpływ uszkodzenia wywołanego wspólną przyczyną dla modelu typu wytrzymałość-obciążenie, ale również wpływ jednocześnie występujących uszkodzeń wywołanych wspólną przyczyną i uszkodzeń elementów dzielących obciążenie. Poza tym opracowano model, w którym omawiane dwa typy uszkodzeń występują jednocześnie w systemie równoległym składającym się z trzech zależnych elementów oraz przeanalizowano właściwości takiego systemu. W artykule przedstawiono przykład numeryczny, który ilustruje zastosowanie proponowanej metody.

3

Fault tree analysis of train rear-end collision accident considering common cause failure

Li Y. F., Mi J., Huang H. Z., Zhu S. P., Xiao N.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2013

|

Vol. 15, no. 4

403--408

EN

Along with the development of modern design technology and the increasing complication of modern engineering systems, component dependency has become a universal phenomenon during the failure analysis of systems. Ignoring the dependency among the failure behaviors of system components may lead to a huge error or even yield faulty results. In this paper, three types of models and two kinds of modeling methods are introduced for solving the common cause failure issues. The fault tree model of the train rear-end collision accident has been proposed based on the explicit modeling method. The probability of occurrence of the train rear-end collision accident is calculated using the square root model. The result shows that common cause failure has significant influences on the system reliability.

PL

Wraz z rozwojem nowoczesnych technologii projektowania i rosnącej komplikacji nowoczesnych systemów inżynierskich, zależność między komponentami stała się zjawiskiem powszechnym w analizie uszkodzeń systemów. Ignorowanie zależności między zachowaniami uszkodzeniowymi komponentów systemu może doprowadzić do ogromnego błędu, a nawet dać całkowicie błędne wyniki. W niniejszej pracy, przedstawiono trzy typy modeli i dwa rodzaje metod modelowania służących do rozwiązywania typowych problemów związanych z uszkodzeniami spowodowanymi wspólną przyczyną. Zaproponowano model drzewa uszkodzeń dla kolizji tylnej części składu pociągu w oparciu o metodę modelowania bezpośredniego. Prawdopodobieństwo wystąpienia kolizji tylnej części składu pociągu obliczono przy użyciu modelu pierwiastka kwadratowego. Wynik pokazuje, że uszkodzenie spowodowane wspólną przyczyną ma znaczący wpływ na niezawodność systemu.

4

Modelowanie dynamiczno-niezawodnościowe systemów z uszkodzeniami o wspólnej przyczynie w warunkach obciążenia losowego

Wang Z., Kang R., Xie L.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2009

|

nr 3

47-54

PL

Artykuł przedstawia nową metodę tworzenia modeli dynamiczno-niezawodnościowych systemów, w których niezawodność i stopa ryzyka wyrażane są jako funkcje obciążenia, wytrzymałości i czasu. W pierwszej części artykułu przedstawiono sposób tworzenia modeli niezawodnościowych systemów z uszkodzeniami o wspólnej przyczynie stosując model interferencji pomiędzy obciążeniem a wytrzymałością, oraz wyprowadzono funkcje rozkładu kumulacyjnego oraz gęstości prawdopodobieństwa wytrzymałości dla różnych systemów. Utworzono także modele niezawodnościowe systemów w warunkach cyklicznego obciążenia losowego. Następnie opisano proces obciążania jako proces stochastyczny Poissona oraz wyprowadzono dynamiczne modele niezawodnościowe systemów o nie zmniejszającej się i zmniejszającej się wytrzymałości. Na koniec omówiono związek pomiędzy niezawodnością i czasem oraz stopę ryzyka systemów. Wyniki pokazują, że nawet przy nie zmniejszającej się wytrzymałości, niezawodność systemów zmniejsza się wraz z upływem czasu, podobnie jak ich stopa ryzyka. Gdy spada wytrzymałość, niezawodność systemów zmniejsza się szybciej wraz z upływającym czasem. Proponowane modele można wykorzystywać przy ustalaniu czasu trwania pracy próbnej, czasu niezawodnej pracy oraz harmonogramu eksploatacyjnego. Są one pomocne w zarządzaniu cyklem życia systemów.

EN

This paper presents a new method for developing the dynamic reliability model of systems, in which reliability and hazard rate of systems are expressed as functions of load, strength and time. First, reliability models of systems with common cause failure are developed by applying the load-strength interference model, and the cumulative distribution function and the probability density function of strength for different systems are derived. Reliability models of systems under repeated random load are developed. Then, the loading process is described as a Poisson stochastic process, the dynamic reliability models of systems without strength degeneration and those with strength degeneration are derived. Finally, the relationship between reliability and time, and the hazard rate of systems, are discussed. The results show that even if strength does not degenerate, the reliability of systems decreases over time, and the hazard rate of systems decreases over time, too. When strength degenerates, the reliability of systems decreases over time more rapidly, and the hazard rate curves of systems are bathtub-shaped. The models proposed can be applied to determine the duration of a trial run, the reliable operation life and the maintenance schedule. It is helpful for the life cycle management of systems.

5

Methods for the treatment of common cause failures in redundant systems

Berg H. P., Görtz R., Kesten J.

Journal of Polish Safety and Reliability Association

|

2007

|

Vol. 1

1--8

EN

Dependent failures are extremely important in reliability analysis and must be given adequate treatment so as to minimize gross underestimation of reliability. German regulatory guidance documents for PSA stipulate that model parameters used for calculating frequencies should be derived from operating experience in a transparent manner. Progress has been made with the process oriented simulation (POS) model for common cause failure (CCF) quantification. A number of applications are presented for which results obtained from established CCF models are available, focusing on cases with high degree of redundancy and small numbers of observed events.

6

Some remarks on the application of BFR-type models to common cause failures.

Berg H.P., Goertz R., Schimetschka E.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2003

|

Vol. 38, nr 4

187-196

EN

The results of a number of probabilistic safety assessments for German NPPs are presented which have shown the importance of common cause failures for the overall safety level of the plant. Binomial failure rate models and a process oriented simulation model for estimating CFF frequencies are described and their relative merits discussed.

PL

Przedstawione zostały wyniki licznych oszacowań bezpieczeństwa niemieckich siłowni nuklearnych. Pokazane zostało znaczenie uszkodzeń o wspólnej przyczynie (CCF) dla ogólnego bezpieczeństwa siłowni. Opisano binominalne modele intensywności uszkodzeń oraz model zoientowanej na proces symulacji estymującej częstotliwości CCF. Przedyskutowane zostały relatywne zalety tych modeli.