Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fault diagnosis for complex systems based on reliability analysis and sensors data considering epistemic uncertainty

Duan R., Lin Y., Zeng Y.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 4

558--566

EN

This paper presents an information fusion method to diagnose system fault based on dynamic fault tree (DFT) analysis and dynamic evidential network (DEN). In the proposed method, firstly, it uses a DFT to describe the dynamic fault characteristics and evaluates the failure rate of components using interval numbers to deal with the epistemic uncertainty. Secondly, qualitative analysis of a DFT is to generate the characteristic function via a traditional zero-suppressed binary decision diagram, while quantitative analysis is to calculate some importance measures by mapping a DFT into a DEN. Thirdly, these reliability results are updated according to sensors data and used to design a novel diagnostic algorithm to optimize system diagnosis. Furthermore, a diagnostic decision tree (DDT) is obtained to guide the maintenance workers to recover the system. Finally, the performance of the proposed method is evaluated by applying it to a train-ground wireless communication system. The results of simulation analysis show the feasibility and effectiveness of this methodology.

PL

W artykule przedstawiono metodę fuzji informacji służącą do diagnozowania błędów systemu w oparciu o analizę dynamicznego drzewa błędów (DFT) oraz dynamiczną sieć dowodową (DEN). W proponowanej metodzie, pierwszym krokiem jest wykorzystanie DFT do opisania dynamicznych charakterystyk błędów oraz ocena intensywności uszkodzeń komponentów przy użyciu liczb przedziałowych, która rozwiązuje problem niepewności epistemicznej. Krok drugi stanowi jakościowa analiza DFT, która polega na wygenerowaniu funkcji charakterystycznej za pomocą tradycyjnego binarnego diagramu decyzyjnego typu "zero-suppressed" (w którym zostały wyeliminowane wszystkie węzły, których krawędź „1” prowadzi do liścia „0”), oraz analiza ilościowa polegająca na obliczeniu pewnych miar ważności poprzez odwzorowanie DFT w DEN. W kroku trzecim, otrzymane wyniki niezawodnościowe aktualizuje się zgodnie z danymi z czujników a następnie wykorzystuje do stworzenia nowego algorytmu diagnostycznego do optymalizacji diagnostyki systemu. Powstaje diagnostyczne drzewo decyzyjne (DDT), które stanowi dla pracowników utrzymania ruchu wytyczną w procesie odzyskiwania systemu. Działanie proponowanej metody oceniano poprzez zastosowanie jej do diagnostyki systemu łączności radiowej pociąg–ziemia. Wyniki analizy symulacyjnej wskazują na możliwość praktycznego wykorzystania i skuteczność omawianej metodologii.

2

Dynamic diagnostic strategy based on reliability analysis and distance-based VIKOR with heterogeneous information

Li J., Duan R.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 4

610--620

EN

This paper presents a dynamic diagnostic strategy based on reliability analysis and distance-based VIKOR with heterogeneous information. Specifically, the proposed method uses a dynamic fault tree (DFT) to describe the dynamic fault characteristics and evaluates the failure rate of components using interval numbers to deal with the epistemic uncertainty. Furthermore, DFT is mapped into a dynamic evidential network (DEN) to calculate some reliability parameters and these parameters together with test cost constitute a decision matrix. In addition, a dynamic diagnostic strategy is developed based on an improved VIKOR algorithm and the previous diagnosis result. This diagnosis algorithm determines the weights of attributes based on the Entropy concept to avoid experts’ subjectivity and obtains the optimal ranking directly on the original heterogeneous information without a transformation process, which can improve diagnosis efficiency and reduce information loss. Finally, the performance of the proposed method is evaluated by applying it to a train-ground wireless communication system. The results of simulation analysis show the feasibility and effectiveness of this methodology.

PL

W artykule przedstawiono dynamiczną strategię diagnostyczną, w której wykorzystuje się oryginalne informacje heterogeniczne. Metoda ta bazuje na analizie niezawodności i opartym na odległościach algorytmie VIKOR. Dokładniej, przedstawiona strategia polega na wykorzystaniu dynamicznego drzewa błędów (DFT) do opisu dynamicznych charakterystyk błędów oraz ocenie intensywności uszkodzeń komponentów przy użyciu liczb przedziałowych, co pozwala rozwiązać problem niepewności epistemicznej. Ponadto, w proponowanej metodzie, DFT zostaje odwzorowane w dynamiczną sieć dowodową (DEN) w celu obliczenia niektórych parametrów niezawodności, a parametry te wraz z kosztem badań diagnostycznych tworzą matrycę decyzyjną. Opracowana dynamiczna strategia diagnostyczna opiera się na udoskonalonym algorytmie diagnostycznym VIKOR oraz wynikach wcześniejszej diagnostyki. Algorytm VIKOR określa wagi atrybutów w oparciu o koncepcję Entropii, co pozwala wyeliminować subiektywność oceny eksperckiej i ustalić optymalną kolejność działań diagnostycznych bazując bezpośrednio na oryginalnych informacjach heterogenicznych bez konieczności ich transformacji, co może poprawić efektywność diagnozy i zmniejszyć utratę informacji. Działanie proponowanej metody oceniano poprzez zastosowanie jej do diagnostyki systemu łączności radiowej pociąg–ziemia. Wyniki analizy symulacyjnej wskazują na możliwość praktycznego wykorzystania i skuteczność omawianej metodologii.

3

Fault diagnosis for complex systems based on dynamic evidential network and multi-attribute decision making with interval numbers

Duan R., Hu L., Lin Y.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 4

580--589

EN

The complexity of modern system structures and failure mechanisms makes it very difficult to locate the system fault. It has characteristics of dynamics of failure, diversity of distribution and epistemic uncertainties, which increase the challenges in the fault diagnosis significantly. This paper presents a fault diagnosis framework for complex systems within which the failure rates of components are expressed in interval numbers. Specifically, it uses a dynamic fault tree (DFT) to model the dynamic fault behaviors and deals with the epistemic uncertainties using Dempster-Shafer (D-S) theory and interval numbers. Furthermore, a solution is proposed to map a DFT into a dynamic evidential network (DEN) to calculate the reliability parameters. Additionally, diagnostic importance factor (DIF), Birnbaum importance measure (BIM) and heuristic information values (HIV) are taken into account comprehensively in order to obtain the best fault search scheme using an improved VIKOR algorithm. Finally, an illustrative example is given to demonstrate the efficiency of this method.

PL

Złożoność nowoczesnych struktur systemowych oraz mechanizmów uszkodzeń powoduje trudności w lokalizacji uszkodzeń systemu. Systemy złożone charakteryzują się cechami, takimi jak dynamika uszkodzeń, różnorodność rozkładów oraz niepewność epistemiczna, które czynią wyzwania dotyczące diagnostyki uszkodzeń znacznie trudniejszymi. W niniejszym artykule przedstawiono metodę diagnozowania uszkodzeń systemów złożonych, w której intensywność uszkodzeń poszczególnych składników wyraża się za pomocą liczb przedziałowych. W szczególności, podejście to wykorzystuje dynamiczne drzewo błędów (DFT) do modelowania dynamicznych zachowań związanych z uszkodzeniami oraz rozwiązuje problem niepewności epistemicznej przy użyciu teorii Dempstera-Shafera (DS) oraz liczb przedziałowych. W celu obliczenia parametrów niezawodności, zaproponowano rozwiązanie polegające na odwzorowaniu DFT w dynamiczną sieć dowodową (DEN). Dodatkowo, w sposób kompleksowy wykorzystano czynnik ważności diagnostycznej (DIF), miarę ważności Birnbauma (BIM) oraz wartości informacji heurystycznej (HIV), aby przy użyciu udoskonalonego algorytmu VIKOR uzyskać najlepszy system wyszukiwania błędów. Skuteczność omawianej metody zilustrowano na podstawie przykładu.