Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Open-source Software Reliability Modeling with Stochastic Impulsive Differential Equations

Zheng Zhoutao, Yang Jianfeng, Hu Yao, Wang Xibing

Eksploatacja i Niezawodność

|

2023

|

Vol. 25, no. 2

art. no. 166342

EN

In reality, sudden updates of software, attacks of hackers, influence of the Internet market, etc. can cause a surge in the number of open-source software (OSS) faults (this moment is the time when impulse occurs), which results in impulsive phenomenon. For the existing software reliability models, dynamic process of software fault is considered to be continuous when assessing reliability, but continuity of the process can be disrupted with appearance of random impulses. Thus, to more accurately assess software reliability, we proposed an OSS reliability model with SIDE. In the model, dynamic process of software fault is divided into a continuous and a skipped part, described the continuous part of the process with SDE, and described destruction of the continuity caused by unpredictable random events with random impulses. Finally, the proposed model is verified with two datasets from real OSS project, and the results show that the proposed model is more in line with reality and has better fitting effect than the existing models.

2

Reliability modeling for dependent competing failure processes with phase-type distribution considering changing degradation rate

Lyu Hao, Wang Shuai, Zhang Xiaowen, Yang Zaiyou, Pecht Michael

Eksploatacja i Niezawodność

|

2021

|

Vol. 23, no. 4

627--635

EN

In this paper, a system reliability model subject to Dependent Competing Failure Processes (DCFP) with phase-type (PH) distribution considering changing degradation rate is proposed. When the sum of continuous degradation and sudden degradation exceeds the soft failure threshold, soft failure occurs. The interarrival time between two successive shocks and total number of shocks before hard failure occurring follow the continuous PH distribution and discrete PH distribution, respectively. The hard failure reliability is calculated using the PH distribution survival function. Due to the shock on soft failure process, the degradation rate of soft failure will increase. When the number of shocks reaches a specific value, degradation rate changes. The hard failure is calculated by the extreme shock model, cumulative shock model, and run shock model, respectively. The closed-form reliability function is derived combining with the hard and soft failure reliability model. Finally, a Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) demonstrates the effectiveness of the proposed model.

3

Reliability modeling based on power transfer efficiency and its application to aircraft actuation system

Cui Xiaoyu, Li Tongyang, Wang Shaoping, Shi Jian, Ma Zhonghai

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 2

282--296

EN

The power transfer systems (PTS) has special reliability properties, including multiple states and fault dependence. Consequently, traditional binary-state reliability modeling methods cannot accurately evaluate the reliability of PTS. In order to resolve the contradiction between terminal energy demand and power transfer capability of PTS, this paper proposes a novel multi-state reliability model based on power transfer efficiency (PTE) for reliability evaluation of PTS. The multi-state model caused by performance degradation based on PTE is considered in this paper. In addition, the failure correlation in virtue of the system structure and energy allocation mechanism is analyzed in the proposed model, and the corresponding reliability evaluation result is obtained under different terminal energy requirements. The approach is verified on the example of a dual hydraulic actuation system (DHAS), in which the stochastic model based on the generalized stochastic Petri nets (GSPNs) is established and combined with the power transfer capability via universal generating function (UGF). Though changing flow rate to face the degradation rate of hydraulic pump, the reliability assessment of DHAS based on the proposed reliability model is effective and accurate.

PL

Układy przesyłu energii (power transfer systems, PTS) charakteryzują się szczególnymi właściwościami niezawodnościowymi, w tym wielostanowością i zależnością między błędami. W związku z tym, tradycyjne metody modelowania niezawodności, które sprawdzają się w przypadku systemów dwustanowych, nie pozwalają na dokładną ocenę niezawodności PTS. W przedstawionej pracy zaproponowano nowatorski model niezawodności systemu wielostanowego, który do oceny niezawodności PTS wykorzystuje dane o wydajności przesyłu energii (PTE). Model ten wiążę niezawodność zarówno z zapotrzebowaniem na energię końcową jak i zdolnością przesyłową PTS. Rozważano model wielostanowy opisujący proces degradacji komponentów systemu w oparciu o PTE. W proponowanym modelu analizowano korelacje między uszkodzeniami w świetle struktury systemu i mechanizmu alokacji energii, a niezawodność oceniano dla różnych stopni zapotrzebowania na energię końcową. Podejście to zweryfikowano na przykładzie podwójnego układu hydrauliki siłowej (DHAS), dla którego ustalono model stochastyczny oparty na uogólnionych stochastycznych sieciach Petriego (GSPN), który łączono ze zdolnością przesyłową za pomocą uniwersalnej funkcji tworzącej (UGF). Badania pompy hydraulicznej prowadzone dla różnych prędkości przepływu i różnych szybkości degradacji wykazały, iż ocena niezawodności DHAS na podstawie proponowanego modelu cechuje się skutecznością i trafnością.

4

A reliability model for load-sharing k-out-of-n systems subject to soft and hard failures with dependent workload and shock effects

Che Haiyang, Zeng Shengkui, Guo Jianbin

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 2

253--264

EN

A component in a k-out-of-n system may experience soft and hard failures resulting from exposure to natural degradation and random shocks. Due to load-sharing characteristics, once a component fails, the surviving components share an increased workload, which increases their own degradation rates. Moreover, under the larger workload, random shocks may cause larger abrupt degradation increments and larger shock sizes. Therefore, the system experiences the dependent workload and shock effects (DWSEs). Such dependence will cause the load-sharing system to fail more easily, though it is often not considered in existing methods. In this paper, to evaluate the system reliability more accurately, we develop a novel reliability model for load-sharing k-out-of-n systems with DWSEs. In the model, the joint probability density function of shock effects to soft and hard failures is developed to describe the DWSEs on a component. To derive an analytical expression of system reliability with load-sharing characteristics and DWSEs, conditional probability density function is used to model the random component failure times. A load-sharing MicroElectro-Mechanical System (MEMS) is then utilized to illustrate the effectiveness of the reliability model.

PL

Element systemu k-z-n może ulegać uszkodzeniom parametrycznym i katastroficznym wynikającym z ekspozycji na naturalne procesy degradacji i obciążenia losowe. Ze względu na równomierny podział obciążenia między wszystkie elementy systemu, gdy jeden element ulega awarii, obciążenie pracą przypadające na pozostałe komponenty zwiększa się, podnosząc tempo degradacji każdego z nich. Ponadto, przy większym obciążeniu pracą, obciążenia losowe mogą powodować większe nagłe przyrosty degradacji i zwiększać rozmiary obciążeń. Mówi się wtedy o istnieniu zależności między obciążeniem pracą a skutkami obciążeń losowych (dependent workload and schock effects (DWSE). Taka zależność powoduje, że system z podziałem obciążeń łatwiej ulega uszkodzeniom. Fakt ten jest często pomijany w obecnie stosowanych metodach oceny niezawodności. W niniejszym artykule przedstawiamy nowatorski model oceny niezawodności systemów k-z-n z podziałem obciążenia i zależnością DWSE, który pozwala dokładniej ocenić niezawodność takich systemów. W modelu, opracowano wspólną funkcję gęstości prawdopodobieństwa skutków obciążeń losowych dla uszkodzeń parametrycznych i katastroficznych, która pozwala opisać zależność DWSE dla elementu systemu. Aby wyprowadzić analityczne wyrażenie niezawodności systemu z podziałem obciążenia i DWSE, do modelowania czasów losowych uszkodzeń elementów systemu wykorzystano funkcję warunkowej gęstości prawdopodobieństwa. Skuteczność modelu niezawodności zilustrowano na przykładzie układu mikroelektromechanicznego z podziałem obciążenia (MEMS).

5

Reliability modelling on two-dimensional life data using bivariate weibull distribution: with case study of truck in mines

Fuqing Y., Barabadi A., Jinmei L.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 4

650--659

EN

An engineering system can exhibit two- or multi-dimensions in its lifetime. As the classical univariate distribution cannot model this multi-dimensional characteristic, it is necessary to extend it to multivariate distribution in order to capture the multi-dimensional characteristics. This paper proposes a bivariate Weibull distribution that combines two classical Weibull models by a common exponent. The common exponent can represent the correlation between the two dimensions. A ratio likelihood test is proposed to test the significance of the correlation between the two dimensions. To solve the parameter estimation problem, this paper suggests a Bayesian method. Moreover, a goodness of fit test method is developed to visually check the fitness of the model. A case study considering mining trucks is presented to apply the bivariate Weibull distribution to model the two-dimensional life data.

PL

Systemy inżynieryjne można charakteryzować za pomocą dwóch lub więcej wymiarów dotyczących okresu ich eksploatacji (np. przebieg i czas pracy pojazdu). Ponieważ klasyczny rozkład jednowymiarowy nie wystarcza do zamodelowania tej wielowymiarowej charakterystyki, konieczne jest wykorzystanie rozkładu wielowymiarowego, który pozwala uchwycić wielowymiarowość cyklu życia systemu. W artykule zaproponowano dwuwymiarowy rozkład Weibulla, który łączy w sobie dwa klasyczne modele Weibulla za pomocą wspólnego wykładnika. Wspólny wykładnik może reprezentować korelację między dwoma wymiarami. Zaproponowano test ilorazu wiarygodności, który umożliwia badanie istotności korelacji pomiędzy dwoma wymiarami. Do rozwiązania problemu estymacji parametrów zastosowano metodę bayesowską. Ponadto opracowano metodę badania dopasowania modelu do danych empirycznych służącą do wizualizacji dopasowania modelu. Przedstawiono studium przypadku dotyczące wywrotek kopalnianych, w którym dwuwymiarowy rozkład Weibulla zastosowano do modelowania dwuwymiarowych danych dotyczących okresu eksploatacji tych pojazdów.

6

Mission reliability modeling and evaluation of multi-mission phased mission system based on extended object-oriented Petri net

Wu X., WU X.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 2

244--253

PL

Wielozadaniowy system o misjach okresowych (ang. multi-mission phased mission system, MM PMS) jest rozszerzoną wersją systemu o misjach okresowych (ang. phased mission system, PMS). MM PMS to system, w którym zachodzi konieczność wykonania więcej niż jednego zadania w danym okresie czasu. Zadania (misje) w MM-PMS zazwyczaj charakteryzują się następującymi cechami: mają różne czasy rozpoczęcia i trwania; mają wspólne elementy, ale występujące w różnych kombinacjach; różnią się prawdopodobieństwem wystąpienia. W związku z tym, modelowanie i ocena niezawodności MM-PMS jest bardziej skomplikowana niż w przypadku PMS. W pracy przedstawiono ogólną metodologię opartą na idei rozszerzonej sieci obiektowej Petriego (EOOPN) służącą do modelowania niezawodności misji oraz oceny MM-PMS o podanych cechach. Proponowany model EOOPN dla MM-PMS obejmuje pięć modeli zależnych przedstawiających MM-PMS na różnych poziomach szczegółowości. Aby wykazać skuteczność proponowanego modelu, porównano wyniki oceny niezawodności misji dla prostego przypadku MM-PMS dokonanej metodami symulacji EOOPN z oceną przeprowadzoną metodą binarnego diagramu decyzyjnego (BDD). Wyniki pokazują, że model EOOPN można z powodzeniem stosować do obrazowania dynamiki oraz oceny niezawodności MM-PMS.

EN

Multi-mission phased mission system (MM-PMS) is an extension of phased mission system (PMS) which is required to complete more than one missions for a period of time. Missions in MM-PMS usually have following characteristics: they have different mission starting and duration times; they share common components but with different combinational requirements; they have unequal occurrence probabilities. Therefore, reliability modeling and evaluation of MM-PMS is more complicated than that of PMS. This paper presents a general methodology based on the extended object-oriented Petri net (EOOPN) for mission reliability modeling and evaluation of MM-PMS with these characteristics. The proposed EOOPN model for MM-PMS includes five sub-models depicting MM-PMS at different levels of granularity. To demonstrate the effectiveness of the proposed model, mission reliability evaluation results of a simple MM-PMS case by EOOPN simulation methods are compared with those by binary decision diagram (BDD). Results show that the EOOPN model is suitable to depict the dynamics and to evaluate the reliability of MM-PMS.

7

Elektroniczny model niezawodności obiektu nieodnawialnego

Marchel P., Paska J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 2

137-141

PL

W artykule opisano koncepcję elektronicznego modelu niezawodności obiektu nieodnawialnego. Taki model może znaleźć zastosowanie w nauczaniu teorii niezawodności na uczelniach technicznych. Został przedstawiony model zbudowany z wykorzystaniem popularnego mikrokontrolera ATiny13A. Przeprowadzone zostały również badania modelu prototypowego.

EN

The concept of electronic reliability model of non-repairable item is described. This model can be used for educational purposes. The model circuit is based on popular ATiny13A microcontroller. The prototype studies were also performed.

8

Wpływ modeli niezawodności wiatrowych jednostek wytwórczych na niezawodność wytwarzania energii elektrycznej w systemie elektroenergetycznym

Marchel P., Paska J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 10

37-42

PL

W artykule opisano metodykę oceny wskaźników niezawodności podsystemu wytwórczego systemu elektroenergetycznego i poddano analizie wpływ wybranego modelu niezawodności elektrowni wiatrowych na niezawodność systemu. Kompromisem pomiędzy czasem obliczeń a ich dokładnością jest modelowanie elektrowni wiatrowych za pomocą dwustanowych jednostek wytwórczych małej mocy. Znaleziono analityczną zależność pomiędzy oczekiwanym czasem niepokrycia zapotrzebowania na moc (LOLE) a marginesem mocy osiągalnej systemu dla określonego udziału mocy zainstalowanej elektrowni wiatrowych. Pozwoliło to na określenie minimalnego wymaganego poziomu marginesu mocy osiągalnej systemu dla zadanego poziomu niezawodności systemu elektroenergetycznego (bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej) oraz znanej struktury mocy zainstalowanej systemu.

EN

The methodology of determining the reliability indices for power generating subsystem of the electric power system is described in this paper and the impact of chosen wind power plant’s reliability model on system reliability is analyzed. A compromise between reliability calculation time and accuracy is modeling the wind power plants using small two-state generating units. The analytical relationship between the Loss of Load Expectation (LOLE) and reserve capacity margin for a given wind capacity share was found. This allowed to estimate the required minimum reserve capacity margin for a given level of power system security and for known structure of system installed capacity.

9

Reliability modeling of water system of longwall shearer machine

Hoseinie S. H., Ataei M., Khalokakaie R., Kumar U.

Archives of Mining Sciences

|

2011

|

Vol. 56, no 2

291-302

EN

In cutting machines of mining and construction works, water system has an important and critical role. Due to many aspects and reasons, these machines can not work without water. In longwall mining, the drum shearer performance is highly related to its water system. Any problem in water system of shearer leads the machine to stop automatically; therefore, the reliability of this system is very important in reliability of shearer. In this study, for modeling this system, three subsystems in series network were considered; filters, spray jets and hoses & valves. Then, the field data of water system of drum shearer of Tabas Coal Mine has been collected and analyzed using statistical modeling technique. The results showed that filters subsystem has the highest reliability importance among the subsystems and is defined as the most critical subsystem. In addition, the filters, spray jets and hoses reach the reliability of 80% respectively after about 8.5, 23 and 87 hours.

PL

W maszynach budowlanych i górniczych układy wodne pełnią kluczową rolę. Z wielu powodów, maszyny te nie są w stanie funkcjonować bez wody. Przy wydobyciu ścianowym, wydajność kombajnu w dużej mierze uwarunkowana jest sprawnością układów wodnych. Każdy problem powstały w tym układzie powoduje automatyczne wyłączenie maszyny; niezawodność układów wodnych staje się kluczowym czynnikiem decydującym o niezawodności maszyny. W pracy tej modelowano trzy pod-układy szeregowego systemu wodnego: filtry, dysze oraz węże i zawory. Następnie zebrano dane terenowe o układach wodnych w kombajnie wykorzystywanym w kopalni Tabas Coal. Dane zostały poddane obróbce w oparciu o techniki modelowania statystycznego. Analiza wykazała, że pod-układ filtrów wykazuje najwyższą niezawodność, i są elementem krytycznym dla całego układu. Niezawodność funkcjonowania filtrów, dysz oraz węży i zaworów wynosi 80% po 8.5, 23 i 87 godzinach.