Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of Python libraries for variance, normal distribution and Weibull distribution analysis in diagnosing and operating production systems

Chmielowiec Andrzej, Klich Leszek

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 4

89--105

EN

The use of statistical methods in the diagnosis of production processes dates back to the beginning of the 20th century. Widespread computerization of processes made enterprises face the challenge of processing large sets of measurement data. The growing number of sensors on production lines requires the use of faster and more effective methods of both process diagnostics and finding connections between individual systems. This article is devoted to the use of Python libraries to effectively solve some problems related to the analysis of large data sets. The article is based on the experience related to data analysis in a large company in the automotive industry, whose annual production reaches 10 million units. The methods described in this publication were the basis for the initial analysis of production data in the plant, and the obtained results fed the production database and the created automatic anomaly detection system based on artificial intelligence algorithms.

PL

Wykorzystywanie metod statystycznych w diagnostyce procesów produkcyjnych sięga swoimi korzeniami początków XX wieku. Powszechna informatyzacja procesów postawiła przedsiębiorstwa przed wyzwaniem przetwarzania dużych zbiorów danych pomiarowych. Rosnąca liczba czujników na liniach produkcyjnych wymaga stosowania szybszych i skuteczniejszych metod zarówno diagnostyki procesu, jak i znajdowania powiązań pomiędzy poszczególnymi systemami. Niniejszy artykuł został poświęcony wykorzystaniu bibliotek języka Python do efektywnego rozwiązywania niektórych problemów związanych z analizą dużych zbiorów danych pomiarowych. Artykuł powstał na bazie doświadczeń związanych z analizą danych w dużym przedsiębiorstwie branży motoryzacyjnej, którego roczna produkcja sięga 10 milionów sztuk. Opisane w niniejszej publikacji metody stanowiły podstawę wstępnej analizy danych produkcyjnych we wspomnianym zakładzie, a uzyskane wyniki zasiliły bazę danych produkcyjnych oraz tworzony system automatycznego wykrywania anomalii oparty na algorytmach sztucznej inteligencji.

2

Analiza wydajności energetycznej dwuwirnikowej turbiny wiatrowej o pionowej osi obrotu

Bugała Artur, Bednarek Karol

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 1

206--209

PL

W pracy włączono sie w powszechnie prowadzone rozważania dotyczące ekologicznych aspektów wytwarzania energii elektrycznej. Bardziej szczegółowo zajęto sie wydajnością energetyczną turbin wiatrowych, przy czym skupiono się głównie na turbinach wiatrowych małej mocy o pionowej osi obrotu. Analizy przeprowadzono dla lokalizacji systemu w mieście Poznań. W końcowej części porównano własności użytkowe turbin o pionowej osi obrotu (VAWT) z powszechnie stosowanymi turbinami o poziomej osi obrotu (HAWT).

EN

The study joins the commonly conducted considerations regarding ecological aspects of electricity generation. The energy efficiency of wind turbines was analyzed in details, with a focus on low power wind turbines with a vertical axis of rotation. The analyzes were carried out for the system located in the city of Poznań. Finally, the performance characteristics of vertical rotation axis wind turbines (VAWT) were compared with commonly used horizontal axis wind turbines (HAWT).

3

Verification of the Methods for Calculating the Probable Maximum Flow in the Widawa River in the Aspect of Water Management in the Michalice Reservoir

Gruss Łukasz, Wiatkowski Mirosław, Buta Bogna, Tomczyk Paweł

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 1

566-585

EN

Flows with a given probability of exceedance are important from the point of view of water management, especially in water reservoirs. By determining these flows, it is possible to design a reservoir adapted to local conditions that will operate in line with the assumed function. Various methods exist in the world for determining the probable maximum flows; these methods are based on various assumptions. The aim of the article is to verify and assess the applicability of the Flood Frequency Analysis (FFA) and the IMGW method for use in catchments of controlled rivers where a retention reservoir was built during the hydrological observation period. This is important in updating the water management instructions and in designing new retention reservoirs. The authors undertook to investigate whether a series of maximum flows prepared for the IMGW method allows one to recognize the regime change, caused by the construction of the retention reservoir, in the water gauge Zbytowa profile on the Widawa River, using the Mann-Kendall test. The following distributions were used in the study: Pearson type III, log-normal and Weibull. The Mann-Kendall test showed homogeneity of three observational series: 1971-2000, 2001-2017 and 1971-2017 prepared for the FFA method despite the fact that in 2001 the Michalice retention reservoir was commissioned on the Widawa river and the water management in the basin changed this watercourse. However, the observational series prepared for the IMGW method were homogenous only prior to the construction of the reservoir (1971-2000). The observational series prepared in this way enabled the Mann-Kandall test to exclude the homogeneous series caused by the regime change as a result of the construction and operation of the Michalice retention reservoir. Only after the construction of the retention reservoir the observational series from the winter half-year were homogeneous. This is due to the fact that the flows in the winter half-year are definitely lower than those in the summer half-year. The best-fitting distribution for the empirical distribution for the Widawa (the Zbytowa profile) in the analyzed series is a log-normal distribution that can be used to calculate the probable maximum flows needed to update the reservoir's water management instructions. The Wilcoxon test showed no difference between the calculation methods analyzed and used to estimate the probable maximum flows in the Zbytowa profile on the Widawa river. Therefore, as a method for calculating the probable maximum flows for the Widawa river (the Zbytowa profile) in the aspect of managing the Michalice reservoir or some other river with controlled catchment and parameters similar to those of the Widawa (in the Zbytowa profile), one can recommend either of the two analyzed methods: both FFA and IMGW.

PL

Przepływy o zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia są istotne z punktu widzenia gospodarowania wodami na zbiornikach wodnych. Dzięki wyznaczeniu tych przepływów możliwe jest zaprojektowanie zbiornika dostosowanego do lokalnych warunków, który będzie funkcjonował zgodnie z założoną funkcją. Na świecie obowiązują różne metody wyznaczania przepływów maksymalnych prawdopodobnych, które bazują na odmiennych założeniach. Celem artykułu jest weryfikacja i ocena możliwości zastosowania metody Flood Frequency Analysis (FFA) i metody IMGW do zastosowania w zlewniach rzek kontrolowanych, na których w okresie obserwacji hydrologicznej wybudowano zbiornik retencyjny. Ma to znaczenie w aktualizacji instrukcji gospodarowania wodą oraz w projektowaniu nowych zbiorników retencyjnych. Autorzy podjęli się zbadania czy serie przepływów maksymalnych przygotowane dla metody IMGW pozwalają na rozpoznanie zmiany reżimu, w rzece Widawie w przekroju Zbytowa, przy pomocy testu Manna-Kendalla, spowodowanej wybudowaniem zbiornika retencyjnego. W pracy wykorzystano następujące rozkłady: Pearsona typ III, logarytmiczno-normalnego oraz rozkład Weibulla. Test Manna-Kendalla wykazał jednorodności trzech serii obserwacyjnych: 1971-2000, 2001-2017 i 1971-2017 przygotowanych dla metody FFA pomimo, że na rzece Widawie w 2001 roku został oddany do eksploatacji zbiornik retencyjny Michalice i zmieniło się gospodarowanie wodą w zlewni tego cieku. Natomiast serie obserwacyjne sporządzone dla metody IMGW były jednorodne jedynie przed budową zbiornika (okres 1971-2000). Tak przygotowana seria obserwacyjna umożliwiła testowi Manna-Kandalla wykluczyć serie jednorodne spowodowane zmianą reżimu na skutek wybudowania i pracy zbiornika retencyjnego Michalice. Jedynie po budowie zbiornika retencyjnego serie obserwacyjne z półrocza zimowego były jednorodne. Jest to spowodowane tym, że przepływy w półroczu zimowym są zdecydowanie niższe niż przepływy w półroczu letnim. Najbardziej dopasowanym rozkładem zmiennej Qmax dla rzeki Widawy (profil Zbytowa) w analizowanych seriach jest rozkład logarytmiczno-normalny, który może zostać wykorzystany do obliczeń przepływów maksymalnych prawdopodobnych potrzebnych do aktualizacji instrukcji gospodarki wodnej zbiornika. Test Wilcoxona wykazał, brak różnic pomiędzy analizowanymi metodami obliczeniowymi użytymi do obliczeń maksymalnych przepływów o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia rzeki Widawy (profil Zbytowa), dlatego też jako metodę do obliczania przepływów maksymalnych prawdopodobnych w zlewni rzeki Widawy w profilu Zbytowa w aspekcie gospodarowania wodami zbiornika retencyjnego Michalice lub innej rzeki o zlewni kontrolowanej o podobnych parametrach zlewni co zlewnia rzeki Widawa (profil Zbytowa), można wskazać obie analizowane metody: FFA i IMGW.

4

Ocena wytrzymałości granul nawozów mineralnych przy wykorzystaniu rozkładu Weibulla

Przystupa W., Rusek P., Nowak J.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 12

2124--2127

PL

Przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na ściskanie granul superfosfatu, polifoski oraz Salmagu. Do analizy otrzymanych danych zastosowano dwuparametrowy rozkład Weibulla. Parametry rozkładu wyznaczono metodą graficzną. Sporządzono empiryczne dystrybuanty siły niszczącej pojedyncze granule, na podstawie których można określić prawdopodobieństwo ich zniszczenia.

EN

Granules of 3 fertilizer types (superphosphate, NPKS and NCaMg) were divided into 7 size fractions (1–6 mm) by using a sieve analyzer and then the force destroying the granules of each fraction of fertilizers tested was detd. by using a head with a variable pressure. Two-parameter Weibull distribution was used to analyze the results to det. the probability of destruction of each granule fraction as a function of the force acting on it.

5

Analytical approach to product reliability estimation based on life test data for an automotive clutch system

Niknafs H., Faridkhah M., Kazemi C.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

845--863

EN

The study of reliability is an important part of engineering design process which forms the basis of analysis and judgment on future performance of the product. Since the future couldn't be predicted with an absolute certainty, the nature of reliability would lead us to probability theory and uncertainty modeling. The quantitative calculation of this parameter for mechanical systems within different steps of production requires an analytical and systematic approach which has been focused in this paper. The proposed approach has been applied for calculating reliability of a clutch system as a case study. The system reliability in this work is determined based on the block diagram method as a function of individual component reliabilities which are calculated by statistical analysis of life test results. Using Weibull model, reliability of a typical clutch system has been formulated based on durability bench test and results has been interpreted to estimate field reliability.

6

Markov reliability model for heat meters

Pałasz P., Żurek J., Przysowa R.

Journal of KONBiN

|

2018

|

No. 45

83--96

EN

The reliability of thermal energy meters is analysed using the Markov model which describes the operation of these meters in a large number of apartments and offices by a media accounting company. The data has been extracted from a relational database storing information on the operation, installation and exchange of these measures from the last 10 years. The built Markov model turned out to be ergodic, which allowed determining its limiting distribution. In addition, the probability distributions for the cumulated consumption were determined in the work - separately for all meters and meters' failures.

PL

Tematem publikacji jest analiza niezawodności mierników energii cieplnej z użyciem modelu Markowa. Omawiany model został zbudowany w oparciu o badanie procesu użycia tychże mierników w firmie zajmującej się rozliczaniem mediów. Dane zostały wyekstrahowane z relacyjnej bazy danych przechowującej informacje o eksploatacji, instalacji i wymianie tych mierników z ostatnich 10 lat. Zbudowany model Markowa okazał się być ergodyczny, co pozwoliło na wyznaczenie jego rozkładu granicznego. Oprócz tego w pracy wyznaczono rozkłady prawdopodobieństwa dla przebiegu mierników ciepła – osobno dla wszystkich mierników i osobno dla mierników uległych awarii.

7

Critical Condition of Sewage Network

Raganowicz A.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2018

|

Vol. 12, no. 1

91--108

PL

W artykule przedstawiono metodykę modelowania statystyczno-stochastycznego krytycznego stanu technicznego sieci kanalizacyjnej. Stan krytyczny badanego obiektu zdfiniowano jako przejście przewodów kanalizacyjnych od stanu konserwycji do stanu rehabilitacji technicznej. Badania modelowe obejmują kolektory betonowe DN 600/1100, DN 800/1200, DN 900/1350 mm, przewody kamionkowe DN 200–400 mm i przyłącza kamionkowe DN 100-200 mm. Modelowanie statystyczne oparto na rozkładzie Weibulla, a estymację jego parametrów na metodzie momentów. Natomiast modelowanie stochastyczne przeprowadzono na podstawie kombinacji rozkładu Weibulla z metodą Monte-Carlo. Ustalenie krytcznego stanu pozwala na szczegółową ocenę techniczną badanej sieci kanalizacyjnej.

EN

The paper presents the methodology formulated for determining the critical technical state of operating sewer pipes that is based on statistical-stochastic modeling. It describes the theoretical boundary between the area comprised of pipes that do not show any damage or require only maintenance measures and the area comprised of pipes that require renovation. The study includes concrete collectors with dimensions of DN 600/1100, 800/1200, and 900/1350 mm, stoneware pipes of with diameters ranging from DN 200 mm to 400 mm, and stoneware connections (DN 100–200 mm). The statistical modeling phase was carried out using Weibull distribution, and its parameters were evaluated by the method of moments. In contrast, the stochastic studies were based on a combination of the method of moments and Monte-Carlo mathematical simulations. On the basis of the proposed forecasting, it was possible to carry out a qualitative and quantitative analysis of the technical condition of the exploited sewage systems. Quantitative analysis helped us to determine the necessary range of renovation, which is an important operation component of every linear sewage network.

8

The analysis of coal fines separation precision exposed to changeable hydrodynamic parameters of jig work

Surowiak A.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 2

437--448

EN

In technology of coal fines beneficiation in Poland mainly fines jigging processes are in use. In case of steam coal fines beneficiation it is till 80% of the whole amount of produced assortments, while in case of coking coal fines it is 100%. The necessary condition of not homogenous feed separation which is directed to beneficiation process in pulsating water stream is a sufficient liberation of particles. The stratification of particles in working bed causes that particles of certain size, density and shape gather in individual layers in working bed of jig. The introduction of sufficient amount of additional water determines appropriate liberation of particles group, which generates partition into concentrate and tailings. The paper presents the results of sampling of industrial jig used for the beneficiation of coal fines by three various settings of additional amount of water under sieve which is directed to jigging. These amounts were equal to 35, 50 and 70 [m3/h]. Collected samples of separation products were then sieved into narrow particle size fractions and divided into density fractions. In such narrow size-density fractions the coordinates of partition curves were calculated for tailings of hard coal fines, which were subsequently approximated by means of Weibull distribution function. The separation precision measured by separation density, probable error and imperfection were determined on the basis of obtained model separation curves. The evaluation of separation effects was performed for a wide particle size fraction: feed directed to jigging process and narrow particle size fractions. The analysis of separation results in size-density fractions allowed to determine the influence of particle size change on the value of probable error. The results of separation precision in size-density fractions were compared with effects of separation of wide particle fraction, i.e. feed directed to jigging process.

PL

W technologii wzbogacania miałów węglowych w Polsce wykorzystuje się głównie procesy separacji w osadzarkach miałowych. W przypadku wzbogacania miałów węgla energetycznego jest to do ok. 80% całości produkowanych sortymentów, natomiast miały węgla koksowego wzbogaca się w 100%. Warunkiem koniecznym rozdziału nadawy niejednorodnej kierowanej do wzbogacania w pulsującym strumieniu wody jest dostateczne rozluzowanie ziaren. Stratyfikacja ziaren w łożu roboczym powoduje, że ziarna o określonej wielkości, gęstości i kształcie grupują się w odpowiednich warstwach w łożu roboczym osadzarki. Doprowadzenie odpowiedniej ilości wody dodatkowej warunkuje prawidłowe rozluzowanie grupy ziaren, co w rezultacie generuje podział na koncentrat i odpad. W artykule przedstawiono wyniki opróbowania osadzarki przemysłowej wzbogacającej miały węglowe przy trzech różnych ustawieniach dodatkowej ilości wody podsitowej podawanej do osadzarki równej 35, 50 i 70 [m3/h]. Pobrane próbki produktów rozdziału rozsiano na wąskie klasy ziarnowe i podzielono na frakcje gęstościowe. W wąskich klaso-frakcjach wyliczono współrzędne krzywych rozdziału dla odpadów miałów węgla kamiennego, które aproksymowano rozkładem Weibulla. Dokładność rozdziału mierzoną gęstością rozdziału, rozproszeniem prawdopodobnym i imperfekcją określono na podstawie uzyskanych modelowych krzywych rozdziału. Dokonano oceny efektów rozdziału dla szerokiej klasy ziarnowej – nadawy kierowanej do separacji w osadzarce oraz dla wąskich klas ziarnowych. Analiza rezultatów separacji w klaso-frakcjach pozwoliła na określenie wpływu zmiany wielkości ziaren na wartość rozproszenia prawdopodobnego. Wyniki dokładności rozdziału w klaso-frakcjach porównano z efektami separacji szerokiej klasy ziarnowej – nadawy kierowanej do osadzarki.

9

Ocena niezawodności wytrzymałościowej drewna litego w warunkach działania czynnika termicznego

Pieniak Daniel, Pietrzyk Piotr, Walczak Agata

Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych

|

2017

|

Nr 2

173--183

PL

W artykule przedstawiono analizę niezawodności wytrzymałościowej drewna litego w symulowanych warunkach termicznych pożaru. Uszkodzenie struktury drewna w warunkach pożaru najczęściej związane jest ze spadkiem wytrzymałości. Ponadto zmniejsza się nośność, w związku ze zmianą przekroju materiału. W przedmiotowych badaniach zakres temperatury i sposób obróbki termicznej zbliżony był do występującego w niezwęglonej części elementu konstrukcyjnego. Nie analizowano wpływu zwęglania. Analizę niezawodności przeprowadzono na podstawie wartości wytrzymałości uzyskanych w próbie zginania trójpunktowego drewna litego, w warunkach jednoczesnego działania czynnika termicznego. Niezawodność wytrzymałościowa rozumiana była jako prawdopodobieństwo nieosiągnięcia przez drewniany element konstrukcyjny wartości wytrzymałości przekraczających przyjęte dopuszczalne granice. W pracy oszacowano prawdopodobieństwo zniszczenia drewna litego w zależności od wartości naprężenia i temperatury. Na podstawie parametru rozkładu Weibulla, określono niepewność zachowania nośności.

EN

The paper presents an analysis of solid wood strength reliability in simulated fire conditions. The damage to the wood structure caused by fire heat is usually related to 183 decreasing strength. Additionally, carrying capacity is reduced due to the change of the cross–section of the material. In the research, the temperature ranges and the manner of thermal processing were similar to those found in the uncharred structural element. The influence of charring was not analysed. The reliability analysis was based on the strength values obtained in solid wood three-point bending tests carried out in a high temperature. The strength reliability was construed as the likelihood of the strength values not exceeding the adopted and admissible limits. In the paper, the likelihood of solid wood failure depending on stress values and temperature was estimated. Based on the Weibull distribution parameter, uncertainty of carrying capacity was determined.

10

Analiza wpływu prędkości wiatru na generację mocy na przykładzie farmy wiatrowej

Malska W., Mazur D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 4

54--57

PL

Elektrownie wiatrowe jako jedne ze źródeł energii odnawialnej rozwijają się dynamicznie, a ich specyficzny charakter pracy uzależniony jest parametrami i zmiennością wiatru. W artykule zaprezentowano analizę wpływu prędkości wiatru na generację mocy na przykładzie farmy wiatrowej. Rozwój energetyki opartej na odnawialnych źródłach energii sprawia, że analizy zmienności produkcji energii elektrycznej przez farmy wiatrowe mają znaczenie w aspekcie sprzedaży i wprowadzania energii elektrycznej do sieci przesyłowej.

EN

Wind power as one of the renewable energy sources are developing rapidly, and the specific nature of the work depends on the performance and volatility of the wind. The article presents an analysis of the impact of wind speed for power generation on the example of a wind farm. The development of energy based on renewable energy sources makes the analysis of the variability of the production of electric energy by wind farms are important in terms of sales and the introduction of electric energy to the grid.

11

The Role of Climatic Variables for Estimating Probability of Abundance of Tree Species

Antúnez P., Wehenkel C., López-Sánchez C. A., Hernández-Díaz J. C.

Polish Journal of Ecology

|

2017

|

Vol. 65, nr 3

324--338

EN

We analyzed the influence of climatic variables on the abundance of native tree species in 1,490 sampling plots systematically distributed in the Sierra Madre Occidental (state of Durango, Northwestern Mexico, 26°50′ and 22°17′N and 107°09′ and 102°30′W). We used the Weibull distribution and the finite Gaussian mixture model to study the climatic limits of 15 tree species in relation to seven variables thought to affect species abundance. We found that although they may occur in the same geographical region, some species display a wider range of ecological tolerance than others. Of the 15 species under study, only two (Quercus magnoliifolia and Q. arizonica) can be considered generalists in relation to some climatic variables, while the other 13 species behaved as specialists, implying a narrower range of distribution. The analytical techniques used enabled us to demarcate the zones in which the probability of abundance of each species is highest in relation to the climate variables considered. The findings could be used to help define climate for the 15 studied tree species of economic and ecological interest.

12

Generalized integrated importance measure for system performance evaluation: application to a propeller plane system

Dui H., Chen L., Wu S.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 2

279--286

PL

Miara zintegrowanej ważności (IIM) pozwala oceniać szybkość zmian wydajności systemu powstałych w wyniku przejścia elementu systemu z jednego stanu do drugiego. IIM pozwala rozważać scenariusze, w których szybkość przejścia elementu z jednego stanu do drugiego jest stała. Jest to jednak sprzeczne z założeniem degradacji, zgodnie z którym wydajność systemu obniża się, w związku z czym, szybkość przejścia może z upływem czasu ulegać zwiększeniu. Rozkład Weibulla opisuje żywotność danego elementu, co wykorzystuje się w wielu różnych zastosowaniach technicznych do modelowania złożonych zbiorów danych. W przedstawionej pracy, rozszerzono IIM uzyskując nową miarę ważności, która pozwala rozważać scenariusze, w których szybkość przejścia elementu z jednego stanu do drugiego w wyniku degradacji jest zależną od czasu funkcją rozkładu Weibulla. Przyjęto, że warunkowy rozkład prawdopodobieństwa elementu przebywającego w pewnym stanie jest rozkładem Weibulla, gdzie dany jest kolejny stan do którego ma przejść dany element. Badania nad nową miarą ważności umożliwiają identyfikację najważniejszych elementów podczas trzech różnych okresów czasu życia systemu, co odpowiada charakterystyce rozkładów Weibulla. Dla ilustracji, wyprowadzono pewne właściwości probabilistyczne i zastosowano rozszerzoną miarę ważności do analizy przykładu rzeczywistego układu śmigłowca.

EN

The integrated importance measure (IIM) evaluates the rate of system performance change due to a component changing from one state to another. The IIM simply considers the scenarios where the transition rate of a component from one state to another is constant. This may contradict the assumption of the degradation, based on which system performance is degrading and therefore the transition rate may be increasing over time. The Weibull distribution describes the life of a component, which has been used in many different engineering applications to model complex data sets. This paper extends the IIM to a new importance measure that considers the scenarios where the transition rate of a component degrading from one state to another is a time-dependent function under the Weibull distribution. It considers the conditional probability distribution of a component sojourning at a state is the Weibull distribution, given the next state that component will jump to. The research on the new importance measure can identify the most important component during three different time periods of the system lifetime, which is corresponding to the characteristics of Weibull distributions. For illustration, the paper then derives some probabilistic properties and applies the extended importance measure to a real-world example (i.e., a propeller plane system).

13

Microdamage distribution in fatigue fractures of bone allografts following gamma-ray exposure

Presbítero G., Hernandez-Rodríguez M. A. L., Contreras-Hernandez G. R., Vilchez J. F., Susarrey O., Gutiérrez D.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 4

43--53

EN

Although clear evidence of significant differences in bone properties have been extensively studied, results vary under the ranges usually used for sterilization purposes (25-35 kGy). Hence, the aim of this work was the study of the mechanical properties and microdamage development of human bones used as allografts following gamma-ray exposure, followed by an extensive statistical analysis of microdamage effects in fatigue behaviour. Methods: Specimens of the cortical region of human femurs were exposed to 15-25 kGy and 26-30 kGy radiation levels, then they were subjected to compression fatigue tests until fracture. The fatigue life was determined in relation to the radiation level, and the evolution of microdamage was assessed through fluorescence microscopy in order to calculate characteristic lengths of microcracks. Results: Significant differences in fatigue life were detected (p < 0.05) between non-radiated (control) and radiated specimens, resulting in a drastic 89.2% fatigue life reduction of the 15-25 kGy group, and 95.3% in the 26-30 kGy group in comparison to the control. Microdamage analysis showed a considerable increase in microcrack lengths when bone was exposed to gamma radiation, which may indicate that bones used as allografts could fracture at some point when subjected to in vivo loading conditions. Conclusions: The results of our research indicate that, even if a range of 15-25 kGy is suggested to sterilize bone allografts, such practice needs to be reconsidered. In addition, with use of Weibull distribution, this work describes the conditions in which microcracks grow towards the fracture of bones in relation to the decrease in their mechanical properties.

14

Statistical damage constitutive model for rocks subjected to cyclic stress and cyclic temperature

Zhou S. W., Xia C.-C., Zhao H. B., Mei S. H., Zhou Y.

Acta Geophysica

|

2017

|

Vol. 65, no. 5

893--906

EN

A constitutive model of rocks subjected to cyclic stress–temperature was proposed. Based on statistical damage theory, the damage constitutive model with Weibull distribution was extended. Influence of model parameters on the stress–strain curve for rock reloading after stress–temperature cycling was then discussed. The proposed model was initially validated by rock tests for cyclic stress–temperature and only cyclic stress. Finally, the total damage evolution induced by stress–temperature cycling and reloading after cycling was explored and discussed. The proposed constitutive model is reasonable and applicable, describing well the stress–strain relationship during stress–temperature cycles and providing a good fit to the test results. Elastic modulus in the reference state and the damage induced by cycling affect the shape of reloading stress–strain curve. Total damage induced by cycling and reloading after cycling exhibits three stages: initial slow increase, mid-term accelerated increase, and final slow increase.

15

Ocena stanu technicznego maszyn górniczych w oparciu o kryterium rozkładu Weibulla

Korbiel T., Biały W., Czerwiński S.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 1 (13)

639--654

PL

W eksploatacji maszyn i urządzeń jednym z najważniejszych parametrów jest stan dynamiczny obiektu. Najbardziej popularną metodą oceny stanu dynamicznego jest obserwacja procesów resztkowych. W szczególności, dynamiczne procesy resztkowe są nośnikiem informacji diagnostycznej. Pomiar drgań i hałasu pracujących maszyn dostarcza wiedzy na temat dynamiki ocenianej maszyny. Wieloletnia wiedza i doświadczenie pozwoliły na stworzenie procedur diagnostycznych. W większości maszyn stosowanych w przemyśle, procedury zapisane w normach ISO 10816 i ISO 7919 pozwalają na skuteczną diagnostykę oraz optymalne zarządzanie eksploatacją maszyn. Stosowalność tych norm jest bardzo duża, jednak występują maszyny, których parametry uniemożliwiają ich stosowalność. Do takich maszyn można zaliczyć niektóre maszyny stosowane w górnictwie podziemnym. W ocenie diagnostycznej kombajnów górniczych, przenośników zgrzebłowych, jak i innych maszyn będących w ciągu technologicznym, zastosowanie stref oceny zgodnych z norami ISO 10816 i ISO 7919 jest niepoprawne. W ocenie diagnostycznej tego typu maszyn najczęściej korzysta się z analizy trendów długoczasowych. Wyznaczenie dopuszczalnych poziomów drgań uzyskiwane są na drodze heurystycznej poprzez obserwacje rozwoju uszkodzenia do stanu awaryjnego. W artykule zaprezentowano metodykę oceny stanu maszyny wykorzystującą modele degradacji urządzeń, oparte o rozkład Weibulla. Opracowaną metodykę zastosowano do rzeczywistych wyników pomiaru drgań maszyn dołowych w jednej z kopalni węgla kamiennego. Przeprowadzone analizy wskazały dużą skuteczność prezentowanej metodyki.

EN

In exploitation of machines one of the prior parameter is dynamic condition of an object. The most popular method of giving results about dynamic condition is observation of residual processes. Especially dynamic residual processes are carriers of diagnostic information. measurements of vibration and noise of working machines provide knowledge about dynamics of a evaluated machine. Long-term knowledge and experience allowed to create diagnostic procedures. In mostly devices created in industry, procedures are written in standards ISO 10816 and ISO 7919 which allows effective diagnostic and optimal management of devices. Applicability of this standards is most popular, but there also appear devices which parameters forbid their applicability. To this devices can qualify some of used in underground mining. Giving a diagnostic mark for a longwall shearers, scraper conveyors and many of the others devices being in technological sequence, application of mark spheres compatible with ISO 10816 and ISO 7919 is incorrect. In diagnostic evaluation this kind of a machine we usually use analysis long time trends. Determination acceptable levels of vibrations are getting in heuristicway, by observation a development of a damage to an emergency state. In article there is presented methodology of giving a diagnostic mark about machines which uses models of degradations of a device, based on Weibull analysis. Presented method were used to gave real marks of vibration machinery and equipment for underground mining in one of the coalmine. Conduction of analysis showed a more effectiveness of a presented methodology.

16

Niezawodnościowa ocena lojalności klienta względem sprzedawcy energii elektrycznej w warunkach swobody jego wyboru

Kałat W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 3

140--143

PL

Przedstawiono ideę modelowania niezawodnościowego wykorzystanego do oceny prawdopodobieństwa utraty/zatrzymania nabywcy energii elektrycznej, wykorzystując pewne analogie skojarzone z rozkładem Weibulla i jego zastosowaniem w technice. Swobodny wybór sprzedawcy energii oraz konkurencyjność na rynku opanowanym w Polsce przez 5÷8 głównych podmiotów, na tle około 50 wszystkich koncesjonowanych, ma charakter losowy i z tego powodu może podlegać regułom probabilistycznym. Sprzedawca powinien być zainteresowany oceną lojalności swojego klienta, aby poznać obecne szanse jego zatrzymania i prognozować je w przyszłości.

EN

The idea of the reliability modeling used to assess the likelihood of loss/detention the purchaser of electricity using some analogies associated with Weibull distribution and its application in technical life is presented. Free choice of energy supplier and competitiveness in the market governed in Poland by 5÷8 main operators, against about 50 of all licensed, is a random and therefore may be subject to the rules of probability. The seller should be interested in the assessment of the loyalty of its customer, to meet current opportunities for his detention and predict its behaviour in the future.

17

Ocena metod wyznaczania współczynników rozkładu Weibulla w zagadnieniach energetyki wiatrowej

Mikulski S., Tomczewski A.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2016

|

No. 87

119--129

PL

Artykuł przedstawia wyniki oceny przydatności metod wyznaczania wartości współczynników kształtu oraz skali dystrybucji Weibulla w zagadnieniach energetyki wiatrowej. Celem pracy jest ustalenie metody pozwalającej uzyskać maksymalną zgodność między energiami generowanymi przez określony typ turbiny wiatrowej i wyznaczonymi z wykorzystaniem pełnych danych pomiarowych oraz rozkładu Weibulla, którego postać ustalana jest na podstawie histogramu. Przebadano 6 metod: dwie klasyczne bazujące na funkcji Gamma Eulera oraz estymacji parametrycznej (metoda największej wiarygodności) oraz cztery wykorzystujące algorytmy optymalizacji deterministycznej i stochastycznej. Z zastosowaniem autorskiego oprogramowania przeprowadzono badania ustalając obok dokładności metod także czas ich realizacji.

EN

The article presents results of the usefulness evaluation for methods of scale and shape determination in Weibull distribution in wind Energy problems. The aim of paper is to establish method which would give maximal accordance between energy generated by defined wind turbine type and energy calculated with use of real data measurements and Weibull distribution, which shape is determined on basis of histogram. Studied were six methods: two classic based on Gamma-Euler function and parametric MLE estimation (Maximum Likehood Estimation) and also four methods based on deterministic and stochastic optimization algorithms. With use of originally developed software, besides of algorithm accuracy, analysed was time of calculations.

18

Static and Fatigue Strength of Linear Textile Products

Włochowicz A., Kukla S., Drobina R.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 3 (117)

8--16

EN

This publication is a review of the work directed or inspired by the late Professor Andrzej Włochowicz in comparison to the current state of knowledge, and developed by his colleagues as an expression of memory and recognition of the contribution that he made to research on the strength of linear textile products. The article describes issues related to the fatigue strength of yarns. An analysis of literature related to the development of research on fatigue strength was carried out, and quantities describing load cycles and selected cases of periodically variable states of loads are presented. The article attempts to systematise certain problems related to the fatigue of textile materials. The body of the article presents the state of knowledge as well as the manner and the methods of assessment of the fatigue strength of textile materials.

PL

Prezentowana publikacja jest przeglądem prac kierowanych lub inspirowanych przez nieżyjącego Profesora Andrzeja Włochowicza na tle obecnego stanu wiedzy a opracowana przez jego współpracowników, jako wyraz pamięci i uznania dla wkładu, który wniósł do badań wytrzymałości liniowych wyrobów włókienniczych. W artykule opisano zagadnienia związane z wytrzymałością zmęczeniową przędz. Dokonano analizy literatury przedmiotu związanej z rozwojem badań nad wytrzymałością zmęczeniową, przedstawiono wielkości charakteryzujące cykle obciążeń oraz wybrane przypadki okresowo zmiennych stanów obciążeń. W artykule podjęto próbę naukowego usystematyzowania pewnych problemów związanych ze zmęczeniem materiałów włókienniczych. W głównej części artykułu zaprezentowano stan wiedzy oraz sposób postępowania i metody oceny wytrzymałości zmęczeniowej wyrobów włókienniczych.

19

Matematičeskaâ modelʹ i ocenka riska likvidacii požara

Vasiľev N. I., Movchan I. A.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2016

|

Vol. 41, nr 1

47--54

EN

Aim: The purpose of this article is to identify risks during firefighting operations, utilizing the basic principles of reliability theory, but also functional probability models, for all stages of the firefighting processes. With the aid of acquired data, develop a mathematical model to describe uncertainties associated with various phases of firefighting and define the influence of component parts, through projects and programmes for each operational element, on the overall outcome in the fight with a fire. Methodology: The article utilised a complex approach to identify the probability of overcoming a fire within required timescales, by taking account of all tasks associated with the process. The probabilistic description of each component was based on the use of standard time for the completion of a given task. In order to determine each component of risk, the study utilised Weibull’s distribution, exponential and normal laws of distribution. During the selection of distribution laws use was made of statistical modelling methods to determine the confidence levels for each operational task. Results: Study results facilitate identification of weak areas in the operational performance of teams engaged in firefighting. From an analysis of factors influencing the quality of performance, adverse performance can be eliminated and consequently the effectiveness of firefighting can be significantly improved. Illustratively, the project development of access road selection and use of optimal routes within the operational boundary systems, to determine resource needs in fighting fires and by taking account of predicted timescales for undisturbed burning, will significantly reduce the probability value of failure in extinguishing fires within appropriate/desired time scales. Conclusions: The proposed method for determining the probability of combating fires enables, on the basis of statistical data dealing with lead time for extinguishing fires, the conduct of work analysis for firefighting teams and to diagnose their weaknesses. Analysis of results reveals that the main weakness in team performance is the time taken for the journey to an incident location. Calculations indicate that, in order to reduce the time taken to locate and extinguish the fire, and clear the site of the incident, it is necessary to have at disposal an optimal number of firefighting teams.

PL

Cel: Celem artykułu jest opracowanie metody określenia ryzyka procesu zwalczania pożaru w chronionym obiekcie z wykorzystaniem podstawowych założeń teorii niezawodności, a także funkcjonalnych modeli ryzyka dla każdej operacji taktycznej w procesie zwalczania pożaru. Następnie, z wykorzystaniem otrzymanych danych, opracowanie modelu matematycznego ryzyka zwalczania pożaru oraz określenie wpływu składowych ryzyka operacji taktycznych na zabezpieczenie poprzez projekty i programy każdej operacji taktycznej wpływającej na skuteczność zwalczania pożaru. Metody: W artykule wykorzystano kompleksowe podejście do określenia ryzyka przy zwalczaniu pożaru w wymaganym czasie z uwzględnieniem wszystkich operacji taktycznych związanych z tym procesem. Jako podstawę określenia każdej składowej ryzyka wykorzystano normatywny czas na wykonanie danej operacji taktycznej. Do określenia każdej składowej ryzyka wykorzystano zależności rozkładu Weibulla, rozkładu prawa wykładniczego i normalnego. Przy wyborze prawa rozkładu posługiwano się metodą modelowania statystycznego parametrów niezawodności każdej operacji taktycznej. Wyniki: Wyniki badania pozwalają określić słabe punkty w działaniach zespołów ratowniczo-gaśniczych. Dzięki analizie czynników wpływających na jakość pracy można będzie wyeliminować te negatywne i przez to znacząco zwiększać skuteczność zwalczania pożarów. Przykładowo opracowanie projektu wyboru optymalnych dróg dojazdowych do granic obsługiwanego przez daną jednostkę obszaru pozwala skrócić czas dojazdu na miejsce zdarzenia o 30-35%, a zastosowanie zautomatyzowanych systemów obliczania sił i środków potrzebnych do zwalczania pożarów z uwzględnieniem prognozowanego czasu niezakłóconego spalania znacząco zmniejsza wartość ryzyka nieugaszenia pożaru w odpowiednim/wymaganym czasie. Wnioski: Zaproponowana metoda określenia ryzyka przy zwalczaniu pożaru pozwala, na podstawie danych statystycznych na temat czasu gaszenia pożarów, przeprowadzić analizę pracy zespołów ratowniczo-gaśniczych i zdiagnozować jej słabe punkty. Wyniki analizy ryzyka przy zwalczaniu pożaru pokazują, że głównym słabym punktem w pracy zespołów jest czas dojazdu na miejsce zdarzenia. Aby zmniejszyć czas lokalizacji, gaszenia i dogaszania pożaru, jak pokazały wyniki obliczeń, należy dysponować optymalną liczbę zespołów ratowniczo-gaśniczych.

20

Mechanika kruchego pękania ceramiki Y2O3

Boniecki M., Jach K., Librant Z., Wesołowski W., Węglarz H., Gizowska M., Perkowski K., Witek A., Witosławska I.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 1

43--47

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych ceramiki Y2O3 w temperaturze pokojowej oraz w 800 °C. Pomiary wytrzymałości na zginanie σc, odporności na pękanie KIc i rozwoju pęknięć podkrytycznych przeprowadzono w funkcji wielkości ziaren w zakresie 6-44 µm. Wartości KIc określano w teście na zginanie trójpunktowe belek z karbem. Wyznaczono parametry rozkładu Weibulla, jakiemu podlega wytrzymałość badanej ceramiki. Parametry rozwoju pęknięć podkrytycznych ustalono na podstawie testów, w których mierzono wytrzymałość próbek w funkcji szybkości przykładania obciążenia.

EN

The paper presents mechanical properties of Y2O3 ceramics determined at room temperature and at 800 °C. Measurements of bending strength σc, fracture toughness KIc and subcritical crack growth were carried out as a function of particle size in a range of 6-44 µm. KIc values were determined by the three-point bending test of notched beams. The Weibull parameters of strength distribution were determined. Parameters of subcritical crack growth were obtained on the basis of tests in which bending strength of the samples was measured as a function of stress rate.