Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie indeksowej metody statystycznej do analizy podatności osuwiskowej wybranego obszaru z terenu województwa podkarpackiego

Ochab Piotr, Skrzypczak Izabela, Duda Aleksander, Sikora Anna, Błazik-Borowa Ewa, Nepelski Krzysztof, Lal Agnieszka, Sulewska Maria

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 12

57--61

PL

Osuwiska należą do najniebezpieczniejszych i najczęściej występujących geozagrożeń na terenie Polski. Bardzo ważną rolę w minimalizowaniu strat ma odpowiednie planowanie przestrzenne bazujące na dokładnych mapach podatności osuwiskowej terenu, które stanowią podstawę procesu określania zagrożenia, a następnie szacowania ryzyka. Celem artykułu jest pokazanie metody opracowania mapy podatności osuwiskowej wybranego obszaru Pogórza Dynowskiego pod kątem oceny zagrożenia osuwiskowego. Finalna mapa podatności na osuwanie obszaru badań została opracowana w skali lokalnej z wykorzystaniem indeksowej metody statystycznej. Poszczególne mapy czynników mających wpływ na osuwanie terenu uwzględniają: nachylenie zbocza; ekspozycję; bliskość cieków wodnych; geologię.

EN

Landslides are among the most dangerous and common geohazards in Poland. A very important role in minimizing losses has a proper spatial planning based on accurate landslide susceptibility maps of the area, which are the basis of the process of determining the threat and then estimating the risk. The purpose of this article is to develop a landslide susceptibility map of a selected area of the Dynowskie Foothills in terms of landslide hazard assessment. The final landslide susceptibility map of the study area was developed on a local scale using the Index Statistical Method. The individual maps of factors affecting landslides were based on several thematic sections: slope slope, exposure, proximity to watercourses, geology.

2

Gas turbine reliability estimation to reduce the risk of failure occurrence with a comparative study between the two-parameter Weibull distribution and a new modified Weibull distribution

Djeddi Ahmed Zohair, Hafaifa Ahmed, Iratni Abdelhamid, Kouzou Abdellah

Diagnostyka

|

2022

|

Vol. 23, No. 1

no. art. 2022107

EN

Responding to the needs of quality and robustness of analysis and management of degradation of equipment, to increase their life cycle and to expand these facilities to become more and more sophisticated and agronomic. This work proposes a contribution to increase the survival of a gas turbine, installed in a gascompression plant, with a comparative study between the two-parameter Weibull distribution. A new modified Weibull distribution was proposed also to reduce the risk of occurrence of failure in this rotating machine. A Statistical analysis and validation on the synthesis of turbine's reliability data and failures were considered, with a particular focus on the use of this data to increase the availability of this type of machine. So, developing a maintenance plan based on their reliability indices for scheduled inspections.

3

Assessment of the influence of preventive maintenance on the reliability and availability indexes of diesel locomotives

Szkoda Maciej, Kaczor Grzegorz, Pilch Robert, Smolnik Maksymilian, Konieczek Zbigniew

Transport Problems

|

2021

|

T. 16, z. 1

5--18

EN

The article investigates the influence of preventive maintenance on the reliability and availability indexes of the railway means of transport, which also determine the economic aspects of their operation and maintenance. The research was done using the method based on fault tree analysis (FTA) and Monte Carlo simulation. The authors performed a cause and effect analysis of the occurrence of undesirable events during the operation of selected vehicles. They identified the weakest components of the rail vehicle that affect the downtime and mean availability most significantly. Specialized software including Weibull++, BlockSim, and MiniTab aided calculations were used to illustrate the application of the results of a modernization project involving a 6Dg diesel locomotive, carried out in cooperation with the biggest Polish rail carrier. The applicability of the proposed tools has been verified on the example of a selected sample of 75 diesel locomotives employing data on their use and maintenance acquired in the real operation process. The obtained results indicate that the proposed approach can be particularly useful in practice when assessing the applied rail vehicle maintenance strategy, and while developing new strategies and selecting the best one to implement.

4

Stochastic modelling of the temperature increase in metal stampings with multiple stress variables and random effects for reliability assessment

Quezada del Villar Andrea Viridiana, Rodríguez-Picón Luis Alberto, Pérez-Olguín Iván JC, Méndez-González Luis Carlos

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 4

654--661

EN

Many products wear out over time even before they fail or stop working, therefore, through accelerated degradation tests one is able to make inferences about statistical parameters or the distributions of a product useful life. Since many devices experience different types of variation due to unobservable factors during the manufacturing processes or under certain operating conditions; these situations lead to the need in developing accelerated degradation models with several variables of acceleration and random effects. The proposed model in this paper, is a model based on the gamma process with random effects to have a better analysis of degradation. This model is applied to the analysis of the temperature increase of metal stampings that are affected by multiple explanatory variables. In addition, a statistical inference method based on a Bayesian approach is used to estimate the unknown parameters to then perform a reliability analysis after obtaining the first-passage time distributions.

PL

Wiele produktów zużywa się z upływem czasu zanim nawet ulegną uszkodzeniu lub przestaną działać. Badania przyspieszonego starzenia pozwalają wyciągać wnioski na temat parametrów statystycznych lub rozkładów okresu użytkowania produktu. Wiele urządzeń podlega różnym rodzajom zmienności pod wpływem działania nieobserwowalnych czynników występujących podczas procesu produkcyjnego lub w pewnych warunkach pracy; sytuacje te wymagają opracowania modeli przyspieszonego starzenia uwzględniających wielorakie zmienne przyspieszenia oraz efekty losowe. Zaproponowany w przedstawionym artykule model opiera się na procesie gamma z efektami losowymi, dzięki czemu pozwala na lepszą analizę degradacji. Model ten zastosowano do analizy wzrostu temperatury w metalowych wytłoczkach, na które oddziałuje wiele zmiennych objaśniających. Ponadto do oszacowania nieznanych parametrów wykorzystano metodę wnioskowania statystycznego opartą na podejściu bayesowskim. Umożliwiło to analizę niezawodności po uzyskaniu rozkładów czasu pierwszego przejścia.

5

Reliability evaluation for vhf and uhf bands under different scenarios via propagation loss model

Li Xiang, Huang Hong-Zhong, Li Yi-Fan, Li Yan-Feng

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 3

375--383

EN

The significant effect of path loss on the reliability of very high frequency (VHF) and ultrahigh frequency (UHF) bands propagation has drawn much attention. Previous works mainly focus on the reliability evaluation for infrastructures and basic equipment, however, its propagation reliability has not been taken into full consideration. This paper proposes a new method for evaluating the reliability of the wireless communication based on the analysis of the traditional outdoor wave propagation loss models. In the reliability evaluation of the radio communication, we firstly consider the transmission frequency, the antenna height, the cell type and the communication distance. Then, we use a lognormal distribution to fit the random distribution curve of the communication distance so that the relationship between the path loss value and the reliability can be analysed. We further derive the probability distribution function (PDF) and the cumulative distribution function (CDF) of the path loss value from different antenna correction factors, cell type correction factors and terrain correction factors. Finally, we calculate the radio communication reliability values at different frequencies based on the threshold of the propagation loss value. Compared with the reliability degree only considering the communication distance threshold, the influence of environmental factors on the reliability of the VHF and the UHF radio propagation has been analysed.

PL

W literaturze przedmiotu, wiele uwagi poświęca się ostatnio znaczącemu wpływowi utraty mocy sygnału (ang. path loss) na niezawodność rozchodzenia się fal tworzących pasma o bardzo wysokiej częstotliwości (VHF) i ultra wysokiej częstotliwości (UHF). Wcześniejsze prace koncentrują się głównie na ocenie niezawodności infrastruktury i podstawowego wyposażenia, nie uwzględniając w pełni niezawodności propagacji fal. W niniejszym artykule zaproponowano nową metodę oceny niezawodności komunikacji bezprzewodowej opartą na analizie tradycyjnych modeli utraty mocy sygnału podczas propagacji fal radiowych w środowisku zewnętrznym. Oceniając niezawodność komunikacji radiowej, w pierwszej kolejności rozważano częstotliwość transmisji, wysokość anteny, typ komórki oraz odległość komunikacyjną. Następnie, za pomocą rozkładu lognormalnego, dopasowano krzywą rozkładu losowego odległości komunikacyjnej, co pozwoliło na analizę związku między wartością utraty mocy sygnału a niezawodnością. W dalszej kolejności, z wartości różnych współczynników korekcji anteny, typu komórki oraz terenu wyprowadzono funkcję rozkładu prawdopodobieństwa oraz dystrybuantę wartości utraty mocy sygnału. Na koniec obliczono wartości niezawodności komunikacji radiowej dla różnych zakresów częstotliwości w oparciu o próg wartości utraty mocy sygnału. Przedstawiona analiza wykracza poza elementarne obliczenia niezawodności na podstawie maksymalnej odległości komunikacyjnej biorąc także pod uwagę wpływ czynników środowiskowych na niezawodność propagacji fal radiowych VHF i UHF.

6

Fatigue strength reliability assessment of turbo-fan blades by Kriging-based distributed collaborative response surface method

Gao Hai-Feng, Wang Anjenq, Zio Enrico, Ma Wei

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 3

530--538

EN

Fatigue crack propagation affects the operational reliability of engine turbo-fan blades. In this article, we integrate a Kriging regression model and a distributed collaborative response surface method (DCRSM) for the reliability assessment of turbo-fan blades, considering the relevant uncertainty. Following a series of deterministic analyses, such as steady-state aerodynamic analysis, harmonic response analysis and Campbell diagram, and based on the assumption that vibration stress is mainly from aerodynamic load, the fatigue strength is calculated for turbo-fan blades under coupling aerodynamic forces, according to a modified Goodman curve of titanium-alloy. Giving consideration to the uncertainty of the resonance frequencies and material properties, the fatigue strength of the turbo-fan blade is evaluated, including probabilistic analysis and sensitivity analysis. In the case study analyzed, the conclusions are that the fatigue strength reliability reaches 96.808% with confidence level of 0.95 for the turbo-fan blade under the coupling aerodynamic forces, and the first three-order resonant frequencies are found to have important influence on the fatigue performance of turbo-fan blades.

PL

Propagacja pęknięć zmęczeniowych wpływa na niezawodność pracy łopatek turbowentylatora w silnikach samolotowych. W przedstawionej pracy, niezawodność łopatek turbo-wentylatora oceniano za pomocą techniki która łączy rozproszoną metodę powierzchni odpowiedzi (ang. distributed collaborative response surface method, DCRSM) z krigingiem, z jednoczesnym uwzględnieniem niepewności. Po przeprowadzeniu serii analiz deterministycznych, w tym analizy aerodynamicznej w stanie ustalonym, analizy harmonicznej i wyznaczeniu wykresu Campbella, oraz przyjmując założenie, że naprężenia wibracyjne powstają głównie na skutek obciążeń aerodynamicznych, obliczono wytrzymałość zmęczeniową łopatek turbowentylatora w warunkach sprzęgających sił aerodynamicznych, zgodnie ze zmodyfikowaną krzywą Goodmana dla stopu tytanu. Biorąc pod uwagę niepewność częstotliwości rezonansowych i właściwości materiału, wytrzymałość zmęczeniową łopatki turbowentylatora określano na podstawie analizy probabilistycznej i analizy czułości. W omawianym studium przypadku wykazano, że niezawodność wytrzymałości zmęczeniowej łopatki turbowentylatora w warunkach sprzęgających sił aerodynamicznych sięga 96,808% przy poziomie ufności 0,95, a trzy pierwsze postacie drgań rezonansowych mają istotny wpływ na jej wydajność zmęczeniową.

7

Accelerated degradation analysis based on a random-effect Wiener process with one-order autoregressive errors

Li Junxing, Wang Zhihua, Liu Chengrui, Qiu Ming

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 2

246--255

EN

For highly reliable and long-life products, accelerated degradation test (ADT) is often an effective and attractive way to assess the reliability. To analyze the accelerated degradation data, it has been well recognized that it is necessary to incorporate three sources of variability including the temporal variability, the unit-to-unit variability and measurement errors into the ADT model. The temporal variability can be properly described by the Wiener process. However, the randomness of the initial degradation level, which is an important part of the unit-to-unit variability, has been often neglected. In addition, regarding the measurement errors, current ADT models often assumed them to follow a mutually independent normal distribution and ignored the autocorrelation that may probably exist in them. These problems lead to a poor accuracy for reliability evaluation in some situation. Thus, a random-effect Wiener process-based ADT model considering one-order autoregressive (AR(1)) errors is proposed. Then closed-form expressions for the failure time distribution (FTD) is derived based on the concept of first hitting time (FHT). A statistical inference method is adopted to estimate unknown parameters. Finally, a comprehensive simulation study and a practical application are given to demonstrate the rationality and effectiveness of the proposed model.

PL

W przypadku wysoce niezawodnych produktów o długim cyklu życia, przyspieszone badanie degradacji (ADT) często stanowi skuteczny i atrakcyjny sposób oceny niezawodności. Jak wiadomo, analiza danych z przyspieszonej degradacji wymaga włączenia do modelu ADT trzech źródeł zmienności, w tym zmienności czasowej, zmienności między jednostkami i błędów pomiarowych. Zmienność czasową można odpowiednio opisać za pomocą procesu Wienera. Jednak losowość początkowego poziomu degradacji, który stanowi ważną część zmienności między jednostkami, jest często w badaniach pomijana. Ponadto, w odniesieniu do błędów pomiaru, obecne modele ADT często zakładają, że mają one wzajemnie niezależne rozkłady normalne, ignorując możliwą autokorelację. Problemy te prowadzą w niektórych sytuacjach do niskiej trafności oceny niezawodności. W związku z powyższym, zaproponowano model ADT oparty na procesie Wienera z efektem losowym, w którym uwzględniono błędy autoregresyjne pierwszego rzędu (AR (1)). Następnie, w oparciu o pojęcie pierwszego czasu przejścia, wyprowadzono wyrażenia w postaci zamkniętej dla rozkładu czasu uszkodzenia (FTD). Do oszacowania nieznanych parametrów przyjęto metodę wnioskowania statystycznego. Na koniec przedstawiono kompleksowe studium symulacyjne i wskazano praktyczne zastosowanie modelu w celu wykazania jego racjonalności i skuteczności.

8

Assessment of durability of the rail vehicle components with the use of degradation analysis method

Młynarski S., Szkoda M., Kaczor G.

Journal of KONBiN

|

2018

|

No. 45

199--224

EN

An important issue during the operation of rail vehicles is the dynamics of forced loads. The identification of these workloads and the evaluation of their impact on the reliability and durability of the structure is essential for maintaining the safety of operation. For this reason, an important issue in the assessment of durability is to identify potential hazards that cause object failure. This paper presents the results of fatigue tests for the selected structure of a rail bogie. The results were then used to conduct the Degradation Analysis of the object. The purpose of this analysis was to estimate the real values of the durability and reliability indicators of the bogie frame from the point of view of the safety of its operation.

PL

Istotnym problemem w eksploatacji pojazdów szynowych jest dynamika obciążeń wymuszających. Identyfikacja tych obciążeń i ocena ich wpływu na niezawodność i trwałość konstrukcji ma podstawowe znaczenie dla zachowania bezpieczeństwa użytkowania. Z tego też względu ważnym zagadnieniem w ocenie trwałości jest identyfikacja potencjalnych zagrożeń prowadzących do uszkodzenia obiektów. W pracy przedstawiono wyniki badań zmęczeniowych wybranej konstrukcji wózka kolejowego, które posłużyły do przeprowadzenia analizy propagacji zużycia wspomnianego obiektu. Celem tej analizy było oszacowanie rzeczywistych wartości wskaźników trwałości i niezawodności ramy wózka z punktu widzenia bezpieczeństwa jej użytkowania.

9

Modification and reliability estimation of vector based Dubins path approach for autonomous ground vehicles path re-planning

Skačkauskas P., Sokolovskij E.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 4

549--557

EN

Due to global purposes to ensure growth of a competitive and sustainable transport system, also to solve traffic safety and environmental problems, various engineering solutions are being sought out. It can be assumed that autonomous vehicles are the technology, which will ensure the positive change in the transport system. Even though many studies successfully advanced toward realisation of autonomous vehicles, a significant amount of technical and policy framework problems still has to be solved. This paper addresses the problem of predefined path feasibility and proposes an effective methodology for a path to follow re-planning. The proposed methodology is composed of three parts and is based on the Dubins path approach. In order to modify the vector based Dubins path approach and to ensure the path feasibility, the optimisation problem was solved. A cost function with different inequality constraints was formulated. The performance and reliability of the proposed methodology were analysed and evaluated by carrying out an experimental research while using the autonomous test vehicle.

PL

Dla zapewnienia rozwoju konkurencyjnego i zrównoważonego systemu transportowego, oraz w celu rozwiązania problemów związanych z bezpieczeństwem ruchu i środowiskiem, poszukiwane są różne rozwiązania techniczne. Można założyć, że autonomiczne pojazdy są technologią, która zapewni pozytywną zmianę w systemie transportowym. Mimo że wiele badań z powodzeniem dotyczyło realizacji autonomicznych pojazdów, należy jeszcze rozwiązać wiele problemów technicznych i prawnych. W niniejszym dokumencie poruszono problem predefiniowanej wykonalności ścieżki i zaproponowano skuteczną metodologię dla ścieżki do śledzenia ponownego planowania. Proponowana metodologia składa się z trzech części i opiera się na metodzie Dubinsa. Aby zmodyfikować metodę trajektorii Dubinsa i zapewnić optymalną trajektorię, w publikacji rozwiązano zadanie optymalizacji. Sformułowana funkcja celu z różnymi nieliniowymi ograniczeniami. Skuteczność i niezawodność proponowanej metodologii została przeanalizowana i oceniona po przeprowadzeniu eksperymentalnych badań z wykorzystaniem autonomicznego pojazdu badawczego.

10

A new assessment method of mechanism reliability based on chance measure under fuzzy and random uncertainties

Zhang L., Zhang J., Zhai H., Zhou S.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 2

219--228

EN

The traditional reliability analysis methods based on probability theory and fuzzy set theory have been widely used in engineering practice. However, these methods are unable directly measure the uncertainty of mechanism reliability with uncertain variables, i.e., subjective random and fuzzy variables. In order to address this problem, a new quantification method for the mechanism reliability based on chance theory is presented to simultaneously satisfy the duality of randomness and the subadditivity of fuzziness in the reliability problem. Considering the fact that systems usually have multilevel performance and the components have multimode failures, this paper proposes a chance theory based multi-state performance reliability model. In the proposed method, the chance measure is adopted instead of probability and possibility measures to quantify the mechanism reliability for the subjective probability or fuzzy variables. The hybrid variables are utilized to represent the random and fuzzy parameters, based on which solutions are derived to analyze the chance theory based mechanism reliability with chance distributions. Since the input parameters of the model contain fuzziness and randomness simultaneously, an algorithm based on chance measure is designed. The experimental results on the case application demonstrate the validity of the proposed method.

PL

Tradycyjne metody analizy niezawodności oparte na teorii prawdopodobieństwa i teorii zbiorów rozmytych znajdują szerokie zastosowanie w praktyce inżynierskiej. Jednak metod tych nie można stosować do bezpośredniego pomiaru niepewności niezawodności przy niepewnych zmiennych, tj. subiektywnych zmiennych losowych i rozmytych. Aby zaradzić temu problemowi, przedstawiono nową metodę kwantyfikacji niezawodności opartą na teorii szansy, która jednocześnie spełnia aksjomaty dwoistości losowości oraz subaddytywności związanej z rozmytością w problemach niezawodności. Biorąc pod uwagę fakt, że systemy zazwyczaj charakteryzują się wielopoziomową strukturą, a uszkodzenia elementów składowych mają charakter wieloprzyczynowy, w niniejszym artykule zaproponowano model niezawodności eksploatacji systemu wielostanowego oparty na teorii szansy. W proponowanej metodzie, zamiast miar prawdopodobieństwa i możliwości, do kwantyfikacji niezawodności, w przypadku gdy dane są subiektywne zmienne losowe lub zmienne rozmyte, przyjęto miarę szansy wystąpienia zdarzenia. Do reprezentacji parametrów losowych i rozmytych wykorzystano zmienne hybrydowe, które stanowią podstawę dla wyprowadzenia rozwiązań w celu analizy niezawodności mechanizmu opartej na teorii szansy z rozkładem szans. Ponieważ parametry wejściowe modelu noszą jednocześnie znamiona rozmytości i losowości, opracowano algorytm oparty na mierze szansy. Wyniki eksperymentalne otrzymane na podstawie studium przypadku dowodzą poprawności proponowanej metody.

11

Wykrywanie dolnej granicy wybuchowości z wykorzystaniem stacjonarnych systemów detekcji gazów

Ambrożkiewicz B., Przystupa K., Szewczyk M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 12

49--53

PL

W artykule przedstawiono analizę obecnie stosowanych metod wykrywania dolnej granicy wybuchowości na przykładzie tłoczni gazu. Praca obejmuje: wybranie metody analizy bezpieczeństwa i oceny ryzyka, wykonanie obliczeń, zidentyfikowanie mechanizmów wystąpienia zagrożeń, oraz zaproponowanie działań mających na celu eliminację skutków ich wystąpienia. Poruszony problem, w uproszczeniu można sprowadzić do pytania czy wykrywanie zagrożeń jakie mają miejsce na tłoczniach gazu jest wykonywane w sposób optymalny oraz czy występujące z tym problemy są na bieżąco eliminowane?

EN

The article presents an analysis of currently used methods of detecting the lower limit of flammability on the example of the Gas Compressor Station. Its scope includes the development of methods of safety analysis, risk assessment together with calculations and identification of mechanisms of occurrence of threats, as well as taking actions aimed at eliminating the effects of their occurrence. The problem raised is the question whether the detection of hazards that take place at gas compressor stations are carried out correctly and whether the problems involved are eliminated.

12

Application of selected Levy processes for degradation modelling of long range mine belt using real-time data

Vališ D., Mazurkiewicz D.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1430--1440

EN

When analysing big data generated by a typical diagnostic system, the maintenance operator has to deal with several problems, including a substantial number of data appearing every second. Maintenance systems, especially those in mining industry additionally require the operator to make reliable predictions and decisions under uncertainty. All this create so called information overload problem, which can be solved in data mining with the use of existing data reduction techniques. Unfortunately, with complex mining machinery operating under diverse conditions more advanced approaches are needed. Effective solutions can be found among non-trivial degradation assessment techniques provided which shall be properly applied. This work proposes new methods to modelling specific system degradation and prognosis for system failure occurrence. The approach presented here does not rely on typical statistical assumptions. This paper relates to mathematical modelling of real diagnostic data with the use of selected stochastic processes – types of Wiener process and Ornstein–Uhlenbeck process. The main novelty and contribution is in the specific forms of above mentioned processes, in the ways how the process parameters were estimated and also in realistic correlation of proposed models to the studied system. Simulated and real case results show that the proposed robust functional analysis reduces bias and provides more accurate false fault detection rates, as compared to the previous method. We hope the outcomes provide applicable inputs for more effective principles of system operation, predictive maintenance policy and risk assessment.

13

Stochastic risk and reliability assessments of energy management system in grid of microgrids under uncertainty

Nikmehr N., Najafi-Ravadanegh S.

Journal of Power Technologies

|

2017

|

Vol. 97, nr 3

179--189

EN

As various renewable energy resources (RERs) are exploited within microgrids (MGs), some important challenges have arisen as regards coping with generation fluctuations. This paper proposes a probabilistic method aimed at achieving optimal coordinated operation in a grid of microgrids under uncertainties of RERs and variable load demand. In the supposed structure based on networked microgrids (NMGs), a two-level strategy is required for guaranteeing efficient coordination between the MGs and distribution network operator (DNO). Another contribution of the paper deals with the flexibility of NMGs in improving the reliability of the whole system. Additionally, the value at risk (VaR) calculations for output results are carried out for different confidence levels with two important methods. In sum, the aim of the paper is to minimize total energy costs considering the environmental effects. To achieve this purpose, the Imperialist Competitive Algorithm (ICA) as a heuristic algorithm is applied to solve the optimal power dispatch problem and the obtained results are compared using the Monte Carlo Simulation (MCS) method. As the input data are modeled under uncertainties, the output results are described with probability distribution function (PDF).

14

The application of dynamic bayesian network to reliability assessment of emu traction system

Wang Y., Bi L., Wang S., Lin S., Xiang W.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 3

349--357

PL

W artykule omówiono nowatorskie zastosowanie dynamicznej sieci bayesowskiej (DBN) do oceny niezawodności elektrycznego systemu trakcyjnego ze szczególnym uwzględnieniem metod modelowania DBN. W związku z rosnącą złożonością elektrycznych systemów trakcyjnych oraz wynikającą z niej coraz większą ilością współzależności między komponentami, systemy te narażone są coraz częściej na awarie części składowych. Chociaż istnieje wiele badań dotyczących oceny niezawodności systemów trakcyjnych, stosowane obecnie narzędzia nie mają odpowiedniej mocy modelowania koniecznej do opisu zależności funkcjonalnych i czasowych pomiędzy częściami składowymi. W niniejszej pracy zaproponowano nową metodę modelowania generowania DBN, którą można stosować w odniesieniu do systemów składających się z pewnych określonych komponentów oraz różnych typów rozchodzących się przez nie przepływów. Zależności funkcjonalne i czasowe opisano, odpowiednio, za pomocą tablicy komponentowych prawdopodobieństw warunkowych (Component-based Conditional Probability Table, CPT) oraz tablicy czasowo-zależnych prawdopodobieństw warunkowych. Ponieważ złożoność systemu nie pozwala na zamodelowanie go w prosty sposób jako DBN, do automatycznej budowy modelu DBN wykorzystano algorytm przeszukiwania wszerz (Breadth-First-Search). Oceny niezawodności systemu trakcyjnego z wykorzystaniem proponowanej metody opartej na DBN można dokonywać w dowolnym czasie, co ma ogromne znaczenie przy planowaniu konserwacji w celu zapewnienia bezpieczeństwa systemu.

EN

The article introduces a novel application of a Dynamic Bayesian Network (DBN) in the reliability assessment with regard to the traction system of Electric Multiple Units (EMU), which focus on modeling approach to DBN construction. As a result of high complexity and growing interdependencies, it is increasingly vulnerable to the failure of components. Although many studies on the use of BN for estimating the system reliability have been conducted, there is a lack of effective modeling power regarding current tools in depicting both functional and temporal dependencies between components. In this paper, a new modeling approach to DBN generation is submitted, which can be applied to the system made up of certain components and different types of flows propagating through them. The Component-based CPT (Conditional Probability Table) and Time-dependent CPT are used to describe functional dependencies and temporal dependencies respectively. As the complexity of the system cannot be modeled in a tractable way as a DBN, a Breadth-First-Search (BFS) algorithm is introduced for the construction of the DBN model in an automated manner. With the application of the proposed DBN-based approach, the reliability of the traction system can be evaluated at any given time, which is of great significance to determine the plan of maintenance in an effort to ensure the system safety.

15

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.

16

A decision diagram based reliability evaluation method for multiple phased-mission systems

Zhang S., Sun S., Si S., Wang P.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 3

485--492

EN

The multiple phased-mission system (MPMS) exists widely in practical engineering, such as aviation, spaceflight and navigation fields. Its distinct characteristic is that the system usually performs multiple missions and each mission consists of different phases. In this paper, we mainly focus on the reliability analysis for MPMS when the components have to accomplish different missions successively. A new modeling method is proposed for MPMS analysis based on the binary decision diagram (BDD) and multi-state multi-valued decision diagram (MMDD). Through this method, different phases of missions are combined with in the whole system by certain merging rules according to the operating time of a common component. Then, the system reliability can be calculated by the common calculation methods of decision diagrams by generating the through. Finally, two case studies are implemented to demonstrate the generation of BDD/MMDD models and the evaluation of system reliability. The experiment results verified the efficiency and accuracy of the proposed modeling methods.

PL

Systemy wielofazowe (Multiple Phased-Mission Systems, MPMS), t.j. systemy o wielu zadaniach okresowych są powszechnie stosowane w praktyce inżynieryjnej, np. w lotnictwie, lotach kosmicznych czy nawigacji. Cechą wyróżniającą tego typu systemy jest to, że zazwyczaj wykonują one wiele zadań, z których każde składa się z różnych faz. Głównym tematem poniższej pracy jest analiza niezawodności MPMS dla przypadków, kiedy elementy składowe muszą wykonywać różne misje jedna po drugiej. W artykule zaproponowano nową metodę modelowania dla celów analizy MPMS opartą na koncepcji binarnego diagramu decyzyjnego (binary decision diagram, BDD) oraz wielostanowego wielowartościowego diagramu decyzyjnego (multi-state multi-valued decision diagram, MMDD). Metoda ta polega na łączeniu różnych faz misji w obrębie systemu za pomocą pewnych reguł łączenia wedle czasu pracy wspólnego elementu składowego. Pozwala to na obliczanie niezawodności systemu za pomocą powszechnie stosowanych metod diagramów decyzyjnych poprzez generowanie drzew błędów. W pracy zaprezentowano dwa studia przypadku, które pokazują, w jaki sposób generuje się modele BDD/MMDD oraz ocenia niezawodność systemu. Wyniki eksperymentów wykazały wydajność oraz trafność proponowanych metod modelowania.

17

Evaluating the reliability of groove turning for piston rings in combustion engines with the use of neural networks

Lisiak P., Rojek I., Twardowski P.

Archives of Mechanical Technology and Materials

|

2017

|

Vol. 37

35--40

EN

The article describes a method of evaluating the reliability of groove turning for piston rings in combustion engines. Parameters representing the roughness of a machined surface, Ra and Rz, were selected for use in evaluation. At present, evaluation of surface roughness is performed manually by operators and recorded on measurement sheets. The authors studied a method for evaluation of the surface roughness parameters Ra and Rz using multi-layered perceptron with error back-propagation (MLP) and Kohonen neural networks. Many neural network models were developed, and the best of them were chosen on the basis of the effectiveness of measurement evaluation. Experiments were carried out on real data from a production company, obtained from several machine tools. In this way it becomes possible to assess machines in terms of the reliability evaluation of turning.

18

Reliability-based evaluation of loss due to distribution of nonstructural components in height

Haj Najafi L., Tehranizadeh M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2017

|

Vol. 10, no. 2

77--98

EN

Structural and nonstructural components incorporate simultaneously and correspondingly in modern probabilistic performance evaluation to make decision making parameters which is usually economic loss in a predefined level of probability. However, far greater investment, relatively limited seismically design information and dependence of nonstructural components’ normative quantities to some architectural, economic and social features contribute to exceeded loss amounts and uncertainties under nonstructural components in comparison to structural ones. This paper addresses the question of how to distribute nonstructural components in height of a building accounting for more reliable economic loss subjected to seismic excitation through application of fully probabilistic reliability approach. This purpose has been captured through proposing a new modified distribution of building nonstructural components in height for three typical steel moment frames and conducting comparative assessments for two alternative distributions of nonstructural components with office occupancy. Dealing with discussions, it could be concluded that more reliable economic losses could be gained and also reduced by more astutely situating building nonstructural components in height considering type of dominated demands in a specific story without requirement to any alternation in component’s type or quantity.

PL

Elementy konstrukcyjne i niekonstrukcyjne występują jednocześnie we współczesnej ocenie prawdopodobieństwa, w celu ustalenia parametrów istotnych w przeprowadzeniu oceny straty wartości przy ustalonym poziomie prawdopodobieństwa. Niemniej jednak, z uwagi na znacznie większe nakłady, relatywnie ograniczone informacje dla projektowania sejsmicznego dla elementów niekonstrukcyjnych, parametry normatywne dla wybranych architektonicznych, ekonomicznych i socjalnych parametrów znajdują odzwierciedlenie we wzroście strat i niepewności dla elementów niekonstrukcyjnych w porównaniu z elementami konstrukcyjnymi. W artykule poruszono kwestię wpływu rozmieszczenia elementów niekonstrukcyjnych na wysokości budynku biorąc pod uwagę bardziej wiarygodną ocenę straty wartości po wystąpieniu oddziaływań sejsmicznych przez zastosowanie podejścia w pełni probabilistycznej teorii niezawodności. W tym celu zaproponowano nowy, zmodyfikowany sposób rozmieszczenia elementów niekonstrukcyjnych na wysokości dla trzech typowych, sztywnych ram stalowych i przeprowadzono ocenę porównawczą dla dwóch alternatywnych rozkładów elementów niekonstrukcyjnych w budynkach biurowych. Po przeprowadzeniu analiz można wnioskować, że bardziej wiarygodny ekonomicznie poziom strat został osiągnięty przez bardziej przemyślane rozmieszczenie elementów niekonstrukcyjnych na wysokości, biorąc pod uwagę funkcję dominującą na konkretnej kondygnacji bez potrzeby ograniczania typu i jakości elementów budowlanych.

19

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.

20

Reliability analysis of the products subject to competing failure processes with unbalanced data

Li J., Zhang Y., Wang Z., Fu H., Xiao L.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 1

98--109

EN

Considering the degradation and catastrophic failure modes simultaneously, a general reliability analysis model was presented for the competing failure processes with unbalanced data. For the degradation process with highly unbalanced data, we developed a linear random-effects degradation model. The model parameters can be estimated based on a simple least square method. Furthermore, to fully utilize the degradation information, we considered the last measured times of the degradation units that had only one or two measured time points as zero-failure data or right-censored data of the catastrophic failure mode. Then the incomplete data set was composed of zero-failure data and catastrophic failure data. To analyze the incomplete data, the definition of the interval statistics was firstly given. The best linear unbiased parameter estimators of catastrophic failure were obtained based on the Gauss-Markov theorem. Then, the reliability function of the competing failure processes was given. The corresponding two-sided confidence intervals of the reliability were obtained based on a bootstrap procedure. Finally, a practical application case was examined by applying the proposed method and the results demonstrated its validity and reasonability.

PL

W pracy przedstawiono ogólny model analizy niezawodności procesów związanych z powstawaniem uszkodzeń konkurujących, który pozwala na wykorzystanie danych niezbilansowanych oraz umożliwia jednoczesne uwzględnienie uszkodzeń wynikających z obniżenia charakterystyk i uszkodzeń katastroficznych. Opracowano liniowy model efektów losowych dla procesu degradacji o wysoce niezbilansowanych danych. Parametry tego modelu można określić na podstawie prostej metody najmniejszych kwadratów. Ponadto, aby w pełni wykorzystać informacje dotyczące obniżenia charakterystyk, dane pochodzące z ostatniego pomiaru jednostek podlegających degradacji, dla których przeprowadzono tylko jeden lub dwa pomiary, rozpatrywano jako dane o zerowym uszkodzeniu lub jako ucięte prawostronnie dane dotyczące uszkodzenia katastroficznego. W ten sposób otrzymano zbiór niepełnych danych składający się z danych o uszkodzeniach zerowych oraz danych o uszkodzeniach katastroficznych. Aby móc przeanalizować uzyskane niepełne dane, podano definicję statystyki przedziałowej. Najefektywniejszy nieobciążony estymator liniowy (BLUE) parametrów uszkodzeń katastroficznych uzyskano na podstawie twierdzenia Gaussa-Markowa. Następnie, podano wzór funkcji niezawodności procesów związanych z powstawaniem uszkodzeń konkurujących. Odpowiednie dwustronne przedziały ufności dla oszacowanej niezawodności uzyskano metodą bootstrapową. Na koniec, przedstawiono przypadek praktycznego zastosowania proponowanej metody, którego wyniki wykazały jej trafność i zasadność.