Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A combined universal generating function and physics of failure Reliability Prediction Method for an LED driver

Fan Liming, Wang Kunsheng, Fan Dongming

Eksploatacja i Niezawodność

|

2021

|

Vol. 23, no. 1

74--83

EN

The accurate and effective reliability prediction of light emitting diode (LED) drivers has emerged as a key issue in LED applications. However, previous studies have mainly focused on the reliability of electrolytic capacitors or other single components while ignoring circuit topology. In this study, universal generating function (UGF) and physics of failure (PoF) are integrated to predict the reliability of LED drivers. Utilizing PoF, lifetime data for each component are obtained. A system reliability model with multi-phase is established, and system reliability can be predicted using UGF. Illustrated by a two-channel LED driver, the beneficial effects of capacitors and MOSFETs for the reliability of LED drivers is verified. This study (i) provides a universal numerical approach to predict the lifetime of LED drivers considering circuit topology, (ii) enhances the modelling and reliability evaluation of circuits, and (iii) bridges the gap between component and circuit system levels.

2

Operation comfort vs. the importance measure of system components

Szajowski Krzysztof J., Średnicka Małgorzata

Mathematica Applicanda

|

2020

|

Vol. 48, no. 2

191--226

EN

The aim of the paper is to propose a new importance measure of system components combining its sensitivity to a system operation and performance. It is presented against the background of other significance measures, an overview of which is an important part of this work as we present them in relation to the motivation behind their creation. In the first work of Birnbaum (1968) on this subject, many interesting studies were created and important indicators were constructed that allowed to organize the components of complex systems in terms of reliability. They are helpful in analyzing the reliability of the designed systems, establishing the principles of operation and maintenance. They concern an approach in which both elements and systems are binary, and the possibility of generalization to multi-state systems is only mentioned. The new proposal is using the methods of game theory and risk analysis. The presented severity measures use a knowledge of the system structure as well as reliability and wear and tear, and whether the components can be repaired and maintained.

PL

Celem artykułu jest zaproponowanie nowego sposobu ustalania rangi elementów systemu, łączącej wpływ na niezawodność systemu i jego wydajność. Przedstawiono je na tle innych sposobów mierzenia istotności elementów systemu. Omówienie znanych miar istotności jest ważną częścią niniejszej pracy, ponieważ przedstawiamy tak, aby pokazać motywację ich powstania. W pierwszej pracy Birnbauma (1968) na ten temat powstało wiele interesujących opracowań i skonstruowano ważne wskaźniki, które pozwoliły uporządkować składowe układów złożonych ze względu na ich wpływ na niezawodność. Są pomocne w analizie niezawodności projektowanych układów, ustalaniu zasad eksploatacji i konserwacji. Dotyczą podejścia, w którym zarówno elementy, jak i systemy są binarne. Wspominamy również o możliwości uogólnienia na systemy wielostanowe i uzasadniamy taka potrzebę. Nowa propozycja mierzenia istotności wykorzystuje teorię gier i analizy ryzyka. Przedstawione miary wykorzystują wiedzę o budowie systemu, niezawodności i zużyciu elementów, a także o możliwości (trudności) naprawy i konserwacji elementów.

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 combined method for reliability analysis of multi-state system of minor-repairable components

Qin J., Niu Y., Li Z.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 1

80--88

EN

This paper discusses the multi-state system (MSS) consisted of multi-state components with minor failure and minor repair. In order to obtain the reliability indices of MSS, a new combined method is suggested. This method is based on the Markov stochastic process and the universal generating function (UGF) technology. The traditional idea of modeling the MSS is to use straightforward Markov process. That is not effective enough for the MSS because the model of the system is complicated usually and the state space often arouses “dimension curse” - huge numbers of the states. We suggest it should model the multi-state components and the UGF of multi-state components can be obtained firstly. Then the MSS can be decomposed into several subsystems which only contain simple series-parallel structure. According to the physical nature of the subsystems, the UGF of those subsystems can be employed recursively. Furthermore the UGF of the entire MSS will be obtained. Therefore, the reliability indices of the MSS can be evaluated easily. The suggested method simplifies greatly the complexity of calculation and is well formulized. Two numerical examples illustrate this method.

PL

W artykule omówiono system wielostanowy (multi-state system, MSS) składający się z elementów wielostanowych, które mogą ulegać drobnym uszkodzeniom i podlegają drobnym naprawom. Zaproponowano nową metodę łączoną, która pozwala wyznaczać wskaźniki niezawodności MSS. Metoda ta opiera się na procesie stochastycznym Markowa oraz technologii uniwersalnej funkcji tworzącej (universal generating function, UGF). Tradycyjnie do modelowania MSS wykorzystuje się sam proces Markowa. Metoda ta nie jest jednak wystarczająco skuteczna w przypadku MSS, ponieważ modele tego typu systemów są zazwyczaj skomplikowane, a przestrzeń stanów często prowadzi do tzw. "przekleństwa wielowymiarowości" – konieczności uwzględnienia ogromnej liczby stanów. Nasza metoda polega na modelowaniu elementów wielostanowych, dla których, w pierwszej kolejności wyznacza się UGF. Następnie MSS można rozłożyć na kilka podsystemów, które mają prostą strukturę szeregowo-równoległą. Charakter fizyczny tych podsystemów, pozwala na rekurencyjne stosowanie UGF dla tych podsystemów. Ponadto metoda umożliwia wyznaczenie UGF dla całego MSS, co pozwala na łatwą ocenę wskaźników niezawodności MSS. Proponowana metoda znacznie upraszcza obliczenia i jest dobrze sformalizowana. W pracy przedstawiono dwa przykłady numeryczne, które ilustrują omawianą metodę.

5

Structure optimization of power system using Simulated Annealing Algorithm

Rami A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 1

258-261

EN

The simulated annealing algorithm is used as an optimization technique to solve the problem of total investment cost optimization, subject to the reliability constraints. The problem of optimization of the structure of a power system where redundant elements are included in order to provide a desired level of reliability is known as Redundancy Optimization Problem. The problem is presented by multi-state series-parallel systems. System reliability is defined as the ability to satisfy consumer demand which is represented as a piecewise cumulative load curve. We supposed variation of the load cumulative demand curve null. A universal generating function technique is applied to evaluate system availability.

PL

Algorytm symulowanego wyżarzania jest używany jako technika optymalizacji do rozwiązywania problemów optymalizacji kosztów przy wymuszonej niezawodności. Problem optymalizacji struktury systemu mocy z nadmiarowym elementem zabezpieczającym pożądaną niezawodność jest znany jako Redendancy Optimization Problem. Problem jest analizowany w systemie szeregowo-równoległym. Niezawodność systemu jest zdefiniowana jako zdolność spełnienia żądań konsumentów, które są reprezentowane jako część skumulowanej krzywej obciążeń. Założono zerową wariację krzywej obciążeń. Zaproponowano uniwersalną technikę możliwą do zastosowania w celu oceny zdolności systemu.

6

Optymalizacja kosztów struktury systemu energetycznego przy założonej niezawodności określona metodą poszukiwania równowagi

Rami A., Zeblah A., Massim Y.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 4

169-172

PL

W pracy zaprezentowano meta-heurystyczny algorytm poszukiwania równowagi zastosowany do rozwiązania problemu optymalizacji wielostanowego szeregowo-równoległego systemu zasilania energią. Założono że krzywa wahań obciążenia jest wokół wartości zerowej. Określono minimalne koszty inwestycyjne konfiguracji systemu do otrzymania satysfakcjonującej niezawodności. Rezultaty poszukiwania równowagi porównano z wynikami metody wykorzystującej algorytmy genetyczne.

EN

In this study, the meta-heuristic harmony search algorithm was introduced and applied to solve a redundant optimization problem presented by multi-state series-parallel systems. We supposed variation of the load cumulative demand curve null. The proposed meta-heuristic determines the minimal investment-costs system configuration to satisfy reliability constraints. A universal generating function technique is applied to evaluate system availability. The results obtained by HS are compared to those obtained by genetic algorithm.

7

Harmony Search Algorithm Optimization for Preventive Maintenance Planning in Telecommunication Transmission Systems

Harrou F., Tassadit A., Zeblah A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 10

146-151

EN

This paper combine the universal generating function UGF with harmony search (HSO) meta-heuristic optimization method to solve a preventive maintenance (PM) problem for series-parallel system. In this work, we consider the situation where system and its components have several ranges of performance levels. Such systems are called multi-state systems (MSS). To enhance system availability or (reliability), possible schedule preventive maintenance actions are performed to equipments and affect strongly the effective age. The MSS measure is related to the ability of the system to satisfy the demand. The objective is to develop an algorithm to generate an optimal sequence of maintenance actions providing system working with the desired level of availability or (reliability) during its lifetime with minimal maintenance cost rate. To evaluate the MSS system availability, a fast method based on UGF is suggested. The harmony search approach can be applied as an optimization technique and adapted to this PM optimization problem.

PL

W artykule połączono uniwersalną funkcje generacyjną UGF z metodą optymalizacji poszukiwania równowagi HSO do rozwiązania problemu utrzymania równowagi szeregowo-równoległego systemu przesyłania. W pracy analizowany jest przypadek kiedy system i jego składowe ma kilka zakresów poziomów przetwarzania. Taki system nazywany jest systemem wielostanowym MSS. Miarą MSS jest możliwość systemu do wypełniania żądań. W tym celu realizowany jest algorytm optymalnej sekwencji akcji zapewniający pożądany poziom niezawodności przy minimalnych kosztach utrzymania. Zaproponowano szybką metodę bazującą na uniwersalnej funkcji generacji UGF.