Traditionelle gewichtete k-out-of-n Systeme nehmen üblicherweise an, dass die Gewichte der Bauteile fest sind, was ihre Anwendbarkeit in komplexen ingenieurtechnischen Szenarien (in denen die Gewichte der Bauteile kontinuierliche Zufälligkeit aufweisen) einschränkt. Diese Einschränkung ist besonders kritisch in redundanten Sicherheitssystemen mit gemeinsamen Ausfallursachen, wie z.B. erneuerbaren Energiesystemen, in denen Bauteile heterogene Degradation, abhängige Ausfallmodi und mehrstufige Leistungsverschlechterung durchlaufen. Um dieses Problem zu lösen, wird in dieser Studie ein neues k-out-of-n:G System vorgeschlagen, das mehrere Bauarttypen und kontinuierliche zufällige Gewichte enthält, und dessen Zuverlässigkeit sowie mittlere Ausfallzeit in zwei Betriebszuständen (Normalbetrieb und Degradationszustand) bewertet wird. Zunächst wird ein Betriebsmechanismus definiert, der die Anzahl der überlebenden Bauteile und die Summe der Gewichte vereint. Dann wird basierend auf der Modellierung abhängiger Strukturen mit verschiedenen Copula-Funktionen die Systemintegritätsverteilung und Systemzuverlässigkeit abgeleitet. Anschließend wird mittels Monte-Carlo-Simulation der Einfluss verschiedener Abhängigkeitsstrukturen (vollständige Abhängigkeit, zwischen Gruppen Abhängigkeit, vollständige Unabhängigkeit) und lebensdauerbezogener Korrelationen auf die Systemzuverlässigkeit untersucht. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass eine falsche Annahme der Beziehungen zwischen Bauteilen zu Schätzverzerrungen führt und die Abhängigkeit zwischen Bauteilen die Gesamtzuverlässigkeit des Systems in gewissem Maße erhöhen kann. Abschließend wird die Machbarkeit und Praxistauglichkeit des vorgeschlagenen Modells durch ein numerisches Beispiel des pneumatischen Systems eines Flugzeugs bestätigt.

kontinuierliche zufällige Gewichte; multitypisches k-out-of-n System; Degradationszustand; Copula-basierte Abhängigkeit; mittlere Ausfallzeit (MTTF)