Analyse de la fiabilité d'un nouveau système k-out-of-n : G avec plusieurs types de composants et poids aléatoires continus

Yuhan Wang ,  

Xiuyun Peng ,  

摘要

Les systèmes k-out-of-n pondérés traditionnels supposent généralement que les poids des composants sont fixes, ce qui limite leur applicabilité dans des scénarios d'ingénierie complexes (où les poids des composants présentent une randomité continue). Cette limitation est particulièrement cruciale dans les systèmes redondants de sécurité présentant des défaillances communes, tels que les systèmes d'énergie renouvelable, où les composants subissent une dégradation hétérogène, des modes de défaillance dépendants et une dégradation des performances en plusieurs étapes. Pour résoudre ce problème, cette étude propose un nouveau système k-out-of-n : G comprenant plusieurs types de composants et des poids aléatoires continus, et évalue sa fiabilité ainsi que le temps moyen jusqu'à la défaillance dans deux états de fonctionnement (état normal et état dégradé). Premièrement, le mécanisme de fonctionnement du système fusionnant le nombre de composants survivants et la somme des poids est défini. Deuxièmement, en se basant sur des modélisations de structures dépendantes via différentes fonctions Copula, les distributions de l'intégrité et la fiabilité du système sont dérivées. Ensuite, les simulations Monte Carlo explorent l'impact de différentes structures dépendantes (dépendance complète, dépendance inter-classe, indépendance complète) et des modèles de corrélation de durée de vie sur la fiabilité du système. Les résultats montrent qu'une mauvaise spécification des relations entre composants induit un biais d'estimation, et que la dépendance entre composants peut dans une certaine mesure améliorer la fiabilité globale du système. Enfin, la viabilité et la praticité du modèle proposé sont validées par un cas numérique du système pneumatique d'un avion.

关键词

poids aléatoires continus ; système k-out-of-n multitype ; état dégradé ; dépendance basée sur Copula ; temps moyen jusqu'à la défaillance (MTTF)

阅读全文