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多種タイプ部品と連続的確率重みを有する新型k-out-of-n:Gシステムの信頼性解析
Yuhan Wang
,
Xiuyun Peng
,
DOI:
10.1088/3050-2454/ae402d
摘要
従来の加重k-out-of-nシステムは通常、部品の重みが固定されていると仮定しており、部品の重みが連続的な確率性を示す複雑な工学的シナリオでの適用性を制限している。この制限は、異種劣化、相関故障モード、多段階性能低下を経験する部品を含む、共通原因故障の冗長安全計装システム、例えば再生可能エネルギーシステムにおいて特に重要である。本研究では、多種タイプ部品および連続的確率重みを含む新型k-out-of-n:Gシステムを提案し、正常運転状態および劣化状態という二つの運転状態下における信頼性および平均故障時間を評価した。まず、生存部品数と重みの和を融合させたシステム運転メカニズムを定義した。次に、様々なCopula関数を用いた依存構造のモデル化に基づき、システム完全性分布およびシステム信頼性を導出した。その後、モンテカルロシミュレーションにより、完全依存、階間依存、完全独立という異なる依存構造および寿命相関モデルがシステム信頼性に及ぼす影響を探究した。シミュレーションの結果、部品間の関係を誤設定すると推定偏差を生じ、部品間の依存性はある程度システム全体の信頼性を高めることが分かった。最後に、飛行機の気圧システムの数値事例を通じて、提案モデルの実現可能性と実用性を検証した。
关键词
連続確率重み; 多種タイプ部品k-out-of-nシステム; 劣化状態; Copulaに基づく相関; 平均故障時間(MTTF)
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