産業プロセスシステムは複雑な相互依存関係、有限の冗長構成、および高信頼度状態におけるコストの急激な上昇などの問題により、高可用性の実現が困難なことが多い。本研究では、信頼性ブロック図（RBD）モデリングとコスト感度の高い信頼性配分フレームワークを組み合わせて、ある下水処理場の蒸発システムに対する信頼性中心の設計レビューを実施した。2つの代替構成案（直列-並列（装置レベル冗長）および並列-直列（系列レベル冗長））を評価した。設計初期段階で詳細なコストデータが不足している問題を解決するため、信頼性が実際の限界に近づく際の非線形コスト増加関係を表す無次元指数型コスト指数を構築した。この指数はファジィ言語評価と非ファジィ化処理により取得され、重み付けされた重大度-作業量-コストメカニズムに組み込まれて、システムレベルの信頼性目標をサブシステムおよび個別装置へ段階的に分解することを実現した。この方法を多系列蒸発システムに適用した結果、系列レベル冗長と比較して装置レベル冗長は3か月間でシステム全体の信頼性を11.45%向上させた。提案手法は故障しやすい装置に優先的に着目しながら、高信頼性のユニットへの過剰投資を回避し、技術的合理性と経済的合理性の両面を備えた信頼性目標を得ることができた。統合された信頼性ブロック図とファジィコスト駆動配分フレームワークは、早期設計および改修に実用的な手法を提供し、冗長化計画の指針となり、最大の信頼性効果をもたらす改善点に集中して、複雑な工学システムの運用回復力を向上させることができる。

直列並列構成;k/nシステム;冗長最適化;信頼性配分;コスト感度