Os sistemas k-out-of-n ponderados tradicionais geralmente assumem que os pesos dos componentes são fixos, o que limita sua aplicabilidade em cenários engenheiros complexos (onde os pesos dos componentes apresentam aleatoriedade contínua). Essa limitação é especialmente crítica em sistemas redundantes de segurança com falhas comuns, como sistemas de energia renovável, cujos componentes passam por degradação heterogênea, modos de falha dependentes e declínio de desempenho em múltiplos estágios. Para resolver esse problema, este estudo propõe um novo sistema k-out-of-n:G que inclui múltiplos tipos de componentes e pesos aleatórios contínuos, e avalia sua confiabilidade e tempo médio até a falha em dois estados operacionais (estado normal e estado degradado). Primeiro, definiu-se o mecanismo operacional do sistema que funde o número de componentes sobreviventes e a soma dos pesos. Em segundo lugar, com base na modelagem de estruturas dependentes usando diferentes funções Copula, derivaram-se a distribuição de integridade do sistema e a confiabilidade do sistema. Em seguida, por meio de simulação de Monte Carlo, exploraram-se os efeitos de diferentes estruturas de dependência (dependência completa, dependência interclasse, independência completa) e padrões relacionados à vida útil na confiabilidade do sistema. Os resultados da simulação mostram que a especificação incorreta das relações entre componentes leva a vieses na estimativa, e que a dependência entre componentes pode, em certa medida, aumentar a confiabilidade geral do sistema. Finalmente, a viabilidade e a praticidade do modelo proposto foram verificadas por meio de um caso numérico do sistema pneumático de uma aeronave.
关键词
pesos aleatórios contínuos; sistema k-out-of-n multicomponentes; estado degradado; dependência baseada em Copula; tempo médio até a falha (MTTF)