Анализ надежности новой системы k-out-of-n:G с множеством типов компонентов и непрерывными случайными весами

Yuhan Wang ,  

Xiuyun Peng ,  

摘要

Традиционные взвешенные k-out-of-n системы обычно предполагают фиксированные веса компонентов, что ограничивает их применимость в сложных инженерных сценариях (где веса компонентов проявляют непрерывную случайность). Это ограничение особенно критично в избыточных системах безопасности с общими причинами отказа, таких как системы возобновляемой энергии, где компоненты подвергаются гетерогенной деградации, взаимозависимым моделям отказов и многоступенчатому снижению производительности. Для решения этой проблемы в данном исследовании предложена новая система k-out-of-n:G с множеством типов компонентов и непрерывными случайными весами, и оценены ее надежность и среднее время до отказа в двух рабочих состояниях (нормальная работа и состояние деградации). Во-первых, определен механизм работы системы, объединяющий количество выживших компонентов и сумму весов. Во-вторых, на основе моделирования зависимостей с использованием различных функций копулы выведены распределение целостности системы и надежность системы. Затем с помощью моделирования Монте-Карло исследовано влияние различных зависимостей (полная зависимость, межгрупповая зависимость, полная независимость) и моделей взаимных связей по времени жизни на надежность системы. Результаты моделирования показывают, что неправильная постановка отношений между компонентами ведет к смещению оценок, а зависимость между компонентами может в некоторой степени повысить общую надежность системы. Наконец, путем численного примера системы пневматического оборудования самолета подтверждена реализуемость и практичность предложенной модели.

关键词

непрерывные случайные веса; многотиповая система k-out-of-n; состояние деградации; зависимость на основе копулы; среднее время до отказа (MTTF)

阅读全文