MOST CITED
Update: 2021-07-01
Task „Implementation of procedures ensuring the originality of scientific papers published in the quarterly „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” financed under contract 532/P-DUN/2018 from the funds of the Minister of Science and Higher Education for science dissemination activities.
Daochuan Ge
Metoda symulacji numerycznej oparta na pojęciu zakresów uszkodzeń sekwencyjnych służąca do obliczania niezawodności układów modelowanych metodą silnie sprzężonych dynamicznych drzew błędów
Zachowania uszkodzeniowe wielu działających w rzeczywistości układów są bardzo złożone i zależą od sekwencji w jakiej występują uszkodzenia. Zachowania takie można modelować za pomocą silnie sprzężonych dynamicznych drzew błędów (DFT). Istniejące podejścia do rozwiązywania DFT, takie jak metody markowowskie oparte na pojęciu przestrzeni stanów i metody oparte na zasadzie włączeń i wyłączeń mają swoje ograniczenia:albo borykają się z problemem eksplozji przestrzeni stanów albo są narażone na eksplozję kombinatoryczną. Dodatkowo, podejścia markowowskie stają się niedostępne, gdy elementy składowe mają niewykładnicze rozkłady czasu do uszkodzenia, co ma miejsce w przeważającej części układów spotykanych w rzeczywistości. Aby przezwyciężyć mankamenty powyższych metod, zaproponowano metodę symulacji numerycznej opartą na pojęciu zakresów uszkodzeń sekwencyjnych (sequence failure regions, SFR). Proponowana metoda znajduje zastosowanie w modelowaniu systemów nienaprawialnych o elementach, które charakteryzuje arbitralnie przyjęty rozkład czasu do uszkodzenia. Metodę można stosować w modelowaniu opartym zarówno na uogólnionej sekwencji niezdatności (generalizedcut sequence), jak również silnie sprzężonych DFT. Wyniki uzyskane w przedstawionym przykładzie potwierdzają zasadność proponowanego przez nas podejścia.
SFRs-based numerical simulation for the reliability of highly-coupled DFTS
The failure behaviors of many real-life systems are very complex and sequence-dependent, and can be modeled by highly-coupled dynamic fault trees (DFTs). Existing approaches for solving DFTs, such as Markov state-space-based or inclusion-exclusion based methods all have their disadvantages. They either suffer from the problem of state space explosion or are subjected to the combination explosion. Additionally, Markov-based approaches become unavailable when components follow non-exponential time-to-failure distributions which prevail in real-life systems. To overcome shortcomings of the methods mentioned above, SFRs (Sequence Failure Regions)-Based numerical simulation approach is first proposed. The proposed method is applicable for a generalized cut sequence as well as highly-coupled DFTs modeling non-repairable systems with arbitrary time-to-failure distributed components. The results of the validation example indicate the reasonability of our proposed approach.
A numerical simulation method for a repairable dynamic fault tree
Dynamic fault trees are important tools for modeling systems with sequence failure behaviors. The Markov chain state space method is the only analytical approach for a repairable dynamic fault tree (DFT). However, this method suffers from state space explosion, and is not suitable for analyzing a large scale repairable DFT. Furthermore, the Markov chain state space method requires the components’ time-to-failure to follow exponential distributions, which limits its application. In this study, motivated to efficiently analyze a repairable DFT, a Monte Carlo simulation method based on the coupling of minimal cut sequence set (MCSS) and its sequential failure region (SFR) is proposed. To validate the proposed method, a numerical case was studied. The results demonstrated that our proposed approach was more efficient than other methods and applicable for repairable DFTs with arbitrary time-to-failure distributed components. In contrast to the Markov chain state space method, the proposed method is straightforward, simple and efficient.