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.
Ningcong XIAO
Nowa metoda analizy drzewa uszkodzeń: rozmyta analiza dynamicznego drzewa uszkodzeń
Analiza drzewa uszkodzeń (FTA) znajduje szerokie zastosowanie jako narzędzie oceny niezawodności dużych i złożonych systemów inżynierskich. Tradycyjna metoda analizy drzewa uszkodzeń z bramkami logicznymi typu AND, OR, k-z-n, itd. pozwala na sprawne konstruowanie modeli analitycznych reprezentujących kombinacje uszkodzeń elementarnych składowych systemu, które prowadzą do awarii systemu jako całości. Jednakże ograniczone możliwości modelowania jakie daje ta metoda mogą prowadzić do trudności przy modelowaniu systemów dynamicznych posiadających złożone charakterystyki dynamiczne, takie jak zależność sekwencyjna czy zależność funkcjonalna. Analiza dynamicznych drzew uszkodzeń (DFTA) oparta na metodzie Markowa stanowi rozszerzenie tradycyjnej FTA. Wprowadza ona dodatkowe bramki, pozwalając na modelowanie wspomnianych wyżej złożonych interakcji między zdarzeniami. W wielu okolicznościach, ograniczone dane nie pozwalają na otrzymanie dokładnej oceny niezawodności systemu. By rozwiązać ten problem, zaproponowano zastosowanie rozmytego modelu dynamicznego drzewa uszkodzeń do oceny niezawodności systemu. Aby otrzymać funkcję przynależności rozmytego prawdopodobieństwa wystąpienia zdarzenia szczytowego badanego drzewa uszkodzeń, obliczono, na podstawie pary problemów programowania parametrycznego, skojarzoną funkcję przynależności wykorzystując zasadę rozszerzenia. Na zakończenie przedstawiono studium przypadku, w którym proponowane podejście zastosowano do analizy systemu hydraulicznego centrum obróbkowego CNC.
A new fault tree analysis method: fuzzy dynamic fault tree analysis
Fault tree analysis (FTA) is a widely used reliability assessment tool for large and complex engineering systems. The conventional fault tree analysis method, which contains AND, OR, and Voting gates, etc., can efficiently build an analytical model to represent combinations of component failures that cause the failure of a system. However, due to its limited modeling capability, we may confront difficulties when modeling dynamic systems which involve complicated dynamic characteristics such as sequence dependency and functional dependency. Markov-based dynamic fault tree analysis (DFTA) extends the static FTA by introducing additional gates to model such complicated interactions among events. In many circumstances, it is quite difficult to obtain an accurate system reliability estimate due to limited data. To overcome this issue, a fuzzy dynamic fault tree model is put forth to assess system reliability. To obtain the membership function of the fuzzy probability for the top event of the studied fault trees, the extension principle is employed to calculate the associated membership function via a pair of parametric programming problems. Finally, a case study is presented to demonstrate the application of the proposed approach for the hydraulic system of a CNC machining centre.
Analiza drzewa uszkodzeń dla kolizji tylnej części składu pociągu z uwzględnieniem uszkodzenia spowodowanego wspólną przyczyną
Wraz z rozwojem nowoczesnych technologii projektowania i rosnącej komplikacji nowoczesnych systemów inżynierskich, zależność między komponentami stała się zjawiskiem powszechnym w analizie uszkodzeń systemów. Ignorowanie zależności między zachowaniami uszkodzeniowymi komponentów systemu może doprowadzić do ogromnego błędu, a nawet dać całkowicie błędne wyniki. W niniejszej pracy, przedstawiono trzy typy modeli i dwa rodzaje metod modelowania służących do rozwiązywania typowych problemów związanych z uszkodzeniami spowodowanymi wspólną przyczyną. Zaproponowano model drzewa uszkodzeń dla kolizji tylnej części składu pociągu w oparciu o metodę modelowania bezpośredniego. Prawdopodobieństwo wystąpienia kolizji tylnej części składu pociągu obliczono przy użyciu modelu pierwiastka kwadratowego. Wynik pokazuje, że uszkodzenie spowodowane wspólną przyczyną ma znaczący wpływ na niezawodność systemu.
Fault tree analysis of train rear-end collision accident considering common cause failure
Along with the development of modern design technology and the increasing complication of modern engineering systems, component dependency has become a universal phenomenon during the failure analysis of systems. Ignoring the dependency among the failure behaviors of system components may lead to a huge error or even yield faulty results. In this paper, three types of models and two kinds of modeling methods are introduced for solving the common cause failure issues. The fault tree model of the train rear-end collision accident has been proposed based on the explicit modeling method. The probability of occurrence of the train rear-end collision accident is calculated using the square root model. The result shows that common cause failure has significant influences on the system reliability.