ارزيابي قابليت اطمينان يك سيستم چند حالته تعمير پذير با استفاده از روش بيزين

Reliability assessment of a repairable multi-state sytem via BN

در بسياري از مسائل مهندسي قابليت اطمينان براي ساده‏سازي مسائل و كاهش زمان تحليل از منطق باينري براي مدلسازي و محاسبه قابليت اطمينان و ايمني سيستم‏ها استفاده مي‏شود. وليكن اكثر سيستم‏هاي صنعتي و عملياتي داراي چندين سطح عملكرد و از كارافتادگي هستند. براي تشريح دقيق‏تر آنها لازم است از روش‏هاي خاص و ويژه بهره گرفت. سيستم‏هاي راداري داراي مجموعه‏هاي مختلفي هستند كه عموماً چندحالته هستند. در اين مقاله روشي جهت آناليز ايمني و تحليل خرابي در سيستم چندحالته كشف و ردگيري ارائه شده است. هدف ارائه روشي براي محاسبه و افزايش قابليت اطمينان در سيستم كشف و ردگيري اهداف مي‌باشد كه نقش مؤثري در كارائي سيستم‌هاي راداري دارد. سيستم مورد مطالعه، با توجه به دقت آن و توان سيگنال برگشتي از هدف، داراي سه حالت جستجو، ردگيري و روشن كنندگي هدف مي‌باشد. براي سيستم مورد مطالعه، سه حالت خرابي ناقص، خرابي كامل و عملكرد موفق درنظر گرفته شده است. براي تحليل اين سيستم روش‏هاي مختلفي نظير مونت كارلو، ماركوف، تابع مولد عمومي و... مي‏توان استفاده كرد. در اين مقاله با توجه به نوع سيستم و اطلاعات فني موجود، از روش درخت خطا و تبديل آن به شبكه بيزين استفاده شده است. از طريق نظرسنجي از كارشناسان و همچنين مستندات موجود، ابتدا درخت آناليز خرابي محصول مربوطه رسم شده و سپس، جدول آناليز خرابي آن را تدوين نموده و احتمال خرابي هر زيرسيستم استخراج شده است. بعلت نبود داده‌هاي تست، احتمال خرابي براي 10،000ساعت كاركرد، با استفاده از استانداردهاي موجود، اطلاعات ثبت شده بر روي قطعات و زيرسيستم‌ها و همچنين تجربيات و پيش بيني‌هاي كارشناسان خبره استخراج شده است. با توجه به اينكه روش بيزين، روش بسيار قدرتمندي در محاسبه قابليت اطمينان سيستم‌هاي چندحالته مي‌باشد، درخت خطاي مستخرج با استفاده از روابط رياضي مربوطه به شبكه بيزين چندحالته تبديل شده است. با استفاده از نرم افزار Genie2 قابليت اطمينان سيستم محاسبه مي‌گردد. عدد قابليت اطمينان كل سيستم 0.87 بدست مي‌آيد. با توجه به تعميرپذير بودن سيستم، با تعريف اقدامات كنترلي و بازرسي‌هايي دوره‏اي براي بعضي از زيرسيستم‌ها، قابليت اطمينان سيستم را بهبود داده و عدد آن به حدود 0.95 افزايش مي‏يابد.

Binary method is used to modeling and determination of system reliability and safety, because it is simple to modeling and consume calculation time. Real-systems have multi levels of performance when they are modeled based on binary method, accuracy is reduced. Radar system is a multi-state system applied to search and detect a target. In this paper, this is studied and reliability is determined. A radar according to its accuracy and reflexed waves from target have 3 states/functions: search, cracking and detection. This system is a repairable system since components may be repaired or changed. Three modes for systems can be assumed; work perfectly, failure and work semi perfect. To determination of a multi-state system reliability, several methods have been developed such as Markov, monte Carlo and UGF. The studied system is a new system in design stage and failure rate of components and sub-system aren’t available, thus fault tree method is used to system modelling. Data are produced based on expert judgment or MIL standards for 1000 hr. The FTA is converted to Bayesian Network and probability of Top event is determined. Reliability of system is 0.87 to increase system reliability according to expert opinions, some correction actions and inspection are proposed and reliability is increased to 0.95.