Koppling av komponentens betydelse till optimering av preventiv underhållspolitik, Tillförlitlighetsteknik och systemsäkerhet, http://dx.Abstrakt. I tillförlitlighetsteknik kan tid på att utföra förebyggande underhåll (PM) på en komponent i 14 ett system påverka systemets tillgänglighet om systemdriften behöver stoppas för PM. För att undvika en sådan 15 tillgänglighet minskning, kan man använda följande metod: om en komponent misslyckas, PM utförs på ett 16 nummer av de andra komponenterna medan den misslyckade komponenten repareras. Detta säkerställer att PM inte 17 tar systemets drifttid. Detta väcker dock en fråga: Vilka komponenter bör väljas ut för 18 PM? I detta dokument införs en viktig åtgärd, Component Maintenance Priority (CMP), som är 19 som används för att välja komponenter för PM. I dokumentet jämförs därefter CMP med andra viktiga åtgärder 20 och studeras CMP:s egenskaper. Numeriska exempel ges för att visa CMP:s giltighet. 21 betydelse 23 1 Inledning 24 1.1 Motivering 25 Att förbättra tillgången till konstruerade system som produktionslinjer och elnät 26 överföringsnät är en gemensam strävan för många företag. För att uppnå en hög tillgänglighetsnivå kan 27 förebyggande underhåll användas. Att utföra förebyggande underhåll (PM) på en 28-komponent i ett system tar dock tid och kan därför minska tillgängligheten av systemet om system 29 drift behöver stoppas för PM. För att undvika ett sådant dilemma, kan man använda följande metod: om en 30 komponent i systemet misslyckas, PM utförs på ett antal av de andra komponenterna medan den misslyckade 31 * Korresponderande författare. E-postadress: s.m.wu@kent.ac.uk; telefon: 0044 1227 827 940 2 komponent håller på att repareras. Detta väcker dock en annan fråga: Vilka komponenter ska vara 32 utvalda för PM? 33 Tillförlitlighet viktiga åtgärder utvecklas för att prioritera komponenterna i ett system i ljuset av 34 av ett givet kriterium och kan erbjuda vägledning för att förbättra systemets tillförlitlighet / tillgänglighet, minska underhåll 35 kostnader, och förbättra systemsäkerheten. Birnbaum är till exempel den partiella derivatan av 36 systemtillförlitlighet med avseende på tillförlitligheten hos en enskild komponent och mäter effekten av 37 tillförlitlighetsförbättringar av enskilda komponenter på förbättringen av systemets tillförlitlighet [1]. I 38:s litteratur om tillförlitlighet har många viktiga åtgärder tagits fram för olika ändamål, se [2] för ett 39-tal utmärkta dokument som går igenom den senaste tidens framsteg när det gäller viktiga åtgärder. Det är dock få viktiga 40 åtgärder som kan användas för att välja sådana komponenter för ovannämnda ändamål. 41 Detta dokument utvidgar viktmåttet Birnbaum till en viktig åtgärd, kallad CMP 42 (Component Maintenance Priority), med vilken komponenter kan väljas för PM och antalet 43 komponenter för PM kan ytterligare optimeras. 44 1.2 Relaterat arbete 45 Olika viktiga åtgärder för binära sammanhängande system och statlig betydelse 46 åtgärder för flerstatssystem har införts i litteraturen. Till exempel Fussell och 47 Vesely betydelsen av en komponent är sannolikheten att minst en minimal skärning uppsättning som innehåller 48 komponenter har misslyckats, med tanke på att systemet har misslyckats; den kritiska betydelsen av en komponent är 49 sannolikheten att komponenten har orsakat systemfel, när systemet har misslyckats. Läsaren är 50 hänvisade till monografin av Kuo och Zhu [3] för detaljerade redovisningar av teori och undersökningar av 51 allmänt använda viktiga åtgärder. 52 Birnbaums betydelse är förmodligen den första viktiga åtgärd som införts i litteraturen, för 53 syfte att förbättra tillförlitligheten [1]. Birnbaums betydelse mäter omfattningen av förändringen 54 i systemets tillförlitlighet till följd av en ändring av en komponents tillförlitlighet. Det har utvidgats till att omfatta 55 varianter med beaktande av olika scenarier och tillämpningar, till exempel kostnadsbaserade 56 viktiga åtgärder [4] som beaktar livscykelkostnaden för att upprätthålla varje komponent i ett system. 57 Andra varianter inkluderar prestandabaserade viktåtgärder [5], ledkomponentens betydelse [6–8], 58 och ledkomponentens betydelse för flerstatssystem [9]. 59 Den senaste utvecklingen av viktiga åtgärder omfattar också: viktig åtgärd för system med 60 förnedrande komponenter [10], viktig åtgärd som uppskattar effekten av en komponent som är bosatt i 61 stater på prestandan hos hela flerstatssystem [11], viktig åtgärd för 62 komponenter när systemet kan konfigureras [12], bland många andra ([13–15] till exempel). 63 Viktiga åtgärder i litteraturen kan vara kopplade till varandra. Borgonovo visar att Fussell-64 Vessly-vikten, kritiskiteten, Birnbaum-vikten, riskuppfyllelsen och 65 åtgärden för differentierad betydelse (DIM) är kopplade till enkla förbindelser [16]. Vaurio visar att DIM 66 och kritikens betydelse ger samma rankning i realistiska exempel [17,18]. Dessutom, 67 3 enligt Birnbaum [1], kan viktiga åtgärder kategoriseras i tre klasser enligt de 68 kunskaper som krävs för att fastställa dem: åtgärder för strukturell betydelse, tillförlitlighet 69 åtgärder och livstidsvikt åtgärder. Till exempel, Bild. 1 visar processen med tillgänglig kunskap 70 och motsvarande viktiga åtgärder som kan användas. 71 72 Här kommer Bild. 1 73 74 En gemensam nackdel med måttet Birnbaums betydelse och dess varianter är att de endast rankar 75 enskilda komponenter och inte är direkt tillämpliga på grupper av komponenter. Differentialen 76 viktig åtgärd (DIM), som infördes av Borgonovo och Apostolakis i [19], övervinnar denna nackdel 77 genom att definiera vikten av en grupp av komponenter med hjälp av en första ordningen Taylor expansion, men det inte 78 redogöra för effekterna av interaktioner mellan komponenter. Zio och Podofillini förlängde sedan DIM 79 inklusive både den första ordern och den andra ordern Taylor expansion, som har en förtjänst som står för 80 interaktioner mellan par av komponenter [20]. 81 Den befintliga tillförlitlighetslitteraturen saknar dock en viktig åtgärd för att lösa följande 82-fråga: anta att en komponent går sönder och under den tid komponenten repareras kan 83 andra komponenter i systemet väljas ut för PM. Detta väcker en intressant fråga: vilka 84 komponenter bör väljas ut? Detta dokument utvecklar en ny viktig åtgärd, CMP, för att besvara 85 denna fråga. CMP kan också användas för att schemalägga PM-policy. Konventionellt har optimeringen av PM varit 86 inriktade på att söka efter optimala intervaller mellan på varandra följande PM-aktiviteter. Detta dokument optimerar dock det antal underhållspersonal som behövs för att minimera den förväntade kostnaden under en given tid 88 horisont. Förutom att det är nytt att införa en ny viktig åtgärd skapar dokumentet också en nyhet genom att föreslå en ny metod för att optimera partikelutsläppen. 90 1.3 Sammanfattning 91 Resten av detta dokument är uppbyggt enligt följande. I avsnitt 2 förtecknas notationerna och antagandena, och 92 diskuteras motiveringen av antagandena. I avsnitt 3 introduceras CMP och diskuteras dess förhållande 93 med vissa befintliga viktiga åtgärder. Avsnitt 4 ger övre och nedre gränser för förväntat 94 antal PM under två underhållsregler. I avsnitt 5 diskuteras frågor som rör CMP. I avsnitt 6 95 ges numeriska exempel. I avsnitt 7 avslutas slutsatserna i detta dokument. 96 2 Notation och antagande 97 Följande notation och antaganden används. 98 99 Detta papper använder den not som visas i tabell 1. 100 101 4 Här går Tabell 1 102 2.2 Antaganden 103 A1. Det system som behandlas i detta dokument är ett sammanhängande system, vilket innebär att varje komponent är relevant, 104 och strukturfunktionen ökar (icke-minskning) om antalet komponenter ökar. I avsnitt A2 ska punkt A2 ersättas med följande: När en komponent har misslyckats, visas omedelbart ett visst symptom och kan observeras. Den misslyckade 106 komponenten kan sedan lokaliseras. I avsnitt A3 ska punkt A3 ersättas med följande: Det finns två typer av PM: PM under systemets driftstopp och PM under systemets drifttid, vilka är 108 betecknade som PMD respektive PMU. I detta fall ska den behöriga myndigheten underrätta den behöriga myndigheten i den medlemsstat där den har sitt säte om att den har utfärdat ett intyg om överensstämmelse som utfärdats av den behöriga myndigheten i den medlemsstat där den behöriga myndigheten har sitt säte eller, i tillämpliga fall, av den behöriga myndigheten i den medlemsstat där den behöriga myndigheten har sitt säte. Utförande av en PM (antingen PMD eller PMU) på en komponent kräver att komponenten slutar fungera. I enlighet med artikel 14.5 i förordning (EG) nr 1107/2009 ska kommissionen anta delegerade akter i enlighet med artikel 290 i fördraget om Europeiska unionens funktionssätt (EUF-fördraget) för att komplettera Europaparlamentets och rådets förordning (EU) nr 182/2011 med avseende på tillämpningen av Europaparlamentets och rådets förordning (EU) nr 1151/2012 om kvalitetsordningar för jordbruksprodukter och livsmedel och om upphävande av rådets förordning (EG) nr 1151/2012 (EUT L 179, 19.6.2010, s. 1). En PM (antingen PMD eller PMU) på en komponent kan bara utlösas när en annan komponent har misslyckats. 111 A6. Förbehåll I-PT-38 Komponentfel kan ha två olika situationer. 112 (A) När en kritisk komponent har misslyckats, systemet misslyckas. Sedan repareras den misslyckade komponenten. Under 113 tiden utförs PMD på andra utvalda komponenter. 114 (B) När en icke-kritisk komponent har misslyckats, systemet inte misslyckas. Då är den misslyckade komponenten 115 reparerad. Under tiden utförs PMU på andra utvalda komponenter. Reparationen och 116 PMU kommer inte att påverka systemets funktion. A7 och A7 ska användas i enlighet med bilaga I till förordning (EG) nr 2111/2005. Alla komponenter i systemet är statistiskt oberoende. 118 Anmärkning 1. Från antagandet A3 är PMU policy: PM utförs när systemet fortfarande 119 fungerar. Detta innebär att ett binärt system (till exempel ett parallellt system) enligt PMU policy kan 120 aldrig misslyckas. Ta systemet i bild. Som exempel kan nämnas att under antagandena A3, A4 och A5 får delsystemet 121 som består av komponenterna 5, 6 och 7 aldrig misslyckas. Detta beror på att när en av de tre komponenterna 122 har misslyckats kommer den misslyckade komponenten omedelbart att repareras medan delsystemet fungerar. Detta kommer att säkerställa 123 att delsystemet aldrig kommer att misslyckas. Men om vi använder PMU-policyn på flerstatssystem kan PMU förbättra systemets 125 prestanda. Till exempel, för en vattenpumpstation som består av tre pumpar, om 126 pump 1 degraderar från ett högre tillstånd till ett lägre (eller misslyckas som benämns i detta papper), dess prestanda, 127 vilket är den mängd vatten en pump kan pumpa, degraderas och pumpen kan behöva repareras. Den PMU 128 som utförs på pump 2 kan till exempel förbättra pumpens prestanda. I huvudsak är ett hopp från ett högre tillstånd till ett lägre i ett flerstatssystem (komponent) samma 130 som fel i ett binärt system (komponent). Som sådan, i vad som följer, fokuserar vi helt enkelt vår diskussion på 131 binära system (komponent) fall. 132 3 En ny viktig åtgärd: prioritet för komponentunderhåll 133 Huvudinsatsen i detta dokument är att utveckla och analysera en ny viktig åtgärd 134 för binära system. Allmänna ärenden behandlas också i detta avsnitt. 135 157 utförs på ej underkända komponenter endast när antalet komponenter är större än 2. 158 Detta beror på att PMU endast utförs på en komponent när komponenten slutar fungera 159 och systemet fungerar. När ett tvåkomponents parallellt system innehåller en misslyckad 160-komponent måste den felfria komponenten fungera och kan inte stoppas för PMU. 161 Av ovanstående analys kan man se att åtgärden ( ) endast kan användas för scenarierna när 162
Och Wu et al. REF införde en viktig åtgärd, kallad CMP (komponentunderhållsprioritet), som utvidgades från Birnbaums viktiga åtgärd och användes för att välja komponenter för förebyggande underhåll.