Simulación de fiabilidad de un sistema de reserva en caliente de dos componentes con fallas de reparación, conmutación y retroconmutación bajo tres suposiciones de envejecimiento
Autores: Tenekedjiev, Kiril; Cooley, Simon; Mednikarov, Boyan; Fan, Guixin; Nikolova, Natalia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Simulación de fiabilidad de un sistema de reserva en caliente de dos componentes con fallas de reparación, conmutación y retroconmutación bajo tres suposiciones de envejecimiento
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Fallas del sistema
Reparación
Espera cálida
Suposiciones de envejecimiento
Comportamiento de confiabilidad
Tasas de falla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Analizamos la influencia de la reparación en un sistema de reserva en caliente de dos componentes con fallas de conmutación y retroconmutación. La reparación del componente primario sigue un proceso mínimo, es decir, experimenta un envejecimiento completo durante la reparación. El componente de respaldo opera solo mientras se repara el componente primario, pero también puede fallar en espera, en cuyo caso no habrá reparación para el componente de respaldo (ya que no hay indicación de la falla). Se investigan cuatro tipos de fallas del sistema: ambos componentes dejan de operar en un orden diferente o ocurre uno de los dos tipos de fallas de conmutación. Se investiga el comportamiento de confiabilidad del sistema bajo tres suposiciones de envejecimiento diferentes para el componente de respaldo durante la reserva en caliente: envejecimiento completo, sin envejecimiento y envejecimiento parcial. Cuatro distribuciones de fallas y reparación determinan el comportamiento de confiabilidad del sistema. Analizamos dos casos: en el Primer Caso, utilizamos distribuciones de tasas de falla constantes. En el Segundo Caso, aplicamos tasas de falla dependientes del tiempo más realistas. Utilizamos tres métodos para identificar las características de confiabilidad del sistema: analítico, numérico y de simulación. El enfoque analítico es limitado y solo viable para distribuciones de tasas de falla constantes, es decir, el Primer Caso. El método numérico integra Ecuaciones Diferenciales Algebraicas simultáneas. Produce una solución en el Primer Caso bajo cualquier tipo de envejecimiento, y en el Segundo Caso pero solo bajo la suposición de envejecimiento completo en reserva en caliente. Por otro lado, los algoritmos de simulación desarrollados producen soluciones para cualquier conjunto de distribuciones (es decir, el Primer Caso y el Segundo Caso) bajo cualquiera de las tres suposiciones de envejecimiento para el componente de respaldo en espera. La solución de simulación se verifica cuantitativamente mediante la comparación con los otros dos métodos, y se verifica cualitativamente comparando las soluciones bajo las tres suposiciones de envejecimiento. Se demuestra numéricamente que las soluciones de envejecimiento completo y sin envejecimiento podrían servir como límites del caso de envejecimiento parcial incluso cuando el mecanismo preciso de envejecimiento parcial es desconocido.
Descripción
Analizamos la influencia de la reparación en un sistema de reserva en caliente de dos componentes con fallas de conmutación y retroconmutación. La reparación del componente primario sigue un proceso mínimo, es decir, experimenta un envejecimiento completo durante la reparación. El componente de respaldo opera solo mientras se repara el componente primario, pero también puede fallar en espera, en cuyo caso no habrá reparación para el componente de respaldo (ya que no hay indicación de la falla). Se investigan cuatro tipos de fallas del sistema: ambos componentes dejan de operar en un orden diferente o ocurre uno de los dos tipos de fallas de conmutación. Se investiga el comportamiento de confiabilidad del sistema bajo tres suposiciones de envejecimiento diferentes para el componente de respaldo durante la reserva en caliente: envejecimiento completo, sin envejecimiento y envejecimiento parcial. Cuatro distribuciones de fallas y reparación determinan el comportamiento de confiabilidad del sistema. Analizamos dos casos: en el Primer Caso, utilizamos distribuciones de tasas de falla constantes. En el Segundo Caso, aplicamos tasas de falla dependientes del tiempo más realistas. Utilizamos tres métodos para identificar las características de confiabilidad del sistema: analítico, numérico y de simulación. El enfoque analítico es limitado y solo viable para distribuciones de tasas de falla constantes, es decir, el Primer Caso. El método numérico integra Ecuaciones Diferenciales Algebraicas simultáneas. Produce una solución en el Primer Caso bajo cualquier tipo de envejecimiento, y en el Segundo Caso pero solo bajo la suposición de envejecimiento completo en reserva en caliente. Por otro lado, los algoritmos de simulación desarrollados producen soluciones para cualquier conjunto de distribuciones (es decir, el Primer Caso y el Segundo Caso) bajo cualquiera de las tres suposiciones de envejecimiento para el componente de respaldo en espera. La solución de simulación se verifica cuantitativamente mediante la comparación con los otros dos métodos, y se verifica cualitativamente comparando las soluciones bajo las tres suposiciones de envejecimiento. Se demuestra numéricamente que las soluciones de envejecimiento completo y sin envejecimiento podrían servir como límites del caso de envejecimiento parcial incluso cuando el mecanismo preciso de envejecimiento parcial es desconocido.