有优先权且有两不同修理设备的两部件冷贮备可修系统的可靠性分析

在开关不完全可靠的情况下,研究了两个不同型部件和两个修理设备组成的冷贮备系统.在部件1有工作和修理优先权的条件下,建立了在部件和开关工作寿命及修理时间均服从指数分布的可修系统模型,利用Markov理论和Laplace变换,给出了系统可靠度的Laplace表达式及系统的稳态指标.     

修理设备可更换的k/n(G)表决可修系统

研究了修理设备可更换的k/n(G)表决可修系统,其中修理设备在修理故障部件时可能发生失效.假定部件和修理设备的寿命服从负指数分布,故障部件的修理时间和修理设备的更换时间服从一般分布的条件下,利用马尔可夫更新过程理论和拉普拉斯变换(Laplace-Stieltjes变换),分别讨论了系统首次故障前的平均时间,可用度,故障频度及修理设备的不可用度和失效频度,获得了相关指标的递推表达式.在此基础上,给出了1/2(G)表决可修系统和(n-1)/n(G)表决可修系统相关可靠性指标的表达式.     

开关寿命连续型n部件冷贮备系统的可靠性分析

为了讨论由n个同型部件和一个转换开关组成的冷贮备不可修系统的可靠度,假设部件的工作时间和转换开关的寿命均服从指数分布、所有随机变量均相互独立,首先根据系统的特征和可靠度的定义研究并求出三部件冷储备系统可靠度的解析式,然后在三部件冷储备系统可靠度研究的基础上建立了n部件冷贮备系统的可靠性关于部件个数n的递推关系式,最终得到系统的可靠度的解析表达式.计算过程对其他多部件系统可靠度的推导有一定的借鉴作用,计算结果具有一定的理论价值.     

例谈分球入箱问题的解法

将n个球放入k个箱子中,有多少种不同的放法?此类问题我们称之为分球入箱问题。它含有多种情形：n个球是否相同?k个箱子有无差异?箱子允许空否?解决此类问题的关键是分辨在什么情况下与顺序有关,在什么情况下与顺序无关。现举例说明如下。例1 将7个相同的小球,放入4个相同的箱子中。 (1)每个箱子中至少有一个小球(箱子不空)有多少种不同的放法? (2)若箱子允许空又有多少种不同的放法? 分析箱子相同时不需考虑箱子的顺序,球相同也无需考虑球的差别,只要考虑各个箱子中放入小球的多少。可用穷举法求解。解 (1)箱子不空有3种放法：     

多元指数分布下的串联结构系统可靠度估计

本文探讨由k个相关元件组成的串联结构系统的可靠度计算与估计问题。当元件的随机强度服从多元指数分布,随机应力为相互独立的指数分布时,导出了可靠度表达式并提出它的一种估计量。当k=2时,本文还证明了该估计量是系统可靠度的相合渐近正态估计。     

独立元件组成的n中取k系统剩余寿命的年龄性质

研究了独立元件组成的n中取k系统的剩余寿命长度的年龄性质,该系统在时刻t＜0有n-k个元件失效.对于几类寿命分布元件,讨论了元件仅仅独立的情形下,n中取k个系统剩余寿命的特征.     

专职修理工多重休假且修理设备可更换的k/n(G)表决系统研究

讨论专职修理工多重休假,修理设备可发生失效且可更换的k/n(G)表决可修系统.当系统中没有故障部件时,专职修理工开始一次休假,在此期间,若有工作部件发生故障,则立即指派普通修理工修理故障部件,一直持续到系统中无故障部件或专职修理工休假回来.利用马尔可夫过程理论和矩阵解法,给出了系统瞬态和稳态下的可用度和故障频度、可靠度、系统首次故障前的平均时间、修理设备处于更换状态的概率等指标的表达式.在此基础上,基于不同的初始条件研究了相关指标随时间的变化情况.最后,特殊情形的讨论验证了所得结果的正确性.     

修理设备可更换且有修理延迟的N部件串联系统分析

假定部件的寿命服从指数分布,修理延迟时间和修理时间均服从任意分布,并且修理设备的寿命服从指数分布,其更换时间服从任意分布的情况下,利用马尔可夫更新过程理论和拉普拉斯变换工具,研究了修理有延迟且修理设备可更换的n部件串联可修系统,求得了系统的可用度和(0,t]时间内的平均故障次数.进一步,在定义修理设备“广义忙期”下,利用全概率分解,提出了一种新的分析技术,讨论了修理设备的可靠性指标,得到修理设备的一些重要可靠性结果.     

相关性失效k/n(G)系统结构函数-可靠度计算的等效映射表征

以全概率分解、递推法、结合幂等律运算给出并验证了k/n(G)系统结构函数-可靠度计算的映射表征,从而构成两者等效条件。引入Copula函数的相关理论,分别建立零部件相关性失效的同型、非同型单元k/n(G)系统可靠度预计模型,借助于结构函数-可靠度计算的映射表征,给出相关性失效k/n(G)系统一般性结构函数解析式,进而完成相应的结构重要度、失效灵敏度等应用分析。     

基于修理设备的冷贮备可修系统的维修策略

本文研究了两同型部件,一个修理设备组成的冷贮备可修系统.在故障部件不能"修复如新"的条件下,分别以系统中部件1故障次数N,工作时间T和(N,T)为维修策略,利用更新过程和几何过程,求出修理设备经长期运行单位时间内平均停工时间表达式.并在部件寿命的分布函数和修理时间的分布函数已知的情况下,以部件1故障次数N为策略证明存在最优N*使修理设备经长期运行单位时间内平均停工时间最长.最后,通过数值例子验证最优策略的存在性.     

泊松冲击下冷贮备可修系统的可靠性分析

本文研究了一类由有限个同质部件和一个修理工组成的冷贮备可修系统在随机冲击下的可靠性问题。假设冲击以泊松过程到达。当冲击到达时,它会独立地对系统中工作的部件产生影响,而不会对冷贮备部件产生影响。每次冲击的量都服从某一确定的分布,受冲击的部件以一定的概率发生故障,其故障概率是冲击量的函数,当工作的部件发生故障时,下一个冷贮备部件立即开始工作,当所有部件故障时,系统故障,故障部件按故障顺序进行修理,修理时间服从指数分布,故障部件能被修理如新。本文显式给出了系统首次故障前平均时间、稳态可用度、稳态故障频度等可靠性指标。     

基于马尔科夫过程的储备系统稳态性能分析

由于储备系统组成部件在存储期间的失效概率各不相同,当部件状态趋于稳定时,各个状态对系统性能的影响也存在差异。为了识别关键部件及其状态对系统性能的影响程度,本文以重要度为主要指标,应用马尔科夫过程研究储备系统在稳态时的性能变化模式。首先基于综合重要度研究系统性能的变化规律,并结合冷储备系统和温储备系统的状态转移矩阵推导出马尔科夫过程中稳态值的计算方法;其次基于稳态综合重要度获得系统稳态时的性能变化模式;最后以双臂机器人为例,分析部件处于不同状态时对系统性能的影响模式,比较了不同部件综合重要度的变化,验证了提出方法的有效性。     

Cost and probabilistic analysis of series systems with mixed standby components

This paper deals with the reliability and availability characteristics of four different series system configurations with mixed standby (include cold standby and warm standby) components. The failure times of the primary and warm standby components are assumed to be exponentially distributed with parameters λ and , respectively. The repair time distribution of each server is also exponentially distributed with parameter μ. We derive the mean time-to-failure, MTTF, and the steady-state availability, A_T(∞), for four configurations and perform comparisons. For all four configurations, comparisons are done for specific values of distribution parameters and of the cost of the components. Finally, the configurations are ranked based on: MTTF, A_T(∞), and cost/benefit where benefit is either MTTF or A_T(∞).     

具有修理延迟的两不同部件冷贮备系统的可靠性分析

研究了有修理延迟的两个不同部件和两个修理工组成的冷贮备系统.假定部件的工作寿命服从一般分布,故障后的延迟修理时间和修理时间均服从指数分布.利用马尔可夫更新过程、拉普拉斯变换和拉普拉斯-司梯阶变换工具,得到了系统的首次故障前时间、可用度和平均故障次数等可靠性指标.     

泊松冲击下单部件混合贮备系统可靠性分析

研究的是泊松冲击下由三同型部件组成的单部件混合贮备系统可靠性.在系统三部件分别为工作部件、温贮备部件和冷贮备部件假定下,且假定三部件在工作过程中都是接着工作、修理、冷贮备、温贮备、工作依次进行状态转移,同时假设部件寿命和维修时间都服从指数分布,利用基本概率理论和马尔可夫过程理论分别对不可修和可修两类系统进行讨论得到相关可靠性指标.     

Cold vs. hot standby mission operation cost minimization for 1-out-of-N systems

It is well recognized that using the hot standby redundancy provides fast restoration in the case of failures. However the redundant elements are exposed to working stresses before they are used, which reduces the overall system reliability. Moreover, the cost of maintaining the hot redundant elements in the operational state is usually much greater than the cost of keeping them in the cold standby mode. Therefore, there exists a tradeoff between the cost of losses associated with the restoration delays and the operation cost of standby elements. Such a trade-off can be obtained by designing both hot and cold redundancy types into the same system. Thus a new optimization problem arises for the standby system design. The problem, referred to in this work as optimal standby element distributing and sequencing problem (SE-DSP) is to distribute a fixed set of elements between cold and hot standby groups and select the element initiation sequence so as to minimize the expected mission operation cost of the system while providing a desired level of system reliability. This paper first formulates and solves the SE-DSP problem for 1-out-of-N: G heterogeneous non-repairable standby systems. A numerical method is proposed for evaluating the system reliability and expected mission cost simultaneously. This method is based on discrete approximation of time-to-failure distributions of the system elements. A genetic algorithm is used as an optimization tool for solving the formulated optimization problem. Examples are given to illustrate the considered problem and the proposed solution methodology.     

Allocations of cold standbys to series and parallel systems with dependent components

In the context of industrial engineering, cold‐standby redundancies allocation strategy is usually adopted to improve the reliability of coherent systems. This paper investigates optimal allocation strategies of cold standbys for series and parallel systems comprised of dependent components with left/right tail weakly stochastic arrangement increasing lifetimes. For the case of heterogeneous and independent matched cold standbys, it is proved that better redundancies should be put in the nodes having weaker [better] components for series [parallel] systems. For the case of homogeneous and independent cold standbys, it is shown that more redundancies should be put in standby with weaker [better] components to enhance the reliability of series [parallel] systems. The results developed here generalize and extend those corresponding ones in the literature to the case of series and parallel systems with dependent components. Numerical examples are also presented to provide guidance for the practical use of our theoretical findings.     

带有一个冷贮备部件的两部件串联系统机会维修策略

针对带有一个冷贮备部件的两部件串联系统,本文首先提出一种预防维修与机会维修相结合的维修策略,运用更新报酬定理求得长期运行情况下的单位时间期望维修成本函数的表达式,然后研究最优的机会维修阀值,运用微分学理论求解最优解,最后用实例验证理论的正确性,从实际例子说明本文提出的维修策略可明显节约维修成本,为相应的带有冷贮备的多部件串联系统的维修策略分析提供参考,对企业设备的维修有实际指导意义。     

修理工单重休假且不能修复如新的冷储备可修系统

研究两个同型部件和一个修理工组成的冷储备系统.假定部件的寿命和修理时间均为指数分布,修理工可以休假且部件不能修复如新,利用几何过程和补充变量法得到系统的可用度和可靠度,以及修理工处于休假和空闲的概率等一些可靠性指标.