KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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v.10
no.8
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pp.287-300
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2021
Collaborative Cyber-Physical Systems (CCPS) are those systems that contain tightly coupled physical and cyber components, massively interconnected subsystems, and collaborate to achieve a common goal. The safety of a single Cyber-Physical System (CPS) can be achieved by following the safety standards such as ISO 26262 and IEC 61508 or by applying hazard analysis techniques. However, due to the complex, highly interconnected, heterogeneous, and collaborative nature of CCPS, a fault in one CPS's components can trigger many other faults in other collaborating CPSs. Therefore, a safety assurance technique based on fault criticality analysis would require to ensure safety in CCPS. This paper presents a Fault Criticality Matrix (FCM) implemented in our tool called CPSTracer, which contains several data such as identified fault, fault criticality, safety guard, etc. The proposed FCM is based on composite hazard analysis and content-based relationships among the hazard analysis artifacts, and ensures that the safety guard controls the identified faults at design time; thus, we can effectively manage and control the fault at the design phase to ensure the safe development of CPSs. To justify our approach, we introduce a case study on the Platooning system (a collaborative CPS). We perform the criticality analysis of the Platooning system using FCM in our developed tool. After the detailed fault criticality analysis, we investigate the results to check the appropriateness and effectiveness with two research questions. Also, by performing simulation for the Platooning, we showed that the rate of collision of the Platooning system without using FCM was quite high as compared to the rate of collisions of the system after analyzing the fault criticality using FCM.
2015년 미 해군에서 발간한 미 수상함대전략(Surface Force Strategy)에 따르면, 미 해군은 반접근-지역거부(Anti-Acess and Anti-Denial, A2/AD) 전략에 대한 대응책으로 '분산된 치명성(Distributed Lethality, DL)'이라는 신 작전개념을 개발 중에 있다. 이 개념은 각 유닛(unit)의 공격력(offensive power)을 향상시키고 지리적으로 분산 시킴으로써(geographical dispersion) 생존성을 향상시키는데 목적을 두고 있다. 하지만 동맹국(한국/일본 등)이 '분산된 치명성(DL)' 개념에 기여할 수 있는 영역이 다양함에도 불구하고, 지금까지 미 해군 내에서는 동맹국과 어떻게 공조해야 할 것인가에 대한 논의가 부족한 것이 사실이다. 따라서, 미 해군은 향후 '분산된 치명성(DL)' 이라는 작전개념에 동맹국이 줄 수 있는 이점을 추가적으로 적용하는 '동맹국을 활용한 분산된 치명성(Distributed Lethality with Allies, DL+A)' 개념을 발전시켜야 할 것이다. '동맹국을 활용한 분산된 치명성(DL+A)' 개념이란 동맹국이 가지고 있는 전력, 시설, 플랫폼 등 가용자산을 최대한 활용하여 기존의 '분산된 치명성(DL)' 개념을 강화시키는 신 작전개념이다. 미 해군은 본 논문에서 제시하는 신 작전개념(DL+A)을 적용함으로써 다양한 영역(정찰, 군수, 지리적 요충지, 플랫폼)에서 동맹국으로부터 지원을 받을 수 있을 것이다. 또한, 동맹국은 미 해군의 신 작전개념을 적용함으로써 A2/AD 전략에 대비한 안보능력을 향상시킬 수 있을 것이다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.39
no.6
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pp.631-638
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2015
In this study, semiquantitative failure mode, effects, and criticality analysis (FMECA) for the reliability analysis of a solid rocket propulsion system is performed. The semiquantitative FMECA is composed of failure mode and effects analysis (FMEA) and criticality analysis (CA). To perform FMECA, the structure of the solid rocket propulsion system is divided into 43 parts down to the component level, and FMEA is conducted at the design stage considering 137 potential failure modes. CA is then conducted for each failure mode, during which the criticality number is estimated using the failure rate databases. The results demonstrate the relationship between potential failure modes, causes, and effects, and their risk priorities are evaluated qualitatively. Additionally, several failure modes with higher criticality and severity values are selected for high-priority improvement.
Moon, Keun Hwan;Park, Young Hoon;Choi, Joo Ho;Kim, Jin Kon
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.41
no.1
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pp.69-76
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2017
In this study, design of a small hybrid rocket is carried out using Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) and Criticality Analysis(CA), which is a method for qualitative and semi-quantitative reliability analysis. In order to carry out FMEA, the structure of the hybrid rocket is divided into 31 parts and 72 potential failure modes. As a result of the FMEA, the relationship between potential failure modes, causes and effects, and their severity are evaluated qualitatively. Criticality analysis is followed for the failure modes, in which the criticality number is estimated using the failure rate information available from the handbook. Moreover, the failure modes with higher criticality and severity are chosen for improvement, and a series of design or material changes are made for the improvement of the hybrid rocket reliability.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.16
no.5
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pp.3370-3377
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2015
FMECA(Failure Mode, Effects and Criticality Analysis) techniques to make quantitative evaluation of failure effects severity and criticality have been applied to systematic failure analysis for reliability improvement of train which should provide regular service and secure high level of safety as a mass transportation system. These FMECA techniques do not fully reflect the inherent train operation and maintenance circumstances because they are based on the FMECA standards devised for other industries such as automobile industry and FMECA standard dedicated to train industry has not been established yet. This paper analyzes FMECA standards for various industries, and suggests a FMECA technique dedicated to train industry which makes failure effect analysis and criticality analysis step by step and makes criticality analysis placing emphasis on the severity of the failure effect. The proposed technique is applied to FMECA of high-speed current breaker which is a core safety device of train using field failure data for 15 years of train maintenance. The FMECA results show that breakage of arc chute has the highest risk with 3rd severity class and 5th criticality class among all the components of high-speed circuit breaker. Damage and poor contact of electronic valve, and cylinder breakage with 3rd severity class and 4th criticality class are followed by. These results can be applied to improvement of design and maintenance process for high-speed circuit breaker of train.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.23
no.2
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pp.148-153
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2009
Failure Mode Effects and Criticality Analysis (FMECA) is one of most widely used methods in modem engineering system to investigate potential failure modes and its severity upon the system. FMECA evaluates criticality and severity of each failure mode and visualize the risk level matrix putting those indices to column and row variable respectably. Generally, those indices are determined subjectively by experts and operators. However, this process has no choice but to include uncertainty. In this paper, a method for eliciting expert opinions considering its uncertainty is proposed to evaluate the criticality and severity. In addition, a fuzzy expert system is constructed in order to determine the crisp value of risk level for each failure mode. Finally, an illustrative example system is analyzed in the case study. The results are worth considering while deciding the proper policies for each component of the system.
Journal of agricultural medicine and community health
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v.46
no.3
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pp.171-185
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2021
배경: 2015년 한국의 중동호흡기증후군 유행에서 지역간 치명률의 차이는 극명하였다. 이 연구는 대전 클러스터와 다른 지역 간의 치명률의 관련된 일반적 특성 및 역학적 요인을 밝히고저 하였다. 방법: 입원병원 소재지를 기준으로 대전과 타 지역으로 구분하여 관련변수에 따른 카이제곱검정 및 피셔정확검정 등으로 분석하였다. 대전과 다른 지역의 치명률(CFR)의 차이와 관련된 요인을 분석하기 위하여 단변량 및 다변량 로지스틱 회귀분석를 실시하였다. 결과: 모형 I에서는 65세 이상 연령군일수록 7.12배(95% CI 2.33-21.8)(p=0.001), 동반질환이 있는 경우 10.29배(95% CI 2.94-36.06)(p<0.001), 잠복기가 7일 이하인 경우가 8.55배(95% CI 2.54-26.7), 입원기간이 17일 이하인 경우 10.08배(95% CI 2.99-31.9)(p<0.001) 등이었으며, 모형 II에서는 65세 이상 연령군일수록 5.34배(95% CI 1.65-17.2)(p=0.005), 잠복기가 7일 이하인 경우가 6.70배(95% CI 1.96-22.89), 입원기간이 17일 이하인 경우 8.90배(95% CI 2.59-30.6)(p=0.001), 동반질환에서 암의 경우에서 7.15배(95% CI 1.64-31.14)(p=0.009) 등이었다. 결론: 2015년 한국 중동호흡기증후군 유행에서 대전 클러스터의 높은 치명율은 연령(≥65세), 동반질환(특히 암), 잠복기(≤7일), 입원기간(≤17일) 등이 유의한 변수로 도출되었다.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.18
no.8
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pp.31-37
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2019
The inter-development of FMECA is very important to assess the effect of potential failures during system operation on mission, safety and performance. Among these, criticality analysis is a core task that identifies items with high risk and selects the analyzed objects as the key management targets and reflects their effects to the design optimization. In this paper, we analyze the theory related to criticality analysis following US military standard, and propose a method to quantify the failure effect probability for objective criticality analysis. The criticality analysis according to the US military standard depends on the subjective judgment of the failure probability. The methodology for quantifying the failure effect probability is presented by using the reliability theory and the Bayes theorem. The failure rate is calculated by applying the method to quantify failure effect probability.
An, Cheon-Heon;Lee, Do-Sun;Son, Young-Jin;Lee, Hi-Sung
Journal of the Korean Society for Railway
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v.13
no.1
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pp.58-64
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2010
As a modem urban train is getting complex in terms of high-technology in its systems and components, the failure management should be performed with scientific and systematic technique. FMEA is a technique to analyze the failure trends of component parts and influences to the higher level system in order to discover the design incompleteness and potential defects, which is for improving reliability. Especially, FMECA (Failure Mode Effects, and Criticality Analysis) is used in case that the criticality that has an immense influence to the system is important. In case of urban train, in its design and manufacturing steps, FMEA is frequently used as an analysis technique to meet the safety objectives and eliminate potential hazards/failures since the concepts of reliability of train is introduced these days. Though, FMEA technique in the maintenances steps lacks in its investigation and applications yet. FMEA is also not applied to the trains operated by Seoul metro in the design and manufacture steps excepts the newest trains. In this paper, through analyzing the failures/maintenance data of the belt-type door systems used in trains operated in Seoul metro Line 1, which is accumulated in RIMS (Rolling-stock Information Maintenance System), FMEA procedures to the belt-type door engines are proposed. Especially, an effort is made, to approach the detailed FMECA procedures to the door magnet valve and switch and door engine devices which vastly influences the customer safety and satisfaction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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