This paper proposes a novel reliability analysis method which computes reliability index, most probable point and probability of failure of uncertain systems more efficiently and accurately with compared to Monte Carlo, first-order reliability and response surface methods. It consists of Initial and Simulation steps. In Initial step, a number of space-filling designs are selected throughout the variables space, and then in Simulation step, performances of most of samples are estimated via interpolation using the space-filling designs, and only for a small number of the samples actual performance function is used for evaluation. In better words, doing so, we use a simple interpolation function called "reduced" function instead of the actual expensive-to-evaluate performance function of the system to evaluate most of samples. By using such a reduced function, total number of evaluations of actual performance is significantly reduced; hence, the method can be called Reduced Function Evaluations method. Reliabilities of six examples including series and parallel systems with multiple failure modes with truncated and/or non-truncated random variables are analyzed to demonstrate efficiency, accuracy and robustness of proposed method. In addition, a reliability-based design optimization algorithm is proposed and an example is solved to show its good performance.
신뢰성 해석을 위한 직접계산법을 이용하여 경사제 피복재의 파괴확률이 안전계수의 함수로 산정되었다. 신뢰함수를 수립하기 위하여 현재 설계에서 가장 많이 적용되고 있는 Hudson 공식을 사용하였다. 제체의 경사, 피복재의 종류, 쇄파 및 비쇄파 그리고 각 확률변수의 상관성에 따른 안전계수와 파괴확률의 관계가 제시되었다. 또한 신뢰함수에 포함된 각 확률변수의 변동계수에 따른 영향이 민감도 분석을 통하여 정량적으로 해석되었다.
In this paper, we proposed the DFMEA Implementation Method for safety design of Weapon System. First, we presented the process for DFMEA. And then, the case analysis of OOO missile was performed in accordance with the process presented. After defining the system requirements of OOO missile, failure definition scoring criteria was set. In order to clarify the definition of failure, the failure was classified into safety, reliability, maintainability and others. After performing the function analysis, the relationship matrix analysis was performed to identify the failure mode according to the function without omission. After clarifying the failure classification, mode of failure, cause of failure and effect were analyzed to calculate the severity, occurrence and detection values. After the action priority was judged, the recommended action according to the failure classification was identified for the determined action priority. The results of this study can be used as a relevant basis for the design reflection and resource re-allocation of stakeholders.
Generally, component and FR-4 board are connected by solder joint. Because material properties of components and FR-4 board are different, component and FR-4 board show different coefficients of thermal expansion (CTE) and thus strains in component and board are different when they are heated. That is, the differences in CTE of component and FR-4 board cause the dissimilarity in shear strain and BGA solder joint s failure. The first order Taylor series expansion of the limit state function incorporating with thermal fatigue models is used in order to estimate the failure probability of solder joints under heated condition. A model based on plastic-strain rate such as the Coffin-Manson Fatigue Model is utilized in this study. The effects of random variables such as frequency, maximum temperature, and temperature variations on the failure probability of the BGA solder joint are systematically investigated by using a failure probability model with the first order reliability method(FORM).
In structural reliability analysis, the response surface method is widely adopted because of its numerical efficiency. It should be understood that the response function must approximate the actual limit state function accurately in the main region influencing failure probability where it is evaluated. However, the size of main region influencing failure probability was not defined clearly in current response surface methods. In this study, the concept of sub-region of interest is constructed, and an improved response surface method is proposed based on the sub-region of interest. The sub-region of interest can clearly define the size of main region influencing failure probability, so that the accuracy of the evaluation of failure probability is increased. Some examples are introduced to demonstrate the efficiency and the accuracy of the proposed method for both numerical and implicit limit state functions.
International Journal of Reliability and Applications
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제13권2호
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pp.91-104
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2012
Sarhan and Kundu (2009) introduced a new distribution named as the generalized linear failure rate distribution. This distribution generalizes several well known distributions. The probability density function of the generalized linear failure rate distribution can be right skewed or unimodal and its hazard function can be increasing, decreasing or bathtub shaped. This distribution can be used quite effectively to analyze lifetime data in place of linear failure rate, generalized exponential and generalized Rayleigh distributions. In this paper, we apply the simulated annealing algorithm to obtain the maximum likelihood point estimates of the parameters of the generalized linear failure rate distribution. Simulated annealing algorithm can not only find the global optimum; it is also less likely to fail because it is a very robust algorithm. The estimators obtained using simulated annealing algorithm have been compared with the corresponding traditional maximum likelihood estimators for their risks.
The failure prediction and preventive maintenance for the equipment of nuclear power plant area using reliability-centered maintenance have been grown. On the other hand, the maintenance for power distribution system consists of time-based maintenance mainly. In this paper, the new maintenance algorithms for power distribution system are developed considering reliability indices. First of all, Time-varying failure rates are extracted from data accumulated at KEPCO using exponential distribution function and weibull distribution function. Next, based on the extracted failure rate, reliability for real power distribution system is evaluated for applying the effective maintenance algorithm which is the analytic method deciding the maintenance point of time and searching the feeder affecting the specific customer. Also the algorithm deciding the maintenance priority order are presented based on sensitivity analysis and equipment investment plan are analyzed through the presented algorithm at real power distribution system.
International Journal of Reliability and Applications
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제2권1호
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pp.1-26
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2001
The purpose of this paper is to introduce a proportional reversed hazard rate model, in contrast to the celebrated proportional hazard model, and study some of its structural properties. Some criteria of ageing are presented and the inheritance of the ageing notions (of the base line distribution) by the proposed model are studied. Two important data sets are analyzed: one uncensored and the other having some censored observations. In both cases, the confidence bands for the failure rate and survival function are investigated. In one case the failure rate is bathtub shaped and in the other it is upside bath tub shaped and thus the failure rates are non-monotonic even though the baseline failure rate is monotonic. In addition, the estimates of the turning points of the failure rates are provided.
Many older reinforced concrete (RC) buildings were constructed and designed with only gravity loads in mind. Columns in those buildings have insufficient reinforcement details that do not satisfy the requirements specified in current seismic design standards. This study aims to develop drift-based fragility functions for lightly RC columns. For this purpose, a database of 193 lightly RC columns was constructed to determine central and dispersion values of drift ratios for individual damage states. Additionally, to develop more accurate fragility functions of the columns, the failure mode of RC columns was incorporated into fragility functions. The classification procedure for column failure mode is proposed in this study. Fragility functions for older RC columns are constructed according to four different damage states. The main variables of the fragility functions proposed in this study are column properties and failure mode.
All machines deteriorate in performance over time. The phenomenon that causes such performance degradation is called deterioration. Due to the deterioration, the process mean of the machine shifts, process variance increases due to the expansion of separate interval, and the failure rate of the machine increases. The maintenance model is a matter of determining the timing of preventive maintenance that minimizes the total cost per wear between the relation to the increasing production cost and the decreasing maintenance cost. The essential requirement of this model is that the preventive maintenance cost is less than the failure maintenance cost. In the process mean shift model, determining the resetting timing due to increasing production costs is the same as the maintenance model. In determining the timing of machine adjustments, there are two differences between the models. First, the process mean shift model excludes failure from the model. This model is limited to the period during the operation of the machine. Second, in the maintenance model, the production cost is set as a general function of the operating time. But in the process mean shift model, the production cost is set as a probability functions associated with the product. In the production system, the maintenance cost of the equipment and the production cost due to the non-confirming items and the quality loss cost are always occurring simultaneously. So it is reasonable that the failure and process mean shift should be dealt with at the same time in determining the maintenance time. This study proposes a model that integrates both of them. In order to reflect the actual production system more accurately, this integrated model includes the items of process variance function and the loss function according to wear level.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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