A Method for rapid evaluation of k-out-of-n systems reliability
Authors:
- Stanisław Młynarski,
- Robert Pilch,
- Maksymilian Smolnik,
- Jan Szybka,
- Grzegorz Wiązania
Abstract
IEC 61508 standard could be used in the evaluation of safety of the k-out-of-n technical systems, including elements which may remain in one out of four different reliability states. Such a model leads to the huge complexity of analytical calculations and the limitations of its practical application possibilities. Therefore, a computerised method using Markov processes for estimating the reliability of k-out-of-n systems was developed. The algorithmization of the applied computational procedure was performed. It allowed one to analyse systems including a huge number of elements. An algorithm that may be applied for complex k-out-of-n systems was developed and used for exemplary calculations. The developed method was verified by comparing the obtained results with the ones obtained from analytical method as well as simulation method. The compatibility of results obtained in the two methods confirms the correctness of the developed procedure and proposed computer program which now offers the possibility of doing calculations for k-outof-n structures with more than three elements required for the system’s proper functioning and significantly accelerates calculations. Reliability and safety are priorities in the operation of technical systems. This decides of the applicability of the calculation methods described. The operational safety aspects are of particular significance in cases when the occurrence of a failure is a hazard to people’s health and life, ecological risk or considerable financial loss.
- Record ID
- CUTab3f5cf8664c403bb33f39a4dd72809c
- Publication categories
- ;
- Author
- Other language title versions
- Metoda szybkiej oceny niezawodności układów typu k z n
- Journal series
- Eksploatacja i Niezawodność, ISSN 1507-2711
- Issue year
- 2019
- Vol
- 21
- No
- 1
- Pages
- 170-176
- Other elements of collation
- rys.; schem.; tab.; wykr.; Bibliografia (na s.) - 176; Bibliografia (liczba pozycji) - 14; Oznaczenie streszczenia - Streszcz. ang., pol.; Numeracja w czasopiśmie - Vol. 21, No. 1
- Substantive notes
- Tekst artykułu w polskiej wersji językowej dostępny w elektronicznym wydaniu kwartalnika na stronie www.ein.org.pl
- Keywords in Polish
- algorytmizacja, inżynieria niezawodności, procesy Markowa, systemy związane z bezpieczeństwem, układy typu k z n
- Keywords in English
- algorithmization, reliability engineering, Markov processes, safety-related systems, k-out-of-n systems
- Abstract in Polish
- Norma IEC 61508 może być stosowana do oceny poziomu bezpieczeństwa układów technicznych typu k z n, w których elementy mogą pozostawać w jednym z czterech różnych stanów. Przyjęcie takiego modelu prowadzi do ogromnej złożoności obliczeń analitycznych i ograniczeń w praktycznych możliwościach ich zastosowania. W związku z tym, do oceny niezawodności tego typu układów opracowano komputerową metodę wykorzystującą procesy Markowa. Następnie przeprowadzono algorytmizację opracowanej procedury obliczeniowej, co pozwoliło na analizę systemów obejmujących dużą liczbę elementów. Na podstawie opracowanego algorytmu przeprowadzono przykładowe obliczenia. Opracowaną metodę zweryfikowano porównując otrzymane wyniki z wynikami uzyskanymi metodą analityczną oraz metodą symulacyjną. Zgodność wyników uzyskanych w tych dwóch metodach potwierdza prawidłowość opracowanej procedury i proponowanego programu komputerowego, który oferuje obecnie możliwość wykonywania obliczeń dla struktur typu k z n z więcej niż trzema elementami wymaganymi do prawidłowego funkcjonowania całego systemu i znacząco przyspiesza obliczenia. Niezawodność i bezpieczeństwo są priorytetami w eksploatacji systemów technicznych i mają szczególne znaczenie w przypadkach, gdy wystąpienie awarii stanowi zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi, powoduje ryzyko ekologiczne lub znaczne straty finansowe.
- DOI
- DOI:10.17531/ein.2019.1.20 Opening in a new tab
- URL
- http://www.ein.org.pl/2019-01-20 Opening in a new tab
- Language
- eng (en) English; pol (pl) Polish
- License
- Score (nominal)
- 140
- Additional fields
- Indeksowana w: Web of Science, Scopus
- Uniform Resource Identifier
- https://cris.pk.edu.pl/info/article/CUTab3f5cf8664c403bb33f39a4dd72809c/
- URN
urn:pkr-prod:CUTab3f5cf8664c403bb33f39a4dd72809c
* presented citation count is obtained through Internet information analysis, and it is close to the number calculated by the Publish or PerishOpening in a new tab system.