MOST CITED
Update: 2021-07-01
Task „Implementation of procedures ensuring the originality of scientific papers published in the quarterly „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” financed under contract 532/P-DUN/2018 from the funds of the Minister of Science and Higher Education for science dissemination activities.
Stanisław Młynarski
Metodyka szacowania niezawodności układów sieciowych na przykładzie komunikacji miejskiej
W artykule zaprezentowano opracowaną metodykę szacowania niezawodności układów sieciowych. Rozwiązanie to umożliwia dokonywanie oceny niezawodności oraz projektowanie modernizacji rozpatrywanej sieci przede wszystkim w aspekcie zapewnienia jej wymaganej niezawodności. Praktyczne wykorzystanie omawianej metodyki może mieć miejsce w odniesieniu do różnych układów sieciowych, np. sieci komputerowych, energetycznych, gazowych, wodociągowych, telekomunikacyjnych i transportowych. W artykule przedstawiono analizę niezawodności sieci komunikacyjnej w miejskim transporcie zbiorowym. Obliczenia przeprowadzono dla wybranych kryteriów zdatności sieci, które praktycznie warunkują jakość świadczonych usług transportowych. Podstawowe narzędzie obliczeniowe stanowił algorytm faktoryzacji, który umożliwia ocenę wpływu uszkodzeń poszczególnych połączeń (spowodowanych w szczególności czynnikami fizycznymi) na niezawodność całej sieci. W opracowaniu uwzględniono możliwość modernizacji analizowanej sieci, a uzyskane wyniki przedstawiono na wykresach.
Methodology of network systems reliability assessment on the example of urban transport
Apart from reliability evaluation, the methodology of network systems reliability assessment presented in the article enables the design of modernisation of such systems targeted mainly at ensuring their required reliability. In practice the methodology can be applied for various network systems, e.g. computer, power, gas, water distribution, telecommunications and transport networks. A reliability analysis of a transport network in urban public transport is presented. Calculations were performed for selected criteria of network availability which actually conditions the quality of transport services provided. The basic calculation tool used was the factoring algorithm that enabled the assessment of the impact of individual connections failure (in particular those caused by physical factors) on the reliability of the whole network. The feasibility of modernisation of the network analysed is discussed and the results are presented in diagrams.
Metoda szybkiej oceny niezawodności układów typu k z n
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.
A Method for rapid evaluation of k-out-of-n systems reliability
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.
Model adaptacyjnej strategii prewencyjnej odnowy złożonych obiektów technicznych
W artykule przedstawiono wyniki analizy opracowanych modeli do planowania odnowy profilaktycznej złożonych obiektów technicznych, które oparto o dwa różniące się od siebie zestawy założeń. Rozwiązywany problem dotyczy określenia wspólnego czasu odnowy profilaktycznej grupy części lub podzespołów złożonego obiektu. Pierwszy z opracowanych modeli (model planowej strategii odnowy prewencyjnej) pozwala określić zasadność przeprowadzenia ustalonego wcześniej, planowego odnowienia prewencyjnego części obiektu, która została już odnowiona poawaryjnie. Drugi model (model adaptacyjnej strategii odnowy prewencyjnej) umożliwia wyznaczenie najbliższego wspólnego czasu odnowy profilaktycznej grupy części, z których jedna aktualnie podlega odnowie poawaryjnej. Początkowe (wyjściowe) strategie odnowy profilaktycznej każdej części bądź podzespołu wyznaczone zostały za pomocą standardowych narzędzi do planowania odnawiania profilaktycznego (modeli decyzyjno-losowych wykorzystujących programowanie dynamiczne Bellmana). Posługując się opracowanymi modelami odnowy, przeprowadzono przykładowe obliczenia symulacyjne, których wyniki przedstawiono w postaci całkowitych kosztów obsługiwania dla każdej z uzyskanych strategii. Przedmiotem analizy były wybrane cechy geometryczne koła pojazdu szynowego, których wartości zmieniają się na skutek zużycia w procesie eksploatacji. Na podstawie tego rodzaju analiz można wybrać lepszy (tj. efektywniejszy ekonomicznie) z modeli dla konkretnego zastosowania w praktyce.
A model of an adaptive strategy of preventive maintenance of complex technical objects
The paper presents results of the analysis of the developed models for complex technical objects preventive maintenance scheduling. Models based on two different sets of assumptions were developed. The general problem solved was to determine the joint time of preventive renewal for a group of parts or subassemblies. The purpose of the first model (the model of scheduled preventive maintenance strategy) is to determine the profitability of constant application of a previously developed preventive maintenance schedule for a part undergoing post-failure renewal. The second model (the model of adaptive strategy of a system’s preventive maintenance) allows one to determine a new joint time of preventive renewal for a group of parts each time when one of them is undergoing a post-failure renewal. The initial preventive maintenance strategy for each part or subassembly was obtained using typical tools for maintenance planning (decision-random models based on dynamic programming and Bellman’s principle of optimality). Exemplary simulation calculations with the use of both models were made and their results presented as the total maintenance costs estimated for the renewal strategies developed. The object of the analysis were the chosen geometrical features of a rail vehicle wheel changing due to its wear during operation. Based on this kind of analysis, one can choose a better preventive maintenance model for a specific application area
An evaluation method of preventive renewal strategies of railway vehicles selected parts
The aim of the work was to develop a method of verification of the preventive renewal strategies, which enables a simulation evaluation of the effects of the application of a specific schedule of inspections of parts that are important in the operation of complex renewable technical objects. Using it requires having an already established schedule of inspections, and the result of applying the method is determined by indicators that assess the usefulness of the strategy, even before implementation. The developed computational tool was used to evaluate the renewal strategy of the current collector contact plates. Based on the real operational data, several renewal intervals were considered, determining the frequency of events involving the plate covering a specific mileage, from exceeding the wear control limit value to the next inspection (replacement). The proposed verification method is an important tool for testing and planning technical inspections for systems and elements with planned wear, and parts are periodically replaced.
Physical and reliability aspects of high-pressure ammonia water pipeline failures
The paper concerns the problem of the occurrence of failures of the high-pressure ammonia water pipeline of the coke oven battery complex, which is affected by chemical and thermal factors as well as the operating pressure occurring during its use. Pipeline failures manifested themselves as leaks (leakage of the medium) due to cracks in the area of the pipeline thermal elongation compensators. The conducted tests included, among others: visual inspection, penetration tests, macroscopic and microscopic tests as well as chemical analysis of the material. The study includes microscopic photographs of the material structure and cracks. The results of the pipeline strength and reliability analysis were also presented. On the basis of the conducted research and analyses conclusions were formulated. The assumed cause of the damage was the incorrectly made welded joints. Formulated recommendations and proposals for actions aimed at avoiding further failures of this and similar pipelines were related to the inspection time and preventive renewal.