Common cause and load-sharing failures-based reliability analysis for parallel systems

For parallel system reliability, the mean time to failure of parallel system under common cause failure (load-sharing failure) is shorter than that of the system without common cause failure (load-sharing failure). The traditional calculation approaches of mean time to failure of parallel systems do not consider the possible effect of common cause and load-sharing failure. However, it may result in the poor accuracy of mean time to failure of parallel system and pose a threat to system reliability. This paper not only considers the effect of common cause failure with stress strength, but also investigates the joint effect of the load-sharing and common cause failures. Besides, the joint failure model of three-dependent-component parallel system are established, and the corresponding properties are analyzed. Finally, a numerical example is used to illustrate the proposed method.

Gdy mowa o niezawodności systemu równoległego, średni czas do uszkodzenia, w przypadku uszkodzenia wywołanego wspólną przyczyną (lub uszkodzenia elementów dzielących obciążenie) jest krótszy niż dla systemu, w którym nie występują tego typu uszkodzenia. Tradycyjne metody obliczania średniego czasu do uszkodzenia systemów równoległych nie uwzględniają potencjalnego wpływu uszkodzeń wywołanych wspólną przyczyną oraz uszkodzeń komponentów dzielących obciążenie. Może to skutkować małą dokładnością tak obliczanego średniego czasu do uszkodzenia systemu równoległego i stanowić zagrożenie dla jego niezawodności. W prezentowanej pracy rozważano nie tylko wpływ uszkodzenia wywołanego wspólną przyczyną dla modelu typu wytrzymałość-obciążenie, ale również wpływ jednocześnie występujących uszkodzeń wywołanych wspólną przyczyną i uszkodzeń elementów dzielących obciążenie. Poza tym opracowano model, w którym omawiane dwa typy uszkodzeń występują jednocześnie w systemie równoległym składającym się z trzech zależnych elementów oraz przeanalizowano właściwości takiego systemu. W artykule przedstawiono przykład numeryczny, który ilustruje zastosowanie proponowanej metody.