Similarity-based failure threshold determination for system residual life prediction

An accurate determination of the system failure threshold is an essential requirement in achieving an appropriate system residual life prediction and a reasonable planned maintenance strategy optimization afterward for degradation systems. This paper proposes a failure threshold determination method based on quantitative measurement of the similarity between the operating system and the historical systems. The similarity is formulated by a weighted average function and then calculated by a convex quadratic formulation to minimizing the variance between the operating system and the historical systems. With an accurate determination of the system failure threshold in real-time, a better prediction of the residual life for the operating system is achieved. Finally, a real case study for several power-shift steering transmission systems monitored using oil spectral analysis is adopted to illustrate and numerically compare the improved performance of the proposed method.

W przypadku systemów podlegających degradacji, dokładne określenie progu awarii systemu stanowi niezbędny warunek dokonania trafnej prognozy jego trwałości resztkowej oraz późniejszej optymalizacji strategii konserwacji rutynowych. W artykule zaproponowano metodę wyznaczania progu awarii opartą na ilościowym pomiarze podobieństwa między systemem użytkowanym obecnie a systemami użytkowanymi uprzednio. Podobieństwo formułuje się na podstawie funkcji średniej ważonej, a następnie oblicza na podstawie wypukłej formy kwadratowej w celu zminimalizowania wariancji między obecnie użytkowanym systemem a uprzednimi systemami. Dzięki dokładnemu określeniu progu awarii systemu w czasie rzeczywistym uzyskuje się lepszą prognostykę trwałości resztkowej obecnie użytkowanego systemu. W końcowej części pracy, w celu zilustrowania i numerycznego porównania ulepszonej wydajności proponowanej metody, zaprezentowano studium przypadku obejmujące kilka układów przeniesienia napędu monitorowanych przy użyciu analizy spektralnej oleju.