부하분배체계를 가진 혼합 구조에 대한 경쟁적 위험모형의 구축

Abstract

공학기술이 발달함에 따라 점점 대형화되고 복잡해진 시스템이 개발되면서 관리자는 더 높은 시스템 신뢰도를 요구하게 되었다. 이러한 시스템은 수많은 부품으로 구성되어 있으며, 시스템을 구성하고 있는 부품 중에서 하나 이상의 부품의 고장이 전체 시스템의 고장에 영향을 미치게 된다. 특히, 두 개 이상의 부품이 병렬관계로 구성된 부하분배체계의 경우, 어느 한 부품의 고장이 고장 나지 않은 다른 부품들에 더 큰 부담을 주게 되는 상호 종속적인 수명분포를 가진다. 본 연구에서는 부하분배체계와 수명이 지수분포를 따르는 하나의 독립적인 부품이 직렬로 연결된 시스템을 대상으로 net lifetime과 crude lifetime의 개념을 이용한 경쟁적 위험모형을 제안한다. 제안하는 모형은 부품이 세 개로 이루어진 혼합 시스템으로, 위험원인은 병렬로 이루어진 부하분배체계와 독립적인 부품으로 구분하여 두 개로 구성되어 있다. 시스템 운용 중 발생하게 되는 수명데이터로부터 crude lifetime의 생존함수를 추정할 수 있으며 위험원인 간의 독립성이 보장된다면 각각의 위험원인들의 net lifetime의 고장률함수를 유도할 수 있다. 시스템을 구성하는 위험원인들의 고장률에 대한 정보를 활용한다면, 시스템 관리자는 위험원인별 고장 발생확률을 계산할 수 있으며, 이를 시스템의 보전활동이나 설계정책에 대한 의사결정에 활용할 수 있다.; As engineering technology and systems develop, users require high reliability. An engineering system consists of components, whose failure could cause the system failure. Particularly, in the case of a load sharing system in which two or more components are arranged in parallel, the failure of one component places extra stress on the other components that are still functioning. In this paper, we propose a competing risks model using the concept of net lifetime and crude lifetime for a system in which the load distribution system and a single independent component whose lifetime is following exponentially distributed are connected in series. The proposed model is a combined structure which is composed of three components. The cause of failure is divided into two components as load distribution system in parallel and independent components. From the lifetime data generated during system operation, we can estimate the lifetime distribution of the crude lifetime, and if as long as the independence between the risk factors is guaranteed, the hazard function of the net lifetime for the each cause of failure can be derived. If information on the failure rate of the cause of failure consisting the system is utilized, the system engineer can calculate the probability of the failure according to the cause of failure, and it can be used as a measure for making a decision on the design or maintenance policy of the system.