[논문]RBD와 FTA의 논리구조와 신뢰성 중요도의 고찰에 의한 시스템 비시간가동률 개선방안

최성운

doi:10.12812/ksms.2011.13.3.045

RBD와 FTA의 논리구조와 신뢰성 중요도의 고찰에 의한 시스템 비시간가동률 개선방안
Improvement Strategy of System Unavailability by Review of Logical Structure and Reliability Importance of Reliability Block Diagram (RED) and Fault Tree Analysis (FTA) 원문보기

대한안전경영과학회지 = Journal of the Korea safety management & science, v.13 no.3, 2011년, pp.45 - 53

최성운 (경원대학교 산업공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The research proposes seven elimination rules of redundant gates and blocks in Fault Tree Analysis (FTA) and Reliability Block Diagram (RBD). The computational complexity of cut sets and path sets is NP-hard. In order to reduce the complexity of Minimal Cut Set (MCS) and Minimal Path Set (MPS), the paper classifies generation algorithms. Moreover, the study develops six implementation steps which reflect structural importance (SI) and reliability importance (RI) from Reliability Centered Maintenance (RCM) that a priority of using the functional logic among components is to reduce (improve) the system unavailability (or availability). The proposed steps include efficient generation of state structure function by Rare Event Enumeration (REA). Effective use of importance measures, such as SI and ill measures, is presented based on the number and the size of MCS and MPS which is generated from the reference[5] of this paper. In addition, numerical examples are presented for practitioners to obtain the comprehensive understanding of six steps that is proposed in this research.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

처리 방법으로 구별할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 2.2절에서 제안한 7가지 중복 게이트(기본사상) 제거 후 MCS 생성등의 방법을 포함한 3가지 유형의 MCS 알고리즘을 FTA에 기초하여 기술한다.
본 연구에서는 RBD와 FTA, MCS와 MPS의 보완적쌍대 기능(Dual Function)을 이용한 시스템의 비시간가동률(시간 가동률)의 감소(향상)를 위한 RCM 적용방안을 제시하였다. 또한 MCS와 MPS 계산의 복잡성을 줄이기 위해 중복의 (Rhindant), 게이트 기본사상을 제거하는 규칙과 생성 알고리즘을 유형화하여 제안하였다.

가설 설정

각 컴포넌트의 불신뢰도 qi=q4 = q5=q7 = 0.3, 的=qio = 0.2, q2 = 0.8, q3 = 0.7禮6 = 0.5, q8 = 0.4 이고, 고장이 발생하여 RCM 활동이 요구되는 컴포넌트는 伐i/2/3, £6/7gJ이라고 가정한다.
규칙 1 : 중복 직렬블록(OR게이트)은 제거한다. (<그림 1>참고)
규칙 2 : 중복 병렬분기 (AND게이트)는 제거한다. (<그림 2>참고)

제안 방법

따라서 본 연구에서는 RBD와 FTA의 보완적 기능 관계를 고려하여 중복 블록 또는 게이트와 기본사상을 제거하는 7가지 규칙을 제시하고 MCS 와 MPS 를 생성하는 알고리즘을 유형화한다. 또한 MCS와 MPS에 의한 시스템 상태 구조함수의 생성방법으로 완전열거법 (Conplete Enumeration Method) 과 효율적인 REA (Rare Event Approximation) [10] 를 제안한다.
제시하였다. 또한 MCS와 MPS 계산의 복잡성을 줄이기 위해 중복의 (Rhindant), 게이트 기본사상을 제거하는 규칙과 생성 알고리즘을 유형화하여 제안하였다.
알고리즘을 유형화한다. 또한 MCS와 MPS에 의한 시스템 상태 구조함수의 생성방법으로 완전열거법 (Conplete Enumeration Method) 과 효율적인 REA (Rare Event Approximation) [10] 를 제안한다. 특히 본연구에서는 MCS와 MPS의 크기(Size)와 개수(Number) 에 기초한 췌5] 의 구조 중요도와 H (HmbaunYs hrpcrtance), CKCritically Inqx)rluce) 에 의한 RCM 활동에, 시스템 시간 가동률 또는 비시간가동률에 영향을 주는 직렬(OR 게이트), 병렬(AND게이트) 구조를 고려하여 우선순위를 조정하는 6단계 절차를 제안한다.
본 적용예는 AND게이트(병렬)구조를 기본으로 한모형으로 단계6의 시스템의 비가동률 감소결과가 크게 나오지 않으므로 다음 절에서 OR게이트(AND)구조를 기본으로 한 모형을 적용해 본다.
특히 본연구에서는 MCS와 MPS의 크기(Size)와 개수(Number) 에 기초한 췌5] 의 구조 중요도와 H (HmbaunYs hrpcrtance), CKCritically Inqx)rluce) 에 의한 RCM 활동에, 시스템 시간 가동률 또는 비시간가동률에 영향을 주는 직렬(OR 게이트), 병렬(AND게이트) 구조를 고려하여 우선순위를 조정하는 6단계 절차를 제안한다. 제안된 6단계의 완전한 이해를 위해 병렬에 기초한 혼합구조와 직렬에 기초한 혼합구조의 적용예를 단계별로 제시한다.
또한 MCS와 MPS에 의한 시스템 상태 구조함수의 생성방법으로 완전열거법 (Conplete Enumeration Method) 과 효율적인 REA (Rare Event Approximation) [10] 를 제안한다. 특히 본연구에서는 MCS와 MPS의 크기(Size)와 개수(Number) 에 기초한 췌5] 의 구조 중요도와 H (HmbaunYs hrpcrtance), CKCritically Inqx)rluce) 에 의한 RCM 활동에, 시스템 시간 가동률 또는 비시간가동률에 영향을 주는 직렬(OR 게이트), 병렬(AND게이트) 구조를 고려하여 우선순위를 조정하는 6단계 절차를 제안한다. 제안된 6단계의 완전한 이해를 위해 병렬에 기초한 혼합구조와 직렬에 기초한 혼합구조의 적용예를 단계별로 제시한다.
특히 최⑸의 MCS와 MPS에 의한 구조 중요도 척도와 BKBimbaunYs Importance), CKQitically Importance) 에 의한 컴포넌트의 시스템에 대한 중요도 척도와 직렬 (OR게이트), 병렬(AND게이트)의 컴포넌트간 기능 관계를 통합적으로 고려한 우선순위의 RCM절차 6단계를 개발하였다. 개발된 절차의 실무적 이해를 돕기 위한 수치 예에서는 직렬(OR게이트)을 기초로 한 혼합구조가 병 렬 (AND 게 이 트) 구조보다 컴 포넌트간의 기 능 관계가 시스템의 성능에 영향을 크게 주는 것으로 나타났다 향후 연구로는 원자력발전소 및 자동화 장치 플랜트에 본 연구에서 제안한 절차를 응용한 적용사례를 개발한다

대상 데이터

단계 3 : 단계1과 2의 생성된 절단집합에서 3.1.3절의 단계 2, 34를 적용하며 M2S를 선정한다. 단 BE가 적은 CR 게아트에서 이 게이트가 미리 제거될 수 있디0

이론/모형

FTA도 RBD와 마찬가지로 MPS, MCS 의 분해 방법으로 시스템을 분석할 수 있다. RBD에서 부정적 관점의 MCS 방법은 부정적 관점의 FTA와 동일하게 컴포넌트 불신뢰도를 qi 시스템의 비시간가동률을 ”(q) 로이중으로 사용해야 하는 번거움이 있다.

후속연구

개발된 절차의 실무적 이해를 돕기 위한 수치 예에서는 직렬(OR게이트)을 기초로 한 혼합구조가 병 렬 (AND 게 이 트) 구조보다 컴 포넌트간의 기 능 관계가 시스템의 성능에 영향을 크게 주는 것으로 나타났다 향후 연구로는 원자력발전소 및 자동화 장치 플랜트에 본 연구에서 제안한 절차를 응용한 적용사례를 개발한다

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