JP2002182735A - Device and method for analyzing system reliability - Google Patents

Device and method for analyzing system reliability

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JP2002182735A JP2000376073A JP2000376073A JP2002182735A JP 2002182735 A JP2002182735 A JP 2002182735A JP 2000376073 A JP2000376073 A JP 2000376073A JP 2000376073 A JP2000376073 A JP 2000376073A JP 2002182735 A JP2002182735 A JP 2002182735A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system reliability analyzing method capable of efficiently evaluating and analyzing the reliability of a system. SOLUTION: An air conditioning system being the object of analysis is divided into sub-systems 1, 2 and 3 where behaviors can be made independent. The Markov processes (sub-Malkov processes 1, 2 and 3) of the sub-systems are generated and they are combined. Then, they are mechanically analyzed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複雑な冗長構成を
持つシステムの信頼性評価方法に関する。特に、通信機
械室の空調システムのように停止しても即座に空調対象
の通信システムの機能停止に結び付くわけではないため
に、一定時間の停止の後に初めてシステムダウンと見な
すことにより、適切なシステムの信頼性を評価するため
のシステム信頼性解析装置及び方法に関する。
The present invention relates to a method for evaluating the reliability of a system having a complicated redundant configuration. In particular, since the shutdown of the air conditioning system in a communication machine room does not immediately lead to the stoppage of the function of the communication system to be air-conditioned, the system is considered to be down for the first time after stopping for a certain period of time. The present invention relates to a system reliability analysis device and method for evaluating the reliability of a system.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明の説明に入る前に、まず従来の空
調システムの信頼性評価方法について説明する。空調シ
ステムの構成例を図1に示す。空調システムは、商用電
源、予備発電機、及び通信システムを収納した通信機械
室を空調するために複数の空調装置を備えている。本例
では通常時は商用電源で電力を空調装置に供給してい
る。そして、空調装置に数は例えば3台とする。商用電
源停止時は予備の発電機が起動して空調装置に電力を供
給する。ここで、もし商用電源と予備発電機の双方が故
障した時は、空調装置への電力供給は停止し、空調はス
トップする。また、空調装置についても故障は起こり、
故障している台数に応じて空調能力が低下する。ところ
で、上記に述べたような原因により空調能力の停止また
は低下が起こった時、通信機械室の室温は瞬時に上昇す
るのではなく、低下した空調能力に応じて決まる一定時
間を経て、冷却対象となっている通信システムの動作に
支障を来すような室温に到達する。例えば、空調装置の
全数停止の時は30分、1台のみ稼働の場合は1時間、
2台可動の場合は2時間の如くである。尚、3台とも稼
働している時は、当然この時間は無限(すなわち、いく
ら時間が経っても室温が上昇しない)である。
Prior to the description of the present invention, a conventional method for evaluating the reliability of an air conditioning system will be described. FIG. 1 shows a configuration example of an air conditioning system. The air conditioning system includes a plurality of air conditioners for air conditioning a communication machine room containing a commercial power supply, a backup generator, and a communication system. In this example, electric power is normally supplied to the air conditioner from a commercial power supply. The number of air conditioners is, for example, three. When the commercial power supply is stopped, a spare generator is activated to supply power to the air conditioner. Here, if both the commercial power supply and the standby generator fail, the power supply to the air conditioner is stopped and the air conditioning is stopped. Also, failures occur in air conditioners,
The air-conditioning capacity is reduced according to the number of failed units. By the way, when the air-conditioning capacity is stopped or decreased due to the above-mentioned cause, the room temperature of the communication machine room does not rise instantaneously, but after a certain time determined according to the reduced air-conditioning capacity, Reaches a room temperature that would hinder the operation of the communication system. For example, 30 minutes when all air conditioners are stopped, 1 hour when only one air conditioner is operating,
In the case of two movable units, it is like two hours. When all three units are operating, the time is of course infinite (that is, the room temperature does not rise no matter how much time passes).

【0003】このようなシステムの信頼性評価において
は、システムの挙動をマルコフモデルで解析して、空調
機台数毎の状態確率等を解析し、そのうち、上記の時間
を超えた部分のみをシステムダウン時間として解析する
方法が取られる。その具体的手順を以下に示す。まず、
空調システムについてマルコフ遷移図を描く。商用電源
の故障率(X時間に1回故障するとした場合の逆数1/X)
をλCS、修理率(修理時間の逆数)をμCS、予備発電機
の故障率をλDEG、修理率をμDEG、空調装置の故障率を
λAC、修理率をμAC、とするとマルコフ遷移図は図2と
なる。尚、ここでは故障の発生はランダム、修理時間分
布は指数分布としている。また、商用電源、予備発電
機、各空調装置の故障は独立に発生するものとしてい
る。図中で状態(x,y,z)は、x=0が商用電源アップ、x
=1が商用電源ダウン、y=0が予備発電機アップ、y=1
が予備発電機ダウン、を意味し、z=0,1,2,3はダウンし
ている空調装置の数を表すものとする。そして、図中
で、矢印はある状態から他の状態への遷移の生起する頻
度(遷移率)を表している。この点は、通常のマルコフ
解析の手法と同じである。
In such a system reliability evaluation, the behavior of the system is analyzed using a Markov model, and the state probabilities and the like for each number of air conditioners are analyzed. A method of analyzing time is used. The specific procedure is shown below. First,
Draw a Markov transition diagram for the air conditioning system. Failure rate of commercial power supply (reciprocal 1 / X when failure occurs once every X hours)
Λ CS , repair rate (reciprocal of repair time) μ CS , failure rate of backup generator λ DEG , repair rate μ DEG , air conditioner failure rate λ AC , repair rate μ AC , Markov The transition diagram is shown in FIG. Here, the occurrence of a failure is random, and the distribution of repair time is an exponential distribution. Further, it is assumed that failures of the commercial power supply, the backup generator, and each air conditioner occur independently. In the state (x, y, z) in the figure, x = 0 means that the commercial power is up, x
= 1 is commercial power down, y = 0 is standby generator up, y = 1
Means that the spare generator is down, and z = 0, 1, 2, 3 represents the number of air conditioners that are down. In the drawing, arrows indicate the frequency (transition rate) at which a transition from one state to another state occurs. This point is the same as the ordinary Markov analysis method.

【0004】図2に示したマルコフ過程は、例えば、図
3に示すように状態の変化(遷移)が繰り返し起こって
いる。図3では、まず状態(1,0,0)から始まり、(1,1,
0)、(1,1,1)、(1,0,1)、(1,1,1)の順に状態が遷移
している様子を表している。ここで、稼働空調装置数に
着目すると、(1,0,0)の場合には3台とも稼働している
ので室温の上昇は生じない。(1,1,0)のときは、空調装
置への電力の供給が断たれるので3台とも停止してお
り、従って30分以内(許容時間)にこの状態を脱しな
いと室温が許容値を突破する。(1,1,1)の場合も同様で
ある。また、(1,0,1)のときは、停止している空調装置
数は1台のみなので、2時間以内にこの状態を脱しない
とシステムダウンである。
In the Markov process shown in FIG. 2, for example, a state change (transition) repeatedly occurs as shown in FIG. In FIG. 3, first, the state (1,0,0) is started, and then (1,1,0).
0), (1,1,1), (1,0,1), and (1,1,1) in this order. Here, paying attention to the number of operating air conditioners, in the case of (1,0,0), since all three are operating, the room temperature does not rise. In the case of (1,1,0), the power supply to the air conditioner is cut off, so all three units are stopped. Break through. The same applies to the case of (1,1,1). Also, in the case of (1,0,1), only one air conditioner is stopped, so if this state is not removed within two hours, the system will be down.

【0005】従来技術によるシステム信頼性解析方法
は、各状態の発生頻度とその状態が許容時間を経過して
も継続し続ける確率を求めて加算することによりシステ
ムダウン発生頻度とし、さらに図3のシステムダウンと
見なされる部分の長さを足し合わせて全時間との比率を
取ることでシステム不稼働率とするものである。(この
手法では、図3に示すように(1,1,0)から(1,1,1)に遷
移が起こった時(すなわち、電源の供給が絶たれている
状態で空調装置3台の内の1台がダウンした場合)、解
析において、システムが回復したものと見なすので、厳
密には正しくないが、この方法で実用上問題ない精度の
解析ができることが分かっている。)次に、各状態への
遷移の起こる頻度を求める。それは以下のようにする。
In the system reliability analysis method according to the prior art, the frequency of occurrence of each state and the probability that the state continues even after the permissible time has elapsed are obtained and added to determine the frequency of occurrence of system down. The sum of the lengths of the parts considered to be system down and the ratio to the total time is used as the system non-operation rate. (In this method, when a transition occurs from (1,1,0) to (1,1,1) as shown in FIG. 3 (that is, when three power supply units are disconnected while the power supply is cut off). If one of them goes down), it is assumed that the system is recovered in the analysis, so it is not strictly correct, but it has been found that this method can perform analysis with accuracy that is practically acceptable.) The frequency of transition to each state occurs. It does the following:

【0006】まず図2に対応する平衡方程式を立ててそ
れを解き、各状態の定常確率P(x,y,z)を求める。この方
法はよく知られたマルコフ解析の一般的技法であるの
で、詳細は略す。これをもとに、着目する状態、例えば
状態(1,1,1,)への遷移が起こる可能性がある他の状態
(0,1,1,)、(1,0,1)、(1,1,0)、(1,1,2)の定常確率
(P())に、(1,1,1)への遷移率(故障率λ、修理率μ)
を掛けたものを加算すればよい。すなわち、 (1,1,1)への遷移の起こる頻度 =λCS P(0,1,1)+λDEG P(1,0,1)+3λAC P(1,1,0)+2μAC P(1,1,2) (1) である。
First, an equilibrium equation corresponding to FIG. 2 is set up and solved, and a steady probability P (x, y, z) of each state is obtained. Since this method is a well-known general technique of Markov analysis, its details are omitted. Based on this, the state of interest, for example, other states that may transition to state (1,1,1,)
To (0,1,1,), (1,0,1), (1,1,0), and (1,1,2) stationary probabilities (P ()), to (1,1,1) Transition rate (failure rate λ, repair rate μ)
What is necessary is just to add what is multiplied by. In other words, it occurs frequent transition to the (1,1,1) = λ CS P ( 0,1,1) + λ DEG P (1,0,1) + 3λ AC P (1,1,0) + 2μ AC P ( 1,1,2) (1).

【0007】このようにして、状態(1,1,1)への遷移が
起こる頻度が得られた後で、その後、一定時間を超えて
その状態にとどまる事象の(他の状態に遷移するまで)
発生頻度を求めれば、それがシステムダウンの発生頻度
になる。また、一定時間を超えて、その状態にとどまる
時間の全時間に対する割合を求めればシステム不稼働率
が得られる。状態(x,y,z)を一般化して状態iとすると、
After the frequency at which the transition to the state (1,1,1) occurs is obtained in this way, after that, for an event that stays in that state for a certain period of time (until the state transitions to another state) )
If the occurrence frequency is determined, it becomes the occurrence frequency of the system down. In addition, if the ratio of the time remaining in the state beyond the predetermined time to the total time is obtained, the system non-operation rate can be obtained. Generalizing the state (x, y, z) to state i,

【0008】[0008]

【数1】 ここで、 λi:状態iへの遷移が(全ての遷移元状態から)起こる
頻度(例えば、図2の状態(1,1,1)への遷移の起こる頻
度:(1)式) gi(t):状態iから他の状態への遷移が、時刻tに発生す
る確率密度 Ti:状態iにおける室温が限度を越えるまでの許容時間 Σは全ての状態(i)について和を取ることを意味する
(Equation 1) Here, λ i : frequency at which transition to state i occurs (from all transition source states) (for example, frequency at which transition to state (1,1,1) in FIG. 2 occurs: equation (1)) g i (t): Probability density at which transition from state i to another state occurs at time t T i : Permissible time until room temperature exceeds the limit in state i Σ is the sum of all states (i) Means

【0009】[0009]

【数2】 である。ここで、(t−Ti)はシステムダウン時間を表
し、gi(t)は、着目する状態(例えば、(1,1,1))から
他の状態(例えば、(1,1,0)、(0,1,1)、・・・)への
遷移が起こるまでの時間の確率密度であるが、マルコフ
過程の場合、着目状態からの遷移率の合計の和で求めら
れる。
(Equation 2) It is. Here, (t−T i ) represents the system down time, and g i (t) represents the state of interest (for example, (1,1,1)) to another state (for example, (1,1,0) ), (0,1,1),...), Is the probability density of the time until the transition occurs. In the case of the Markov process, it is obtained by the sum of the total transition rates from the state of interest.

【0010】すなわち、上記の式における積分の部分は
具体的に下記となる。第(2)式の中の積分については、
That is, the integral part in the above equation is specifically as follows. For the integral in equation (2),

【0011】[0011]

【数3】 ここで、μiは状態iから他の状態への遷移率の合計(例
えば、図2の状態(1,1,1)から他の状態の遷移率の合
計:μAC+μCS+μDEG+2μAC)を表す。第(3)式の中
の積分については、
(Equation 3) Here, μ i is the total transition rate from state i to another state (for example, the total transition rate from state (1,1,1) in FIG. 2 to another state: μ AC + μ CS + μ DEG +2 μ AC). ). For the integral in equation (3),

【0012】[0012]

【数4】 である。(Equation 4) It is.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上が従来の技術によ
る空調システムの信頼性評価方法の概要であるが、最近
の空調システムはその構成を益々複雑にしているので、
従来技術によって信頼性評価を行うには以下のような問
題点があった。 システム検討の場面では、色々な構成のシステムを解
析して結果を比較することにより最適なシステム構成
(例えば、空調装置群の構成など)が探求されるが、こ
れを能率的に行うには、上記の解析を機械的に実施する
方法が必須である。 システム構成が複雑になると、解析の基礎となるマル
コフ過程の状態数が爆発的に増えるので、計算時間や精
度の面で現実的でなくなる。
The above is an outline of the reliability evaluation method of the air conditioning system according to the prior art. However, recent air conditioning systems have become more and more complicated.
There are the following problems in performing reliability evaluation by the conventional technology. In the context of system review, the optimal system configuration (for example, the configuration of a group of air conditioners, etc.) is searched for by analyzing systems of various configurations and comparing the results. To do so efficiently, A method of performing the above analysis mechanically is essential. When the system configuration becomes complicated, the number of states of the Markov process, which is the basis of the analysis, explosively increases, which makes the calculation time and accuracy impractical.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する
ために、本発明では、解析対象となる空調システムを挙
動が独立なサブシステムに分割して、まずはそれらのサ
ブシステムのマルコフ過程(以降「サブマルコフプロセ
ス」という)を作成し(これは各個与えられるものとす
る)、これらを組み合わせて、以降は機械的に解析する
手法を提示する。上記の課題を解決するために、本発
明は、サブシステムの内の幾つかを故障しないと仮定し
て評価対象システムの信頼性を評価した結果を信頼性の
上限近似値とし、サブシステムの内の幾つかを空調能力
の劣化を段階的ではなく一挙に0になるシステムに置き
換えて出来るシステムの解析結果を信頼性の下限近似値
とし、これらを適宜狭めていく近似方法を提示する。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, an air conditioning system to be analyzed is divided into subsystems having independent behaviors, and first, the Markov processes (hereinafter referred to as "markov processes") of those subsystems. A "sub-Markov process") is created (each of which is given), and a method of mechanically analyzing the combination is presented below. In order to solve the above-described problem, the present invention assumes that some of the subsystems do not fail, and evaluates the reliability of the evaluation target system as an approximate upper limit of the reliability. The analysis results of a system that can replace some of them with the system in which the deterioration of the air-conditioning capacity becomes zero at once instead of in steps are set as lower limit approximations of reliability, and an approximation method for appropriately narrowing these is presented.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、実施例に基づいて本発明を
説明する。 (課題を解決する実施例1)図1に示したシステムの
挙動は、商用電源、予備発電機、3台をセットで考えた
システムとして空調装置群(以降「空調装置システム」
という)の3つのパートの挙動がそれぞれ独立である。
そこで、これらをシステム全体を構成するサブシステム
1,2,3と考える(図4(a))。それぞれのサブシステム
は、マルコフ過程を形成している。これらをサブマルコ
フプロセス1,2,3(i1,i2,i3)と言うことにする。各サブ
マルコフプロセスのマルコフ遷移図は図4(b)に示すよ
うに3つとなる。尚、独立なサブプロセスへの分割は必
ずしも1通りとは限らない。すなわち、商用電源と予備
発電機をセットにしたサブシステムと、3台の空調装置
群の2つのサブシステムと考えるのである。このときは
サブマルコフプロセスは図5(b)のようになる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments. (Embodiment 1 for Solving the Problems) The behavior of the system shown in FIG. 1 is described as a system in which a commercial power supply, a backup generator, and three units are considered as a set.
) Are independent of each other.
Therefore, these are the subsystems that make up the entire system.
Consider them as 1, 2, and 3 (Fig. 4 (a)). Each subsystem forms a Markov process. These are called sub-Markov processes 1 , 2 , 3 (i 1 , i 2 , i 3 ). As shown in FIG. 4B, there are three Markov transition diagrams of each sub-Markov process. The division into independent sub-processes is not always one. That is, it is considered as a subsystem in which a commercial power supply and a backup generator are set, and two subsystems of a group of three air conditioners. In this case, the sub-Markov process is as shown in FIG.

【0016】図7を参照して実施例1の手順を説明す
る。 (1)ここで、サブマルコフプロセスの状態遷移図は、そ
の作成方法はさておいて与えられているものとする。サ
ブマルコフプロセスを規定するパラメータの表現として
は、例えば、状態間の遷移率を行列形式で書き表す方法
がある。すなわち、状態数の次数をもつ正方行列Aにて
(その(i,j)要素をaijとする)、状態jから状態iへの遷
移率aijで表すようにすれば、任意の形のサブマルコフ
プロセスが表現される。また、これを用いて、信頼性解
析装置の実現に当たっては、各サブマルコフプロセスの
遷移率行列Akを入力させるように構成すればよい。 (2)次に各状態に対する稼働停止空調装置数を入力す
る。
The procedure of the first embodiment will be described with reference to FIG. (1) Here, it is assumed that the state transition diagram of the sub-Markov process has been given in advance. As an expression of a parameter defining the sub-Markov process, for example, there is a method of expressing a transition rate between states in a matrix format. That is, in a square matrix A having the degree of the number of states (the (i, j) element is a ij ), and expressed by the transition rate a ij from the state j to the state i, an arbitrary shape A sub-Markov process is represented. In addition, in realizing the reliability analysis device by using this, the transition rate matrix A k of each sub-Markov process may be configured to be input. (2) Next, the number of operation-stop air conditioners for each state is input.

【0017】このように、各サブマルコフプロセスの遷
移率行列が与えられたという前提で、前記のサブマルコ
フプロセスが組み合わさってできた、システムの信頼性
評価は以下となる。まず、サブマルコフプロセスは全部
でm個あるとする。サブマルコフプロセスk(1≦k≦m)
の状態はnk個あるものとし、その遷移率行列をAk(その
(i,j)要素をaij (k)とする)とする。このとき、システ
ム全体を記述するマルコフプロセスの状態は各サブプロ
セスの状態を組にして列挙したもの(i1,i2,・・・,ik,
・・・,im)であって(図4の例では3個)、その数は、
n1×n2×・・・×nk×・・・×n m個ある(図4の例では
2×2×4個)。これらの状態全てについて、その状態
への遷移が起こる頻度、その状態での平均継続時間、そ
の状態での室温上昇までの許容時間が得られれば、あと
は従来技術によってシステムダウン頻度、不稼働率が求
められる。
As described above, the transition of each sub-Markov process
Given that the transfer matrix is given,
System reliability created by the combination of
The evaluation is as follows. First, the sub-Markov process is all
And there are m. Sub-Markov process k (1 ≦ k ≦ m)
State is nkAnd the transition rate matrix is Ak(That
(i, j) element is aij (k)). At this time, the system
The state of the Markov process describing the entire program is
Set of statuses (i1, iTwo, ・ ・ ・, Ik,
..., im) (Three in the example of FIG. 4), and the number is
n1× nTwo× ・ ・ ・ × nk× ・ ・ ・ × n m(In the example of FIG. 4,
2 × 2 × 4). For all these states, the state
Frequency, the average duration in that state, and
If the time allowed for the room temperature to rise in the condition
Required system down frequency and non-operation rate by conventional technology
Can be

【0018】本発明の手順を説明する。 [定常状態確率算出] (3)第一に、着目状態(i1,i2,・・・,ik,・・・,im)へ
の遷移の発生頻度は以下のようにして求める。最初に、
各サブマルコフプロセスにおける各状態の定常状態確率
を求める。これは、各サブマルコフプロセスの遷移率行
列が与えられていれば、よく知られたマルコフ解析の手
法で求められる。
The procedure of the present invention will be described. In the steady state probability calculating] (3) First, attention state occurrence frequency of transition (i 1, i 2, ··· , i k, ···, i m) to is determined as follows. At first,
The steady state probability of each state in each sub-Markov process is obtained. This can be obtained by a well-known Markov analysis method, given the transition rate matrix of each sub-Markov process.

【0019】具体的には、列ベクトルxkに関する下記の
方程式の解である。 0=Akxk (k=1,2,・・・,m) xkの要素の和は1であり、0、xk(例えば、図4(b)にお
いてx1=P(j1)、x2=P(j2) 、x3=P(j3))は列ベクトルで
ある。(例えば、図4(b)において、サブマルコフプロ
セス1の記述する情報は 次元数:2
Specifically, it is the solution of the following equation for the column vector x k : 0 = A k x k (k = 1, 2,..., M) The sum of the elements of x k is 1, and 0, x k (for example, x 1 = P (j 1 ), X 2 = P (j 2 ), x 3 = P (j 3 )) are column vectors. (For example, in FIG. 4 (b), the information described by the sub-Markov process 1 is the number of dimensions: 2

【0020】[0020]

【数5】 で表される。) (4)このようにして求めた、サブマルコフプロセスkにお
ける状態jkの定常状態確率をP(jk)とすると、状態(j1,
j2,・・・,jk,・・・,jm)の定常状態確率は、 P(j1)×P(j2)×・・・×P(jk)×・・・×P(jm) である。このようにして、システム全体を一つのマルコ
フプロセスと考えた時の、各状態の定常確率が求められ
る。 [着目状態への遷移頻度算出] (5)次に、着目状態への遷移の起こる頻度は、それに遷
移可能な全ての状態の状態確率に、着目状態への遷移率
を掛けたものの和として求められる。
(Equation 5) It is represented by ) (4) was thus determined, the steady state probability of state j k in the sub-Markov process k and P (j k), state (j 1,
j 2 , ..., j k , ..., j m ) is P (j 1 ) × P (j 2 ) × ・ ・ ・ × P (j k ) × ・ ・ ・ × P (j m ). In this way, when the whole system is considered as one Markov process, the steady state probability of each state is obtained. [Calculation of the transition frequency to the state of interest] (5) Next, the frequency of transition to the state of interest is calculated as the sum of the state probabilities of all possible states and the transition rate to the state of interest. Can be

【0021】すなわち、着目状態を(i1,i2,・・・,ik,
・・・,im)としたとき、それへ遷移可能な状態とは、m
個のサブマルコフプロセスの内の一つに注目し(例え
ば、k番目のサブマルコフプロセス)、そのサブマルコ
フプロセス内にて、状態ik へ遷移可能な状態を列挙
That is, the state of interest is represented by (i 1 , i 2 ,..., I k ,
..., i m ), the state that can transition to it is m
Focused on one of the sub-Markov process (e.g., k-th sub-Markov process), in its sub-Markov process in, enumerate transition possible state to state i k

【数6】 して、上記(i1,i2,・・・,ik,・・・,im)の内、ik
場所を、これらで置き換えたものであって、これらの置
き換えをkを1からmの全てについて行って得られた状態
である。そして、こうして得られた「着目状態に遷移可
能な状態」から着目状態への遷移の発生頻度は、
(Equation 6) And, the (i 1, i 2, ··· , i k, ···, i m) of the location of the i k, there are replaced by these, 1 to the replacement of k This is a state obtained by performing all of the steps from to m. Then, the frequency of occurrence of the transition from the “state that can transition to the state of interest” thus obtained to the state of interest is

【0022】[0022]

【数7】 を、(α)について和を取ったものである。従って、着目
状態(i1,i2,・・・,i k,・・・,im)への遷移の発生頻度
の合計は、
(Equation 7)Is the sum of (α). Therefore, attention
State (i1, iTwo, ・ ・ ・, I k, ・ ・ ・, ImFrequency of transition to)
Is the sum of

【0023】[0023]

【数8】 となる。 [着目状態から他の状態への遷移率計算] (6)次に、着目状態から他の何れかの状態への遷移まで
の時間分布であるが、これは、着目状態から他のあらゆ
る状態への遷移率の単純な合計である。従って、各サブ
マルコフプロセスを記述する遷移率行列の要素の内、着
目状態から出て行くものに相当するものを合計すればよ
い。すなわち、
(Equation 8) Becomes [Calculation of transition rate from state of interest to other state] (6) Next, the time distribution from the state of interest to any other state is the same as the time distribution from the state of interest to any other state. Is the simple sum of the transition rates. Therefore, among the elements of the transition rate matrix describing each sub-Markov process, those corresponding to those that go out of the state of interest may be summed. That is,

【0024】[0024]

【数9】 βは状態ikから遷移する他の状態を表す。 [着目状態に係るシステムダウン頻度及びシステム不稼
働率算出] [システムダウン頻度及びシステム不稼働率累積] (7)かくして、従来技術においてシステムダウン発生頻
度、システム不稼働率を求めるに必要な3つの要素(着
目状態への遷移の発生頻度、着目状態から他の状態への
遷移率、着目状態での許容時間)の内、前2者が求まっ
たこととなる。最後の、着目状態での許容時間は、シス
テム全体の状態と関連付けて記憶手段に記憶しておい
て、システムダウン頻度算出の際に参照すればよい。例
えば、図1の空調システムを図4(a)に示すようなサブ
システムに分割して記述する場合、システム状態は(i1,
i2,i3)となるが、これらと許容時間とを関連付けて記憶
する(例えば、稼働停止空調装置1台の時は許容時間Ti
は2時間)。対応付けテーブルの一例を図6に示す。 (8) 従来技術の式(2)、(3)に基づいてシステムダウン発
生頻度とシステムダウン不稼働率を求める。
(Equation 9) β represents the other state transition from the state i k. [Calculation of system down frequency and system unavailability related to the state of interest] [System down frequency and system unavailability accumulation] (7) Thus, in the related art, the three systems required to obtain the system down frequency and the system unavailability Of the elements (frequency of occurrence of transition to the state of interest, transition rate from the state of interest to another state, and allowable time in the state of interest), the former two are determined. The last allowable time in the state of interest may be stored in the storage unit in association with the state of the entire system, and may be referred to when calculating the system down frequency. For example, when the air conditioning system of FIG. 1 is divided into subsystems as shown in FIG. 4A and described, the system state is (i 1 ,
i 2 , i 3 ), which are stored in association with the permissible time (for example, the permissible time T i in the case of one operation-stop air conditioner ).
Is 2 hours). FIG. 6 shows an example of the association table. (8) The system down occurrence frequency and the system down unavailability are obtained based on the conventional formulas (2) and (3).

【0025】上記着目状態への遷移の起こる発生頻度、
着目状態から他の状態への遷移率計算、システム信頼性
計算を着目状態が全状態を尽くすまで繰り返す。 (9)次に、着目状態毎のシステムダウン発生頻度とシス
テムダウン不稼働率の和を求める。図8にシステム信頼
性解析装置(実施例1)のブロック図を示す。このシス
テム信頼性解析装置(実施例1)は、システムを構成す
る、互いに挙動の独立な複数(m個)のサブシステムの
遷移率行列(Ak、k=1,・・・,m)を記憶する遷移率行列
Ak記憶手段と、各サブシステムの状態と許容時間とを対
応づけたテーブル(TABk、k=1,・・・,m)を記憶する
テーブルTABk記憶手段と、遷移率行列記憶手段に記憶さ
れている遷移率行列に基づいて、各サブシステムの定常
状態確率を算出する定常状態確率算出手段と、定常状態
確率算出手段で算出された各サブシステムの定常状態確
率を記憶する各サブシステムの定常状態確率記憶手段
と、遷移率行列記憶手段に記憶されている遷移率行列に
基づいて、システムダウン頻度及びシステム不稼動率を
求める際の着目状態を変化させて着目記憶手段に指定し
た着目状態を指示するとともに、システムダウン頻度及
びシステム不稼働率を累積する手段に対して、システム
ダウン頻度とシステム不稼働率の累積を指示する算出ル
ーチン制御手段と、算出ルーチン制御手段の指示した着
目状態を記憶する着目状態記憶手段と、着目状態記憶手
段に記憶された着目状態の定常状態確率を、各サブシス
テムの定常状態確率記憶手段に記憶されている、各サブ
システムの定常状態確率に基づいて算出する、着目状態
の定常状態確率算出手段と、着目状態記憶手段に記憶さ
れた着目状態への遷移頻度を、着目状態の定常状態確率
記憶手段に記憶されている定常状態確率と、遷移率行列
記憶手段に記憶されている遷移率行列に基づいて算出す
る着目状態への遷移頻度算出手段と、着目状態記憶手段
に記憶された着目状態から他の状態への遷移率を遷移率
行列記憶手段に記憶されている遷移率行列に基づいて算
出する着目状態から他の状態への遷移率算出手段と、着
目状態の定常状態確率算出手段の算出した着目状態の定
常状態確率と、着目状態への遷移頻度算出手段で算出し
た着目状態への遷移頻度と、着目状態から他の状態への
遷移率算出手段が算出した着目状態から他の状態への遷
移率と、テーブル記憶手段に記憶している各サブシステ
ムの状態と許容時間とを対応づけたテーブルとに基づい
て、着目状態に係るシステムダウン頻度とシステム不稼
動率を算出する、着目状態に係るシステムダウン頻度と
システム不稼働率算出手段と、着目状態に係るシステム
ダウン頻度とシステム不稼働率算出手段で算出したシス
テムダウン頻度とシステム不稼働率を、算出ルーチン制
御手段の指示に基づいて累積する、システムダウン頻度
及びシステム不稼働率を累積する手段から構成される。 (を解決する実施例2)次に計算の量を削減する実施
例について述べる。
The frequency of occurrence of the transition to the state of interest,
The calculation of the transition rate from the state of interest to another state and the calculation of system reliability are repeated until the state of interest exhausts all states. (9) Next, the sum of the system down occurrence frequency and the system down unavailability for each state of interest is obtained. FIG. 8 shows a block diagram of a system reliability analysis device (first embodiment). This system reliability analysis apparatus (Embodiment 1) calculates transition rate matrices (A k , k = 1,..., M) of a plurality (m) of subsystems having independent behavior in a system. Transition rate matrix to store
A k storage means, a table TAB k storage means for storing a table (TAB k , k = 1,..., M) in which the state of each subsystem is associated with the permissible time, and a transition rate matrix storage means Steady state probability calculating means for calculating the steady state probability of each subsystem based on the stored transition rate matrix, and each subsystem storing the steady state probability of each subsystem calculated by the steady state probability calculating means Based on the steady state probability storage means and the transition rate matrix stored in the transition rate matrix storage means, changing the state of interest when obtaining the system down frequency and the system unavailability, and specifying the attention to the attention storage means Calculating routine control means for instructing the state and accumulating the system down frequency and the system unavailability for the means for accumulating the system down frequency and the system unavailability; The state-of-interest storage means for storing the state-of-interest indicated by the routine control means, and the steady-state probability of the state-of-interest stored in the state-of-interest storage means are stored in the steady-state probability storage means of each subsystem. The steady state probability calculating means for the state of interest, which is calculated based on the steady state probability of the system, and the transition frequency to the state of interest stored in the state of interest storage means are stored in the steady state probability storing means for the state of interest. Transition frequency calculation means to the state of interest calculated based on the steady state probability and the transition rate matrix stored in the transition rate matrix storage means, and transition from the state of interest stored in the state of interest storage means to another state The transition rate from the state of interest to another state is calculated based on the transition rate matrix stored in the transition rate matrix storage means, and the steady state probability calculation means for the state of interest is calculated. The steady state probability of the eye state, the transition frequency to the state of interest calculated by the transition frequency calculation means to the state of interest, and the transition rate from the state of interest to another state calculated by the transition rate calculation means from the state of interest to another state Based on the transition rate and a table in which the state of each subsystem and the permissible time stored in the table storage unit are associated with each other, a system down frequency and a system inoperability rate related to the state of interest are calculated. The system down frequency and the system unavailability ratio calculating means, and the system down frequency and the system unavailability ratio calculated by the system of interest and the system unavailability ratio calculated by the system unavailability ratio calculating means are accumulated based on the instructions of the calculation routine control means. And means for accumulating the system down frequency and the system non-operation rate. (Second Embodiment for Solving the Problem) Next, an embodiment for reducing the amount of calculation will be described.

【0026】の実施例を示す方法によって、サブマル
コフプロセスを記述する情報が遷移率行列の形で与えら
れ、かつシステムの状態と許容時間の関連を記憶してお
けば、機械的に信頼性評価を行うことが出来るが、これ
によっても計算量は依然として多くなる。例えば、図9
に示す程度のシステムであっても、サブプロセスmは6
個あり、各サブプロセスを構成する状態nはサブプロセ
ス1から順に、4個、4個、4個、10個、4個、6個
であり、システム全体の状態数は、15360個とな
る。これらについて、で示した方法で計算を行うには
計算量が大きい。そこで、この計算量を計算誤差を評価
しつつ削減する方法について述べる。
If the information describing the sub-Markov process is given in the form of a transition rate matrix and the relation between the state of the system and the permissible time is stored by the method shown in the embodiment, the reliability can be evaluated mechanically. Can be performed, but the calculation amount still increases. For example, FIG.
Sub-process m is 6
The number n of states constituting each sub-process is 4, 4, 4, 10, 4, and 6 in order from the sub-process 1, and the number of states of the entire system is 15360. For these, the calculation amount is large to perform the calculation by the method shown in. Therefore, a method of reducing the amount of calculation while evaluating the calculation error will be described.

【0027】尚、本発明のの特徴を実施するために
は、サブシステムへの分割は各サブシステムの挙動が相
互に独立という条件のみが満たされれば良いが、の特
徴を実施するためには、以下に述べる条件をもさらに要
する。条件:他のサブシステムを構成する要素に故障が
ないと仮定したとき、あるサブシステムを構成する要素
の故障によって引き起こされる空調装置の可動停止台数
に着目したときに、これらの中には、稼働停止した空調
装置が無い場合と、前空調装置数が稼働停止した場合と
を含むこと。さらに、各サブシステムの要素故障の結果
引き起こされる空調装置の稼働停止数を、(s1,s2,・・
・,sk)とするとき、システム全体の空調能力停止が、空
調装置の稼働台数で表して、max(s1,s2,・・・,sk)で表
されること。
In order to implement the features of the present invention, the division into subsystems only needs to satisfy the condition that the behavior of each subsystem is independent of each other. The following conditions are further required. Condition: When it is assumed that there is no failure in the elements constituting another subsystem, when focusing on the number of air-conditioning units that have been stopped due to the failure of an element constituting a certain subsystem, some of these may be in operation. This includes the case where there is no stopped air conditioner and the case where the number of previous air conditioners has stopped operating. Furthermore, the number of air conditioner outages caused as a result of the element failure of each subsystem is calculated as (s 1 , s 2 ,
·, S k ), the halt of the air conditioning capacity of the entire system is represented by max (s 1 , s 2 ,..., S k ) in terms of the number of operating air conditioners.

【0028】この条件は図4(a)に示すようなサブシス
テムへの分割では満たされない。サブシステム1は商用
電源がアップかダウンかに対応する2つの状態をもつ
が、状態がこの内のどちらかであるという情報だけから
は稼働停止した空調装置台数が定まらないからである。
一方、図5(a)に示す様なサブシステムへの分割は、こ
の条件を満たす。サブシステム1においては、商用電源
と予備発電機の双方がダウンした時のみ、稼働停止空調
台数が3で、他の状態の時は0である。また、サブシス
テム2においては、ダウンした空調装置数がそのまま稼
働停止空調装置台数となる。さらに、サブシステム1に
起因する稼働停止空調装置数とサブシステム2に起因す
る稼働停止空調装置数の内大きい方が、システム全体と
してみた場合の、稼働停止空調装置数であるからである
(すなわち、サブシステム1がダウンした場合の稼働停
止空調装置数)。
This condition is not satisfied by the division into subsystems as shown in FIG. This is because the subsystem 1 has two states corresponding to whether the commercial power supply is up or down, but the number of air conditioners whose operation has been stopped cannot be determined only from information that the state is either of these states.
On the other hand, division into subsystems as shown in FIG. 5A satisfies this condition. In the subsystem 1, only when both the commercial power supply and the standby generator are down, the number of air conditioners whose operation is stopped is 3, and in other states, it is 0. In the subsystem 2, the number of air conditioners that have gone down is the number of air conditioners that have stopped operating. Furthermore, the larger of the number of operation-stop air-conditioners caused by the subsystem 1 and the number of operation-stop air-conditioners caused by the subsystem 2 is the larger number of operation-stop air-conditioners as a whole system (that is, the number of operation-stop air-conditioners). , The number of air conditioners that are stopped when the subsystem 1 goes down).

【0029】サブシステムへの分割がこの条件を満たす
時、サブシステムの状態と稼働停止空調装置数とを組し
て記憶しておけば、システムのあらゆる状態における稼
働停止空調装置数が求められる。サブシステム状態と稼
働停止空調装置数との対応テーブルの一例を図10に示
す。本発明のの特徴の実施の基本的な考え方は、以下
の2つの事実に注目することである。 (1)サブシステムのどれかが、故障しないと仮定する
と、故障するとした場合よりも、システム全体の信頼性
はよくなる。一般的にいえば、このサブシステムをS1,S
2,・・・Smとするとき、それらの中の幾つか(Si1,Si2,
・・・)が故障しないと仮定して解析した結果(結果
1)と、(Sj1,Sj2,・・・)が故障しないと仮定して解析
した結果(結果2)を比較した場合、もし(Si1,Si2,・
・・)⊃(Sj1,Sj2,・・・)(集合として含んでいる)な
らば、結果1の方が結果2よりもよい信頼性を与える。
言い方を変えると、結果2の方が真の値に近い。
When the division into subsystems satisfies this condition, if the state of the subsystems and the number of air conditioners that are stopped are set and stored, the number of air conditioners that are stopped in all states of the system can be obtained. FIG. 10 shows an example of a correspondence table between the subsystem status and the number of operation-stop air conditioners. The basic idea of implementing the features of the present invention is to note the following two facts. (1) Assuming that any one of the subsystems does not fail, the reliability of the entire system is higher than if it failed. Generally speaking, we call this subsystem S 1 , S
2, when a · · · S m, some of them (S i1, S i2,
…) Does not fail (Result 1) and the result of analysis (Result 2) assumes that (S j1 , S j2 ,...) Does not fail, If (S i1 , S i2 ,
..) ⊃ (S j1 , S j2 ,...) (Included as a set), result 1 gives better reliability than result 2.
In other words, result 2 is closer to the true value.

【0030】(2)サブシステムの空調能力の劣化段階は
一般には2つ(すなわち、空調能力に劣化の無い段階
と、完全に失われている段階の2つ)にとどまらない
が、これを下記のように、2つしかないものと擬制す
る。これをサブシステムの1ユニット化ということにす
る。これは、複数の要素からなるサブシステムをあたか
も1ユニットしかないものとして扱うことを意味する。
このように擬制したサブシステムでもともとのサブシス
テムを置き換えたシステムを解析すると、その結果の信
頼性(システムダウン発生頻度と不稼働率)は、真の値
よりも悪くなっている。 (1ユニット化の手順)図11を参照して1ユニット化
の手順を説明する。
(2) There are generally two stages of deterioration of the air-conditioning capacity of the subsystem (that is, two stages, ie, a stage where the air-conditioning capability does not deteriorate and a stage where the air-conditioning capability is completely lost). I pretend that there are only two. This is referred to as a unitization of the subsystem. This means that a subsystem composed of a plurality of elements is treated as if it had only one unit.
When analyzing a system in which the original subsystem is replaced with the subsystem simulated in this way, the resulting reliability (frequency of system down occurrence and non-operation rate) is lower than the true value. (Procedure for One Unit) The procedure for one unit will be described with reference to FIG.

【0031】着目するサブマルコフプロセスを構成する
状態を、空調能力の劣化にない状態の集合(グループ
1)と、完全に能力を失った状態の集合(グループ2)
に2分する。前者のグループの状態を、i1,i2,・・・,i
k,・・・,iuとし、後者のグループの状態をj1,j2,・・
・,jk,・・・jvとする(u+v=着目するサブマルコフプ
ロセスの状態数)。まず、もともとのサブマルコフプロ
セスの定常状態確率を求める。それをP(i1),P(i2),・・
・,P(iu)、P(j1),P(j2),・・・,P(jv)とする。またこれ
等を各グループ毎に合計したものをQ0,Q1とする。
The states constituting the sub-Markov process of interest are classified into a set of states in which the air conditioning capacity is not deteriorated (group 1) and a set of states in which the capacity is completely lost (group 2).
2 minutes. The state of the former group is represented by i 1 , i 2 , ..., i
k, ···, and i u, j 1 the state of the latter group, j 2, ··
, J k ,... J v (u + v = the number of states of the sub-Markov process of interest). First, the steady state probability of the original sub-Markov process is determined. P (i 1 ), P (i 2 ), ...
, P (i u ), P (j 1 ), P (j 2 ),..., P (j v ). The sum of these for each group is defined as Q 0 and Q 1 .

【0032】次に、これら定常状態確率と、遷移率行列
とから、2つのグループを跨る遷移の発生する頻度を求
める。これは、具体的には以下となる。まず、前者のグ
ループから後者のグループへの遷移の発生する頻度(こ
れをγとする)は以下となる。
Next, from these steady state probabilities and the transition rate matrix, the frequency at which transitions across two groups occur are obtained. This is specifically as follows. First, the frequency of occurrence of transition from the former group to the latter group (this is referred to as γ) is as follows.

【0033】[0033]

【数10】 要するに、グループを跨る遷移について、遷移元の定常
状態確率で重み付けをして和を取るのである。同じよう
にして、後者のグループから前者のグループへのグルー
プを跨る遷移の発生頻度δを求める。このようにして求
めたγ、δは図11のように1ユニット化されたマルコ
フプロセスにおける遷移率ではなく、あくまで遷移の発
生頻度である。そこで、これを以下のように調整する。
すなわち、図11におけるλ',μ'を、状態(0,1)にお
ける定常状態確率がQ0,Q1 になり、かつ、状態間の遷移
の発生頻度がγ,δになるように決定する。具体的には
以下の式 Q0=μ'/(λ'+μ') Q1=λ'/(λ'+μ') γ=λ'Q0 δ=μ'Q1 を満たすようにする。尚、この内実質的に意味の有るの
は、後の2式のみである。
(Equation 10) In short, the transitions between groups are weighted by the steady state probability of the transition source and the sum is calculated. In the same manner, the occurrence frequency δ of the transition from the latter group to the former group is obtained. Γ and δ obtained in this way are not transition rates in the Markov process unitized as shown in FIG. 11, but are transition occurrence frequencies. Therefore, this is adjusted as follows.
That is, λ ′ and μ ′ in FIG. 11 are determined such that the steady state probabilities in the state (0, 1) are Q 0 and Q 1 and the occurrence frequency of transition between the states is γ and δ. . Specifically, the following equation is satisfied: Q 0 = μ ′ / (λ ′ + μ ′) Q 1 = λ ′ / (λ ′ + μ ′) γ = λ′Q 0 δ = μ′Q 1 It should be noted that only the following two equations are substantially significant.

【0034】図12を参照して実施例2の手順を説明す
る。以上2つの性質を利用して、挟み撃ちの原理によっ
て、逐次計算精度を向上させる方法が以下である。 (1)システムを構成する各サブシステムについて、特定
サブシステム以外は故障しないと仮定して、システム信
頼性を解析した結果を求める。この解析は、システムが
前記特定のサブシステムのみよりなるシステムであると
して解析すればよい。このようにして、サブシステムの
数だけ解析結果が得られる。 (2)次にこれらの結果を、信頼性の悪いもの(例えば不
稼働率の大きい方)から順序付けし、各サブシステムを
順位付けする。 (3)上記順位付けした中で、最も信頼性の「悪い」サブ
システムのみ、もともとのサブマルコフプロセスとし、
他のサブシステムは1ユニット化したものに置き換えた
システムを解析する。この結果を、結果11とする。 (4)上記において、1ユニット化したサブシステムを故
障しないとしたものとしたシステムを解析し、その結果
を結果10とする。 (5)こうして得られた結果は、結果10(信頼性が良
い)<真の値<結果11(信頼性が悪い)となってい
る。結果10と結果11を比較して両者の差が所定範囲
に収まっていれば、所望の計算精度にての結果が得られ
たものとして計算が終了する。 (6)計算精度が所定に達しなかった場合には、(2)の順序
付けにおいて2番目に悪い信頼性をもたらしたサブシス
テムについても、もともとのマルコフプロセスを採用
し、その他は1ユニット化したシステムを解析し、その
結果を結果21とする。さらに、ここで1ユニット化し
たサブシステムに故障が起きないといしたシステムを解
析し、その結果を結果20とする。この結果、結果10
<結果20<真の値<結果21<結果11となってい
る。この操作を所望の精度になるまで続ければ良い。
The procedure of the second embodiment will be described with reference to FIG. A method of improving the sequential calculation accuracy by using the above two properties and by the principle of pinching and shooting is as follows. (1) As for each subsystem constituting the system, a result of analyzing system reliability is obtained assuming that no failure occurs except for a specific subsystem. This analysis may be performed assuming that the system is a system including only the specific subsystem. In this way, analysis results are obtained for the number of subsystems. (2) Next, these results are ordered from those with low reliability (for example, the one with the highest unavailability), and each subsystem is ranked. (3) Among the above rankings, only the worst "worst" subsystem is the original Sub-Markov process,
The other subsystems analyze the system that has been replaced with a single unit. This result is referred to as a result 11. (4) In the above description, a system in which a single-unit subsystem is assumed not to fail is analyzed, and the result is set as result 10. (5) The result obtained in this way is as follows: result 10 (good reliability) <true value <result 11 (poor reliability). The results 10 and 11 are compared, and if the difference between the two falls within a predetermined range, the calculation ends as a result having a desired calculation accuracy is obtained. (6) If the calculation accuracy does not reach the predetermined level, the system that adopted the original Markov process for the subsystem that brought the second lowest reliability in the ordering of (2) and unitized the other units Is analyzed, and the result is set as a result 21. Further, a system in which it is assumed that no failure occurs in the one-unit subsystem is analyzed, and the result is set as a result 20. As a result, the result 10
<Result 20 <True Value> Result 21 <Result 11 This operation may be continued until the desired accuracy is obtained.

【0035】尚、本手順は必ず終了する(全てのサブシ
ステムをフルに記述したサブマルコフプロセスとして解
析すれば、それは近似しない解析に他ならないからであ
る)。図13にシステム信頼性解析装置(実施例2)の
ブロック図を示す。このシステム信頼性解析装置(実施
例2)は、システムを構成する、互いに挙動の独立な複
数(m個)のサブシステムの遷移率行列(Ak、k=1,・・
・,m)を記憶する遷移率行列Ak記憶手段と、各サブシス
テムの状態と許容時間とを対応づけたテーブル(TABk
k=1,・・・,m)を記憶するテーブルTABk記憶手段と、
算出ルーチン制御手段が指示した、1ユニット化すべき
(故障しないと仮定すべきもの)サブシステムを記憶す
る着目サブシステム記憶手段と、着目サブシステム記憶
手段に記憶されているサブシステムを参照し、1ユニッ
ト化手段を用いて、着目サブシステムのみを1ユニット
化した遷移率行列と各サブシステムの状態と許容時間と
を対応づけたテーブル(TABk、k=1,・・・,m)とを請
求項1に記載のシステム信頼性解析装置に入力する入力
遷移率行列及びテーブル選択手段(1)と、請求項1に
記載のシステム信頼性解析装置で生成された結果10を
記憶する結果10記憶手段と、着目サブシステム記憶手
段に記憶されているサブシステムを参照し、着目サブシ
ステム以外のサブシステムに係る遷移率行列及びテーブ
ルとを請求項1に記載のシステム信頼性解析装置に入力
する入力遷移率行列及びテーブル選択手段(2)と、請
求項1に記載のシステム信頼性解析装置で生成された結
果11を記憶する結果11記憶手段と、結果10記憶手
段の結果と結果11記憶手段の結果とを比較したその結
果を算出ルーチン制御手段に通知する判定手段と、判定
手段の判定結果が、所定の誤差の範囲内ならば結果を出
力するように指示し、結果が範囲外ならば、他のシステ
ムを着目サブシステムとして、新たに着目サブシステム
記憶手段に指示する算出ルーチン記憶手段から構成され
る。
Note that this procedure always ends (because if all the subsystems are analyzed as a sub-Markov process fully described), this is nothing but an analysis that does not approximate. FIG. 13 shows a block diagram of a system reliability analysis device (second embodiment). This system reliability analysis apparatus (Embodiment 2) includes a transition rate matrix (A k , k = 1,...) Of a plurality (m) of subsystems having independent behavior which constitute a system.
· Transition rate matrix storing m) A k storage means and, table associating (TAB k and allowed time the state of each subsystem,
k = 1, the table TAB k storage means for storing · · ·, m) and,
Referring to the subsystem of interest storage unit that stores the subsystems to be made into one unit (assuming that there is no failure) designated by the calculation routine control unit, and the subsystems stored in the subsystem of interest storage unit, Using the conversion means, a table (TAB k , k = 1,..., M) in which the transition rate matrix in which only the subsystem of interest is made into one unit and the state of each subsystem and the allowable time are associated with each other. An input transition rate matrix and table selection means (1) to be input to the system reliability analysis device according to claim 1, and a result 10 storage means for storing a result 10 generated by the system reliability analysis device according to claim 1. And a transition rate matrix and a table relating to subsystems other than the subsystem of interest with reference to the subsystems stored in the subsystem of interest storage means. 2. An input transition rate matrix and table selection means (2) to be input to the system reliability analysis device of (1), a result 11 storage means for storing a result 11 generated by the system reliability analysis device of claim 1, and a result (10). A determination unit for notifying the calculation routine control unit of the result of comparing the result of the storage unit with the result of the result 11 storage unit; and outputting the result if the determination result of the determination unit is within a predetermined error range. If the result is out of the range, the system is constituted by a calculation routine storing means for newly instructing the focused subsystem storing means with another system as a focused subsystem.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、複雑なシステム構成を解析する際に、解析
の基礎となるマルコフ過程の状態数が爆発的に増えるこ
となく、計算時間や精度の面で能率的に解析を行なうこ
とができる。
Since the present invention is configured as described above, when analyzing a complex system configuration, the number of states of the Markov process that is the basis of the analysis does not increase explosively, and the calculation time is reduced. Analysis can be performed efficiently in terms of accuracy and accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用されるシステムの一例である空調
システムの構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioning system as an example of a system to which the present invention is applied.

【図2】空調システムのマルコフ遷移図。FIG. 2 is a Markov transition diagram of the air conditioning system.

【図3】状態の繰り返しのイメージを説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating an image of repetition of a state.

【図4】本発明の実施例1を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例2を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【図6】状態と稼動停止空調装置数との対応テーブル
(その1)。
FIG. 6 is a table (No. 1) showing a correspondence between a state and the number of operation-stop air conditioners.

【図7】本発明の実施例1のフローチャート。FIG. 7 is a flowchart according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明のシステム信頼性解析装置(実施例1)
のブロック図。
FIG. 8 is a system reliability analysis device according to the present invention (first embodiment);
FIG.

【図9】本発明が適用されるシステムのやや複雑なシス
テムの構成例。
FIG. 9 is a configuration example of a slightly complicated system to which the present invention is applied.

【図10】状態と稼動停止空調装置数との対応テーブル
(その2)。
FIG. 10 is a table (2) showing a correspondence between a state and the number of operation-stop air conditioners.

【図11】サブシステムの1ユニット化を説明する図。FIG. 11 is a diagram illustrating the integration of a subsystem into one unit.

【図12】本発明の実施例2のフローチャート。FIG. 12 is a flowchart of a second embodiment of the present invention.

【図13】本発明のシステム信頼性解析装置(実施例
2)のブロック図。
FIG. 13 is a block diagram of a system reliability analysis device (second embodiment) of the present invention.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の要素から構成され、これらの要素の
故障パターン毎に決められた許容時間経過後に、初めて
システムダウンと見なされるシステムの信頼性を算出す
るシステム信頼性解析装置であって、 システムを構成する、互いに挙動の独立な複数(m個)
のサブシステムの遷移率行列(Ak、k=1,・・・,m)を記
憶する遷移率行列記憶手段と、 前記各サブシステムの状態と許容時間とを対応づけたテ
ーブル(TABk、k=1,・・・,m)を記憶するテーブル記
憶手段と、 遷移率行列記憶手段に記憶されている遷移率行列に基づ
いて、各サブシステムの定常状態確率を算出する定常状
態確率算出手段と、 前記定常状態確率算出手段で算出された各サブシステム
の定常状態確率を記憶する各サブシステムの定常状態確
率記憶手段と、 遷移率行列記憶手段に記憶されている遷移率行列に基づ
いて、システムダウン頻度及びシステム不稼動率を求め
る際の着目状態を変化させて着目状態記憶手段に指定し
た着目状態を指示するとともに、システムダウン頻度及
びシステム不稼働率を累積する手段に対して、システム
ダウン頻度とシステム不稼働率の累積を指示する、算出
ルーチン制御手段と、 前記算出ルーチン制御手段の指示した着目状態を記憶す
る着目状態記憶手段と、 前記着目状態記憶手段に記憶された着目状態の定常状態
確率を、各サブシステムの定常状態確率記憶手段に記憶
されている、各サブシステムの定常状態確率に基づいて
算出する、着目状態の定常状態確率算出手段と、 前記着目状態記憶手段に記憶された着目状態への遷移頻
度を、前記着目状態の定常状態確率記憶手段に記憶され
ている着目状態の定常状態確率と、遷移率行列記憶手段
に記憶されている遷移率行列に基づいて算出する、着目
状態への遷移頻度算出手段と、 前記着目状態記憶手段に記憶された着目状態から他の状
態への遷移率を遷移率行列記憶手段に記憶されている遷
移率行列に基づいて算出する着目状態から他の状態への
遷移率算出手段と、 前記着目状態の定常状態確率算出手段の算出した着目状
態の定常状態確率と、前記着目状態への遷移頻度算出手
段で算出した着目状態への遷移頻度と、前記着目状態か
ら他の状態への遷移率算出手段が算出した着目状態から
他の状態への遷移率と、テーブル記憶手段に記憶してい
る各サブシステムの状態と許容時間とを対応づけたテー
ブルとに基づいて、着目状態に係るシステムダウン頻度
とシステム不稼動率を算出する、着目状態に係るシステ
ムダウン頻度とシステム不稼働率算出手段と、 前記着目状態に係るシステムダウン頻度とシステム不稼
働率算出手段で算出したシステムダウン頻度とシステム
不稼働率を、算出ルーチン制御手段の指示に基づいて累
積する、システムダウン頻度及びシステム不稼働率を累
積する手段とを有することを特徴とするシステム信頼性
解析装置。
1. A system reliability analysis device comprising a plurality of elements, and calculates the reliability of a system which is considered to be system down for the first time after an allowable time determined for each failure pattern of these elements has elapsed. Multiple (m pieces) with independent behavior that make up the system
A transition rate matrix storing means for storing a transition rate matrix (A k , k = 1,..., M) of the subsystems; and a table (TAB k , k = 1,..., m) and a steady state probability calculating means for calculating a steady state probability of each subsystem based on the transition rate matrix stored in the transition rate matrix storing means. A steady state probability storage means for each subsystem that stores the steady state probability of each subsystem calculated by the steady state probability calculation means, and a transition rate matrix stored in the transition rate matrix storage means. The state of interest at the time of obtaining the system down frequency and the system unavailability is changed to indicate the specified state of interest in the state of interest storage means, and the system that accumulates the system down frequency and the system unavailability is given a system Calculation routine control means for instructing the accumulation of the system downtime and the system downtime rate; attention state storage means for storing the attention state indicated by the calculation routine control means; and the attention state stored in the attention state storage means. The steady state probability is stored in the steady state probability storage means of each subsystem, and is calculated based on the steady state probability of each subsystem.The steady state probability calculation means of the state of interest, and stored in the state of interest storage means The calculated transition frequency to the state of interest is calculated based on the steady state probability of the state of interest stored in the steady state probability storage means of the state of interest and the transition rate matrix stored in the transition rate matrix storage means. A transition frequency calculation unit for transitioning to the state of interest, and a transition rate from the state of interest stored in the state of interest storage unit to another state is stored in the transition rate matrix storage unit. Means for calculating a transition rate from the state of interest to another state calculated based on the transition rate matrix; calculating a steady state probability of the state of interest calculated by the means for calculating a steady state probability of the state of interest; calculating a transition frequency to the state of interest The transition frequency from the noted state to another state calculated by the means, the transition rate from the noted state to another state calculated by the transition rate from the noted state to another state, and each sub-table stored in the table storage means. Based on a table that associates the state of the system and the permissible time, a system down frequency and a system inoperability rate according to the state of interest are calculated, a system down frequency and a system inoperability rate calculation unit according to the state of interest, The system down frequency and the system unavailability calculated by the system down frequency and the system unavailability ratio calculation means for the state of interest are accumulated based on the instruction of the calculation routine control unit. That the system reliability analysis apparatus characterized by having a means for accumulating the system down frequency and system unavailability.
【請求項2】複数の要素から構成され、これらの要素の
故障パターン毎に決められた許容時間経過後に、初めて
システムダウンと見なされるシステムの信頼性を算出す
るシステム信頼性解析装置であって、 システムを構成する、互いに挙動の独立な複数(m個)
のサブシステムの遷移率行列(Ak、k=1,・・・,m)を記
憶する遷移率行列記憶手段と、 前記各サブシステムの状態と許容時間とを対応づけたテ
ーブル(TABk、k=1,・・・,m)を記憶するテーブル記
憶手段と、 算出ルーチン制御手段が指示した、1ユニット化すべき
(故障しないと仮定すべきもの)サブシステムを記憶す
る着目サブシステム記憶手段と、 前記着目サブシステム記憶手段に記憶されているサブシ
ステムを参照し、1ユニット化手段を用いて、着目サブ
システムのみを1ユニット化した遷移率行列と各サブシ
ステムの状態と許容時間とを対応づけたテーブルとを請
求項1に記載のシステム信頼性解析装置に入力する入力
遷移率行列及びテーブル選択手段(1)と、 請求項1に記載のシステム信頼性解析装置で生成された
結果10を記憶する結果10記憶手段と、 前記着目サブシステム記憶手段に記憶されているサブシ
ステムを参照し、着目サブシステム以外のサブシステム
に係る遷移率行列及びテーブルとを請求項1に記載のシ
ステム信頼性解析装置に入力する入力遷移率行列及びテ
ーブル選択手段(2)と、 請求項1に記載のシステム信頼性解析装置で生成された
結果11を記憶する結果11記憶手段と、 結果10記憶手段の結果と結果11記憶手段の結果とを
比較したその結果を算出ルーチン制御手段に通知する判
定手段と、 前記判定手段の判定結果が、所定の誤差の範囲内ならば
結果を出力するように指示し、結果が範囲外ならば、他
のシステムを着目サブシステムとして、新たに着目サブ
システム記憶手段に指示する算出ルーチン記憶手段を有
することを特徴とするシステム信頼性解析装置。
2. A system reliability analysis apparatus comprising a plurality of elements, and calculating a reliability of a system which is regarded as a system down for the first time after an allowable time determined for each failure pattern of these elements, Multiple (m pieces) with independent behavior that make up the system
A transition rate matrix storing means for storing a transition rate matrix (A k , k = 1,..., M) of the subsystems; and a table (TAB k , table storage means for storing (k = 1,..., m); subsystem-of-interest storage means for storing subsystems designated by the calculation routine control means to be unitized (assuming no failure); Referring to the subsystems stored in the subsystem of interest storage unit, using a unitization unit, associating a transition rate matrix in which only the subsystem of interest is unitized with the state of each subsystem and the allowable time An input transition rate matrix and table selecting means (1) for inputting the table and the table to the system reliability analysis device according to claim 1, and a result 10 generated by the system reliability analysis device according to claim 1. 2. The system reliability according to claim 1, wherein the storage unit stores a result 10 storage unit, and a transition rate matrix and a table related to subsystems other than the subsystem of interest by referring to the subsystems stored in the subsystem of interest storage. 3. An input transition rate matrix and table selection means (2) to be input to the analyzer, a result 11 storage means for storing a result 11 generated by the system reliability analysis apparatus according to claim 1, and a result of a result 10 storage means. Determining means for comparing the result of the comparison with the result of the result 11 storage means to the calculation routine control means; and instructing to output the result if the determination result of the determining means is within a predetermined error range; If the result is out of the range, a calculation routine storage unit that newly instructs another storage unit as a target subsystem storage unit as a target subsystem storage unit is provided. System reliability analyzer.
【請求項3】複数の要素から構成され、これらの要素の
故障パターン毎に決められた許容時間経過後に、初めて
システムダウンと見なされるシステムの信頼性を算出す
るシステム信頼性解析方法であって、 システムを構成する、互いに挙動の独立な複数(m個)
のサブシステムの遷移率行列(Ak、k=1,・・・,m)を記
憶し、 前記各サブシステムの状態と許容時間とを対応づけたテ
ーブル(TABk、k=1,・・・,m)を記憶し、 記憶されている遷移率行列に基づいて、各サブシステム
の定常状態確率を算出し、 算出された各サブシステムの定常状態確率を記憶し、 記憶されている遷移率行列に基づいて、システムダウン
頻度及びシステム不稼動率を求める際の着目状態を変化
させて指定した着目状態を指示するとともに、システム
ダウン頻度及びシステム不稼働率を累積し、 指示した着目状態を記憶し、 記憶された着目状態の定常状態確率を、各サブシステム
の定常状態確率に基づいて算出し、 記憶された着目状態への遷移頻度を、記憶されている着
目状態の定常状態確率と、記憶されている遷移率行列に
基づいて算出し、 記憶された指示した着目状態から他の状態への遷移率を
遷移率行列に基づいて算出し、 算出した着目状態の定常状態確率と、算出した着目状態
への遷移頻度と、算出した着目状態から他の状態への遷
移率と、記憶している各サブシステムの状態と許容時間
とを対応づけたテーブルとに基づいて、着目状態に係る
システムダウン頻度とシステム不稼動率を算出し、 算出したシステムダウン頻度とシステム不稼働率を、累
積することを特徴とするシステム信頼性解析方法。
3. A system reliability analysis method comprising a plurality of elements, and calculating a reliability of a system which is regarded as a system down for the first time after an allowable time determined for each failure pattern of these elements, Multiple (m pieces) with independent behavior that make up the system
Table (TAB k , k = 1,...) Storing the transition rate matrix (A k , k = 1,..., M) of the subsystem , M), calculate the steady state probability of each subsystem based on the stored transition rate matrix, store the calculated steady state probability of each subsystem, and store the stored transition rate The designated state of interest is indicated by changing the state of interest when calculating the system down frequency and system inoperability based on the matrix, and the system down frequency and system inoperability are accumulated, and the instructed state of interest is stored. Then, the stored steady state probability of the state of interest is calculated based on the steady state probability of each subsystem, and the transition frequency to the stored state of interest is calculated based on the stored steady state probability of the state of interest and stored. The transition rate matrix Based on the transition rate matrix, the transition rate from the stored indicated state of interest to another state is calculated based on the transition rate matrix, and the calculated steady state probability of the state of interest, the calculated transition frequency to the state of interest, Based on the calculated transition rate from the state of interest to another state, and a table in which the stored states of each subsystem and the permissible time are associated with each other, the system down frequency and the system inoperability rate related to the state of interest are calculated. A system reliability analysis method comprising calculating and accumulating the calculated system down frequency and system non-operation rate.
【請求項4】複数の要素から構成され、これらの要素の
故障パターン毎に決められた許容時間経過後に、初めて
システムダウンと見なされるシステムの信頼性を算出す
るシステム信頼性解析方法であって、 システムを構成する、互いに挙動の独立な複数(m個)
のサブシステムの遷移率行列(Ak、k=1,・・・,m)を記
憶し、 前記各サブシステムの状態と許容時間とを対応づけたテ
ーブル(TABk、k=1,・・・,m)を記憶し、 1ユニット化すべき(故障しないと仮定すべきもの)サ
ブシステムを記憶し、 記憶されているサブシステムを参照し、着目サブシステ
ムのみを1ユニット化した遷移率行列と各サブシステム
の状態と許容時間とを対応づけたテーブル(TABk、k=
1,・・・,m)とを請求項3に記載のシステム信頼性解析
方法の遷移率行列及びテーブルを選択して入力とし、 請求項3に記載のシステム信頼性解析方法で生成された
結果10を記憶し、 記憶されているサブシステムを参照し、着目サブシステ
ム以外のサブシステムに係る遷移率行列及びテーブルと
を選択して請求項3に記載のシステム信頼性解析方法の
入力とし、 請求項3に記載のシステム信頼性解析方法で生成された
結果11を記憶し、 結果10と結果11の結果とを比較したその結果を判定
して通知し、 判定結果が、所定の誤差の範囲内ならば結果を出力する
ように指示し、結果が範囲外ならば、他のシステムを着
目サブシステムとして、新たに着目サブシステムを指示
し、前記手順を繰り返すことを特徴とするシステム信頼
性解析方法。
4. A system reliability analysis method comprising a plurality of elements, and calculating a reliability of a system which is considered to be a system down for the first time after an allowable time determined for each failure pattern of these elements, Multiple (m pieces) with independent behavior that make up the system
Table (TAB k , k = 1,...) Storing the transition rate matrix (A k , k = 1,..., M) of the subsystem ., M), the subsystems to be unitized (assuming no failures) are stored, and the stored subsystems are referred to, and the transition rate matrix in which only the subsystem of interest is unitized to one unit and A table (TAB k , k =
1,..., M) are selected as a transition rate matrix and a table of the system reliability analysis method according to claim 3 and input, and the result generated by the system reliability analysis method according to claim 3 10, and refers to the stored subsystem, selects a transition rate matrix and a table relating to a subsystem other than the subsystem of interest, and selects them as inputs to the system reliability analysis method according to claim 3. A result 11 generated by the system reliability analysis method according to item 3 is stored, a result obtained by comparing the result 10 with the result 11 is determined and notified, and the determined result is within a predetermined error range. If the result is out of the range, another system is set as a target subsystem, a new target subsystem is specified, and the above procedure is repeated. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110533194A (en) * 2019-03-25 2019-12-03 东北大学 The optimization method of maintenance system construction

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110533194A (en) * 2019-03-25 2019-12-03 东北大学 The optimization method of maintenance system construction
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