1998 Fiscal Year Annual Research Report
システム挙動モデルを用いたシステム信頼性・安全性解析
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09680424
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
幸田 武久 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60205333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 絋一 京都大学, 工学研究科, 教授 (70026079)
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| Keywords | システム挙動 / 故障影響度評価 / ボンドグラフ / システム状態方程式 / 偏差 / 定常状態 / 定性的解析 / ツリーグラフ |
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| Research Abstract |
本年度は、昨年度のボンドグラフ(BG)を用いた故障影響度解析を効果的に行う方法を開発した。まず、BGから得られるシステム状態方程式をツリーグラフ(TG)の形で表現する:ノードはBGの各素子や状態変数や入力変数を、ノード間を結ぶ枝は要素間の入出力関係を表す。要素故障はノードの特性関数の変化や入力変数の定性的偏差として表され、定常状態における拘束条件を用いて想定故障による偏差をTG上で伝播させて、各ノードの偏差を求めてその影響を評価する。ノードの特性関数は自由に設定できるので、多重故障の影響を評価できる。また、各TGの各ノード出力がBGで表現されるシステムの状態(圧力や流量など)に対応するので、各状態への影響も評価できる。また、故障影響解析は自動的に行われるので、システム挙動に対する仮定が正しい限り解の妥当性が保証される。タンクシステムや油圧システムの解析に適用して本手法の有効性を確認した。さらに、要素故障発生直後の偏差を求める方法も検討した。定常状態の場合と違い、故障により発生した偏差をTGの出力方向に伝播させると、その影響がシステムに新たな定常状態を生じるのか、あるいは発散拡大現象を生じるのかが判別でき、かつその初期偏差が得られる。これらの影響解析結果は一種の故障診断表と考えられるので、故障診断への応用も検討した。
故障影響解析がTG上でBG素子に対応するノード特性を設定して状態変数を表すノードや枝を伝わる偏差を定めるが、故障原因解析はこの逆に枝やプラント状態の偏差(観測兆候)から素子を表すノードの状態を決定する。TGに基づく故障原因推定では原因候補数が非常に多くそれを絞り込む方法を導出するまでにいたらず、故障原因解析は今後の検討課題となった。解析システムに関しても、同様に原因解析部分ならびにBG入力部分を今後さらに開発する必要がある。
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[Publications] Takehisa Kohda: "Disturbance Analysis Based on System Behavior Model" Safety and Reliability (Ed.by S.Lyderson et al). Vol.2. 1447-1452 (1998)
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[Publications] Takehisa Kohda: "Failure Diagnosis Support Using Bond Graph with Means-Ends Hierarchy Structure" Preprints of 7th IFAC Symposium on Man-Machine Systems 1998. 209-214 (1998)
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[Publications] Takehisa Kohda: "Automatic Derivation of Failure Effect Propagation Pattern Using System Bond Graph" Probabilistic Safety Assessment and Management(Ed.by A. Mosleh & R.A. Bari). Vol.2. 1157-1162 (1998)
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[Publications] Takehisa Kohda: "Simulation of Pressure Propagation of Compressible Fluid in Pipe Using Thermal Bond Graphs" Fluid Power Engineering : Challenges and Solutions (Ed. by C.R. Burrows & K.A. Edge). 104-116 (1998)
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[Publications] Takehisa Kohda: "Disturbance Anaqlysis Using a Sytem Bond-Graph Model" 1999 Proc. Annual Reliability and Maintainability Symposium. 358-364 (1999)
