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共通原因故障のリスク同定に基づく信頼性・保全性設計法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K01308
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

弓削 哲史  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 教授 (50546041)

研究分担者 田村 信幸  法政大学, 理工学部, 准教授 (00349226)
柳 繁  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 教授 (10546039)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード共通原因故障 / 多変量分布 / 信頼度 / 最適保全方策 / 集中型故障 / システム信頼度 / 確率論的安全評価 / 隠れ故障 / 多変量分布関数 / システム安全 / リスク評価
研究成果の概要

本研究は、原子炉等、事故による社会的影響が大きなシステムに対して、共通原因故障(CCF)による事故リスクを考慮したシステムの信頼性設計、保全性設計を最適化することを目的とした。成果として、(1)従来の非ショックモデルに基づくCCFモデル化手法に代わり、外的ショックの発生により共通原因故障が発生するというショックモデルに基づき、多変量分布による共通原因故障のモデル化、特に多変量ワイブル分布によるモデル化を行い、様々な冗長システムの信頼度を定式化すること、(2)様々な故障モードを持つ安全関連システムやワンショットシステムに対して、長期運用を前提とした保全性評価、最適保全方策の策定、を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

共通原因故障解析は、従来から原子力工学等で実施されているが、多くの場合、共通原因基本事象間の独立性を仮定しているためシステム信頼度が高めに算出される欠点があった。この問題を解決するため、ショックモデルアプローチに基づいた多変量ワイブル分布を用いた共通原因故障のモデリングを利用し、これを用いて様々な冗長構造を持つシステムに対して、その信頼度を定式化した。また長期運用時における修理や交換を考慮した最適保全方策を策定した。本研究により、共通原因故障率が得られたとき、従来より少ない計算量でより正確な信頼度の推定、あるいは最適保全方策の決定が可能となった。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 15件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Reliability of Systems with Simultaneous and Consecutive Failures2019

    • 著者名/発表者名
      T. Yuge
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th International Conference on System Reliability and Safety (ICSRS)

      巻: 4 ページ: 102-106

    • DOI

      10.1109/icsrs48664.2019.8987614

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal Control of Production with Improvement2018

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability

      巻: 232 号: 6 ページ: 777-785

    • DOI

      10.1177/1748006x18761275

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 管理遅延時間を伴うシステムにおける故障時刻に応じた最適修理行動の選択2018

    • 著者名/発表者名
      北川智大, 弓削哲史, 柳 繁
    • 雑誌名

      日本信頼性学会誌「信頼性」

      巻: 40 ページ: 47-59

    • NAID

      130007724381

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Replacement timing for a one-shot system with minimal repair2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kitagawa, T. Yuge, S.Yanagi
    • 雑誌名

      Malaya Journal of Matematik

      巻: S 号: 1 ページ: 84-89

    • DOI

      10.26637/mjm0s01/16

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Some Results on an Optimal Maintenance Policy for a Markovian Deteriorating System Subject to Random Shocks2017

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 雑誌名

      International Journal of Reliability, Quality and Safety Engineering

      巻: 24 号: 02 ページ: 1750006-1750006

    • DOI

      10.1142/s0218539317500061

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maintenance Modeling for a System Equipped on Ship2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kitagawa, T. Yuge, S. Yanagi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A 号: 2 ページ: 629-638

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.629

    • NAID

      130005306021

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reliability of a k-out-of-n system with common-cause failures using multivariate exponential distribution2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yuge, S. Yanagi
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science

      巻: 96 ページ: 968-976

    • DOI

      10.1016/j.procs.2016.08.101

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 2種類の故障を考慮したセミマルコフ的劣化システムにおける最適保全方策の構造2020

    • 著者名/発表者名
      田村 信幸
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 集中型同時故障モデルと信頼性2019

    • 著者名/発表者名
      弓削哲史
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reliability for Systems with Simultaneous Failure on Consecutive Components2019

    • 著者名/発表者名
      T.Yuge
    • 学会等名
      Proceedings of 25th ISSAT International Conference on Reliability & Quality in Design
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of a Markovian Deteriorating System with the Decision of Optimal Repair under Incomplete Observation2019

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 学会等名
      11th International Conference on Mathematical Methods in Reliability
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Several Properties of an Optimal Maintenance Policy for a Semi-Markovian Deteriorating System with Major and Minor Failures2019

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 学会等名
      Proceedings of 25th ISSAT International Conference on Reliability & Quality in Design
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Common-cause Failure Analysis by Weibull Type Shock Model2018

    • 著者名/発表者名
      T. Yuge
    • 学会等名
      9th International Symposium on Symbiotic Nuclear Power Systems for 21st Century
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Common-cause Failure by External Shock Following Weibull Distribution2018

    • 著者名/発表者名
      T. Yuge
    • 学会等名
      The 11th Triennial Conference of Association of Asia Pacific Operational Research Societies
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 共通原因故障解析に関するいくつかの話題2018

    • 著者名/発表者名
      弓削 哲史
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] An optimal Maintenance Policy for a Semi-Markovian Deteriorating system with major and minor failures2018

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 学会等名
      Euro-Mediterranean Conference on Mathematical Reliability
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 摩耗故障を考慮した安全関連系の安全性評価2017

    • 著者名/発表者名
      柳 繁, 弓削 哲史
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Monotone properties of an optimal maintenance policy for a Markovian deteriorating system with imperfect repair and incomplete information2017

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 学会等名
      オペレーションズ・リサーチ学会待ち行列シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Replacement timing for a one-shot system with minimal repair2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kitagawa, T. Yuge, S.Yanagi
    • 学会等名
      International Conference on Soft Computing and Mathematical Modelling
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ショックモデルによる共通原因故障解析2017

    • 著者名/発表者名
      弓削 哲史
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Multivariate Weibull distribution for reliability analysis considering common cause failures2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yuge
    • 学会等名
      18th Asia-Pacific Inductrial Engineering and Management System Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three repair options depending on failure time for a system with administrative delay2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kitagawa, T. Yuge, S.Yanagi
    • 学会等名
      4th Asian Conference on Defense Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three Repair Options Depending on Failure Time for a System Equipped on Ship2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kitagawa, T. Yuge, S.Yanagi
    • 学会等名
      10th International Conference on Mathematical Methods in Reliability
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] State-age-dependent replacement policy for a Semi-Markovian deteriorating system with major and minor failures2017

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 学会等名
      10th International Conference on Mathematical Methods in Reliability
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A note on an optimal maintenance policy for a Markovian deteriorating system subject to random shocks2017

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 学会等名
      23rd ISSAT International Conference on Reliability and Quality in Design
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An optimal repair and replacement policy for a Markovian deteriorating system subject to random shocks2017

    • 著者名/発表者名
      田村信幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Common-cause failure analysis of a k-out-of-n system by using multivariate exponential distribution2016

    • 著者名/発表者名
      M. Maruyama, T. Yuge, S.Yanagi
    • 学会等名
      7th Asia-Pacific International Symposium on Advanced Reliability and Maintenance Modeling
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Some Results on a Partially Observable Markovian Deteriorating System Whose Stochastic Behavior Changes via Imperfect Repair2016

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 学会等名
      7th Asia-Pacific International Symposium on Advanced Reliability and Maintenance Modeling
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal maintenance policy of two-unit one-shot system with minimal repair2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kitagawa, T. Yuge, S.Yanagi
    • 学会等名
      2016 International Conference on Management and Operations Research
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-08-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Some Results on an Optimal Maintenance Policy for a Markovian Deteriorating System Subject to Random Shocks2016

    • 著者名/発表者名
      N. Tamura
    • 学会等名
      22nd ISSAT International Conference on Reliability and Quality in Design
    • 発表場所
      Los Angeles, USA
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Maintenance modelling for a system equipped on ship2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kitagawa, T. Yuge, S.Yanagi
    • 学会等名
      28th European Conference on Operational Research
    • 発表場所
      Poznan, Poland
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Failure probability of a system with common-cause failures by multivariate exponential distribution2016

    • 著者名/発表者名
      M. Maruyama, T. Yuge, S.Yanagi
    • 学会等名
      VII European congress on computational methods in applied science and engineering(ECCOMAS2016)
    • 発表場所
      Crete, Greece
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 状態監視保全のためのマルコフ決定過程モデルと最適保全方策の構造2016

    • 著者名/発表者名
      田村信幸
    • 学会等名
      オペレーションズ・リサーチ学会信頼性研究会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 船舶搭載システムの最適保全方策2016

    • 著者名/発表者名
      北川智大, 弓削 哲史, 柳 繁
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 発表場所
      小樽市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 共通原因故障を考慮した冗長システムの信頼度解析2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 恵, 弓削 哲史, 柳 繁
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 発表場所
      那覇
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ランダム作業時間が事前に付与されるシステムの保全方策2016

    • 著者名/発表者名
      北川智大, 弓削 哲史, 柳 繁
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 発表場所
      那覇
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Reliability Modeling with Computer and Maintenance Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Syouji Nakamura, Tetsushi Yuge etc.
    • 総ページ数
      396
    • 出版者
      World Scientific
    • ISBN
      9789813224490
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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