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2020 年度 実績報告書

従属故障を伴う大規模システムに対する信頼性設計手法の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 19K23540
研究機関神奈川大学

研究代表者

太田 修平  神奈川大学, 工学部, 助教 (00846462)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
キーワードシステム信頼性 / 統計的推定 / データ分析 / 従属故障 / コピュラ
研究実績の概要

令和二年度は昨年度の研究成果を拡張し、サブシステムの故障時刻データから、システムにおける従属故障の発生リスクを定量的に評価する手法を開発した。研究成果は2本の雑誌論文にまとめ、3件の学会発表で報告した。具体的には
(i) Farlie-Gumbel-Morgenstern(FGM)コピュラを用いた手法を開発するために、多変量FGMコピュラのパラメータの制約式を陽な式で明らかにした。これによって、FGMコピュラのパラメータを推定する際に、効率良く制約条件を求められるようになった。
(ii)多変量FGMコピュラのパラメータを制約下で効率よく推定する手法を開発した。多変量FGMコピュラのパラメータ数および制約式は、変量の数に対して指数関数的に増えることが知られており、従来は多変量FGMコピュラのパラメータの推定が困難であった。本研究はこの問題を解決し、開発した手法をNASA Ames Prognostics Data Repositoryで公開されているベアリングの信頼性試験データに適用し、同一シャフト上の複数のベアリングの振動データから、ベアリングの従属故障発生リスクの評価を試みた。
(iii)さらに汎用的な従属故障の発生リスクを定量的に評価する手法を開発するために、ファクターコピュラを用いたシステム信頼性評価モデルを開発した。本結果は国際会議APARM2020で報告した際に、Best Paper Awardを受賞し、国際的に研究成果が評価された。(i)および(ii)の研究成果は研究計画に沿って、それぞれオープンアクセスの論文として一般に公開した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Exact range of the parameter of an n-variate FGM copula under homogeneous dependence structure2021

    • 著者名/発表者名
      OTA Shuhei, KIMURA Mitsuhiro
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104-A ページ: 823-826

    • DOI

      10.1587/transfun.2020EAL2080

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effective estimation algorithm for parameters of multivariate Farlie-Gumbel-Morgenstern copula2021

    • 著者名/発表者名
      Ota Shuhei, Kimura Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Statistics and Data Science

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s42081-021-00118-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ファクターコピュラを用いたシステムにおける従属故障のモデリングと信頼性評価の一考察2020

    • 著者名/発表者名
      太田修平,木村光宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信頼性研究会(R)
  • [学会発表] Factor copula modeling of coherent systems with dependent components2020

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Ota, Mitsuhiro Kimura
    • 学会等名
      The 9th Asia-Pacific International Symposium on Advanced Reliability and Maintenance Modelling (APARM 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] 共単調コピュラの一般化と信頼性評価モデルへの応用2020

    • 著者名/発表者名
      太田修平,木村光宏
    • 学会等名
      2020年度統計関連学会連合大会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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