動態可靠度分析架構.

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1 動態可靠度分析架構

2 汽車零件失效數據分析（例一） Model 2嵌合結果比Model 1好， 傳統的Weibull函數嵌合結果不好，
Mixed-Weibull: Model 2嵌合結果比Model 1好， 傳統的Weibull函數嵌合結果不好， Mixed-Weibull與Model 2嵌合結果都很好，但是Mixed-Weibull太複雜。

3 含修理行為之等效動態可靠度 無維修之動態可靠度數學模式 有維修之動態可靠度數學模式 (主要為損傷累積效應) (損傷累積效應－維修效應)

4 維修效應對可靠度的影響 永續維修 維修效應 > 損傷累積效應 可靠度趨於穩定的平衡點 維修效應 < 損傷累積效應 可靠度持續退化

5 關鍵系統分負荷觀念介紹 開關備用(k,k,n-k) 被動 並聯 替代備用 關鍵 系統 待機並聯 主動 k-out-of-n:(G or F)
(k-out-of-r-from-n) 分負荷(k,n)系統 分負荷系統例: 發電廠, 飛機引擎, 汽車輪胎 數支螺栓固定一機件,

6 分負荷系統之存活機率模式 分負荷(1,3)系統 (6) (1) (7) (2) (8) (3) (9) (4) (10) (5) A 5 6
6 5 A B C

7 分負荷系統之分析 ※ 目標 : 使非等強度分負荷(k,n)系統在 使用過程表現最大系統可用度 ‧負荷設計 ※ 手段： ‧負荷調整 ‧系統維護
※負荷相關等值失效率之系統 負荷設計,負荷調整,更換 ※負荷相關累積失效率之系統 負荷調整,維護保養

8 分負荷設計策略 ‧最大系統期望壽命(Policy A) Maximize Subject to
load condition ‧各分系統壽命相同(Policy B)[76] Equalize Subject to ‧平均負荷條件(Policy C) Equalize Subject to

9 最大系統期望壽命計算流程 (Policy A) 開始 m = k 計算 n 個分系統中 有 m 個分系統存活時 之負荷設定 不同存活模式
之最佳負荷 是否完成 該存活分系統數下 之負荷設計 N Y Y m = m+1 m > n 結束 N

10 分系統壽命相同計算流程 (Policy B) 開始 m = n 計算 n 個分系統中 有 m 個分系統存活時 之負荷設定 該存活條件
之最佳負荷 是否完成 該存活分系統數下 之負荷設計 N Y m = m-1 m < k N Y 結束

11 分負荷設計應用 ※ 三種策略之差異

12 分負荷系統負荷調整問題 ※ 利用系統可靠度求最大壽命之缺點 ※ 解決構想 ※ 策略擬定 系統型態 採用策略 ⊙供給確定→ ⊙需求確定→
1. 分系統數較多時系統可靠度計算困難 (存活機率有 項) 2. 最佳化之計算相當繁複，尤其利用干涉 法時，有積分項存在 ※ 解決構想 擬由分系統間相互關係之影響調整負荷 ※ 策略擬定 系統型態 採用策略 ⊙供給確定→ ⊙需求確定→ 調整需求 調整供給 合作模式 競爭模式

13 系統競爭與負荷調整 ※ 系統競爭條件 ‧系統內之各分系統會相互影響 ‧系統必須有限制條件 ‧各分系統有共同之競爭指標
‧具有可調整系統性能之參數 ※ 分負荷系統競爭指標(策略分類) ‧最大分系統殘餘壽命 ‧最大分系統潛在壽命 ‧分系統可靠度相同 ‧分系統最低損傷

14 潛在壽命 ※ 系統平均壽命 ※ 潛在壽命 Potential Life, U
◎ 定義此指標目的 : 得到一客觀之性質 [Ex]3 units : lc1=0.0003, lc2=0.0003, lc3=0.003 2 4 6 8 10 3 7 11 15 19 23 Time (h) Potential life, U (h) (1,3)system (2,3)system (3,3)system x 104 x103

15 系統競爭應用例 負荷調整週期： 5x105 cycles 負荷調整結果：MTBF1=4.9702E+6 MTBF2=4.97E+6
Adjustment Speed (rpm) 1200 1250 1300 1350 2 4 6 8 x106 Cycles 最大系統可靠度 最大分系統殘餘壽命 最大分系統潛在壽命 1. 2. 3. 負荷調整週期： 5x105 cycles 負荷調整結果：MTBF1=4.9702E+6 MTBF2=4.97E+6 MTBF3=4.79E+6 (-3.6%)

16 系統(2)以系統(1)為競爭對手 客觀市場成長預估

17 系統(1)與系統(2)互為競爭對手 otherwise otherwise 主觀預估的市場成長

18 生產系統主客觀觀察體系

19 生產條件

20 不同組合條件下產能達成率 達成率 合作指標 0.9 年產量 達成率 合作指標 0.5 年產量

21 結論：(e,c,n)可靠度模式 適用於描述疲勞、破裂、磨耗、腐蝕等機械或化學反應相關之失效機制造成可靠度退化。
可以清楚陳述失效過程中退化趨勢，以利更新作業的規劃。 以望大／望小設計參數為依據該模式亦可適用描述初始可靠度行為並提供系統可靠度的設計。 透過更換／維修／保養建立『系統永續』的觀念。

22 結論：負荷設計或調整對系統之影響 ‧分負荷系統經由適當設計可提高壽命 其設計效果可由效用因子顯示 ‧利用分系統壽命相同之策略,得到之
效果佳且計算簡單 ‧分負荷系統顯示能者多勞之特性 ‧利用系統競爭策略可以將負荷設計或 調整之計算更簡化,且分系統期望壽 命及潛在壽命適合為目標函數

23 結論：競爭與合作策略的運用1 資源： 資源的“爭取問題” 合作策略 資源的“分配問題” 競爭策略 物料(天然資源) 物質(有形的硬體)
裝置(工程系統) 制度(典章、規範) 智慧(無形的硬體) 知識 資源的“爭取問題” 合作策略 成長問題(對外) 互相提攜(具共同價值標準，擴大價值佔有領域) 資源的“分配問題” 競爭策略 平衡問題(對內) 能者多勞(能與勞之間具有某種可衡量量的守恆 原則)

24 競爭與合作策略的運用2 基本上 對內 追求系統最佳表現 對外 擴大系統範圍及成就 以競爭策略為手段，建立完整的獎懲
制度及執行，以達到系統內部各子系 統負荷的平衡 監控作業必須真實反應個子系統的行為 各子系統的再教育(維修制度) 追求系統最佳表現 對外 以系統表現為依據，尋求合作夥伴 具主動性，未雨綢繆 擴大系統範圍及成就

25 競爭與合作策略的運用3 競爭／合作 一體兩面 良性系統的發展為開放系統 必須經常注意 技術引進 組織再造 合作先談資源分配問題(競爭)
競爭／合作 一體兩面 合作先談資源分配問題(競爭) 競爭先談資源爭取問題(合作) 良性系統的發展為開放系統 必須經常注意 技術引進 組織再造

26 競爭與合作策略的運用4