Modélisation des modes de défaillance (arbres de défaillance)

Dans l’exemple de modélisation des modes de défaillance (RBD), nous avons utilisé une approche de diagramme de fiabilité (RBD) pour analyser un composant et ses modes de défaillance associés. Dans cet exemple, nous utiliserons le même composant et les mêmes conditions que ceux décrits dans l' exemple de modélisation des modes de défaillance (RBD) , mais nous utiliserons un diagramme d'arbre de défaillance au lieu d'un RBD pour effectuer l'analyse.

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Exemple :

Le composant peut tomber en panne en raison de six modes de défaillance principaux indépendants : A, B, C, D, E et F. Le composant tombe en panne si le mode A, B ou C se produit. Si le mode D, E ou F se produit seul, le composant ne tombe pas en panne ; cependant, le composant tombera en panne si deux (ou plus) de ces modes se produisent (c'est-à-dire D et E ; D et F ; E et F). De plus, les modes A, B et C peuvent être décomposés en événements (sous-modes) susceptibles de les provoquer. Lorsqu'un mode apparaît, son sous-mode apparaît également et ne disparaît pas.

Le diagramme RBD suivant illustre la relation entre les modes principaux.

Figure 1 : RBD du composant

Le diagramme suivant illustre l'arbre de défaillance correspondant au composant. La porte de vote, représentée par 2/3, remplace le nœud dans le RBD. Le numéro de vote dans la porte de vote est fixé à 2, ce qui indique qu'au moins 2 des 3 événements de base doivent se produire pour que le composant tombe en panne.

suporte blocksim Fault Tree Diagram of Component

Figure 2 : Diagramme d'arbre de défaillance du composant

Mode A

Il existe cinq sous-modes indépendants (c’est-à-dire que si un mode se produit, la probabilité d’occurrence des autres n’augmente pas) associés au mode A : les événements S1, S2, T1, T2 et Y. Le mode A peut se manifester de trois manières différentes :

Les événements S1 et S1 se produisent tous les deux.
L'événement T1 ou T2 se produit.
L’événement Y et soit l’événement S1 soit l’événement S2 se produisent (c’est-à-dire les événements Y et S1 ou les événements Y et S2).

Le diagramme RBD suivant illustre les conditions du mode A.

Figure 3 : RBD du mode A

Le diagramme suivant illustre l'arbre de défaillance correspondant au mode A. Le numéro de vote dans la porte de vote est fixé à 2, indiquant qu'au moins 2 des 3 événements conditionnels doivent se produire pour que le mode A se produise.

Figure 4 : Arbre de défaillance du mode A

Mode B

Il existe trois sous-modes dépendants associés au mode B : les événements BA, BB et BC. Deux des trois événements doivent se produire pour que le mode B se produise. Concrètement, lorsqu'un événement survient, le MTTF des événements restants est réduit de moitié. Ceci décrit une configuration de partage de charge. La fonction de fiabilité de chaque bloc changera en fonction des autres événements. Par conséquent, la fiabilité de chaque bloc ne dépend pas seulement du temps, mais aussi de la contrainte (charge) que le bloc subit.

L'image suivante montre le RBD du mode B. Les blocs représentant les sous-modes sont à l'intérieur d'un conteneur de partage de charge. Le nombre de chemins requis dans le conteneur de partage de charge est fixé à 2, ce qui indique que 2 des 3 événements contenus doivent se produire pour que le mode B se produise.

suporte blocksim Load Sharing Container for Mode B

Figure 5 : Conteneur de partage de charge pour le mode B

Le diagramme suivant montre l'arbre de défaillance correspondant au mode B. La porte de partage de charge (LS) dans l'arbre de défaillance remplace le conteneur de partage de charge dans le RBD. Le numéro de vote dans la porte de partage de charge est fixé à 2, indiquant qu'au moins 2 des événements doivent se produire pour que le mode B se produise.

suporte blocksim Fault Tree Diagram of Mode B

Figure 6 : Diagramme d'arbre de défaillance du mode B

Le facteur de proportionnalité du poids de chaque événement est fixé à 1, indiquant qu'ils partageront la charge de manière égale (33,33 % de la charge chacun) lorsque tous sont en fonctionnement. Si l'un d'eux tombe en panne, les deux autres prendront le relais.

Notez qu'une porte de partage de charge n'est pas une porte d'arbre de défaillance standard. BlockSim introduit cette porte pour permettre la représentation d'événements dépendants dans un diagramme d'arbre de défaillance. Il se comporte exactement de la même manière qu'un conteneur de partage de charge dans un RBD.

Mode C

Il existe deux sous-modes séquentiels associés au mode C : les événements CA et CB. Les deux événements doivent se produire pour que le mode C se produise. L'événement CB ne se produira que si l'événement CA s'est produit. Si l'événement CA ne s'est pas produit, alors l'événement CB ne se produira pas.

Ce scénario est similaire à la redondance en veille. En clair, si une CA se produit, une CB est déclenchée. L'image suivante montre le RBD du mode C. Les blocs représentant les sous-modes se trouvent à l'intérieur d'un conteneur de secours. Le fonctionnement du bloc CA est défini sur Actif, tandis que le fonctionnement du bloc CB est défini sur Veille.

suporte blocksim Standby Container for Mode C

Figure 7 : Conteneur de secours pour le mode C

Le diagramme suivant montre l'arbre de défaillance correspondant au mode C. La porte de secours (SB) dans l'arbre de défaillance remplace le conteneur de secours dans le RBD.

Suporte Blocksim top event standby gate for Mode C

Figure 8 : Diagramme d'arbre de défaillance du mode C

Discussion

Si vous utilisez les mêmes définitions universelles de fiabilité (URD) que celles définies dans l'exemple 2, les résultats de l'analyse du diagramme d'arbre de défaillance seront les mêmes que les résultats obtenus par l'approche RBD.

BlockSim offre de nombreuses options pour la modélisation d'un système. La figure suivante illustre un diagramme d'arbre de défaillance alternatif pour le composant.

suporte blocksim Fault Tree Diagram of the Component Without Using Subdiagrams

Figure 9 : Diagramme d'arbre de défaillance du composant sans utiliser de sous-diagrammes

De plus, vous pouvez utiliser une combinaison d'arbres de défaillance et de diagrammes de distribution radiale (RBD) dans une analyse. Par exemple, vous pouvez utiliser des arbres de défaillance comme sous-diagrammes dans un RBD, et vice versa.

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Modélisation des modes de défaillance (arbres de défaillance)

Exemple :

Figure 1 : RBD du composant

Figure 2 : Diagramme d'arbre de défaillance du composant

Mode A

Figure 3 : RBD du mode A

Figure 4 : Arbre de défaillance du mode A

Mode B

Figure 5 : Conteneur de partage de charge pour le mode B

Figure 6 : Diagramme d'arbre de défaillance du mode B

Mode C

Figure 7 : Conteneur de secours pour le mode C

Figure 8 : Diagramme d'arbre de défaillance du mode C

Discussion

Figure 9 : Diagramme d'arbre de défaillance du composant sans utiliser de sous-diagrammes

Figure 10 : Arbres de défaillances en tant que sous-diagrammes dans un diagramme de distribution radiale

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