本演示将展示如何评估串联、并联及备用配置下因设备不可靠性导致的生产损失。
串联配置
假设某生产系统由串联运行的设备组成。

各设备的可靠性模型、故障维修时长及流量(生产速率)如图1所示。从生产性能角度看,显然设备A可靠性高于B,B高于C,C高于D。

根据生产损失贡献对问题设备进行排序
我们的目的是要根据生产损失对设备性能进行排序。
通过365天模拟运行(1000次执行)获得仿真结果:

仿真结果表(图4)提供了各设备停机时间。将设备总停机时间乘以其流量即可估算其造成的损失。

需注意C和D的最大流量为2单位/小时,但其实际流量受限于设备A和B的最大流量。
并联配置
假设某生产系统采用以下结构,其可靠性模型、停机行为及流量与前述示例相同。

注意生产线AB的流量为1单位/小时,而CD线为2单位/小时。
仿真结果基于365天模拟运行(1000次执行):

各设备造成的损失为其停机时间乘以流量。

备用配置
前两例中,损失计算基于每项设备停机直接导致系统损失的假设。
现考虑采用备用配置的设备场景。

系统采用3用2备配置,每200小时切换一次。若2台故障,系统将以1台半负荷运行。
3台泵参数相同:指数故障分布(均值=200小时),故障后需50小时修复。单台流量为1单位/小时,故系统流量为2单位/小时。
通过1000小时模拟(1000次执行)获得仿真结果。
系统层面效率为0.9817,产量为1963单位(1000小时内),可推知损失为37单位。

设备层面(常规节点选项卡):

需注意备用状态下,设备故障可能不会造成损失(只要备用设备可用)。因此不能像前两例那样通过单台停机时间推算总损失。
由于3台泵完全相同,总损失37单位,故可认为每台泵在1000小时运行中贡献37/3单位的损失。
结论
总结而言,对于串联或并联(或混合)网络,可利用单台设备的仿真停机信息推算其损失贡献。对于备用系统,需先推算系统级总损失,再均摊至各设备(仅限完全相同设备)。下篇文章我们将探讨备用系统的损失分摊(/海上平台的RAM分析)。 (/RAM Analysis for an Offshore Platform).
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