Condition-based maintenance for a system subject to multiple degradation processes with stochastic arrival intensity

Abstract

In this work, a system subject to different deterioration processes is analysed. The arrival of the degradation processes to the system is modelled using a shot-noise Cox process. The degradation processes grow according to an homogeneous gamma process. The system fails when a degradation process exceeds a failure threshold. The combined process of initiation and growth of the degradation processes is modelled and the system reliability is obtained. Heterogeneities are also integrated in the model assuming that the inverse of the scale parameter follows a uniform distribution. A maintenance strategy is implemented in this system and the state of the system is checked in inspection times. If the system is working at inspection time, a preventive replacement is performed if the deterioration level of a degradation process exceeds a certain threshold. A corrective replacement is performed if the system is down at inspection time. Under this maintenance strategy, the expected cost rate is obtained. Sensitivity analysis on the main parameters of the gamma process is performed.

En este trabajo se analiza un sistema sujeto a diferentes procesos de deterioro. La llegada de los procesos de degradación al sistema se modela mediante un proceso de Cox de ruido de disparo. Los procesos de degradación crecen según un proceso gamma homogéneo. El sistema falla cuando un proceso de degradación supera un umbral de falla. Se modela el proceso combinado de iniciación y crecimiento de los procesos de degradación y se obtiene la confiabilidad del sistema. Las heterogeneidades también se integran en el modelo asumiendo que el inverso del parámetro de escala sigue una distribución uniforme. En este sistema se implementa una estrategia de mantenimiento y se verifica el estado del sistema en tiempos de inspección. Si el sistema está funcionando en el momento de la inspección, se realiza un reemplazo preventivo si el nivel de deterioro de un proceso de degradación supera un cierto umbral. Se realiza un reemplazo correctivo si el sistema no funciona en el momento de la inspección. Bajo esta estrategia de mantenimiento, se obtiene la tasa de costo esperada. Se realiza un análisis de sensibilidad sobre los principales parámetros del proceso gamma.