FORECASTING THE REMAINING USEFUL LIFE OF MECHANICAL OBJECTS BASED ON THEIR FAILURE STATISTICS
DOI:
https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-5-38Keywords:
residual life, DM-distribution, reliability, failure statistics, predictionAbstract
The article is devoted to the problem of determining the residual life of mechanical objects based on the analysis of their failure statistics using a probabilistic-physical approach. The feasibility of applying the diffusion monotonic distribution (DM-distribution) as a theoretical reliability model is substantiated. This model differs from traditional strictly probabilistic distributions in that its parameters have a clear physical interpretation: the coefficient of variation of the generalized degradation process and the average rate of change of the determining parameter. Such an approach makes it possible to combine mathematical rigor with the physical essence of wear and degradation processes.The article considers the main characteristics of residual life-mean value and gamma-percent life and provides the formulas for their calculation using the DM-distribution. The method is shown to be convenient both in cases where the dynamics of the determining parameter are known and when long-term failure statistics are available.An example is given using experimental data from fatigue tests of V-95 alloy samples, widely employed by different researchers, which confirms the adequacy of the chosen model.The comparison of empirical and calculated estimates demonstrates their closeness, with the error not exceeding 5 %, which is a high level of accuracy for statistical estimation practice. The practical significance of the research lies in enabling effective planning of replacement intervals and preventive maintenance for long-life objects such as nuclear power plants, pipelines, bridges, and aircraft.
References
Murthy D. N. P., Blischke W. R. Warranty management and product manufacture. London : Springer, 2008.
Leemis L.M. Reliability: Probabilistic Models and Statistical Methods. Princeton, NJ : Princeton University Press, 2009.
ДСТУ 8646:2016 Надійність техніки. Оцінювання та прогнозування залишкового ресурсу (строки служби) технічних систем. Київ : Державний Стандарт України].
Meeker W. Q., Escobar L. A. Statistical Methods for Reliability Data. New York : Wiley, 1998.
Birolini A. Reliability Engineering: Theory and Practice. Cham : Springer, 2017.
Федухін О. В., Муха А. А. Оцінка залишкового ресурсу контактного проводу електрифікованих залізниць. Математичні машини і системи. 2022. № 2. С. 91–101.
Муха А. А., Федухін О. В. Оцінка залишкового ресурсу вертикальних циліндричних сталевих резервуарів для нафти та нафтопродуктів. Математичні машини і системи. 2022. № 3. С. 174–181.
Fedukhin A., Mukha A. Evaluation of the residual life of a pipeline under conditions of erosion-corrosion wear. Mathematical Machines and Systems. 2023. No. 2. P. 88–93.
Fedukhin A., Mukha A. Determination of the residual life of products under the influence of several degradation processes. Mathematical Machines and Systems. 2023. No. 3. P. 104–112.
Сеспедес-Гарсія П. Д. Щодо питання оцінки залишкового ресурсу трубопроводів. Математичні машини і системи. 2023. № 2. С. 94–104.
Сеспедес-Гарсія Н. В. Залишковий ресурс мостів і мостових споруд. Математичні машини і системи. 2023. № 3. С. 152–157.
Сеспедес-Гарсія П. Д. Методи оцінки залишкового ресурсу кородованих газових трубопровідних систем. Математичні машини і системи. 2023. № 3. С. 134–150.
Fedukhin A. V., Cespedes Garcia P. Determining residual product life considering multiple degradation processes and variable loading. Mathematical Machines and Systems. 2024. No. 2. P. 126–137.
Cespedes Garcia N. V. Прогнозування залишкового ресурсу рейок залізничних доріг. Математичні машини і системи. 2024. № 1. С. 87–95.
Федухін А. В., Муха А. А. Прогнозування залишкового ресурсу опор контактної мережі залізничних доріг. Молодий вчений. 2021. № 9 (97). С. 73–78.
Федухін А. В., Муха А. А. Прогнозування залишкового ресурсу трубопроводів АЕС на основі вимірювання інтенсивності ерозійно-корозійного зносу. Молодий вчений. 2022. № 12 (112). С. 20–23.
Fedukhin A., Mukha A. On the issue of predicting the remaining service life of nuclear power plant electrical equipment. Young Scientist. 2023. No. 7 (119). P. 10–13.
Fedukhin A., Mukha A. Determination of the remaining resource of internal combustion engine cylinderpiston group. Young Scientist. 2023. No. 10 (122). P. 1–4.
Fedukhin A., Cespedes Garcia P. Modeling the residual life of technical components under several concurrent degradation processes and variable temperature conditions. In: Proceedings of the 19th International Conference on Mathematical Modeling and Simulation of Systems (MODS), Chernihiv, Ukraine, November 11–13, 2024. Cham: Springer Nature, 2025. P. 339–350.
Downloads
Published
Issue
Section
License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.




