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Copula‐based reliability and safety analysis of safety‐critical systems with dependent failures

Jia, Xujie (School of Science, Minzu University of China, Beijing, China ) ; Xing, Liudong (Department of Electrical and Computer Engineering, University of Massachusetts Dartmouth, MA, USA ) ; Li, Gang (School of Science, Minzu University of China, Beijing, China ) ;
  • 초록  

    Abstract A safety‐critical system (SCS) is a system whose failure could result in a certain serious consequence, such as loss of life and significant damage to property or environment. Examples of SCSs abound in real‐world applications, such as medical instruments, emergency shutdown systems, and fire/gas detection systems. An SCS can assume 1 of 3 states: working, safe failure, and dangerous (or unsafe) failure. To analyze reliability and safety of SCSs accurately, we build multi‐state models of an SCS and its constituent units. The dependent relationships (nonlinear correlation) of different parts within a safety‐critical unit as well as across the units are modeled using the Copula method. Formulas computing reliability and safety indexes of a safety‐critical unit and of safety‐critical series or parallel systems are derived. Numerical examples are provided to demonstrate the application of the proposed methodology.


  • 주제어

    copula .   dependent failure .   fail‐dangerous .   fail‐safe .   safety‐critical systems.  

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