DEVS 형식론 기반의 Dynamic Reliability Block Diagram과 GPU 가속 기술을 이용한 신뢰도 분석 방법

Abstract

전통적으로 신뢰도 분석에 사용되는 Fault Tree Analysis의 경우 관련 분야의 전문가가 필요하고 작성자의 판단에 따라 신뢰도 분석 결과가 달라진다. 반면, Reliability Block Diagram의 경우 시스템 구성도나 Process Flow Diagram (PFD), Piping and Instrument Diagram (P&ID)을 기반으로 하기에 작성에 필요한 비용과 시간이 절감되는 장점이 있다. 본 논문에서는 Dynamic Reliability Block Diagram과 이산 사건 시뮬레이션에 널리 사용되는 DEVS 형식론을 이용하는 신뢰도 분석 방법을 제안한다. 또한 시스템 모델링 방법론 중 하나인 System Entity Structure/Model Base의 개념을 도입함으로써 다양한 설계 대안에 대한 신뢰도 분석 모델을 자동으로 생성할 수 있도록 하였다. 그리고 Reliability Block Diagram을 이용한 신뢰도 분석 시 오래 소요되는 계산 시간을 단축시키기 위해 GPU 가속 기술을 신뢰도 분석 시뮬레이션에 접목하였다. This paper adopts the system configuration to assess the reliability instead of making a fault tree (FT), which is a traditional method to analyze reliability of a certain system; this is the reliability block diagram (RBD) method. The RBD method is a graphical presentation of a system diagram connecting the subsystems of components according to their functions or reliability relationships. The equipment model for the reliability simulation is modeled based on the discrete event system specification (DEVS) formalism. In order to make various alternatives of target system, this paper also adopts the system entity structure (SES), an ontological framework that hierarchically represents the elements of a system and their relationships. To enhance the calculation time of reliability analysis, GPU-based accelerations are adopted to the reliability simulation.