MACHINES AND MECHANISMS

Synthesis of multilevel quality control panels for complex energy facilities combining reliability, availability, maintainability, and safety indicators

Authors

  • Guanrui Li South Ural State University, 76 Prospect Lenina, Chelyabinsk, 454080

How to cite

GOST Li G. Synthesis of multilevel quality control panels for complex energy facilities combining reliability, availability, maintainability, and safety indicators // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2025. Vol. 69. No. 11. P. 72-81.
APA Li, G. (2025). Synthesis of multilevel quality control panels for complex energy facilities combining reliability, availability, maintainability, and safety indicators. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 69(11), 72-81.

Abstract

The article is devoted to the synthesis of multilevel quality control panels for complex energy facilities, integrating reliability, availability, maintainability, and safety (RAMS) indicators into a single integral quality index suitable for supporting strategic management decisions. The research objective is to develop a methodology and mathematical framework that ensure the transition from fragmented and disjointed control to a hierarchical panel isomorphic to the structure of an energy facility and capable of aggregating heterogeneous operational data in real time. The empirical base consists of archival and streaming monitoring data from twenty-four large energy facilities over a twelve-year observation period (more than 1.5 million state records), including accident logs, reports of structural defects, records of scheduled preventive maintenance, and parameters of equipment failures and restorations. The methodology relies on the principles of qualimetry and reliability theory, cluster and factor analysis, neural network modeling for reconstructing and forecasting availability coefficients, probabilistic and cost-based risk assessments, maintainability evaluation methods based on time tracking and logistics analysis, as well as the convolution of a multidimensional feature space into an integral Energy Quality Index (EQI). It is shown that subsystems of an energy facility differ significantly in availability coefficients, failure intensity, and probability of failure-free operation, necessitating differentiated maintenance strategies; a nonlinear relationship is revealed between mean time to restoration and operational availability, as well as a shift in dominant risks from the area of rare physical disasters to that of high-frequency informational threats (cyberattacks). The proposed model of multilevel synthesis of RAMS indicators makes it possible to implement a “traffic light” mode of visualizing the facility’s condition, reduce personnel response time, form vital trade-offs between reliability, efficiency, and safety, and scale solutions from local substations to major generating units, which makes the developed approach a universal tool for engineering support of operational stability of energy infrastructure.

Keywords

quality control panels energy infrastructure RAMS indicators integral quality index risk-based management

References

Босиков И.И. Оценка и анализ управления надежностью сложных технических систем переменной структуры с помощью аналитико-статистической модели // Перспективы науки. 2022. № 8(155). С. 18-20.

Вагин Г.Я., Куликов А.Л., Севостьянов А.А. Качество электроэнергии. Анализ причин больших ущербов от низкого качества и рекомендации по их снижению // Энергобезопасность и энергосбережение. 2023. № 2. С. 81-87.

Васенин А.Б., Степанов С.Е., Овсянников С.А. Методология технического обслуживания энергоустановок с приоритетом надежности работы сложных промышленных объектов // Автоматизация и IT в энергетике. 2022. № 7(156). С. 20-28.

Галимов Ф.М., Сойко А.И., Хайруллина Э.Р. Модели и алгоритм оценки надежности и оптимизации конструкций // Перспективы науки. 2022. № 5(152). С. 21-24.

Григорьев А.С., Маколкин Д.В., Королев С.А. Метод повышения надёжности локальных энергосистем на базе автономных источников генерации энергии малой мощности // Труды международного симпозиума Надежность и качество . 2023. Т. 2. С. 92-102.

Ершов Г.А., Семериков В.Н., Тарасьев Ю.И. Система управления надежностью: основополагающий стандарт // Стандарты и качество. 2024. № 1. С. 28-31.

Костогрызов А.И. К методам системной инженерии: вероятностные подходы к анализу процесса управления качеством системы // Современные информационные технологии и ИТ образование. 2022. Т. 18. № 2. С. 227-240.

Мущанов В.Ф. Развитие подходов к обеспечению надежности конструкций уникальных зданий и сооружений на стадии проектирования // Строитель Донбасса. 2022. № 3(20). С. 17-24.

Похабов Ю.П. О надежности изделий ракетно-космического назначения, содержащих компоненты и элементы с неизвестными показателями надежности // Инженерный журнал: наука и инновации. 2024. № 6(150). С. 3.

Прокофьев В.Е., Янович К.В. Подходы к расчету надежности алгоритмов управления техническими системами // Актуальные проблемы военно-научных исследований. 2025. № 1(33). С. 280-290.

Прокофьев В.Е., Янович К.В. Реализация основных методических положений проведения имитационного многофакторного эксперимента оценки показателей надежности алгоритмов управления техническими системами // Актуальные проблемы военно-научных исследований. 2025. № 2(34). С. 206-215.

Протасов В.Н., Карелина С.А. Методологические основы системного подхода к планированию и обеспечению качества технических систем и их элементов для нефтегазодобычи на разных стадиях их жизненного цикла // Территория Нефтегаз. 2022. № 11-12. С. 20-24.

Протасов В.Н., Сабиров А.А., Карелина С.А. Системный подход к выбору критериев качества технических систем и их элементов для добычи нефти и газа по принципу иерархии // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2022. № 5(131). С. 77-84.

Тарасьев Ю.И. Еще раз об управлении надежностью // Методы менеджмента качества. 2023. № 10. С. 50-54.

Щурин К.В., Тарасенко В.Е., Еднач В.Н. Формирование алгоритма нормирования показателей надежности технических систем // Механика машин, механизмов и материалов. 2024. № 1(66). С. 15-22.

Issue

Section

MACHINES AND MECHANISMS

Metrics

169 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 4 5 6 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.