並列と直列のシステム信頼度
解説
ポイント
並列と直列を組み合わせたシステムの信頼度を計算し,必要な並列の数を求める問題です。
考え方と解き方
直列は信頼度のかけ算,並列は「1-(全部が壊れる確率)」で求めます。
n を 2 から順に入れて,0.94 以上になる最小の n を探します。
- 並列部分:1個が壊れる確率は 1-0.7=0.3。n 個とも壊れる確率は 0.3n。並列部分の信頼度は 1-0.3n
- 全体:並列部分と 0.95 の要素が直列なので,R=0.95×(1-0.3n)
- n=2:0.32=0.09 → R=0.95×0.91≒0.865(足りない)
- n=3:0.33=0.027 → R=0.95×0.973≒0.924(足りない)
n=4:0.34=0.0081 → R=0.95×0.9919≒0.942(0.94 以上)
- 最小の n は 4。答えは ③ 4
ほかの選択肢
⑤(最小値は存在しない):並列を増やすと全体の信頼度は直列の要素の 0.95 に近づきます。0.95 は 0.94 より大きいので,いつかは届きます。もし条件が「0.95 以上」なら,こちらが正しくなります。
覚えておくこと
- 直列の信頼度:かけ算(R1×R2)
- 並列の信頼度:1-(全部が壊れる確率)=1-(1-R)n
- 全体の信頼度は,直列につながった要素の信頼度(ここでは 0.95)を超えられない
出典:令和2年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-1-6(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:設計・品質管理