Abstract Reliability design is an important work in the early design stage of offshore wind turbines. Due to the incomplete considerations and poor feasibility of the drawbacks for existing methods, a set of the practical reliability design method is proposed in this paper. The time characteristics and many influential factors of units are considered in the design process. The influential factors of the system's units are scored by several experts with extensive engineering experience. Based on this, the reliability allocation and the maintainability prediction of the repairable system are performed using different methods. To realistically evaluate the reliability level of each unit obtained by three different methods, a fuzzy reliability evaluation method is developed to rank the reliability level of each unit with considerations of the mean time between failure (MTBF), mean time to repair (MTTR), failure frequency and availability using the compound weight and fuzzy membership function. Following this, redundant design is used to eliminate weaknesses to keep the system reliability at a high level. Using the reliability data obtained above, a time-dependent reliability model of the system considering load sharing is built to explore the influences of reliability allocation on the system reliability in the 20-year service life. The effectiveness and feasibility of the proposed approaches are demonstrated with a 5MW offshore wind turbine.

中文翻译：

---

一种考虑复合重量分担的实用可靠性设计方法

摘要 可靠性设计是海上风电机组早期设计阶段的一项重要工作。由于对现有方法的缺点考虑不全面，可行性较差，本文提出了一套实用的可靠性设计方法。在设计过程中考虑了机组的时间特性和诸多影响因素。系统单位的影响因素由多位具有丰富工程经验的专家评分。在此基础上，采用不同的方法对可修复系统进行可靠性分配和可维修性预测。为了真实地评估通过三种不同方法获得的每个单元的可靠性水平，开发了一种模糊可靠性评估方法，使用复合权重和模糊隶属度函数，在考虑平均故障间隔时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）、故障频率和可用性的情况下对每个单元的可靠性水平进行排序。在此之后，通过冗余设计来消除弱点，以保持系统的高可靠性。利用以上获得的可靠性数据，建立了考虑负荷分担的系统时变可靠性模型，探讨了可靠性分配对系统20年使用寿命内可靠性的影响。所提出方法的有效性和可行性通过 5MW 海上风力涡轮机进行了证明。使用复合权重和模糊隶属度函数的故障频率和可用性。在此之后，通过冗余设计来消除弱点，以保持系统的高可靠性。利用以上获得的可靠性数据，建立了考虑负荷分担的系统时变可靠性模型，探讨了可靠性分配对系统20年使用寿命内可靠性的影响。所提出方法的有效性和可行性通过 5MW 海上风力涡轮机进行了证明。使用复合权重和模糊隶属度函数的故障频率和可用性。在此之后，通过冗余设计来消除弱点，以保持系统的高可靠性。利用以上获得的可靠性数据，建立了考虑负荷分担的系统时变可靠性模型，探讨了可靠性分配对系统20年使用寿命内可靠性的影响。所提出方法的有效性和可行性通过 5MW 海上风力涡轮机进行了证明。建立了考虑负荷分担的系统时变可靠性模型，探讨了可靠性分配对系统20年使用寿命内可靠性的影响。所提出方法的有效性和可行性通过 5MW 海上风力涡轮机进行了证明。建立了考虑负荷分担的系统时变可靠性模型，探讨了可靠性分配对系统20年使用寿命内可靠性的影响。所提出方法的有效性和可行性通过 5MW 海上风力涡轮机进行了证明。