Reliability Modeling, Analysis, and Improvement of Telemetry and Remote-Control Systems

Rania Mohammed Eid Berssi¹ and Osama Mohammed Elmardi Suleiman Khayal²

¹Lecturer at the Department of Electrical and Electronic Engineering, Faculty of Engineering and Technology, Nile Valley University, Atbara – Sudan

²Associate Professor at the Department of Mechanical Engineering, College of Engineering and Technology, Nile Valley University, Atbara – Sudan and Elsheikh Abdallah Elbadri University, Berber – Sudan

Corresponding Author: berssir@gmail.com

Abstract

The research article focuses on improving the performance and reliability of telemetry and remote-control systems. Its primary objectives include developing reliability models to predict failures, analyzing potential failure modes through techniques like Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) and Fault Tree Analysis (FTA), and implementing strategies like reliability-centered maintenance (RCM) and redundancy designs. Ongoing monitoring of reliability metrics is emphasized for data-driven decisions and maintaining optimal performance. The overarching goal is to foster a culture of reliability within development and operations to exceed safety and performance standards. The article details a conservative Markov modeling analysis of a digital feed-water control system (DFWCS) using NASA’s Win SURE program, which showed a 99% probability of operational status over six months. It also presents a reliability improvement scheme for the telemetry remote control system (TRCS) aiming for Five Nines Availability (0.99999).

Keywords:  Reliability modeling, Telemetry modeling improvement, Remote control systems, Markov, Availability, Evaluator.

مستخلص

تركز المقالة البحثية على تحسين أداء وموثوقية أنظمة القياس عن بُعد والتحكم عن بُعد. تشمل الأهداف الرئيسية تطوير نماذج موثوقية للتنبؤ بالأعطال، وتحليل أوضاع الفشل المحتملة من خلال تقنيات مثل تحليل وضع الفشل وتأثيراته (FMEA) وتحليل شجرة الأخطاء (FTA)، وتنفيذ استراتيجيات مثل الصيانة المعتمدة على الموثوقية (RCM) وتصميمات التكرار. يتم التأكيد على المراقبة المستمرة لمؤشرات الموثوقية من أجل اتخاذ قرارات مستندة إلى البيانات والحفاظ على الأداء الأمثل. الهدف الشامل هو تعزيز ثقافة الموثوقية ضمن التطوير والعمليات لتجاوز معايير السلامة والأداء. توضح المقالة تحليل نمذجة ماركوف التحفظي لنظام التحكم في المياه العذبة الرقمية (DFWCS) باستخدام برنامج NASA Win SURE، والذي أظهر احتمال يصل إلى 99% للحالة التشغيلية على مدار ستة أشهر. كما تقدم خطة لتحسين الموثوقية لنظام التحكم عن بُعد للقياس (TRCS) تهدف إلى تحقيق توافر خمسة تسعات. (0.99999)