3台の装置X〜Zを接続したシステムA,Bの稼働率に関する記述のうち,適切なものはどれか。
ここで,3台の装置の稼働率は,いずれも0より大きく1より小さいものとし,並列に接続されている部分は,どちらか一方が稼働していればよいものとする。
(図参照:システムAはXとYを並列接続後Zに直列接続,システムBはXとZを直列接続した経路とYを並列接続)
正答4
解説
正解は4です。
図のシステムAは、XとYを並列に接続した部分にZを直列に接続した構成です。
システムBは、XとZを直列に接続した経路に、Yを並列に接続した構成です。
各装置の稼働率をx、y、zとして式で比べます。
【計算】
並列部分の稼働率は、1-(1-x)(1-y)=x+y-xyです。
システムAの稼働率=(x+y-xy)×z=xz+yz-xyzです。
システムBの稼働率=1-(1-xz)(1-y)=xz+y-xyzです。
B-A=(xz+y-xyz)-(xz+yz-xyz)=y-yz=y(1-z)です。
0<y<1、0<z<1なので、y(1-z)は常に正です。
【選択肢別解説】
1:× 差y(1-z)は、条件の範囲ではどの値でも正になります。
稼働率の値によって大小が入れ替わることはありません。
2:× 差は常に正なので、AとBの稼働率が等しくなることはありません。
3:× Aのほうが高くなることはなく、常にBのほうが高くなります。
4:○ B-A=y(1-z)>0なので、常にBの稼働率はAより高くなります。
Aでは必ずZが動いている必要がありますが、BではZが止まってもYだけで動けるためです。
【ポイント】
直列の稼働率は積、並列の稼働率は「1-(停止率の積)」で求めます。
どの装置が止まるとシステム全体が止まるかを考えると、式を立てなくても大小を見当づけられます。