Performance Analysis of a Repairable Robot Safety System with Standby, Imperfect Coverage and Reboot Delay

پژوهش حاضر با يك سيستم ايمني ربات تشكيل شده از واحدهاي روبات آماده به كار و واحد ايمني دروني است. هنگامي كه واحد اصلي از كار بيفتد، واحد روبات آماده به كار موجود در سيستم جاي آن را مي‌گيرد. مفهوم تاخير در راه اندازي مجدد سيستم نيز در اين بررسي وارد شده است، كه بر طبق آن اگر واحد روبات دوباره راه‌اندازي شده درست كار نكند، يك بار ديگر راه‌اندازي مي‌شود. زمان بهبودي و راه‌اندازي مجدد واحد از كار افتاده، زمان كار واحدهاي فعال و آماده به كار و زمان تعمير به صورت نمايي توزيع شده است. علاوه بر اين، توزيع زمان تعمير يك واحد نيمه از كار افتاده در سيستم كلاً از كار افتاده، تصادفي در نظر گرفته شده است. متغيرهاي احتمالات حالت، در دسترس بودن، قابليت اطمينان و متوسط زمان از كار افتادگي با كمك روش ماركوف و متغير مكمل استخراج شده است. وقوع واحدهاي آماده به كار، پوشش ناقص و راه‌اندازي مجدد سيستم نشان مي‌دهد كه تاثير قابل توجهي روي قابليت اطمينان سيستم ربات، در دسترس بودن و زمان متوسط تا از كار افتادگي دارند. به منظور اعتبارسنجي مدل حاضر، و همچنين براي نشان دادن اثرات پارامترهاي مختلف در اندازه گيري عملكرد سيستم ايمني ربات، يك مثال عددي ارايه شده است.

The present study deals with a robot safety system composed of standby robot units and inbuilt safety unit. When the main operative unit fails, it is replaced by the standby robot unit available in the system. The concept of reboot delay is also incorporated in this study according to which the robot unit is rebooted if it is not successfully recovered. The recovery and reboot times of failed units, life time of the operative as well as standby units and the repair time are assumed be exponentially distributed. Furthermore, the repair time of partially-failed unit of total system failure is assumed to be arbitrarily distributed. The expressions for the state probabilities, availability, reliability and mean time to failure are derived with the help of Markovian and supplementary variable methods. The occurrence of standby units, imperfect coverage and reboot demonstrates the significant impact on the robot system reliability, availability and mean time to failure. A numerical illustration has been provided to validate the present model as well as to demonstrate the effects of various parameters on the performance measures of the robot safety system.