الگوريتم طراحي سيستمي سامانه هاي ويژه ماموريت با رويكرد قابليت اطمينان

System design algorithm for mission-oriented systems with reliability approach

در اين مقاله يك الگوريتم كارآمد در طراحي سيستمي سامانه هاي ويژه ماموريت با رويكرد قابليت اطمينان ارايه شده و روند و چگونگي پيشرفت آن توضيح داده مي شود. با به كارگيري اين الگوريتم در طراحي زيرسيستم هاي سامانه هاي فضايي مي توان به صورت سيستماتيك و استراتژيك به يك طراحي بهينه از لحاظ پارامترهاي قابليت اطمينان دست يافت. با واردكردن پارامترهاي درخت محصول شامل اطلاعات كلي زير سيستم ها در الگوريتم و با شناخت حالت هاي شكست و روند رخداد هر حالت شكست، طراحي را اصلاح نموده و تمهيدات لازم براي جلوگيري و يا كاهش احتمال رخداد حالت شكست در نظر گرفته مي شود. علاوه بر اين رفتار ديناميكي سيستم تعيين شده و پاسخ حالت ماندگار و دايم سيستم با توجه به شرايط اوليه استخراج مي گردد. در اين راستا براي آشنايي بهتر با روند الگوريتم ارايه شده در ابتدا به تعريف يك سري مفاهيم اوليه و روش هاي تحليل قابليت اطمينان نظير تحليل درخت خطا، تحليل تاثير حالت شكست، تحليل نمودار بلاك قابليت اطمينان و تحليل ماركوف مي پردازيم. توزيع قابليت اطمينان و دسترس پذيري براي فازهاي مختلف رهايش و گسترش پنل خورشيدي با استفاده از نرم افزار ويندچيل به دست آمده و تاثير محدوده هاي نرخ شكست اجزاي افزونه در قابليت اطمينان، دسترس پذيري و ظرفيت عملكردي كل سيستم بررسي شد. نتايج به دست آمده از تحليل فازهاي مختلف رهايش و گسترش نشان دادند كه سيستم در انتهاي هر فاز در حالت ماندگار خود قرار دارد. همچنين مشخص شد با كاهش نرخ شكست اجزاي افزونه قابليت اطمينان، ظرفيت عملكرد و دستر س پذيري كل سيستم افزايش مي يابد و به حالت پايداري مي رسد.

In this paper an efficient algorithm of system design with reliability approach is presented. Using this algorithm in subsystem designing of spatial systems may lead to systematically optimized design with reliability parameters attitude. By applying item tree parameters, including general subsystem parameters into the algorithm and by knowing failure modes and the occurrence rate of each failure mode, the design may be improved and necessary reconsiderations can be applied in order to prevent or reduce the probability of failure mode. Moreover, dynamic behavior of system is determined and steady state response of system is obtained according to initial conditions. First, some basic conceptual definitions including reliability, availability, capacity and failure rate are explained, then various reliability analysis methods like Fault Tree Analysis (FTA), Failure Mode Effect Analysis (FMEA), Reliability Block Diagram (RBD) and Markov analysis are discussed. Reliability and availability distribution over different phases of unlocking and deploying mechanisms are illustrated using Windchill solution. Subsequently the effect of the different ranges of failure rates of added components on reliability, availability and capacity of whole system is investigated. By analyzing the reliability and availability of system for different phases, it was found that the whole system is under stable situation at the end of each phase. Also, results showed that the reliability, availability and capacity of whole system increased and reached a stable level by minimizing the failure rate of the redundant components.