تخصيص بهينه اجزاي مازاد چندگانه با استفاده از برنامه ريزي سناريو

A Scenario-Based Model for Redundancy Allocation with Choice of Redundancy Strategies

استفاده از اجزاي مازاد و يا پشتيبان، يكي از متداول ترين روش‏ها‏ي بهبود قابليت اطمينان سيستم‏ است. بسياري از سيستم‏هاي مهندسي در طول عمر خود شرايط مختلف كاري را تجربه مي‏كنند و همچنين قابليت اطمينان اجزا، اغلب در شرايط مختلف كاري، متفاوت است. بنابراين نياز است تا در انتخاب تعداد اجزاي مازاد، اين شرايط مختلف كاري در نظر گرفته شوند. اما در بسياري از سيستم‌هاي مهندسي مجموعه ساخته شده، امكان قرارگيري در شرايط مختلف كاري را دارد. با توجه به محدود بودن شرايط كاري و عملكرد سيستم و امكان تخمين اين شرايط مختلف به طور گسسته، در اين مقاله از برنامه‌ريزي سناريو براي مدل‌سازي واقعيت استفاده شده است. اغلب در سيستم‏هاي مهندسي براي انتخاب تعداد اجزاي مازاد، بايد بين محدوديت‏هاي هزينه، فضا، وزن و غيره و همچنين ميزان بهبود قابليت اطمينان در سيستم، تعادل برقرار شود. در مدل ارايه‌شده در اين مقاله، تعداد بهينه اجزاي مازاد با در نظر گرفتن سناريوهاي مختلف، همراه با در نظر گرفتن محدوديت‌هاي متداول، در سيستم‏هاي سري- موازي به دست مي‏آيند و همچنين امكان تخصيص اجزاي مازاد به دو صورت آماده به كار و فعال به طور همزمان وجود دارد. مدل ارايه‌شده، به دنبال پيدا كردن تعداد و روش اجزاي مازادي مي‏گردد كه منجر به حداكثرسازي قابليت اطمينان و حداقل‌كردن وزن سيستم، در شرايط مختلف كاري همراه با برقراري محدوديت هزينه است. براي بهينه‌سازي از برنامه‌ريزي تصادفي دو مرحله‏اي و الگوريتم ژنتيك استفاده شده است و در انتها نيز يك مثال عددي براي درك بهتر روش ارايه شده است.

The redundancy allocation problem can be described as selecting the components and system configuration in order to optimize some objective function(s) without violating the system constraints. Operating conditions are not constant in many advanced engineering systems. Mostly, in the engineering applications selection, the number of redundancy components must be balanced among the constraints (cost, space, weight etc.) and the improve system reliability. In the presented model, Optimum number of redundancy components obtained by considering the working conditions and constraints in the series-parallel systems. In this model, the number of redundancy components establishing by maximizing the reliability of the system in all scenarios. Finally, for better understanding, a numerical example is presented.