بهینه‌سازی فواصل بازرسی در افق زمانی محدود برای یک سیستم دو مولفه‌ای با دو نوع خرابی مختلف

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

در این مقاله، یک سیستم دو مولفه‌ای یررسی می‌شود. خرابی مولفه‌ی اول، پنهان است، یعنی باعث توقف سیستم نمی‌شود ولی هزینه‌های عملیاتی را افزایش می‌دهد. مولفه‌ی دوم دارای سه وضعیت است: سالم، معیوب و خراب. وضعیت خراب، آشکار شده و باعث توقف سیستم می‌شود. وقوع عیب و خرابی آشکار مولفه‌ی دوم باعث ایجاد شوک روی مولفه‌ی اول شده و نرخ خرابی آن را افزایش می‌دهد. سیستم طبق سیاست بازرسی دوره‌ای جهت شناسایی خرابی‌های پنهان و عیب‌ها، بازرسی می‌شود. مولفه‌ی اول به محض توقف سیستم نیز به صورت فرصت‌طلبانه بازرسی می‌شود. هدف، یافتن فاصله‌ی بازرسی دوره‌ای بهینه است که هزینه‌ی کل را در یک افق زمانی محدود، کمینه کند. ابتدا، مدل بازرسی به صورت ریاضی مدلسازی می‌شود. سپس، به دلیل پیچیدگی‌ محاسبات عددی، یک الگوریتم شبیه‌سازی برای محاسبه‌ی هزینه‌ی کل ارائه می‌شود. برای تشریح روش پیشنهادی، یک مثال عددی برای سیستمِ تامینِ توانِ مصرفی در پست توزیع برق ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimal periodic inspection interval over a finite time horizon for a two-component system with two types of failures

نویسندگان [English]

  • Hamid Moakedi
  • Seyed Mohammad Seyedhosseini
  • Kamran Shahanaghi
Dept. of Industrial EngineeringnIran University of Science and Technology
چکیده [English]

In this paper, the optimal periodic inspection interval over a finite time horizon for a two-component system with two types of failures is determined. The failure type of the first component is hidden. The hidden failure is not self-announcing; i.e., it does not stop the system from working. Thus, it is detected only by inspection; however, the delay in detection of hidden failure causes an increment in operating costs. The failure type of the second component is two-stage revealed. In other words, the second component has three possible states, healthy, defective, and failed. The defective state is identified just by inspection; however, the failed state is self-announcing; i.e., it reveals itself by stopping the system from working. Each defect and revealed failure of the second component causes a shock to the first component and increases its failure rate.


Both components of the system are periodically inspected simultaneously to identify defects and hidden failures. Whenever the system stops working due to the revealed failures of the second component, the first component is also inspected opportunistically to detect the hidden failures.


The first component is either minimally repaired or replaced at inspection if the hidden failure is detected. The second component is also either minimally repaired or replaced at inspection if found defective or at revealed failure.


The total cost of the system includes the periodic and opportunistic inspection costs, downtime penalty costs due to hidden failures, and the minimal repair and replacement costs due to hidden failures, defects and revealed failures. The goal is to find the optimal periodic inspection interval minimizing the expected total cost over a finite time horizon.


In the introduced approach, the inspection model is first developed mathematically. Then, due to the complexity of numerical computing, a simulation algorithm is designed to estimate the expected total cost of the system. Finally, the suggested approach is explained by a numerical example with sensitivity analysis for an electrical distribution system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Two-component system
  • Optimal inspection interval
  • opportunistic inspection
  • Hidden failures
  • Two-stage revealed failures