دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 22298 + ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله

روش جدید برای به حداقل رساندن هزینه های پیشگیرانه تعمیر و نگهداری سیستم های سری-موازی

کد مقاله سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی
22298 2003 9 صفحه PDF 17 صفحه WORD
خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.
عنوان انگلیسی
New method to minimize the preventive maintenance cost of series–parallel systems
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Reliability Engineering & System Safety, Volume 82, Issue 3, December 2003, Pages 247–255

فهرست مطالب ترجمه فارسی


چکیده 

کليدواژگان

1. مقدمه

2. مدل نگهداری پیشگیرانه برای سیستم های سری- موازی

2.1 مدل تعمیر و نگهداری برای اجزای اساسی

2.2 ساختار سری-موازی عمومی

2.3 مدل هزینه

شکل 1 مدل PM برای عناصر آزمایش شده به صورت دوره ای.

شکل 2. ساختار سری-موازی عمومی.

3. فرمولاسیون مسئله

4. محاسبه قابلیت دسترسی مبتنی بر تکنیک شبیه سازی و راه حل تحلیلی مسئله مجاور

4.1 محاسبه دسترسپذیری براساس تکنیک شبیه سازی

4.2 محاسبه تحلیلی در دسترس بودن برای حل مسئله مجاور

4.2.1 مفاهیم پایه از نظریه قابلیت اطمینان

4.2.2 اعمال به منظور حل مسئله مجاور

4.3. پیدا کردن بردار بهینه اولین زمان بازرسی T0

5. روش بهینه سازی هزینه

5.1 کدگذاری راه حل

5.2 تولید مثل (روش انتخاب)

5.3 روش عبوری

5.4 روش جهش

5.5 اندازه جمعیت و تعداد نسل ها (شرایط توقف)

جدول 1 .پارامترهای اجزای سیستم

6. نتایج و داده های توضیحی

6.1 محاسبات برای زمان ماموریت =TM 25  سال

6.1.1 محدودیت دسترسی 

جدول 2. بهترین هزینه  CPM با زمان بازرسی اول و دوره بازرسی اجزای سیستم به دست آمده است  ( ؛ TM = = 25 سال)

شکل 3: وابستگی به در دسترس بودن زمان تحت محدودیت دسترسی A(t)> 0.9:

جدول 3. بهترین هزینه  CPM با زمان بازرسی اول و دوره بازرسی اجزای سیستم به دست آمده است                 

جدول 4.بهترین هزینه  CPM با زمان بازرسی اول و دوره بازرسی اجزای سیستم به دست آمده است   

6.1.2 محدودیت دسترسی 

6.2 محاسبات برای ماموریت بلند مدت TM =50 سال

6.2.1 محدودیت دسترسی 

6.2.2 محدودیت دسترسی 

6.2.3 متوسط در دسترس بودن

شکل 5 میانگین دسترسی را نشان می دهد، زمانی که زمان مأموریت 50 ساله در هر چهار دوره 12.5 ساله تقسیم میشود.

6.2.4 محدودیت دسترسی  

شکل 4: وابستگی به در دسترس بودن زمان تحت محدودیت دسترسی A(t)> 0.9:

جدول 5. بهترین هزینه  CPM با زمان بازرسی اول و دوره بازرسی اجزای سیستم به دست آمده است            

6.2.5 محدودیت دسترسی  

7. نظرات نتیجه

8. نتیجه گیری
کلمات کلیدی
تعمیر و نگهداری پیشگیرانه - هزینه - دسترسی - بهینه سازی - قابلیت اطمینان - مونت کارلو
کلمات کلیدی انگلیسی
Preventive maintenance,Cost,Availability,Optimization,Reliability,Monte Carlo
ترجمه چکیده
مدل نگهداری پیشگیرانه عمومی برای اجزای ورودی یک سیستم، که باعث افزایش قابلیت اطمینان به عنوان جدید می شود، برای بهینه سازی هزینه نگهداری استفاده می شود. تابع هزینه یک سیاست حفظ حریم خصوصی تحت محدودیت دسترسی داده شده به حداقل برسد. یک الگوریتم برای بار اول بازرسی بارها در مثال سیستم انتخاب شده توصیف و مورد استفاده قرار گرفت. یک معیار نسبت ویژه براساس عامل وابستگی به Birnbaum وابسته به زمان، برای تولید توالی مرتب شده از زمان بازرسی اول استفاده شد. محاسبات پایه سیستم در دسترس بودن این مقاله با استفاده از رویکرد شبیه سازی با الگوریتم شبیه سازی موازی برای تجزیه و تحلیل دسترسپذیری انجام شد. این محاسبات براساس روش مستقیم مونت کارلو در ابزار برنامه نویسی Matlab مورد استفاده قرار گرفت. الگوریتم بهینه سازی الگوریتم ژنتیکی مورد استفاده قرار گرفت و برای توصیف الگوریتم Matlab برای حل مشکل یافتن بهترین سیاست نگهداری با محدودیت داده شده توصیف شده است. مشکل مجاور، که ما آن را "قابلیت اطمینان" نامیدیم، نیز از لحاظ نظری حل شد، در مورد افزایش هزینه زمانی که ارزش دسترسپذیری نامتقارن مطابق با یک محدودیت دسترسی در دسترس باشد.
ترجمه مقدمه
تکامل قابلیت اطمینان سیستم به ساختار آن بستگی دارد و همچنین بر تکامل قابلیت اطمینان عناصر آن وابسته است. دومی تابع عنصر سن در زندگی عملیاتی سیستم است. عنصر پیری به شدت تحت تأثیر فعالیت های تعمیر و نگهداری در سیستم قرار دارد. نگهداری پیشگیرانه (PM) شامل اقداماتی است که شرایط عناصر سیستم را پیش از شکست آنها بهبود می بخشد. اقدامات PM مانند جایگزینی یک عنصر توسط یک عنصر جدید، تمیز کردن، تنظیم و غیره یا عنصر را به شرایط اولیه خود باز می گرداند و عنصر "به همان اندازه جدید" می شود یا سن عنصر را کاهش می دهد. در بعضی موارد، فعالیت PM در حالت عنصر تأثیر نمی گذارد، بلکه تضمین می کند که عنصر در شرایط کار است. در این مورد این عنصر به مانند گذشته اش بد باقی میماند. بهینه سازی سیاست اقدامات اولیه PM برنامه ریزی شده موضوع فعالیت های تحقیقاتی زیادی است. در گذشته، جنبه های اقتصادی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و اصلاح شده به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است برای اجزای تحت نظارت که در آن شکست ها بلافاصله شناسایی و پس از آن تعمیر میشد. توجه کمتری به اقتصاد سیستم ها شده است که در آن خرابی ها خوابیده و تنها توسط آزمایش های دوره ای یا بازرسی ها تشخیص داده می شوند. چنین سیستمی به ویژه در سیستم های ایمنی و حفاظت صنعتی رایج است. برای این نوع سیستم ها، هر دو مدل ارزیابی در دسترس و عوامل ارزیابی هزینه ها به طور قابل ملاحظهای نسبت به اجزای نظارت شده متفاوت است [1]. این مقاله مدل های موجود و هزینه برای سیستم هایی با اجزاء بازرسی شده و نگهداری شده تحت برخی از استراتژی های نگهداری را توسعه می دهد. هدف از تحقیق ما بهینه سازی، برای هر جزء یک سیستم، سیاست حفظ حریم خصوصی به حداقل رساندن تابع هزینه، با توجه به محدودیت دسترسی مانند A0≤ A(t)؛ برای همه t؛ 0، 0≤t≤TM؛ و زمان ماموریت خاص TM. الگوریتم ژنتیک (GA) به عنوان یک روش بهینه سازی استفاده می شود. GA برای حل مشکل فوق استفاده می شود، یعنی بهترین سیاست حفظ حریم خصوصی با استفاده از یک روش شبیه سازی برای ارزیابی دسترسی به سیستم مورد مطالعه. راه حل شامل در دسترس بودن و ارزیابی هزینه است. خواص برنامه شبیه سازی کاربردی در مرجع [2] شدیدا مورد مطالعه قرار گرفت. برنامه Matlab همچنین در مرجع [3] برای بهینه سازی قابلیت اطمینان و در دسترس بودن بر اساس طراحی یک سیستم منطقه توزیع تحت نگهداری استفاده شد. پیشرفت های جدید در برنامه شبیه سازی که بر افزایش کارایی محاسبات متمرکز بود، به تازگی در برنامه اجرا شد، از جمله، برای مثال یک الگوریتم محاسباتی موازی. یک مشکل بهینه سازی مشابهی که در سیستم چند وضعی سری-موازی اعمال شده در مرجع[4] با توجه به اقدامات PM مولفه های ناقص مورد مطالعه قرار گرفت. این مدل از تحول z جهانی برای محاسبه قابلیت اطمینان (توابع مولد لحظه ای جهانی) استفادع کرد، اما مدت زمان فعالیت PM را نادیده می گیرد. در مرجع[4] روش بهینه سازی نیز مبتنی بر GA است. ما در این مقاله پیشنهاد می کنیم نمونه ای از مرجع [4] و دیگران را برای اثبات اثربخشی مدل خود مطالعه کنیم. این مقدمه به دنبال هفت بخش است که به طور پیوسته مدل PM برای سیستم های سر موازی عمومی، فرمول بندی مشکل، محاسبه قابلیت دسترسی بر اساس تکنیک شبیه سازی و حل تحلیلی مشکل مجاور، روش بهینه سازی هزینه (GA)، نتایج و داده های توضیحی، نظرات نتیجه و نتیجه گیری ارائه میشود.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله روش جدید برای به حداقل رساندن هزینه های پیشگیرانه تعمیر و نگهداری سیستم های سری-موازی

چکیده انگلیسی

General preventive maintenance model for input components of a system, which improves the reliability to ‘as good as new,’ was used to optimize the maintenance cost. The cost function of a maintenance policy was minimized under given availability constraint. An algorithm for first inspection vector of times was described and used on selected system example. A special ratio-criterion, based on the time dependent Birnbaum importance factor, was used to generate the ordered sequence of first inspection times. Basic system availability calculations of the paper were done by using simulation approach with parallel simulation algorithm for availability analysis. These calculations, based on direct Monte Carlo technique, were applied within the programming tool Matlab. A genetic algorithm optimization technique was used and briefly described to create the Matlab's algorithm to solve the problem of finding the best maintenance policy with a given restriction. Adjacent problem, which we called ‘reliability assurance,’ was also theoretically solved, concerning the increase of the cost when asymptotic availability value conforms to a given availability constraint.

مقدمه انگلیسی

The evolution of system reliability depends on its structure as well as on the evolution of the reliability of its elements. The latter is a function of the element age on a system's operating life. Element ageing is strongly affected by maintenance activities performed on the system. Preventive maintenance (PM) consists of actions that improve the condition of system elements before they fail. PM actions such as the replacement of an element by a new one, cleaning, adjustment, etc. either return the element to its initial condition and the element becomes ‘as good as new’ or reduce the age of the element. In some cases, the PM activity does not affect the state of the element but ensures that the element is in operating condition. In this case the element remains ‘as bad as old.’ Optimizing the policy of preliminary planned PM actions is the subject of much research activities. In the past, the economic aspects of preventive and corrective maintenance have been extensively studied for monitored components in which failures are immediately detected and subsequently repaired. Far less attention has been paid to the economics of systems in which failures are dormant and detected only by periodic testing or inspections. Such systems are especially common in industrial safety and protection systems. For these kind of systems, both the availability evaluation models and the cost factors assessment differ considerably from those of monitored components [1]. This paper develops availability and cost models for systems with periodically inspected and maintained components subjected to some maintenance strategy. The aim of our research is to optimize, for each component of a system, the maintenance policy minimizing the cost function, with respect to the availability constraint such as A(t)≥A0, for all t, 0<t≤TM, and a given mission time TM. A genetic algorithm (GA) is used as an optimization technique. GA is used to solve the above-mentioned problem, i.e. to find the best maintenance policy using a simulation approach to assess the availability of the studied system. The solution comprises both the availability and the cost evaluation. Properties of the applied simulation program were intensively studied in Ref. [2]. The Matlab program was also successfully used in Ref. [3] for the reliability and availability optimization based on design of a Distribution Area System under Maintenance. New improvements of the simulation program focused on enhancing of computational efficiency were implemented into the program recently, including, e.g. a parallel computing algorithm. A similar optimization problem applied on series–parallel multi-state system was studied in Ref. [4] taking into account imperfect component PM actions. This model uses universal z-transform for reliability calculations (universal moment generating function) but the duration of the PM activity is neglected. In Ref. [4], the optimization procedure is also based on a heuristic GA. We propose in this paper to study the example from Ref. [4] and others to prove the efficiency of our model. This introduction is followed by seven sections, which present successively the PM model for general series–parallel systems, the problem formulation, the availability calculation based on simulation technique and analytic solution of the adjacent problem, the cost optimization technique (GA), the results and illustrative data, the result comments and a conclusion. Notations. WRV worst reliability value N total number of components View the MathML source first inspection time vector View the MathML source ordered first inspection time vector; T0(1)≤T0(2)≤⋯≤T0(N) View the MathML source solution vector of system component inspection periods TM mission time C(e(i,k)) cost of one inspection of ith component in the kth parallel subsystem A(t) system availability at the time t A0 availability constraint—lower limit

نتیجه گیری انگلیسی

This paper shows the efficiency of an optimization method to minimize the PM cost of series–parallel systems based on the time dependent Birnbaum importance factor and using Monte Carlo simulation and GAs. A theoretical approach based on the asymptotic availability value is also proposed. Starting from the results obtained for series–parallel systems, this approach can be extended to more complex systems, viz. no exponential failure rates, complex structures different than series–parallel ones, etc. according to the ability of the chosen methods (GA, simulation approach). Another extension seems possible: the improvement of the importance factor (other interesting importance factor should be studied), the study of other constraints than a minimal availability (minimal distance to the average availability), additional safety constraints, or more realist characteristics of the maintenance (imperfect maintenance, logistic delays). Also, other optimization methods would be developed and compared (simulated annealing for example) to the GA (present work or modified improved forms).

خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.