بهینه سازی قابلیت اعتماد سیستم سری- موازی در مساله تخصیص اجزای مازاد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اصفهان, اصفهان، ایران.

2 دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

چکیده
   یکی از روش های رایج در بهینه سازی قابلیت اعتماد سیستم، استفاده از اجزای مازاد می باشد. اثبات شده است که مساله تخصیص اجزای مازاد یک مساله np-hard است و شامل انتخاب اجزای مازاد برای بهینه سازی قابلیت اعتماد سیستم، براساس محدودیت-های از پیش تعیین شده می باشد. در این مقاله به ماکزیمم سازی قابلیت اعتماد سیستم سری-موازی، از طریق افزودن اجزای مازاد، براساس محدودیت وزن و هزینه پرداخته می شود. در تخصیص اجزای مازاد، فرض وجود چند نوع مختلف برای اجزا درنظر گرفته شده است، بدان معنا که علاوه بر تعیین تعداد اجزا ، لازم است از بین انواع حالت های امکان پذیر برای تخصیص، نوع جز مناسبی نیز انتخاب گردد. این مساله به صورت یک گراف سه سطحی مدل شده است که برای حل آن از الگوریتم اجتماع مورچگان استفاده می-شود. قدرت جست وجوی الگوریتم پشنهادی با ارایه یک روش جست وجوی محلی در همسایگی نقاط موجه افزایش یافته است و از یک تابع جریمه پویا برای هدایت پاسخ ها به سمت منطقه موجه استفاده می شود. کاربرد این الگوریتم، در بهینه سازی قابلیت اعتماد سیستم مکانیکی یک جعبه دنده نشان داده شده است. نتایج عددی حاصل از حل مسایل نمونه، کارآیی قابل ملاحظه الگوریتم پیشنهادی را نسبت به رویکرد پیشین نشان می دهد و در آن، علاوه بر ماکزیمم سازی قابلیت اعتماد، مقادیر وزن و هزینه مورد نیاز نیز حداقل می گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Reliability Optimization of Series-Parallel Systems in the Redundant Component Allocation Problem

نویسندگان English

Mahsa Khaksfardi 1
Gholamali Raeisi 1
Seyed Hamid Mirmohammadi 1
Mehdi Karbasian 2
1 .Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده English

One of the common approaches in system reliability optimization is the use of redundant components. It has been proven that the redundant component allocation problem is NP-hard and involves selecting redundant components to optimize system reliability based on pre-defined constraints. In this paper, the maximization of reliability in series-parallel systems is addressed by adding redundant components subject to weight and cost constraints. In the allocation of redundant components, the existence of multiple types for each component is considered, meaning that in addition to determining the number of components, it is also necessary to select the appropriate type from the available options. This problem is modeled as a three-level graph, and an Ant Colony Optimization (ACO) algorithm is employed to solve it. The search capability of the proposed algorithm is enhanced by a local search method in the neighborhood of feasible points, and a dynamic penalty function is used to guide solutions toward feasible regions. The application of this algorithm is demonstrated in optimizing the reliability of a mechanical gearbox system. Numerical results obtained from solving sample problems indicate the considerable efficiency of the proposed algorithm compared to previous approaches, achieving not only the maximization of reliability but also minimizing the required weight and cost.




 

 




 

کلیدواژه‌ها English

Reliability Optimization
Redundant Components
Ant Colony Optimization
Multiple Component Selection
دوره 1، شماره 1
زمستان 1390
صفحه 21-27