reliability
در نشریات گروه صنایع-
هدف
هدف این تحقیق، بهینه سازی استراتژی های دفاع و حمله در سیستم های حساس با ساختار سری-موازی و اجزای مجازی، با بهره گیری از رویکرد تئوری بازی است. در این چارچوب، مدافع با محدودیت منابع و مهاجم با هدف بیشینه سازی خسارات روبرو هستند.
روش شناسی پژوهشبرای دستیابی به تعادل بهینه بین استراتژی های مهاجم و مدافع، یک مدل ریاضی مبتنی بر نظریه بازی ها توسعه یافته است. این مدل ویژگی هایی نظیر اجزای غیرهمگن، ساختارهای قابلیت اطمینان سری-موازی، استفاده از اجزای آماده به کار فعال و سرد و ایجاد اهداف مصنوعی برای فریب مهاجم را در نظر می گیرد. همچنین، یک مدل غیرخطی برای بهینه سازی دفاع ارایه شده است.
یافته هامدل پیشنهادی قادر است تعادل نش در استراتژی های دفاع و حمله را شناسایی کرده و ترکیب بهینه ای از تخصیص منابع دفاعی، استقرار اهداف مجازی، و مکانیزم های افزونگی فعال را تعیین نماید. نتایج عددی موثر بودن استفاده هم زمان از اهداف مصنوعی و اجزای آماده به کار در افزایش قابلیت اطمینان سیستم را تایید می کنند.
اصالت/ارزش افزوده علمیبرای نخستین بار، این مطالعه تلفیقی نوآورانه از تئوری قابلیت اطمینان، استراتژی های دفاعی مبتنی بر فریب و نظریه بازی ها را برای طراحی سیستم های حساس ارایه می دهد. مدل توسعه یافته، توانایی تحلیل هم زمان رفتار مهاجم و مدافع در محیطی با عدم قطعیت بالا را فراهم می آورد.
کلید واژگان: قابلیت اطمینان، تئوری بازی ها، استراتژی آمیخته، ساختار سری-موازی، اهداف مجازی، اجزای آماده به کار سرد و فعال، احتمال شکست حملهPurposeThe objective of this research is to optimize defense and attack strategies in sensitive systems with series-parallel structures and virtual components using a game theory approach. In this framework, the defender faces resource constraints, and the attacker aims to maximize losses.
MethodologyTo achieve the optimal balance between the attacker and defender strategies, a mathematical model based on game theory is developed. This model considers features such as heterogeneous components, series-parallel reliability structures, the use of active and cold standby components, and the creation of artificial targets to deceive the attacker. Also, a nonlinear model is presented for defense optimization.
FindingsThe proposed model is able to identify Nash equilibrium in defense and attack strategies and determine the optimal combination of defense resource allocation, virtual target deployment, and active redundancy mechanisms. Numerical results confirm the effectiveness of the simultaneous use of artificial targets and standby components in increasing system reliability.
Originality/ValueFor the first time, this study presents an innovative integration of reliability theory, deception-based defense strategies, and game theory for the design of sensitive systems. The developed model provides the ability to simultaneously analyze the behavior of the attacker and the defender in an environment with high uncertainty.
Keywords: Reliability, Game Theory, Mixed Strategy, Series-Parallel Structure, Virtual Targets, Cold, Active Standby Components, Attack Failure Probability -
هدف
این مقاله به منظور ارایه مدلی نوآورانه برای بهینه سازی هم زمان تخصیص افزونگی و تعمیر و نگه داری مبتنی بر شرایط در سیستم های سری-موازی با اشتراک بار طراحی شده است. هدف اصلی مدل، تعیین سطح بهینه افزونگی به گونه ای است که هم هزینه ها کاهش یابد و هم محدودیت های قابلیت اطمینان سیستم رعایت شود.
روش شناسی پژوهش:
در این پژوهش، وابستگی های تصادفی بین اجزای سیستم با استفاده از مدل مخاطره متناسب و نرخ خرابی دستکاری شده در نظر گرفته شده اند تا قابلیت اطمینان به طور دقیق ارزیابی گردد. علاوه بر این، با استفاده از ماتریس های احتمال انتقال، حد کنترل بهینه برای نگه داری هر زیرسیستم تعیین شده و سیستم به طور دوره ای بازرسی می شود. مدل پیشنهادی با نرم افزار مطلب حل شده و عملکرد آن در چهار سناریو مختلف موردبررسی قرارگرفته است: 1- مدل پایه بدون تخصیص افزونگی و وابستگی تصادفی، 2- تخصیص افزونگی بدون وابستگی تصادفی، 3- وابستگی تصادفی بدون افزونگی و 4- مدل پیشنهادی.
یافته هانتایج نشان می دهند که مدل پیشنهادی تعادلی بهینه بین هزینه ها و قابلیت اطمینان برقرار کرده و هزینه های خرابی و نگه داری را کاهش داده است. در مقایسه با سناریوهای مختلف، مدل پیشنهادی عملکرد بهتری در بهینه سازی هزینه ها و افزایش قابلیت اطمینان نشان داده است. یافته ها هم چنین بر اهمیت هم زمان در نظر گرفتن وابستگی های تصادفی و تخصیص افزونگی برای بهبود عملکرد سیستم تاکید دارند.
اصالت/ارزش افزوده علمی:
این تحقیق برای نخستین بار مدلی را ارایه می دهد که وابستگی های تصادفی و تخصیص افزونگی را به صورت هم زمان در سیستم های سری-موازی با اشتراک بار موردبررسی قرار می دهد. این مدل به طور قابل توجهی به بهبود عملکرد سیستم و کاهش هزینه های خرابی و نگه داری کمک می کند و بر اهمیت در نظر گرفتن هم زمان این دو عامل در بهینه سازی سیستم های مهندسی پیچیده تاکید دارد.
کلید واژگان: تخصیص افزونگی، تعمیر و نگه داری مبتنی بر شرایط، سیستم سری-موازی، قابلیت اطمینان، مدل مخاطره متناسبPurposeThis paper presents an innovative model for the simultaneous optimization of redundancy allocation and condition-based maintenance in series-parallel load-sharing systems. The primary objective of the model is to determine the optimal level of redundancy so that costs are minimized while system reliability constraints are met.
MethodologyIn this research, stochastic dependencies between system components are considered using the proportional hazards model and tempered failure rates to assess reliability accurately. Additionally, transition probability matrices are used to determine the optimal maintenance limits for each subsystem, and periodic inspections are performed. The proposed model is solved using MATLAB, and its performance is evaluated under four different scenarios: 1) a baseline model without redundancy or stochastic dependencies, 2) redundancy allocation without stochastic dependencies, 3) stochastic dependencies without redundancy, and 4) the proposed model.
FindingsThe results show that the proposed model achieves an optimal balance between cost and reliability, reducing both failure and maintenance costs. Compared to the various scenarios, the proposed model demonstrates superior performance in optimizing costs and enhancing reliability. The findings also emphasize the importance of simultaneously considering stochastic dependencies and redundancy allocation to improve system performance.
Originality/Value:
This research introduces a novel approach by simultaneously considering stochastic dependencies and redundancy allocation in series-parallel load-sharing systems. The proposed model significantly improves system performance and reduces failure and maintenance costs. It underscores the importance of integrating these two factors in optimizing complex engineering systems.
Keywords: Redundancy Allocation, Condition-Based Maintenance, Series-Parallel System, Reliability, Proportional Hazards Model -
هدف
با توجه به اهمیت بالای برآورد دقیق قابلیت اطمینان موتورهای دیزل در صنایع، این تحقیق به دنبال ارایه مدلی است که با لحاظ کردن عوامل محیطی موثر به ویژه ذرات فرسایشی در روغن موتور دقت محاسبه قابلیت اطمینان را نسبت به مدل های کلاسیک مبتنی بر زمان بین خرابی ها افزایش دهد. هدف اصلی پژوهش، استفاده از مدل های مبتنی بر فاکتورهای ریسک برای تحلیل جامع تر و دقیق تر عملکرد موتورهای دیزل است.
روش شناسی پژوهش:
در این مطالعه از مدل خطرات نسبی به منظور تحلیل قابلیت اطمینان موتورهای دیزل استفاده شده است. داده های مورد استفاده شامل اطلاعات مربوط به ذرات فرسایشی موجود در روغن موتور بودند. برای آزمون فرض متناسب بودن، از آزمون هارل و لی (نسخه اصلاح شده آزمون باقی مانده های شوئنفلد) استفاده شد. سپس ضرایب مدل از طریق آزمون والد اعتبارسنجی و قابلیت اطمینان برای دو گروه موتور با شرایط متفاوت محاسبه گردید.
یافته هانتایج تحقیق نشان داد که لحاظ کردن فاکتورهای ریسک، مانند سطح ذرات فرسایشی در روغن موتور، موجب افزایش دقت در برآورد قابلیت اطمینان موتورهای دیزل می شود. به طور خاص مشخص شد که سن، وضعیت تعمیرات و شرایط عملیاتی تاثیر معناداری بر قابلیت اطمینان دارند به گونه ای که موتورهای فرسوده سریع تر به سطح پایین تری از قابلیت اطمینان می رسند. مدل پیشنهادی با فراهم سازی تحلیلی دقیق تر، می تواند ابزار موثری برای بهینه سازی زمان بندی تعمیرات و پیشگیری از خرابی های ناگهانی در سیستم های صنعتی باشد.
اصالت/ارزش افزوده علمی:
تمایز اصلی این تحقیق در تلفیق داده های کیفی مرتبط با وضعیت داخلی موتور (ذرات فرسایشی در روغن) با مدل های آماری پیشرفته PHM است که در تحقیقات پیشین کمتر مورد توجه قرار گرفته اند. این رویکرد با ایجاد پیوند بین تحلیل داده های شرایط عملکردی و تحلیل قابلیت اطمینان، افق های جدیدی در برنامه ریزی نگهداری مبتنی بر وضعیت فراهم می کند.
کلید واژگان: قابلیت اطمینان، مدل خطرات نسبی، پایش وضعیت موتور دیزل تحلیل روغن، توزیع ویبول، ارزیابی وضعیت عملیاتی موتور دیزلPurposeThis study aims to improve diesel engine reliability estimation by using a risk-based model that incorporates key environmental factors, especially wear particles in engine oil, for more accurate analysis than traditional time-based methods.
MethodologyThe Proportional Hazards Model (PHM) was used to assess engine reliability based on wear particles in oil. The Harrell and Lee test checked model assumptions, and the Wald test validated coefficients. Reliability was then compared across two engine groups under different conditions.
FindingsThe study's results showed that incorporating risk factors, such as the level of wear particles in engine oil, increases the accuracy of reliability estimation for diesel engines. Specifically, it was found that engine age, maintenance status, and operational conditions significantly impact reliability, such that worn-out engines reach lower levels of reliability more quickly. The proposed model, by providing a more precise analysis, can serve as an effective tool for optimizing maintenance scheduling and preventing unexpected failures in industrial systems.
Originality/Value:
This research's primary distinction lies in the integration of qualitative data related to the internal condition of the engine (wear particles in oil) with advanced statistical models of PHM, which has been less addressed in previous studies. This approach, by creating a link between condition-based data analysis and reliability analysis, opens new horizons for condition-based maintenance planning.
Keywords: Reliability, Proportional Hazards Model, Condition Monitoring Of Diesel Engines, Oil Analysis, Weibull Distribution, Operational Condition Assessment Of Diesel Engines -
International Journal of Research in Industrial Engineering, Volume:14 Issue: 1, Winter 2025, PP 129 -151The common presuppositions and limitations regarding the Resource Constrained Project Scheduling Problem (RCPSP) were investigated in addition to their reliability in modeling in order to investigate the possibility of availability of renewable resources using a new attitude. The objective of modeling RCPSP was the quantification of total costs and minimization of delays in projects. Hence, in order to mathematically model RCPSP, the first non-linear complex integer math programming was transformed into a linear programming model using the features of exponential functions. To solve the final linear math problem, some experimental examples were designed in different dimensions aiming to study the performance and efficiency of the designed model. For solving low-dimension problems, the exact (epsilon) constraint multi-objective optimization method was used in the Lingo software. A meta-heuristic algorithm called NSGA-II was employed to find solutions for high-dimension problems that the Exact method could not solve. The results of using these algorithms and the statistical analysis (with 95% reliability) indicated that the performance was suitable for the Genetic Algorithm (GA). The calculation error between the Exact method and the meta-heuristic method for the three target categories of total cost, time delay, and reliability was calculated based on the obtained results. The number of errors in calculating the total cost was 26%, 19%, and 5%, respectively. Also, the delay objective function error was equal to 28%, 24%, 12 %, and 14%, respectively. Finally, the reliability objective function error value was equal to 8%, 3%, 29%, and 36%, respectively. Accordingly, it can be concluded that this meta-heuristic algorithm (GA) has more efficiency and more apposite performance for the recommended model compared with the Exact optimization software. The use of the math model designed in this study can result in decreasing the time delays in projects and the costs of scheduling problems, as well as increasing the reliability in multi-mode activities.Keywords: Project Scheduling, Restrained Resources, Time Delays, Reliability, Multi-Mode Activities
-
International Journal of Research in Industrial Engineering, Volume:14 Issue: 1, Winter 2025, PP 86 -98
The supplier is a crucial component of the supply chain, with the supply chain encompassing vendor management. Selecting an industry-appropriate supplier involves assessing the supplier's performance. This selection process not only satisfies customer requirements and generates profit for the organization but also ensures compliance with all defined supplier attributes. The task of choosing an appropriate supplier is essential and can often be challenging. The objectives of the supply chain include enhancing productivity, reducing costs, and meeting the demands of emerging markets. This thesis introduces the concept of relative reliability risk assessment, particularly for new suppliers. Measuring performance is critical for vendor selection, as failure to do so can negatively impact the organization's reputation. The paper employs a four-tier method establishing a functional structure, applying the Analytical Hierarchical Process (AHP), utilizing the entropy method, and organizing alternative functionality graphs. The model's effectiveness is demonstrated through empirical case studies and comparisons with traditional supplier selection methods, showcasing its capability to manage uncertainty and improve decision accuracy.Multiple alternatives and criteria are considered to facilitate the decision-making process for selecting suitable vendors. The AHP is utilized for multi-attribute decision-making among various vendors, effectively addressing the inherent biases, vagueness, and subjectivity in human decision-making. The Eigenvalue of the AHP is calculated in Excel using specific formulas, with the consistency index being determined each time. The entropy method is applied to calculate the weights of different attributes, which are then used to compute the Relative Reliability Risk Index. The alternative functionality graph displays the strengths and weaknesses of all alternatives concerning multiple attributes. A real-life case study demonstrating the application of Multiple Attribute Decision Making (MADM) with the proposed method is presented in this paper. The suggested model offers valuable insights for practitioners aiming to enhance supplier selection strategies and boost overall supply chain performance.
Keywords: Reliability, Analytical Hierarchical Process, Relative Reliability Risk Index, Alternative Functionality Graphs, Multiple Attribute -
مدل سازی ریاضی برای مساله برنامه ریزی تولید با درنظر گرفتن قابلیت اطمینان در یک شرکت قطعه سازی خودرو
در زمینه ی مساله تشکیل سلول، مقالات و تحقیقات اندکی به خرابی یا قابلیت اطمینان ماشین ها پرداخته اند. عموما در مساله تشکیل سلول فرض براین است که اکثر ماشین ها 100 درصد قابل اطمینان هستند، با این وجود در مسائل واقعی چنین اتفاقی نمی افتد. خرابی ماشین ها می تواند به شدت بر عملکرد سیستم تاثیر بگذارد و باعث می شود کارها در تاریخ مقرر انجام نپذیرد. سیستم تولید سلولی، یکی از فلسفه های فناوری گروهی است که با تقسیم یک سیستم بزرگ به چندین زیرسیستم کوچک، کنترل و مدیریت سیستم تولید را تسهیل می کند. هدف از پژوهش حاضر، ارائه یک مدل برنامه ریزی ریاضی برای مساله برنامه ریزی تولید در واحدهای صنعتی با درنظر گرفتن قابلیت اطمینان است که شرایط استفاده از مسیر های جایگزین برای قطعات را ایجاد می نماید و منجربه کمینه سازی هزینه های ازدست رفته و همچنین هزینه های نگهداری و تعمیرات می شود. ازآنجائی که مساله پیشنهادی از نوع چندجمله ای غیرقطعی سخت است برای حل مدل پیشنهادی از الگوریتم ژنتیک استفاده می شود. مدل ریاضی ارائه شده با حداقل کردن هزینه های خرابی ماشین ها باعث کاهش هزینه های سیستم، نگهداری و تعمیرات، و حرکات بین و درون سلولی گردید.
کلید واژگان: سیستم تولید سلولی، برنامه ریزی تولید، بهینه سازی ریاضی، قابلیت اطمینان، الگوریتم ژنتیکJournal of Industrial Engineering Research in Production Systems, Volume:12 Issue: 24, 2025, PP 5 -15A few studies have addressed the failure or reliability of machines regarding cell formation problems. The general assumption in cell formation is that most machines are 100% reliable; however, they are not in a practical situation. Machine failure can severely affect the system performance and cause a delay in the scheduled date. A cellular manufacturing system is a philosophy among group technology ones, which is controlled by dividing a large system to multiple smaller sub-systems and facilitate manufacturing system management. This study presents a mathematical programming model for production planning problems in industrial units with reliability that prepares the conditions to utilize alternative routes for parts, which minimizes the lost costs along with maintenance costs. Since the considered problem is an NP-hard one, a genetic algorithm is used to solve the model. The presented mathematical model minimizes system costs, and the costs related to intra- and inter-cellular movements and maintenance by minimizing the costs of machine failures.
Keywords: Cellular Manufacturing System, Production Planning, Mathematical Optimization, Reliability, Genetic Algorithm -
Energy management changes the electricity consumption pattern of customers. This change is done to achieve the optimal consumption curve. Using energy management, by reducing consumption in periods, besides the appropriate load curve, it reduces the cost of operation and planning. Electricity supply in traditional networks is done by large power plants that are concentrated in certain places. The generated energy must be transferred to consumption points by transmission and distribution networks. The above-mentioned power system has many problems, among which we can mention the decrease in reliability and availability due to the wear and tear of the electrical system infrastructures and the imposition of high costs of losses in the energy transmission to the load points. In other words, management includes a set of activities that affect the pattern and amount of consumer load. Basically, consumption management programs aim to achieve various goals, the most important of which are improving the efficiency of energy systems, increasing the load factor, reducing the need for investment to build and postponing the construction of new power plants, reducing the effects harming the environment, reducing the cost of electricity supply to customers, compensating for the shortage of supply and reducing the excess demand for electricity, improving the reliability and quality of power, promoting the development of energy economy, creating a culture of saving and effective support for customers pointed out.Keywords: Energy Management, Micro Grid, Reliability, Cost Reduction, Supply, Excess Demand Reduction Of Electricity
-
In the current study, the investigation of the secure communication network for the reliable use of micro-grids in the power grid has been investigated. Micro grid will have many benefits for both consumers and electricity companies. From the consumer's viewpoint, the micro grid has the ability to provide electricity and heat at the same time, increase reliability, reduce greenhouse gas emissions, improve quality, and from the viewpoint of power companies, the use of micro grids reduces consumption demand and therefore reduces the facilities for the development of transmission lines and in addition to That factor will be the removal of peak consumption points, which will also reduce network losses. On the other hand, the existence of distribution networks that are fed only through these transmission networks always exposes these networks to blackout and instability. One of the upcoming solutions to overcome these problems is the use of scattered energy sources. The limitation of fossil fuels and air pollution is one of the main incentives for the development of this technology. Producing electricity near the place of consumption, in addition to reducing losses in the system, can create more flexibility to provide various services to consumers. One of the methods of aggregating scattered production resources is a new concept called micro grid. During disruption and chaos in the network, the micro grid is separated from the distribution network and the island resulting from the disturbance in the power network is isolated.Keywords: Communication Network, Reliability, Micro Grid, Power Grid, Isolated Electricity
-
امروزه پیشرفت روز افزون در فناوری، گسترش و توسعه نیازهای بشر به تکنولوژی های پایدار سبب شده تا توجه به انرژی الکتریکی بیش از گذشته در مرکز توجه قرار گیرد. از این رو افزایش قابلیت اطمینان در سیستم های الکتریکی در صنعت برق بسیار حائز اهمیت می باشد. هدف از این پژوهش ارائه مدل ریاضی جهت محاسبه و افزایش قابلیت اطمینان در شبکه توزیع برق قدرت می باشد. این پژوهش از نظر هدف و نتایج، کاربردی و از منظر روش و ماهیت اجرا مبتنی بر پژوهش عملیاتی است که با بهره گیری از مدل سازی ریاضی و با استفاده از نرم افزار پایتون بر اساس داده هایی در بازه زمانی 1398 تا 1402 انجام شده است. یافته ها نشان می دهد پارامترهایی نظیر دژنکتور ها، باسبارهای فشار قوی و فشار ضعیف، ترانس های قدرت 20 کیلو ولت به 400 ولت، کابل های ارتباطی، خازن ، ژنراتور و یو پی اس در محاسبه قابلیت اطمینان این شبکه از اهمیت بالاتری برخوردار هستند. از این رو با عنایت به هدف و محدودیت های متناظر با هر پارامتر مدل ریاضی مناسب ارائه شده است. نتایج نشان می دهد پس از 50 تکرار و شبیه سازی، خط فوق اضطراری از بین چهار فیدرخروجی دارای اهمیت و رتبه بالاتری در قابلیت اطمینان می باشد. ضمنا بر اساس مدل ارائه شده مشاهده شده است کل خط بیست کیلوولت تحت بررسی دارای 0.67 درجه از قابلیت اطمینان می باشد. نتایج این تحقیق می تواند مبنای مناسبی جهت اجرای پروژه های پژوهشی و عملیاتی در شبکه های گسترده شعاعی در صنعت برق به شمار آید.
کلید واژگان: قابلیت اطمینان، شبکه قدرت، سیستم های الکتریکیToday, the increasing progress in technology, the expansion and development of human needs for sustainable technologies have caused attention to electric energy to be in the center of attention more than in the past. Therefore, increasing the reliability of electrical systems in the power industry is very important. The purpose of this research is to provide a mathematical model to calculate and increase reliability in the power distribution network. This research is practical in terms of its purpose and results, and in terms of the method and nature of implementation, it is based on operational research that was conducted using mathematical modeling and using Python software based on data from 1398 to 1402. The findings show that parameters such as generators, high pressure and low pressure busbars, 20 kV to 400 V power transformers, communication cables, capacitors, generators and UPS are more important in calculating the reliability of this network. Therefore, according to the purpose and the corresponding limitations, a suitable mathematical model has been presented for each parameter. The results show that after 50 repetitions and simulations, the ultra-emergency line has a higher importance and rank in reliability among the four output feeders. Also, based on the presented model, it has been observed that the entire 20 kV line under investigation has 0.67 degrees of reliability. The results of this research can be considered as a suitable basis for the implementation of research and operational projects in wide radial networks in the electricity industry.
Keywords: Reliability, Power Transmission, Electrical Systems -
Journal of Optimization in Industrial Engineering, Volume:18 Issue: 1, Winter and Spring 2025, PP 91 -113
The purpose of this work is to look into some of the dependability aspects of measuring the effectiveness of a four-subsystem serial system. Subsystem 1 has one unit in series with other subsystems, subsystem 2 has three units in parallel, subsystem 3 has three units in parallel, and subsystem 4 has three units in parallel. In a series configuration, both subsystems are connected partially and completely failing the system is a possibility. The partial failure mode is thought to have left the system in a degraded state, whereas the total failure mode causes the system to stop functioning. Failures are assumed to follow an exponential distribution, whereas repair is assumed to follow one of the general or Gumbel-Hougaard family copulas. The system is investigated using an extra variable and the Laplace transform. Profit analysis was derived by utilizing dependability parameters such as availability, reliability, and Mean Time to Failure (MTTF). The system has been investigated throughout the project. The computed results were displayed in a graph, and the value of the analysis was conveyed in the conclusion section. The analysis of tables and figures highlights the effectiveness and applicability of both the copula approach and the general repair framework. Notably, the copula-based repair method exhibits superior reliability, availability, and profitability compared to the general repair framework. Furthermore, the findings aid pump decision-makers in anticipating future advances in pump performance, ensuring the safe and reliable operation of water pumps. It can also be employed in additional applications that require greater head and flow pumps.
Keywords: Availability, Serial, Reliability, System, Sensitivity -
This study introduces a novel Copula-Driven Framework (CDF) specifically designed to enhance the reliability and performance of serial systems, which play vital roles in various industrial processes. Effective operation of serial systems is paramount for overall system performance. However, traditional methods of reliability assessment and optimization tend to treat system components as independent entities, disregarding potential synergies and correlations among them. The CDF proposed in this research harnesses Copula theory to accurately model and analyze these interdependencies. It initiates by establishing a Copula-based dependency structure among the critical components of the serial system, considering both the strength and directionality of correlations. This comprehensive modelling approach enables the CDF to unveil hidden relationships that significantly impact system reliability and performance, often overlooked in conventional methodologies. By incorporating copula-derived dependencies, the framework facilitates the identification of the most effective repair policies aimed at optimizing system performance. This innovative approach offers a more holistic perspective, ensuring that critical interconnections within the system are accounted for, thus enabling more accurate reliability assessments and enhanced performance optimization strategies.
Keywords: Reliability, Maintenance, Serial, Redundancy -
This study presents stochastic model for analysing the behaviour of complex computer network comprises of cloud server, two load balancers, fog node and clients. Moreover, coverage factor and two other repair rate are incorporated between failed, partial and perfect state.The main objective of this research is to determine the reliability measures of series-parallel computer network with fault tolerant device. For this reason,four different techniques are explored, namely general repair, coverage, copula, copula-coverage. All the rates of failure are constant and subsequently assumed to follow exponential distribution while the rates of repair follow General and Gumbel-Hougaard family copula distributions. The computer network is modelled as a finite Markov Process. To assess reliability of the computer network a system of first order partial differential equations are derived from the transition diagram and solved using Laplace transforms and supplementary variables technique. Time-dependent measures of reliability such as mean time to failure (MTTF), availability, cost analysis, sensitivity analysis and reliability were obtained by Laplace transforms and supplementary variables technique. This research work provides comparative analysis for measures of reliability using technique stated above, while detail result referring to which techniques make the computer network more reliable was developed. However, numerical simulations are explored to validate the analytical results.
Keywords: Reliability, Computer Network, Cloud Server, MTTF, Sensitivity -
هدف
هدف این پژوهش طراحی شبکه زنجیره تامین محصولات زراعی فسادپذیر است. علاوه بر این، خطر اختلال در بخش تولید و استراتژی حفاظت برای افزایش قابلیت اطمینان شبکه در نظر گرفته شده است. هدف مدل پیشنهادی بیشینه سازی سود کل زنجیره تامین ضمن در نظر گرفتن زمان ارسال محصولات به مصرف کنندگان است.
روش شناسی پژوهش:
در این تحقیق، یک مدل برنامه ریزی غیرخطی عدد صحیح مختلط برای بهینه سازی طراحی شبکه زنجیره تامین محصولات زراعی پیشنهاد شده است. به منظور اثبات کاربردی بودن مدل ارایه شده، مطالعه موردی واقعی در ایران پیاده سازی شده است.
یافته هانتایج و تحلیل حساسیت مدل حاکی از این موضوع هستند که با داشتن برنامه ریزی کاشت و برداشت، ضمن بهینه سازی میزان سود زنجیره می توان به خوبی پاسخگوی نیاز جامعه برای محصول مدنظر بود. هم چنین، در نظر گرفتن اختلالات و حفاظت از محصولات، ما را به شرایط دنیای واقعی نزدیک تر نموده و مقدار ضایعات و آثار سوء محیط زیستی مربوطه را کاهش می دهد.
اصالت/ارزش افزوده علمی:
کشاورزی یکی از مهم ترین بخش های تاثیرگذار در اقتصاد هر کشور است که نقش مهمی در استقلال سیاسی و اقتصادی آن ایفا می کند. تقاضای جهانی روبه رشد برای تامین غذای جمعیت انسان ها موجب افزایش قابل توجه کشت و زراعت شده است. بااین وجود می بایست میزان و زمان تولید با میزان تقاضای محصولات همخوانی داشته و از کمبود یا مازاد محصولات جلوگیری نمود. با توجه به این که در حال حاضر برنامه ریزی جامعی برای تولید محصولات زراعی فسادپذیر در کشور وجود ندارد، ضرورت مطالعه مدل های زنجیره تامین در بخش کشاورزی و به طور خاص تولید و توزیع محصولات زراعی فسادپذیر ایجاد می گردد. در این رابطه، طراحی شبکه زنجیره تامین محصولات یادشده از کاشت تا توزیع در این مطالعه ارایه شده است.
کلید واژگان: ریسک اختلال، طراحی شبکه زنجیره تامین، فسادپذیری، قابلیت اطمینان، محصولات زراعیPurposeThe purpose of this research is to design a perishable crops supply chain network. Furthermore, the disruption risk in the production sector and the protection strategy are considered to increase the reliability of the network. The goal of the proposed model is to maximize the total profit of the supply chain while considering the time to send the products to the consumers.
MethodologyIn this research, a mixed-integer non-linear programming model is proposed to optimize crops supply chain network design. Moreover, a real case study has been implemented in Iran to prove the applicability of the addressed model.
FindingsThe results and sensitivity analysis of the mathematical model indicate that by planning the planting and harvesting While optimizing the chain's profit, it is possible to respond well to society's product demand. Moreover, considering the disruptions and protection of products brings us closer to real-world conditions and reduces the amount of waste and related adverse environmental effects.
Originality/Value:
Agriculture is one of the most important and influential sectors in the economy of any country, it plays a vital role in its political and economic independence. The growing global demand to provide food for the human population has caused a significant increase in cultivation. However, the amount and time of production should be consistent with the amount of product demand and avoid a shortage or excess of products. Considering that there is currently no comprehensive planning for the production of perishable crops in the country, the necessity of studying supply chain models in the agricultural sector and specifically the production and distribution of perishable crops is created. In this connection, the design of the supply chain network of the mentioned products from planting to distribution is presented in this study.
Keywords: Disruption Risk, Supply Chain Network Design, Perishability, Reliability, Crops -
هدف
در این پژوهش یک مساله طراحی شبکه زنجیره تامین حلقه بسته به صورت چندمحصولی و چنددوره ای با سه هدف سودآوری، مسئولیت پذیری اجتماعی و قابلیت اطمینان تحت شرایط عدم قطعیت مدنظر قرار گرفته است.
روش شناسی پژوهشاز اعداد فازی مثلثی برای پارامترهای غیرقطعی و از رویکرد برنامه ریزی امکانی استوار با مقیاس Me برای مقابله با محدودیت های فازی استفاده شده است. رویکرد پیشنهادی نیاز به بررسی تکراری توسط تصمیم گیرندگان را با ارایه انتخاب های نامحدودی از طیف خوش بینی-بدبینی مرتفع کرده است. مدل ریاضی توسعه یافته در این پژوهش از نوع برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط است که برای حل آن و یافتن جواب های بهینه پارتو، روش محدودیت اپسیلون تقویت شده (AEC) در نرم افزار GAMS پیاده سازی شده است.
یافته هاصحت عملکرد کلی مدل پیشنهادی با چهار نمونه (بر اساس ضرایب توابع هدف) از یک مطالعه موردی در صنعت آلومینیوم مورد ارزیابی قرار گرفته است. تحلیل حساسیت پارامتر تقاضا نشان داد که مدل پیشنهادی با افزایش تقاضا به سود اقتصادی بیش تر، مسئولیت پذیری اجتماعی کم تر و قابلیت اطمینان کم تر دست یافته است.
اصالت/ارزش افزوده علمیتغییرپذیری فضای موجه تصمیم در مقیاس Me از طریق امکان تبادل میان تابع هدف و سطح ریسک پذیری مدیران به حل انعطاف پذیرتر و نزدیک به واقعیت مساله طراحی شبکه زنجیره تامین کمک کرده است.
کلید واژگان: پایداری، قابلیت اطمینان، شبکه زنجیره تامین حلقه بسته، برنامه ریزی امکانی استوارPurposeIn this research, a multi-product and multi-period closed-loop supply chain design problem with three objectives of profitability, social responsibility, and reliability under uncertain conditions has been considered.
MethodologyTriangular fuzzy numbers have been used for non-deterministic parameters, and a robust probabilistic programming approach with the Me scale has been used to deal with fuzzy constraints. The proposed approach eliminates the need for iterative consideration by decision-makers by providing unlimited choices from the optimism-pessimism spectrum. The mathematical model developed in this research is of mixed integer linear programming type, which is implemented in GAMS software to solve it and find Pareto optimal solutions.
FindingsThe accuracy of the overall performance of the proposed model has been evaluated with four examples (based on the coefficients of the objective functions) from a case study in the aluminium industry. The sensitivity analysis of the demand parameter showed that the proposed model achieved more economic profit, less social responsibility, and less reliability with increasing demand.
Originality/ValueThe variability of the justified decision space in the Me criterion has helped to solve the supply chain network design problem more flexibly and closer to reality through the possibility of exchange between the objective function and the risk-taking level of the managers.
Keywords: Sustainability, Reliability, Closed-Loop Supply Chain Network, Robust Possibilistic Programming -
یکی از رویکر دهای نوین در زمینه زنجیره تامین، سیاست مدیریت موجودی توسط فروشنده است. هدف در این سیاست ارتباط درازمدت خرده فروش و فروشنده است. لازمه رابطه درازمدت فروشندگان با خرده فروشان، انتخاب خرده فروشانی است که بتوانند بیشترین معیارها را از نظر فروشندگان برآورده سازند و از قابلیت اطمینان قابل توجهی برخوردار باشند. در این مقاله یک زنجیره تامین دو سطحی با چند خرده فروش و چندفروشنده با ترکیبی از روش های تصمیم گیری چند معیاره و برنامه ریزی چند هدفه تحت سیاست مدیریت موجودی توسط فروشنده توسعه داده شده است. مدل توسعه داده شده به گونه ای است که به منظور برقراری رابطه درازمدت و کاهش هزینه های زنجیره تامین، هر خرده فروش فقط با یک فروشنده می تواند مشارکت داشته باشد. به طور کلی هدف از پژوهش حاضر کمینه کردن هزینه ها، افزایش قابلیت اطمینان خرده فروشان و انتخاب خرده فروشانی که برجستگی نسبی نسبت به دیگر خرده فروشان دارند، است. بدین منظور به ازای هر فروشنده یک فرایند تحلیل سلسله مراتبی انجام شده است و وزن خرده فروشان نسبت به فروشندگان محاسبه شد. پس از آن وزن های به دست آمده تحت ورودی های مدل سه هدفه طراحی شده به مدل وارد شد. مدل پیشنهادی با در نظر گرفتن ترکیبی از معیارهای کیفی و کمی در برگزیدن خرده فروشان در سیاست مدیریت موجودی توسط فروشنده، می تواند با توازن برقرار کردن بین معیارها ترکیبی از بهترین خرده فروشان را پیدا کند. به منظور تداوم رابطه درازمدت فروشنده با خرده فروشان، بهتر است فروشنده، معیارهای مهمی که در برگزیدن خرده فروشان ضروری است را در نظر بگیرد.کلید واژگان: مدیریت موجودی توسط فروشنده، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، انتخاب خرده فروش، قابلیت اطمینانOne of the novel approaches in supply chain management is Vendor-managed inventory (VMI). The aim of this policy is to establish a long-term relationship between retailers and vendors. The prerequisite for the long-term relationship of vendors with retailers is to select retailers who can meet the most criteria from the vendors' perspective and have a considerable level of reliability. In this paper, a two-tier supply chain with multiple retailers and multiple vendors has been developed using a combination of multi-criteria decision-making methods and multi-objective programming under the VMI policy. The developed model is such that, in order to establish long-term relationships and reduce supply chain costs, each retailer can only participate with one vendor. In general, the aim of the present study is to minimize costs, increase the reliability of retailers, and select retailers who have relative prominence compared to other retailers. To this end, a hierarchical analysis process (AHP) has been performed for each vendor, and the weights of retailers relative to the suppliers have been calculated. Then, the obtained weights were input into the three-objective model designed. The proposed model, considering a combination of qualitative and quantitative criteria in selecting retailers under VMI, can find a combination of the best retailers by balancing between the criteria. In order to maintain the long-term relationship of the vendor with the retailers, it is better for the vendor to consider important criteria that are necessary in selecting retailers.Keywords: Vendor-Managed Inventory (VMI), Analysis Hierarchical Process (AHP), Retailer Selection, Reliability
-
علیرغم اهمیت موضوع سازمان های با قابلیت اطمینان بالا، در کشور ما در حدکفایت به آن پرداخته نشده است. طراحی چارچوبهای علمی که امکان درک درست این سازمانها و سنجش و ارزیابی ابعاد گوناگون آنها را فراهم نماید در آگاهی وضعیتی سازمانها تعیین کننده می باشد. این تحقیق با هدف پاسخ به این نیاز، چارچوبی جامع برای ارزیابی بلوغ سازمان های با قابلیت اطمینان بالا ارائه می نماید. در این تحقیق از روش فراترکیب استفاده شده است که طی آن بر اساس روش هفت مرحله ای سندلوسکی و باروسو، مدلهای موجود مرتبط مورد بررسی قرار گرفته اند و در نهایت یک مدل پنج سطحی با رویکردی جامع طراحی گردیده است که در هرسطح آن، مشخصه های احراز سطح بلوغ ارائه گردیده است. این مدل می تواند مبنایی برای ارزیابی و تجزیه و تحلیل سطح بلوغ سازمان های با قابلیت اطمینان بالا و همچنین طراحی برنامه بهبود و توسعه این سازمانها باشد.
کلید واژگان: قابلیت اطمینان، سازمان های باقابلیت اطمینان بالا، مدل بلوغ قابلیت اطمینان، ارزیابی قابلیت اطمینانDespite the importance of High Reliability Organizations (HROs), it has not been sufficiently addressed in our country. The design of scientific frameworks that provide the possibility of a correct understanding of these organizations and the measurement and evaluation of their various dimensions is decisive in the situational awareness of organizations and the possibility of effective organizational decisions and the presentation of improvement programs. With the aim of answering this need, this research provides a comprehensive framework for evaluating the maturity of High Reliability Organizations. In this research, a Meta-Synthesis method has been used, during which, based on the seven-step method of Sandelowski and Barroso, related sources and models have been examined and analyzed, and finally, a five-level model with a comprehensive approach has been designed. At each level, the characteristics of achieving the maturity level are presented. This model can be a basis for evaluating and analyzing the maturity level of High Reliability Organizations, as well as designing improvement and development programs for these organizations.
Keywords: Reliability, High Reliability Organizations, Reliability Maturity Model, Reliability Assessment -
This study develops warranty cost models for repairable products subject to Lemon Laws, encompassing Critical and Non-Critical components forming a multi-component system. Failures can arise naturally or be induced by other components (i.e., failure interaction), defining a lemon if recurrent failures reach a threshold (k) during the warranty period. A lemon declaration triggers a refund or replacement by the manufacturer. Four warranty cost models are proposed from the manufacturer's standpoint, considering failure mechanisms. Increasing failure thresholds in the warranty scheme substantially decreases warranty cost rates. For instance, a threshold (k) of 5 in refund and replacement schemes yields the lowest cost rates of 33.7159 and 25.8249, respectively. Failure interactions escalate total warranty costs; for instance, in a refund scheme (k = 5), costs with failure interaction reach 31.0169 compared to 28.7603 without. Similar trends apply to replacement schemes. Moreover, a lower warranty cost rate will extend the period, indicating regulation fulfillment due to a closer warranty period to the Lemon period. Sensitivity analysis also underscores the role of higher reliability in reducing warranty costs and complying with Lemon Laws. Finally, maintenance strategies and product reliability are emphasized to fulfill Lemon Laws with minimal costs, i.e., fewer warranty claims.
Keywords: warranty costs, Lemon laws, refund, replacement, failure interaction, reliability -
Journal of Advances in Industrial Engineering, Volume:58 Issue: 1, Winter and Spring 2024, PP 37 -61
Product configuration plays a vital role in product customization. Customers require products with reasonable cost and reliability, so manufacturers should exchange between reliability and production cost through product configuration. To investigate this problem, a novel combined FTA-DFMEA method is presented that implements integrated AHP-TOPSIS to improve product configuration. In this procedure, customer’s needs and market’s feedbacks are considered to identify possible product failures, and an integrated AHP-TOPSIS is applied in order to select the most crucial potential failure based on some identified and extracted criteria. Then, minimal paths are obtained through fault tree analysis and an inverse search method is done to identify related functions and defective components. Failure modes and effect analysis is implemented to conclude modes of failure, effects, and causes. Subsequently, a combined AHP-TOPSIS method is utilized for ranking failure modes and selecting the most crucial failure mode. Failure modes are addressed according to their importance and corrective actions are carried out to improve product configuration. Suppliers with various policies, reliability, warranty and purchasing costs are considered. In addition, for the first time all configuration models like series, parallel, and joint series-parallel as well as redundancy allocation are taken into consideration. A minimum improvement index is considered, which is determined by the decision-maker based on risk-averseness. Eventually, a case study of a laptop system is introduced to evaluate the practicality of the developed algorithm. The results indicate that the proposed method creates different efficient alternatives for the decision-maker to enhance reliability, total costs, and product configuration. Also, the proposed framework consisting of the integration of failure analysis and MADM techniques, effectively identifies failure modes and prevents them from occurring.
Keywords: Product Configuration, Reliability, AHP, TOPSIS, FTA, DFMEA -
موتور پرماسین یک سیستم حیاتی ماموریت محور است که عدم کارایی آن باعث شکست ماموریت اصلی میشود. مطالعات جامع بر روی قابلیت اطمینان آن میتواند گامی در جهت بهبود عملکرد این سیستم باشد. هدف مقاله آنالیز قابلیت اطمینان موتور پرماسین در سناریوهای تعیین شده است. در این مقاله، ابتدا به بیان ساختار موتور پرماسین به عنوان سیستم مورد مطالعه پرداخته و ساختار شکست محصول برای این سیستم ترسیم و با توجه به ماموریت محور بودن این سیستم 2سناریو زمانی اساس عملکرد شناور تعریف و نرخ خرابی برای قطعات حساس از استاندارد MilHDB-217 و NPRD-95 در دو حالت خوشبینانه و بدبینانه محاسبه خواهد شد. با استفاده از ساختار شکست نحوه ارتباط اجزاء سیستم مشخص و بلوک دیاگرام قابلیت اطمینان در نرم افزار Reliability Workbench ترسیم میگردد. در نهایت قابلیت اطمینان زیرسیستمها و سیستم مورد مطالعه برای هر دو سناریو کاری به صورت مجزا محاسبه می گردد. نتایج نشان میدهد که زیرسیستم درایو و موتور در توان نامی، دارای کمترین سطح قابلیت اطمینان نسبت به زیرسیستم های دیگر است.
کلید واژگان: قابلیت اطمینان، موتور پرماسین، تحلیل حالات و اثرات خرابی، بلوک دیاگرام قابلیت اطمینان، نرخ خرابیThe Permasin engine is a critical mission-oriented system, the failure of which will cause the failure of the main mission. Comprehensive studies on its reliability can be a step towards improving the performance of this system. The aim of the article is to analyze the reliability of the Permasin engine in the specified scenarios. In this article, first of all, the structure of Permasin engine as the studied system is described and the breakdown structure of the product is drawn for this system, and according to the mission-oriented nature of this system, there are 2 time scenarios, the basis of floating performance, definition and failure rate for sensitive parts from the standard. MilHDB-217 and NPRD-95 will be calculated in two optimistic and pessimistic modes. By using the breakdown structure, the connection of specific system components and the reliability block diagram are drawn in the Reliability Workbench software. Finally, the reliability of the subsystems and the studied system is calculated separately for both working scenarios. The results show that drive and motor subsystem has the lowest level of reliability compared to other subsystems in rated power.
Keywords: Reliability, Permasyn engine, FMEA, RBD, failure rate -
مشتریان در حال حاضر بیش از هر زمان دیگری به پایداری و قابلیت اطمینان بسته بندی محصولات اهمیت می دهند. در این پژوهش یک مسیله طراحی شبکه زنجیره تامین حلقه بسته به صورت چند محصولی و چند دوره ای با سه هدف سودآوری، مسیولیت پذیری اجتماعی و قابلیت اطمینان تحت شرایط عدم قطعیت مد نظر قرار گرفته است. از اعداد فازی مثلثی برای پارامترهای غیرقطعی و از رویکرد برنامه ریزی امکانی استوار با مقیاس Me برای مقابله با محدودیت های فازی استفاده شده است. رویکرد پیشنهادی نیاز به بررسی تکراری توسط تصمیم گیرندگان را با ارایه انتخاب های نامحدودی از طیف خوش بینی- بدبینی مرتفع کرده است. مدل ریاضی توسعه یافته در این پژوهش از نوع برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط می باشد، که برای حل آن و یافتن جواب های بهینه پارتو، روش محدودیت اپسیلون تقویت شده (AEC) در نرم افزار GAMS پیاده سازی شده است. صحت عملکرد کلی مدل پیشنهادی با چهار نمونه (بر اساس ضرایب توابع هدف) از یک مطالعه موردی در صنعت کارتن سازی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از وجود تضاد بین سه تابع هدف حکایت دارد. با این حساب تصمیم گیرندگان باید در مقایسه با وضعیتی که فقط جنبه اقتصادی در نظر گرفته می شود، برای حفاظت بیشتر از محیط زیست و بهبود قابلیت اطمینان، سود کمتری مطالبه کنند. تغییرپذیری فضای موجه تصمیم در معیار Me از طریق امکان تبادل میان تابع هدف و سطح خطرپذیری مدیران به حل انعطاف پذیرتر و نزدیک به واقعیت مسیله طراحی شبکه زنجیره تامین کمک کرده است.
کلید واژگان: پایداری، قابلیت اطمینان، شبکه زنجیره تامین حلقه بسته، برنامه ریزی امکانی استوارCustomers now care more than ever about the sustainability and reliability of products packaging. This research considers a multi-product and multi-period closed-loop supply chain design problem with three objectives of profitability, social responsibility, and reliability under uncertain conditions. Triangular fuzzy numbers have been used for non-deterministic parameters and a robust probabilistic programming approach with Me scale has been used to deal with fuzzy constraints. The proposed approach eliminates the need for iterative consideration by decision-makers by providing unlimited choices from the optimism-pessimism spectrum. The mathematical model developed in this study is of mixed integer linear programming type, which is implemented Augmented Epsilon Constraint (AEC) method in GAMS software to solve it and find Pareto optimal solutions. The accuracy of the overall performance of the proposed model has been evaluated with four examples (based on the coefficients of the objective functions) from a case study in the Carton-Making Industry. The obtained results indicate the existence of a conflict between the three objective functions. With this account, decision-makers should demand lower profits for increased environmental protection and improved reliability compared to the situation where only the economic aspect is considered. The variability of the justified decision space in the Me criterion has helped to solve the supply chain network design problem more flexibly and closer to reality through the possibility of exchange between the objective function and the risk-taking level of the managers.
Keywords: Sustainability, Reliability, Closed-Loop Supply Chain Network, robust possibilistic programming
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.