تخصیص افزونگی به منظور بهینه سازی قابلیت اطمینان سیستم های پیچیده با استفاده از الگوریتم های vns وsa

یکی از موضوعات مهم در مراحل ایجاد یک سیستم، قابلیت اطمینان آن است که به خصوص در مرحله طراحی باید مدنظر قرارگیرد. توجه به قابلیت اطمینان و تلاش در جهت افزایش آن در زمان های بعد از طراحی سیستم کاری بس دشوار بوده و اگر عملی همباشد، مستلزم صرف هزینه بسیار زیاد و غیرضروری است. برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم ها دو رویکرد وجود دارد. یکی افزایشقابلیت اطمینان اجزای سیستم و دیگری استفاده از اجزای افزونه 1 در زیرسیستم های مختلف است. در استفاده از روش افزونگی 2 ،محدودیت هایی مانند هزینه، فضا، وزن و... وجود دارد و مسائل موجود در این بحث با پیچیدگی بسیاری همراه هستند. در این مقاله سعیشده تا با در نظر گرفتن استراتژی های افزونگی فعال و آماده بکار سرد به طور همزمان در یک سیستم پیچیده و محدودیت بودجه و وزن، یک مدل برنامه ریزی غیرخطی عدد صحیح ارائه شود و بهینه سازی قابلیت اطمینان با استفاده از تخصیص افزونگی در این سیستم انجامپذیرد. قابلیت اطمینان کل سیستم به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده است. از آنجا که مساله تخصیص افزونگی متعلق به مسائل np-hard است، استفاده از روش های دقیق ریاضی برای حل آن غیر کارا و بسیار سخت و وقت گیر خواهد بود؛ لذا رویکرد جایگزین بکار گرفتنالگوریتم های فرا ابتکاری برای این مسئله است که در زمانی مناسب، جواب هایی معقول و نزدیک به بهینه ارائه میکنند. از طرف دیگراستفاده از چنین الگوریتمهایی بخش بزرگی از ادبیات موضوع مساله تخصیص افزونگی را به خود اختصاص میدهد که در آن محققینسعی در توسعه روشهای کارآمدتر برای حل این مساله بکرده اند. در این مقاله، برای حل مدل پیشنهاد شده، دو الگوریتم جستجویهمسایگی متغیر و شبیه سازی تبرید ارائه شده و نتایج آنها بایکدیگر مقایسه شده است.

Redundancy Allocation Model for Reliability Optimization in Complicated Systems: Application of VNS and SA Algorithm

Reliability is one of the most important issues in the process of developing a system that should considered particularly in the design phase. Increasing reliability of a system after design phase, if applicable, is a very hard and expensive action. There are two approaches to increase reliability of a system. One of them is to increase reliability of system’s components and the other, is to allocate redundant components for subsystems. In redundancy allocation approach, there are limitations such as cost, space, weight etc, which the approach more complicated. In this article, we consider active and cold-standby strategies for redundant components simultaneously and develop an Integer Non Linear Programming model with budget and weight constraints for reliability optimization in complicated systems. The reliability of entire system is considered as objective function. It has been proved that the redundancy allocation problem belongs to Np-Hard class of optimization problems. Since exact methods usually are inefficient and time consuming for solving such problems, one alternative is applying Metaheuristic techniques because they yield good solutions in appropriate time for Np-Hard problems. In this article for solving the proposed model, Variable Neighborhood Search and Simulated Annealing Algorithms are presented for the first time and their performances are compared respect to various criteria.