Ağırlıklı bileşenlerden oluşan sistemlerde optimal güvenilirlik ve tasarım

Abstract

Bu çalışmada, n'den k'lı: G sistemlerin genellemesi olan ağırlıklı n'den k'lı: G sistemlerin optimal güvenilirlik ve tasarımı üzerinde çalışılmıştır. Ağırlıklı n'den k'lı: G sistemle; n adet çalışır/çalışmaz şeklinde iki durumlu bileşenden oluşan bir sistemde 'çalışır' durumda olan bileşenlerin ağırlıkları toplamı en az k olduğunda çalışan bir sistem tanımlanmaktadır. Çalışmada, ağırlıklı n'den k'lı: G sistemin özel bir durumu olan iki tip bileşenden oluşan ağırlıklı n'den k'lı: G sistem üzerine yoğunlaşılmıştır. Anılan sistem, güvenilirlik ve ağırlıklarına göre iki gruba ayrılan n bileşenden oluşmakta ve çalışan bileşenlerin ağırlıkları toplamı k değerini aştığında çalışmaktadır.Çalışmanın birinci bölümünde; sistem güvenirliğinin tanımı, güvenilirlik mühendisine olan ihtiyaç ve görevleri verilmiş, çalışmada kullanılan bazı temel güvenilirlik kavramları ve tanımları yapılmıştır. Müteakiben dinamik güvenilirlik analizi ile ilgili tanımlar yapılarak güvenilirlik önemi ile ilgili kısa bilgi verilmiştir. İkinci bölümde ise; ağırlıklı bileşenlerden oluşan sistemlere ilişkin uygulama örnekleri verilerek iki durumlu ağırlıklı bileşenlerden oluşan n'den k'lı:G sistemlere ait tanım, sistem güvenilirlik değerinin hesaplanması ve diğer çalışmalarla ilgili literatür incelenmiştir. Üçüncü bölümde; iki tip bileşenden oluşan n'den k'lı sistemin modeli ve analizi ele alınmıştır. Bu kapsamda, problemin tanımı yapılarak sistemin güvenilirliği ve bileşenlerin önemi hesaplanmıştır. Sistem tasarımcısının istenilen minimum güvenilirlik seviyesi için katlanacağı minimum maliyeti sağlayan sistemi oluşturan her iki bileşenin optimum karışımı bu bölümde araştırılmıştır. Daha sonra, sistemin dinamik karakteristiklerinden yaşam süresi dağılımı ve ortalama yaşam süresi hesaplanarak optimal değiştirme zamanına ilişkin problem üzerinde durulmuştur. Dördüncü ve son bölümde ise sonuç ve öneriler sunulmuştur.

In this work, we study optimal reliability and design of weighted k-out-of-n: G systems, a generalization of k-out-of-n: G systems. A weighted k-out-of-n: G system which is composed of n binary components works if and only if the total weight of working components is at least k. We focus on the particular case of weighted k-out-of-n: G systems. Such a system consists of two types of components which are classified with respect to their reliabilities and weights, and works when the total weight of working components is at least k. In the first section of the study, definition of system reliability, the need for reliability engineer and his duties are given, and some basic reliability models and properties are defined. A short introduction on dynamic reliability analysis and reliability importance measure is presented. In the second section, real life examples of systems composed of weighted components are given. Later, literature on system reliability evaluation of binary weighted k-out-of-n: G systems is examined. The third section is concerned with modeling and analysis of weighted k-out-of-n: G system consisting of two different types of components. In this section, the definition of the system model, computation of system reliability and reliability importance of components are provided. The optimal value of the number of components in each group is also determined by minimizing the total acquisition cost under a minimum required reliability. Later, the problem of optimal replacement time is considered by using system's lifetime distribution and expected lifetime. In the fourth section, conclusions and suggestions are presented.