چکیده:

انتخاب دوره های بازرسی و تعمیرات در طول عملکرد یک جزء یا سیستم، مسئله ای مهم در تعمیر و نگهداری آن است. یکی از مهمترین روش هایی که بدین منظور در دنیا استفاده می شود استفاده از شبکه های مارکوف است. از طرفی با پیچیده شدن سیستم ها و افزایش تعداد اجزای آنها، تحلیل دستی غیر ممکن شده و استفاده از نرم افزار مناسب که خود قابل اطمینان باشد اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه، یک مدل مارکوف در برآورد قابلیت اطمینان از سیستم معماری سلسله مراتبی ارائه شده است. این مدل به عنوان جایگزینی برای )RBDنمودار قابلیت اطمینان بلوک شده) که بدست آوردن پارامترهای آن سخت است، ارائه شده است. برای نشان دادن مشکلات، این مطالعه مقایسه ای بین مدل مارکوف و RBD انجام شد. این مطالعه تجزیه و تحلیل مطالعه موردی است. با استفاده از روش تحلیل شبکه های مارکوف می توان احتمال استقرار سیستم در حالت های مختلف( دسترس پذیری) را مشاهده و محاسبه نمود، که با تغییر پارامترهای مختلف مسئله می توان به احتمالات و قابلیت اطمینان های مناسب برای هر صنعتی دست یافت که این ابزار در کاهش هزینه ها و استفاده بهینه از عمر مفید سیستم های مختلف بسیار پر کاربرد است. در این روش فرض می شود که هر کدام از اجزای سیستم به فرآیند مارکوف انتقال می یابند. و به این نتیجه می رسیم که مدل مارکوف معتبر تر از مدل RBD است. و پارامترها را از طریق ابزارهای تست می توان به دست آورد. کاربرد موفقیت آمیز این روش در سیستم کنترل تایید شده است. نتیجه مطالعه نشان داد که سیستم قابلیت اطمینان می تواند توسط مدل مارکوف بهبود یابد.

کلمات کلیدی: مدل مارکوف، نمودار قابلیت اطمینان بلوک شده، سیستم کنترل، شبکه مارکوف

-۱ دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت سلامت، ایمنی و محیط زیست (HSE) ، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی

-۱ مقدمه:

آنالیز مارکوف (MA) تکنیکی برای مدل سازی انتقالات وضعیت سیستم و محاسبه احتمال رسیدن به وضعیت های مختلف سیستم برای یک مدل است. MA ابزاری برای مدل سازی و طراحی سیستم های پیچیده بر اساس زمان، ترتیب و توالی، تعمیر، زائدات و تحمل شکست است. MA نمودارهایی از وضعیت های انتقالات مختلف سیستم را رسم می کند، و این نمودارها را به منظور درک چگونگی وضعیت های نا مطلوب و احتمالات وقوع نسبی آن ها آزمایش می کند. MA به عنوان مدل های بررسی عملکرد، قابلیت اطمینان، قابلیت استفاده، اعتبار و ایمنی سیستم مورد استفاده قرار گیرد. MA وضعیت های شکست و نقص قسمت هایی از بهره برداری سیستم را که به صورت نقص جزئی و یا مربوط به فقدان عملکردهای دیگر رخ می دهند را توصیف می کند. این تکنیک آنالیز از انواع تکنیک های آنالیز طراحی سیستم((SD-HAT است(.(۱

در طول عمر یک واحد صنعتی، انجام مراحل بازرسی، تعمیر و نگهداری از جمله فعالیت های مهمی است که تاثیر بسیار مهمی بر عملکرد و طول عمر آن واحد دارد. انجام دادن این کارها به خودی خود نیز راهگشای مشکلات نیست و این فعالیت ها بایستی به صورت علمی و حساب شده انجام گیرد. تعداد دفعات بازرسی و فاصله زمانی بین آن ها از جمله مواردی است که تاثیر بسزایی در این امر دارد. چه بسا با انجام بازرسی کمتر از تعداد مورد نیاز سیستم دچار شکست شده و خسارات جبران ناپذیری وارد گردد و یا در صورتی که بازرسی بیش از تعداد مورد نیاز و در بازه های زمانی کوتاه صورت گیرد به دلیل هزینه های زیاد بازرسی (اکثر مواقع تست های غیر مخرب) و همچنین هزینه های متوقف شدن بخش اعظمی از سیستم، باز هم هزینه های زیادی تحمیل گردد. لذا استفاده از روش های مناسب و قابل اطمینان جهت یافتن زمان های بهینه بازرسی بسیار با ارزش است. یکی از بهترین روش ها برای رسیدن به این مطلوب استفاده از تحلیل شبکه های مارکوف است که با دقت بالایی احتمال وقوع حالات مختلف و بازه های بازرسی و اثرات تغییر نرخ خرابی و تعمیرات را پیش بینی می کند. با این روش می توان دسترس پذیری سیستم که عبارت است از احتمال یافتن سیستم در شرایط مطلوب رانیز محاسبه کرد.

با توسعه گسترده نرم افزارهای سنجش و اندازه گیری، نرم افزار قابلیت اطمینان بر پایه مدل معماری در حال مطالعه است. نوع معمول این نرم افزارها، نرم افزار معماری سلسله مراتبی است که توسط آن سیستم را به لایه های مختلف با تجزیه اجزاء و روابط بین آن ها صورت می گیرد. این روش به صورت گسترده ای درآنالیز بسیاری از سیستم ها کاربرد دارد. همچنین برای توصیف روابط مفسر لایه های مختلف در نرم افزار های ارتباطی استفاده می شود. و در روابط شی گرا، روابط بین جزء مشتق شده با اصل آن با این توصیف معماری به کار برده می شود. RBD (نمودار قابلیت اطمینان بلوک شده) یک مدل معمول در تخمین لایه های سیستم است، که توسط S.P.Leblanc و همکاران توسعه یافت .(۲) تابع درجه کلید (KDF ) پارامتر اصلیRBD است. با این حال به دست آوردن KDF از طریق ابزار اندازه گیری سخت است(.(۳ در این مطالعه، یک مدل مارکوف که در آن وضعیت احتمال انتقال (STP) به عنوان پارامتر اصلی ارائه شده است. ما می توانیم منبع اطلاعات را از دوره آزمایش به این پارامتر انتقال دهیم. کاربردی بودن مدل مارکوف توسط سیستم تایید شده است. ساختار این مطالعه به شرح زیر است: در بخش ۲ مدل قابلیت اطمینان مبتنی بر مارکوف ارائه شده است. در بخش ۳ یک سیستم کنترل شده از طریق مدل مارکوف ارائه شده است. در نهایت در بخش ۴ برآورد نتایج است.