免疫演算法於二維連續零件系統之最佳維修策略的研究

The Study Of The Optimal Maintenace Policy For 2D Consecutive Component Systems By Using Immune Algorithms

陳蔚之(Wei-Chih Chen)

國立虎尾科技大學/管理學院/工業工程與管理研究所/碩士(2006年)

摘要

在一般系統的應用當中，串聯(series)、並聯(parallel)系統為我們最常見的兩種系統。串聯系統中是由許多零件連接成線形，當系統裡面的其中一個零件失效時，系統即為失效，因此，在規模較大的系統中，除非各零件可靠度十分高，不然整體系統的可靠度相對而言會十分低。在系統可靠度過低時，通常採用並聯系統以提高系統之可靠度，但是並聯系統的設計除了會增加成本、增加產品的重量外，並且需要較大的設置空間，因此經常無法符合實務的要求。
Salvia and Lasher在1990年提出一個新的二維連續零件系統(2-dimensional consecutive-k-out-of-n:F system)，此種系統包含n×n個零件，當有k×k個連續的零件失效時，系統即為失效。此類系統可被應用於X光片、LCD螢幕等可靠度之分析。
本論文的主要目的為探討二維連續零件系統之最佳維修策略，更明確地說，本研究包含：
1.提出一個更一般化的二維連續零件系統。
2.假定目標函數包含系統零件維修成本及系統失效成本，探討在不同參數之下的最佳維修策略。
3.小維度的問題上以免疫演算法與窮舉法比較維修策略，將其結論運用於大維度的問題，並在不同參數下與窮舉法做數值分析與比較。
4.運用系統可靠度下界的來代替系統真正可靠度，小維度的問題上用免疫演算法與窮舉法比較維修策略，並推廣至大維度的問題。
5.分析各零件之結構重要性，並應用系統可靠度下界代替系統真實可靠度在維度較大的問題中分析各零件之結構重要性。
關鍵字：二維連續零件系統（2-dimensional consecutive-k-out-of-n:F system）、免疫演算法、最佳維修策略

並列摘要

In 1990, Salvia and Lasher proposed a new 2D consecutive-k-out-of-n:F system which contains n×n components and it is failed if and only if there are k×k consecutive components failed. Such a system can be applied into the reliability analysis of X-ray test or LCD monitors.
The main objective of this research is to study the optimal maintenance policy of 2D consecutive-k-out-of-n:F system. Moreover, in this paper we：
1.propose a more general 2D consecutive-k-out-of-n:F system.
2.investigate the optimal maintenance policy for various combinations of parameters.
3.study the structure importance of components of system.
4.propose a new immune algorithm for solving the problems. In addition, numerical results by the proposed algorithm and enumeration methods are reported and compared.

Keywords：2D consecutive-k-out-of-n:F system、Immune Algorithm、Optimal Maintenance Policy、Structure Importance

參考文獻

5. 黃維，2005，以類免疫系統法建置垃圾郵件過濾系統之研究，碩士論文。

1. 古志強，2003，應用分散式類免疫演算法於多值域結構拓樸最佳化，碩士論文。

3. 張慶彬，2004，應用分散式類免疫演算法於散熱片之最佳化設計，碩士論文。

9. Barlow, R.E., Hunter, L.C., 1960, “Optimum preventive maintenance policies”, Operations Research vol.8, pp.90–100.

10. Barlow, R.E., Proshan, F., 1965, Mathematical Theory of Reliability. Wiley, New York.