Variable failure rate forecasting depending on temporally changing temperature a case study for spare part prediction of a microwave frequency synthesizer
Zamanla değişen sıcaklığa bağlı olarak değişken arıza oranı tahminimikrodalga frekans sentezleyici yedek parça tahmini için örnek olay incelemesi
- Tez No: 929222
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KEMAL DİNÇER DİNGEÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Güvenilirlik mühendisliği çalışmaları kapsamında, sistemlerin arıza oranı üç farklı yaklaşımla belirlenebilir. Bu yaklaşımlar; hızlandırılmış ömür testlerinin gerçekleştirilmesi, sistem sahada çalışır durumdayken arıza zamanlarının kayıt altına alınması, MIL-HDBK-217F ve Telcordia vb. güvenilirlik tahmini kılavuzlarının kullanılmasıdır. En güvenilir sonuçlar sistem sahada çalışır durumdayken elde edilen arıza zamanlarının kayıt altına alınmasıdır. Ancak bu yaklaşım her sistem için mümkün olmayabilir. Örneğin AR-GE ürünlerinde, geliştirme ve entegrasyon çalışmalarının devam etmesi sebebiyle saha arıza kayıtlarının elde edilmesi mümkün değildir. Bu durumda güvenilirlik tahmin kılavuzlarının arıza oranı hesaplaması için kullanılması yöntemi tercih edilmektedir. Fakat bu yöntem bazı varsayımlar içermektedir. Örneğin MIL-HDBK-217'te arıza oranının sabit olduğu varsayımı ile hesaplama gerçekleştirilmektedir. Gerçek senaryoda ise arıza oranının hesaplanmasında önemli bir ortak değişken olan sıcaklığın zamana bağlı olarak değişmesiyle beraber arıza oranı da değişmektedir. Ayrıca arıza oranı, belirlenen bir zaman dilimi içinde, sistemin ana fonksiyonlarına devam edebilmesi için ihtiyaç duyulan yedek parça miktarının belirlenmesinde kullanılmaktadır. Bu nedenle arıza oranı ne kadar gerçeğe yakın olarak tahminlenirse, ihtiyaç duyulacak olan yedek parça miktarı da daha doğru şekilde tahminlenecektir. Bu çalışmada, zamanla değişen hava sıcaklığına bağlı olarak, değişken arıza oranının hesaplanması için bir yöntem önerilmiştir. Bir AR-GE ürünü olarak üzerinde çalışılmakta olan ve birden fazla elektronik bileşenden oluşan Mikrodalga Frekans Sentezleyici kullanılarak örnek olay incelemesi gerçekleştirilmiştir. Mikrodalga Frekans Sentezleyici'nin gelecek 10 yıl için (2023-2033) aylık bazda arıza oranı tahminlenmiştir. Bu tahminlemede Mikrodalga Frekans Sentezleyici'nin operasyonel olarak görev alacağı bölgede ölçülen geçmişe dönük aylık ortalama sıcaklık verisinden yararlanılarak, zaman serisi modeliyle gelecek dönemde sıcaklık tahmini oluşturulmuştur. Değişken arıza oranı tahmininden yola çıkarak, gelecek 10 yıl için ihtiyaç duyulacak olan yedek Mikrodalga Frekans Sentezleyici sayısı belirlenmiştir. Naive Monte Carlo ve Conditional Monte Carlo kullanılarak yedek parça miktarı tahmin edilmiştir. Yedek parça ihtiyaçları ikili rassal poisson süreci olarak modellenmiştir. Ayrıca yedek parça miktarının belirlenmesinde sabit arıza oranı yaklaşımı kullanılmıştır. Bu yöntemlerin sonuçları karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Three different approaches can be used to determine the systems' failure rate in the field of reliability engineering. These include implementing an accelerated life test, collecting down times data when a system is operating in the field, and utilizing reliability prediction standards such as MIL-HDBK-217F and Telcordia, among others. Obtaining the down time data when the system is operating in the field is the way that will enable us to acquire the most accurate result; nevertheless, this may not be possible for all systems. For instance, because research and development products are still in the process of development and integration, field down time data is not available for them. Reliability prediction standards are the preferred method for calculating failure rate in this case. However, this method is based on certain assumptions. For instance, a constant failure rate is assumed in MIL-HDBK-217F. But in reality, since the ambient temperature, which is an important covariate used to calculate the failure rate, varies depending on time, the failure rate varies temporally as well. Moreover, as the failure rate is used to estimate the required quantity of spare parts to maintain system functionality for a given amount of time, it will be possible to predict the amount of spare parts more accurately if the estimated failure rate follows the reality more closely. In the thesis, a variable failure rate calculation method which depends on the temporal changes of ambient temperature is proposed. A case study is conducted for a microwave frequency synthesizer which is a part of research and development product consisting of various electronic components. The microwave frequency synthesizer's failure rate has been forecast monthly for next ten years by means of a time series model of the ambient temperature which is fitted to the historical data of monthly average temperatures at a specific location. The specific location has been chosen as the operating environment of the microwave frequency synthesizer in field. Then, the quantity of spare microwave frequency synthesizers required for next ten years has been determined using the forecasts of time-dependent failure rates. The arrival process of failures (spare part needs) has been modeled as a Doubly Stochastic Poisson Process. Quantity of spare part has been predicted with using Naive Monte Carlo and Conditional Monte Carlo. In addition, the constant failure rate approach has been used to determine the quantity of spare parts. Results of these different methods have been compared.
Benzer Tezler
- A stress testıng framework for the Turkısh bankıng sector: an augmented approach
Türk bankacılık sektörü için bir stres testi çerçevesi: Bir genişletilmiş yaklaşım
BAHADIR ÇAKMAK
Doktora
İngilizce
2014
BankacılıkOrta Doğu Teknik Üniversitesiİktisat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NADİR ÖCAL
- Yüklenici inşaat işletmeleri için proje özelliklerinin ve riskin dikkate alındığı finansal planlama modeli
A Financial planning model based on project characteristics and risk for contracting firms
ELÇİN TAŞ
- Kronik böbrek yetmezliği (KBY) tanısında farklı makine öğrenimi yöntemlerinin karşılaştırılması
Comparison of different machine learning methods in the diagnosis of chronic kidney failure (CKF)
TOLGA DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoistatistikOndokuz Mayıs ÜniversitesiBiyoistatistik ve Tıp Bilişimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEMAN TOMAK
- Finansal başarısızlığın erken öngörüsü: BİST'te bir uygulama
Early prediction of financial failure: An application in BIST
BEKİR KARATAŞ