Optimal replacement time of components for deteriorating systems
Bozulan sistemlerde bileşenlerin optimal değişim zamanı
- Tez No: 929671
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYBEK KORUGAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Optimal değişim zamanı problemleri stokastik bir sistemde değişim kararını almak için en uygun zamanı belirlemeyi içerir. Bu işlem, sınırlı bilgiye dayanarak süreçle ilişkili maliyetleri minimize etmek veya ödülleri maksimize etmek amacı taşır. Sağlık, makine bakımı, finans, üretim vb. birçok farklı alanda bu problemle karşılaşılabilir. Doğru müdahale zamanına karar verilmesi en sonunda arızaya yol açabilecek sistem bozulmalarını önlemek için kritik öneme sahiptir. Bu çalışma, stokastik olarak bozulan bir sisteme ait bir bileşenin değiştirilmesi için en uygun noktayı belirlemeye odaklanan bir optimal durdurma problemini ele almaktadır. Sistem fonksiyonunu sürdürebilmek için bozulan bileşen değişen kalitede heterojen yedek parçalar kullanılarak değiştirilir.Karar çerçevesi iki eylem içermektedir: değiştir ve bekle. Amaç, sistemin beklenen ödülünü maksimize etmek için bu kararlar arasındaki optimal geçiş noktasını belirlemektir. Problem, ortalama ödül kriterine sahip bir Markov Karar Süreci (MKS) olarak modellenmiştir. Optimal değer fonksiyonlarının yapısal özellikleri kullanılarak optimal eşik tipi politikanın varlığı gösterilmiştir. Daha sonra, sistemin Markov yapısından yararlanılarak optimal eşik politikası türetilmiştir. Optimal eşik değerinin hesaplamak için Değer İterasyonu algositmasına ek olarak iki alternatif yöntem sunulmuştur ve bu metodlar değişen girdi parametreleri altında optimal çözümleri hesaplamak için Python'da uygulanmıştır. Bu, modelin uyarlanabilirliğini ve dayanıklılığını ortaya koymaktadır. Numerik sonuçlar, sistem parametrelerinin duyarlılığını değerlendirmek için analiz edilmiştir. Ayrıca, sistem durumları ve yedek parçaların kalitesiyle ilgili genişletmeler de modele dahil edilerek, bunların sistem davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bulgular, optimal değişim problemlerine yönelik kapsamlı bir çerçeve sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Optimal replacement time problems involve determining the best time to undertake a replacement action within a stochastic system to either minimize associated cost or maximize related rewards of the process, based on limited information. This problem can be encountered in many different application areas such as healthcare, machine maintenance, finance, manufacturing etc. Identifying the appropriate intervention time is crucial for preventing system degradation that may ultimately lead to failure. This study investigates an optimal stopping problem focused on determining the optimal point to replace a component which belongs to a stochastically degrading system. The system's functionality is maintained by replacing deteriorated components with heterogeneous spares of varying quality. The decision framework includes two actions: replace and wait. The objective is to identify the optimal switching point between these decisions to maximize the system's expected reward. The problem is formulated as a Markov Decision Process (MDP) with an average reward criterion. The structural properties of the optimal value function are analyzed to demonstrate the existence of an optimal threshold-type policy. Subsequently, this policy is derived by exploiting the Markovian dynamics of the system. Two alternative methods are proposed to calculate the optimal threshold point in addition to the Value Iteration algorithm and they are implemented in Python to compute optimal solutions across different input parameter settings, illustrating the model's adaptability and robustness. Numerical results are analyzed to assess the sensitivity of system parameters. Additionally, extensions related to system states and quality of spare parts are also included to the model to see their effect on system behavior. The findings offer a comprehensive framework for addressing optimal replacement problems.
Benzer Tezler
- Comparison of maintenance policies in a serial production system with finite buffers
Sonlu ara stoklu seri üretim sistemlerinde bakım politikalarının mukayesesi
BAHA GÜNEY
Doktora
İngilizce
1998
Mühendislik BilimleriMarmara Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NÜKET YETİŞ
- PI ve PID tipi kontrol organlarının ayarlanmasında deneysel ve simülasyon metodlarının karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
GÖKHAN DENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. TALHA DİNİBÜTÜN
- Aks üretim sürecinde bulanık darboğaz analizi ile performans iyileştirme modelinin geliştirilmesi
The new fuzzy bottleneck model to improve the axle manufacturing system performance
HACI SARI
- Ağırlıklı bileşenlerden oluşan sistemlerde optimal güvenilirlik ve tasarım
Optimal reliability and design in systems with weighted components
KADİR SARIKAYA
Doktora
Türkçe
2015
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKara Harp Okulu KomutanlığıHarekat Araştırması Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN ERYILMAZ
- A Complex reliability model observed periodically in a random environment
Peryodik olarak gözlenen ve rastgele değişen çevre şartlarında çalışan karmaşık bir güvenirlilik modeli
BERNA YENİCE
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiPROF.DR. SÜLEYMAN ÖZEKİCİ