Provide Proactive maintenance model using Markov Decision Process Based on stochastic dynamic planning
Subject Areas :
MohammadSadeq Behrouz
1
,
Mohammad Ali Afshar Kazemi
2
,
adel azar
3
,
Ezattollah Asgharizadeh
4
1 -
2 - Islamic Azad University
3 - , Tarbiat Modares University
4 - management faculty of Tehran University
Keywords: Proactive Maintenance, Event-driven Decision Making, Markov Decision Process, Stochastic Dynamic Planning, Mathematical Modeling,
Abstract :
The use of new approaches and technologies in the design of maintenance plans and policies, taking into account the changes and growth of technology, is one of the factors that are increasingly considered by experts today, and in addition to reducing costs Repair, reducing downtime of machines and increasing the useful life of machinery and equipment, create a competitive advantage in production systems. The purpose of this study is to provide a model for realizing a proactive maintenance approach. In this regard, the decision-making problem for "selecting maintenance policies and programs at the optimal time with the lowest cost" has been modeled. For conducting research, historical data related to the implementation of maintenance programs and risk assessment in the gas pipeline network have been used, and based on recursive induction in stochastic dynamic planning with Markov decision-making process in finite time, mathematical model is designed. In this research, to assign each of the specified policies and actions related to the maintenance program to the identified risks and defects, simulations and optimizations based on time and cost have been performed and sensitivity analysis and validation of the model are performed. The rate of improvement and the rate of optimization in the cost of implementing maintenance policies and the time of its implementation, indicate the efficiency of the proposed model.
1. آذر، عادل. جهانیان، سعید. (1392). روش¬شناسی علم مدیریت. مرکز نشر دانشگاهی، چاپ اول، تهران، ایران.
2. اصغری¬زاده، عزت¬اله. محمدی بالانی، عبدالکریم. (1397). تکنیک¬های تصمیم¬گیری چندشاخصه. انتشارات دانشگاه تهران، چاپ دوم، تهران، ایران.
3. اقبالی زارچ، مریم. توکلی مقدم، رضا. سپهری، محمد مهدی. اصفهانیان، فاطمه. آذرون، امیر. (1396). بهینه¬سازی و تحلیل هزینه¬ای درمان دارویی دیابت نوع 2 برای پیشگیری از هایپوگلیسمی با رویکرد فرآیند تصمیم مارکوف، مجله انفورماتيک سلامت و زيست پزشکی، دوره چهارم، شماره دوم،84-97.
4. خواجه زاده، سامیران. شاهوردیانی، شادی. دانشور، امیر. معدنچی زاج، مهدی. (1399).پیش¬بینی سبد بهینه سهام رویکرد الگوریتم فراابتکاری و فرآیند تصمیم مارکوف. تصمیم¬گیری و تحقیق در عملیات، دوره 5، شماره4، 426-445.
5. رامشخواه، فيروزه. فرزادپور، زيبا. رياحي نيا، شاهين. (1396). ارائه روش بهينه نگهداري و تعميرات پيشگيرانه قابليت اطمينان محور براي ترانسفورماتورهاي شبكه توزيع تهران بزرگ. سی و دومین کنفرانس بین¬المللی برق تهران، ایران.
6. ربانی، علی. زارع، حبیب. بهنیا، فروغ. (1392). ارائه الگوي مناسب جهت پیادهسازي سیستم نگهداري و تعمیرات درکارخانجات خطوط تولید پیوسته با رویکرد مدل هاي تصمیم گیري و برنامه¬ریزي آرمانی فازي. فصلنامه علمی – پژوهشی مطالعات مدیریت صنعتی، سال یازدهم، شماره 31، 85-100.
7. روان¬بخش، سودابه. (1397). بهبود بهره¬وري تجهيزات استراتژيك با روش نگهداري، تحليل خرابي و شبيه¬سازي. نشريه صنعت حمل و نقل دريايي. 13-26.
8. زارعي، محمد. عبدي، منصور. شبيهي، فرهاد. (1396). بررسي تحليلي روشهاي بهينه¬سازي بازه زماني نگهداري و تعميرات تجهيزات سيستمهاي قدرت. سی و دومین کنفرانس بین¬المللی برق تهران، ایران.
9. سعیدی سوق، یاسر. احمدی، اردشیر. رمضانی، سعید. (1394). بهینه سازی ترکیبی موجودی قطعات یدکی و فعالیتهای نگهداری و تعمیرات. مدیریت زنجیره تأمین. سال 17، شماره 49، 36-53.
10. علینقیان، مهدی. ایزدبخش، حمیدرضا. زرین¬بال، مرضیه. (1395). مقدمه¬ای بر شبیه¬سازی سیستم¬های گسسته-پیشامد. نشر موجک، سال چهارم، تهران، ایران.
11. فقیه، نظام¬الدین. باقرپور، مرتضی. حسنلی، سمانه. (1391). برنامه¬ریزی نگهداری و تعمیرات. انتشارات سمت، چاپ اول، تهران، ایران.
12. کریم¬آبادی، علی. حاجی¬آبادی، محمد ابراهیم. کامیاب، عباداله. (1395). مروری بر تعمیرات و خرابی¬های تجهیزات پست¬های انتقال و فوق نوزیع. نشریه علمی تخصصی تحقیقات نوین در برق. سال پنجم، شماره 2.
13. مدرس، محمد. آصف¬وزیری، اردوان. (1388). برنامه¬ریزی ریاضی. نشر جوان، چاپ ششم، تهران، ایران.
14. مدرس، محمد. تیموری، ابراهیم. (1391). نظریه صف. انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، چاپ دوم، تهران، ایران.
15. مهرگان، محمدرضا. (1388). مدلسازی ریاضی. انتشارت سمت، چاپ سوم، دانشکده مدیریت دانشگاه تهران، تهران، ایران.
16. نصرت پناه، سیاوش. اسدی، علی. (1397). سیاست های نگهداری و تعمیرات )نت( مبتنی بر وضعیت. فصلنامه علمی- ترویجی اندیشه آماد، شماره61 ، سال هفدهم، 141-163.
17. نقيب هاشمي، سيدسهند. اصغري توچائي، سيدامير. بينش مروستي، محمدرضا. (1400). تصميم¬گيري منفعلانه هوشمند براي حسگرهاي بيدارشونده در پايش سازه¬اي. نشريه مهندسي برق و مهندسي كامپيوتر ايران، سال 19 ، شماره 3، 170-182.
18. Abdel-aziz, I. H., Helal, M. (2012). “Application of FMEA- FTA in Reliability- Centered Maintenance Planning”. 15th International conferance on Applied Mechanics and Mechanicals Engineering. May 29-31. Egypt.
19. Bousdekis, A., Mentzas, G. (2019). “A Proactive Model for Joint Maintenance and Logistics Optimization in the Frame of Industrial Internet of Things”. Operational Research in the Digital Era – ICT Challenges, Springer Proceedings in Business and Economics.21-45.
20. Bousdekis, A., Papageorgiou, N., Magoutas, B., Apostolou, D. (2018). “Enabling condition-based maintenance decisions with proactive eventdriven computing”. Computers in Industry. Vol 100. 173–183.
21. Fang, F., Zhao, Z., Huang, C., Zhang, X., Wang, H., Yuan, Y. (2019). “Application of Reliability Centered Maintenance in Metro Door System”.
22. Jin, H., Han, F. Sang, Y. (2020). “An optimal maintenance strategy for multi-state deterioration systems based on a semi-Markov decision process coupled with simulation technique”. Mechanical Systems and Signal Processing. Vol 139. 106570.
23. Karabağ, O., Eruguz, A., Basten, R. (2020). “Integrated optimization of maintenance interventions and spare part selection for a partially observable multi-component system”. Reliability Engineering and System Safety. April vol200. 106955.
24. Kim, J., Ahn, Y., Yeo, h. (2016). “A comparative study of time-based maintenance and condition-based maintenance for optimal choice of maintenance policy”. Structure and Infrastructure Engineering. Feb 1744-8980.
25. Li, Y., Tang, Q., Chang, Q., Brundage, P. (2017). “An event-based analysis of condition-based maintenance decision-making in multistage production systems”. International Journal of Production Research. DOI: 10.1080/00207543.2017.1292063.
26. Niu, G., Yang, B., Pecht, M. (2010). “Development of an optimized condition-based maintenance system by data fusion and reliability-centered maintenance”. Reliability Engineering and System Safety vol 95. 786–796.
27. Souza, R., Alvares, A. (2007).”FMEA and FTA Analysis for Application of the Reliability Centered Maintenance Methodology”. 19th International congress of Mechanical Engineering. November 5-9. Brasilia.
28. Ye, Y., Grossmann, I. Pinto, J., Ramaswamy, S. (2019). “Modeling for reliability optimization of system design and maintenance based on Markov chain theory”.Computers and Chemical Engineering. Vol 124. 381-404.
29. Zou, G., Banisoleiman, K., Gonzalez, A., Faber, M. (2019). “Probabilistic investigations into the value of information: A comparison of condition-based and time-based maintenance strategies”. Ocean Engineering. July vol 188. 106181.
