A STUDY ON MAINTENANCE TASK INTERVAL OPTIMIZATION BY METAHEURISTICS
- 1. Instituto Tecnológico de Aeronáutica
Description
The maintenance is considered one of the strategic factors for a complex system's high productivity.In the aeronautical industry, the system's safe operation, availability, and costs are directly affected by the maintenance strategy established during the product development phase.Hence, the maintenance analysis needs to be effective in assuring that the product will achieve the required operational performance.The Reliability-Centered Maintenance (RCM) analysis applicable to aircraft systems provides a well-defined logic and rules to evaluate the consequences of the system functional failures and to define the tasks that are applicable and effective, based on the failure cause characteristics.However, it is not enough to perform an accurate assessment of the task interval and its effectiveness.Thus, additional guidelines and a multi-objective model to support the optimization of the maintenance task intervals are worthwhile.This paper develops a model for a problem frequently encountered during the maintenance analysis and evaluates the use of different meta-heuristics to define the best allocation of the maintenance task interval, aiming to minimize the system maintenance cost without compromising the system safety requirements.As an example, it is considered a system comprised of four components, including a dual redundancy and hidden failures.The optimization algorithm considers the minimum and maximum allowable intervals for each item, and other relevant factors, such as the preventive and corrective maintenance costs, as well as, the probability of system total failure.Future research will analyze the influences of aircraft fleet profiles and the use of prognostic health systems in maintenance optimization.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تعتبر الصيانة أحد العوامل الاستراتيجية للإنتاجية العالية للنظام المعقد. في صناعة الطيران، يتأثر التشغيل الآمن للنظام وتوافره وتكاليفه بشكل مباشر باستراتيجية الصيانة الموضوعة خلال مرحلة تطوير المنتج. وبالتالي، يجب أن يكون تحليل الصيانة فعالًا في ضمان تحقيق المنتج للأداء التشغيلي المطلوب. يوفر تحليل الصيانة المرتكزة على الموثوقية (RCM) المطبق على أنظمة الطائرات منطقًا وقواعد محددة جيدًا لتقييم عواقب الفشل الوظيفي للنظام وتحديد المهام القابلة للتطبيق والفعالة، بناءً على خصائص سبب الفشل. ومع ذلك، لا يكفي إجراء تقييم دقيق لفاصل المهمة وفعاليتها. وبالتالي، فإن المبادئ التوجيهية الإضافية ونموذج متعدد الأهداف لدعم تحسين فترات مهمة الصيانة جديرة بالاهتمام. تطور هذه الورقة نموذجًا للمشكلة التي تتم مواجهتها بشكل متكرر أثناء تحليل الصيانة وتقيم استخدام الاستدلال التلوي المختلف لتحديد أفضل تخصيص لفاصل مهمة الصيانة، بهدف تقليل تكلفة صيانة النظام دون المساس بالنظام متطلبات السلامة .على سبيل المثال، يعتبر نظامًا يتكون من أربعة مكونات، بما في ذلك التكرار المزدوج والأعطال الخفية .تأخذ خوارزمية التحسين في الاعتبار الحد الأدنى والحد الأقصى للفواصل الزمنية المسموح بها لكل عنصر، والعوامل الأخرى ذات الصلة، مثل تكاليف الصيانة الوقائية والتصحيحية، بالإضافة إلى احتمال الفشل الكلي للنظام .سوف تحلل الأبحاث المستقبلية تأثيرات ملفات تعريف أسطول الطائرات واستخدام الأنظمة الصحية النذير في تحسين الصيانة.Translated Description (French)
La maintenance est considérée comme l'un des facteurs stratégiques de la productivité élevée d'un système complexe. Dans l'industrie aéronautique, le fonctionnement, la disponibilité et les coûts sûrs du système sont directement affectés par la stratégie de maintenance établie pendant la phase de développement du produit. Par conséquent, l'analyse de maintenance doit être efficace pour garantir que le produit atteindra les performances opérationnelles requises. L'analyse de maintenance centrée sur la fiabilité (RCM) applicable aux systèmes d'aéronef fournit une logique et des règles bien définies pour évaluer les conséquences de la défaillances fonctionnelles du système et de définir les tâches qui sont applicables et efficaces, en fonction des caractéristiques de la cause de la défaillance.Toutefois, il ne suffit pas d'effectuer une évaluation précise de l'intervalle des tâches et de son efficacité.Ainsi, des directives supplémentaires et un modèle multi-objectif pour soutenir l'optimisation des intervalles des tâches de maintenance sont utiles.Cet article développe un modèle pour un problème fréquemment rencontré au cours de l'analyse de maintenance et évalue l'utilisation de différentes méta-heuristiques pour définir la meilleure allocation de l'intervalle des tâches de maintenance, visant à minimiser le coût de maintenance du système sans compromettre le système exigences de sécurité. À titre d'exemple, il est considéré comme un système composé de quatre composants, y compris une double redondance et des défaillances cachées. L'algorithme d'optimisation tient compte des intervalles minimaux et maximaux admissibles pour chaque élément, et d'autres facteurs pertinents, tels que les coûts de maintenance préventive et corrective, ainsi que la probabilité de défaillance totale du système. La recherche future analysera les influences des profils de la flotte d'aéronefs et l'utilisation de systèmes de santé pronostiques dans l'optimisation de la maintenance.Translated Description (Spanish)
El mantenimiento se considera uno de los factores estratégicos para la alta productividad de un sistema complejo. En la industria aeronáutica, la operación, disponibilidad y costos seguros del sistema se ven directamente afectados por la estrategia de mantenimiento establecida durante la fase de desarrollo del producto. Por lo tanto, el análisis de mantenimiento debe ser efectivo para garantizar que el producto logre el rendimiento operativo requerido. El análisis de mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) aplicable a los sistemas de aeronaves proporciona una lógica y reglas bien definidas para evaluar las consecuencias del fallas funcionales del sistema y definir las tareas que son aplicables y efectivas, en función de las características de la causa de falla. Sin embargo, no es suficiente realizar una evaluación precisa del intervalo de tareas y su efectividad. Por lo tanto, vale la pena contar con pautas adicionales y un modelo multiobjetivo para respaldar la optimización de los intervalos de tareas de mantenimiento. Este documento desarrolla un modelo para un problema que se encuentra con frecuencia durante el análisis de mantenimiento y evalúa el uso de diferentes metaheurísticas para definir la mejor asignación del intervalo de tareas de mantenimiento, con el objetivo de minimizar el costo de mantenimiento del sistema sin comprometer el sistema requisitos de seguridad. Como ejemplo, se considera un sistema compuesto por cuatro componentes, que incluyen una redundancia dual y fallas ocultas. El algoritmo de optimización considera los intervalos mínimos y máximos permitidos para cada elemento, y otros factores relevantes, como los costos de mantenimiento preventivo y correctivo, así como la probabilidad de falla total del sistema. La investigación futura analizará las influencias de los perfiles de la flota de aeronaves y el uso de sistemas de salud de pronóstico en la optimización del mantenimiento.Files
011.pdf.pdf
Files
(708.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7493b29a155eb197fed092676b10e700
|
708.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دراسة حول تحسين الفاصل الزمني لمهام الصيانة بواسطة METAHEURISTICS
- Translated title (French)
- UNE ÉTUDE SUR L'OPTIMISATION DE L'INTERVENTION DES TÂCHES D'ENTRETIEN PAR METAHEUR
- Translated title (Spanish)
- UN ESTUDIO SOBRE LA OPTIMIZACIÓN DEL INTERVALO DE TAREAS DE MANTENIMIENTO POR METAHEURISTICA
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3034762889
- DOI
- 10.5151/spolm2019-011