Reliability and risk optimization of multistate systems with application to port transportation system

Abstract

EN: The complexity of technical systems’ operation processes and its influence on the changing in time systems’ structures and their components’ reliability parameters posses a difficulty to first meet in real and then to fix and analyse those structures and reliability parameters. By constructing a joint model of reliability of complex technical systems at variable operation conditions, which links a semi-markov modelling of system operation processes with multi-state approach to system reliability analysis, we find the system’s main reliability characteristics. Consequently, we use linear programming to build a model of complex technical systems reliability optimization. We investigate the model’s application in marine transport, specifically in reliability and risk optimization of a bulk cargo transportation system. The tools we develop can be used in reliability evaluation and optimization of a very wide class of real technical systems operating at varying conditions that influence their reliability structures and the reliability parameters of their components. Consequently, the tools we developed can be implemented by reliability practitioners from both maritime transport industry and other industrial sectors. UK: Складність процесів роботи технічних систем та їхній вплив на зміну в часі структур систем і параметрів надійності їхніх компонентів обумовлюють складнощі при першій зустрічі у реальності, а потім у фіксації і аналізі цих структур і параметрів надійності. Шляхом побудови об’єднаної моделі надійності складних технічних систем в різних умовах експлуатації, що зв’язує напівмарковське моделювання процесів роботи системи з підходом декількох станів в аналізі надійності систем, ми знаходимо основні характеристики надійності системи. Потім ми використовуємо лінійне програмування для того, щоб побудувати модель оптимізації надійності складних технічних систем. Ми досліджуємо застосування моделі в морському транспорті, зокрема в оптимізації надійності та ризиків об’ємної системи вантажоперевезень. Інструменти, розроблені нами, можуть бути використані для оцінки надійності та оптимізації дуже широкого класу реальних технічних систем, що працюють в різних умовах, які впливають на їх структуру надійності і параметри надійності їхніх компонентів. Отже, розроблені нами інструменти можуть бути використані фахівцями-практиками в галузі надійності як у галузі морського транспорту, так і в інших галузях промисловості.