Optimización del diseño y la estrategia de mantenimiento de sistemas atendiendo a 3 objetivos: indisponibilidad y costes de adquisición y operación

Abstract

En una sociedad altamente competitiva, las industrias han de invertir recursos en el desarrollo e implantación de herramientas que les permitan obtener el máximo rendimiento de sus activos físicos. Lograr la máxima Disponibilidad para tales activos resulta de vital importancia, dado que cuando los sistemas técnicos no están disponibles, éstos no solo no satisfacen las funciones que les son requeridas, sino que a su vez necesitan de la inversión de recursos para recuperar su estado disponible. Con el propósito de maximizar la Disponibilidad a mínimo Coste, el presente trabajo considera la optimización simultánea del diseño y la estrategia de mantenimiento de un sistema técnico. Para ello, se acopla un Algoritmo Evolutivo Multi-objetivo y Simulación por Eventos Discretos. Los Algoritmos Evolutivos Multi-objetivo han mostrado un excelente comportamiento a la hora de resolver problemas complejos en el campo de la Fiabilidad. Un optimizador multi-objetivo de reconocido desempeño se emplea en el presente trabajo; el Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II). Por otra parte, la Simulación por Eventos Discretos resulta ser una herramienta potente para emular el comportamiento de sistemas de un modo cercano a la realidad. Como funciones objetivo se emplean la Disponibilidad, el Coste de Adquisición y el Coste de Operación, por lo que se explora la resolución del problema multi-objetivo bajo la consideración de tres objetivos. Diversas configuraciones del método son exploradas y sus desempeños son exhaustivamente comparados. Como resultado, se obtiene un frente de soluciones no dominadas, las cuales presentan un balance equilibrado entre objetivos. Se comprueba la robustez de la metodología al no identificar configuraciones con mejor desempeño con significancia estadística, si bien es posible recomendar alguna configuración atendiendo al resultado del test realizado.