Developing an obsolescence management plan model for sustainment dominated electronic systems using cots parts - Özkan, Barış Egemen (My University, 2022)
Kullanım ömürleri ortalama 25 yıl olan sistemlerde birtakım avantajlardan dolayı sıklıkla kullanılmaya başlayan ve ortalama ömür devirleri 2-5 yıl olan Rafta Hazır Ticari (RAHAT) ürünlerin demodeliği program yöneticilerinin en büyük problemi haline gelmeye başlamıştır. Sistemler ile sistem içinde kullanılan RAHAT ürünlerin ömür devirlerindeki bu fark minimum maliyetleri en aza indirmek için envanter miktarlarının, sipariş miktarlarının belirlenmesi, en uygun demodelik reaksiyonlarının tanımlanması, en doğru RAHAT ürünlerin seçilmesi, yarı ömür modernizasyon zamanlarının belirlenmesi gibi kararların odak noktası haline gelmiştir. Fakat maliyetleri en aza indirmeni yanı sıra, sistem yöneticilerinin operasyonel verimliliği ve etkinliği en yüksek seviyede tutmak ve gelişen tehditlere karşı sistemlerin güvenliğini en yüksek seviyede tutmak gibi ilave amaçları da vardır. Bu amaçlar doğasında birbirleri ile çeliştiği için en optimum çözüm Pareto çözüm kümesi içinden seçilir. Bu çalışmanın amacı program yöneticileri için bahse konu uzun ömür devirli sistemlerde karşılaşılan RAHAT ürün demodeliğine karşı en uygun yarı ömür modernizasyonu zamanının seçebilmek maksadıyla özgün bir algoritma geliştirmektir. Bu çalışmada birden fazla amaç fonksiyonu için optimum Pareto çözümlerini bulmak maksadıyla evrim algoritmaları uygulamaları ile Çok Amaçlı Karar Yöntemleri kullanılarak ayrık zamanlı simülasyon modeli geliştirilmiştir. Ayrık zamanlı simülasyon üzerinde her bir adımda bulunan Pareto çözüm kümelerinin kalite değerindeki bozulma ve düşüşler yarı ömür modernizasyonu kararında bir parametre olarak kullanılmıştır. Önerilen model, 2004 yılında tasarlanan, 2007 yılında platforma entegre edilen bir askeri sistem üzerinde denenmiş ve gerçek arıza ve bakım idame maliyetleri ile model tarafından MTBF ve MTTR değerleri kullanılarak hesaplanan maliyet ve etkinlik değerleri arasında karşılaştırma yapılmıştır. Sonuçlar model tarafından tavsiye edilen yarı ömür modernizasyonlarının uygulanması durumunda maliyet ve etkinlik amaçlarında kayda değer iyileştirmeler olabileceğini göstermiştir. Bu çalışmanın literatüre kattığı yenilik değeri, uzun ömürlü sistemlerde kullanılan RAHAT ürünlerin yarattığı demodelik problem kapsamında yarı ömür modernizasyon tarihlerinin belirlenmesinde maliyet etkinliğin yanı sıra diğer amaç fonksiyonlarını da hesaba katan ölçeklenebilir, basit ama etkin bir modelin geliştirilmesidir.

Obsolescence management’s one of the greatest concerns for program managers as more and more COTS equipment are being used in sustainment dominated systems with their average life cycles of 25 years, as opposed to 2-5 years of COTS parts used in their designs due to their several advantages. Such disproportionate in the life cycles has been the focal decision points to select the right COTS parts, select the best combination of obsolescence reactions, define minimum inventory levels, Last Time Buy or Bridge Buy amounts, and design refresh times to minimize costs. However, in addition to minimizing the costs, maximizing the operational efficiency and the security of the system are at least the other two objectives for decision makers. The conflicting nature of those objective to find the optimum solution generates Pareto Optimal solutions set for decision makers to select one. The purpose of this study is to develop a novel algorithm for program managers to determine the design refresh time of sustainment dominated systems suffering from COTS obsolescence. A discrete time simulation model was developed utilizing the Evolutionary Algorithms for Multiple Objective Decision Making (MODM) techniques to find Pareto optimality for cost minimization, efficiency maximization and security maximization. The deterioration over the quality values of the Pareto optimal solutions over time is used as a parameter to define design refresh time. The proposed model is run for a case study on sustainment dominated military system which was originally developed in 2004 and deployed in 2007. The analysis conducted on the system by comparing the actual maintenance schema and cost figures versus the expected efficiency and cost derived by the model based on MTBF and MTTR values of each part used in the system. The results showed a significant improvement on the cost and efficiency objectives should the proposed design refresh times had been implemented on the system. The added value of this research is to develop a novel, simple and scalable approach to defining design refresh times for sustainment dominated systems by using quality of pareto optimal solutions set generated for multiple conflicting objectives.
Keywords: Çok Amaçlı Evrimsel Algoritmalar; Çok Amaçlı Optimizasyon; Demodelik Yönetim Planı; Design Refresh Time; DMSMS; Endüstri mühendisliği; Industrial engineering; MOEA; RAHAT Ürün Demodelik; Set Based Hypervolume; Set Tabanlı Hipervolume COTS obsolescence; Yarı Ömür Modernizasyonu Optimizasyonu