Aircraft reliability prediction using bayesian networks that combine fault data and design specifications

Güvenilirlik mühendisliği pahalı malzemelerin hata zamanlarına ilişkin özelliklerini analiz etmeye odaklanan mühendislik dalıdır. Bayes ağları nedensel ilişkileri analiz etmenin ve uzman değerlendirmelerini matematiksel modellere birleştirmenin efektif bir yoludur ve, değişkenlerin sadece bir kısmının bilindiği durumlarda da olasılıksal hesaplamalar yapabilmektedirler. Bayes ağları bu özelliği sayesinde, pahalı malzemelerine uygulanan ömür testlerinin maliyeti göz önüne alındığında güvenilirlik analizi için uygun bir modelleme aracıdır. Bu sebeple güvenilirlik tahmin analizlerinde uygulanmakta olan birçok Bayes ağı ve Bayes yöntemi bulunmaktadır. Bu yöntemlerin bir kısmı daha çok ayrık düğümler oluşturarak sübjektif değerlendirmeler oluşturmaya odaklanırken diğerleri hata zamanlarının dağılımına ilişkin parametreler ve Bayes Teorisi'nin matematiksel özelliklerine yoğunlaşmaktadır. Bu tezde, alt seviyeden üst seviyeye doğru ilerleyen ve bir hava aracı filosunun hata zamanlarının dağılımını tahmin etmek için geliştirilen özgün bir Bayes ağı modeli sunulmaktadır. Önerilen model, hem gerçek hata verilerini hem de hava araçlarının tasarım ve üretim kalitesine ilişkin uzman değerlendirmelerini Bayes ağları kullanarak birleştirmektedir. Uzman değerlendirmeleri, hava aracı üreticisi tarafından sağlanan tasarım ömür tahminlerini baz almakta ve bu tahmin değerlerini, değerlerdeki belirsizlikleri yansıtan bir dağılıma dönüştürmektedir. Daha sonra bu öncül bilgi Weibull dağılımının medyan parametresi olarak iletilmekte ve ölçek parametresini elde etmek için kullanılmaktadır. Bir hava aracı filosu işletmecisi tarafından temin edilen ham veri kullanılabilir veriye dönüştürüldükten sonra önerilen model bu veriden güvenilirlik tahmini için uygulanmıştır. Modelimizin hava aracının ana sistemlerinin güvenirliğini tahmin etmekteki performansı yaygın olarak kullanılan güvenilirlik analizi yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Önerilen model sadece veri temelli yöntemlere ve tasarım ömür tahminlerine göre istikrarlı olarak iyi sonuçlar vermekte; güvenilirlik tahmini için gürbüz bir yöntem sunmaktadır. Veri adedi arttıkça önerilen yöntem ile veri temelli yöntemler arasındaki performans farkı azalmaktadır. Bu beklenilen durum, veri adedi arttıkça modeldeki öncül uzman bilgisinin etkisinin azalmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca bu tezde Weibull dağılımının şekil parametresi için literatürdeki standart yaklaşımlardan değişik bir dağılım seçilmiş ve hava aracı filosu verisinde uygulanmıştır.