Reliability Allocation Optimization of Serial/Parallel Combined k-out-of-n Redundancy with MCS and GA

최근 무기체계는 기능 통합과 성능 요구의 증가로 인해 구조적으로 더욱 복잡하고 고도화되는 추세이다. 이러한 시스템은 직렬, 병렬 및 대기 구조가 혼합된 형태로 구성되는 경우가 많아, 전통적인 신뢰도 계산 및 할당 기법을 적용하는 데 한계가 존재한다. 이에 따라 복잡한 구조를 갖는 시스템을 고려한 합리적인 신뢰도 할당 방법의 필요성이 점차 증가하고 있다. 특히 소프트웨어와 전자 부품의 비중 증가로 구성 요소 간 상호 의존성이 커지면서, 시스템 수준에서의 신뢰도 관리가 더욱 중요해지고 있다. 시스템이 목표하는 신뢰도는 하위 부품의 신뢰도로부터 Bottom-up 방식으로 계산될 수 있다. 따라서, 시스템의 목표 신뢰도를 달성 여부는 하위 부품의 신뢰도를 기준으로 결정된다. 시스템의 신뢰도는 동일 기능의 부품을 병렬 구조, 대기 구조 등을 적용하여 신뢰도를 향상할 수 있다. 대표적인 대기 구조는 n 중 k (k-out-of-n) 구조로 신뢰도 계산이 단순하나 직/병렬이 혼합되어 복잡한 구조의 n 중 k 구조의 신뢰도 계산은 단순하게 계산되지 않는다. 따라서, 직/별령 혼합 n 중 k 구조를 갖는 시스템의 하위 부품 신뢰도 할당은 단순하게 계산되지 않는다. 본 연구에서는 Monte-Carlo Simulation (이하 MCS)과 Genetic Algorithm (이하 GA)을 적용하여 시스템의 목표 신뢰도를 기준으로 하위 부품의 신뢰도 할당을 최적화하는 방법을 제안하였다.