چارچوب تصمیم گیری چندمعیاره مبتنی بر قابلیت اطمینان برای طراحی بدنه فشار زیردریایی

طراحی بدنه های فشار زیردریایی، همواره با اهداف متعارض کاهش وزن، افزایش ایمنی، کاهش هزینه و حفظ اثربخشی عملیاتی همراه است. پرسش اصلی پژوهش این است که چگونه با تلفیق روش های تصمیم گیری چندمعیاره و تحلیل قابلیت اطمینان، به طراحی بهینه ای دست یافت که تعادلی میان این اهداف متضاد برقرار کند. در این پژوهش، چارچوب‎‍ نوینی مبتنی بر تصمیم گیری چندمعیاره احتمالاتی ارائه شد. برای این منظور، بهینه سازی طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان (RBDO[i]) با تحلیل غیرخطی اجزای محدود و الگوریتم ژنتیک تلفیق شد. مدل جانشین کریجینگ با ضریب تبیین بیش از ۹۸/۰، برای اجرای کارآمد شبیه سازی مونت کارلو و کمی سازی احتمال خرابی تحت عدم قطعیت های خواص مواد (ضریب تغییرات مقاومت تسلیم ۷/۲درصد) و نقص های هندسی سازه به کار رفت. فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP[ii]) با بهره گیری از نظرات ده متخصص معماری دریایی، معیار کلی اثربخشی (OMOE[iii])  را ارزیابی و طراحی متوازن بهینه را شناسایی کرد. یافته ها نشان داد چارچوب پیشنهادی کاهش ۴/۲۳درصدی وزن سازه (از ۰/۵۱ به ۱/۳۹ تن) را با شاخص قابلیت اطمینان ۵/۳ محقق می ‎‍کند. طراحی متوازن بهینه، امتیاز ۸۵/۰ OMOE را کسب کرد. تحلیل حساسیت سراسری نشان داد مقاومت تسلیم با سهم ۷۰درصد، عامل غالب در قابلیت اطمینان سازه است و فاصله سخت کننده ها نسبت‎‍به ضخامت پوسته، تاثیر بیشتری در کاهش وزن دارد. مرز پارتو شامل فلسفه های طراحی متمایز، ابزار‎‍ عملی را برای تصمیم گیری مهندسان فراهم می آورد. این پژوهش با تلفیق موثر تصمیم گیری چندمعیاره و بهینه سازی مبتنی بر قابلیت اطمینان، ابزار‎‍ دقیق و مبتنی بر ریسکی را برای طراحان سازه های دریایی حساس به وزن ارائه می دهد.   [i] Reliability-Based Design Optimization [ii] Analytic Hierarchy Process [iii] Overall Measure of Effectiveness

کلیدواژه ها:

بدنه فشار زیردریایی ، بهینه سازی مبتنی بر قابلیت اطمینان ، تصمیم گیری چندمعیاره ، شبیه سازی مونت کارلو ، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی