Exact and heuristic approaches to detect failures in failed k-out-of-n systems

This paper considers a k-out-of-n system that has just failed. There is an associated cost of testing each component. In addition, we have apriori information regarding the probabilities that a certain set of components is the reason for the failure. The goal is to identify the subset of components that have caused the failure with the minimum expected cost. In this work, we provide exact and approximate policies that detects components’ states in a failed k-out-of-n system. We propose two integer programming (IP) formulations, two novel Markov decision process (MDP) based approaches, and two heuristic algorithms. We show the limitations of exact algorithms and effectiveness of proposed heuristic approaches on a set of randomly generated test instances. Despite longer CPU times, IP formulations are flexible in incorporating further restrictions such as test precedence relationships, if need be. Numerical results illustrate that dynamic programming for the proposed MDP model is the most effective exact method, solving up to 12 components within one hour. The heuristic algorithms’ performances are presented against exact approaches for small to medium sized instances and against a lower bound for larger instances

Karar destek si̇stemi̇ i̇le Işık Üni̇versi̇tesi̇ yurt yerleşti̇rme eni̇yi̇lemesi̇

Text in English; Abstract: English and TurkishIncludes bibliographical references (leaves 92-94)xi, 95 leavesPlacing students to dormitories is a yearly, routine activity at universities. Until recently, this process has been accomplished manually at Işık University. The manual process had several disadvantages: it was slow, it was difficult to update assignments when last minute changes were needed, and most importantly considering all students’ requests and finding an assignment with as few complaints as possible was difficult. Furthermore, with increasing number of students, the manual process was expected to become more and more difficult to cope with. Due to above reasons, the whole dormitory application process has been streamlined and the manual process has been replaced by an Excel-based decision support system which uses mathematical programming, and Gale and Shapley algorithm. During the design process, regular meetings were conducted with the Housing department and other stakeholders such as the Student Council to decide about student placement criteria and their importance. In collaboration with the university’s IT department a web-based application form has also been created to collect the data necessary for the system. The system has successfully been used in 2014 and 2015.Yurtlara öğrenci yerleştirme, kampüs üniversitelerinin yıllık rutin etkinliklerinden olup, aynı zamanda karşılaşılan en önemli problemlerden biridir. İstanbul şehir merkezinden 60 km uzakta, Şile'de yer alan FMV Işık Üniversitesi de bir kampüs üniversitesi olup, gerek İstanbul içinde yaşayan gerekse de İstanbul dışından gelen öğrenciler için 9 farklı çeşitte yurt imkanı sağlamaktadır. Tüm bu yurtlara öğrenci yerleştirme işlemi şimdiye dek elle yapılıyordu fakat bunun da çeşitli zorlukları vardı. Öncelikle yerleştirme çok uzun sürüyor ve son dakika değişiklikleri gerektiğinde bu güncellemeleri yapmak oldukça zor oluyordu. Bunun yanında, tüm öğrencilerin isteklerini mümkün olduğunca karşılamak ve süreci en az şikayetle tamamlamak da çok zordu. Son olarak da öğrenci sayısının artan fakülte ve bölümler ile yıldan yıla artmasıyla, elle öğrenci yerleştirme süreci başa çıkılamaz bir hal aldı. Biz de çalışmamızda, elle yerleştirme işlemini, matematiksel modelleme ve Gale Shapley algoritması kullanan Excel tabanlı bir karar destek sistemi ile değiştirdik. Sistemi tasarlama sürecinde, yerleştirme kriterlerini belirlemek ve önem sıralarını ayarlamak amaçlı, Yurtlar Müdürlüğü ile düzenli görüşmeler yaptık. Sonuç olarak da, tüm yurt yerleştirme sistemi baştan düzenlendi. Sistem için gerekli verileri toplamak amacıyla da, Bilgi İşlem Daire Başkanlığı'nın da katkısıyla internet tabanlı bir başvuru formu oluşturuldu. 2014-2015 ve 2015-2016 akademik yıllarında kullanılan sistemimiz sonucu alınan raporlar, geliştirdiğimiz projenin üniversite kural ve politikalarına uygun bir şekilde yerleştirme yapıldığını ve öğrenci memnuniyetinin geçmiş yıllara göre arttığını göstermiştir