دانشگاه ایوان‌کی مهندسی سیستم و بهره‌وری 2538-2195 مقالات آماده انتشار 2026 08 29 Simultaneous Optimization of Resource Allocation and Maintenance Strategy in Wind Farms Considering Resource Shortage Penalty Cost بهینه‌سازی همزمان تخصیص منابع و استراتژی نگهداری و تعمیرات در مزارع بادی با درنظر گرفتن هزینه جریمه کمبود منابع 740817 10.22034/sep.2026.2092529.1517 FA حمید مؤکدی گروه مهندسی صنایع، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران 0000-0002-7242-7738 مبین عفتی گروه مهندسی صنایع، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران 0009-0007-1650-6224 Journal Article 2026 06 25 Wind turbines are prone to frequent failures due to harsh environmental conditions, and maintenance and repair (M&R) costs constitute a significant portion of their lifecycle costs. This paper presents a mathematical model for simultaneous optimization of M&R strategy and resource allocation in wind farms. The model considers three wind farms with turbines consisting of four main components (rotor, bearing, gearbox, and generator) following a Weibull failure rate distribution. Maintenance operations are defined as preventive and corrective replacements, and resources are classified into four categories: tools, technicians, transportation equipment, and lifting equipment. The objective function minimizes the average total cost of resource allocation, maintenance and repair costs, and resource shortage penalty cost over the typical lifecycle of wind farms (20 years). The model is solved using a single-objective genetic algorithm. Numerical results show that the optimal preventive replacement plan includes 7 replacements for the rotor, 6 for the bearing, 4 for the gearbox, and 6 for the generator, achieving an average total cost of approximately $68,529 per year. Sensitivity analysis is performed under four scenarios (individual and group replacement with and without resource constraints) and on Weibull distribution parameters. Results reveal that reducing available resources decreases the number of preventive replacements, and individual component replacement incurs lower cost than group replacement. Moreover, changes in the Weibull scale parameter have a greater impact on total cost than the shape parameter. Future research directions include real case studies and integration of resource logistics. توربین‌های بادی به دلیل شرایط محیطی سخت، مستعد خرابی‌های مکرر هستند و هزینه نگهداری و تعمیرات (نت) آن‌ها سهم قابل‌توجهی از هزینه چرخه عمر را تشکیل می‌دهد. در این مقاله، یک مدل ریاضی برای بهینه‌سازی همزمان استراتژی نت و تخصیص منابع در مزارع بادی ارائه می‌شود. مدل شامل سه مزرعه بادی با توربین‌های دارای چهار مؤلفه اصلی (روتور، بورینگ، گیربکس و ژنراتور) با نرخ خرابی وایبل است. عملیات نت در دو نوع تعویض پیشگیرانه و اصلاحی تعریف شده و منابع در چهار دسته ابزارآلات، تکنسین‌ها، تجهیزات حمل‌ونقل و تجهیزات بالابر طبقه‌بندی می‌گردند. تابع هدف، کمینه‌سازی متوسط مجموع هزینه‌های تخصیص منابع، هزینه‌های نت و هزینه جریمه کمبود منابع در طول چرخه عمر متداول مزارع بادی (20 سال) است. مدل با الگوریتم ژنتیک تک‌هدفه حل شده است. نتایج مثال عددی نشان می‌دهد برنامه تعویض پیشگیرانه بهینه شامل ۷ بار تعویض روتور، ۶ بار بورینگ، ۴ بار گیربکس و ۶ بار ژنراتور است و میانگین هزینه کل به ۶8۵29 دلار در سال می‌رسد. تحلیل حساسیت در چهار حالت مختلف (تعویض انفرادی و گروهی با و بدون محدودیت منابع) و بر روی پارامترهای توزیع وایبل انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد کاهش منابع در دسترس، تعداد تعویض‌های پیشگیرانه را کاهش می‌دهد و تعویض انفرادی مؤلفه‌ها نسبت به تعویض گروهی هزینه کمتری دارد. همچنین، تغییرات پارامتر مقیاس وایبل تأثیر بیشتری بر هزینه کل نسبت به پارامتر شکل دارد. انجام مطالعه موردی و یکپارچه‌سازی لجستیک حمل‌ونقل منابع به عنوان تحقیقات آتی پیشنهاد می‌شود. https://systems.eyc.ac.ir/article_740817_708ff64ee3829f0b853d1680f208b197.pdf