طراحی بهینه سیستم و بهینه سازی قابلیت اطمینان نقش کلیدی در طراحی مهندسی و بطور بسیار موثر در افزایش عملکرد سیستم دارد. و از کار افتادن محصول و سیستم‌ها موجب وقوع اختلال در سطوح مختلفی می‌شود و می‌تواند حتی به عنوان تهدیدی شدید برای جامعه و محیط زیست نیز تعلقی شود. بدین دلیل در هر جامعه مدرن، مهندسان و مدیران فنی مسئول برنامه‌ریزی، طراحی، ساخت و بهره‌برداری از ساده‌ترین محصول تا پیچیده‌ترین سیستم‌ها هستند.
یکی از مهم‌ترین مسائل در افزایش قابلیت اطمینان و دسترس‌پذیری سیستم‌ها، طراحی سیستم‌ها بگونه‌ای است که بیشترین قابلیت اطمینان و دسترس‌پذیری را داشته باشند. برای افزایش میزان دسترس پذیری شیوه‌های مختلفی در ادبیات وجود دارد از جمله قابلیت اطمینان خود اجزاء سیستم، افزایش سطح افزونگی (افزایش تعداد N) و همچنین ترکیبی از این دو است.
در این پایان نامه مسأله تخصیص اجزای اضافی برای یک سیستم شامل y زیر سیستم که ساختار هرکدام از آنها k از n است و بصورت سری با هم در ارتباط هستند مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به تعمیرپذیر بودن اجزاء مدل زیر سیستم¬ها، مدل مورد نظر بگونه¬ای است که تعداد اجزای اضافی و تعمیرکاران را باید به-نحوی مشخص کرد تا دسترسی پذیری سیستم بهینه شود. برای بدست آوردن دسترسی پذیری در این نوع سیستم که تابع هدف مسأله ما است از زنجیره مارکف استفاده شده است. و در ادامه کار به بهینه¬سازی دسترسی پذیری سیستم و در نتیجه بهبود سیستم پرداخته شده است.
تابع هدف، ماکزیمم سازی دسترسی پذیری کل سیستم با توجه به محدودیت¬های وزن، حجم و هزینه است که هزینه شامل دو قسمت، هزینه تعمیرکاران و هزینه خود اجزاء است. و متغیرهای تصمیم¬ گیری تعداد اجزاء و تعمیرکاران مورد استفاده در هر زیر سیستم است.
از آنجا که مسأله ارائه شده یک مسأله از نوع برنامه ریزی غیرخطی عدد صحیح است از الگوریتم رقابت استعماری برای بهینه سازی استفاده شده است. در پایان برای ارزیابی و اعتبار سنجی رویکرد الگوریتم پیشنهادی، یک مقایسه میان جواب بدست آمده توسط الگوریتم ارائه شده و حل دقیق انجام شده است.
