具有双工可维修链路的2D-Torus网络可靠性模型

采用Markov模型方法研究了具有双工可维修链路的2D-Torus网络的可靠性。在分析链路失效/环路失效以及链路修复/环路修复关系的基础上,以3×3 Torus为例建立了具有双工可维修链路的2D-Torus网络可靠性模型。通过对模型的仿真验证并与单工网络的可靠性进行对比,给出了关于2D-Torus网络可靠性的一些结论。     

基于Markov和SFT的同类元件系统中元件维修率分布确定

为了扩展空间故障树SFT理论,研究可表示工作环境影响的元件维修率,借助Markov链理论对元件维修率分布进行推导。所研究系统的特点为由相同元件所构成,进而使Markov链中失效率和维修率相同。用SFT中的特征函数代替Markov链中失效率,并根据实际情况设定状态转移概率,从而可得SFT下的元件维修率分布。维修率分布是由工作环境因素作为自变量的函数。考虑工作时间t和工作温度c影响下,对一混联系统进行元件维修率分布计算。最终得到了元件维修率分布和正常状态转移概率范围,其具体计算要依赖于实例系统结构。最后论述了方法的不足及其原因。     

可维修系统的故障率分析

采用蒙特卡洛方法对可维修系统的故障率进行模拟,讨论了元件的抽样方法.在已知元件寿命分布的条件下直接应用蒙特卡洛方法抽样,对单元件的故障率进行了定量的研究,并对两元件的串联系统的故障率进行仿真,得出了可维修系统故障率的变化规律,验证了随着时间的增加故障率趋于常数--平均故障间隔时间的倒数.     

基于随机PERT网络Monte-Carlo仿真的任务可靠性分析

为研究复杂系统的保障可靠性,在对保障系统任务可靠性、任务可靠度和任务可靠度密度及其估计进行定义的基础上,用PERT网络对保障任务流程进行建模,并用Monte-Carlo方法对PERT网络的任务工期进行仿真,进而进行基于仿真结果的任务工期概率特性分析、保障系统任务可靠性分析、路径及工作的重要度分析等。在对仿真结果的分析过程中,考虑工作持续时间服从非对称分布形式,选用比常用的正态分布形状适应度更好的β分布对任务持续时间进行概率密度函数拟合,并用粒子群算法对β分布参数进行寻优。对维修计划网络的仿真和分析表明,用Monte-Carlo方法对保障系统进行任务可靠性分析不受工作持续时间概率特性和工作间逻辑关系的限制,具有解析方法所不具有的广泛适用性,且基于粒子群的β分布参数寻优能以较高的精度估计出任务可靠性曲线的相关参数。     

有限制条件的异类元件构成系统的元件维修率分布确定

为了研究不同类型元件组成系统后,元件各自的维修率;同时考虑工作环境因素对维修率的影响,提出了元件维修率分布的概念。元件维修率分布是通过将SFT中故障概率分布代替Markov链中失效率实现的。给出了不同元件组成的并联和串联系统的元件维修率分布推导过程。实现维修率分布的计算关键在于状态转移概率 范围的确定,及不同元件故障率与维修率的比值,即为计算过程所需的限制条件。给出了 范围和比例限定的计算方法和依据。对一个混联系统进行分析,说明了 范围依赖于系统结构并计算得到 ,也得到了系统中三个不同元件的维修率分布。     

基于中间件的可修复分布式系统可靠性分析

中间件是大型分布式系统的核心,可以为系统应用程序提供双机热备、双网冗余服务.针对分布式冗余系统可靠性问题,利用马尔可夫模型对可修复分布式冗余系统进行可靠性分析.按照优先恢复应用程序功能的修复策略,由系统状态转移关系建立系统状态转移图,进而得出了系统可靠度的计算方法.仿真结果表明,应用程序故障对系统可靠性的影响大于网络故障,提高修复优先级较高模块的维修率可有效增加系统的可靠度.     

基于进化硬件的自修复TMR系统设计及其可靠性分析

将进化硬件与传统TMR容错设计思想相结合,提出了一种具有在线自修复功能的自修复TMR系统设计方法。该系统具有多重容错和修复机制:总体采用TMR,可自动检测到故障模块;系统中每个模块均采用组件备份法,可通过组件切换法快速修复模块故障;而模块中每个组件也可通过进化进行修复。因而具有更强的容错能力和更高的可靠性。以具有片内三模冗余的2 bit乘法器为例进行了验证。最后,给出了该系统的可靠性模型,推出了可靠性计算公式,从理论上对该系统的可靠性进行了分析。结果表明:该系统能有效修复stuck-at故障,具有更长的使用寿命和更高的可靠性。     

可维修系统的故障率分析

采用蒙特卡洛方法对可维修系统的故障率进行模拟．讨论了元件的抽样方法。在已知元件寿命分布的条件下直接应用蒙特卡洛方法抽样，对单元件的故障率进行了定量的研究，并对两元件的串联系统的故障率进行仿真，得出了可维修系统故障率的变化规律，验证了随着时间的增加故障率趋于常数——平均故障间隔时间的倒数。     

转移概率未知下具有双Markov 链的网络控制系统控制器设计

研究一类基于Markov模型的网络控制系统的稳定性和镇定控制器设计问题.针对网络控制系统中受控对象模型的随机切换和通信过程中的丢包问题,利用具有两个独立Markov链的离散时间Markov跳跃系统进行建模.在该Markov跳跃系统模态转移概率矩阵部分元素未知的情况下,充分考虑转移概率的约束条件,给出系统可镇定的充要条件和状态反馈控制器的设计方法.最后通过仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

基于ESB的信息交换系统可靠性仿真与分析

基于ESB的信息交换系统可靠性和生存能力分析,对提高整个系统的安全运行水平具有重要作用.可靠性是系统生存能力评估的重要指标,其建模分析一直是系统生存能力评估的难点.为了有效分析基于ESB信息交换系统的可靠性,把信息交换系统建模为串联可修复系统,提出一种概率分析方法对该模型的可靠度和瞬时可用度进行定量分析及比较.仿真结果表明,在给定部件的故障率和修复率等先验概率时,ESB信息交换系统遭受病毒攻击所产生的故障是系统可靠度及瞬时可用度下降的主要原因,修复率对瞬时可用度的提高具有重要作用,运营单位应设法提高系统修复率和抗攻击的能力.     

云计算环境下的可修分布式系统可靠性分析方法

随着云计算技术的进一步发展,越来越多的应用系统托管在云计算平台上,这就对构成云计算平台的众多分布式系统的可靠性提出了更高的要求。传统分析方法难以在系统规模较大时对可修分布式系统做可靠性分析。为了提高服务质量以及降低因违反服务水平协议而导致的经济损失,本文基于马尔可夫模型提出一种适用于可修分布式系统的可靠性分析方法。通过简化系统的状态空间,在系统运行期间对其软硬件状态进行采样,并通过对分布式系统的失效过程和修复过程进行分析,根据给定时间内的失效概率序列、修复概率序列计算分布式系统的节点状态转移矩阵,得出该马尔可夫矩阵对应的稳态向量。根据特定分布式系统的自身特性,对该稳态向量进一步分析,得出系统最终的可靠性衡量指标。最后通过实验验证了该方法的可用性和有效性。     

控制系统动态马尔可夫过程可靠性分析

针对特定试验条件下小子样控制系统可靠性评定的特点,引入故障率分析,介绍了基于马尔可夫过程可维修控制系统的可靠性分析方法,推导了n个部件组成的串联可维修系统可用度的表达式,并针对具体工程用控制系统进行了可用度仿真计算。最后借助可靠性分析软件验证了该方法的合理性。两种方法结论一致,为其他结构可修系统的可靠性分析提供了重要的理论依据。     

基于GO法融合共因失效的接触网可靠性分析

为分析共因失效对接触网系统可靠性的影响,采用共因失效β因子搭建接触网模型.根据Markov过程理论,导出可修部件的共因失效概率随时间t的近似表达式.对某段电气化铁路接触网系统的特性进行分析,建立其等效失效模型和GO图.根据是否考虑共因失效两种情况,运用MATLAB绘制相应的可靠度变化曲线.对接触网系统的定量分析结果表明...     

可修K/N(G)系统可靠性指标的仿真算法研究

利用Monte Carlo随机抽样技术,采用而向事件和面向固定时间间隔的双推进机制,提出了基于事件模块的可修K/N(G)系统可靠性指标仿真算法,算法能有效解决非指数分布类情况下,考虑部件已工作时间和不同维修策略等因素影响时,解析方法难以处理的系统可靠性分析难题,并且算法能同时对系统可靠性的平均指标和瞬时指标进行分析,从而可为指导装备的使用与维修管理提供有力的依据.算法采取的双推进机制保证了算法的仿真效率,基于事件模块的设计思想保证了算法的可扩展性,而且,经与解析算法比较,验证了仿真算法的正确性.     

面向动用计划的车辆装备备件预测研究

针对动用计划下的车辆装备备件的消耗特点,研究了车辆装备维修备件消耗量和库存控制两个预测优化问题。考虑动用计划期内车辆装备的预防性维修和修复性维修,实现定时定程维修和自然随机故障维修下装备维修备件的消耗量的预测。在此基础上,根据备件库存检查方式的特点,建立基于定期检查策略的联合补货库存控制模型,根据模型的结构特点确定决策变量界限,并利用多类种群位置更新方式改进了果蝇优化算法。仿真结果表明,改进的果蝇优化算法具有良好的求解效率,本文所提出的优化方法可为车辆维修保障资源优化提供决策依据。     

Numerical method for Weibull generalized renewal process and its applications in reliability analysis of NC machine tools

In generalized renewal process (GRP) reliability analysis for repairable systems, Monte Carlo (MC) simulation method instead of numerical method is often used to estimate model parameters because of the complexity and the difficulty of developing a mathematically tractable probabilistic model. In this paper, based on the conditional Weibull distribution for repairable systems, using negative log-likelihood as an objective function and adding inequality constraints to model parameters, a nonlinear programming approach is proposed to estimate restoration factor for the Kijima type GRP model I, as well as the model II. This method minimizes the negative log-likelihood directly, and avoids solving the complex system of equations. Three real and different types of field failure data sets with time truncation for NC machine tools are analyzed by the proposed numerical method. The sampling formulas of failure times for the GRP models I and II are derived and the effectiveness of the proposed method is validated with MC simulation method. The results show that the GRP model is superior to the ordinary renewal process (ORP) and the power law non-homogeneous Poisson process (PL-NHPP) model.     

Numerical method for Weibull generalized renewal process and its applications in reliability analysis of NC machine tools

In generalized renewal process (GRP) reliability analysis for repairable systems, Monte Carlo (MC) simulation method instead of numerical method is often used to estimate model parameters because of the complexity and the difficulty of developing a mathematically tractable probabilistic model. In this paper, based on the conditional Weibull distribution for repairable systems, using negative log-likelihood as an objective function and adding inequality constraints to model parameters, a nonlinear programming approach is proposed to estimate restoration factor for the Kijima type GRP model I, as well as the model II. This method minimizes the negative log-likelihood directly, and avoids solving the complex system of equations. Three real and different types of field failure data sets with time truncation for NC machine tools are analyzed by the proposed numerical method. The sampling formulas of failure times for the GRP models I and II are derived and the effectiveness of the proposed method is validated with MC simulation method. The results show that the GRP model is superior to the ordinary renewal process (ORP) and the power law non-homogeneous Poisson process (PL-NHPP) model.     

部分可修系统的可靠性分析

The reliability analysis of a system with repairable failures and non-repairable failures is presented. It is assumed that the system has n repairable failure modes and m non-repairable failure modes. As one repairable failure mode takes place, the system will be repaired after the failure mode is detected, otherwise, it would never work again when attaining one non-repairable failure mode. Thus, the system brings about new reliability indices for having both repairable failures and non-repairable failures. The definitions of the new reliability indices are given, and the calculating methods for them are derived by using probability analysis and the supplementary variable technique.     

Reliability Analysis of Partially Repairable Systems

The reliability analysis of a system with repairable failures and non-repairable failures is presented.It is assumed that the system has n repairable failure modes and m non-repairable failure modes.As one repairable failure mode takes place,the system will be repaired after the failure mode is detected,otherwise,it would never work again when attaining one non-repairable failure mode.Thus,the system brings about new reliability indices for having both repairable failures and non-repairable failures.The definitions of the new reliability indices are given,and the calculating methods for them are derived by using probability analysis and the supplementary variable technique.