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复杂关联系统的可靠性建模与分析

武小悦  
【摘要】: 系统可靠性建模与分析是系统可靠性设计评定的重要基础。实际中的许多重要系统都具有复杂时空关联的特性,本论文主要研究了复杂关联系统的可靠性建模的技术与及其可靠性分析方法。 在总结了复杂关联系统可靠性建模与分析的意义与研究现状的基础上,提出了广义系统可靠性框图模型GRBDS,这种模型可以描述多层次的具有节点失效的复杂关联系统。论文提出了基于立方体运算的布尔逻辑函数不交化算法,研究了布尔函数不交化的BDD算法,这两种算法均可用于改进GRBDS可靠性分析的效率。由于引入了节点失效,大多数已有的可靠性分析方法难以直接运用于GRBDS网络系统模型的求解。本论文提出了两种新的求解方法。一种是基于网络计算思想的直接求解GRBDS网络系统不交化最小路集的节点信息交互算法,节点信息交互算法具有并行计算的特点。另一种是基于全概率分解思想的矩阵分解算法,并给出了矩阵分解算法的计算机实现技术。矩阵分解算法推广了邻接矩阵的概念,解决了全概率分解法的计算机实现难题。为了辅助GRBDS的建模,论文研究了系统可靠性可视化建模系统(Re2000)的总体框架及具体实现技术,Re2000可方便直观地建立GRBDS模型。 复杂关联动态系统的可靠性建模是目前可靠性研究的难点问题。本文提出了复杂关联动态系统可靠性分析的推广面向对象的有色Petri网模型(GOOPN),给出了其形式化描述。运用GOOPN对两个FMS系统、几种常见的典型结构系统及通信网络系统进行的建模描述表明GOOPN模型具有较好的模块性、可重用性和可维护性,可以较充分反映系统的动态关联特性。


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