金光編著的《復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與分析》討論 復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與分析問題,介紹了目前比較典 型的模型和比較 有效的分析方法。其中,主要包括基于BDD的復(fù)雜系 統(tǒng)可靠性組合分析方法、基于 Petri網(wǎng)的動態(tài)系統(tǒng)可靠性建模與分析方法、基于 Bayes網(wǎng)絡(luò)的不確定性系統(tǒng)可靠性 建模與分析方法、高可靠度系統(tǒng)仿真方法,以及多模 型集成的復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與 分析方法。書中通過典型案例對這些模型和方法進(jìn)行 了說明。本書所介紹的模型和 分析方法,既具有較強的描述和解決問題的能力,又 具有較好的擴展性和適用性,可 以較好地滿足現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與分析的需求 。
本書可供從事可靠性理論、概率論與隨機過程、 管理科學(xué)與工程以及系統(tǒng)工程等 科研人員閱讀,也可作為上述有關(guān)學(xué)科專業(yè)的研究生 教材。
金光,1973年1月生,河北撫寧人。1994年于國防科技大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位,2000年于國防科技大學(xué)管理科學(xué)與工程專業(yè)獲管理學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)工作單位為國防科技大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院,主要從事長壽命產(chǎn)品壽命預(yù)測技術(shù)、故障風(fēng)險預(yù)測與健康風(fēng)險評估技術(shù)、小子樣試驗鑒定理論、仿真試驗設(shè)計分析與評估技術(shù)等方面的研究。
第1章 緒論
1.1 可靠性工作的意義
1.2 可靠性工程的發(fā)展
1.3 典型復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與分析問題
1.4 對復(fù)雜系統(tǒng)可靠性技術(shù)發(fā)展趨勢的看法
1.5 本書內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
參考文獻(xiàn)
第2章 復(fù)雜系統(tǒng)可靠性組合分析方法
2.1 BDD的基本概念
2.1.1 Shannon分解
2.1.2 BDD的概念
2.1.3 BDD構(gòu)造方法
2.2 非單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)可靠性分析
2.2.1 結(jié)構(gòu)函數(shù)
2.2.2 定性分析
2.2.3 定量分析
2.2.4 案例:衛(wèi)星轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)可靠性分析
2.3 多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性分析
2.3.1 多狀態(tài)系統(tǒng)描述
2.3.2 多狀態(tài)系統(tǒng)的BDD構(gòu)造
2.3.3 案例:通信網(wǎng)阻塞概率分析
2.4 多階段任務(wù)系統(tǒng)可靠性分析
2.4.1 部件失效函數(shù)
2.4.2 多階段系統(tǒng)的BDD構(gòu)造
2.4.3 案例:衛(wèi)星控制系統(tǒng)可靠性分析
2.5 順序相關(guān)失效系統(tǒng)可靠性分析
2.5.1 SBDD的概念
2.5.2 順序事件
2.5.3 系統(tǒng)級SBDD的構(gòu)造
2.5.4 基于SBDD的系統(tǒng)可靠性分析
2.6 故障傳播和波及效應(yīng)分析
2.6.1 故障傳播問題描述
2.6.2 基于BDD的組合分析方法
2.6.3 案例:網(wǎng)絡(luò)可靠度分析
參考文獻(xiàn)
第3章 復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)可靠性建模與分析
3.1 Petri網(wǎng)簡介
3.1.1 Petri網(wǎng)基本概念
3.1.2 Petri網(wǎng)擴展
3.1.3 基于網(wǎng)結(jié)構(gòu)的沖突
3.1.4 隨機Petri網(wǎng)的行為
3.1.5 基于Petri網(wǎng)的典型系統(tǒng)可靠性模型
3.2 動態(tài)系統(tǒng)可靠性定性分析
3.2.1 失效序列和失效簇
3.2.2 動態(tài)系統(tǒng)的重要度
3.2.3 擴展上下文網(wǎng)(E)描述
3.2.4 基于E的定性分析
3.3 馬爾可夫系統(tǒng)可靠性定量分析
3.3.1 隨機報酬網(wǎng)(SRN)描述
3.3.2 基于SRN標(biāo)識過程的可靠性指標(biāo)計算
3.3.3 案例:一個高冗余故障容錯多處理器系統(tǒng)
3.4 可修隨機劣化系統(tǒng)可靠性仿真分析
3.4.1 含老化令牌的隨機Petri網(wǎng)(SPNAT)描述
3.4.2 基于SPNAT的部件維修建模
3.4.3 基于SPNAT的系統(tǒng)維修建模
參考文獻(xiàn)
第4章 不確定性系統(tǒng)可靠性建模與分析
4.1 Bayes網(wǎng)絡(luò)簡介
4.1.1 Bayes網(wǎng)絡(luò)基本概念
4.1.2 Bayes網(wǎng)絡(luò)建模
4.1.3 Bayes網(wǎng)絡(luò)推理
4.1.4 Bayes網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)
4.2 靜態(tài)系統(tǒng)可靠性建模與分析
4.2.1 故障樹向Bayes網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化
4.2.2 多狀態(tài)問題
4.2.3 共因失效問題
4.2.4 系統(tǒng)可靠性分析方法
4.2.5 案例:PLC控制器可靠性分析
4.3 動態(tài)系統(tǒng)可靠性建模與分析
4.3.1 基于動態(tài)Bayes網(wǎng)絡(luò)的建模方法
4.3.2 基于離散時間Bayes網(wǎng)絡(luò)的建模方法
4.3.3 案例:HCAS可靠性分析
4.4 運行可靠性分析
4.4.1 運行可靠性分析的內(nèi)容
4.4.2 案例:動量輪運行可靠性分析
參考文獻(xiàn)
第5章 高可靠度系統(tǒng)仿真技術(shù)
5.1 直接抽樣法
5.1.1 成敗型仿真
5.1.2 任務(wù)型仿真
5.1.3 可靠性指標(biāo)估計
5.1.4 抽樣算法評價
5.1.5 示例分析
5.2 限制抽樣法
5.2.1 基本原理
5.2.2 故障樹仿真的限制抽樣法
5.2.3 算法性能分析
5.3 序貫破壞法
5.3.1 基本原理
5.3.2 故障樹仿真的序貫抽樣方案
5.3.3 序貫破壞過程的截斷
5.3.4 算法性能分析
5.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移鏈法
5.4.1 直接蒙特卡羅方法
5.4.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移蒙特卡羅法
5.4.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移蒙特卡羅法用于任務(wù)仿真
5.4.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移鏈法性能分析
5.5 重要性抽樣法
5.5.1 故障樹仿真的重要性抽樣法
5.5.2 重要性抽樣法用于任務(wù)仿真
5.5.3 算法性能分析
5.6 重要性抽樣法的一般理論
5.6.1 重要性抽樣法原理
5.6.2 樣本有偏性
5.7 高可靠度部件系統(tǒng)重要性抽樣
5.7.1 高可靠度系統(tǒng)CTMC模型
5.7.2 穩(wěn)態(tài)指標(biāo)估計
5.7.3 暫態(tài)指標(biāo)估計
5.8 高冗余系統(tǒng)重要性抽樣
5.8.1 大偏差原理(LDP)簡介
5.8.2 基于LDP的抽樣分布構(gòu)造
5.8.3 典型系統(tǒng)的應(yīng)用研究
5.9 分裂法
5.10 本章小節(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 多模型集成的系統(tǒng)可靠性建模與分析
6.1 多模型集成的系統(tǒng)可靠性建模方法
6.1.1 多模型集成技術(shù)
6.1.2 可靠性指標(biāo)定義
6.2 多模型集成的系統(tǒng)可靠性解析分析方法
6.2.1 MDD和MD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
6.2.2 集成模型狀態(tài)空間構(gòu)造
6.2.3 生成集總狀態(tài)空間模型
6.3 多模型集成的重要性抽樣策略
6.3.1 廣義半馬爾可夫過程(CSMP)簡介
6.3.2 基于GSMP的重要性抽樣法
6.3.3 重要性抽樣方案設(shè)計
6.4 多模型集成的系統(tǒng)可靠性仿真方法和軟件
6.4.1 MISER特點和功能
6.4.2 MISER體系結(jié)構(gòu)
6.4.3 MISER建?蚣
6.4.4 MISER模型執(zhí)行
6.4.5 MISER操作簡介
6.5 案例:某能源組件可靠性建模與分析
6.5.1 故障樹模型
6.5.2 多模型集成的維修決策模型
6.5.3 集成模型仿真分析
參考文獻(xiàn)
《復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與分析》以現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與分析問題為背景,介紹作者金光在相關(guān)研究領(lǐng)域的工作,以及近30年來國內(nèi)外在復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與分析領(lǐng)域的典型成果。在選材上,針對現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)可靠性特點,介紹兩種描述能力較強、理論研究成果比較豐富的系統(tǒng)級模型,包括Petri網(wǎng)模型和Bayes網(wǎng)絡(luò)模型。此外,從復(fù)雜系統(tǒng)故障模式分析的角度,重點介紹了基于BDD的系統(tǒng)可靠性組合分析方法,包括基本BDD方法及其擴展在非單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、多階段系統(tǒng)、多狀態(tài)系統(tǒng)、順序相關(guān)失效系統(tǒng)、存在故障傳播和波及效應(yīng)的系統(tǒng)的可靠性分析中,實現(xiàn)的方式和典型的案例。針對復(fù)雜系統(tǒng)可靠性模型解析求解的困難,介紹了可靠性仿真方法,其中主要關(guān)注高可靠度系統(tǒng)仿真的抽樣效率問題,介紹了限制抽樣法、序貫抽樣法、狀態(tài)轉(zhuǎn)移鏈法、重要性抽樣法等。最后,本書介紹了如何將關(guān)于部件和系統(tǒng)可靠性的現(xiàn)有不同類型的模型和分析方法進(jìn)行集成的方法,包括多模型集成的可靠性建模方法、解析分析方法和仿真方法,介紹了作者所開發(fā)的多模型集成的可靠性建模與分析軟件工具M(jìn)ISER。書中對各有關(guān)的模型和方法,都通過案例進(jìn)行了說明。