考虑时间相关故障的多状态系统可靠性与任务成功性仿真评估方法

针对考虑时间相关故障、多状态性能输出、系统冗余储备等因素的系统可靠性与任务成功性评估问题使用解析法难以建模求解,而一般仿真方法又存在抽样效率慢和估值精度低的问题,提出具有时间相关故障抽样与统计方差减小相结合的蒙特卡罗仿真评估方法.首先,设计了非指数剩余分布抽样的数值计算方法,实现了时间相关故障的随机事件抽样.其次,在此...     

基于多智能体仿真的舰船动力系统航渡任务成功性研究

通过对舰船航渡任务过程的分析,得到了动力系统航渡阶段任务成功性的定义、判断准则和可靠性框图,建立了系统加权邻接矩阵;根据对设备故障类型的分析,得出了不同性质的设备故障对舰船航行的影响,建立了舰船动力系统航渡任务成功性的判断模型;结合典型示例,运用多智能体的方法和思路对动力系统航渡过程和设备故障情况进行了仿真,得到了任务成功率以及相关结论。为开展舰上其他系统对应研究提供了借鉴和依据,并为全舰以及编队的任务成功性和效能研究、故障维修中的备品备件需求等打下了基础。     

合成部队多阶段作战任务成功概率仿真评估

考虑战场环境和战时装备维修保障评估合成部队多阶段作战任务成功概率, 对于辅助合成部队作战任务规划和装备维修保障决策具有重要的现实意义。在分析合成部队装备和合成部队装备维修保障模式的基础上, 构建了战时合成部队多阶段任务剖面; 通过对合成部队作战过程的分析, 提出了战时合成部队各阶段任务成功要求; 充分考虑合成部队多作战单元任务的协同性、合成部队装备的多样性及其战时随机共因失效(random common cause failure, RCCF)、战场环境下敌方火力打击和阶段任务时间的随机性、换件修理时间的不确定性等复杂因素, 利用蒙特卡罗仿真(Monte Carlo simulation, MCS)原理给出了合成部队多阶段作战任务成功概率评估的详细仿真流程, 并通过算例进行仿真和结果分析。研究结果表明:本文模型可用于合成部队多阶段作战任务成功概率评估和战斗阶段持续时间优化, 并为战时合成部队备件携行方案优化奠定了模型基础。     

基于状态预测与评估的部件任务成功性评估研究

针对任务成功性评估的需要, 充分考虑任务可靠性与维修性的特点. 在状态监测与预测的基础上, 通过D-S证据理论与模糊综合评判相结合的办法得出部件针对任务的不可靠度, 由不可靠度与相关维修数据相结合来实现对部件的任务成功性评估. 最后通过示例应用表明了该方法的可用性.     

基于仿真的复杂系统可靠性、可用性和MTBF评估文献综述

通过查阅大量文献 ,对应用蒙特卡罗仿真方法评估复杂系统可靠性、可用性和 MTBF进行了全面的分析研究 .通常在评估复杂大型系统的可靠性、可用性和 MTBF方面有 4个主要困难 :系统结构可以很复杂 ;子系统可能服从各种失效分布 ;对于可修系统来说 ,子系统可以服从任意失效和修复分布 ;子系统的失效数据有时也不充分 ,可靠性试验样本趋向于小样本 .用经典统计学去获得它们的统计置信限很困难并且经常是不可能的 .而仿真技术是解决这类问题的一个值得重视的研究方向 .     

基于仿真的复杂武器系统任务可靠性计算方法研究

论述了复杂武器系统任务可靠性计算的一般要求和计算任务可靠度及MTBCF的基本计算方法，分析了复杂系统可靠性置信下限用仿真方法求解的基本问题，包括抽样方法，仿真计算程序及系统可靠性综合求解等问题，通过具体示例，说明了复杂系统的故障分布是指数型的说法并不总是正确的，应通过数据检验来确定其分布，否则，计算结果有很大误差，根据简化模型。把仿真方法与解析方法计算结果进行了对比分析。提出了供工程应用的有效可行方法。     

基于有效状态空间的多状态网络可靠性评估

鉴于应用d-最小割(路)集计算多状态网络可靠度精确值的算法中基于最小割(路)集求解d-最小割(路)集及容斥原理的复杂性,提出一种不需要d-最小割(路)集计算网络可靠度精确值的算法.该算法按一定规则分割状态空间,在此基础上生成有效状态空间,通过迭代计算直接获得可靠度精确值;同时通过删除边的无效状态、对最小割集进行分组,有效减小计算量;通过有序树执行该算法简单、易操作.实例表明算法的计算结果是正确的,且计算量较小,证明了其正确性和有效性,但同时也表明算法所需存储空间较大.     

备件组合方案下的多阶段任务成功性评估模型

通过定义任务结构函数来表示阶段任务成功与部件的关系,同时给出了给定备件组合方案下的 多阶段任务成功概率求解算法,为任务前确定备件携行量提供决策依据.     

柔性制造系统任务成功性模型

本文针对ＦＭＳ在完成任务过程中，系统或系统的某些单元发生了不超过规定时间内修复且不影响任务完成的故障情况，给出任务成功性的定义，典型情况的任务成功度模型和ＦＭＳ多任务成功性模型。本文作者所提的ＦＭＳ任务成功性模型已应用于北京和长春ＦＭＳ试验中心，为合理评估两个中心的广义可靠性提供了理论依据。     

基于任务可靠性的多阶段系统设备投入策略优化模型

为保证多阶段任务系统的高可靠性,在执行各阶段任务的过程中不仅会设置设备备份,同时也会设置复杂的任务执行方案备份.本文通过研究多阶段系统在各阶段的可执行任务状态空间、状态转移关系以及各阶段之间的状态影射关系,构建了该类系统的Markov可靠性模型.并以各阶段初的设备投入策略作为决策变量,系统的任务可靠性作为优化目标,设备投入工时作为约束条件构建了多阶段系统的设备投入策略优化模型.算例分析表明,本文模型利于对多阶段系统开展可靠性分析与系统的设备投入策略分析.     

集团蒙特卡罗系统可靠性仿真

在高可靠性系统蒙特卡罗仿真中,为了获得可靠的仿真结果,采用直接蒙特卡罗方法将需要很多次仿真试验,花费大量的计算时间,其中主要的时间花费在生均匀分布随机数上。本文在离散分布的集团抽样方法的基础上设计了计算高可靠性系统不可用度的集团蒙特卡罗方法,由于仅仅需要两个均匀分布随机数即可以完成一次仿真实验,集团蒙特卡罗方法将大量减少计算时间,提高算法效率。     

小样本多技术状态性能可靠性的仿真评估方法

针对大型产品性能试验的多技术状态、小样本特点,提出了基于环境因子仿真的性能可靠性评估方法。运用仿真技术获得了环境因子的仿真结果;利用环境因子将多技术状态下的试验数据折算为产品设计状态下的性能试验数据,基于折算后的性能试验数据得到了产品性能可靠性估计。最后,通过一个仿真实例说明了折算模型具有稳健性。     

多阶段任务系统任务持续能力仿真模型研究

多阶段任务系统(PMS)是一种典型的复杂系统,它包括多个在时间上连续且无相互重叠的阶段任务,执行作战与使用任务的武器装备多数属于这种复杂系统。分析了PMS及任务可靠度、可信度和任务效能等任务持续能力评价参数。结合实际装备系统大都属于可用马尔可夫过程进行描述的可修复系统的特点,为简化模型复杂程度提出了一些合理的假设条件。在此基础上,结合多阶段任务系统自身特点,通过分析多阶段任务系统任务持续能力建模仿真步骤,多阶段任务系统任务效能仿真方法,建立了基于Petri网的多阶段任务系统任务效能多层仿真模型。最后结合常见的"靶场打靶"任务进行了实例验证,并对仿真结果进行了分析。     

基于周期驱动的动态聚合解聚多分辨率建模仿真方法

针对传统动态聚合解聚多分辨率建模仿真面临的链式解聚,一致性维护难,复杂度高,实用性差等问题,提出了一种基于周期驱动的动态聚合解聚多分辨率高效仿真模型.其基本原理是模型的聚合解聚不受控于实体内部的复杂交互,而是以固定的周期为驱动,并允许跨分辨率交互发生,此外,模型力求实现宏观上的一致性,而不去对个体的一致性进行特别关注.介绍了模型的仿真调度机制,建立了参数化聚合解聚形式化模型,分析了模型对体系复杂特征的影响.此外,对模型的可控性(误差和计算复杂度)进行了理论分析,表明了宏观一致性解的存在性,并理论上证明了模型存在且只存在一个单位增益因子,从而简化了求解过程.最后,以武器装备体系为例,在多分辨率架构设计的基础上,对模型可行性和有效性进行了实验验证.研究对于多分辨率建模仿真技术的推广应用具有重要的促进意义.     

多分辨率作战仿真系统中实体交互的研究

指出了多分辨率作战仿真系统中存在的不同分辨率的聚合级实体之间以及聚合级实体和平台级实体之间的交互问题。针对这一问题，提出了通过指挥实体的指挥控制关系有机的连接不同分辨率的聚合级实体和平台级实体的方法，解决了不同分辨率的聚合级实体之间以及聚合级实体和平台级实体之间交互信息的过渡问题．建立了交互信息的层次化处理机制和方法，提高了交互信息处理的效率和针对性．     

多阶段任务系统(PMS)可靠性模型研究

多阶段任务系统(phased mission system,PMS)包含了一系列具有时间连续且不相互覆盖的基本任务阶段。针对系统特点,对PMS的两种可靠性模型进行了初步的讨论和分析,并提出了一种对包含可修任务的PMS系统可靠性评估的方法。该方法从任务可靠度的角度描述了系统的可靠性,并结合可用度、可信度等描述参数建立了新的评估模型。最后从理论上分析了此方法的可行性,并通过实例验证了其有效性和正确性。     

基于失效数据和统计推断优先的任务可靠性评估方法

论述了复杂武器系统任务可靠性计算的一般要求和计算任务可靠度及MTBCF的基本计算方法。通过具体示例,说明了复杂系统的寿命分布是指数型的说法并不总是正确的,应通过数据检验来确定其分布,否则,计算结果有很大误差。     

基于E-GERTS模型的复杂任务成功性评估方法

在分析复杂任务特点的基础上,针对一般模型无法反映资源约束对任务过程的影响以及任务过程间的相关性问题,提出了E-GERTS模型及其计算机仿真算法。该模型通过添加决策型节点和决策函数,可根据当前资源和时间信息,对任务过程进行动态决策,确定后续任务节点的分支概率,从而有效地解决了这些问题。同时还给出复杂任务成功性评估的E-GERTS模型建立方法,最后给出了一个示例。     

基于HLA的航天任务仿真系统

以组建具有良好可扩展性和可重用性的仿真系统为目的,在HLA分布式仿真技术的基础上,采用面向对象的建模与仿真技术分析并设计了分布式的航天任务仿真系统。系统由控制中心,测控站,航天器和视景显示四类联邦成员组成,控制中心和测控站构成虚拟的航天测控网,完成对航天器的监测和控制,仿真结果通过视景联邦成员用3D图像表现出来。在对仿真系统不作任何修改的情况下,加入不同个数的航天器联邦成员,能够完成诸如单个航天器入轨和卫星星座等的航天任务仿真。在此仿真系统的基础上,通过扩展和重用,可以方便的组建特定目的的其它航天任务仿真系统。面向对象的建模与仿真技术应用于空间总体技术仿真是一种新方法,有利于更大规模的系统集成,也便于仿真组件的发展与重用。     

多分辨率建模与仿真相关概念研究

概念不明确、概念体系不健全已成为制约多分辨率建模与仿真发展的主要障碍之一.先从认知论、静态特性、动态特性三个层面对面向对象概念建模的实质进行了深入剖析.在此基础上,进一步提出并定义了多分辨率建模与仿真的一系列相关概念,指出了概念之间的内在联系,为多分辨率建模与仿真较完整的概念体系的形成起到一定促进作用.