基于DSPN的5G工业控制系统业务可用性分析

5G工业控制系统规模化应用的关键是保障其高可用性。若通过试验评估，其成本高昂且困难诸多。而已有的可用性建模方法很少考虑到5G对可用性的影响。对此，以一个实际的5G转钢系统为例，采用确定性随机Petri网(deterministic stochastic Petri net, DSPN)从业务流程的角度对5G技术改造后的工控系统的动态故障和维修过程进行形式化建模，评估不同的失效模式对系统业务可用性的影响。在案例中分析了5G工业控制系统中不同参数对系统业务可用性造成的影响，发现无线链路平均故障间隔时间(mean time between failures, MTBF)对系统业务可用性影响最大。实验结果表明，所提方法可用于评估5G工业控制系统的业务可用性，为系统设计人员提供参考。