动态系统可靠性分析的新概念

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1、国防科技大学学报第26卷第2期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVoi.26No.22004文章编号：1001-248（62004）02-0100-06动态系统可靠性分析的新概念!金光（国防科技大学人文与管理学院，湖南长沙410073）摘要：传统可靠性分析的概念只能描述静态逻辑关系，不能满足现代复杂动态系统可靠性分析的需要。在给出动态系统状态空间结构和结构函数的基础上，提出失效序列和失效丛的概念描述动态系统的故障模式，这一概念扩展了传统可靠性分析的概念，将割集、蕴含集等作为其在静态情

2、形的特例。给出动态系统部件的概率重要度、结构重要度以及关键重要度的概念，用实例对提出的有关概念进行了说明。关键词：动态系统；可靠性；失效序列；失效丛中图分类号：O213.2文献标识码：ANewConceptsfortheDynamicSystemReliabilityAnalysisJINGuang（CoiiegeofHumanitiesandManagement，NationaiUniv.ofDefenseTechnoiogy，Changsha410073，China）Abstract：Thetraditionaireiiabiiityc

3、onceptsaimatstaticiogic，whicharenoiongersatisfythereguirementofthemoderncompiexdynamicsystemreiiabiiityanaiysis.Thisarticieprovidesadifferentstatespaceandstructuraifunctionfordescribingdynamicsystemreii-abiiity.Thenconceptsoffaiiureseguenceandfaiiureciusteraredefinedforcha

4、racterizingdynamicsystems’faiiuremode.Theyareex-tensionsofthetraditionaistaticreiiabiiityconceptssuchascutsetandimpiicationset，whicharethespeciaiexampieoftheprovidedconcepts.Theanaiogconceptsinciudingprobabiiityimportancedegree，structuraiimportancedegreeandcriticaiimportan

5、cedegreeareaisoputforward.Atiastthereiativeconceptsareiiiustratedusingasimpieexampieofdynamicsystem.Keywords：dynamicsystem；reiiabiiity；faiiureseguence；faiiureciuster随着科学技术特别是计算机技术的发展，各种控制和容错技术广泛应用，现代系统越来越复杂，人—机—环境以及系统硬件和软件之间相互作用、相互影响，系统可靠性表现出动态性、非单调性、多态性、相关性和随机性等特征，由此也导致了一

6、些特殊的可靠性问题，如故障安全性、维修有序性（如液位调节系统［12］）、隐含相依性结构（如人机故障［10］）、状态依赖性（即事件影响与其发生时过程或系统状态及其持续时间有关［11］）等。在动态系统可靠性描述与分析方面，虽然没有必要在所有情况下对影响系统可靠性的所有因素都进行详尽的描述，但是在许多情况下，如果忽略这些因素的影响，或者对所有因素都采用过于简单（如忽略相关性等）的方式进行处理，将导致不可接受的误差。更重要的是，软件、人员等硬件以外的因素对现代系统可靠性的影响越来越大，提供一种可以描述影响系统可靠性的各种因素的方式是非常重要的。传统

7、的系统可靠性建模与分析方法在描述时间、过程和人的因素的影响方面存在困难，在模型精化方面的困难也使得它们在动态系统可靠性设计分析中存在局限性。另外，更根本的是，传统的可靠性分析主要采用割集（单调系统）或蕴含集（非单调系统）的概念描述静态逻辑或静态故障模式，对具有隐含相依性或状态依赖性等特点的系统，不能提供合适的定性概念，也不能准确处理部件对系统可靠性的定量影响。对具有动态随机性故障的容错系统、冗余可修系统、公用资源库系统等采用静态近似处理，经常导致计算的可靠性指标与实际情况相差甚远，不能满足高度复杂的现代系统可靠性分析的需要。所以，针对现代复

8、杂系统可靠性特征，从基本概念、建模方法以及定性定量分析方面提出新的可靠性分析途径，是一项非常有意义的工作，也是系统可靠性理论发展的要求［10］。!收稿日期：2003-09-03作