МАТРИЧНІ ПРОЦЕДУРИ ДЛЯ ОБЧИСЛЕННЯ ВАЖЛИВІСНИХ ОЦІНОК КОМПОНЕНТІВ СИСТЕМИ
Ключові слова:
оцінки важливості компонентів, структурна функція, логічне диференціальне числення, логічні спрямовані похідні
Анотація
Надійність/доступність системи є складним багатогранним поняттям, яка оцінюється на основі численних показників і індексів. Існують різні методи розрахунку цих показників в аналізі надійності. Одними з найбільш часто використовуваних показників є показниками оцінки важливості компонентів системи, які дозволяють оцінити вплив одного або декількох компонентів системи на її надійність/доступність. Сьогодні використовуються міри важливості, щоб врахувати різні аспекти впливу елементів системи на її відмову або працездатність. Аналіз важливості елементів використовується при проектуванні, діагностиці та оптимізації системи. У даній статті розроблені нові алгоритми розрахунку деяких оцінок важливості компонентів системи на основі матричних процедур. Метою даної роботи є розробка нового алгоритму для розрахунку показників важливості системи на основі матричних процедур, які можуть бути перетворені в паралельні процедури/алгоритми. Ці алгоритми розроблені на основі застосування логічного диференціального обчислення булевої логіки для аналізу важливості системи. Застосування паралельних алгоритмів в аналізі важливості дозволяє оцінювати надійність системи великої розмірності. Специфічною особливістю запропонованих матричних процедур для розрахунку показників важливості є використання структурної функції для математичного подання досліджуваної системи. Ця функція визначає однозначне співвідношення для всіх можливих поєднань станів компонентів системи і надійністю/доступністю системи. Структурна функція в цьому випадку визначається як вектор істинності, який використовується в матричних перетвореннях. Вектор істинності булевої функції являє собою стовпець таблиці істинності для значень змінних упорядкованих в лексикографічному порядку. Будь-яка структурна функція системи може бути однозначно представлена вектором істинності, який складається з 2n елементівЗавантаження
Дані про завантаження поки що недоступні.
Посилання
1. Kuo, W., Zhu, X. Importance Measures in Reliability, Risk and Optimization, John-Wiley & Sons Publ., 2012. 440 p.
2. Zaitseva, E., Levashenko, V. Importance Analysis by Logical Differential Calculus. Automation and Remote Control, 2013, vol. 74, no. 2, pp. 171–182.
3. Levitin, G. Lisnianski, A. Multi-state System Reliability Analysis and Optimization, Handbook of Reliability Engineering, London, Berlin, NY, Springer Publ., 2003. 342 p.
4. Barlow, R. E., Proschan, F. Importance of system components and fault tree events. Stochastic Processes and their Applications, 1975, vol. 3, no. 2, pp. 153–173.
5. Kvassay, M., Levashenko, V., Zaitseva, E. Analysis of minimal cut and path sets based on direct partial Boolean derivatives. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, 2016, vol. 230, no. 2 pp.147–161.
6. Schneeweiss, W.G. A short Boolean derivation of mean failure frequency for any (also non-coherent) system, Reliability and Engineering System Safety, 2009, vol. 94, no. 8, pp. 1363–1367.
7. Zhang, L., Xing, L., Liu, A., Mao, K. Multivalued Decision Diagrams-Based Trust Level Analysis for Social Networks, IEEE Access, 2019, vol. 7, no. 12, pp. 180620-180629.
8. Zhang, S., Sun, S., Si, S., Wang, P. A decision diagram based reliability evaluation method for multiple phased-mission systems. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability, 2017, vol. 19, no. 3, pp. 485-492.
9. Xin, S., Yan, C., Xingyou, Z., Chuanzhi, W. A novel multi-microgrids system reliability assessment algorithm using parallel computing. Energy Internet and Energy System Integration: Proceedings of the 2017 IEEE Conference, Beijing, China, 2017, pp. 1-6.
10. Quan, Z. Wang, Z.-J., Ye, T., Guo, S. Task Scheduling for Energy Consumption Constrained Parallel Applications on Heterogeneous Computing Systems. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2019, vol. 45, no. 12, pp. 1-8.
11. Kukharev, G. Shmerko, V., Zaitseva, E. Multiple-Valued Data Processing Algorithms and Systolic Processors. Minsk, Nauka and Technika Publ., 1990. 320 p.
12. Zaitseva, E., Levashenko, V. Reliability analysis of Multi-State System and Multiple-Valued Logic. International Journal of Quality & Reliability Management, 2017, vol. 34, no. 6, pp. 862-878.
13. Beeson, S., Andrews, J. D. Importance measure for non-coherent-system analysis. IEEE Transaction on Reliability, 2003, vol. 52, no. 3, pp. 301-310.
14. Steinbach, B., Posthoff, C. Boolean Differential Caculus. San Rafael, Morgan & Claypool Publ., 2018. 720 p.
15. Posthoff, C., Steinbach, B. Logic Functions and Equations: Binary Models for Computer Science. Second ed., Springer Publ., 2019. 507 p.
16. Moret, B. M. E., Thomason, M. G. Boolean Difference Techniques for Time-Sequence and Common-Cause Analysis of Fault-Trees. IEEE Transaction on Reliability, 1984, vol. R-33, pp. 399-405.
17. Birnbaum Z. W. On the Importance of Different Components in a Multicomponent System. Multivariate Analysis II. New York, Academic Press Publ., 1969, pp. 581–922.
2. Zaitseva, E., Levashenko, V. Importance Analysis by Logical Differential Calculus. Automation and Remote Control, 2013, vol. 74, no. 2, pp. 171–182.
3. Levitin, G. Lisnianski, A. Multi-state System Reliability Analysis and Optimization, Handbook of Reliability Engineering, London, Berlin, NY, Springer Publ., 2003. 342 p.
4. Barlow, R. E., Proschan, F. Importance of system components and fault tree events. Stochastic Processes and their Applications, 1975, vol. 3, no. 2, pp. 153–173.
5. Kvassay, M., Levashenko, V., Zaitseva, E. Analysis of minimal cut and path sets based on direct partial Boolean derivatives. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, 2016, vol. 230, no. 2 pp.147–161.
6. Schneeweiss, W.G. A short Boolean derivation of mean failure frequency for any (also non-coherent) system, Reliability and Engineering System Safety, 2009, vol. 94, no. 8, pp. 1363–1367.
7. Zhang, L., Xing, L., Liu, A., Mao, K. Multivalued Decision Diagrams-Based Trust Level Analysis for Social Networks, IEEE Access, 2019, vol. 7, no. 12, pp. 180620-180629.
8. Zhang, S., Sun, S., Si, S., Wang, P. A decision diagram based reliability evaluation method for multiple phased-mission systems. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability, 2017, vol. 19, no. 3, pp. 485-492.
9. Xin, S., Yan, C., Xingyou, Z., Chuanzhi, W. A novel multi-microgrids system reliability assessment algorithm using parallel computing. Energy Internet and Energy System Integration: Proceedings of the 2017 IEEE Conference, Beijing, China, 2017, pp. 1-6.
10. Quan, Z. Wang, Z.-J., Ye, T., Guo, S. Task Scheduling for Energy Consumption Constrained Parallel Applications on Heterogeneous Computing Systems. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2019, vol. 45, no. 12, pp. 1-8.
11. Kukharev, G. Shmerko, V., Zaitseva, E. Multiple-Valued Data Processing Algorithms and Systolic Processors. Minsk, Nauka and Technika Publ., 1990. 320 p.
12. Zaitseva, E., Levashenko, V. Reliability analysis of Multi-State System and Multiple-Valued Logic. International Journal of Quality & Reliability Management, 2017, vol. 34, no. 6, pp. 862-878.
13. Beeson, S., Andrews, J. D. Importance measure for non-coherent-system analysis. IEEE Transaction on Reliability, 2003, vol. 52, no. 3, pp. 301-310.
14. Steinbach, B., Posthoff, C. Boolean Differential Caculus. San Rafael, Morgan & Claypool Publ., 2018. 720 p.
15. Posthoff, C., Steinbach, B. Logic Functions and Equations: Binary Models for Computer Science. Second ed., Springer Publ., 2019. 507 p.
16. Moret, B. M. E., Thomason, M. G. Boolean Difference Techniques for Time-Sequence and Common-Cause Analysis of Fault-Trees. IEEE Transaction on Reliability, 1984, vol. R-33, pp. 399-405.
17. Birnbaum Z. W. On the Importance of Different Components in a Multicomponent System. Multivariate Analysis II. New York, Academic Press Publ., 1969, pp. 581–922.
Опубліковано
2019-12-28
Як цитувати
Sedlacek P. Матричні процедури для обчислення важливісних оцінок компонентів системи / P. Sedlacek, A. Forgac, E. Zaitseva // Системи управління, навігації та зв’язку. Збірник наукових праць. – Полтава: ПНТУ, 2019. – Т. 6 (58). – С. 33-37. – doi:https://doi.org/10.26906/SUNZ.2019.6.033.
Розділ
Управління в складних системах
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
