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软件学报 2017年第2期28卷 443-456页

作者：何盼郑志浩袁月谭春中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714

在需要长时间可靠运行的软件系统中,由于持续运行时间和任务响应速度的要求增加,工作组件在被探测到失效后将被冗余组件实时替换.但现有可靠性优化研究通常假设冷备份冗余在所有积极冗余组件失效后才使用.针对支持实时替换的混合冗余策... 详细信息

在需要长时间可靠运行的软件系统中,由于持续运行时间和任务响应速度的要求增加,工作组件在被探测到失效后将被冗余组件实时替换.但现有可靠性优化研究通常假设冷备份冗余在所有积极冗余组件失效后才使用.针对支持实时替换的混合冗余策略,对其冗余度优化分配进行研究.该策略不仅能够保障系统可靠性,而且能够保障系统性能,故选用实时可用性和任务完成效率两类约束条件,建立冗余配置代价最小化模型.基于马尔可夫链理论对可靠性及性能两类系统指标进行定量分析;采用数值计算方法对非线性的状态分析模型进行计算;改进二元组编码遗传算法对上述优化问题进行求解.采用实例对串并联系统中实时可用性及任务完成效率的分析进行了说明,并对优化冗余分配模型进行了验证.实验结果表明,在相同冗余度下,支持实时替换的混合冗余策略在任务完成效率方面优于传统的混合冗余策略.所以,在相同约束条件下不同混合冗余策略需要采用不同的冗余优化配置方案.

关键词：冗余分配可靠性优化混合冗余策略遗传算法串并联系统

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基于混合冗余策略的k-out-of-n:G系统可靠性优化模型

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计算机集成制造系统 2023年第3期29卷 852-863页

作者：张进春吕航侯锦秀河南理工大学工商管理学院能源经济研究中心河南焦作454003 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003

很多对可靠性要求极高的系统通常被设计成k-out-of-n:G结构,然而对该类系统的可靠性优化是一个相当困难的问题。为进一步扩展模型的适用性,提出一种采用混合冗余策略的可靠性优化新模型。该模型首次在k-out-of-n:G系统的可靠性优化中引... 详细信息

很多对可靠性要求极高的系统通常被设计成k-out-of-n:G结构,然而对该类系统的可靠性优化是一个相当困难的问题。为进一步扩展模型的适用性,提出一种采用混合冗余策略的可靠性优化新模型。该模型首次在k-out-of-n:G系统的可靠性优化中引入混合冗余策略,可以为每个子系统选择(积极、冷备份或混合)冗余策略中的任何一个。首先,基于连续时间马尔可夫链为k-out-of-n:G系统建立精确计算系统可靠性的数学模型。其次,提出一个冗余分配问题和一个工程案例问题,并设计一种伪并行遗传算法进行求解。最后,为评估新模型的性能,通过对提出的两个问题进行数值分析来评估新模型的性能。实验证明,相比以往模型研究,所提新模型得到更高的系统可靠性值,具有良好的应用前景。

关键词： k-out-of-n:G系统混合冗余策略冗余分配问题连续时间马尔可夫链伪并行遗传算法

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k-out-of-n:G系统的可靠性优化设计建模及应用研究

k-out-of-n:G系统的可靠性优化设计建模及应用研究

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作者：吕航河南理工大学

学位级别：硕士

在可靠性工程中,很多对可靠性要求极高的系统通常被设计成k-out-of-n:G结构,然而对k-out-of-n:G系统的可靠性优化是一个相当困难的问题,因此对k-out-of-n:G系统的可靠性优化问题研究很有必要,这对系统设计工作具有极强的指导意义。首先... 详细信息

在可靠性工程中,很多对可靠性要求极高的系统通常被设计成k-out-of-n:G结构,然而对k-out-of-n:G系统的可靠性优化是一个相当困难的问题,因此对k-out-of-n:G系统的可靠性优化问题研究很有必要,这对系统设计工作具有极强的指导意义。首先,首次在k-out-of-n:G系统的可靠性优化设计中引入混合冗余策略和半组件混合—冗余策略,基于连续时间马尔可夫链,针对采用不同冗余策略k-out-of-n:G系统建立系统可靠性数学模型。为评估所提可靠性数学模型的性能,提出两种可靠性优化问题,并设计一种伪并行遗传算法以求解问题。然后,通过多个典型的可靠性优化问题和一个工程案例问题进行数值分析。实验结果表明,相比以往模型研究,两种新模型得到更高的系统可靠性值,性能优于以往模型。将基于马尔可夫链和混合冗余策略新模型应用于常用的33个冗余分配子问题测试集中,与采用基于下限公式和选择冗余策略的模型获得的系统可靠性进行误差分析,平均误差率为0.7379%,实验结果表明,利用连续时间马尔可夫链为k-out-of-n:G系统所构建的可靠性数学模型更加精确。通过调整多个关键参数进行不同冗余策略的敏感性分析,得到组件和切换系统可靠性等关键参数对不同冗余策略产生的影响。同时揭示切换系统/故障检测器的故障率对最优系统配置所产生的重大影响。图33幅,表18个,参考文献64篇。

关键词： k-out-of-n:G系统可靠性优化问题混合冗余策略半组件混合-冗余策略可靠性优化设计

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