本文關鍵詞：需求驅動的狀態(tài)聚合系統(tǒng)建模及可靠性分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多狀態(tài)系統(tǒng)(Multi-state System, MSS)是可靠性理論中的一類重要系統(tǒng),其在制造、生產(chǎn)、配水、發(fā)電、石油和天然氣的運輸?shù)阮I域中具有廣泛的應用。這類系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)目巨大且系統(tǒng)處于不同的狀態(tài)時系統(tǒng)輸出功率(或性能)是不同的。馬爾可夫可修系統(tǒng)是一類特殊的多狀態(tài)系統(tǒng),以往的研究把馬爾可夫可修系統(tǒng)的狀態(tài)空間劃分為工作狀態(tài)集和故障狀態(tài)集,即可接受系統(tǒng)狀態(tài)集和不可接受系統(tǒng)狀態(tài)集。事實上,系統(tǒng)的狀態(tài)是否能被接受取決于馬爾可夫可修系統(tǒng)性能與需求的性能水平之間的關系。實際生活中顧客(或用戶)的需求是多樣的,千變?nèi)f化的,進行需求方面的管理也是至關重要的,所以構建需求驅動的狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型具有重要的理論意義和應用價值。本論文以系統(tǒng)的輸出(或性能)和顧客(或用戶)的需求性能兩類系統(tǒng)為基礎,構建需求驅動的狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型,運用離子通道建模理論、聚合隨機過程理論以及Krnonecker算子對系統(tǒng)進行了可靠性評估。本論文的研究工作主要有以下幾個方面：第一,建立了確定性需求驅動的馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型。提出了刻畫該系統(tǒng)模型的幾個新的可靠性指標：多點可用度、多區(qū)間可用度和混合多點區(qū)間可用度,并推導出這些可靠性指標的具體表達式。在這類系統(tǒng)中,需求模式是確定性的而供應模式是一個馬爾可夫隨機過程。第二,建立了隨機環(huán)境下確定性需求驅動的馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型。提出了在考慮環(huán)境條件下刻畫該系統(tǒng)模型的幾個新的可靠性指標：多點可用度、多區(qū)間可用度和混合多點區(qū)間可用度,并推導出這些可靠性指標的具體表達式。這類系統(tǒng)在隨機環(huán)境下運行,系統(tǒng)的一些狀態(tài)是可變的,即系統(tǒng)的一些狀態(tài)在某些環(huán)境下是工作狀態(tài),而在另一些環(huán)境下或許成為故障狀態(tài),且一些環(huán)境對系統(tǒng)是致命的,即系統(tǒng)在這些環(huán)境下的所有狀態(tài)均為故障狀態(tài),沒有工作狀態(tài)。第三,建立了確定性需求驅動的多運行水平馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型。提出了在考慮輸出功率的條件下刻畫該系統(tǒng)模型的幾個新型的可靠性指標：多點可用度、多區(qū)間可用度和混合多點區(qū)間可用度,并推導出這些可靠性指標的具體表達式。在這類系統(tǒng)中,需求模式是確定性,在不同的時刻顧客有不同層次的需求；供應程度相同或相近的基本狀態(tài)被聚合在一起,看做一個狀態(tài)處理,稱為一個運行水平或者一個層次,整個供應狀態(tài)集被聚合成多個運行水平或者多個層次。第四,建立了馬爾可夫需求驅動的馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型。提出了刻畫該系統(tǒng)模型的新的可靠性指標：在特定時間區(qū)間內(nèi)顧客的需求都能得到滿足的概率,并推導出這些可靠性指標的具體表達式。這類系統(tǒng)的需求和供應模式都是隨機的,感興趣的是在某個時間區(qū)間內(nèi)顧客有需求的地方都能夠得到滿足的概率第五,建立了多運行水平馬爾可夫需求驅動的多運行水平馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型。提出了刻畫該系統(tǒng)模型的新的可靠性指標：在特定時間區(qū)間內(nèi)顧客特定的需求被相應層次的供應滿足的概率,并推導出這些可靠性指標的具體表達式。在這類系統(tǒng)中,需求和供應模式都是多層次的,即在不同的時刻顧客有不同層次的需求且在不同時刻供應的層次也是不同的,需求和供應程度相同或相近的基本狀態(tài)分別被聚合在一起,看做一個狀態(tài)處理,稱為一個運行水平或者一個層次,整個需求和供應狀態(tài)集分別被聚合成多個運行水平或者多個層次。本文對上述建立的需求驅動的狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型進行了可靠性分析,推導出了相關的可靠性指標,用數(shù)值算例對所推導的理論結果進行了驗證分析,并且把確定性需求驅動的馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型和確定性需求驅動的多運行水平馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型應用于一個微型計算機系統(tǒng)的可靠性評估。本研究有重要的理論和實際意義,所得結果不僅可以促進需求驅動的狀態(tài)聚合系統(tǒng)模型和聚合隨機過程的發(fā)展,還可以為多狀態(tài)系統(tǒng)的維修性優(yōu)化設計、可靠性評估、管理等提供理論依據(jù)。
【關鍵詞】：可靠性 聚合隨機過程 多點可用度 多區(qū)間可用度 多運行水平 狀態(tài)聚合
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB114.3;F274
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-15
• 第1章 緒論15-23
• 1.1 研究背景、研究目的和意義15-18
• 1.2 主要研究內(nèi)容18-19
• 1.3 主要創(chuàng)新點19-20
• 1.4 論文結構20-23
• 第2章 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及理論基礎23-41
• 2.1 可靠性理論研究現(xiàn)狀23-26
• 2.2 維修性建模與可靠性分析26-33
• 2.2.1 多狀態(tài)系統(tǒng)26-27
• 2.2.2 基于離子通道理論的狀態(tài)聚合可修系統(tǒng)27-29
• 2.2.3 馬爾可夫可修系統(tǒng)新的可靠性度量指標29-30
• 2.2.4 退化可修系統(tǒng)30-31
• 2.2.5 PH分布和MAP在可靠性建模中的應用31-33
• 2.3 常用的可靠性指標33-35
• 2.4 連續(xù)時間馬爾可夫過程35-36
• 2.5 離子通道建模理論36-38
• 2.6 拉普拉斯變換38-39
• 2.7 Kronecker積與Kronecker和39-41
• 第3章 確定性需求驅動的馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)建模與可靠性分析41-56
• 3.1 引言與系統(tǒng)描述41-42
• 3.2 系統(tǒng)可靠性度量42-49
• 3.2.1 一些基本結論42-43
• 3.2.2 多點可用度43-44
• 3.2.3 多區(qū)間可用度44-45
• 3.2.4 混合多點區(qū)間可用度45-49
• 3.3 一些性質49-51
• 3.4 數(shù)值算例51-54
• 3.5 本章小結54-56
• 第4章 隨機環(huán)境下確定性需求驅動的馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)建模與可靠性分析56-66
• 4.1 系統(tǒng)模型假設56-57
• 4.2 系統(tǒng)與環(huán)境可靠度57-61
• 4.2.1 系統(tǒng)可靠度57-60
• 4.2.2 環(huán)境可靠度60-61
• 4.3 系統(tǒng)與環(huán)境可用度61-63
• 4.3.1 系統(tǒng)可用度61-62
• 4.3.2 環(huán)境可用度62-63
• 4.4 數(shù)值算例63-65
• 4.5 本章小結65-66
• 第5章 確定性需求驅動的多運行水平馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)建模與可靠性分析66-78
• 5.1 系統(tǒng)模型假設66
• 5.2 系統(tǒng)可靠性度量66-73
• 5.2.1 各個運行水平逗留時間的分布66-69
• 5.2.2 各個運行水平訪問次數(shù)的分布69-70
• 5.2.3 點可用度、區(qū)間可用度和混合點區(qū)間可用度70-73
• 5.3 數(shù)值算例73-76
• 5.3.1 各個運行水逗留時間和平訪問次數(shù)73-75
• 5.3.2 點可用度、區(qū)間可用度以及混合點區(qū)間可用度75-76
• 5.4 本章小結76-78
• 第6章 馬爾可夫需求驅動的馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)建模與可靠性分析78-91
• 6.1 系統(tǒng)模型假設78-80
• 6.2 相關的基本知識80
• 6.3 系統(tǒng)可靠性度量80-86
• 6.3.1 系統(tǒng)性能度量C([0,t])80-84
• 6.3.2 系統(tǒng)性能度量C([a,b])84
• 6.3.3 系統(tǒng)性能度量(_([a_1,b_1,[a_2,b_2],…,[a_m,b_m])84-86
• 6.4 數(shù)值算例86-90
• 6.5 本章小結90-91
• 第7章 多運行水平馬爾可夫需求驅動的多運行水平馬爾可夫供應狀態(tài)聚合系統(tǒng)建模與可靠性分析91-100
• 7.1 系統(tǒng)模型假設91-92
• 7.2 系統(tǒng)可靠性度量92-95
• 7.3 一些特殊情形95-96
• 7.4 數(shù)值算例96-99
• 7.5 本章小結99-100
• 第8章 工程實例應用——一個微型計算機系統(tǒng)100-108
• 8.1 程實例介紹及系統(tǒng)建模100-101
• 8.2 系統(tǒng)可靠性評估101-107
• 8.3 本章小結107-108
• 結論108-110
• 參考文獻110-119
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單119-120
• 致謝120-121
• 作者簡介121

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  本文關鍵詞：需求驅動的狀態(tài)聚合系統(tǒng)建模及可靠性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：272267