基于混合冗余策略的k-out-of-n:G系统可靠性优化模型

来源：计算机集成制造系统杂志2023年第3期北京时间：

作者：张进春, 吕航, 侯锦秀

单位：1.河南理工大学工商管理学院能源经济研究中心2.河南理工大学安全科学与工程学院

摘要：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

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51774113)。