Monthly Archives: Wrzesień 2017

Modelowanie niezawodności systemu – metody przybliżone

Opisany skrótowo w poprzednim punkcie sposób analizy niezawodności sys­temu, wykorzystujący symulację metodą Monte Carlo jest ogólny i, pomijając nakłady obliczeniowe, zawsze prowadzi do rezultatów. Jednakże w pewnych przypadkach stosowanie aż tak ogólnej metody wydaje się dyskusyjne.

Przykła­dem może być problem analizy systemu spełniającego następujące warunki. Po pierwsze analizowany system jest stosunkowo prosty w tym sensie, że zbiór sta­nów niezawodnościowych nie jest zbyt liczny i łatwo można opisać mechanizm zmiany stanów. Po drugie, rozkłady zmiennych losowych opisujących czasy przej­ścia pomiędzy stanami nie są wykładnicze. Tak sformułowane zagadnienie analizy niezawodności systemu można oczywiście próbować rozwiązywać za pomocą ogólnej metody opartej na symulacji Monte Carlo. Jednak można również próbo­wać rozwiązywać zadanie inaczej, w sposób przybliżony.

Przybliżenie może pole­gać na świadomym zastąpieniu rozkładów, które nie są wykładnicze, rozkładami wykładniczymi i dalszej analizie systemu metodą opartą na procesach Markowa. Nasuwają się od razu oczywiście pytania. W jaki sposób rozkład, o którym wiemy, że nie jest wykładniczy można przybliżyć rozkładem wykładniczym? Jaki błąd powoduje taki zabieg? Jak w ogóle taki błąd mierzyć?

Innym sposobem przybliżonego rozwiązania postawionego wyżej zadania, być może z formalnego punktu widzenia bardziej uprawnionym, jest aproksymowanie rozkładów niewykładniczych mieszankami rozkładów wykładniczych i zastosowanie analizy metodą procesów Markowa. Sposób taki, jak wiadomo, pozwala na przybliżenie każdego znanego rozkładu z dowolną dokładnością. Metoda ta wraz ze wzrostem dokładności przybliżenia powoduje jednak zwięk­szanie liczności zbioru stanów systemu. Nie jest też bezpośrednio oczywiste jakie przybliżenie i którego rozkładu można już uznać za wystarczające.

Oba przybliżone sposoby analizy niezawodności systemu mają w porówna­niu z metodą symulacji Monte Carlo jeszcze jedną wadę. Nie pozwalają na wy­znaczenie rozkładów poszukiwanych parametrów systemu, lecz jedynie ich wartości punktowe.