面向复杂系统的分布式动态健康状况评估

摘要

近年来,随着系统可用性和安全性要求日益严格,针对大型系统的维护任务也越来越复杂,以致当前存在的大多数集中式健康评估系统越来越难以满足需求。为了解决这个问题,本论文主要展现了针对复杂系统并基于远程方法调用和多代理技术的分布式动态健康状况评估系统。此分布式架构能够评估复杂系统的健康状况以决定相关组件是否继续执行它的任务。
　　整个评估系统由5部分构成,包括全局知识库子系统,分布式监控代理子系统,分布式诊断代理子系统,分布式预测代理子系统,用户图形界面子系统。诊断功能主要用来动态分析处理来自监控层的可识别信号(sympton),并借助因果症状规则库和系统知识库,来识别处于某种失效模式下的故障组件;预测功能主要是动态分析来自监控层的系统零件(device)剩余有效生命时长(RUL),并通过应用通用预测算法和系统知识库模型来计算更新系统组件(包括零件和部件)的剩余有效生命时长(RUL),以评估系统未来的运行健康状况,从而决定需要维护组件的修复和替换。
　　在实际应用中,基于Archistic项目基础上开发的此系统在实验室中运行良好。多代理技术和分布式中间件RMI大大提高了系统的可用性和扩展性,使分布式代理子系统可运行在更多的异构平台。除此之外,由于分布式代理子系统可被部署更接近系统组件,所以可更均衡和准确地分析海量数据以减少设备的无用移除,如此可大大降低风险和维护成本。

目录

面向复杂系统的分布式动态健康状况评估

DISTRIBUTED DYNAMIC HEALTH ASSESSMENT FOR COMPLEX SYSTEMS

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题来源与背景

1.2 课题意义

1.3 国内外相关研究现状

1.3.1 基于状态的维修原理

1.3.2 多代理系统

1.4 论文的主要内容

第2章 系统需求分析

2.1 系统功能需求

2.2 系统非功能需求

2.3 小结

第3章 系统设计

3.1 系统整体架构

3.1.1 分布式监控代理子系统体系结构

3.1.2 分布式诊断代理子系统体系结构

3.1.3 分布式预测代理子系统体系结构

3.1.4全局知识库子系统体系结构

3.1.5用户图形界面子系统体系结构设计

3.2 系统详细类图

3.3 系统知识库建模设计

3.3.1功能化知识建模设计

3.3.2结构化知识建模设计

3.3.3行为化知识建模设计

3.4 关键技术

3.5 小结

第4章 系统实现

4.1 系统实现环境

4.2 全局知识库子系统实现

4.2.1 知识库XML格式标准化

4.2.2 主程序流程图

4.2.3主要类描述

4.3 分布式监控代理子系统实现

4.3.1 主程序流程图

4.3.2主要类描述

4.4 分布式诊断代理子系统实现

4.4.1 主程序流程图

4.4.2主要类描述

4.5 分布式预测代理子系统实现

4.5.1 预测通用算法

4.5.2 主程序流程图

4.5.3主要类描述

4.6 用户图形界面子系统实现

4.6.1 主程序流程图

4.6.2 主要类描述

4.7交互接口实现

4.8 小结

第5章 系统测试与评估

5.1 系统测试环境

5.2 系统测试部署

5.3 系统测试

5.3.1 测试用例与流程介绍

5.3.2 分布式监控流程测试

5.3.3 分布式诊断流程测试

5.3.4 分布式预测流程测试

5.3.5 其他相关功能测试

5.5 系统评估

5.6 小结

结论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

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致谢

个人简历