[发明专利]基于改进故障模式与影响分析的系统弹性仿真评估方法

权利要求书

1.一种基于改进故障模式与影响分析的系统弹性仿真评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：建立以弹性为目的的改进FMEA，具体包括：

步骤1.1：确定系统KPI和性能归一化方法；

步骤1.2：建立改进FMEA；

所述改进FMEA包含代码、产品名称、功能、故障模式、故障原因、任务阶段与工作方式、模式故障率、受影响的性能参数以及归一化性能降级和恢复曲线；其中FMEA为故障模式与影响分析，KPI为关键性能参数；

步骤二：系统弹性行为仿真与系统KPI数据收集；

步骤2.1，构建系统仿真模型；

根据系统原理和相似性原理，构造以数字模式相似为基础的系统仿真模型，即用数学模型代替实际系统进行实验，描述系统随机活动的实际过程；仿真模型构造过程中，需要明确输入、输出、概率模型构造方法和系统仿真逻辑；

步骤2.2，正常运行条件下的系统仿真和系统KPI数据收集；

输入正常情况下的系统运行参数，得到正常工作状态下的系统KPI值，此KPI值也是计算系统弹性值的基础；

步骤2.3，故障条件下的系统仿真和系统KPI数据收集；

根据仿真精度需要，进行n次故障条件下的系统仿真和KPI数据收集；由于故障的发生、系统性能降级和恢复过程都具有随机性，故具体过程如下：

初始化仿真次数等于1；

步骤2.3.1：故障模式抽样；输入改进FMEA，按照改进FMEA表格中的模式故障率，抽样确定该次仿真中发生的故障模式；首先，基于模式故障率抽样获取本次仿真中每种故障模式的发生时间，然后对故障模式发生时间排序，最早发生的故障即为该次仿真发生的故障模式；

步骤2.3.2：性能降级和恢复过程相关参数抽样；根据改进FMEA表格中的归一化性能降级和恢复曲线相关信息，抽样得到该次故障过程中的性能降级和恢复曲线：

步骤2.3.2.1：对系统性能降级和恢复过程为连续、线性的弹性三角，需要抽样得到：①性能降级最低点Q₁；②性能降级时间(t₁-t₀)；③性能恢复时间(t₂-t₁)；④性能恢复点Q₂；

步骤2.3.2.2：对系统性能降级和恢复过程为连续、非线性的弹性三角，需要确定或抽样得到：①性能降级函数；②性能降级最低点Q₁；③性能恢复函数；④性能恢复点Q₂；

步骤2.3.2.3：对系统性能降级和恢复过程为离散的弹性三角，需要确定或抽样得到：①系统每个降级状态的性能值；②系统性能降级程度；③系统降级和恢复过程中，每个性能级别停留时间；

步骤2.3.3：执行仿真过程，得到该次仿真中的系统KPI数据；

步骤2.3.4：仿真次数增加1，返回步骤2.3.1进行下一次仿真，直到达到预定仿真次数；步骤三：系统弹性评估。

2.如权利要求1所述的基于改进故障模式与影响分析的系统弹性仿真评估方法，其特征在于，所述系统KPI的确定遵循的原则为：反映系统功能特性的原则、反映用户最为关注的系统表现的原则以及易于测量的原则；所述性能归一化方法为min-max归一化方法。

3.如权利要求1所述的基于改进故障模式与影响分析的系统弹性仿真评估方法，其特征在于，所述改进FMEA如表1所示：

表1 改进的故障模式与影响分析表格

初始约定层次： 任务： 审核： 第页共页

约定层次： 分析人员： 批准： 填表日期：

其中归一化性能降级和恢复曲线的表达方式包括：性能连续线性变化的弹性三角、性能连续非线性变化的弹性三角和性能离散变化的弹性三角。

4.如权利要求1所述的基于改进故障模式与影响分析的系统弹性仿真评估方法，其特征在于，所述系统弹性评估具体包括：

步骤3.1：确定型弹性度量；

步骤3.2：概率型弹性度量。