本书以可靠性、重要度相关方法为基础，研究工程系统中的维修和韧性优化问题。当失效发生时，对其进行机理分析研究有助于了解各个关键指标的变化趋势，找到失效发生的必要条件、失效的关键路径以及影响失效的重要因素，从而提出维修措施来修复系统。失效发生后，对其进行合理的维修决策，以便在最佳的时间来修复失效单元，从而最大限度地提高系统韧性。本书内容对于诸如电网系统、能源系统、交通系统、水利系统等工程系统具有很好的应用前景，能够深入准确地揭示失效机理，细致准确地分析系统性能，全面精准地分析韧性模型。并在此基础上给出有效的优化策略，评估系统性能恢复，提升系统安全保障能力，减少系统事故危机损失，对保障和促进实际工程系统的建设和安全稳定运行具有重要的科学意义和应用价值。
本书可供从事系统可靠性研究的科研人员阅读，也可供高等院校相关专业的高年级本科生和研究生参考。

兑红炎，男，郑州大学教授、博士生导师，河南省高校科技创新人才、河南省青年骨干教师、教育厅学术技术带头人、中国运筹学会可靠性分会理事、中国优选法统筹法与经济数学研究会工业工程分会理事等，研究方向包括系统重要度理论、复杂网络韧性优化、机械装备故障诊断及剩余寿命预测和重要度在基础设施领域、工程领域的应用，发表学术论文70余篇，所提出的综合重要度计算方法已经被美国SAS系统JMP软件采用。主持两项国家自然科学基金、教育部规划基金、装备预研基金、科技部重大专项子课题等，获河南省自然科学奖、省科技成果奖等，多篇论文获得河南省教育厅优秀科技论文一等奖。

序
前言
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 理论现状
1.2.2 应用现状
1.3 内容安排
1.4 本章小结
第2章 基于重要度的维修优先级
2.1 成本维修优先级
2.1.1 符号定义
2.1.2 假设
2.1.3 基于成本的组件维修优先级
2.1.4 组件维修策略
2.2 基于优先级重要度的组件预防性维修策略
2.2.1 基于多态系统性能的优先级重要度
2.2.2 组件预防性维修策略
2.2.3 不同维修策略下的韧性分析
2.2.4 案例分析
2.3 基于成本评估的预防性维修优先模型
2.3.1 系统的期望总维修成本
2.3.2 基于成本评估的预防性维修指标
2.3.3 特殊系统的讨论
2.3.4 基于CPMI的预防性维修策略分析
2.3.5 基于CPMI的预防性维修策略优化
2.3.6 案例分析
2.4 本章小结
第3章 基于重要度的复杂网络韧性
3.1 符号定义
3.2 复杂网络韧性理论模型
3.2.1 复杂网络剩余韧性模型
3.2.2 复杂网络韧性模型
3.2.3 复杂网络最优韧性模型
3.3 复杂网络剩余韧性经典重要度模型
3.3.1 OPT剩余韧性重要度
3.3.2 Birnbaum剩余韧性重要度
3.3.3 RAW剩余韧性重要度
3.3.4 RRW剩余韧性重要度
3.3.5 Copeland综合排序分析
3.4 基于损失和恢复的复杂网络综合重要度模型
3.5 基于经典重要度的海运网络剩余韧性分析
3.5.1 部分港口失效后海运网络剩余韧性分析
3.5.2 部分航线失效后海运网络剩余韧性分析
3.5.3 全部港口失效后海运网络剩余韧性分析
3.5.4 全部航线失效后海运网络剩余韧性分析
3.6 基于综合重要度的陆运网络韧性分析
3.6.1 部分节点失效的陆运网络韧性分析
3.6.2 部分节点和线路失效的陆运网络韧性分析
3.7 本章小结
第4章 城市地铁维修优先级应用
4.1 地铁网络数学建模
4.2 地铁网络典型结构
4.3 地铁网络级联失效模型
4.3.1 节点的初始负载
4.3.2 节点的容量
4.3.3 节点负载的再分配
4.4 地铁网络性能模型
4.5 基于节点重要度的网络维修优先级
4.6 案例分析
4.7 本章小结
第5章 交通网络维修策略应用
5.1 基于级联失效的城市道路交通网络的拥堵程度的判定
5.1.1 城市交通网络的基本性质描述与符号定义
5.1.2 城市道路交通网络的特性描述
5.1.3 城市道路交通网络的拥堵程度的判定模型
5.2 基于不同拥堵程度的城市道路交通网络的不同控制策略
5.2.1 问题描述与假设以及符号定义
5.2.2 轻度拥堵情况下的控制策略模型
5.2.3 严重拥堵情况下的控制策略模型
5.3 案例分析
5.3.1 道路拥堵程度判定
5.3.2 不同控制策略分析
5.4 本章小结
第6章 航材备件维修配置应用
6.1 两级保障模式下航材备件的维修过程
6.1.1 允许横向供应的两级保障模式
6.1.2 航材备件的供应与维修过程
6.2 基于备件保障率的备件数量确定
6.2.1 单一备件保障率的计算
6.2.2 系统级备件数量确定方式
6.3 基于重要度的备件维修配置
6.3.1 考虑飞行任务和飞机数量的备件初次分配
6.3.2 基于横向供应时间重要度的备件维修分配
6.4 案例分析
6.4.1 单组件保障效能的影响分析
6.4.2 各组件备份数量的优化配置
6.4.3 仓储位置的决策求解
6.5 本章小结
第7章 灌溉网络韧性应用
7.1 灌溉网络性能变化分析
7.2 灌溉网络的韧性分析和水资源分配
7.2.1 灌溉网络内的损失分析
7.2.2 灌溉网络内的恢复分析
7.2.3 灌溉网络的损失成本
7.2.4 韧性及韧性最优模型
7.3 案例分析
7.4 本章小结
第8章 装备保障网络韧性应用
8.1 装备保障体系网络化建模及节点重要度分析
8.1.1 装备保障三层耦合网络建模
8.1.2 考虑网络节点信息传递的信息重要度
8.1.3 考虑部分节点失效情况下的损失重要度
8.2 装备保障网络失效分析
8.2.1 网络节点失效模式
8.2.2 装备保障多层耦合网络级联失效分析
8.2.3 基于信息重要度攻击时的网络级联失效仿真分析
8.3 装备保障网络韧性分析优化
8.3.1 基于信息重要度攻击时的网络级联失效仿真分析
8.3.2 剩余可分配任务量韧性策略仿真分析
8.3.3 考虑节点维修的预防性维修策略模型及仿真分析
8.3.4 韧性重要度及仿真分析
8.4 本章小结
第9章 集群网络韧性应用
9.1 无人机集群的性能要求及其数量优化
9.1.1 多阶段任务特征
9.1.2 基于n/k系统的多阶段任务可靠性计算
9.1.3 集群数量重要度分析及优化
9.1.4 无人机数量优化算例
9.2 无人机集群韧性分析及编队重构优化
9.2.1 基于重要度的集群韧性分析
9.2.2 无人机集