多阶段任务系统是指含有多种、连续、不重叠阶段任务的系统。航空、舰船、通信网络、交通和核技术等领域的许多系统都可以看作是PMS。PMS由于系统的动态结构、不同的任务成功准则和部件的不同失效行为，需要对系统在每个阶段建立不同的可靠性模型，而且在这些可靠性模型中，同一部件在不同阶段的失效行为具有依赖性，也就是说部件在前一阶段末的状态是它在下一阶段的初始状态。这些因素都增加了PMS可靠性分析的复杂性，导致传统的可靠性分析结论与实际情况有较大的出入。为了提高系统的可靠性，可以采取提高元件可靠度、冗余等多种方法。但是，冗余元件的引入势必导致系统的体积、重量以及成本的提高。这往往会给系统的其他技术指标带来负面的影响。由于PMS可靠性分析研究尚不深入，关于PMS可靠性冗余优化的研究成果很少。《多阶段任务系统可靠性与冗余优化设计》(作者胡涛、杨春辉、杨建军)将介绍PMS可靠性分析的解析模型和仿真方法，研究PMS可靠性冗余优化问题。

《多阶段任务系统可靠性与冗余优化设计》(作者胡涛、杨春辉、杨建军)对多阶段任务系统(Phased Mission Systems，PMS)的可靠性模型和冗余优化设计问题进行了详细介绍。首先综述了3前多阶段任务系统可靠性建模领域的研究现状，介绍了当前主要的研究领域、可靠性建模方法等。在具体介绍各种PMS模型前，简要描述了可靠性的基本理论和基本的建模方法。解析模型中，介绍了一般PMS以及PMS与多模式、多状态、共因失效、不完全覆盖等相结合的系统可靠性建模问题，还讨论了多平台PMS基于二元决策图(Binary Decision Diagrams，BDD)的建模方法；研究了考虑冗余的PMS故障树描述和BDD模型。针对PMS系统复杂，解析模型难以构建的问题，研究了基于着色Petri网(Colored PetriNets，CPN)的可靠性仿真模型。最后，研究了采用微粒群算法求解PMS的可靠性综合优化模型，并用案例进行了分析验证。

《多阶段任务系统可靠性与冗余优化设计》可供可靠性工程研究部门和相关的管理与工程技术人员阅读和参考，也可作为高等院校研究生、本科生的教学用书和参考资料。

第1章 绪论

1．1 多阶段任务系统及其可靠性

1．2 多阶段任务系统可靠性理论研究现状

1．2．1 PMS建模方法

1．2．2 PMS研究类型

第2章 理论基础

2．1 可靠性基本理论

2．1．1 可靠性的定义

2．1．2 可靠性指标

2．2 故障树分析

2．2．1 故障树的基本概念

2．2．2 故障树的常用符号

2．2．3 结构函数和最小割集

2．3 马尔可夫模型

2．3．1 马尔可夫链

2．3．2 马尔可夫过程

2．4 二元决策图

2．4．1 Shannon分解

2．4．2 二元决策图BDD

2．4．3 基于递归法的故障树向BDD的转化

2．4．4 基于BDD的求单调关联故障树的MCS

2．4．5 基于BDD的故障树定量分析

第3章 多阶段任务系统可靠性的解析模型

3．1 一般多阶段任务系统可靠性的解析模型

3．1．1 组合方法

3．1．2 状态空间类方法

3．1．3 阶段模块方法

3．2 多模武失效多阶段任务系统可靠性的解析模型

3．2．1 多模式失效PMS可靠性模型建立

3．2．2 DEP-BDD算法

3．2．3 案例分析

3．3 多态多阶段任务系统可靠性的解析模型

3．3．1 相关概念

3．3．2 MFT的BDD算法

3．4 多阶段共因系统可靠性的解析模型

3．4．1 相关概念

3．4．2 案例分析

3．5 多阶段未覆盖系统可靠性的解析模型

3．5．1 相关概念

3．5．2 GPMS—CPR方法

3．5．3 案例分析

3．6 多平台多阶段系统可靠性的解析模型

3．6．1 多平台多阶段任务系统任务剖面构建技术

3．6．2 基于BDD的多平台多阶段任务系统可靠性建模技术

3．6．3 基于BDD的舰艇编队任务可靠性建模案例研究

第4章 考虑冗余结构的多阶段任务系统可靠性解析模型

4．1 理论基础

4．1．1 PMS冗余故障树模型

4．1．2 PMS—BDD和PMS冗余BDD

4．1．3 PMS冗余故障树向PMS冗余BDD转化

4．2 并联冗余的多阶段任务系统可靠性解析模型

4．3 K/n冗余的多阶段任务系统可靠性解析模型

4．4 贮备冗余的多阶段任务系统可靠性解析模型

4．4．1 PMS冷贮备冗余模型

4．4．2 PMS热贮备冗余模型

4．4．3 PMS温贮备冗余模型

第5章 多阶段任务系统可靠性的仿真模型

5．1 基于蒙特卡罗的多阶段任务系统可靠性仿真

5．2 基于Matlab的PMS可靠性建模与仿真研究

5．2．1 问题描述

5．2．2 仿真模型的建立及算法的实现

5．2．3 模型验证

5．2．4 拓展分析

5．2．5 PMS—Matlab模型小结

5．3 基于CPN的多阶段任务系统可靠性仿真

5．3．1 Petri网介绍

5．3．2 cPN在PMS可靠性建模中的应用

5．3．3 仿真算法设计

5．3．4 仿真模型的建立

5．3．5 模型验证

5．4 基于EXTEND的多阶段任务系统可靠性仿真

5．4．1 EXTEND的特点及应用分析

5．4．2 基于ExTEND的仿真模型的建立

5．4．3 仿真步骤

5．4．4 案例分析

第6章 多阶段任务系统可靠性优化模型

6．1 传统可靠性优化模型

6．2 综合满意度优化模型

6．2．1 综合满意度优化模型的意义

6．2．2 综合满意度优化模型的构建

6．2．3 综合满意度优化模型的分析

6．3 基于PSO的可靠性优化算法

6．3．1 微粒群算法的基本理论

6．3．2 微粒群算法的流程

第7章 多阶段任务系统可靠性优化案例研究

7．1 案例的问题模型

7．2 案例的分析与建模

7．2．1 案例的可靠性计算模型

7．2．2 案例的可靠性优化模型

7．3 案例的计算

7．4 案例的结果分析

缩略语

参考文献