RMS建模方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

rms建模方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
1.本技术涉及通用质量特性技术领域，特别是涉及一种rms建模方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.随着计算机技术、通信技术及军事技术的发展，以信息系统支持的智能化网络中心战和空天地一体化成为未来装备的主要作战样式。预警探测系统、指挥控制系统、综合航电系统、电子对抗装备、船舶动力定位系统等典型电子信息系统作为作战体系中的核心，打破了传统模式下地理和空间上的局限，通过信息系统将分布在不同地理位置不同空间的不同类型的装备、系统和平台无缝集成在一起，组合为更加复杂的装备体系，大大提升从发现目标到实施打击的能力与效果。
3.电子信息系统作为现代装备体系的纽带和关键所在，其性能和可靠性维修性保障性(reliability,maintainability and supportability，rms)至关重要。假如作战过程中预警探测系统出现故障瘫痪，会使整个机队失去眼睛和神经中枢，无法实施整体作战，战斗力锐减。也正因如此，对电子信息系统的rms、功能、性能、体积及重量等各方面的要求远高于一般装备。在现有的装备研制和工艺水平下，要达到上述要求，需要采用先进的设计方法进行优化设计。重构设计技术，是有效解决系统设计中存在的rms指标、功能、性能、体积及重量等约束条件之间矛盾的一种设计方法。因此，重构设计在预警探测系统、综合航电系统、电子对抗装备、船舶动力定位系统等电子信息系统设计中得到广泛的应用。
4.预警探测系统、综合航电系统、电子对抗装备、船舶动力定位系统等电子信息系统一般都是可重构系统，这类系统一般都采用了重构容错技术。容错技术是指系统对故障的容忍技术，也就是指处于工作状态的系统中一个或多个关键部分发生故障或差错时，系统能检测和诊断，并能采取相应的措施保证维持其规定功能或维持其功能在可接受范围之内的技术。而重构容错控制是在常规控制系统的基础上设置故障诊断机构，根据故障诊断机构提供的故障信息，对故障部件迅速隔离，并充分利用系统的功能冗余，使系统冗余部件能正常工作。重构设计在提高系统可靠性与恢复系统性能方面有其自身的优点与特点，不仅能对复杂系统实施良好控制，而且发生故障时，能够保证整个系统仍维持稳定；同时，基于部件功能冗余性，能够快速进行重构使系统保持或适当降低某些性能。因此，系统重构成为目前解决复杂装备rms问题的一项关键技术。
5.rms即可靠性、维修性和保障性，是与性能同等重要的设计特性，对装备的作战能力、生存力、部署机动性、维修人力和使用保障费用都产生重要的影响。系统rms建模是从对系统故障规律、维修保障活动理解认知的角度，对系统、组成部件及维修保障活动过程进行建模，反应系统的主要故障特征、维修保障策略与活动过程时序等，用于评估系统的可用性、可靠性、维修性和保障性水平，系统rms建模是开展系统rms综合论证、系统rms方案设计与优化及系统rms指标综合评估的基础。
6.目前，已形成基于目标树-成功树-动态主逻辑图-事件序列图(gtst-dmld-esd)的
rms建模方法。该方法中装备系统由主装备和保障系统组成，主装备是直接执行作战或训练任务的部分，保障系统是用来保障主装备正常运行的部分。利用目标树(gt)实现rms顶层要求的层次化分解，分别建立装备任务、主装备和保障系统的逻辑层次，并通过成功树(st)与特定功能层次直至产品结构层次建立关联，形成rms与其影响要素的映射关系。为降低模型描述的复杂性，采用动态主逻辑图(dmld)将系统功能分为主功能和支持功能并实现关联。如此，各种要求、功能或子功能、设备、组件等均成为gtst-dmld中相互关联的模型节点，并可赋予其特定的静态或动态特性，从而在装备任务、主装备和保障系统三者之间建立描述它们之间交互关系的gtst-dmld模型。在gtst-dmld模型基础上利用事件序列图(esd)对维修保障过程进行建模，将局部的gtst-dmld模型扩展为具体的维修保障过程模型。esd较适合于对维修保障活动的建模，如运用逻辑门可以模拟过程并发、竞争，参数可以模拟备件库存、人员数量，条件可以模拟等待，规则可以表达维修策略等。gtst-dmld模型中任一节点的维修要求可激发相应的维修保障esd模型，实现对维修保障过程的模拟。
7.然而，上述方法缺乏对系统重构特性的表征能力，无法对可重构系统的重构行为和过程进行表征，导致无法满足可重构系统的rms建模与分析需求。


技术实现要素：

8.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对重构特性进行表征的rms建模方法、装置、计算机设备和存储介质。
9.一种rms建模方法，所述方法包括：
10.获取系统任务的分析信息，所述分析信息包括：所述系统任务包含的子任务、所述子任务相关的功能、各所述功能对应的部件、以及所述系统任务、所述子任务、所述功能和所述部件之间的逻辑关系；
11.获取所述功能中可通过多个执行路径实现的功能对应的重构策略；
12.获取各所述部件的故障特性、维修策略和保障资源；
13.基于petri网对所述分析信息、所述重构策略、所述故障特性、所述维修策略和所述保障资源进行描述，获得所述系统任务对应的rms模型。
14.一种rms建模装置，所述装置包括：
15.第一获取模块，用于获取系统任务的分析信息，所述分析信息包括：所述系统任务包含的子任务、所述子任务相关的功能、各所述功能对应的部件、以及所述系统任务、所述子任务、所述功能和所述部件之间的逻辑关系；
16.第二获取模块，用于获取所述功能中可通过多个执行路径实现的功能对应的重构策略；
17.第三获取模块，用于获取各所述部件的故障特性、维修策略和保障资源；
18.建模模块，用于基于petri网对所述分析信息、所述重构策略、所述故障特性、所述维修策略和所述保障资源进行描述，获得所述系统任务对应的rms模型。
19.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
20.获取系统任务的分析信息，所述分析信息包括：所述系统任务包含的子任务、所述子任务相关的功能、各所述功能对应的部件、以及所述系统任务、所述子任务、所述功能和
所述部件之间的逻辑关系；
21.获取所述功能中可通过多个执行路径实现的功能对应的重构策略；
22.获取各所述部件的故障特性、维修策略和保障资源；
23.基于petri网对所述分析信息、所述重构策略、所述故障特性、所述维修策略和所述保障资源进行描述，获得所述系统任务对应的rms模型。
24.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
25.获取系统任务的分析信息，所述分析信息包括：所述系统任务包含的子任务、所述子任务相关的功能、各所述功能对应的部件、以及所述系统任务、所述子任务、所述功能和所述部件之间的逻辑关系；
26.获取所述功能中可通过多个执行路径实现的功能对应的重构策略；
27.获取各所述部件的故障特性、维修策略和保障资源；
28.基于petri网对所述分析信息、所述重构策略、所述故障特性、所述维修策略和所述保障资源进行描述，获得所述系统任务对应的rms模型。
29.上述rms建模方法、装置、计算机设备和存储介质，基于petri网进行rms建模，petri网具有严格的形式定义、直观的图形表示、丰富的系统行为和动态特性分析技术的特点，可将人员、设备、空间、时间等信息集成在一起进行描述，具有对重构特性的表征能力，适用于可重构系统rms模型构建，通过统一的模型表征能力，对系统的任务、功能、部件、重构行为、故障过程、维修活动和保障资源进行建模，有利于可重构系统rms分析、rms指标仿真评估等工作的开展。
附图说明
30.图1为一个实施例中rms建模方法的流程示意图；
31.图2为一个实施例中业务流程模型的示意图；
32.图3为一个实施例中可重构的业务流程模型的示意图；
33.图4为一个实施例中变迁优先级设置的示意图；
34.图5为一个实施例中故障模型的示意图；
35.图6为一个实施例中修复性维修模型的示意图；
36.图7为一个实施例中预防性维修模型的示意图；
37.图8为一个实施例中保障资源模型的示意图；
38.图9为一个实施例中rms模型的示意图；
39.图10为一个实施例中rms建模装置的结构框图；
40.图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
41.图12为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
42.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
43.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种rms建模方法，包括以下步骤s102至步骤s108。
44.s102，获取系统任务的分析信息，分析信息包括：系统任务包含的子任务、子任务相关的功能、各功能对应的部件、以及系统任务、子任务、功能和部件之间的逻辑关系。
45.子任务相关的功能包括该子任务执行时所实现的功能。功能对应的部件是指用于实现该功能的系统结构，该部件可以是软件结构，也可以是硬件结构，还可以是软硬件结合结构。
46.举例来说，以某电子系统的显示控制任务为例，该任务包括控制管理和显示管理两个子任务，控制管理子任务相关的功能包括数据收发管理功能和控制数据处理功能，显示管理两个子任务相关的功能包括数据收发管理功能和画面绘制功能，数据收发管理功能对应的部件包括短波通信模块、超短波通信模块和卫星通信模块，控制数据处理功能对应的部件包括数据输入模块和数据处理模块，画面绘制功能对应的部件包括显示模块。
47.具体而言，通过对系统任务进行分析，确定系统典型任务剖面下包含的子任务、相关功能和部件信息。例如，某电子信息系统主要执行n个阶段任务，分别记为：s1,s2,
…
,sn，阶段任务si相关的子任务有p个，分别记为：子任务相关的功能或部件有q个，分别记为：
48.通过对系统任务进行分析，确定不同阶段任务、子任务、功能及部件之间的逻辑关系。逻辑关系可以包括：串行依赖关系(存在时间约束关系)、串行独立关系(简单的串联关系)、并行独立关系(完全并行无相互影响)、冗余备份关系(在一定场景下和触发条件下才启动另一个，进行路径或功能重构)、表决关系(用n中取k表示，表示n个设备中只要保证有k个正常，即能保证系统功能或系统任务的正常执行)。
49.在一个实施例中，不同阶段任务之间是串行依赖关系，即只有阶段任务si执行后，才会执行阶段任务s
i 1
，其中，i≤n-1，对于子任务、功能和部件来说，上述几种逻辑关系都可能存在。
50.s104，获取功能中可通过多个执行路径实现的功能对应的重构策略。
51.可重构系统是指在系统任务发生变化或是发生故障时能够按照一定的策略以路径切换、启用冗余备份等形式实现系统内部结构的重新调整，以保证系统任务正常执行的系统。重构是指在不改变系统功能的情况下，对系统的内部结构进行重新调整，以满足系统任务或用户的需求。
52.具体而言，通过对系统工作原理进行分析，判断每一功能的执行是否有多个路径，若某一功能可通过多个执行路径实现，则判定该功能可重构，获取该功能对应的重构策略。重构策略可以包括但不限于重构场景、重构路径和触发条件。在一个实施例中，若系统运行过程中某一设备模块出现故障，导致相应功能的最初执行路径走不通，可通过启用备份或是对系统结构进行调整，启用其他可实现相同功能的路径继续任务。
53.s106，获取各部件的故障特性、维修策略和保障资源。
54.通过对每一部件发生故障后的状态变化、维修活动、相关的维修工具、备件、人员进行分析，获得该部件的故障特性、维修策略和保障资源。故障特性可以包括故障特征和规律。维修策略根据类别可以分为修复性维修和预防性维修。保障资源可以包括消耗性物品
(如备件)和可重复利用资源(如维修工具和维修人员)。
55.s108，基于petri网对分析信息、重构策略、故障特性、维修策略和保障资源进行描述，获得系统任务对应的rms模型。
56.petri网具有严格的数学表述方式、直观的图形表达方式、丰富的系统描述手段和系统行为分析技术，适用于描述异步的、并发的计算机系统模型。petri网中包括库所、变迁、连接弧、托肯、容量等元素，其中，库所表示圆形节点，变迁表示方形节点，连接弧表示库所与库所之间、以及库所与变迁之间的有向弧线，托肯表示库所中的动态对象，可以从一个库所移动到另一个库所，容量表示托肯的具体数值。
57.在一个实施例中，建立petri网中元素与系统中相关要素的映射关系；根据映射关系，对分析信息、重构策略、故障特性、维修策略和保障资源进行描述，获得系统任务对应的rms模型。
58.petri网中的库所、变迁、弧等元素与系统中的任务(包括阶段任务和子任务)、功能、状态、规则等相关要素相对应，具体映射关系可以如下表1所示。
59.表1
60.系统中相关要素petri网任务及功能结构状态、资源状态库所资源限制、状态限制容量过程的开始与结束、任务功能的执行与实施变迁资源、状态托肯制度、规则、作业顺序弧、弧权函数
61.按照上述映射关系，利用petri网可对系统任务执行过程、状态转化、时序与时间消耗及资源动态变化过程进行表征，既具有对重构特性的表征能力，也能够对故障发生后的一系列维修保障活动时序及时间要素进行描述，实现业务流程、重构行为、故障行为、维修活动和保障资源的建模，解决可重构系统rms建模问题。
62.上述rms建模方法中，基于petri网进行rms建模，petri网具有严格的形式定义、直观的图形表示、丰富的系统行为和动态特性分析技术的特点，可将人员、设备、空间、时间等信息集成在一起进行描述，具有对重构特性的表征能力，适用于可重构系统rms模型构建，通过统一的模型表征能力，对系统的任务、功能、部件、重构行为、故障过程、维修活动和保障资源进行建模，有利于可重构系统rms分析、rms指标仿真评估等工作的开展。
63.在一个实施例中，基于petri网对分析信息、重构策略、故障特性、维修策略和保障资源进行描述，获得系统任务对应的rms模型的步骤，具体可以包括：基于petri网对分析信息进行描述，获得业务流程模型；在业务流程模型的基础上，添加基于petri网对重构策略、故障特性、维修策略和保障资源进行的描述，获得系统任务对应的rms模型。
64.基于petri网对分析信息进行描述，获得业务流程模型的步骤，具体可以包括：利用库所对系统任务、子任务、功能和部件的状态进行描述，利用变迁对系统任务、子任务和功能的执行过程进行描述，利用连接弧对系统任务、子任务、功能和部件之间的逻辑关系进行描述，获得业务流程模型。
65.任务的状态可以包括任务开始、任务执行和任务结束，功能的状态可以包括功能开始、功能运行和功能结束，部件的状态可以包括正常和故障，任务的执行过程可以包括过
程的开始时间、各时间点具体执行的任务内容、持续时间、结束时间，功能的执行过程可以包括功能开始时间、各时间点具体执行的功能点、持续时间、结束时间，任务、功能和部件之间的逻辑关系可以包括执行制度、规则和时序。
66.以某电子系统的显示控制任务为例，该任务分为控制管理、显示管理两个子任务，相关的功能包括数据收发管理功能、控制数据处理功能和画面绘制功能，对应的主要软硬件结构包括数据输入模块、数据处理模块、短波通信模块、超短波通信模块、卫星通信模块和显示模块。其中，控制管理子任务和显示管理子任务从任务层面来说是相互独立的，具体执行过程都依赖数据收发管理功能的实现。
67.利用petri网建立上述显示控制任务对应的业务流程模型，如图2所示。其中，圆形节点代表库所，方形节点代表变迁，箭头代表连接弧。双向箭头位于可重复使用的资源(设备、工具、人员等)与其支撑的库所之间，表示该资源可重复使用，单向箭头位于库所与变迁之间，表示系统状态变化的逻辑关系。连接弧上的数字表示发生需要的资源数量或者变迁发生后引起的状态变化数量，默认为1，表示一次事件的发生需要的资源数量是1或状态变化导致的变化也只有1个。图2中各库所和变迁的类型、意义和参数说明如下表2所示。
68.表2
[0069][0070][0071]
初始托肯为1或大于1是触发库所后面的变迁的基本条件，初始托肯为0时库所后面的变迁不会执行。模型中的第一个库所的初始托肯为1，保证模型能执行，待第一个库所对应的变迁执行后，相应的托肯变为0，转移到后面的库所中，推动后面的变迁按一定的时
序执行，所以后面的库所的初始托肯为0，否则整个模型就全部同时执行了。
[0072]
在一个实施例中，在业务流程模型的基础上，添加基于petri网对重构策略、故障特性、维修策略和保障资源进行的描述，获得系统任务对应的rms模型的步骤，具体可以包括：在业务流程模型的基础上，添加基于petri网对重构策略进行的描述，获得可重构的业务流程模型；在可重构的业务流程模型的基础上，添加基于petri网对故障特性、维修策略和保障资源进行的描述，获得系统任务对应的rms模型。
[0073]
在上述业务流程模型的基础上，根据系统工作原理，分析重构场景，利用petri网进行系统重构建模，并明确重构触发条件，进而形成可重构的业务流程模型，即完整的系统业务流程模型。具体而言，重构策略包括重构路径和触发条件，重构路径包括重构后的子任务、功能和部件、以及重构后的子任务、功能和部件之间的逻辑关系。petri网中的库所、变迁、弧等与重构路径中的相关功能、状态、规则等相对应。
[0074]
在一个实施例中，在业务流程模型的基础上，添加基于petri网对重构策略进行的描述，获得可重构的业务流程模型的步骤，具体可以包括：利用库所对重构后的功能和部件的状态进行描述，利用变迁对重构后的子任务和功能的执行过程进行描述，利用连接弧对重构后的子任务、功能和部件之间的逻辑关系进行描述，利用变迁优先级对重构的触发条件进行描述，获得重构模型；在业务流程模型的基础上添加重构模型，获得可重构的业务流程模型。
[0075]
以图2中某电子系统的显示控制任务为例，为了保证任务执行过程中控制管理功能的正常实现，在系统设计时，协调利用系统中的综合处理分系统中的信息接收传输模块和综合处理模块，实现控制管理功能，相关模块为综合信息接收机和信号处理机。只有在数据收发管理功能不能实现时，才会触发系统重构，启用综合信息接收机；只有在控制数据处理功能不能实现时，才会触发系统重构，启用信号处理机。
[0076]
以控制数据处理功能故障为例，在图2所示的业务流程模型的基础上，增加3个库所和3个变迁，并通过设置变迁优先级来确定重构的触发条件，建立考虑控制数据处理功能重构的业务流程模型，如图3所示。图3所示模型是在图2的基础上，增加了3个普通库所(p_4*、p_8*、p_30)、1个时间变迁(t_5*)、2个瞬时变迁(t_2*、t_7*)。其中，p_4*表示重构后的控制数据处理功能开始；p_8*表示重构后的控制数据处理功能结束；p_30表示信号处理机，初始托肯为1；t_5*表示重构后的控制数据处理功能执行，时间为固定时间或者高斯分布时间，时间代表重构后的控制数据处理功能执行耗时；t_2*表示重构后的控制管理子任务到达，时间代表重构后的控制管理子任务到达耗时，瞬间发生，时间可忽略；t_7*表示重构后的控制管理子任务执行完，时间代表重构后的控制管理子任务执行完这一活动耗时，瞬间发生，时间可忽略。
[0077]
变迁优先级的设置如图4所示，瞬时变迁t_2*的优先级在瞬时变迁t_2的后面，当瞬时变迁t_2所在路径发生故障时，才触发瞬时变迁t_2*所在路径。也就是说，虽然图3所示模型中有两条从控制管理子任务开始状态(p_2)到控制管理子任务结束状态(p_10)的路径，分别是经过瞬时变迁t_2和瞬时变迁t_2*，但是t_2*所在路径是重构后的路径，只有在p_16和p_17支撑的控制数据处理功能不能实现时(可能是p_16对应的设备模块故障，也可能是p_17对应的设备模块故障，或者是p_16和p_17同时故障导致)，才会触发该路径切换。正常情况下，该条路径是在综合处理分系统中发挥着信息接收传输和综合信息处理作用。
[0078]
在一个实施例中，在可重构的业务流程模型的基础上，添加基于petri网对故障特性、维修策略和保障资源进行的描述，获得系统任务对应的rms模型的步骤，具体可以包括：利用变迁对部件发生故障的间隔时间进行描述，利用库所对部件的故障状态进行描述，利用连接弧对部件状态变化以及故障影响进行描述，获得故障模型；利用变迁对部件维修活动的执行过程进行描述，利用库所对部件维修活动的状态进行描述，利用连接弧对维修活动状态变化进行描述，获得维修模型；利用库所对保障资源进行描述，利用连接弧对保障资源与对应维修活动之间的逻辑关系进行描述，获得保障资源模型；在可重构的业务流程模型的基础上添加故障模型、维修模型和保障资源模型，获得系统任务对应的rms模型。
[0079]
在上述可重构的业务流程模型的基础上，根据相关部件(设备或模块)的故障特征与规律、事先确定的维修保障策略和可用保障资源，利用petri网进行故障过程、维修活动和保障资源建模。
[0080]
根据相关部件的故障特征与规律，利用petri网中的变迁、库所、连接弧等元素对故障过程进行描述，建立各部件的故障模型。以图2中的p_12显示模块为例，该模块可能会发生故障，如果发生故障，画面绘制功能需要停止且直到设备维修完成才可重新开始，据此，建立p_12显示模块对应的故障模型，如图5所示。图5所示模型是在图2的基础上，增加了1个时间变迁(t_9)、一个普通库所(p_18)和一个抑止弧。其中，t_9表示p_12代表的模块发生故障的间隔时间，时间为指数分布或固定值；p_18表示p_12代表的模块发生故障的状态；p_18到p_3的弧是抑止弧，表示故障影响，具体为故障发生状态将会导致p_3所处的状态暂停。
[0081]
根据相关部件的维修策略，利用petri网中的变迁、库所、连接弧等元素对维修活动进行描述，根据维修的类别可分为修复性维修和预防性维修，根据分析对象的实际情况进行模型表征。如果不进行预防性维修则只考虑修复性维修即可，如果事先已确定需要进行预防性维修，给出了预防性维修周期，则同时对修复性维修和预防性维修进行模型表征。
[0082]
对于修复性维修建模，在上述故障模型的基础上，利用petri网中的库所、变迁、连接弧等元素对修复性维修过程进行描述，建立各部件的修复性维修模型。以图5中的p_12显示模块为例，该模块故障后可进行维修，维修完成后继续支撑画面绘制功能的实现，据此，建立p_12显示模块对应的修复性维修模型，如图6所示。图6所示模型是在图5的基础上，增加了一个时间变迁(t_10)、一个瞬时变迁(t_11)和一个普通库所(p_19)。其中，t_10表示修复性维修活动执行，对应的时间为固定时间或者高斯分布时间，代表故障修复时间；t_11表示修复性维修活动执行完成这一瞬时过程，时间可忽略；p_19表示修复性维修活动完成这一状态。
[0083]
对于预防性维修建模，在达到规定的需要进行预防性维修的时间后，待相关任务结束后，立即实施预防性维修，在预防性维修期间同样无法工作，直到完成预防性维修才会再次正常工作。考虑到实际情况下，预防性维修周期到后不会立即终止任务执行，而是会待相关任务执行完后才实施预防性维修，所以，在上述过程中增加一个控制库所，由系统根据实际情况，利用软件使能触发决定是否实施预防性维修。在上述故障模型和修复性维修模型的基础上，利用时间petri网中的变迁、库所、连接弧等元素对预防性维修过程进行描述，建立各部件的预防性维修模型。
[0084]
以图6中的p_12显示模块为例，该模块工作一定时间t后需要进行预防性维修，维
修完成后继续支撑画面绘制功能的实现，据此，建立p_12显示模块对应的预防性维修模型，如图7所示。图7所示模型是在图6的基础上，增加了3个时间变迁(t_12、t_13、t_14)、一个瞬时变迁(t_15)、3个普通库所(p_20、p_22、p_23)、一个逻辑控制库所(p_21)，以及一个抑止弧。其中，t_12表示p_12模块的预防性维修周期，时间为指数分布或固定值，代表预防性维修时间间隔；t_13表示是否进行预防性维修触发，时间由p_21根据系统任务执行进度进行判断和生成；t_14表示预防性维修活动执行，对应的时间为固定时间或者高斯分布时间，代表预防性维修时间；t_15表示预防性维修活动执行完成这一瞬时过程，时间可忽略；p_20表示预防性维修周期时间到达状态；p_21表示预防性维修周期到达后是否立即进行预防性维修的逻辑控制；p_22表示预防性维修活动开始状态；p_23表示预防性维修活动完成状态；p_22到p_3的弧是抑止弧，表示开始预防性维修活动后导致对应的功能暂停。
[0085]
根据相关部件的维修工作需求，进行保障资源建模，利用petri网中的库所、托肯和弧建立修复性维修与预防性维修活动执行过程与相关保障资源的映射关系，从而建立各维修活动对应的保障资源模型。
[0086]
以图7中的p_12显示模块为例，该模块在进行修复性维修时需要1个显示模块备品、1个拆卸显示模块的螺丝刀、1个钳子和1名专业人员，据此，建立p_12显示模块对应的修复性维修活动的保障资源模型，如图8所示。图8所示模型是在图7的基础上，增加了4个普通库所(p_24、p_25、p_26、p_27)、3条双向弧和1条单向弧。其中，p_24表示显示模块的备品，初始托肯为1；p_25表示修复性维修需要的维修工具(螺丝刀)，初始托肯为1；p_26表示修复性维修需要的维修工具(钳子)，初始托肯为1；p_27表示修复性维修需要的专业维修人员，初始托肯为1；因为备品为消耗性物品，维修工具和人员可重复利用，所以备品与修复性维修活动之间使用单向弧，维修工具及维修人员与修复性维修活动之间使用双向弧。
[0087]
通过上述业务流程、重构行为、故障过程、维修活动和保障资源的建模，可建立完整的系统rms模型，如图9所示，提供了一个实施例中某电子系统的显示控制任务的rms模型。随后借助petri网的动态仿真功能，即可开展系统rms仿真分析。
[0088]
上述实施例中，通过系统任务分析、系统结构建模，利用时间约束petri网中的库所、托肯、变迁等元素，建立系统任务约束下的系统任务、功能、部件之间的映射关系，根据系统中各部件的故障特性及维修保障策略，进行故障建模、维修活动建模和保障资源建模，并根据系统中不同路径之间切换场景及触发条件，进行系统重构建模，最终形成可对重构特性进行表征的系统rms模型。该建模方法对于解决预警探测系统、指挥控制系统、综合航电系统、电子对抗装备、船舶动力定位系统等具有重构功能的电子信息系统的rms建模难题具有重要意义，解决了电子信息系统功能重构特性分析及图形化表征问题，以及可重构系统rms模型统一表征问题，包括系统任务分解、结构逻辑关系表征、故障影响关系传递、维修活动执行过程、保障资源调用及消耗过程等，可有效指导可重构系统的任务与功能结构表征、重构行为表征、故障行为、维修活动与保障资源建模等工作的开展，可有效支撑可重构系统rms分析、rms指标仿真评估等工作的开展。
[0089]
需要说明的是，上述实施例中的petri网可以采用一般时间petri网、变迁时延petri网、库所时延petri网或者其他改进的petri网，只要能够对系统任务执行过程、状态转化、时序与时间消耗及资源动态变化过程进行表征即可。
[0090]
需要说明的是，在建立业务流程模型时，除了在对系统任务和功能结构分析的基
础上，直接利用petri网建立对应的业务流程模型之外，还可以先利用uml中的活动图描述业务流程，再通过uml活动图中相关要素与petri网中相关要素的映射关系，转化为基于petri网的业务流程模型。
[0091]
需要说明的是，上述实施例中先在对系统任务和功能结构分析的基础上进行业务流程建模，再根据系统重构策略对重构行为进行建模，最后根据系统设备模块的故障规律和维修保障策略进行故障建模、维修活动建模和保障资源建模，最终形成系统rms模型。此外，也可以先进行业务流程建模，再进行故障建模、维修活动建模和保障资源建模，最后进行重构行为建模，只要能最终实现系统rms模型构建效果即可。
[0092]
应该理解的是，虽然上述实施例涉及的各流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述实施例涉及的各流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0093]
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种rms建模装置1000，包括：第一获取模块1010、第二获取模块1020、第三获取模块1030和建模模块1040，其中：
[0094]
第一获取模块1010，用于获取系统任务的分析信息，分析信息包括：系统任务包含的子任务、子任务相关的功能、各功能对应的部件、以及系统任务、子任务、功能和部件之间的逻辑关系。
[0095]
第二获取模块1020，用于获取功能中可通过多个执行路径实现的功能对应的重构策略。
[0096]
第三获取模块1030，用于获取各部件的故障特性、维修策略和保障资源。
[0097]
建模模块1040，用于基于petri网对分析信息、重构策略、故障特性、维修策略和保障资源进行描述，获得系统任务对应的rms模型。
[0098]
在一个实施例中，建模模块1040具体用于：建立petri网中元素与系统中相关要素的映射关系；根据映射关系，对分析信息、重构策略、故障特性、维修策略和保障资源进行描述，获得系统任务对应的rms模型。
[0099]
在一个实施例中，建模模块1040具体用于：基于petri网对分析信息进行描述，获得业务流程模型；在业务流程模型的基础上，添加基于petri网对重构策略、故障特性、维修策略和保障资源进行的描述，获得系统任务对应的rms模型。
[0100]
在一个实施例中，petri网中元素包括库所、变迁和连接弧；建模模块1040在基于petri网对分析信息进行描述，获得业务流程模型时，具体用于：利用库所对系统任务、子任务、功能和部件的状态进行描述，利用变迁对系统任务、子任务和功能的执行过程进行描述，利用连接弧对系统任务、子任务、功能和部件之间的逻辑关系进行描述，获得业务流程模型。
[0101]
在一个实施例中，建模模块1040在在业务流程模型的基础上，添加基于petri网对重构策略、故障特性、维修策略和保障资源进行的描述，获得系统任务对应的rms模型时，具体用于：在业务流程模型的基础上，添加基于petri网对重构策略进行的描述，获得可重构
的业务流程模型；在可重构的业务流程模型的基础上，添加基于petri网对故障特性、维修策略和保障资源进行的描述，获得系统任务对应的rms模型。
[0102]
在一个实施例中，重构策略包括重构路径和触发条件，重构路径包括重构后的子任务、功能和部件、以及重构后的子任务、功能和部件之间的逻辑关系；建模模块1040在在业务流程模型的基础上，添加基于petri网对重构策略进行的描述，获得可重构的业务流程模型时，具体用于：利用库所对重构后的功能和部件的状态进行描述，利用变迁对重构后的子任务和功能的执行过程进行描述，利用连接弧对重构后的子任务、功能和部件之间的逻辑关系进行描述，利用变迁优先级对重构的触发条件进行描述，获得重构模型；在业务流程模型的基础上添加重构模型，获得可重构的业务流程模型。
[0103]
在一个实施例中，建模模块1040在在可重构的业务流程模型的基础上，添加基于petri网对故障特性、维修策略和保障资源进行的描述，获得系统任务对应的rms模型时，具体用于：利用变迁对部件发生故障的间隔时间进行描述，利用库所对部件的故障状态进行描述，利用连接弧对部件状态变化以及故障影响进行描述，获得故障模型；利用变迁对部件维修活动的执行过程进行描述，利用库所对部件维修活动的状态进行描述，利用连接弧对维修活动状态变化进行描述，获得维修模型；利用库所对保障资源进行描述，利用连接弧对保障资源与对应维修活动之间的逻辑关系进行描述，获得保障资源模型；在可重构的业务流程模型的基础上添加故障模型、维修模型和保障资源模型，获得系统任务对应的rms模型。
[0104]
关于rms建模装置的具体限定可以参见上文中对于rms建模方法的限定，在此不再赘述。上述rms建模装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0105]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种rms建模方法。
[0106]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种rms建模方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0107]
本领域技术人员可以理解，图11或图12中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0108]
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0109]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0110]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各方法实施例中的步骤。
[0111]
需要理解的是，上述实施例中的术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
[0112]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0113]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0114]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。