Mission reliability modeling and evaluation of multi-mission phased mission system based on extended object-oriented Petri net

Wielozadaniowy system o misjach okresowych (ang. multi-mission phased mission system, MM PMS) jest rozszerzoną wersją systemu o misjach okresowych (ang. phased mission system, PMS). MM PMS to system, w którym zachodzi konieczność wykonania więcej niż jednego zadania w danym okresie czasu. Zadania (misje) w MM-PMS zazwyczaj charakteryzują się następującymi cechami: mają różne czasy rozpoczęcia i trwania; mają wspólne elementy, ale występujące w różnych kombinacjach; różnią się prawdopodobieństwem wystąpienia. W związku z tym, modelowanie i ocena niezawodności MM-PMS jest bardziej skomplikowana niż w przypadku PMS. W pracy przedstawiono ogólną metodologię opartą na idei rozszerzonej sieci obiektowej Petriego (EOOPN) służącą do modelowania niezawodności misji oraz oceny MM-PMS o podanych cechach. Proponowany model EOOPN dla MM-PMS obejmuje pięć modeli zależnych przedstawiających MM-PMS na różnych poziomach szczegółowości. Aby wykazać skuteczność proponowanego modelu, porównano wyniki oceny niezawodności misji dla prostego przypadku MM-PMS dokonanej metodami symulacji EOOPN z oceną przeprowadzoną metodą binarnego diagramu decyzyjnego (BDD). Wyniki pokazują, że model EOOPN można z powodzeniem stosować do obrazowania dynamiki oraz oceny niezawodności MM-PMS.

Multi-mission phased mission system (MM-PMS) is an extension of phased mission system (PMS) which is required to complete more than one missions for a period of time. Missions in MM-PMS usually have following characteristics: they have different mission starting and duration times; they share common components but with different combinational requirements; they have unequal occurrence probabilities. Therefore, reliability modeling and evaluation of MM-PMS is more complicated than that of PMS. This paper presents a general methodology based on the extended object-oriented Petri net (EOOPN) for mission reliability modeling and evaluation of MM-PMS with these characteristics. The proposed EOOPN model for MM-PMS includes five sub-models depicting MM-PMS at different levels of granularity. To demonstrate the effectiveness of the proposed model, mission reliability evaluation results of a simple MM-PMS case by EOOPN simulation methods are compared with those by binary decision diagram (BDD). Results show that the EOOPN model is suitable to depict the dynamics and to evaluate the reliability of MM-PMS.