随机修剪技术：复杂系统性能分析与应用

"随机修剪是一种分析复杂系统性能的有力方法，尤其适用于研究部件故障遵循齐次泊松过程的系统。该方法被应用于开发快速求解器，以计算大规模可修网络的生产可用度。随机修剪技术的核心是通过随机地去除（修剪）部件，来近似系统的关键性能指标，如生产可用度和系统可靠度。这些指标与修剪概率有直接关系。" 文章中提到的高速求解器基于一个重要发现，即对于具有恒定故障/危险率组件的可修复系统，平均总输出可以通过随机修剪系统的预期瞬时输出比率计算。具体来说，这个比率是基于每个组件以等于其不可用性概率被修剪的情况下，系统在无故障情况下的最大瞬时输出。这种方法的优势在于，求解器的运行时间与操作时间间隔和元件故障频率无关，从而大大提高了分析效率。 该高速求解器已经被集成到一个具有图形用户界面的软件工具中，允许用户直观地绘制和定义网络拓扑结构以及各部分的参数。该软件工具在分析天然气生产网络时展示了其潜力，揭示了即使组件类型和数量相同，拓扑结构的微小差异也可能导致显著的性能差距。 随机修剪方法不仅限于网络可靠性分析，还扩展到了对随机吞吐量网络的研究。在这些网络中，关注的是在需求时刻，吞吐量达到或超过特定阈值的概率。通过评估复杂系统的可靠性，可以优化系统设计以最大化性能。 关键词：随机修剪、随机网络、生产可用度、可修网络、性能、软件工具、仿真。 随机修剪技术提供了一种有效分析复杂系统性能的新途径，特别是在处理大规模可修复网络时，能够快速估算关键性能指标，并通过软件工具实现可视化和参数定制。此外，它在理解网络拓扑结构对性能的影响方面也展现出强大的应用价值。