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Synthesizing and optimizing FDIR recovery strategies from fault trees

Müller, Sascha und Mikaelyan, Liana und Noll, Thomas und Gerndt, Andreas (2020) Synthesizing and optimizing FDIR recovery strategies from fault trees. Science of Computer Programming, 196. Elsevier. doi: 10.1016/j.scico.2020.102478. ISSN 0167-6423.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
873kB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167642320300885

Kurzfassung

Redundancy concepts are major design drivers in fault-tolerant space systems. It can be a difficult task to decide when to activate which redundancy, and which component should be replaced. In this paper, we refine a methodology where recovery strategies are synthesized from a model of non-deterministic dynamic fault trees. The synthesis is performed by transforming non-deterministic dynamic fault trees into Markov automata that represent all possible choices between recovery actions. From the corresponding scheduler, optimized for maximum expected long-term reachability of failure states, a recovery strategy, optimal with respect to mean time to failure, can then be derived and represented by a model we call recovery automaton. We discuss techniques for reducing the state space of this recovery automaton, and analyze their soundness and completeness. We show that they do not generally guarantee recovery automata with the minimal number of states and derive a class where this guarantee holds. Implementation details for our approach are given and its effectiveness is verified on the basis of three case studies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135027/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Synthesizing and optimizing FDIR recovery strategies from fault trees
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, Saschasa.mueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1913-1719NICHT SPEZIFIZIERT
Mikaelyan, LianaLiana.Mikaelyan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2788-3777NICHT SPEZIFIZIERT
Noll, Thomasnoll (at) cs.rwth-aachen.dehttps://orcid.org/0000-0002-1865-1798NICHT SPEZIFIZIERT
Gerndt, AndreasAndreas.Gerndt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0409-8573NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Mai 2020
Erschienen in:Science of Computer Programming
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:196
DOI:10.1016/j.scico.2020.102478
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier,Special issue on Formal Techniques for Safety-Critical Systems 2018 (FTSCS’18)
ISSN:0167-6423
Status:veröffentlicht
Stichwörter:FDIR Fault Tree Analysis Synthesis Formal methods
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Model Based Engineering for Failure Detection, Isolation, and Recovery
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Simulations- und Softwaretechnik > Software für Raumfahrtsysteme und interaktive Visualisierung
Hinterlegt von: Müller, Sascha
Hinterlegt am:09 Okt 2020 11:52
Letzte Änderung:23 Okt 2023 14:27

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