JRSE编辑优选：可靠性工程中的任务中止策略综述
文章介绍
Liudong Xing（刑留冬），Gregory Levitin
通讯作者：
- 刑留冬，美国马萨诸塞大学
研究背景：
任务中止策略（Mission Abort Policy, MAP）作为可靠性工程的核心工具，旨在通过量化系统退化阈值，定义触发任务中止和启动RP以拯救系统的特定恶化条件，以平衡任务成功概率与系统生存性，为管理关键系统的系统损失和任务失败风险提供见解。当前挑战集中于：
- 复杂系统建模：需融合随机冲击（如HPP、NHPP）、多阶段退化（Gamma过程、马尔可夫链）等动态失效机制；
- 多目标优化：需协同优化MSP、SS及预期损失成本（ECL），并应对决策参数动态性与环境不确定性；
- 工程实践需求：需开发实时自适应策略以应对物联网（IoT）设备级联故障、多任务并发等新兴场景。
本文围绕MAP的发展进行综述，涵盖定义MAP的决策参数的演变、优化模型和技术、目标函数（即性能指标）的数学建模与评估方法、复杂任务和系统行为的分析，以及MAP在不同领域的应用情况。
研究内容：
本文概述了MAP的发展，涵盖了定义MAP的决策参数的演变、优化模型和技术、目标函数（性能指标）的数学建模和评估方法、复杂任务和系统行为以及MAP的应用领域。同时对代表性 MAP 研究进行全面概述与分类，旨在为管理关键系统的系统损失和任务失败风险提供理论依据和实践指导。随着现代技术的飞速发展，集成物联网（Internet of Things, IoT）和人工智能（Artificial Intelligence, AI）技术的系统日益复杂，规模不断扩大，由此带来了一系列新的挑战。本文期望借此激发更多研究人员和实践者投身于MAP研究，共同应对这些挑战。此外，文章还前瞻性地指出了MAP未来的研究方向，包括：
- 开发实时自适应MAP，使其能够根据系统状态实时调整中止策略；探索基于MAP的灾害过程中级联故障缓解策略，有效应对复杂系统中的连锁故障问题；
- 在MAP模型中融入不确定性因素，提高模型对现实场景的适应性；
- 开发可访问的自主MAP嵌入式软件，促进MAP从理论研究向实际应用的转化，切实缩小理论与实践之间的差距。
图1 MAP研究的主要应用领域
作者介绍
刑留冬 教授
美国马萨诸塞大学
- 刑留冬（Liudong Xing），现为马萨诸塞大学达特茅斯分校教授及工程学院研究主任。于2002年在夏洛茨维尔弗吉尼亚大学获得电气工程博士学位。研究聚焦于复杂系统与网络的可靠性、韧性建模、分析及优化。已发表或合著300余篇期刊论文，并出版三部专著。刑教授曾八次在国际会议及期刊上以（学生）最佳论文奖获得者身份获奖。现任Reliability Engineering & System Safety，IEEE Internet of Things Journal，IEEE Access (Reliability Society section)等期刊副编辑或编委会成员。
Gregory Levitin 教授
西南交通大学
- Gregory Levitin，1982年获乌克兰哈尔科夫理工学院电气工程专业工学学士及硕士学位，1986年获哈尔科夫国立大学数学学士学位，1989年获莫斯科金属加工机床研究院工业自动化博士学位。现任以色列国家电网运营商（NOGA-Israel）可靠性部高级专家，并任西南交通大学特聘教授。研究专注于系统可靠性工程领域，已发表学术论文390余篇，出版专著5部。Gregory Levitin 教授曾担任欧洲安全性与可靠性协会（ESRA）系统可靠性技术委员会前主席、 IEEE Transactions on Reliability前副主编、现任Reliability Engineering & System Safety、Journal of Reliability Science and Engineering编委以及多家国际期刊编委会成员。
期刊介绍
- Journal of Reliability Science and Engineering（JRSE）是一本钻石开放获取的国际期刊，致力于发表研究人员、从业人员感兴趣的广泛主题的高质量原创文章，包括但不限于工程系统、电子系统、量子系统、智能系统、生命系统和新兴系统的可靠性研究。