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Approved for public release; distribution is unlimited / The determination of a system's life distribution usually requires the synthesis of a mixture of system survival modes. In order to alleviate the normal non-trivial calculations, this paper presents the concept of a reliability shorthand. After describing the possible ways a system can survive a mission, the practitioner of this shorthand can use stock formulas to obtain a system's survival function. Then simple insertion of the failure rates of the system's components into the known equations results in the system's reliability. Simple examples show the convenience of this shorthand. The TI-59 is demonstrated to be a useful tool; adequate to implement the methodology. / http://archive.org/details/introductiontore00repi / Lieutenant Commander, United States Navy

Sistemas redundantes sujeitos à inspeção periódica são amplamente utilizados nas indústrias, especialmente naqueles processos que envolvem alto risco operacional. Inspeções periódicas são realizadas a fim de identificar e recuperar eventuais falhas de componentes antes da falha do sistema. Inspeções frequentes melhoram a confiabilidade e disponibilidade do sistema, mas envolvem maiores custos de manutenção preventiva. Por outro lado, períodos longos entre inspeções diminuem os custos com inspeções, mas aumentam os riscos de falha do sistema. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho é a análise de confiabilidade e a otimização do intervalo entre inspeções de sistemas redundantes sujeitos a inspeções periódicas, a fim de garantir a confiabilidade desejada, juntamente com o menor custo possível. Para analisar a confiabilidade de sistemas redundantes aplicados na prática, inicialmente é realizada uma pesquisa para a identificação dos tipos e características de sistemas redundantes utilizados pelas empresas e dos métodos empregados para a manutenção desses sistemas. Identificadas suas deficiências, um modelo inicial de fácil aplicação que melhore a confiabilidade dos sistemas redundantes estudados é determinado. Na sequência, são desenvolvidos modelos mais sofisticados para a otimização do intervalo entre inspeções, através da minimização dos custos totais envolvidos na manutenção, a fim de garantir a competitividade do processo sem sacrificar a sua confiabilidade. Visto que o reparo imediato é uma suposição que não reflete totalmente a realidade, a próxima etapa envolve a consideração do tempo de reparo para a incrementação do modelo. Por fim, o aprimoramento do modelo envolve a introdução de degradação nos componentes do sistema, que passam a envelhecer com o tempo, aumentando sua taxa de falha. Como resultados têm-se: a elaboração de um quadro comparativo de tipos de redundâncias e métodos de análise de confiabilidade e gestão da manutenção utilizados e recomendados, o desenvolvimento de tabelas e gráficos de simples utilização que permitem a determinação do intervalo entre inspeções mais adequado e o desenvolvimento de um método para otimização do intervalo entre inspeções de sistemas com e sem tempo de reparo e que sofrem ou não degradação, através da minimização dos custos totais de manutenção. / Redundant systems subject to periodic inspections are utilized to decrease high levels of operational risk across different industries. Periodic inspections are utilized to identify and rectify component failures before complete system failure. Frequent inspections improve the system reliability and availability, but require higher preventive maintenance costs. On the other hand, long periods between inspections decrease inspection costs while also increasing the risk of system failure. The main objective of this thesis is to optimize the time intervals between periodic inspections of redundant systems to ensure the required reliability at the lowest cost possible. To analyze the reliability of redundant systems used in real situations, interviews were conducted with maintenance managers from industry leading companies. These interviews identified the types, characteristics, and maintenance methods of the redundant systems that are actually used at these firms. Once their deficiencies were identified, an initial model to improve the redundant system’s reliability was created. Next, more sophisticated models were developed to optimize the time interval between inspections which minimized maintenance costs. Given that instantaneous repair cannot be assumed in many situations, the next step integrated time to repair into the model as a random variable. Finally, the model was further improved by taking into consideration systems comprised of components that degrade over time, thus increasing their failure rate. Redundant systems subject to periodic inspections are utilized to decrease high levels of operational risk across different industries. Periodic inspections are utilized to identify and rectify component failures before complete system failure. Frequent inspections improve the system reliability and availability, but require higher preventive maintenance costs. On the other hand, long periods between inspections decrease inspection costs while also increasing the risk of system failure. The main objective of this thesis is to optimize the time intervals between periodic inspections of redundant systems to ensure the required reliability at the lowest cost possible. To analyze the reliability of redundant systems used in real situations, interviews were conducted with maintenance managers from industry leading companies. These interviews identified the types, characteristics, and maintenance methods of the redundant systems that are actually used at these firms. Once their deficiencies were identified, an initial model to improve the redundant system’s reliability was created. Next, more sophisticated models were developed to optimize the time interval between inspections which minimized maintenance costs. Given that instantaneous repair cannot be assumed in many situations, the next step integrated time to repair into the model as a random variable. Finally, the model was further improved by taking into consideration systems comprised of components that degrade over time, thus increasing their failure rate

Sistemas redundantes sujeitos à inspeção periódica são amplamente utilizados nas indústrias, especialmente naqueles processos que envolvem alto risco operacional. Inspeções periódicas são realizadas a fim de identificar e recuperar eventuais falhas de componentes antes da falha do sistema. Inspeções frequentes melhoram a confiabilidade e disponibilidade do sistema, mas envolvem maiores custos de manutenção preventiva. Por outro lado, períodos longos entre inspeções diminuem os custos com inspeções, mas aumentam os riscos de falha do sistema. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho é a análise de confiabilidade e a otimização do intervalo entre inspeções de sistemas redundantes sujeitos a inspeções periódicas, a fim de garantir a confiabilidade desejada, juntamente com o menor custo possível. Para analisar a confiabilidade de sistemas redundantes aplicados na prática, inicialmente é realizada uma pesquisa para a identificação dos tipos e características de sistemas redundantes utilizados pelas empresas e dos métodos empregados para a manutenção desses sistemas. Identificadas suas deficiências, um modelo inicial de fácil aplicação que melhore a confiabilidade dos sistemas redundantes estudados é determinado. Na sequência, são desenvolvidos modelos mais sofisticados para a otimização do intervalo entre inspeções, através da minimização dos custos totais envolvidos na manutenção, a fim de garantir a competitividade do processo sem sacrificar a sua confiabilidade. Visto que o reparo imediato é uma suposição que não reflete totalmente a realidade, a próxima etapa envolve a consideração do tempo de reparo para a incrementação do modelo. Por fim, o aprimoramento do modelo envolve a introdução de degradação nos componentes do sistema, que passam a envelhecer com o tempo, aumentando sua taxa de falha. Como resultados têm-se: a elaboração de um quadro comparativo de tipos de redundâncias e métodos de análise de confiabilidade e gestão da manutenção utilizados e recomendados, o desenvolvimento de tabelas e gráficos de simples utilização que permitem a determinação do intervalo entre inspeções mais adequado e o desenvolvimento de um método para otimização do intervalo entre inspeções de sistemas com e sem tempo de reparo e que sofrem ou não degradação, através da minimização dos custos totais de manutenção. / Redundant systems subject to periodic inspections are utilized to decrease high levels of operational risk across different industries. Periodic inspections are utilized to identify and rectify component failures before complete system failure. Frequent inspections improve the system reliability and availability, but require higher preventive maintenance costs. On the other hand, long periods between inspections decrease inspection costs while also increasing the risk of system failure. The main objective of this thesis is to optimize the time intervals between periodic inspections of redundant systems to ensure the required reliability at the lowest cost possible. To analyze the reliability of redundant systems used in real situations, interviews were conducted with maintenance managers from industry leading companies. These interviews identified the types, characteristics, and maintenance methods of the redundant systems that are actually used at these firms. Once their deficiencies were identified, an initial model to improve the redundant system’s reliability was created. Next, more sophisticated models were developed to optimize the time interval between inspections which minimized maintenance costs. Given that instantaneous repair cannot be assumed in many situations, the next step integrated time to repair into the model as a random variable. Finally, the model was further improved by taking into consideration systems comprised of components that degrade over time, thus increasing their failure rate. Redundant systems subject to periodic inspections are utilized to decrease high levels of operational risk across different industries. Periodic inspections are utilized to identify and rectify component failures before complete system failure. Frequent inspections improve the system reliability and availability, but require higher preventive maintenance costs. On the other hand, long periods between inspections decrease inspection costs while also increasing the risk of system failure. The main objective of this thesis is to optimize the time intervals between periodic inspections of redundant systems to ensure the required reliability at the lowest cost possible. To analyze the reliability of redundant systems used in real situations, interviews were conducted with maintenance managers from industry leading companies. These interviews identified the types, characteristics, and maintenance methods of the redundant systems that are actually used at these firms. Once their deficiencies were identified, an initial model to improve the redundant system’s reliability was created. Next, more sophisticated models were developed to optimize the time interval between inspections which minimized maintenance costs. Given that instantaneous repair cannot be assumed in many situations, the next step integrated time to repair into the model as a random variable. Finally, the model was further improved by taking into consideration systems comprised of components that degrade over time, thus increasing their failure rate

Sistemas redundantes sujeitos à inspeção periódica são amplamente utilizados nas indústrias, especialmente naqueles processos que envolvem alto risco operacional. Inspeções periódicas são realizadas a fim de identificar e recuperar eventuais falhas de componentes antes da falha do sistema. Inspeções frequentes melhoram a confiabilidade e disponibilidade do sistema, mas envolvem maiores custos de manutenção preventiva. Por outro lado, períodos longos entre inspeções diminuem os custos com inspeções, mas aumentam os riscos de falha do sistema. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho é a análise de confiabilidade e a otimização do intervalo entre inspeções de sistemas redundantes sujeitos a inspeções periódicas, a fim de garantir a confiabilidade desejada, juntamente com o menor custo possível. Para analisar a confiabilidade de sistemas redundantes aplicados na prática, inicialmente é realizada uma pesquisa para a identificação dos tipos e características de sistemas redundantes utilizados pelas empresas e dos métodos empregados para a manutenção desses sistemas. Identificadas suas deficiências, um modelo inicial de fácil aplicação que melhore a confiabilidade dos sistemas redundantes estudados é determinado. Na sequência, são desenvolvidos modelos mais sofisticados para a otimização do intervalo entre inspeções, através da minimização dos custos totais envolvidos na manutenção, a fim de garantir a competitividade do processo sem sacrificar a sua confiabilidade. Visto que o reparo imediato é uma suposição que não reflete totalmente a realidade, a próxima etapa envolve a consideração do tempo de reparo para a incrementação do modelo. Por fim, o aprimoramento do modelo envolve a introdução de degradação nos componentes do sistema, que passam a envelhecer com o tempo, aumentando sua taxa de falha. Como resultados têm-se: a elaboração de um quadro comparativo de tipos de redundâncias e métodos de análise de confiabilidade e gestão da manutenção utilizados e recomendados, o desenvolvimento de tabelas e gráficos de simples utilização que permitem a determinação do intervalo entre inspeções mais adequado e o desenvolvimento de um método para otimização do intervalo entre inspeções de sistemas com e sem tempo de reparo e que sofrem ou não degradação, através da minimização dos custos totais de manutenção. / Redundant systems subject to periodic inspections are utilized to decrease high levels of operational risk across different industries. Periodic inspections are utilized to identify and rectify component failures before complete system failure. Frequent inspections improve the system reliability and availability, but require higher preventive maintenance costs. On the other hand, long periods between inspections decrease inspection costs while also increasing the risk of system failure. The main objective of this thesis is to optimize the time intervals between periodic inspections of redundant systems to ensure the required reliability at the lowest cost possible. To analyze the reliability of redundant systems used in real situations, interviews were conducted with maintenance managers from industry leading companies. These interviews identified the types, characteristics, and maintenance methods of the redundant systems that are actually used at these firms. Once their deficiencies were identified, an initial model to improve the redundant system’s reliability was created. Next, more sophisticated models were developed to optimize the time interval between inspections which minimized maintenance costs. Given that instantaneous repair cannot be assumed in many situations, the next step integrated time to repair into the model as a random variable. Finally, the model was further improved by taking into consideration systems comprised of components that degrade over time, thus increasing their failure rate. Redundant systems subject to periodic inspections are utilized to decrease high levels of operational risk across different industries. Periodic inspections are utilized to identify and rectify component failures before complete system failure. Frequent inspections improve the system reliability and availability, but require higher preventive maintenance costs. On the other hand, long periods between inspections decrease inspection costs while also increasing the risk of system failure. The main objective of this thesis is to optimize the time intervals between periodic inspections of redundant systems to ensure the required reliability at the lowest cost possible. To analyze the reliability of redundant systems used in real situations, interviews were conducted with maintenance managers from industry leading companies. These interviews identified the types, characteristics, and maintenance methods of the redundant systems that are actually used at these firms. Once their deficiencies were identified, an initial model to improve the redundant system’s reliability was created. Next, more sophisticated models were developed to optimize the time interval between inspections which minimized maintenance costs. Given that instantaneous repair cannot be assumed in many situations, the next step integrated time to repair into the model as a random variable. Finally, the model was further improved by taking into consideration systems comprised of components that degrade over time, thus increasing their failure rate

O desenvolvimento de métodos que permitam reproduzir numericamente o comportamento el de sistemas estruturais reais tem desa ado cientistas e pesquisadores a abordarem questões que vão além das condições de integridade do sistema. Neste sentido, uma série de novos parâmetros devem ser considerados durante um processo de otimização estrutural, zelando pela con abilidade em níveis aceitáveis enquanto que os custos esperados de falhas sejam minimizados. Aparentemente, os objetivos segurança e economia competem entre si, nesse contexto, a otimização do risco estrutural surge como uma formulação que permite equacionar este problema através do chamado custo esperado total. Nesta Tese, apresenta-se o desenvolvimento de uma técnica precisa para satisfazer os termos que compõem a função custo esperado total, isto é, uma técnica capaz de estimar a con abilidade de sistemas estruturais redundantes pela identi cação dos múltiplos modos de falha de uma maneira mais precisa que os métodos convencionais aproximados e de simulação. Além disso, análises inelásticas de estruturas de aço incluindo as não linearidades físicas e geométricas são consideradas utilizando o MCDG, além de leis constitutivas para prever o comportamento inelástico. Em posse destas informações, o algoritmo calcula o risco como sendo a probabilidade de falha multiplicada pela consequência econômica resultante desta falha. Ao risco são acrescentados os demais custos associados ao sistema estrutural, os quais não dependem dos parâmetros aleatórios do sistema e por isso denominados custos xos. Como produto, tem-se o custo esperado total, o qual corresponde a função objetivo do problema de otimização estrutural. Aplicações numéricas demonstram a precisão e e ciência da metodologia na avaliação da probabilidade de falha de problemas envolvendo funções de estado limite altamente não lineares com múltiplas regiões de falhas, assim como os efeitos causados pelas não linearidades físicas e geométricas nas análises probabil ísticas e na otimização do risco das estruturas. Os resultados demonstraram que, em relação às incertezas e consequências monetárias da falha, a estrutura ótima pode ser encontrada apenas pela formulação da otimização do risco, onde a con guração da estrutura e os limites de segurança são otimizados simultaneamente. A otimização do risco resulta numa estrutura ótima em termos mecânicos, custo esperado total e segurança. / The development of methods that allow to numerically reproduce the actual behavior of real structural systems has challenged scientists and researchers and urged them to address issues that extend beyond the integrity of a system. Therefore, a series of new parameters must be taken into account during the structural optimization process, looking for acceptable reliability levels while minimizing the expected failure costs. Apparently, safety and economy compete with each other, and in this context, structural risk optimization arises as a formulation that allows equating this problem through the so-called total expected cost. In this Thesis, an accurate technique is developed to satisfy the minimization of the total expected cost function i:e:; a technique that allows estimating the reliability of redundant structural systems by the identi cation of multiple failure modes in a more precise way than conventional approximation and simulation methods. Besides, inelastic analysis of steel trusses including both geometric and physical nonlinearities are considered using the generalized displacement control method, in addition to constitutive laws to predict the inelastic behavior. Based on this information, the algorithm calculates risk as the failure probability multiplied by the economic losses resulting from such failure. The other costs associated to the structual system are added to the actual risk and since they do not depend on system's random parameters, they are referred as xed costs. As result, one obtains the total expected cost, which corresponds to the objective function of the structural optimization problem. Numerical applications shows the accuracy and e ciency of the methodology in the evaluation of the failure probability of problems represented by high nonlinear limit state functions with multiple failure regions. It is also included the e ects of geometric and physical nonlinearities originated in the probabilistic analysis and risk optimization of truss structures. Results show that, in consideration of uncertainty and the monetary consequences of failure, the optimum structure can only be found by a risk optimization formulation, where structural con guration and safety margins are optimized simultaneously. Risk optimization yields a structure which is optimum in terms of mechanics and in terms of the compromise between cost and safety.

O desenvolvimento de métodos que permitam reproduzir numericamente o comportamento el de sistemas estruturais reais tem desa ado cientistas e pesquisadores a abordarem questões que vão além das condições de integridade do sistema. Neste sentido, uma série de novos parâmetros devem ser considerados durante um processo de otimização estrutural, zelando pela con abilidade em níveis aceitáveis enquanto que os custos esperados de falhas sejam minimizados. Aparentemente, os objetivos segurança e economia competem entre si, nesse contexto, a otimização do risco estrutural surge como uma formulação que permite equacionar este problema através do chamado custo esperado total. Nesta Tese, apresenta-se o desenvolvimento de uma técnica precisa para satisfazer os termos que compõem a função custo esperado total, isto é, uma técnica capaz de estimar a con abilidade de sistemas estruturais redundantes pela identi cação dos múltiplos modos de falha de uma maneira mais precisa que os métodos convencionais aproximados e de simulação. Além disso, análises inelásticas de estruturas de aço incluindo as não linearidades físicas e geométricas são consideradas utilizando o MCDG, além de leis constitutivas para prever o comportamento inelástico. Em posse destas informações, o algoritmo calcula o risco como sendo a probabilidade de falha multiplicada pela consequência econômica resultante desta falha. Ao risco são acrescentados os demais custos associados ao sistema estrutural, os quais não dependem dos parâmetros aleatórios do sistema e por isso denominados custos xos. Como produto, tem-se o custo esperado total, o qual corresponde a função objetivo do problema de otimização estrutural. Aplicações numéricas demonstram a precisão e e ciência da metodologia na avaliação da probabilidade de falha de problemas envolvendo funções de estado limite altamente não lineares com múltiplas regiões de falhas, assim como os efeitos causados pelas não linearidades físicas e geométricas nas análises probabil ísticas e na otimização do risco das estruturas. Os resultados demonstraram que, em relação às incertezas e consequências monetárias da falha, a estrutura ótima pode ser encontrada apenas pela formulação da otimização do risco, onde a con guração da estrutura e os limites de segurança são otimizados simultaneamente. A otimização do risco resulta numa estrutura ótima em termos mecânicos, custo esperado total e segurança. / The development of methods that allow to numerically reproduce the actual behavior of real structural systems has challenged scientists and researchers and urged them to address issues that extend beyond the integrity of a system. Therefore, a series of new parameters must be taken into account during the structural optimization process, looking for acceptable reliability levels while minimizing the expected failure costs. Apparently, safety and economy compete with each other, and in this context, structural risk optimization arises as a formulation that allows equating this problem through the so-called total expected cost. In this Thesis, an accurate technique is developed to satisfy the minimization of the total expected cost function i:e:; a technique that allows estimating the reliability of redundant structural systems by the identi cation of multiple failure modes in a more precise way than conventional approximation and simulation methods. Besides, inelastic analysis of steel trusses including both geometric and physical nonlinearities are considered using the generalized displacement control method, in addition to constitutive laws to predict the inelastic behavior. Based on this information, the algorithm calculates risk as the failure probability multiplied by the economic losses resulting from such failure. The other costs associated to the structual system are added to the actual risk and since they do not depend on system's random parameters, they are referred as xed costs. As result, one obtains the total expected cost, which corresponds to the objective function of the structural optimization problem. Numerical applications shows the accuracy and e ciency of the methodology in the evaluation of the failure probability of problems represented by high nonlinear limit state functions with multiple failure regions. It is also included the e ects of geometric and physical nonlinearities originated in the probabilistic analysis and risk optimization of truss structures. Results show that, in consideration of uncertainty and the monetary consequences of failure, the optimum structure can only be found by a risk optimization formulation, where structural con guration and safety margins are optimized simultaneously. Risk optimization yields a structure which is optimum in terms of mechanics and in terms of the compromise between cost and safety.

O desenvolvimento de métodos que permitam reproduzir numericamente o comportamento el de sistemas estruturais reais tem desa ado cientistas e pesquisadores a abordarem questões que vão além das condições de integridade do sistema. Neste sentido, uma série de novos parâmetros devem ser considerados durante um processo de otimização estrutural, zelando pela con abilidade em níveis aceitáveis enquanto que os custos esperados de falhas sejam minimizados. Aparentemente, os objetivos segurança e economia competem entre si, nesse contexto, a otimização do risco estrutural surge como uma formulação que permite equacionar este problema através do chamado custo esperado total. Nesta Tese, apresenta-se o desenvolvimento de uma técnica precisa para satisfazer os termos que compõem a função custo esperado total, isto é, uma técnica capaz de estimar a con abilidade de sistemas estruturais redundantes pela identi cação dos múltiplos modos de falha de uma maneira mais precisa que os métodos convencionais aproximados e de simulação. Além disso, análises inelásticas de estruturas de aço incluindo as não linearidades físicas e geométricas são consideradas utilizando o MCDG, além de leis constitutivas para prever o comportamento inelástico. Em posse destas informações, o algoritmo calcula o risco como sendo a probabilidade de falha multiplicada pela consequência econômica resultante desta falha. Ao risco são acrescentados os demais custos associados ao sistema estrutural, os quais não dependem dos parâmetros aleatórios do sistema e por isso denominados custos xos. Como produto, tem-se o custo esperado total, o qual corresponde a função objetivo do problema de otimização estrutural. Aplicações numéricas demonstram a precisão e e ciência da metodologia na avaliação da probabilidade de falha de problemas envolvendo funções de estado limite altamente não lineares com múltiplas regiões de falhas, assim como os efeitos causados pelas não linearidades físicas e geométricas nas análises probabil ísticas e na otimização do risco das estruturas. Os resultados demonstraram que, em relação às incertezas e consequências monetárias da falha, a estrutura ótima pode ser encontrada apenas pela formulação da otimização do risco, onde a con guração da estrutura e os limites de segurança são otimizados simultaneamente. A otimização do risco resulta numa estrutura ótima em termos mecânicos, custo esperado total e segurança. / The development of methods that allow to numerically reproduce the actual behavior of real structural systems has challenged scientists and researchers and urged them to address issues that extend beyond the integrity of a system. Therefore, a series of new parameters must be taken into account during the structural optimization process, looking for acceptable reliability levels while minimizing the expected failure costs. Apparently, safety and economy compete with each other, and in this context, structural risk optimization arises as a formulation that allows equating this problem through the so-called total expected cost. In this Thesis, an accurate technique is developed to satisfy the minimization of the total expected cost function i:e:; a technique that allows estimating the reliability of redundant structural systems by the identi cation of multiple failure modes in a more precise way than conventional approximation and simulation methods. Besides, inelastic analysis of steel trusses including both geometric and physical nonlinearities are considered using the generalized displacement control method, in addition to constitutive laws to predict the inelastic behavior. Based on this information, the algorithm calculates risk as the failure probability multiplied by the economic losses resulting from such failure. The other costs associated to the structual system are added to the actual risk and since they do not depend on system's random parameters, they are referred as xed costs. As result, one obtains the total expected cost, which corresponds to the objective function of the structural optimization problem. Numerical applications shows the accuracy and e ciency of the methodology in the evaluation of the failure probability of problems represented by high nonlinear limit state functions with multiple failure regions. It is also included the e ects of geometric and physical nonlinearities originated in the probabilistic analysis and risk optimization of truss structures. Results show that, in consideration of uncertainty and the monetary consequences of failure, the optimum structure can only be found by a risk optimization formulation, where structural con guration and safety margins are optimized simultaneously. Risk optimization yields a structure which is optimum in terms of mechanics and in terms of the compromise between cost and safety.

Moore’s law has until today mostly relied on shrinkage of the size of the devices inintegrated circuits. However, soon the granularity of the atoms will set a limit together with increased error probability of the devices. How can Moore’s law continue in thefuture? To overcome the increased error rate, we need to introduce redundancy. Applyingmethods from biology may be a way forward, using some of the strategies that transformsan egg into a fetus, but with electronic cells. A redundant system is less sensitive to failing components. We define electronic clayas a massive redundancy system of interchangeable and unified subsystems. We show how a mean voter, which is simpler than a majority voter, impact a redundant systemand how optimization can be formalized to minimize the impact of failing subsystems.The performance at given yield can be estimated with a first order model, without the need for Monte-Carlo simulations. The methods are applied and verified on a redundant finite-impulse response filter. The elementary circuit behavior of the memristor, ”the missing circuit element”, is investigated for fundamental understanding and how it can be used in applications. Different available simulation models are presented and the linear drift model is simulated with Joglekar-Wolf and Biolek window functions. Driven by a sinusoidal current, the memristor is a frequency dependent component with a cut-off frequency. The memristor can be densely packed and used in structures that both stores and compute in the same circuit, as neurons do. Surrounding circuit has to affect (write) and react (read) to the memristor with the same two terminals. We looked at artificial neural network for pattern recognition, but also for self organization in electronic cell array. Finally we look at wireless sensor network and how such system can adopt to the environment. This is also a massive redundant clay-like system. Future electronic systems will be massively redundant and adaptive. Moore’s law will continue, not based on shrinking device sizes, but on cheaper, numerous, unified and interchangeable subsystems.

Daktaro disertacijos tyrimo objektai yra rezervuotos sistemos ir degradaciniai modeliai. Norint užtikrinti svarbių sistemos elementų aukštą patikimumą, naudojami jų rezerviniai elementai, kurie gali būti įjungiami sugedus šiems pagrindiniams elementams. Rezerviniai elementai gali funkcionuoti skirtinguose režimuose: „karštame“, „šaltame“ arba „šiltame“. Disertacijoje yra nagrinėjamos sistemos su „šiltai“ rezervuotais elementais. Darbe suformuluojama rezervinio elemento „sklandaus įjungimo“ hipotezė ir konstruojami statistiniai kriterijai šiai hipotezei tikrinti. Nagrinėjami neparametrinio ir parametrinio taškinio bei intervalinio vertinimo uždaviniai. Disertacijoje nagrinėjami pakankamai bendri degradacijos modeliai, kurie aprašo elementų gedimų intensyvumą kaip funkciją kiek naudojamų apkrovų, tiek ir degradacijos lygio, kuri savo ruožtu modeliuojama naudojant stochastinius procesus. / In doctoral thesis redundant systems and degradation models are considered. To ensure high reliability of important elements of the system, the stand-by units can be used. These units are commuted and operate instead of the main failed unit. The stand-by units can function in the different conditions: “hot”, “cold” or “warm” reserving. In the thesis systems with “warm” stand-by units are analyzed. Hypotheses of smooth commuting are formulated and goodness-of-fit tests for these hypotheses are constructed. Nonparametric and parametric point and interval estimation procedures are given. Modeling and statistical estimation of reliability of systems from failure time and degradation data are considered.