Monitoring with uncertainty

We discuss the problem of runtime verification of an instrumented program that misses to emit and to monitor some events. These gaps can occur when a monitoring overhead control mechanism is introduced to disable the monitor of an application with real-time constraints. We show how to use statistical models to learn the application behavior and to "fill in" the introduced gaps. Finally, we present and discuss some techniques developed in the last three years to estimate the probability that a property of interest is violated in the presence of an incomplete trace.Comment: In Proceedings HAS 2013, arXiv:1308.490

A Historical Perspective on Runtime Assertion Checking in Software Development

This report presents initial results in the area of software testing and analysis produced as part of the Software Engineering Impact Project. The report describes the historical development of runtime assertion checking, including a description of the origins of and significant features associated with assertion checking mechanisms, and initial findings about current industrial use. A future report will provide a more comprehensive assessment of development practice, for which we invite readers of this report to contribute information

A survey on online monitoring approaches of computer-based systems

This report surveys forms of online data collection that are in current use (as well as being the subject of research to adapt them to changing technology and demands), and can be used as inputs to assessment of dependability and resilience, although they are not primarily meant for this use

Methods of Technical Prognostics Applicable to Embedded Systems

Hlavní cílem dizertace je poskytnutí uceleného pohledu na problematiku technické prognostiky, která nachází uplatnění v tzv. prediktivní údržbě založené na trvalém monitorování zařízení a odhadu úrovně degradace systému či jeho zbývající životnosti a to zejména v oblasti komplexních zařízení a strojů. V současnosti je technická diagnostika poměrně dobře zmapovaná a reálně nasazená na rozdíl od technické prognostiky, která je stále rozvíjejícím se oborem, který ovšem postrádá větší množství reálných aplikaci a navíc ne všechny metody jsou dostatečně přesné a aplikovatelné pro embedded systémy. Dizertační práce přináší přehled základních metod použitelných pro účely predikce zbývající užitné životnosti, jsou zde popsány metriky pomocí, kterých je možné jednotlivé přístupy porovnávat ať už z pohledu přesnosti, ale také i z pohledu výpočetní náročnosti. Jedno z dizertačních jader tvoří doporučení a postup pro výběr vhodné prognostické metody s ohledem na prognostická kritéria. Dalším dizertačním jádrem je představení tzv. částicového filtrovaní (particle filtering) vhodné pro model-based prognostiku s ověřením jejich implementace a porovnáním. Hlavní dizertační jádro reprezentuje případovou studii pro velmi aktuální téma prognostiky Li-Ion baterii s ohledem na trvalé monitorování. Případová studie demonstruje proces prognostiky založené na modelu a srovnává možné přístupy jednak pro odhad doby před vybitím baterie, ale také sleduje možné vlivy na degradaci baterie. Součástí práce je základní ověření modelu Li-Ion baterie a návrh prognostického procesu.The main aim of the thesis is to provide a comprehensive overview of technical prognosis, which is applied in the condition based maintenance, based on continuous device monitoring and remaining useful life estimation, especially in the field of complex equipment and machinery. Nowadays technical prognosis is still evolving discipline with limited number of real applications and is not so well developed as technical diagnostics, which is fairly well mapped and deployed in real systems. Thesis provides an overview of basic methods applicable for prediction of remaining useful life, metrics, which can help to compare the different approaches both in terms of accuracy and in terms of computational/deployment cost. One of the research cores consists of recommendations and guide for selecting the appropriate forecasting method with regard to the prognostic criteria. Second thesis research core provides description and applicability of particle filtering framework suitable for model-based forecasting. Verification of their implementation and comparison is provided. The main research topic of the thesis provides a case study for a very actual Li-Ion battery health monitoring and prognostics with respect to continuous monitoring. The case study demonstrates the prognostic process based on the model and compares the possible approaches for estimating both the runtime and capacity fade. Proposed methodology is verified on real measured data.