CN105912437A - 控制装置的故障预测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制装置的故障预测系统，根据包含构成故障预测系统的控制装置所发生的可纠正错误内容和该控制装置的ID的错误信息、安装该控制装置的机械的制造信息，预测控制装置的故障，该控制装置属于由没有发生该错误信息所示出的错误的控制装置而构成的控制装置群。

Description

控制装置的故障预测系统

技术领域

本发明涉及一种控制装置的故障预测系统。

背景技术

在以汽车为代表的制造领域中，为了避免由产品生产线所使用的机械、控制装置等的故障引起的生产性下降，近年来强烈要求在对控制装置等发生致命性错误前采取必要的措施。

作为与这种预防维护有关的技术，已知以下方法：将在控制装置产生的可能修复的错误通知给服务器，在发生致命性错误之前对控制装置进行部件更换、参数变更等措施。

例如在日本特开2012-178014号公报中公开了以下系统：服务器以固定周期取得终端的信息并计算出恶化程度，根据该恶化程度实施故障措施。在日本特开2003-006139号公报中公开了以下技术：ATM的重试发生被发送到监视服务器，当预防维护信息超过阈值时变更纸币进给电机的旋转速度，从而预防发生故障。

另外，在日本特开2006-163520号公报中公开了以下技术：从服务器以固定间隔对各终端发送维护信息发送命令，当响应于所发送的维护信息发送命令由终端将检查数据和消息返回至服务器时，将服务器所接收到的该检查数据与阈值进行比较并预测各终端的故障。在日本特开平05-143377号公报中公开了以下系统：在各终端中计数可修复的故障，当其计数值超过阈值时通知给服务器。

此外，作为与故障预测相关联的事项，关于可纠正错误，例如在DRAM中确认为在某个月发生可纠正错误的情况下，可知在同一月发生不可纠正错误的概率高，根据可纠正错误的发生状况预测不可纠正的致命性错误的发生是有意义的(参照“DRAM错误并不罕见，Google公司大规模调查”，日经电子，日经BP公司，2010年1月11日，第1021号，pp.81～88)。

然而，在现有技术中，在某一控制装置中发生可修复的错误的情况下，能够对该控制装置实施措施，但是在由于安装在控制装置上的存储器等的部件不良引起错误的情况下、依赖于安装了控制装置的机械的型号等的情况下，在使用了同一批量的部件的控制装置等中也有可能同样地发生致命性错误，因此难以对它们实施措施。另外，在由于设计上的问题引起错误的情况下，即使是使用条件、磨损状况、硬件结构接近的控制装置，也有可能发生同样的错误。

发明内容

因此，本发明的目的在于消除这些问题点，并提供一种根据从发生可纠正错误的控制装置得到的信息来预测将来有可能发生错误的控制装置的控制装置故障预测系统。

在本发明的控制装置的故障预测系统中，多个控制装置经由网络与服务器装置进行连接。而且，上述控制装置具备：至少一个纠错单元；以及错误发送单元，其将上述控制装置所产生的可纠正的错误内容和用于确定上述控制装置的装置识别编号的错误信息发送到上述服务器装置中。另一方面，上述服务器装置具有：制造信息存储单元，其将包含安装在上述控制装置中的部件的生产批量和安装了上述控制装置的机械的型号名称中的至少一个的制造信息进行存储；错误信息存储单元，其记录从上述控制装置发送来的错误信息；统计处理单元，其根据记录在上述制造信息存储单元的制造信息和记录在上述错误信息存储单元中的上述错误信息来执行统计处理；以及故障预测单元，其根据上述统计处理的结果来预测控制装置的故障，该控制装置属于由没有发生与上述错误信息相同的错误的控制装置构成的控制装置群。

也可以是，上述控制装置还具备测量环境信息的环境信息测量单元，上述错误信息还包含由上述环境信息测量单元测量到的上述环境信息，上述服务器装置还具备从没有发生上述错误的控制装置群收集上述环境信息的环境信息收集单元，上述故障预测单元根据上述统计处理的结果、上述环境信息收集单元从没有发生上述错误的控制装置群收集到的上述环境信息，预测属于没有发生上述错误的控制装置群的控制装置的故障。

也可以在上述错误信息中还包含发生了错误的部件的设计信息。

根据本发明的控制装置的故障预测系统，能够预测尚未发生错误但不久的将来有可能发生错误的控制装置，因此能够在发生错误前进行应对。另外，包括温度、振动等环境信息在内进行统计处理而可知温度依赖性等，并且还考虑没有发生错误的控制装置的环境信息，由此能够提高故障预测的精度。进一步，通过分析部件的安装位置等，有可能发现设计上的问题，通过将这些信息反馈至设计，能够提高设计质量。

附图说明

本发明的上述和其它目的以及特征根据参照附图的以下实施例的说明而变得更清楚。在这些图中：

图1是本发明的控制装置的故障预测系统的一个方式的概要结构图。

图2是构成图1的故障预测系统的控制装置的第一例的概要框图。

图3是构成图2的故障预测系统的服务器装置的概要框图。

图4是表示在图1的故障预测系统上执行的处理的概要的流程图。

图5A及图5B是说明图4的流程图中的步骤SA03～步骤SA05的统计处理的具体例的图。

图6是构成图1的故障预测系统的控制装置的第二例的概要框图。

图7A和图7B是说明通过包括图6的控制装置的故障预测系统实施的统计处理的具体例的图。

图8是本发明的控制装置的故障预测系统的其它方式的概要结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的故障预测系统具备服务器装置2和构成第一控制装置群的多个控制装置3，该服务器装置2与多个控制装置3经由网络1进行连接。

首先，参照图2～图5B说明本发明的第一实施方式的控制装置的故障预测系统。

如图2所示，控制装置3具备至少一个纠错电路31，能够纠正在控制装置3内产生的错误。通常控制装置的错误存在可修复的错误和致命性错误。可修复的错误是根据数据纠正、再发送等能够继续执行原处理的错误，例如存在DRAM等存储器元件、总线的ECC可纠正错误、PCI Express的ACK超时、CRC错误等。

与此相对，致命性错误为无法继续执行原处理的错误，例如存在DRAM等存储器元件和总线的ECC不可纠正错误、奇偶错误、校验和错误、CRC错误、PCI Express的训练失败等。

上述纠错电路31的结构除了包括DRAM的ECC功能、连接LSI之间的PCI Express的再发送功能、在控制装置的外围电路所使用的并行总线和串行总线的ECC功能等中的任一个的结构以外，还能够为包含多个这些功能的结构。

在多个电路具有不同的纠错功能的情况下，在各电路中发生可纠正错误的原因不同，因此通过结合考虑这些发生错误的状况，能够提高故障预测的精度。

如图3所示，服务器装置2具备记录有多个控制装置3进行制造时的制造信息的制造信息存储单元21、记录有从多个控制装置3接收到的错误信息的错误信息存储单元22。在此，制造信息是除了制造年月日等的一般信息以外，还有与控制装置所使用的处理器、存储器等部件的厂商名称、批量编号、印刷电路板的种类和版本编号、控制装置3的出厂目的地客户名称、客户的机械名称等有关的信息。另外，还包括控制装置的识别编号在内，用于确定控制装置。识别编号是确定控制装置的唯一编号，还能够将控制装置的MAC地址、硬盘的串行编号用于个体识别编号。

使用图4说明在图1示出的故障预测系统上执行的处理的概要。

控制装置3将与所发生的可修复的错误关联的错误信息4与该控制装置3的个体识别编号一起通知给服务器装置2(步骤SA01和步骤SA02)。在错误信息中除了包含所发生的可纠正错误的次数等信息以外，还包含引起错误的总线事务的访问源、目标地址、数据长度、数据内容、总线命令、字节使能、开始时刻等信息。

作为通知错误信息4的定时，考虑发生可纠正错误的时刻、接通电源时刻、每隔某一特定期间等。另外，也可以在发生可纠正错误的次数超过预先设定的阈值时通知错误信息4。

当从控制装置3接收到错误信息4的通知时，服务器装置2将该接收到的错误信息4记录到错误信息存储单元22中，并且根据用于确定在该错误信息4内包含的控制装置的信息(个体识别编号等)从制造信息存储单元21引出制造信息。

然后，根据从产生记录在错误信息存储单元22中的错误的多个控制装置3(第一控制装置群)收集到的错误信息4、记录在制造信息存储单元21中的制造信息，执行统计处理(步骤SA03～步骤SA05)。

使用图5A及图5B说明其统计处理的具体例。

服务器装置2对安装在发生可纠正错误的装置的部件、基板的制造批量、组装了控制装置的机械的机型、出厂目的地区域、控制装置的可选结构、经过年限等的分布进行分析。根据其分析结果，如果某一特定制造批量(图5A示出的部件制造批量B)中的错误发生率高，则判断为错误依赖于部件的批量，根据所保存的制造信息确定安装了同一制造批量的部件的控制装置。另一方面，在某一特定机械(图5B示出的机械D)中的错误发生率高的情况下，判断为错误依赖于机械，根据制造信息确定组装为同一机型的控制装置。

根据这样得到的统计处理结果，在由尚未发生相同错误的多个控制装置构成的第二控制装置群6中，对于安装了通过上述统计处理确定的同一制造批量的部件的控制装置、安装为同一机型的控制装置，能够预测不久的将来发生相同错误的可能性，在发生错误之前能够事先进行应对。在第二控制装置群6中还包含曾经发生过错误但是通过更换部件等而修复的控制装置。

此外，统计处理的内容并不限定于上述内容，也可以根据发生错误的控制装置的制造信息以及没有通知错误的控制装置的制造信息，求出该制造信息内包含的各项目与错误之间的相关关系，如果能够分析错误的趋势等，则也可以采用任意方法。当然还能够使用协方差结构分析、多重线性回归分析、主成分分析、独立成分分析、因子分析、判别分析、数量化理论、集群、联合分析、多维量法等多变量分析。

另外，作为统计处理，也可以使用基于神经网络等的机械学习方法。通过机械学习，还能够提取在某一温度范围内依赖于处理器的制造批量、DRAM的制造批量以及印刷电路板的版本编号而发生错误的这种复杂的错误产生条件。

接着，参照图6、图7A和图7B说明本发明的第二实施方式的控制装置的故障预测系统。

在上述第一实施方式中，根据从控制装置3接收到的错误信息4，对依赖于特定的批量和特定机械的错误进行分析。在本实施方式中，对故障预测系统赋予对依赖于控制装置的设置环境、动作环境等的错误进行分析的功能。

如图6所示，本实施方式的构成故障预测系统的控制装置3具备环境信息测量单元32，该环境信息测量单元32测量周围温度、部件温度、湿度、振动电平、电源电压、消耗电流、连续运行时间、累计运行时间、累计启动次数、IP地址等环境信息。能够使用温度传感器、振动传感器、湿度计、电压计等测量环境信息。

另外，在服务器所接收的错误信息4中包含全球IP地址的情况下，由于能够确定设置有发送该错误信息的控制装置3的区域，因此通过结合考虑该区域特有的信息(供电情况等)，能够提高推定故障原因的精度。

控制装置3将测量得到的环境信息与错误信息4一起通知给服务器装置。

服务器装置2对包括从发生了错误的控制装置(第一控制装置群)发送来的环境信息的错误信息4进行统计处理。另外，服务器装置2还从没有发生错误的控制装置(第二控制装置群)取得环境信息。包括环境信息在内进行统计处理，由此能够结合考虑温度、振动等环境依赖性而进行分析(参照图7A的右侧的图表，图7B的右侧的图表)，能够提高预测将来有可能发生故障的控制装置的精度。

接着，使用图8说明本发明的第三实施方式的控制装置的故障预测系统。

在上述第一实施方式中，根据从控制装置3接收到的错误信息4来分析依赖于特定批量、特定机械的错误。在本实施方式中，进一步将对控制装置内的部件在控制基板上的安装位置、硬件结构、软件的可选结构等依赖于设计信息的错误进行分析的功能赋予故障预测系统。

本实施方式的构成故障预测系统的控制装置3构成为，在通知给服务器装置2的错误信息4中包括发生可可纠正错误的部件的设计信息而进行通知。如果是在控制基板上的部件的安装位置、DRAM等存储器元件，则在设计信息中包含发生了可纠正错误的字节通道、位等信息。

通过确定部件在控制基板上的安装位置，根据由部件在控制基板上的安装位置引起的设计上的问题、DRAM的发生了可纠正错误的字节通道和位的信息，还有可能发现由信号线的布线引起的设计上的问题。

另外，作为保存在服务器装置中的制造信息，还能够包括控制装置的硬件结构、软件的可选结构，在该情况下，也有可能发现由设计引起的问题。通过将这些问题反馈至设计中，能够改进设计质量。

Claims (3)

1.一种控制装置的故障预测系统，多个控制装置经由网络与服务器装置进行连接，其特征在于，

上述控制装置具备：

至少一个纠错单元；以及

错误发送单元，其将包含上述控制装置中产生的可纠正的错误内容和用于确定上述控制装置的装置识别编号的错误信息发送到上述服务器装置中，

上述服务器装置具有：

制造信息存储单元，其将包含安装在上述控制装置中的部件的生产批量和安装了上述控制装置的机械的型号名称中的至少一个的制造信息进行存储；

错误信息存储单元，其记录从上述控制装置发送来的错误信息；

统计处理单元，其根据记录在上述制造信息存储单元的制造信息和记录在上述错误信息存储单元中的上述错误信息来执行统计处理；以及

故障预测单元，其根据上述统计处理的结果来预测控制装置的故障，该控制装置属于由没有发生与上述错误信息相同的错误的控制装置构成的控制装置群。

2.根据权利要求1所述的控制装置的故障预测系统，其特征在于，

上述控制装置还具备测量环境信息的环境信息测量单元，

上述错误信息还包含由上述环境信息测量单元测量到的上述环境信息，

上述服务器装置还具备从没有发生上述错误的控制装置群收集上述环境信息的环境信息收集单元，

上述故障预测单元根据上述统计处理的结果、上述环境信息收集单元从没有发生上述错误的控制装置群收集到的上述环境信息，预测属于没有发生上述错误的控制装置群的控制装置的故障。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置的故障预测系统，其特征在于，

在上述错误信息中还包含发生了错误的部件的设计信息。