CN115374658B - 一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统 - Google Patents

一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115374658B
CN115374658B CN202211306214.2A CN202211306214A CN115374658B CN 115374658 B CN115374658 B CN 115374658B CN 202211306214 A CN202211306214 A CN 202211306214A CN 115374658 B CN115374658 B CN 115374658B
Authority
CN
China
Prior art keywords
troubleshooting
time
electronic component
scheme
electronic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211306214.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115374658A (zh
Inventor
董理
张恺
张宁
胡俊波
李华
朱拥勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Naval University of Engineering PLA
Original Assignee
Naval University of Engineering PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Naval University of Engineering PLA filed Critical Naval University of Engineering PLA
Priority to CN202211306214.2A priority Critical patent/CN115374658B/zh
Publication of CN115374658A publication Critical patent/CN115374658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115374658B publication Critical patent/CN115374658B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/04—Ageing analysis or optimisation against ageing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统，属于电子设备故障排查领域。包括：获取各电子元器件的寿命服从的指数分布密度函数和状态检查消耗时间；对各电子元器件的寿命服从的指数分布密度函数积分计算，得到任务时间内各电子元器件发生故障的概率；将任务时间内各电子元器件发生故障的概率与和值的比值作为故障排查权重；对于每个故障排查方案，用故障排查权重加权各电子元器件的状态检查消耗时间，得到排查出各电子元器件发生故障的平均消耗时间
Figure 632056DEST_PATH_IMAGE001
，对故障排查方案中所有电子元器件的
Figure 53810DEST_PATH_IMAGE002
进行求和，得到该故障排查方案的消耗时间，输出消耗时间最少的故障排查方案。本发明不需要依赖经验，且最大程度地降低故障排查耗时。

Description

一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统
技术领域
本发明属于电子设备故障排查领域，更具体地，涉及一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统。
背景技术
舰员级修理是海军舰船装备的一种重要修理模式。这是一种在海上执行任务期间，装备发生故障后在装备现场进行的修理，也是一种在修理设施、修理工具、修理人员数量和水平等方面都极为有限的修理。舰员级修理能力对战时恢复装备作战能力至关重要，受到装备生产方和使用方的高度重视。一般要求舰员级修理能在尽可能短的时间内完成，为此，生产方采取各种措施来满足军方的舰员级修理时间要求，例如，广泛采用模块化思路来设计产品，使得舰员能快速拆除故障件、更换备件从而修复装备。但模块化主要解决快速更换故障件的问题，还不能很好地解决“如何尽快找到故障件”问题。并且，随着装备日益复杂，故障背后可能的原因也变得更多，其故障排查过程也就变得更为复杂。
装备发生故障后，一般要先进行故障排查，然后开展修复工作。所谓“故障排查”是指找到失效的零部件，该失效件是导致发生故障的原因。当某个故障的背后有多个可能的原因时，由于涉及对多个零部件先后进行正常与否的状态检查（直到找到失效的零部件为止），因此存在着多种故障检查次序，不同的故障检查次序消耗的时间一般并不相同。
目前，在装备的修理手册中所提供的故障排查次序大多来源于工程技术人员的经验，其好坏主要取决于工程技术人员对装备和修理工作的掌握程度，且大多无法给出较为准确的故障排查耗时量化结果。装备设计/生产方在面临“当前故障排查次序是否最优，还可以在哪些方面进行改进从而更大幅度缩短故障排查耗时”等问题时，亟需不依赖于经验、一般意义上的故障排查次序优化方法。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统，旨在解决因无法准确估计故障排查耗时导致现有方法更多依赖于经验，不能可靠保证获得最少耗时故障排查次序的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法，所述电子设备包括多个电子元器件，所述电子元器件的寿命均服从于指数分布，整个任务时间内的任意时刻最多一个电子元器件发生故障，故障排查时各电子元器件状态检查次序独立不相关，该方法包括：
S1.获取各电子元器件的寿命服从的指数分布密度函数和状态检查消耗时间，并将电子设备的某段工作时期作为任务时间；
S2.在任务时间内，对各电子元器件的寿命服从的指数分布密度函数积分计算，得到任务时间内各电子元器件发生故障的概率；
S3.对任务时间内各电子元器件发生故障的概率求和，将任务时间内各电子元器件发生故障的概率与和值的比值作为该电子元器件的故障排查权重；
S4.对于所有故障排查方案中的每个故障排查方案，用故障排查权重加权各电子元器件的状态检查消耗时间，得到排查出各电子元器件发生故障的平均消耗时间
Figure 136168DEST_PATH_IMAGE001
，对该故障排查方案中所有电子元器件的
Figure 889360DEST_PATH_IMAGE002
进行求和，得到该故障排查方案的消耗时间，输出消耗时间最少的故障排查方案，其包含优化后的电子设备最少耗时故障排查次序。
优选地，步骤S2包括以下子步骤：
S21.设置电子元器件编号
Figure 770728DEST_PATH_IMAGE003
；
S22.计算任务时间
Figure 533148DEST_PATH_IMAGE004
内电子元器件
Figure 714731DEST_PATH_IMAGE005
发生故障的概率
Figure 904404DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 538647DEST_PATH_IMAGE007
当
Figure 839179DEST_PATH_IMAGE008
时
Figure 609688DEST_PATH_IMAGE009
；
当
Figure 970263DEST_PATH_IMAGE010
时，
Figure 826223DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，
Figure 930445DEST_PATH_IMAGE012
表示电子元器件的数量，
Figure 823971DEST_PATH_IMAGE013
表示电子元器件
Figure 355446DEST_PATH_IMAGE014
的条件概率，
Figure 698703DEST_PATH_IMAGE015
表示电子元器件
Figure 341037DEST_PATH_IMAGE016
的平均寿命；
S23.
Figure 86139DEST_PATH_IMAGE017
，若
Figure 788516DEST_PATH_IMAGE018
，进入S22，否则，进入步骤S3。
优选地，步骤S4包括以下子步骤：
S41.获取故障排查矩阵
Figure 619068DEST_PATH_IMAGE019
，其行向量对应故障排查方案，所述行向量以电子元器件编号来表示故障排查次序，设置故障排查方案编号
Figure 65093DEST_PATH_IMAGE020
；
S42.设置当前故障排查方案
Figure 930281DEST_PATH_IMAGE021
为故障排查矩阵
Figure 803559DEST_PATH_IMAGE022
中的第
Figure 855829DEST_PATH_IMAGE023
行向量，即
Figure 105545DEST_PATH_IMAGE024
，设置电子元器件编号
Figure 825239DEST_PATH_IMAGE025
；
S43.计算排查出各电子元器件发生故障的平均消耗时间
Figure 869418DEST_PATH_IMAGE026
：
Figure 408984DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 196811DEST_PATH_IMAGE028
表示电子元器件
Figure 771012DEST_PATH_IMAGE029
的故障排查权重，
Figure 720514DEST_PATH_IMAGE030
表示当前故障排查方案的第
Figure 12955DEST_PATH_IMAGE031
个元素，
Figure 604473DEST_PATH_IMAGE032
表示电子元器件
Figure 298760DEST_PATH_IMAGE033
的状态检查消耗时间，
Figure 684742DEST_PATH_IMAGE034
满足
Figure 198900DEST_PATH_IMAGE035
；
S44.
Figure 328530DEST_PATH_IMAGE036
，若
Figure 877323DEST_PATH_IMAGE037
，则进入S43，否则，计算当前故障排查方案的消耗时间均值
Figure 434206DEST_PATH_IMAGE038
：
Figure 435660DEST_PATH_IMAGE039
其中，
Figure 368981DEST_PATH_IMAGE040
表示电子元器件的数量；
S45.
Figure 772280DEST_PATH_IMAGE041
，若
Figure 765644DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure 988815DEST_PATH_IMAGE043
表示故障排查方案的数量，进入S42，否则，进入S46；
S46.从所有
Figure 725827DEST_PATH_IMAGE044
中找到最小值，其对应的序号记为
Figure 980703DEST_PATH_IMAGE045
，则故障排查方案
Figure 879389DEST_PATH_IMAGE046
消耗的时间最少，最少消耗时间为
Figure 855435DEST_PATH_IMAGE047
，输出
Figure 130559DEST_PATH_IMAGE048
和
Figure 242871DEST_PATH_IMAGE049
。
优选地，电子元器件
Figure 578038DEST_PATH_IMAGE050
的故障排查权重的计算公式如下：
Figure 775801DEST_PATH_IMAGE051
。
优选地，所有故障排查方案由以遍历方式列出所有电子元器件编号的排列方案构成。
优选地，该方法还包括：
得到消耗时间最少的故障排查方案后，基于该故障排查方案进行产品维修性改进，改进方式具体如下：优先缩短该故障排查方案中排查次序靠前的电子元器件的状态检查消耗时间，以进一步减少该故障排查方案的消耗时间。
为实现上述目的，第二方面，本发明提供了一种电子设备最少耗时故障排查次序优化系统，包括处理器和存储器；所述存储器，用于存储计算机执行指令；所述处理器，用于执行所述计算机执行指令，使得第一方面所述的方法被执行。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供了一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统，通过量化计算任务时间内各电子元器件发生故障的概率，综合其他电子元器件发生故障的概率，构建出该电子元器件的故障排查权重，加权计算各电子元器件发生故障的平均消耗时间后，求和得到故障排查方案的消耗时间。最终得到的故障排查方案不需要依赖经验，且最大程度地降低故障排查耗时，进一步为改进产品维修性设计提供方向。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法流程图。
图2为本发明实施例提供的对所有方案分别采用仿真法和本发明方法得到的故障排查耗时结果示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及的电子设备包括多个电子元器件，所述电子元器件的寿命均服从于指数分布，整个任务时间内的任意时刻最多一个电子元器件发生故障，故障排查时各电子元器件状态检查次序独立不相关。图1为本发明实施例提供的一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤S1.获取各电子元器件的寿命服从的指数分布密度函数和状态检查消耗时间，并将电子设备的某段工作时期作为任务时间。
一般来说，正常使用的电子零部件都属于指数寿命件，例如，印制电路板插件、电子部件、电阻、电容、集成电路等。指数类电子元器件是指寿命服从指数分布
Figure 854615DEST_PATH_IMAGE052
的电子元器件，指数分布的密度函数为
Figure 821434DEST_PATH_IMAGE053
，其中，
Figure 327502DEST_PATH_IMAGE054
的物理含义是寿命均值。
本发明的4条约定：
（1）装备的某部件由多个电子类电子元器件组成，这些电子元器件的寿命服从指数分布。为便于描述，以时间来描述各电子元器件的寿命。
（2）在任意时刻，至多有1个电子元器件发生故障。当某电子元器件发生故障时会影响装备的正常工作，装备会出现某些故障现象，此时首先需要开展故障排查工作。
（3）在故障排查时，对这些电子元器件进行状态检查的次序是独立不相关的，即：不存在“必须先检查电子元器件A、然后再检查电子元器件B”这类对检查次序有特定要求的情况。
（4）已知各电子元器件的寿命分布规律、对各电子元器件进行（正常与否的）状态检查所消耗的时间和即将执行任务的时间，可以是任意一段工作时期。
本发明对涉及到的变量约定如下：电子元器件数量记为
Figure 12561DEST_PATH_IMAGE055
；电子元器件编号记为
Figure 629488DEST_PATH_IMAGE056
；电子元器件
Figure 185234DEST_PATH_IMAGE057
的寿命服从指数分布
Figure 596624DEST_PATH_IMAGE058
；对电子元器件
Figure 768979DEST_PATH_IMAGE060
的状态检查时间记为
Figure 189596DEST_PATH_IMAGE061
；任务时间记为
Figure 131007DEST_PATH_IMAGE062
。
步骤S2.在任务时间内，对各电子元器件的寿命服从的指数分布密度函数积分计算，得到任务时间内各电子元器件发生故障的概率。
优选地，步骤S2包括以下子步骤：
S21.设置电子元器件编号
Figure 978877DEST_PATH_IMAGE063
。
S22.计算任务时间
Figure 638529DEST_PATH_IMAGE064
内电子元器件
Figure 597258DEST_PATH_IMAGE065
发生故障的概率
Figure 658755DEST_PATH_IMAGE066
：
Figure 411947DEST_PATH_IMAGE067
当
Figure 558894DEST_PATH_IMAGE008
时，
Figure 586893DEST_PATH_IMAGE068
；
当
Figure 502897DEST_PATH_IMAGE069
时，
Figure 692570DEST_PATH_IMAGE070
；
其中，
Figure 61234DEST_PATH_IMAGE071
表示电子元器件的数量，
Figure 361765DEST_PATH_IMAGE072
表示电子元器件
Figure 397855DEST_PATH_IMAGE073
的条件概率，
Figure 758429DEST_PATH_IMAGE074
表示电子元器件
Figure 340021DEST_PATH_IMAGE014
的平均寿命。
S23.
Figure 709822DEST_PATH_IMAGE075
，若
Figure 600418DEST_PATH_IMAGE076
，进入S22，否则，进入步骤S3。
步骤S3.对任务时间内各电子元器件发生故障的概率求和，将任务时间内各电子元器件发生故障的概率与和值的比值作为该电子元器件的故障排查权重。
优选地，电子元器件
Figure 131894DEST_PATH_IMAGE077
的故障排查权重的计算公式如下：
Figure 209571DEST_PATH_IMAGE078
。
步骤S4.对于所有故障排查方案中的每个故障排查方案，用故障排查权重加权各电子元器件的状态检查消耗时间，得到排查出各电子元器件发生故障的平均消耗时间
Figure 117484DEST_PATH_IMAGE079
，对该故障排查方案中所有电子元器件的
Figure 862586DEST_PATH_IMAGE079
进行求和，得到该故障排查方案的消耗时间，输出消耗时间最少的故障排查方案，其包含优化后的电子设备最少耗时故障排查次序。
优选地，步骤S4包括以下子步骤：
S41.获取故障排查矩阵
Figure 564963DEST_PATH_IMAGE080
，其行向量对应故障排查方案，所述行向量以电子元器件编号来表示故障排查次序，设置故障排查方案编号
Figure 395516DEST_PATH_IMAGE020
。
S42.设置当前故障排查方案
Figure 841541DEST_PATH_IMAGE081
为故障排查矩阵
Figure 441149DEST_PATH_IMAGE082
中的第
Figure 48848DEST_PATH_IMAGE083
行向量，即
Figure 366697DEST_PATH_IMAGE084
，设置电子元器件编号
Figure 350833DEST_PATH_IMAGE085
。
S43.计算排查出各电子元器件发生故障的平均消耗时间
Figure 804949DEST_PATH_IMAGE086
：
Figure 849128DEST_PATH_IMAGE087
其中，
Figure 919852DEST_PATH_IMAGE088
表示电子元器件
Figure 707680DEST_PATH_IMAGE089
的故障排查权重，
Figure 281880DEST_PATH_IMAGE090
表示当前故障排查方案的第
Figure 496961DEST_PATH_IMAGE091
个元素，
Figure 789402DEST_PATH_IMAGE092
表示电子元器件
Figure 115341DEST_PATH_IMAGE093
的状态检查消耗时间，
Figure 544048DEST_PATH_IMAGE094
满足
Figure 195610DEST_PATH_IMAGE095
。
S44.
Figure 709768DEST_PATH_IMAGE096
，若
Figure 839398DEST_PATH_IMAGE097
，则进入S43，否则，计算当前故障排查方案的消耗时间均值
Figure 388191DEST_PATH_IMAGE098
：
Figure 945074DEST_PATH_IMAGE099
其中，
Figure 946528DEST_PATH_IMAGE100
表示电子元器件的数量。
S45.
Figure 879849DEST_PATH_IMAGE101
，若
Figure 283148DEST_PATH_IMAGE102
，
Figure 8003DEST_PATH_IMAGE103
表示故障排查方案的数量，进入S42，否则，进入S46。
S46.从所有
Figure 496754DEST_PATH_IMAGE104
中找到最小值，其对应的序号记为
Figure 968186DEST_PATH_IMAGE105
，则故障排查方案
Figure 225992DEST_PATH_IMAGE106
消耗的时间最少，最少消耗时间为
Figure 390257DEST_PATH_IMAGE107
，输出
Figure 366304DEST_PATH_IMAGE108
和
Figure 375848DEST_PATH_IMAGE109
。
优选地，所有故障排查方案由以遍历方式列出所有电子元器件的排列方案构成。以遍历方式对
Figure 753740DEST_PATH_IMAGE110
的电子元器件编号列出其所有的排列情况，结果保存到矩阵
Figure 88906DEST_PATH_IMAGE111
中，矩阵中的每个行向量就是一种以电子元器件编号来表示的故障排查次序，每种排查次序称为一种故障排查方案，矩阵的行向量数量记为
Figure 286669DEST_PATH_IMAGE112
。例如，若总共需要对3个电子元器件进行状态检查，则共有6种排列情况，其中的某种组合（行向量）[2 3 1]代表着首先检查电子元器件2，若其正常，则继续检查电子元器件3、电子元器件1，直至发现异常的电子元器件时才结束故障排查。
优选地，该方法还包括：得到消耗时间最少的故障排查方案后，基于该故障排查方案改进产品维修性，改进方式具体如下：优先缩短该故障排查方案中排查次序靠前的电子元器件的状态检查消耗时间，以进一步减少该故障排查方案的消耗时间。
本发明提供了一种电子设备最少耗时故障排查次序优化系统，包括处理器和存储器；所述存储器，用于存储计算机执行指令；所述处理器，用于执行所述计算机执行指令，使得上述方法被执行。
实施例：已知某部件由4个电子类电子元器件组成，各电子元器件寿命服从指数分布，相关信息如表1所示，任务时间为400小时。采用上述方法，计算该部件发生故障后的故障排查时间。
表1 各电子元器件的相关信息
Figure 99904DEST_PATH_IMAGE113
1）遍历计算各电子元器件发生故障的概率
Figure 332303DEST_PATH_IMAGE114
，电子元器件1至电子元器件4电子元器件发生故障的概率分别为：0.256、0.230、0.134和0.121。
2）遍历计算各电子元器件的故障排查权重系数
Figure 838370DEST_PATH_IMAGE115
，电子元器件1至电子元器件4电子元器件的系数分别为：0.35、0.31、0.18和0.16。
3）遍历得到所有故障排查方案，共有24种方案，并保存在矩阵
Figure 523429DEST_PATH_IMAGE116
中，结果见表2。
4）遍历计算所有故障排查方案的消耗时间
Figure 140356DEST_PATH_IMAGE117
，结果见表2。
5）从数组
Figure 227260DEST_PATH_IMAGE118
中找到最小值，其对应的序号
Figure 904229DEST_PATH_IMAGE119
，则表2中第17号故障排查方案[2 4 1 3]消耗的时间最少，最少消耗时间为36.7分钟。
表2 24种故障排查方案
Figure 76585DEST_PATH_IMAGE120
表2表明，该故障排查耗时均值最大可到72.5分钟。本发明方法得到的最终方案耗时36.7分钟，优化效果明显。
在上述实施例中，如果按照电子元器件检查时间从小到大的次序进行故障排查，其方案对应于表2中第14号方案，这是一种类似“容易完成排查的电子元器件优先排查”思路设计的方案，耗时39.5分钟；如果按照电子元器件在任务期间发生故障的概率从大到小的次序进行故障排查，其方案对应于表2中第24号方案，这是一种类似“最有可能发生故障的电子元器件优先排查”思路设计的方案，耗时43.1分钟。这两种方案的耗时都大于本发明方法所得的方案。表2表明：简单地按照电子元器件检查时间大小或发生故障的概率大小来确定故障排查次序，并不能保证获得最少耗时的故障排查方案。
可建立仿真模型验证上述方法的正确性，仿真模型简述如下：
（1）产生
Figure 231622DEST_PATH_IMAGE121
个随机数
Figure 438613DEST_PATH_IMAGE122
，
Figure 286483DEST_PATH_IMAGE123
，
Figure 211714DEST_PATH_IMAGE124
服从电子元器件
Figure 170443DEST_PATH_IMAGE125
的寿命分布规律。
（2）在所有
Figure 966360DEST_PATH_IMAGE122
中寻找最小数，对应的序号记为
Figure 985132DEST_PATH_IMAGE126
，即：
Figure 132079DEST_PATH_IMAGE127
。
（3）若
Figure 894499DEST_PATH_IMAGE128
成立，则本次仿真有效，模拟的故障排查时间
Figure 810502DEST_PATH_IMAGE129
等于按照故障排查方案检查完电子元器件
Figure 734596DEST_PATH_IMAGE130
的检查时间之和。
在大量多次模拟后，可统计得到故障排查时间均值。
图2为本发明实施例提供的对所有方案分别采用仿真法和本发明方法得到的故障排查耗时结果示意图。如图2所示。二者的结果极为吻合。
利用本发明方法，不仅能得到耗时最少的故障排查方案，还能对所得方案做进一步分析，为改进产品维修性设计提供方向。例如，在上述实施例中，如果仅比较各电子元器件的检查时间，由于电子元器件3的检查时间远大于其他电子元器件（高达43分钟），以往的常规做法会开展以缩短电子元器件3检查时间为目标的改进设计工作。但根据最优故障排查方案（排查次序2、1、4、3）可知，电子元器件3是最后排查的电子元器件，这也就意味着即便较大幅度缩短电子元器件3检查时间后，但在大多数故障情况下（电子元器件1、电子元器件2或电子元器件4发生故障），按照该最优故障排查方案是不会排查到电子元器件3就能确认故障原因的，这也就意味着：在这些情况中缩短后的电子元器件3检查时间并没有带来实际排查时间的减少。因此本发明建议按照“最优故障排查方案中排序靠前的电子元器件优先改进”的原则，结合实际改进设计的可行性，来确定改进方向，例如，可针对排序靠前的电子元器件2或电子元器件1开展缩短检查时间的改进设计。
表3分别列出了在原电子元器件检查时间基础上，分别缩短5分钟后，最优故障排查方案的耗时结果。表3展示了不同改进方向的结果。原最优方案的消耗时间是36.7分钟，从表3可看出：由于电子元器件3是最后检查的电子元器件，相比缩短该电子元器件的检查时间，进一步缩短电子元器件2或电子元器件1的检查时间，其整体改进效果更加显著。
表3 三种改进设计后排查消耗时间
Figure 368840DEST_PATH_IMAGE131
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法，其特征在于，所述电子设备包括多个电子元器件，所述电子元器件的寿命均服从于指数分布，整个任务时间内的任意时刻最多一个电子元器件发生故障，故障排查时各电子元器件状态检查次序独立不相关，该方法包括：
S1.获取各电子元器件的寿命服从的指数分布密度函数和状态检查消耗时间，并将电子设备的某段工作时期作为任务时间；
S2.在任务时间内，对各电子元器件的寿命服从的指数分布密度函数积分计算，得到任务时间内各电子元器件发生故障的概率；
S3.对任务时间内各电子元器件发生故障的概率求和，将任务时间内各电子元器件发生故障的概率与和值的比值作为该电子元器件的故障排查权重；
S4.对于所有故障排查方案中的每个故障排查方案，用故障排查权重加权各电子元器 件的状态检查消耗时间，得到排查出各电子元器件发生故障的平均消耗时间
Figure 507562DEST_PATH_IMAGE001
，对该故障 排查方案中所有电子元器件的
Figure 679917DEST_PATH_IMAGE002
进行求和，得到该故障排查方案的消耗时间，输出消耗时 间最少的故障排查方案，其包含优化后的电子设备最少耗时故障排查次序；
步骤S2包括以下子步骤：
S21.设置电子元器件编号
Figure 897272DEST_PATH_IMAGE003
；
S22.计算任务时间
Figure 104262DEST_PATH_IMAGE004
内电子元器件
Figure 14449DEST_PATH_IMAGE005
发生故障的概率
Figure 939680DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 898409DEST_PATH_IMAGE007
当
Figure 756643DEST_PATH_IMAGE008
时，
Figure 40994DEST_PATH_IMAGE009
；
当
Figure 187942DEST_PATH_IMAGE010
时，
Figure 12678DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，
Figure 928682DEST_PATH_IMAGE012
表示电子元器件的数量，
Figure 915092DEST_PATH_IMAGE013
表示电子元器件
Figure 814915DEST_PATH_IMAGE014
的条件概率，
Figure 115447DEST_PATH_IMAGE015
表示电子元器 件
Figure 213853DEST_PATH_IMAGE016
的平均寿命；
S23.
Figure 308848DEST_PATH_IMAGE017
，若
Figure 695967DEST_PATH_IMAGE018
，进入S22，否则，进入步骤S3。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4包括以下子步骤：
S41.获取故障排查矩阵
Figure 363971DEST_PATH_IMAGE019
，其行向量对应故障排查方案，所述行向量以电子元器 件编号来表示故障排查次序，设置故障排查方案编号
Figure 988987DEST_PATH_IMAGE020
；
S42.设置当前故障排查方案
Figure 582779DEST_PATH_IMAGE021
为故障排查矩阵
Figure 926036DEST_PATH_IMAGE022
中的第
Figure 896266DEST_PATH_IMAGE023
行向量，即
Figure 641368DEST_PATH_IMAGE024
，设置电子元器件编号
Figure 406062DEST_PATH_IMAGE025
；
S43.计算排查出各电子元器件发生故障的平均消耗时间
Figure 502194DEST_PATH_IMAGE026
：
Figure 948219DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 610144DEST_PATH_IMAGE028
表示电子元器件
Figure 749001DEST_PATH_IMAGE029
的故障排查权重，
Figure 66850DEST_PATH_IMAGE030
表示当前故障排查方案的第
Figure 113304DEST_PATH_IMAGE031
个元素，
Figure 98577DEST_PATH_IMAGE032
表示电子元器件
Figure 142757DEST_PATH_IMAGE033
的状态检查消耗时间，
Figure 10218DEST_PATH_IMAGE034
满足
Figure 798046DEST_PATH_IMAGE035
；
S44.
Figure 434564DEST_PATH_IMAGE036
，若
Figure 915223DEST_PATH_IMAGE037
，则进入S43，否则，计算当前故障排查方案的消耗时间均值
Figure 942085DEST_PATH_IMAGE038
：
Figure 106174DEST_PATH_IMAGE039
其中，
Figure 534882DEST_PATH_IMAGE040
表示电子元器件的数量；
S45.
Figure 186443DEST_PATH_IMAGE041
，若
Figure 28497DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure 158127DEST_PATH_IMAGE043
表示故障排查方案的数量，进入S42，否则，进入S46；
S46.从所有
Figure 503658DEST_PATH_IMAGE044
中找到最小值，其对应的序号记为
Figure 591699DEST_PATH_IMAGE045
，则故障排查方案
Figure 593154DEST_PATH_IMAGE046
消 耗的时间最少，最少消耗时间为
Figure 588791DEST_PATH_IMAGE047
，输出
Figure 726512DEST_PATH_IMAGE048
和
Figure 985455DEST_PATH_IMAGE049
。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，电子元器件
Figure 536522DEST_PATH_IMAGE050
的故障排查权重的计算公式如 下：
Figure 7954DEST_PATH_IMAGE051
。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所有故障排查方案由以遍历方式列出所有电子元器件编号的排列方案构成。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
得到消耗时间最少的故障排查方案后，基于该故障排查方案进行产品维修性改进，改进方式具体如下：优先缩短该故障排查方案中排查次序靠前的电子元器件的状态检查消耗时间，以进一步减少该故障排查方案的消耗时间。
6.一种电子设备最少耗时故障排查次序优化系统，其特征在于，包括处理器和存储器；
所述存储器，用于存储计算机执行指令；
所述处理器，用于执行所述计算机执行指令，使得权利要求1至5任一项所述的方法被执。
CN202211306214.2A 2022-10-25 2022-10-25 一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统 Active CN115374658B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211306214.2A CN115374658B (zh) 2022-10-25 2022-10-25 一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211306214.2A CN115374658B (zh) 2022-10-25 2022-10-25 一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115374658A CN115374658A (zh) 2022-11-22
CN115374658B true CN115374658B (zh) 2023-02-14

Family

ID=84072614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211306214.2A Active CN115374658B (zh) 2022-10-25 2022-10-25 一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115374658B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115600045B (zh) * 2022-11-30 2023-03-21 中国人民解放军海军工程大学 采用通用检测工具检测的平均检测时间计算方法和系统
CN116502846B (zh) * 2023-04-27 2023-12-26 中国人民解放军海军工程大学 一种考虑维修耗时的电子件备件平均消耗数量估计方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106372816A (zh) * 2016-10-09 2017-02-01 南京国电南自电网自动化有限公司 一种基于贝叶斯推理的变电站二次系统故障评估方法
CN107342878A (zh) * 2016-04-29 2017-11-10 中兴通讯股份有限公司 一种故障处理方法及装置
CN110221198A (zh) * 2019-05-31 2019-09-10 天地（常州）自动化股份有限公司 基于故障树的煤矿井下组合开关故障诊断方法
CN112084374A (zh) * 2020-08-21 2020-12-15 华人运通(江苏)技术有限公司 一种车辆的故障诊断方法、终端设备及存储介质

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5428934B2 (ja) * 2010-02-22 2014-02-26 富士通株式会社 障害パターン生成プログラムおよび障害パターン生成装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107342878A (zh) * 2016-04-29 2017-11-10 中兴通讯股份有限公司 一种故障处理方法及装置
CN106372816A (zh) * 2016-10-09 2017-02-01 南京国电南自电网自动化有限公司 一种基于贝叶斯推理的变电站二次系统故障评估方法
CN110221198A (zh) * 2019-05-31 2019-09-10 天地（常州）自动化股份有限公司 基于故障树的煤矿井下组合开关故障诊断方法
CN112084374A (zh) * 2020-08-21 2020-12-15 华人运通(江苏)技术有限公司 一种车辆的故障诊断方法、终端设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN115374658A (zh) 2022-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115374658B (zh) 一种电子设备最少耗时故障排查次序优化方法和系统
US5561762A (en) Malicious fault list generation method
CN115310048B (zh) 一种设备在期望时间内完成修复概率的计算方法和系统
RU2757436C9 (ru) Устройство и способ контроля указаний на неисправность от транспортного средства, компьютерочитаемый носитель
CN112560269B (zh) 基于Rhapsody状态机的高容错电子系统任务可靠性仿真分析方法
CN105760295A (zh) 基于搜索算法的多缺陷定位方法
CN117056237B (zh) 验证集成电路代码覆盖率的方法、电子设备和介质
CN115270078B (zh) 一种机电设备平均修复时间的计算方法和系统
CN115688025A (zh) 一种设备故障修复时间的概率分布的估计方法和系统
CN110688759A (zh) 表决部件的备件量计算方法、仿真方法、终端及存储介质
Chen et al. Candidate Ordering and Elimination in Model-Based Fault Diagnosis.
CN111400920B (zh) 一种产品关键故障模式识别方法
Pettijohn Achieving quality in the development process
CN115293296B (zh) 一种机械设备故障定位优化方法和系统
US20100077364A1 (en) Method and apparatus for designing an integrated circuit
CN116843231B (zh) 一种考虑维修耗时的机械设备使用可用度量化方法和系统
CN115759479B (zh) 一种基于综合值的复杂设备故障定位优化方法和系统
CN118013767A (zh) 一种针对复杂电子设备的检查次序优化方法和系统
CN116757392A (zh) 考虑维修耗时的机械设备备件消耗数量计算方法和系统
CN109543276B (zh) 大型货轮长期保障任务多Gamma单元备件需求量确定方法
Lowenstein The economics of diagnostics and repair in Development, Production and Support
CN116955911A (zh) 一种电子串联部件任务评估方法、装置及电子设备
CN115796838A (zh) 一种针对多人合作的故障排查时间估计方法和系统
Valfre Testability modeling usage in design-for-test and product lifecycle cost reduction
CN117669872A (zh) 一种核燃料后处理厂设备可靠性分析方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant