CN115879720A - 一种采用通用检测工具检测的检查次序优化方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用通用检测工具检测的检查次序优化方法和系统，属于电子设备故障排查领域。本发明基于各单元发生故障的概率和故障排查权重系数，构建各组检查的检查耗时和权重系数，并提出将相邻组的检查耗时和故障排查权重交叉相乘的乘积作为排序的依据，交换使得综合值较小者前移，重复比较交换，直至得到综合值升序排列的组间检查次序，通过上述方式优化组间检查次序，达到缩短采用通用检测工具检测时故障定位时间的目的。

Description

一种采用通用检测工具检测的检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，涉及一种采用通用检测工具检测的检查次序优化方法和系统。

背景技术

电子设备的接口易标准化，存在能检测同一大类、但具体规格型号又有所不同的检测工具，称为通用检测工具。例如，某设备存在多块硬盘，分别加载有各自的程序和数据文件，当某块硬盘出现部分坏道后，会导致偶发性的故障，各硬盘虽然型号不见得完全一样，但由于均为标准接口，此时可采用一个通用检测工具，同时对多个硬盘进行磁盘坏道检查或随机数据读取测试。随着装备/系统的功能越来越强大、性能越来越先进，装备/系统也变得越来越复杂。当复杂装备/系统出现某个故障现象时，其背后可能的故障原因众多，查找故障单元的工作量极为庞大。

检测工具是一种重要的维修资源，通用检测工具一次最多能检测的单元数量，称为该检测工具的容量。一般来说，检测工具的容量越大，越能快速检查出导致故障的单元，但同时该检测工具的费用、占用空间等使用成本也越大。

使用检测工具时，不同的单元检查次序，其找到故障件的消耗时间也不相同。如何优化检查次序以减少检查时间，目前缺少通用可操作的方法。

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采用通用检测工具检测的检查次序优化方法和系统，旨在解决如何优化检查次序以减少检查时间的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种采用通用检测工具检测的检查次序优化方法，所述通用检测工具一次能检测类型相同型号不同的一组单元，采用通用检测工具检测电子设备时，每次检测的一组单元编号已知，组间检查次序待优化，该方法包括：

S1.获取各单元发生故障的概率和故障排查权重系数；

S2.结合通用检测工具的特性，根据各单元发生故障的概率和故障排查权重系数，计算通用检测工具各组检查的检查耗时和权重系数；

S3.初始化故障发生后对所有组的检查次序，比较检查次序中相邻组的综合值，交换使得综合值较小者前移，重复比较交换，直至得到综合值升序排列的组间检查次序，其中，组A的检查耗时与组B的权重系数的乘积作为A组的综合值，所述组A和所述组B为检查次序中相邻组。

优选地，步骤S2包括：

S20.计算最大检查次数

初始化检查次数j＝1，n表示单元数量，m表示通用检测工具的容量；

S21.初始化单元检查时间数组ts中各元素均为0，初始化单元权重系数数组ps中各元素均为0，数组元素数量均为m，初始化单元的组内序号k＝1；

S22.初始化检查序号s＝k+m(j-1)；

S23.若s>n，直接进入S3，否则，令单元编号r＝gInd_s，ts_k＝c_r，ps_k＝_r，gInd表示电子设备所有单元的编号，tc_r、w_r分别表示单元r的检查耗时和故障排查权重系数，进入S24；

S24.更新k＝k+1，若j≤m，进入S22，否则，进入S25；

S25.更新各组检查的检查耗时数组T中元素T_j等于数组ts中的最大值元素，更新各组检查的权重系数数组v中元素

S26.更新j＝j+1，若j≤nc，则进入S21，否则，进入S3。

优选地，步骤S3包括：

S31.初始化组间检查次序数组B_j＝，1≤j≤nc，nc表示最大检查次数，j表示第j次检查，对应第j组单元，初始化检查次序编号i＝1；

S32.当数组B当前的元素数量nB≥2时，进入S321，否则，进入S33；

S321.初始化组编号k＝B₁，优化的检查次序数组yID_i＝，中间变量a＝T_k，b＝v_k，j＝2，数组yID表示使用通用检测工具的组间次序优化结果；

S322.更新组编号k＝B_j，初始化中间变量c＝T_k，d＝v_k，数组T表示各组检查的检查耗时，数组v表示各组检查的权重系数；

S323.若ad>bc成立，则更新yID_i＝，a＝c，b＝d，然后进入S324，否则，直接进入S324；

S324.更新j＝j+1，若j≤nB，则进入S322，否则，进入S325；

S325.将yID_i从数组B中删除，更新nB＝nB-1，更新i＝i+1，进入S32；

S33.更新yID_i＝₁。

优选地，该方法还包括：S4.根据优化后的次序，结合各次的检查耗时和权重系数，计算平均故障排查时间。

优选地，步骤S4包括：

S41.初始化检查序号j＝1，优化后的平均故障排查时间Tc＝0；

S42.初始化i＝yID_j，中间变量yT_j＝_i，更新

数组T表示各组检查的检查耗时；

S43.更新j＝j+1，若j≤nc，nc表示最大检查次数，进入S42，否则，输出组间次序yID和平均故障排查时间Tc。

优选地，该方法还包括：S5.通用检测工具的容量从小到大变化，计算各种容量对应的平均故障排查时间，输出满足期望时间要求的容量、平均检测时间。

为实现上述目的，第二方面，本发明提供了一种采用通用检测工具检测的检查次序优化系统，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：

本发明提出了一种采用通用检测工具检测的检查次序优化方法和系统，基于各单元发生故障的概率和故障排查权重系数，构建各组检查的检查耗时和权重系数，并提出将相邻组的检查耗时和故障排查权重交叉相乘的乘积作为排序的依据，交换使得综合值较小者前移，重复比较交换，直至得到综合值升序排列的组间检查次序，通过上述方式优化组间检查次序，达到缩短采用通用检测工具检测时故障定位时间的目的。

附图说明

图1为本发明提供的一种采用通用检测工具检测的检查次序优化方法流程图。

图2为本发明实施例提供的100种仿真情况的结果。

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。

所述通用检测工具一次能检测类型相同型号不同的一组单元，采用通用检测工具检测电子设备时，每次检测的一组单元编号已知，组间检查次序待优化。图1为本发明提供的一种采用通用检测工具检测的检查次序优化方法流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤S1.获取各单元发生故障的概率和故障排查权重系数。

在工程上，正常使用的电子零部件都属于指数寿命件，如：印制电路板插件、电子部件、电阻、电容、集成电路等。指数类单元是指寿命服从指数分布Exp(u)的单元，参数u的物理含义是寿命均值。指数分布的密度函数为

本发明把使用检测工具每次对多个单元进行的检查视为一组检查，把各组的故障排查次序称为组间次序。

步骤S2.结合通用检测工具的特性，根据各单元发生故障的概率和故障排查权重系数，计算通用检测工具各组检查的检查耗时和权重系数。

优选地，步骤S2包括：

S20.计算最大检查次数

初始化检查次数j＝1，n表示单元数量，m表示通用检测工具的容量；

S21.初始化单元检查时间数组ts中各元素均为0，初始化单元权重系数数组ps中各元素均为0，数组元素数量均为m，初始化单元的组内序号k＝1；

S22.初始化检查序号s＝k+m(j-1)；

S23.若s>n，直接进入S3，否则，令单元编号r＝gInd_s，ts_k＝c_r，ps_k＝_r，gInd表示电子设备所有单元的编号，tc_r、w_r分别表示单元r的检查耗时和故障排查权重系数，进入S24；

S24.更新k＝k+1，若k≤m，进入S22，否则，进入S25；

S25.更新各组检查的检查耗时数组T中元素T_j等于数组ts中的最大值元素，更新各组检查的权重系数数组v中元素

S26.更新j＝j+1，若j≤nc，则进入S21，否则，进入S3。

步骤S3.初始化故障发生后对所有组的检查次序，比较检查次序中相邻组的综合值，交换使得综合值较小者前移，重复比较交换，直至得到综合值升序排列的组间检查次序，其中，组A的检查耗时与组B的权重系数的乘积作为A组的综合值，所述组A和所述组B为检查次序中相邻组。

优选地，步骤S3包括：

S31.初始化组间检查次序数组B_j＝，1≤j≤nc，nc表示最大检查次数，j表示第j次检查，对应第j组单元，初始化检查次序编号i＝1；

S32.当数组B当前的元素数量nB≥2时，进入S321，否则，进入S33；

S321.初始化组编号k＝B₁，优化的检查次序数组yID_i＝，中间变量a＝T_k，b＝v_k，j＝2，数组yiD表示使用通用检测工具的组间次序优化结果；

S322.更新组编号k＝B_j，初始化中间变量c＝T_k，d＝v_k，数组T表示各组检查的检查耗时，数组v表示各组检查的权重系数；

S323.若ad>bc成立，则更新yID_i＝，a＝c，b＝d，然后进入S324，否则，直接进入S324；

S324.更新j＝j+1，若j≤nB，则进入S322，否则，进入S325；

S325.将yID_i从数组B中删除，更新nB＝nB-1，更新i＝i+1，进入S32；

S33.更新yID_i＝₁。

优选地，该方法还包括：S4.根据优化后的次序，结合各次的检查耗时和权重系数，计算平均故障排查时间。

优选地，步骤S4包括：

S41.初始化检查序号j＝1，优化后的平均故障排查时间Tc＝0；

S42.初始化i＝yID_j，中间变量yT_j＝_i，更新

数组T表示各组检查的检查耗时；

S43.更新j＝j+1，若j≤nc，nc表示最大检查次数，进入S42，否则，输出组间次序yID和平均故障排查时间Tc。

优选地，该方法还包括：S5.通用检测工具的容量从小到大变化，计算各种容量对应的平均故障排查时间，输出满足期望时间要求的容量、平均检测时间。

本发明还提供了一种采用通用检测工具检测的检查次序优化系统，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

本发明约定：(1)某装备由多个电子类单元组成，为便于描述，以时间来描述各单元的寿命。(2)在任意时刻，至多有1个单元发生故障。当某单元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，此时需要进行开展修理工作。(3)在查找故障原因时，对这些单元进行状态检查的次序是独立不相关的，即：不存在“必须先检查单元A、然后再检查单元B”这类对检查次序有特定要求的情况。(4)已知各单元的寿命分布规律、对每个单元进行(正常与否的)状态检查所消耗的时间、即将执行任务的时间和使用通用工具检测时同时检查的单元。(5)检测工具每次对多个单元同时开始检查后，只有这些单元都检查完毕才会给出本次各单元的检查结果。

本发明的相关变量约定如下：检测工具容量记为m；单元数量记为n；检查次序记为gInd，数组gInd中保存的是待检查的单元编号，每次使用检测工具时，依次从gInd中选择m个单元(或者选中最后不足m个的单元)；为便于论述，本发明中gInd的值是按照升序从1～n的单元编号。例如：m＝3，gInd＝[1、2、3、4、5、6、7、8]，则需要使用三次检测工具，三次检测的单元分别为[1、2、3]、[4、5、6]、[7、8]。单元i的寿命服从指数分布Exp(u_i)；对单元i的状态检查所消耗的时间记为tc_i；任务时间记为Tw。这些变量皆为已知量。

已知某部件由15个电子类单元组成，任务时间为100小时，某检测工具每次能检查4个单元，相关信息如表1。采用上述方法，优化检查次序并计算其平均故障排查时间。

表1相关信息

1)遍历计算各单元发生故障的概率Pf，结果见表2。

1.1)令i＝1；

1.2)积分计算Pf_i，令

当k＝i时，/>

当k≠i时，/>

1.3)令i＝i+1，若i≤n，则执行1.2)，否则执行2)。2)计算权重系数w。结果见表2。

2.1)令i＝1；

2.2)令

2.3)令i＝i+1，若i≤n，则执行2.2)，否则执行3)。

表2

3)组间检查次序初始值为：第1、2、3、4组，各组检查的单元编号情况如表3。最大检查次数nc＝4，计算每次检测的单元集合相关信息，结果如表4。

令最大检查次数nc＝n/，并对结果向上取整数；令检查次数j＝1。

3.1)初始化时间数组ts和初始化概率数组ps，令ts_i＝0，ps_i＝0，1≤i≤m；令k＝1；

3.2)令检查序号s＝k+m(j-1)。

3.3)若s>n，则直接执行4)，否则令单元编号i＝gInd_s，ts_k＝c_i，ps_k＝_i。

3.4)令k＝k+1，若k≤m，则执行3.2)否则，执行3.5)。

3.5)更新中间时间数组T、中间权重系数数组v，令T_j等于数组ts中的最大值元素，

3.6)令j＝j+1，若j≤nc，则执行3.1)，否则，执行4)。

表3

表4

4)优化组间故障排查次序yID，结果如表5。

4.1)初始化。

令数组B_j＝,1≤j≤nc，nB为数组B当前的元素数量，令编号i＝1；

4.2)当nB≥2时，执行4.2.1)，否则执行4.3)。

4.2.1)令组编号k＝B₁，优化的检查次序数组yID_i＝，中间变量a＝T_k，b＝v_k，j＝2。

4.2.2)令组编号k＝B_j，中间变量c＝T_k，d＝v_k。

4.2.3)若ad>bc成立，则更新yID_i＝，a＝c，b＝d，然后执行4.2.4)，否则，直接执行4.2.4)。

4.2.4)令j＝j+1，若j≤nB则执行4.2.2)，否则执行4.2.5)。

4.2.5)更新数组B。

将yID_i从B中删除，令nB＝nB-1，令i＝i+1，执行4.2)。

4.3)令yID_i＝₁，数组yID是使用检测工具的组间次序优化结果，保存的是组编号。

表5

5)计算优化后的平均故障排查时间Tc＝76.5。

5.1)令j＝1，Tc＝0，

5.2)令i＝yID_j，中间变量yT_j＝_i，

/>

5.3)令j＝j+1，若j≤nc，则执行5.2)，否则执行6)。

6)终止计算，输出组间次序yID、平均故障排查时间Tc。根据本方法结果，首先检查第2组(单元编号5、6、7、8)，如未发现故障件，则依次检查第3组(单元编号9、10、11、12)、第4组(单元编号13、14、15)、第1组(单元编号1、2、3、4)。

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n个随机数simT_i，1≤i≤n，simT_i服从单元i的寿命分布规律。

(2)在所有simT_i中寻找最小数，对应的序号记为g，即：simT_g≤simT_i,1≤i≤n。

(3)若simT_g<w成立，则本次仿真有效，按照检查次序，使用该检测工具每次至多取m个单元进行检查，直至检查到单元g为止，可得到本次找到故障原因的检查时间。

在大量多次模拟后，可统计得到平均故障排查时间。

在上述算例中，优化前后平均故障排查时间的仿真结果分别为：95.3、75.3，优化效果明显。

图2为本发明实施例提供的100种仿真情况(有60个单元，每次可检查4个单元，其他参数随机产生)的结果，显示了采用本发明方法优化前后以仿真法和本发明方法的平均故障排查时间结果。从图2可看出，优化后的平均故障排查时间仿真结果和本发明方法结果极为吻合，本发明方法的优化效果显著。利用本发明方法，可有效减小平均故障排查时间，最大发挥通用检测工具的效率。

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 (7)

1.一种采用通用检测工具检测的检查次序优化方法，其特征在于，所述通用检测工具一次能检测类型相同型号不同的一组单元，采用通用检测工具检测电子设备时，每次检测的一组单元编号已知，组间检查次序待优化，该方法包括：

S1.获取各单元发生故障的概率和故障排查权重系数；

S2.结合通用检测工具的特性，根据各单元发生故障的概率和故障排查权重系数，计算通用检测工具各组检查的检查耗时和权重系数；

S3.初始化故障发生后对所有组的检查次序，比较检查次序中相邻组的综合值，交换使得综合值较小者前移，重复比较交换，直至得到综合值升序排列的组间检查次序，其中，组A的检查耗时与组B的权重系数的乘积作为A组的综合值，所述组A和所述组B为检查次序中相邻组。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：

S20.计算最大检查次数

初始化检查次数j＝1，n表示单元数量，m表示通用检测工具的容量；

S21.初始化单元检查时间数组ts中各元素均为0，初始化单元权重系数数组ps中各元素均为0，数组元素数量均为m，初始化单元的组内序号k＝1；

S22.初始化检查序号s＝k+m(j-1)；

S23.若s>n，直接进入S3，否则，令单元编号r＝gInd_s，ts_k＝c_r，ps_k＝_r，gInd表示电子设备所有单元的编号，tc_r、w_r分别表示单元r的检查耗时和故障排查权重系数，进入S24；

S24.更新k＝k+1，若k≤m，进入S22，否则，进入S25；

S25.更新各组检查的检查耗时数组T中元素T_j等于数组ts中的最大值元素，更新各组检查的权重系数数组v中元素

S26.更新j＝j+1，若j≤nc，则进入S21，否则，进入S3。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：

S31.初始化组间检查次序数组B_j＝，1≤j≤nc，nc表示最大检查次数，j表示第j次检查，对应第j组单元，初始化检查次序编号i＝1；

S32.当数组B当前的元素数量nB≥2时，进入S321，否则，进入S33；

S321.初始化组编号k＝B₁，优化的检查次序数组yID_i＝，中间变量a＝T_k，b＝v_k，j＝2，数组yID表示使用通用检测工具的组间次序优化结果；

S322.更新组编号k＝B_j，初始化中间变量c＝T_k，d＝v_k，数组T表示各组检查的检查耗时，数组v表示各组检查的权重系数；

S323.若ad>bc成立，则更新yID_i＝，a＝c，b＝d，然后进入S324，否则，直接进入S324；

S324.更新j＝j+1，若j≤nB，则进入S322，否则，进入S325；

S325.将yID_i从数组B中删除，更新nB＝nB-1，更新i＝i+1，进入S32；

S33.更新yID_i＝₁。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：S4.根据优化后的次序，结合各次的检查耗时和权重系数，计算平均故障排查时间。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S4包括：

S41.初始化检查序号j＝1，优化后的平均故障排查时间Tc＝0；

S42.初始化i＝yID_j，中间变量yT_j＝_i，更新

数组T表示各组检查的检查耗时；

S43.更新j＝j+1，若j≤nc，nc表示最大检查次数，进入S42，否则，输出组间次序yID和平均故障排查时间Tc。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

S5.通用检测工具的容量从小到大变化，计算各种容量对应的平均故障排查时间，输出满足期望时间要求的容量、平均检测时间。

7.一种采用通用检测工具检测的检查次序优化系统，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6任一项所述的方法被执行。

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