CN116843119A - 一种考虑维修耗时的电子单元备件设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种考虑维修耗时的电子单元备件设计方法及系统，包括：S1，令备件数量为0，备件保障概率为0；S2，根据电子元件的寿命分布和维修耗时分布计算当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率；其中，所述电子单元的寿命服从指数分布，且电子单元维修耗时也服从指数分布；S3，将当前备件保障概率与所述联合概率相加，得到更新的备件保障概率；S4，若当前求得的备件保障概率低于预设阈值，则将备件数量增加1个，执行步骤S2‑步骤S3，否则执行步骤S5；S5，输出最后求得的备件数量和备件保障概率。本发明提供的电子单元备件设计方法更符合市场需求，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于备件设计领域，更具体地，涉及一种考虑维修耗时的电子单元备件设计方法及系统。
背景技术
电子单元备件是一种重要的维修资源，是维修工作能得以开展的物资基础。备件保障概率是故障发生时有所需备件的概率，常用于计算电子单元备件需求量。备件需求量是其对应的备件保障概率不低于指标要求的最少备件数量。但是目前业内计算电子单元备件需求量时，一般都约定使用备件的维修耗时忽略不计。一方面，现实中确实存在着维修耗时很少的场景，另一方面通过忽略维修耗时，可以简化复杂的备件需求量计算问题。
但是，现有技术未提供考虑维修耗时的电子单元备件设计方法，为实际应用需求带来较大的不便。
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考虑维修耗时的电子单元备件设计方法及系统，旨在解决现有技术未提供考虑维修耗时的电子单元备件设计方法，为实际应用需求带来较大的不便的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种考虑维修耗时的电子单元备件设计方法，包括以下步骤：
S1，令备件数量为0，备件保障概率为0；
S2，根据电子元件的寿命分布和维修耗时分布计算当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率；其中，所述电子单元的寿命服从指数分布，且电子单元维修耗时也服从指数分布；
S3，将当前备件保障概率与所述联合概率相加，得到更新的备件保障概率；
S4，若当前求得的备件保障概率低于预设阈值，则将备件数量增加1个，执行步骤S2-步骤S3，否则执行步骤S5；
S5，输出最后求得的备件数量和备件保障概率。
在一个可能的实施方式中，设电子单元的寿命指数分布为：E(a)，a是变量均值，其概率密度函数维修耗时的指数分布为：E(b)，b是变量均值，其概率密度函数/>
当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率p，具体为：
其中，当i＝1时，x是维修耗时变量，y是寿命变量；当i>1时，x是第i个备件的维修耗时变量，y是前i-1个备件的维修耗时变量，z是寿命变量；i表示备件数量；式中Γ()为伽玛函数。
在一个可能的实施方式中，设备件保障概率为Pb；
备件保障概率的更新公式为：Pb＝Pb+p。
第二方面，本发明提供了一种考虑维修耗时的电子单元备件设计系统，包括：
初始化模块，用于令备件数量为0，备件保障概率为0；
概率更新模块，用于根据电子元件的寿命分布和维修耗时分布计算当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率；其中，所述电子单元的寿命服从指数分布，且电子单元维修耗时也服从指数分布；以及将当前备件保障概率与所述联合概率相加，得到更新的备件保障概率；
备件设计模块，用于若当前求得的备件保障概率低于预设阈值，则将备件数量增加1个，并指示概率更新模块再次对备件保障概率进行更新，否则输出最后求得的备件数量和备件保障概率。
在一个可能的实施方式中，设电子单元的寿命指数分布为：E(a)，a是变量均值，其概率密度函数维修耗时的指数分布为：E(b)，b是变量均值，其概率密度函数/>
所述概率更新模块求得的当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率p，具体为：
其中，当i＝1时，x是维修耗时变量，y是寿命变量；当i>1时，x是第i个备件的维修耗时变量，y是前i-1个备件的维修耗时变量，z是寿命变量；i表示备件数量；式中Γ()为伽玛函数。
在一个可能的实施方式中，设备件保障概率为Pb；
所述概率更新模块采用的备件保障概率更新公式为：Pb＝Pb+p。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。
第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。
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：
本发明提供一种考虑维修耗时的电子单元备件设计方法及系统，设定电子单元维修耗时服从指数分布，并未忽略电子单元的维修耗时，经过试验发现，在面临维修耗时较大的实际情况时，采用本发明方法能更合理确定备件需求量，有效解决以往业内方法造成的备件准备过多问题，因此本发明提供的电子单元备件设计方法更符合市场需求，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的考虑维修耗时的电子单元备件设计方法流程图；
图2是本发明实施例提供的备件数量0～7的3种备件保障概率结果示意图；
图3是本发明实施例提供的考虑维修耗时的电子单元备件设计系统架构图。
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。
本发明中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本发明中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如A/B表示A或者B。
本发明中的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一响应消息和第二响应消息等是用于区别不同的响应消息，而不是用于描述响应消息的特定顺序。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或者两个以上，例如，多个处理单元是指两个或者两个以上的处理单元等；多个元件是指两个或者两个以上的元件等。
图1是本发明实施例提供的考虑维修耗时的电子单元备件设计方法流程图；如图1所示，包括以下步骤：
S1，令备件数量为0，备件保障概率为0；
S2，根据电子元件的寿命分布和维修耗时分布计算当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率；其中，所述电子单元的寿命服从指数分布，且电子单元维修耗时也服从指数分布；
S3，将当前备件保障概率与所述联合概率相加，得到更新的备件保障概率；
S4，若当前求得的备件保障概率低于预设阈值，则将备件数量增加1个，执行步骤S2-步骤S3，否则执行步骤S5；
S5，输出最后求得的备件数量和备件保障概率。
需要说明的是，电子件寿命一般服从指数分布，如：印刷电路板插件、电子部件、电阻、电容、集成电路等。随机变量服从指数分布E(μ)，μ是变量均值，其概率密度函数
本发明中已知任务时间T，备件保障概率指标P，某电子件的寿命服从指数分布E(a)，该件故障后对其进行换件修理，维修耗时服从指数分布E(b)。
本发明提供了一种考虑维修耗时的备件需求量计算方法，具体步骤如下：
(1)初始化，令备件数量i＝0，备件保障概率Pb＝0；
(2)计算备件数量对应的寿命和维修耗时的联合概率p：
式中Γ()为伽玛函数，
(3)更新备件保障概率Pb＝Pb+p；
(4)若Pb<P，则更新i＝i+1，执行(2)，否则执行(4)；
(5)令备件需求量s＝i，Pb为其备件保障概率，输出s和Pb。
在一个具体的示例中，某电子件寿命服从指数分布E(80)，任务时间为200h，修复故障的时间服从指数分布E(10)，要求备件保障概率不低于0.9，计算此时的备件需求量。
解：(1)初始化，令备件数量i＝0，备件保障概率Pb＝0；
多次执行(2)～(4)，相关结果如表1。
表1
| 备件数量i | 联合概率p | 备件保障概率Pb |
| 0 | 0.082 | 0.082 |
| 1 | 0.233 | 0.315 |
| 2 | 0.295 | 0.610 |
| 3 | 0.222 | 0.832 |
| 4 | 0.113 | 0.945 |
(5)备件需求量为4，其对应的备件保障概率为0.945，满足不低于0.9的指标要求。
本发明方法的关键在于计算备件数量对应的备件保障概率。分别采用忽略维修耗时理想情况下当前业内方法、考虑维修耗时的本发明方法和考虑维修耗时的仿真方法，图2展示了上述算例备件数量0～7的3种备件保障概率结果。图2表明：本发明方法的评估结果与仿真结果极为吻合，很好地反映了“因维修耗时占用任务期间的工作时间，会降低备件需求，相同备件数量时备件保障概率应更大”这一实际情况。面对“备件保障概率不低于0.9”这一相同的指标要求，忽略维修耗时和考虑维修耗时的备件需求量分别为5、4。在面临维修耗时较大的实际情况时，采用本发明方法能更合理确定备件需求量，有效解决以往业内方法造成的备件准备过多问题。
图3是本发明实施例提供的考虑维修耗时的电子单元备件设计系统架构图，如图3所示，包括：
初始化模块310，用于令备件数量为0，备件保障概率为0；
概率更新模块320，用于根据电子元件的寿命分布和维修耗时分布计算当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率；其中，所述电子单元的寿命服从指数分布，且电子单元维修耗时也服从指数分布；以及将当前备件保障概率与所述联合概率相加，得到更新的备件保障概率；
备件设计模块330，用于若当前求得的备件保障概率低于预设阈值，则将备件数量增加1个，并指示概率更新模块再次对备件保障概率进行更新，否则输出最后求得的备件数量和备件保障概率。
应当理解的是，上述装置用于执行上述实施例中的方法，装置中相应的程序模块，其实现原理和技术效果与上述方法中的描述类似，该装置的工作过程可参考上述方法中的对应过程，此处不再赘述。
基于上述实施例中的方法，本申请实施例提供了一种电子设备。该设备可以包括：至少一个用于存储程序的存储器和至少一个用于执行存储器存储的程序的处理器。其中，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行上述实施例中所描述的方法。
基于上述实施例中的方法，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序在处理器上运行时，使得处理器执行上述实施例中的方法。
基于上述实施例中的方法，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得处理器执行上述实施例中的方法。
可以理解的是，本申请的实施例中的处理器可以是中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器。
本申请的实施例中的方法步骤可以通过硬件的方式来实现，也可以由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable rom，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。
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 (9)
1.一种考虑维修耗时的电子单元备件设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，令备件数量为0，备件保障概率为0；
S2，根据电子元件的寿命分布和维修耗时分布计算当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率；其中，所述电子单元的寿命服从指数分布，且电子单元维修耗时也服从指数分布；
S3，将当前备件保障概率与所述联合概率相加，得到更新的备件保障概率；
S4，若当前求得的备件保障概率低于预设阈值，则将备件数量增加1个，执行步骤S2-步骤S3，否则执行步骤S5；
S5，输出最后求得的备件数量和备件保障概率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设电子单元的寿命指数分布为：E(a)，a是变量均值，其概率密度函数维修耗时的指数分布为：E(b)，b是变量均值，其概率密度函数/>
当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率p，具体为：
其中，当i＝1时，x是维修耗时变量，y是寿命变量；当i>1时，x是第i个备件的维修耗时变量，y是前i-1个备件的维修耗时变量，z是寿命变量；i表示备件数量；式中Γ()为伽玛函数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，设备件保障概率为Pb；
备件保障概率的更新公式为：Pb＝Pb+p。
4.一种考虑维修耗时的电子单元备件设计系统，其特征在于，包括：
初始化模块，用于令备件数量为0，备件保障概率为0；
概率更新模块，用于根据电子元件的寿命分布和维修耗时分布计算当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率；其中，所述电子单元的寿命服从指数分布，且电子单元维修耗时也服从指数分布；以及将当前备件保障概率与所述联合概率相加，得到更新的备件保障概率；
备件设计模块，用于若当前求得的备件保障概率低于预设阈值，则将备件数量增加1个，并指示概率更新模块再次对备件保障概率进行更新，否则输出最后求得的备件数量和备件保障概率。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，设电子单元的寿命指数分布为：E(a)，a是变量均值，其概率密度函数维修耗时的指数分布为：E(b)，b是变量均值，其概率密度函数/>
所述概率更新模块求得的当前备件数量下电子元件寿命和维修耗时的联合概率p，具体为：
其中，当i＝1时，x是维修耗时变量，y是寿命变量；当i>1时，x是第i个备件的维修耗时变量，y是前i-1个备件的维修耗时变量，z是寿命变量；i表示备件数量；式中Γ()为伽玛函数。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，设备件保障概率为Pb；
所述概率更新模块采用的备件保障概率更新公式为：Pb＝Pb+p。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个存储器，用于存储程序；
至少一个处理器，用于执行所述存储器存储的程序，当所述存储器存储的程序被执行时，所述处理器用于执行如权利要求1-3任一所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求1-3任一所述的方法。
9.一种计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求1-3任一所述的方法。
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