JP5457717B2 - 試験装置及び故障モジュール特定方法 - Google Patents
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Description
本発明の理解を助けるために、まず、本発明がなされるに至った背景を説明する。
この場合、速やかに故障部位を特定するために、以下のような作業が行われる。
まず、予め、機能確認試験を行うための試験項目が列挙される。
次に、その電子機器の原理等を熟知した技術者が、自身の経験知に基づいて、試験項目ごとに、故障発生の原因となる部位(故障部位)を予測して、故障部位特定のための手順書、および、各試験項目と故障していると予測される部位との対照表を作成する。
そして、電子機器等の機能・性能試験を実施して試験結果が不良であると判定されたとき、技術者は、これらの手順書および対照表に基づいて故障部位を推定することによって、故障調査を行う。
以下に説明する試験装置は、上述した時間および手間を要するといった不具合を解決し、短時間にかつ容易に試験を実施し得るように改良されている。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態にかかる試験システム1および試験装置2の構成を示す図であり、(A)は、本発明の実施形態にかかる試験システム1の構成を示し、(B)は、試験システム1の試験装置2のハードウェア構成を示す。
図1(A)に示すように、試験システム1は、試験装置2、測定器120−1〜120−n、(nは1以上の整数。但し、nがそれぞれ常に同じ数とは限らない)が、ネットワーク100を介して接続されて構成されている。
また、測定器120−1〜120−nには、切替器102を介して、被試験器110が接続されている。
さらに、以下、測定器120−1〜120−nなど、複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単に測定器120などと略記することがある。
また、ある1つの装置において実現される複数の機能が、それぞれ別々の装置において実現されるようにしてもよいし、図1に示されていない装置において実現されるようにしてもよい。
試験装置2は、たとえばコンピュータであって、測定器120を用いて、被試験器110に対して所定の試験を実行する。
また、試験装置2は、ネットワーク100を介して、測定器120、切替器102および被試験器110と通信を行うように構成されている。
また、図3を用いて後述するように、被試験器110は複数のモジュールから構成されており、各モジュールは複数の部品から構成されている。
測定器120は、汎用の測定機器であって、試験装置2が実行する試験で使用され、試験装置2からの制御信号に応じて、試験信号を発信する。
切替器102は、各測定器120から試験信号を受け入れ、試験装置2からの切替信号に応じて、どの測定器120から発信された試験信号を被試験器110に対して送信するかを選択し、選択された試験信号を被試験器110に送信する。
なお、被試験器110は、図1では1つとしたが、複数の被試験器110が切替器102に接続されるようにしてもよく、切替器102を用いた制御によって、試験対象となる被試験器110を選択するようにしてもよい。
つまり、試験装置2は、情報処理および他の装置との通信が可能なコンピュータとしてのハードウェア構成部分を有している。
図2(A)に示すように、試験プログラム20は、操作部202、試験項目判断部204、試験実行制御部206、試験情報格納部208、切替器インタフェース(IF)210、測定器IF212、被試験器IF214、試験結果判定部216、故障確率算出部220、故障率割合格納部222、故障モジュール特定部230、判断基準格納部232および試験結果表示部240から構成される。
この場合、操作部202および試験結果表示部240は入出力装置156によって実現されるようにしてもよいし、切替器IF210、測定器IF212および被試験器IF214は通信装置158によって実現されるようにしてもよい。
なお、本実施形態においては、コンピュータである試験装置2が試験プログラム20を実行するとしたが、試験プログラム20の機能をハードウェアで構成することによって実現してもよい。
操作部202は、例えば、試験項目を選択する画面を表示するGUI(Graphical User Interface)機能によって実現されてもよい。
試験項目判断部204は、操作部202からの信号に基づいて、選択された試験項目を判断し、判断された試験項目に関する情報(試験項目情報)を試験実行制御部206に対して出力する。
試験実行制御部206は、試験項目判断部204から受け入れた試験項目情報に対応する試験情報を、試験情報格納部208から取得する。
ここで、試験情報格納部208は、図2(B)に例示した試験情報を格納し、試験実行制御部206および試験結果判定部216の制御に応じて試験情報を出力する。
試験識別子は、試験項目を識別するための識別子である。
使用測定器識別子は、試験に使用される測定器を識別するための識別子であり、各試験項目において複数の測定器が使用される場合、使用測定器識別子は、それに応じて複数存在する。
試験信号値は、測定器に送信される試験信号の値を示す数値である。
要求基準は、試験結果が「良」と判定されるための基準であり、例えば、要求基準が「2V〜6V」である場合に被試験器110からの計測信号が5Vであるときには、試験結果は「良」と判定される。
切替器102は、この切替信号に応じて、被試験器110に送信する試験信号を選択するように構成されている。
例えば、切替信号が測定器120−1からの試験信号を被試験器110に入力することを示す場合、切替器102は、測定器120−1からの試験信号を被試験器110に対して送信する。
例えば、使用測定器識別子が測定器120−1に対応し、試験信号値が「10V」を示す場合、試験実行制御部206は測定器120−1に対して制御信号を送信し、測定器120−1は、被試験器110に対して「10V」の試験信号を送信する。
試験実行制御部206の制御信号の送信によって、被試験器110に対する試験が実行され、被試験器110が測定器120から試験信号を入力されると、被試験器110内の各モジュールに試験信号が通電され、その結果、各モジュールの状態(故障があるか否か、故障の程度等)に応じて、計測信号が出力される。
また、試験結果判定部216は、試験情報格納部208から、実施された試験に対応する試験情報を取得し、取得した試験情報の要求基準に基づいて、試験結果が「良」であるか「否」(不良)であるかを判定する。
さらに、試験結果判定部216は、判定結果を示す情報(判定結果情報)を、故障確率算出部220、故障モジュール特定部230および試験結果表示部240に対して出力する。
故障率割合格納部222は、複数の試験項目それぞれに関する、被試験器110の複数のモジュールそれぞれの故障率割合を格納する。
ここで、故障率割合とは、図4を用いて後述するように、各試験項目についての、全モジュールの故障率の合計に対する各モジュールの故障率の割合であって、[モジュールの故障率]/[全モジュールの故障率の合計]×100で計算される。
また、故障率とは、平均故障間隔(MTBF:Mean Time Between Failures)の逆数であって、ある部品またはモジュールが単位時間内に故障する回数を示す数値であり、数値が大きいほど故障し易いことを示す。
部品の故障率は、MIL−HDBK−217「電子機器の信頼度予測」等に基づいて求められる。
図3は、モジュールの故障率を説明するための概念図であり、(A)は各モジュールを構成する部品の故障率を例示し、(B)は各モジュールの故障率を例示する。
図3(A)の例示において、被試験器110はモジュールAおよびBから構成され、モジュールAは部品A1〜A5から構成され、モジュールBは部品B1〜B5から構成されている。
一方、試験#1では部品B1〜B3に試験信号は通電されないので、部品B1〜B3は試験対象とならない。
したがって、試験#1に関するモジュールBの故障率については、部品B1〜B3は考慮されない。
例えば、部品A1の故障率は7.75(回数/106hour)である。
また、図3(B)には、各モジュールの試験#1に関する故障率が示されている。
ある試験項目に関するモジュールの故障率は、その試験で試験対象となった部品の故障率の合計であり、例えば、モジュールAの故障率は、図3(A)に示した部品A1〜A5の故障率の合計31.05(回数/106hour)である。
同様に、モジュールBの試験#1に関する故障率は、試験#1の対象となった部品B4,B5の故障率の合計3.40(回数/106hour)である。
また、他の試験項目に関する試験(例えば試験#2〜試験#4)についても、同様に、モジュールAおよびBの故障率が求められる。
上記の例の試験#1において、モジュールAの故障率は31.05であり、モジュールBの故障率は3.40であるので、全モジュールの故障率の合計は34.45である。
したがって、モジュールAの故障率割合は、31.05/34.45×100=91.01(%)であり、モジュールBの故障率割合は、3.40/34.45×100=9.9(%)である。
同様に、試験#2〜#4についても、図4に示すように、各モジュールの故障率割合が計算される。
故障率割合格納部222には、図4に示した各試験項目に関する各モジュールの故障率割合が、予め、格納されている。
ここで、故障確率とは、図5を用いて例示するように、1つ以上の試験項目の良否判定が「否」であった場合に、そのモジュールが故障している可能性(確率)を示す数値である。
(1)「否」と判定された試験項目のうち、故障率割合が100%の試験項目がある場合:
[故障確率(%)]=100
(2)「否」と判定された試験項目のうち、故障率割合が100%の試験項目がない場合:
[故障確率(%)]=[「否」と判定された試験項目の故障率割合の合計]/[「否」と判定された試験項目の数]
図5の例においては、「否」と判定された試験項目は、試験#1および試験#2の2つである。
モジュールAについては、試験#2の故障率割合が100%となっているので、モジュールAの故障割合は100%である。
一方、モジュールBについては、試験#1および試験#2の故障率割合がそれぞれ9.9%,0.0%であるので、故障割合は、(9.9+0.0)/2≒5.0(%)である。
なお、ある試験において、あるモジュールの故障率割合が100%、他のモジュールの故障率割合が0%であるケースは、例えば故障率割合0%であるモジュールが当該試験では動作しない(故障率割合100%のモジュールのみ動作する)ケースなどである。
即ち、良否判定で「否」と判定された試験において、故障率割合100%は当該モジュールが不良であることを保証するが、故障率割合0%は当該モジュールが良好であることを保証するものではない。
ここで、試験#2においてモジュールBの故障率割合が0%であるにも関わらず、故障確率が0%と断定しないのは、前述のように、故障率割合
0%が当該モジュールの良好性を必ずしも保証しないためである。
また、故障確率算出部220は、算出した故障確率を、試験結果表示部240に対して出力する。
判断基準格納部232は、判断基準情報を格納する。
ここで、判断基準情報とは、図6を用いて後述するように、試験結果の良否の組み合わせに基づいて、故障したモジュールを特定するための情報であって、試験結果良否組み合わせテーブルと故障モジュール順位テーブルとを含む。
試験結果良否組み合わせテーブルは、各試験の良否の結果の組み合わせを示すテーブルである。
例えば、図6(A)の例では、「良否組み合わせ1」は、試験#1の結果が「否」で試験#2〜#5の結果が「良」である組み合わせであり、「良否組み合わせ6」は、試験#2,#3の結果が「否」であり、試験#1,#4,#5の結果が「良」である組み合わせである。
例えば、図6(B)の例では、試験結果が「良否組み合わせ1」に該当する場合(つまり試験#1の結果が「否」で試験#2〜#5の結果が「良」である場合)は、モジュールAの故障モジュール順位が1位である。
また、試験結果が「良否組み合わせ6」に該当する場合(つまり試験#2,#3の結果が「否」であり、試験#1,#4,#5の結果が「良」である場合)は、モジュールBの故障モジュール順位が1位であり、モジュールCの故障モジュール順位が2位である。
なお、試験結果良否組み合わせテーブルおよび故障モジュール順位テーブルは、被試験器110の製造業者の技術者の経験知等に基づいて、被試験器110ごとに、予め、作成され、記憶される。
さらに、故障モジュール特定部230は、良否の組が一致する組み合わせを特定し、その組み合わせに対応するモジュールの故障モジュール順位を照合することによって、故障したモジュール(交換すべきモジュール)を特定する。
さらに、図6(B)の故障モジュール順位テーブルから、故障モジュール特定部230は、モジュールBの故障モジュール順位を1位と特定し、モジュールBの故障モジュール順位を2位と特定する。
また、故障モジュール特定部230は、特定した故障モジュール順位を、試験結果表示部240に対して出力する。
図7は、試験結果表示部240によって表示される表示画面を例示する図である。
図7の例では、試験#1〜#3が実施された場合のモジュールA〜Dについての情報が表示されている。
試験結果表示部240は、各試験項目とその試験結果を対応付けて表示し、さらに、これらの試験結果から、各モジュールとその故障確率および故障モジュール順位とを対応付けて表示する。
また、表示画面の下段において、モジュールBの故障確率が50%、モジュールCの故障確率が50%と表示される。
さらに、このとき、試験結果の良否の組み合わせは、図6(A)の試験結果良否組み合わせテーブルを参照すると「良否組み合わせ6」に対応するので、表示画面の下段において、モジュールBの故障モジュール順位が1、モジュールCの故障モジュール順位が2と表示される。
なお、モジュールの故障確率および故障順位は、各試験項目の実施が完了するごとに表示を逐一更新してもよいし、予め設定された数の試験項目の実施が完了したときに表示するようにしてもよい。
また、モジュールの故障確率および故障順位は、作業者の指示(入力)により、両方あるいはいずれか一方を表示するように選択することができる。また、通常は一方のみを表示し、故障確率の大小関係と故障順位とが相違したときに、両方を表示するようにしてもよい。
さらに、2つ以上のモジュールの故障確率の差が小さい場合等であっても、故障モジュール順位が表示されるので、この故障モジュール順位に基づいて、交換すべきモジュールを判断できる。
この場合、例えばモジュールAの故障確率がモジュールBの故障確率よりも低いときであっても、モジュールAの故障モジュール順位がモジュールBの故障モジュール順位よりも上位である場合もある。即ち、理論値に基づく故障モジュールの推定(故障確率)と経験知に基づく故障モジュールの推定(故障モジュール順位)とでは、いずれの精度が高いかは、必ずしも一義的には定まらない。
本実施形態においては、上述のように、各モジュールの故障確率および故障モジュール順位が表示されるので、故障診断作業者の経験度に依存されることなく、多面的な視点で故障モジュールの探求を行うことが可能となり、交換すべきモジュールを容易に特定できる。
Claims (4)
- 複数のモジュールを有する被試験器に対して、複数の試験項目に基づく試験を行う試験装置であって、
前記複数の試験項目それぞれについて、前記複数のモジュールの故障率の合計に対する前記複数のモジュールそれぞれの故障率の割合を格納する故障率割合格納手段と、
前記複数の試験項目に基づいて前記被試験器に対して試験を行う試験実行手段と、
前記試験実行手段による試験結果の良否を判定する判定手段と、
前記故障率の割合と、前記判定手段による判定結果とに基づいて、前記複数のモジュールそれぞれの故障している確率を示す故障確率を算出する故障確率算出手段と、
故障したモジュールを判断するための判断基準情報として各試験項目の試験結果の良否の組み合わせを示す試験結果良否組み合わせテーブルと、当該試験結果良否組み合わせテーブルに示された良否組み合わせと故障していると予測されるモジュールの順位との関係を示す故障モジュール順位テーブルを格納する判断基準情報格納手段と、
前記判定手段により判定された試験結果の良否の組み合わせを抽出し、前記試験結果良否組み合わせテーブルから組み合わせが一致する組み合わせを照合し、前記故障モジュール順位テーブルから照合した結果である良否の組み合わせに対応する故障していると予測されるモジュールの順位を特定する故障モジュール特定手段と、
前記故障確率算出手段で算出した前記複数のモジュールそれぞれの故障確率と、前記故障モジュール特定手段で付与した故障モジュールの順位を表示する表示手段と
を有する試験装置。 - 前記故障確率算出手段は、
前記判定手段による判定結果で否と判定されたモジュールのうちで故障率割合が100%の試験項目があるモジュールに対しては該モジュールの故障確率を100%とし、
前記判定結果で否と判定されたモジュールのうちで故障率割合が100%の試験項目がない場合は、前記判定結果で否とされたモジュールごとの故障率割合の合計を各モジュールの故障率の割合とし、前記判定結果が否とされた試験項目の数で除算した結果を故障確率とする
請求項1に記載の試験装置。 - 複数のモジュールを有する被試験器に対して、複数の試験項目に基づく試験を行う故障モジュール特定方法において、
前記複数の試験項目それぞれについて、前記複数のモジュールの故障率の合計に対する前記複数のモジュールそれぞれの故障率の割合を格納するステップと、
故障したモジュールを判断するための判断基準情報として各試験項目の試験結果の良否の組み合わせを示す試験結果良否組み合わせテーブルと、当該試験結果良否組み合わせテーブルに示された良否組み合わせと故障していると予測されるモジュールの順位との関係を示す故障モジュール順位テーブルを格納するステップと、
前記複数の試験項目に基づいて前記被試験器に対して試験を行うステップと、
前記試験を行うステップによる試験結果の良否を判定するステップと、
前記故障率の割合と、前記試験結果の良否を判定するステップによる判定結果とに基づいて、前記複数のモジュールそれぞれの故障している確率を示す故障確率を算出するステップと、
前記試験結果の良否を判定するステップにより判定された試験結果の良否の組み合わせを抽出し、前記試験結果良否組み合わせテーブルから組み合わせが一致する組み合わせを照合し、前記故障モジュール順位テーブルから照合した結果である良否の組み合わせに対応する故障していると予測されるモジュールの順位を特定するステップと、
前記故障確率を算出するステップにより算出した前記複数のモジュールそれぞれの故障確率と、前記モジュールの順位を特定するステップにより付与した故障モジュールの順位を表示するステップと
を備えた故障モジュール特定方法。 - 前記判定結果で否と判定されたモジュールのうちで故障率割合が100%の試験項目があるモジュールに対しては該モジュールの故障確率を100%とし、
前記判定結果で否と判定されたモジュールのうちで故障率割合が100%の試験項目がない場合は、前記判定結果で否とされたモジュールごとの故障率割合の合計を各モジュールの故障率の割合とし、前記判定結果が否とされた試験項目の数で除算した結果を故障確率とするステップ
を更に備えた請求項3に記載の故障モジュール特定方法。
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