JP7032169B2 - 故障部品推定装置、システム、方法およびプログラム - Google Patents

故障部品推定装置、システム、方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、どの部品が故障しているかを推定する、故障部品推定装置、システム、方法およびプログラムに関する。
コンピュータ装置等の機器で故障が発生した場合にどの部品が故障したかを推定する方法の一つに、特許文献1に記載の方法がある。
特許文献1に記載の方法では、通電時間と故障率曲線とに基づいて各々の部品の故障率を算出し、故障率の高い部品を故障部品として推定している。
故障率曲線は、部品ごとに定められた、通電時間と故障率との関係を表す曲線である。故障率曲線は、通電時間に対する故障率の特性の違いによって、初期故障期、偶発故障期、摩耗故障期の三つの期間に分けられる。たとえば、図7の故障率曲線の場合、故障率は、初期故障期では、通電時間が長いほど低くなり、偶発故障期では、通電時間に関係なくほぼ一定となり、摩耗故障期では、通電時間が長いほど高くなる。
特開2013-161211号公報
特許文献1に記載の方法では、故障率に基づいて故障部品を推定するため、初期故障期と摩耗故障期における故障部品の推定を行うことが可能である。しかし、偶発故障期では故障率がほぼ一定であるため、特許文献1に記載の方法では、単純に故障率の高い部品を故障部品として推定することになる。そのため、偶発故障期における故障部品の推定精度が低い。また、一般的に、偶発故障期の期間が最も長いため、特許文献1に記載の方法では、推定精度が低い期間が長くなる。
本発明の目的は、故障部品の推定精度を向上することを可能にする、故障部品推定装置、システム、方法およびプログラムを提供することにある。
上述の問題を解決するために、本発明の故障部品推定装置は、故障の可能性がある部品の通電時間を受信する通電時間受信部と、前記部品の前記通電時間と故障率とに基づいて前記部品の故障可能性を算出する故障可能性算出部と、前記故障可能性が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する推定結果出力部とを備えることを特徴とする。
また、本発明の故障部品推定方法は、故障の可能性がある部品の通電時間を受信し、前記部品の前記通電時間と故障率とに基づいて前記部品の故障可能性を算出し、前記故障可能性が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力することを特徴とする。
また、本発明の故障部品推定プログラムは、コンピュータに、故障の可能性がある部品の通電時間を受信する通電時間受信機能と、前記部品の前記通電時間と故障率とに基づいて前記部品の故障可能性を算出する故障可能性算出機能と、前記故障可能性が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する推定結果出力機能とを実現させることを特徴とする。
本発明の故障部品推定装置、システム、方法およびプログラムにより、故障部品の推定精度を向上することが可能になる。
本発明の第一の実施形態の故障部品推定装置の構成例を示す図である。 本発明の第一および第二の実施形態の故障部品推定装置の動作例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の故障部品推定システムの構成例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の故障部品推定装置の構成例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の故障部品推定装置の動作例を示す図である。 本発明の各実施形態のハードウェア構成例を示す図である。 故障率曲線の例を示す図である。
[第一の実施形態]
本発明の第一の実施の形態について説明する。
図1に本実施形態の故障部品推定装置10の構成例を示す。本実施形態の故障部品推定装置10は、通電時間受信部11、故障可能性算出部12および推定結果出力部13により構成される。
通電時間受信部11は、故障の可能性がある部品の通電時間を受信する部分である。故障可能性算出部12は、部品の通電時間と故障率とに基づいて部品の故障可能性を算出する部分である。推定結果出力部13は、故障可能性が最大の部品を故障部品として推定した推定結果を出力する部分である。
このように故障部品推定装置10を構成することによって、故障部品推定装置10は、故障の可能性がある部品の通電時間と故障率とに基づいて部品の故障可能性を算出し、故障可能性が最大の部品を故障部品として推定する。これにより、故障部品推定装置10は、故障率がほぼ一定の期間であっても、通電時間と故障率とに基づいて算出された故障可能性に基づいて故障部品を推定することが可能になる。そのため、故障部品の推定精度を向上することが可能になる。
次に、図2に本実施形態の故障部品推定装置10の動作の例を示す。
まず、通電時間受信部11は、故障の可能性がある部品の通電時間を受信する(ステップS101)。次に、故障可能性算出部12は、部品の通電時間と故障率とに基づいて部品の故障可能性を算出する(ステップS102)。そして、推定結果出力部13は、故障可能性が最大の部品を故障部品として推定した推定結果を出力する(ステップS103、S104)。
このように動作することによって、故障部品推定装置10は、故障の可能性がある部品の通電時間と故障率とに基づいて部品の故障可能性を算出し、故障可能性が最大の部品を故障部品として推定する。これにより、故障部品推定装置10は、故障率がほぼ一定の期間であっても、通電時間と故障率とに基づいて算出された故障可能性に基づいて故障部品を推定することが可能になる。そのため、故障部品の推定精度を向上することが可能になる。
以上で説明したように、本発明の第一の実施形態では、故障部品推定装置10は、故障の可能性がある部品の通電時間と故障率とに基づいて部品の故障可能性を算出し、故障可能性が最大の部品を故障部品として推定する。これにより、故障部品推定装置10は、故障率がほぼ一定の期間であっても、通電時間と故障率とに基づいて算出された故障可能性に基づいて故障部品を推定することが可能になる。そのため、故障部品の推定精度を向上することが可能になる。
[第二の実施形態]
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。本実施形態では、故障部品推定装置20について、より具体的に説明する。
まず、図3に本実施形態の故障部品推定システムの構成例を示す。本実施形態の故障部品推定システムは、ハードウェアユニット40(40A、40B)および故障部品推定装置20により構成される。故障部品推定装置20には、任意の数のハードウェアユニット40が接続可能である。
次に、本実施形態のハードウェアユニット40(40A、40B)の構成例について説明する。
部品41(41A-1~41A-3、41B-1~41B-3)は、故障監視対象の部品である。なお、ハードウェアユニット40内の部品41の数は任意である。本実施形態では、ハードウェアユニット40Aの部品41A(41A-1~41A-3)は各々、ハードウェアユニット40Bの部品41B(41B-1~41B-3)とのインタフェースを持つ。
故障検出部42(42A、42B)は、ハードウェアユニット40内の部品41に故障の可能性があることを検出する部分である。通電時間計時部43(43A、43B)は、ハードウェアユニット40の通電時間を計時する部分である。入出力部44は、故障部品推定装置20と情報の入出力を行う部分である。
次に、図4に本実施形態の故障部品推定装置20の構成例を示す。本実施形態の故障部品推定装置20は、第一の実施形態の故障部品推定装置10の構成例(図1)に故障率特性記憶部24を追加した構成である。
通電時間受信部11は、故障の可能性がある部品41の通電時間をハードウェアユニット40(40A、40B)の入出力部44(44A、44B)から受信する部分である。本実施形態では、通電時間受信部11は、故障検出部42から故障の可能性がある通知を受信したとき、故障の可能性のある部品41の通電時間を通電時間計時部43から取得するものとする。
故障率特性記憶部24は、ハードウェアユニット40(40A、40B)の部品41(41A-1~41A-3、41B-1~41B-3)の故障率特性を記憶する部分である。故障率特性は、たとえば、図7の故障率曲線を示す数値情報などである。
故障可能性算出部12は、故障の可能性がある部品41の各々について、部品41の通電時間と故障率とに基づいて、部品41の故障可能性を算出する部分である。
たとえば、故障可能性算出部12は、まず、故障率特性記憶部24から部品41の故障率特性を取得する。次に、故障可能性算出部12は、取得した故障率特性に基づいて、部品41の通電時間に対応する故障率を特定する。そして、故障可能性算出部12は、部品41の通電時間と通電時間に対応する故障率とに基づいて部品41の故障可能性を算出する。
本実施形態では、故障可能性は、通電時間と故障率との積であるものとする。また、故障可能性は、摩耗故障期においては、摩耗故障期における通電時間(通電時間から初期故障期の時間を差し引いた時間)と故障率との積、初期故障期/摩耗故障期においては、故障率であっても良い。また、故障可能性算出部12は、通電時間と故障率との積を、通電時間÷平均故障間隔(MTBF:Mean Time Between Failure)(故障率の逆数)によって計算しても良い。
推定結果出力部13は、故障の可能性がある部品41のうち、故障可能性が最大の部品41を故障部品として推定し、推定結果を出力する部分である。
なお、故障可能性算出部12は、故障の可能性がある部品41の各々について、通電時間および故障率特性に基づいて、初期故障期/偶発故障期/摩耗故障期のいずれであるかを判断しても良い。そして、故障可能性算出部12は、故障の可能性がある部品41のいずれもが偶発故障期の場合に、故障可能性を算出しても良い。故障の可能性がある部品41のいずれかが偶発故障期でない場合には、故障可能性算出部12は、故障可能性を算出せずに、故障率が最大の部品41を故障部品として推定しても良い。
このように故障部品推定装置20を構成することによって、故障部品推定装置20は、故障の可能性がある部品の通電時間と故障率とに基づいて部品の故障可能性を算出し、故障可能性が最大の部品を故障部品として推定する。これにより、故障部品推定装置20は、故障率がほぼ一定の期間であっても、通電時間と故障率とに基づいて算出された故障可能性に基づいて故障部品を推定することが可能になる。そのため、故障部品の推定精度を向上することが可能になる。
次に、図2を用いて本実施形態の故障部品推定装置20の動作例について説明する。
ここでは、部品41A-1と部品41B-1との間でインタフェースエラーが発生し、故障検出部42Aがそのエラーを検出した場合を例に挙げて説明する。このとき、故障検出部42Aは、部品41A-1と部品41B-1との間でエラーが発生したことを検出することができるが、部品41A-1と部品41B-1のどちらが故障したかを検出することはできない。
エラーを検出した故障検出部42Aは、故障部品推定装置20へ、部品41A-1と部品41B-1との間でエラーが発生したことを通知する。通知を受けた故障部品推定装置20の通電時間受信部11は、ハードウェアユニット40Aの通電時間計時部43Aから部品41A-1の通電時間を取得する。また、通電時間受信部11は、ハードウェアユニット40Bの通電時間計時部43Bから部品41B-1の通電時間を取得する(ステップS101)。
次に、故障可能性算出部12は、部品41A-1および部品41B-1について、通電時間に対応する故障率を特定し、故障可能性(通電時間×故障率)を算出する(ステップS102)。そして、推定結果出力部13は、故障可能性が高い部品41を故障部品として推定し(ステップS103)、推定結果を出力する(ステップS104)。
次に、図5に、故障の可能性がある部品41のいずれもが偶発故障期の場合に故障可能性を算出する場合の、故障部品推定装置20の動作例を示す。
エラーを検出した故障検出部42Aは、故障部品推定装置20へ、部品41A-1と部品41B-1との間でエラーが発生したことを通知する。通知を受けた故障部品推定装置20の通電時間受信部11は、ハードウェアユニット40Aの通電時間計時部43Aから部品41A-1の通電時間を取得する。また、通電時間受信部11は、ハードウェアユニット40Bの通電時間計時部43Bから部品41B-1の通電時間を取得する(ステップS201)。
次に、故障可能性算出部12は、故障率特性記憶部24から部品41A-1および部品41B-1の故障率特性を取得し、部品41A-1および部品41B-1の通電時間が偶発故障期か否かを判定する。
そして、いずれの部品41も偶発故障期の場合には(ステップS202でYES)、故障可能性算出部12は、部品41A-1および部品41B-1について、通電時間に対応する故障率を特定する。また、故障可能性算出部12は、部品41の通電時間から部品41の初期故障期の期間(図7のT1)を差し引くことで部品41の偶発故障期における通電時間を算出する。そして、故障可能性算出部12は、故障可能性(偶発故障期における通電時間×故障率)を算出する(ステップS203)。そして、推定結果出力部13は、故障可能性が高い部品41を故障部品として推定し(ステップS204)、推定結果を出力する(ステップS206)。
いずれかが偶発故障期でない場合には(ステップS202でNO)、故障可能性算出部12は、部品41A-1および部品41B-1について、通電時間に対応する故障率を特定する。そして、推定結果出力部13は、故障率が最大の部品41を故障部品として推定し(ステップS205)、推定結果を出力する(ステップS206)。
たとえば、部品41A-1の偶発故障期のMTBFが10,000時間(h)、偶発故障期の通電時間が50,000h、部品41B-1の偶発故障期のMTBFが8,000h、偶発故障期の通電時間が1,000hであるとする。このとき、部品41A-1の故障可能性は50,000÷10,000=5となり、5回故障が発生していてもおかしくない状態である。一方、部品41B-1の故障可能性は1,000÷8,000=0.125となり、1回故障が発生しているかどうかの状態である。そのため、この場合、故障部品推定装置20は、部品41A-1を故障部品として推定する。(特許文献1に記載の方法では、故障率(MTBFの逆数)の大きい部品41B-1を故障部品として推定する。)
このように動作することによって、故障部品推定装置20は、故障の可能性がある部品の通電時間と故障率とに基づいて部品の故障可能性を算出し、故障可能性が最大の部品を故障部品として推定する。これにより、故障部品推定装置20は、故障率がほぼ一定の期間であっても、通電時間と故障率とに基づいて算出された故障可能性に基づいて故障部品を推定することが可能になる。そのため、故障部品の推定精度を向上することが可能になる。
以上で説明したように、本発明の第二の実施形態では、故障部品推定装置20は、故障の可能性がある部品の通電時間と故障率とに基づいて部品の故障可能性を算出し、故障可能性が最大の部品を故障部品として推定する。これにより、故障部品推定装置20は、故障率がほぼ一定の期間であっても、通電時間と故障率とに基づいて算出された故障可能性に基づいて故障部品を推定することが可能になる。そのため、故障部品の推定精度を向上することが可能になる。
[ハードウェア構成例]
上述した本発明の各実施形態における故障部品推定装置(10、20)を、一つの情報処理装置(コンピュータ)を用いて実現するハードウェア資源の構成例について説明する。なお、故障部品推定装置は、物理的または機能的に少なくとも二つの情報処理装置を用いて実現してもよい。また、故障部品推定装置は、専用の装置として実現してもよい。また、故障部品推定装置の一部の機能のみを情報処理装置を用いて実現しても良い。
図6は、本発明の各実施形態の故障部品推定装置を実現可能な情報処理装置のハードウェア構成例を概略的に示す図である。情報処理装置90は、通信インタフェース91、入出力インタフェース92、演算装置93、記憶装置94、不揮発性記憶装置95およびドライブ装置96を備える。
通信インタフェース91は、各実施形態の故障部品推定装置が、有線あるいは/および無線で外部装置と通信するための通信手段である。なお、故障部品推定装置を、少なくとも二つの情報処理装置を用いて実現する場合、それらの装置の間を通信インタフェース91経由で相互に通信可能なように接続しても良い。
入出力インタフェース92は、入力デバイスの一例であるキーボードや、出力デバイスとしてのディスプレイ等のマンマシンインタフェースである。
演算装置93は、汎用のCPU(Central Processing Unit)やマイクロプロセッサ等の演算処理装置である。演算装置93は、たとえば、不揮発性記憶装置95に記憶された各種プログラムを記憶装置94に読み出し、読み出したプログラムに従って処理を実行することが可能である。
記憶装置94は、演算装置93から参照可能な、RAM(Random Access Memory)等のメモリ装置であり、プログラムや各種データ等を記憶する。記憶装置94は、揮発性のメモリ装置であっても良い。
不揮発性記憶装置95は、たとえば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、等の、不揮発性の記憶装置であり、各種プログラムやデータ等を記憶することが可能である。
ドライブ装置96は、たとえば、後述する記録媒体97に対するデータの読み込みや書き込みを処理する装置である。
記録媒体97は、たとえば、光ディスク、光磁気ディスク、半導体フラッシュメモリ等、データを記録可能な任意の記録媒体である。
本発明の各実施形態は、たとえば、図6に例示した情報処理装置90により故障部品推定装置を構成し、この故障部品推定装置に対して、上記各実施形態において説明した機能を実現可能なプログラムを供給することにより実現してもよい。
この場合、故障部品推定装置に対して供給したプログラムを、演算装置93が実行することによって、実施形態を実現することが可能である。また、故障部品推定装置のすべてではなく、一部の機能を情報処理装置90で構成することも可能である。
さらに、上記プログラムを記録媒体97に記録しておき、故障部品推定装置の出荷段階、あるいは運用段階等において、適宜上記プログラムが不揮発性記憶装置95に格納されるよう構成してもよい。なお、この場合、上記プログラムの供給方法は、出荷前の製造段階、あるいは運用段階等において、適当な治具を利用して故障部品推定装置内にインストールする方法を採用してもよい。また、上記プログラムの供給方法は、インターネット等の通信回線を介して外部からダウンロードする方法等の一般的な手順を採用してもよい。
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
故障の可能性がある部品の通電時間を受信する通電時間受信部と、
前記部品の前記通電時間と故障率とに基づいて前記部品の故障可能性を算出する故障可能性算出部と、
前記故障可能性が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する推定結果出力部と
を備えることを特徴とする故障部品推定装置。
(付記2)
前記故障可能性算出部は、前記故障可能性の前記算出を、前記部品の前記通電時間が偶発故障期の場合に行う
ことを特徴とする付記1に記載の故障部品推定装置。
(付記3)
前記故障可能性は、前記通電時間と前記故障率との積である
ことを特徴とする付記1あるいは付記2に記載の故障部品推定装置。
(付記4)
前記故障可能性は、偶発故障期における前記通電時間と前記故障率との積である
ことを特徴とする付記1あるいは付記2に記載の故障部品推定装置。
(付記5)
前記故障可能性算出部は、前記故障率を、前記通電時間と前記故障率との関係を示す故障率特性に基づいて特定する
ことを特徴とする付記1から付記4のいずれかに記載の故障部品推定装置。
(付記6)
付記1から付記5のいずれかに記載の故障部品推定装置と、
ハードウェアユニットと
を備え、
前記通電時間受信部は、前記ハードウェアユニットから前記部品の前記通電時間を受信する
ことを特徴とする故障部品推定システム。
(付記7)
故障の可能性がある部品の通電時間を受信し、
前記部品の前記通電時間と故障率とに基づいて前記部品の故障可能性を算出し、
前記故障可能性が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する
ことを特徴とする故障部品推定方法。
(付記8)
前記故障可能性の前記算出を、前記部品の前記通電時間が偶発故障期の場合に行う
ことを特徴とする付記7に記載の故障部品推定方法。
(付記9)
前記故障可能性は、前記通電時間と前記故障率との積である
ことを特徴とする付記7あるいは付記8に記載の故障部品推定方法。
(付記10)
前記故障可能性は、偶発故障期における前記通電時間と前記故障率との積である
ことを特徴とする付記7あるいは付記8に記載の故障部品推定方法。
(付記11)
前記故障率を、前記通電時間と前記故障率との関係を示す故障率特性に基づいて特定する
ことを特徴とする付記7から付記10のいずれかに記載の故障部品推定方法。
(付記12)
コンピュータに、
故障の可能性がある部品の通電時間を受信する通電時間受信機能と、
前記部品の前記通電時間と故障率とに基づいて前記部品の故障可能性を算出する故障可能性算出機能と、
前記故障可能性が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する推定結果出力機能と
を実現させることを特徴とする故障部品推定プログラム。
(付記13)
前記故障可能性算出機能は、前記故障可能性の前記算出を、前記部品の前記通電時間が偶発故障期の場合に行う
ことを特徴とする付記12に記載の故障部品推定プログラム。
(付記14)
前記故障可能性は、前記通電時間と前記故障率との積である
ことを特徴とする付記12あるいは付記13に記載の故障部品推定プログラム。
(付記15)
前記故障可能性は、偶発故障期における前記通電時間と前記故障率との積である
ことを特徴とする付記12あるいは付記13に記載の故障部品推定プログラム。
(付記16)
前記故障可能性算出機能は、前記故障率を、前記通電時間と前記故障率との関係を示す故障率特性に基づいて特定する
ことを特徴とする付記12から付記15のいずれかに記載の故障部品推定プログラム。
10、20 故障部品推定装置
11 通電時間受信部
12 故障可能性算出部
13 推定結果出力部
24 故障率特性記憶部
40 ハードウェアユニット
41 部品
42 故障検出部
43 通電時間計時部
44 入出力部
90 情報処理装置
91 通信インタフェース
92 入出力インタフェース
93 演算装置
94 記憶装置
95 不揮発性記憶装置
96 ドライブ装置
97 記録媒体

Claims (9)

  1. 故障の可能性がある部品の通電時間を受信する通電時間受信部と、
    前記部品の前記通電時間と故障率とに基づいて前記部品の故障可能性を算出する故障可能性算出部と、
    前記故障可能性が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する推定結果出力部と
    を備え
    前記故障可能性算出部は、
    前記部品の各々について、前記通電時間と前記故障率との関係を示す故障率特性と前記通電時間とに基づいて、初期故障期、偶発故障期、摩耗故障期のいずれかであるかを判断し、
    前記部品のいずれもが偶発故障期である場合に、前記故障可能性の前記算出を行い、
    前記推定結果出力部は、前記部品のいずれかが偶発故障期でない場合に、前記故障率が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する
    ことを特徴とする故障部品推定装置。
  2. 前記故障可能性は、前記通電時間と前記故障率との積である
    ことを特徴とする請求項1に記載の故障部品推定装置。
  3. 前記故障可能性は、偶発故障期における前記通電時間と前記故障率との積である
    ことを特徴とする請求項1に記載の故障部品推定装置。
  4. 前記故障可能性算出部は、前記故障率を、前記故障率特性に基づいて特定する
    ことを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の故障部品推定装置。
  5. 請求項1から請求項のいずれかに記載の故障部品推定装置と、
    ハードウェアユニットと
    を備え、
    前記通電時間受信部は、前記ハードウェアユニットから前記部品の前記通電時間を受信する
    ことを特徴とする故障部品推定システム。
  6. 故障の可能性がある部品の通電時間を受信し、
    前記部品の各々について、前記通電時間と故障率との関係を示す故障率特性と前記通電時間とに基づいて、初期故障期、偶発故障期、摩耗故障期のいずれかであるかを判断し、
    前記部品のいずれもが偶発故障期である場合に、前記部品の前記通電時間と前記故障率とに基づいて前記部品の故障可能性を算出し、
    前記部品のいずれかが偶発故障期でない場合に、前記故障率が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力し、
    前記部品のいずれもが偶発故障期である場合に、前記故障可能性が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する
    ことを特徴とする故障部品推定方法。
  7. 前記故障可能性は、前記通電時間と前記故障率との積である
    ことを特徴とする請求項に記載の故障部品推定方法。
  8. コンピュータに、
    故障の可能性がある部品の通電時間を受信する通電時間受信機能と、
    前記部品の前記通電時間と故障率とに基づいて前記部品の故障可能性を算出する故障可能性算出機能と、
    前記故障可能性が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する推定結果出力機能と
    を実現させ
    前記故障可能性算出機能は、
    前記部品の各々について、前記通電時間と前記故障率との関係を示す故障率特性と前記通電時間とに基づいて、初期故障期、偶発故障期、摩耗故障期のいずれかであるかを判断し、
    前記部品のいずれもが偶発故障期である場合に、前記故障可能性の前記算出を行い、
    前記推定結果出力機能は、前記部品のいずれかが偶発故障期でない場合に、前記故障率が最大の前記部品を故障部品として推定した推定結果を出力する
    ことを特徴とする故障部品推定プログラム。
  9. 前記故障可能性は、前記通電時間と前記故障率との積である
    ことを特徴とする請求項に記載の故障部品推定プログラム。
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