JPH01207669A

JPH01207669A - 電子機器の自己診断装置

Info

Publication number: JPH01207669A
Application number: JP63030992A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Takahashi; 隆一高橋
Original assignee: OKI UNIVAC KK
Current assignee: OKI UNIVAC KK
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1989-08-21
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH0660918B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、電子機器に搭載されるものの信頼性、保全
性に対する予防保全を行なう電子機器の自己診断装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

一般に電子機器は大別すると第４図に示すような機能か
ら構成されている。図において枠で囲んだ内部は各機能
単位で、矢印は各機能間の因果関係を示している。同図
において１は機器の主体的機能を持つ本体部で、普通は
機械機構、筐体、電源装置、機械駆動電気（あるいは電
子）回路等で構成される。２は入力部で操作パネルや表
示器などで構成され、電子機器全体を操作する機能であ
る。３は出力部で電子機器が最終的な動作を行なう機能
を有している。４は制御部で多くの場合演算、記憶など
の能動電子部品、これらを機能化するプログラムなどで
構成され、電子機器全体を制御する機能である。４＆は
当該機器が他の装置システムと接続する機能を保有する
場合、外部との信号授受を行なうインターフェース部で
ある。

電子機器は一般的産業機械と同様に、装置として機能故
障が発生するので、このための対策として機器に対して
保全を実施している。当該保全については、機能故障が
発生した後で修理、修復等を実施する事後保全と、機能
故障が発生する前にあらかじめ基準化した内容に基づき
機器点検、修理等を実施する予防保全に大別される。

電子機器は通常、装置内部に実装された各種部品から構
成されるハードウェア、これらハードウェアを直接的に
機能化するファームウェア、当該電子機器を有効的に可
動させるソフトウェアにより機器の機能故障や現在状態
に関する事故診断機能を保有しており、この機能は第４
図においては制御部４に配備されている。

第５図は従来の電子機器保全の機能構成図であり、各機
能を枠で囲み、機能の関連と層外を矢印で示し友。図に
おいて、５は論理機能で、電子機器全体を働かせておシ
、電子、電気部品を中心として構成され、この論理機能
５によって自己診断も実行開始されるようになっている
。６は辞書機能であり、論理機能５に関連した機能で、
あらかじめ電子機器の故障を原因別に系統的に分類し、
索引できるようにしておく機能を持って−る。保全条件
設定機能１ａはあらかじめ経験的に得た情報を基に予防
保全の対象項目や、保全時期を入力し、設定しておく機
能である。

電子機器は稼動開始前に始動操作機能１３によって電源
１１が印加され、初期状態診断機能１０が働き、電子機
器全体の初期状態の診断が開始されるようになっている
。−数的にこのＰＡ能をパワー・オンのコンフイデンス
（Ｐｏｗｅｒ　Ｏｎ　Ｃｏｎｆｉ−ｄｅｎｃｅ　）と呼
称され、自己診断の一種である。電子機器がパワー・オ
ン・コンフイデンス状態において、通常は次のような経
過をたどる。

論理機能５から駆動機能７へ命令が出力され、駆動機能
７は原動力として働き、電子機器を正常に稼動させるた
めの機械動作を開始させる。この際、初期状態編集機能
８は電子機器の論理動作や機械動作の情報を収集し、あ
らかじめ辞書機能６で区分した故障と同じ定義で編集す
る。この煽果された情報は一般にステータスと呼称され
、比較機能１２へ送られ、辞書機能６からの情報と比較
され、正常か異常かがそれぞれ細目分類に従い出力され
る。

予防保全についてはあらかじめ経験に基づき設定した各
部位の使用時間や保全対象箇所、保全方法等を設定して
、保全条件設定機能１８へ情報入力しておき、このうち
機械的に区分できる対象、内容（例えばモータの回転数
あるいはランプの明るさ）は辞書機能６に記憶させてお
く。機械的に決められない対象、内容（例えば直観的に
調べる異音、摩耗）は人為的に別途書面で用意した保全
資料２６に基づき直接予防保全２１を実施する。

電子機器が正常の場合は１常判断機能１４、予防保全判
断機能１９、正常表示機能２２を経由して正常運転２４
が実行され、その運転状態２５の情報が比較機能１２に
入力される。

異常状態については、異常判断機能１４により異常判断
され、故障表示機能１５により故障内容を表示して、人
為的に事後保全１６を実施すると電子機器は修復状態１
１となり、必要に応じて破線のルートで示すように、再
び人為的な始動操作１３が可能な状態となる。

上位システム報告２３は電子機器の現在状況を図示され
ない上位のシステム（例えば管理用）電子計算機システ
ム）へ報告する機能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのような従来の電子機器の自己診断方法
は次のような問題を有している。

イ）予防保全条件設定は製品の開発当初考えられている
条件を設定するが、固定化された情報のため、変更が容
易でない。変更する場合は一般的に当該技術に適用され
るＲＯＭ等の記憶素子を取り換えるか、内容を専用装置
で書き換える。

口）電子機器の各部の状態は時間経過に伴い変化してい
て、−この様態変化に合致した保全を行なう必要がある
が、前述の予防保全条件設定では簡単にはできないため
、予防保全内容と機器の状態が不十分な適合状態の保全
を余儀なくされている。

ハ）予防保全条件の設定は装置に組み込まれた電子的処
置に基づく情報によらない場合は、別途用意した手引誉
や容量書に記録されているが、それが文書であるために
情報が固定的であり、変更には時間を多く必要とし、そ
の内容も短時間で陳腐化する。

二）予防保全を行なわず事後保全を実施することは電子
機器が稼動している最中に故障することを意味し、企業
の生産活動が意図しない時期に停止することであり、好
ましくない。

〔課題を解決するための手段〕

このような問題を解決するためＫこの発明は電子機器の
各部位から得られる故障や予防保全の情報を収集する統
計情報収集部、統計上の計算式を設定する方程式設定部
、サンプルデータを供給するサンプルデータ部、統計上
の計算を行なう確率計算処理部、当初はあらかじめ用意
したデータを蓄積し、後には計算処理した結果を蓄積す
る事前確率情報部、最終的に予防保全命令を出力する推
定部から構成される推論機構を搭載するようにしたもの
である。

〔作用〕

常に最新の事前確率情報が蓄積される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す電子機器の保全に関
する機能構成図であり、第５図と同一機能は同一記号を
用いておシ、矢印は情報の流れおよび処理順序を示し、
破線部は適宜性なう行為を示している。図において２Ｔ
はこの発明の特徴部　。

分である推論機構、２８は電子機器の各部から送られて
くる正常、予防保全、故障に関する情報（以下ステータ
ス情報と呼称する）の入力信号線を示し、２８ａは当該
装置外からの情報も入力を許される事を示す信号線、２
９はステータス情報を集める統計情報収集部、３０は電
子機器の過去の経験に基づく情報処理のための数学モデ
ルを設定し、その計算式を蓄積しておく方程式設定部、
３１は計算式に対して統計情報収集部２９よ多出力され
たデータをあてはめるサンプルデータ部、３２は電子機
器の過去の故障の確率を記録しておく事前確率情報部、
３３は内部にあらかじめ統計的計算処理をプログラムと
して内蔵し、入力データに対して計算を行なう確率計算
処理部である。

３４はあらかじめ保全の費用と故障発生の確率の積に対
する損益分岐とする費用の比較を行ない装置の状態と経
済性からみて予防保全を実施することを推定的に決定す
る推定部で、３５はその出力信号線を示しこの回線を通
じて推論機構２７から電子機器不休へ予防保全の命令が
出力される。

信号線２Ｂおよび当該装置内の情報量では不足のときは
必要により外部よりの信号線２８ｍから入力される電子
機器のステータス情報は統計情報収集部２９で当該電子
機器の故障率の層別（例えば０から０．１未清、０．１
から０，２未満等の区分）を当初は過去の推定で区分し
、入力情報をその区分に従い故障回数等を蓄積する。

電子機器の故障軍Ｐｔ−示す次の（１）式は一般的な装
置故障率と路間−の定義である。

また事前確率情報部３２には（１）式にしたがった故障
率を層別にした発生確″＄Ｐ（Ａｔ）を当初は過去の経
験を基本にデータを入力しておき、電子機器が記号１３
で示す始動操作状態になった後は確率計算処理部３３で
計算された後、新たなデータが事前確率情報として使用
される。ｐ（Ａｉ）を電子機器の事前故障確率とし、こ
れを■）式のように定義する。この（２）式は装置故障
事前確率の計算に好適である。

Ｑ）式かられかるように、この式はＰ（Ａｓ）を平均故
障間隔（ＭＴＢＦ；Ｍｅａｎ　Ｔｉｍｅ　Ｂ＊ｔｖｅｅ
ｎ　Ｆｉｉｌｕ−ｒ・）の逆ａ装置き換えても本質的に
は変わらない。

第２図は７４１図の推論機構２Ｔの内部の様子を示し意
図である。電子機器の予防保全を行なうべき同一機能の
部品や、組立品の複数箇所から得られた保全に係わる情
報は、図示の様に計算が数学による解析によって処理さ
れる。方程式設定部３０代例えばサンプルデータｎ個中
にｒ個の不具合が発生する確率が二項分布Ｐ（ｒ、ｎ１
Ａ１）から求められるときは゛不具合確率分布Ｐ（ｒ、
ｎ１Ａ４）ｔ−（３）式で設定しておく。

Ｐ（ＢｊＩＡｌ）＝Ｐ（ｒ、ｎＩＡｌ）　　　・・・・
・（３）この式はＡｉが原因、ＢｊはＡｉが原因で発生
する不具合現象の発生確率を定義して、これが確率およ
び統計学上の二項分布として代表することを意味してい
る。

次に不具合現象Ｂｊが分かった場合、その原因がＡｉで
ある事後確率は（４）式で示される。これはベイズ理論
の応用である（理論の詳細についてはｍａｒｒｙ　Ｆ、
　Ｍａｒｔｚ／　Ｒａ７　Ａ、Ｗａｌｌｅｒ共著ＢＡＹ
Ｅ−８ＩＡＮ　ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹ　ＡＮＡＬＹＳ
ＩＳＩ　、　Ｊｏｈｎ　Ｗｉ−６７＆　５ｏｎｓ社１９
８２年発行）。

（４）式の右辺の定義は（５）式に原因Ａｉと不具合現
象Ｂｊの同時確″＄Ｐ（Ａｉ　、　Ｂｊ　）として、（
６）式に、不具合現象Ｂｊの周辺確率Ｐ（Ｂ４）として
示すもので、またｎはサンプルデータ数、Ｋは原因ｊｋ
４のｉに対応するデータ数で、最大値はｎに等しい。

Ｐ（Ａ１．町）＝Ｐ（ＢｊｌＡｌ）畳Ｐ（Ａｔ）・・（
５）Ｐ（Ｂｊ）＝　　■ｌ、Ｊ　１Ａｉ）・Ｐ（Ａｔ）
　　　・・・（６）第１表は前述の説明を基にした具体
的計算事例で、入力データの発信元は他の独立した装置
からでも、機能と役割が同一であればその双方からでも
良く、その情報数をこの表では２カ所（サンプル数ｎ＝
２）とし、その２カ所とも不具合を示さない情報（不良
ｒ＝０　）とした場合で、不具合確率分布は二項分布で
あると仮定することにした場合の計算例であり、１．Ｉ
Ｉ等の記号は計算過程を明確にするための付番である。

同表中の事後確率の計算の一例を（７）式に示した。

■は周辺確率、Ｍは予防保全費用である。第１表の計算
事例の結果■は推定部３４に確率計算処理部３３から結
果として入力される。この推定部３４には比較機能を持
たせておき、基準とする費用（例えば予防保全を行なう
ための費用で仮に２円とする）と比較する。計算結果の
比較がｚくペイオフ費用（表１では０．１７１　Ｘ　Ｍ
円）ならば予防保全した方ば得なので、推定部３４から
はその旨の信号を出力させ、ｚ〉ペイオフ費用（表１で
は０、１７１　Ｘ　Ｍ円）ならば予防保全しない旨の信
号を出力させる。

ここで重要なことは、事後確率として得た結果はフィー
ドバック（帰還）させて事前確率の情報として利用する
ことである。この様にすると常に最新の情報が推論機構
の中に蓄積されている事になり、回路板組立装置内の予
防保全すべき箇所に対して適当な直に最適な指示ができ
るようになることである。

第３図は電子機器の故障確率（発生確率）Ｐ（Ａｉ　’
）の関係の一例を示しているが、特性曲線は同−装置に
おいても、経過時間や使用頻度によっても変化する。し
かしこの提案によれば全ての変化に追従して経済的な側
面を含めて最適な装置保全が可能になる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、保全対象の装置に対し
て、常にその装置あるいは同機能の他の装置からの最新
情報による自己診断ができるので次のような効果を有す
る。

イ）常に最新情報による予防保全が可能となる。

口）時間経過に伴う装置の状態変化にも対応した予防保
全が可能になる。

ハ）経済的に最適な予防保全が可能となる。

二）保全対象とする装置内の場所、部分に制限が少ない
。

ホ）電子機器の偶発故障による稼動停止時間、回数が低
減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す機能構成図（フロー
チャート）、第２図は第１図における推論機構部の説明
図、第３図は電子機器の故障確率分布の一例を示すグラ
フ、第４図は電子機器の機能構成図、第５図は従来の電
子機器の保全方法を示す機能構成図（フローチャート）
である。１・・・・本体部、２・拳・・入力部、３・・・・出力
ｔ１５．４ａ・・ｅ＠インターフェース部、５・拳・・
論理機能、８・・・・初期状態編集機能、１０・・・・
初期状態診断機能、１１・・・・電源、１２拳・・・比
較機能、１３・・・・始動操作機能、１４・・・・異常
判断機能、１５・・・・故障表示機能、１８・・・・保
全条件設定機能、２１・・・・予防保全、２２・・・・
正常表示機能、２６・・・・保全資料、２７・・・・推
論機構、２９・・・・統計情報収集部、３０・・・一方
程式設定部、３１・・―・サンプルデータ部、３２・・
・・事前確率、情報部、３３・・・・確率計算処理部、
３４−・・φ推定部。特許出願人　　沖ユニバック株式会社

Claims

【特許請求の範囲】　外部より入力される装置の予防保全に係わる状態信号
を収集し、そのデータと予防保全に対して事前に設定し
た事前確率情報とを用いて統計上の確率計算するととも
に、その確率計算結果に基づき予防保全情報を出力する
電子機器の自己診断装置において、確率計算された結果を帰還させることによつて最新の事
前確率情報を確保し常に最新情報を基にした予防保全情
報を出力する推論機構を備えたことを特徴とする電子機
器の自己診断装置。