計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估方法

張雪堅(jiān)++楊震乾++釧濤++向華偉++呂垚++馮熙

摘 要

隨著現(xiàn)代企業(yè)信息化建設(shè)的推進(jìn)，越來越多的計(jì)算機(jī)設(shè)備被投入使用，對(duì)使用中的計(jì)算機(jī)設(shè)備建立鑒定其健康狀態(tài)的方法對(duì)企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)作有極為重要的意義，文章從設(shè)備品牌，設(shè)備類型，設(shè)備資源使用率，設(shè)備機(jī)房環(huán)境，缺陷記錄，意外事件等方面構(gòu)建出將設(shè)備運(yùn)行時(shí)間作為主要評(píng)估依據(jù)的設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估體系，確定了計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)指標(biāo)權(quán)重，提出了基于模糊綜合評(píng)價(jià)法和層次分析法結(jié)合的評(píng)估模型，為計(jì)算機(jī)設(shè)備的健康狀態(tài)評(píng)估提出了可供決策者參考的理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】設(shè)備健康狀態(tài) 模糊綜合評(píng)價(jià)法

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展和信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，新興技術(shù)諸如云計(jì)算，云平臺(tái)，人工智能等正在不斷改變著人們的生活和工作方式，但技術(shù)的實(shí)際使用及信息化建設(shè)的基礎(chǔ)背后必定伴隨著越來越多的計(jì)算機(jī)資源和設(shè)備被投入使用，在運(yùn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)作是保障企業(yè)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，現(xiàn)階段在運(yùn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備存在健康狀態(tài)評(píng)估難，淘汰界限不清晰等難題，大部分企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備采取的淘汰方式為用到壞淘汰或定期淘汰，以上方法會(huì)導(dǎo)致設(shè)備承載業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行得不到保障及成本的提高，因此形成有理論依據(jù)和具備實(shí)際數(shù)據(jù)參考的準(zhǔn)確可靠的計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估方法便顯得尤為必要。

1 計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)

影響計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)的指標(biāo)有很多，有的是從設(shè)備出生就伴隨著的指標(biāo)如品牌和類型等，有的是在設(shè)備日常使用中的諸如使用環(huán)境，負(fù)載等，對(duì)評(píng)估指標(biāo)的選取中應(yīng)選取最能影響設(shè)備健康狀態(tài)，且具備數(shù)據(jù)可采集性，完整性等特征的指文章中所選取的指標(biāo)如圖1所示，采用模糊評(píng)價(jià)法中分層的模型方法，主要指標(biāo)為產(chǎn)品狀況，運(yùn)行狀況及歷史狀態(tài)，其中第二層中包含有設(shè)備品牌，設(shè)備類型，負(fù)載占用資源率，運(yùn)行機(jī)房環(huán)境，缺陷記錄，意外事件六個(gè)指標(biāo)，且每個(gè)指標(biāo)均有各自的針對(duì)不同設(shè)備的評(píng)分方法。如設(shè)備類型的得分是基于如下的函數(shù)得出。其中K1是X86服務(wù)器計(jì)算機(jī)設(shè)備，K2是小型機(jī)，T是設(shè)備投運(yùn)時(shí)間。

（1）

（2）

以上函數(shù)的得出是由對(duì)大量計(jì)算機(jī)設(shè)備健康數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，并對(duì)設(shè)備故障率的浴盆曲線進(jìn)行對(duì)比研究后建模，繪制圖形后為方便計(jì)算用線性函數(shù)分段近似曲線后得出。因文章篇幅有限，對(duì)于其他指標(biāo)的打分方式在此將不復(fù)述。

2 計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估模型：

美國自動(dòng)控制專家L.A. Zadeh發(fā)表的文章《模糊集》中第一次將模糊概念用精確的數(shù)學(xué)方法描述出來，從中誕生了模糊數(shù)學(xué)，模糊集提出了一種對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分析的方法。模糊綜合評(píng)定法是模糊數(shù)學(xué)中的一種具體應(yīng)用方法，其模型由北京大學(xué)數(shù)學(xué)系教授汪培莊提出。模糊綜合評(píng)價(jià)法是對(duì)受多種因素影響的復(fù)雜事物利用多因素決策的方法來做出全方位評(píng)價(jià)的一種強(qiáng)大的數(shù)學(xué)方法，評(píng)價(jià)中通過構(gòu)造等級(jí)模糊子集來將被評(píng)價(jià)事物的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化，指標(biāo)量化后根據(jù)模糊學(xué)中的模糊變換原理將各指標(biāo)進(jìn)行綜合，得出的評(píng)價(jià)結(jié)果并非是否定或者肯定得結(jié)果，而是以一個(gè)模糊集合來表示，最終根據(jù)最大隸屬度來確定評(píng)價(jià)結(jié)果。具體的計(jì)算步驟如下：

（1）確定評(píng)價(jià)對(duì)象因素集：U={u1，u2，…，um}為被評(píng)價(jià)對(duì)象的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中文章中用到為分層評(píng)價(jià)指標(biāo)，U=U1∪U2∪U3，U1，U2，U3分別代表上文中所述的產(chǎn)品狀態(tài)，運(yùn)行狀態(tài)，歷史狀態(tài)，且U1={U11，U12}，U11， U12分別代表最后一級(jí)指標(biāo)中的設(shè)備品牌和設(shè)備類型。

（2）確定評(píng)語集：V={v1，v2，…，vn}，vj代表第j個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果，評(píng)價(jià)結(jié)果總數(shù)為n，本文中評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為3個(gè)等級(jí)如表1所示。

（3）確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重向量：A=（a1，a2，…，am）為權(quán)重（權(quán)數(shù)）分配模糊矢量，ai表示第i個(gè)因素的權(quán)重，其中0<=ai，Σam=1。權(quán)重的選取一般是憑經(jīng)驗(yàn)得出，帶有主觀性，權(quán)重同時(shí)也是決定評(píng)價(jià)結(jié)果中最重要的因素。本文中因素權(quán)重的確定采用的方式是專家打分的方式，通過邀請(qǐng)18位計(jì)算機(jī)設(shè)備運(yùn)維專家獨(dú)立地給出各因素的權(quán)重，最終的權(quán)重值為取各因素權(quán)重的平均值。

（4）對(duì)單因素模糊評(píng)價(jià)后組合成模糊關(guān)系矩陣R：?jiǎn)我蛩啬：u(píng)價(jià)為從最底層的單因素確定其對(duì)第二步驟中評(píng)價(jià)集合V的隸屬程度，從而得出如R1=（r11， r12 ，r13）的單因素模糊子集，通過對(duì)子集的組合過后可以得出模糊關(guān)系矩陣，如本文中若設(shè)備品牌得分為90分，設(shè)備類型得分為60分，則產(chǎn)品狀況的模糊矩陣為：

（5）模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果矢量的確定：如下公式所示，將權(quán)重矢量A與模糊關(guān)系矩陣R合成可以得到各評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果矢量B

（3）

因本文中使用的為分層方法，確定第一級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果B1，B2，B3后，最終計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估的結(jié)果矢量為B=A[B1·B2·B3]T

3 計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估模型的驗(yàn)證

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

通過專家打分得出的產(chǎn)品狀況，運(yùn)行狀況，歷史狀況及其二級(jí)指標(biāo)權(quán)重如表2、3所示。

3.2 計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估

根據(jù)如上模型可計(jì)算出設(shè)備的健康狀態(tài)，本文中選用了一臺(tái)華為的RH8100V3服務(wù)器作為實(shí)例，其中該設(shè)備投運(yùn)時(shí)間為1.3年。首先需計(jì)算二級(jí)指標(biāo)基于隸屬度函數(shù)得出的基于產(chǎn)品狀況指標(biāo)集的單因素判斷矩陣R1，基于運(yùn)行狀況指標(biāo)集的單因素判斷矩陣R2，及基于歷史狀況的單因素判斷舉證R3如下所示：

通過代入各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重可得出二級(jí)指標(biāo)評(píng)估結(jié)果為

B1=A1R1=[0.853，0.147，0]

B2=A2R2=[0.4902，0.5098，0]

B3=A3R3=[0.9704，0.0296.0]

經(jīng)過如上結(jié)果可以得出此計(jì)算機(jī)設(shè)備最終的健康狀態(tài)評(píng)估結(jié)果為B為：

B=AR=[0.7445，0.2555，0]

根據(jù)以上模糊評(píng)判結(jié)果可知，該計(jì)算機(jī)設(shè)備評(píng)估結(jié)果中最大值為0.7445是評(píng)語集中的健康狀態(tài)，由最大隸屬度原理可知，該設(shè)備處于健康狀態(tài)。經(jīng)專家鑒定，實(shí)際設(shè)備的健康情況屬于健康狀態(tài)，與計(jì)算機(jī)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估模型計(jì)算結(jié)果相符合。

4 結(jié)語

本文深入討論了模糊綜合評(píng)判法的使用，通過建立了計(jì)算機(jī)設(shè)備的分層狀態(tài)評(píng)估模型并用模糊綜合評(píng)判法對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，且評(píng)估結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相符，證明了該方法的實(shí)際使用意義。經(jīng)研究該方法的使用可減少信息化建設(shè)管理成本并降低管理風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)信息化建設(shè)中的可靠性及執(zhí)行效率。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司信息中心 云南省昆明市 650200