計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的運(yùn)維決策和評(píng)估數(shù)學(xué)模型分析

張 榆

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司信息中心，昆明 650217）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)設(shè)備運(yùn)維工作對(duì)于設(shè)備可靠運(yùn)行具有重要意義。在本文中，計(jì)算機(jī)設(shè)備主要為服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)輸入輸出設(shè)備、存儲(chǔ)備份設(shè)備等。

1 計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的運(yùn)維決策和評(píng)估數(shù)學(xué)模型理論基礎(chǔ)

1.1 設(shè)備可靠度

在計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備運(yùn)維決策和評(píng)估數(shù)學(xué)模型構(gòu)建中，設(shè)備可靠度是其重要理論基礎(chǔ)之一。現(xiàn)階段，針對(duì)計(jì)算設(shè)備可靠性，業(yè)內(nèi)在進(jìn)行分析時(shí)，其重要分析因素包含平均故障間隔時(shí)間、失效率、平均故障修復(fù)時(shí)間、可靠度、不可靠度以及失效分布函數(shù)，設(shè)備總數(shù)為N，t 時(shí)間已經(jīng)失效設(shè)備數(shù)量為n（t），那么設(shè)備可靠度在使用計(jì)算機(jī)設(shè)備過程中，設(shè)備故障具有非累積與偶發(fā)特點(diǎn)，可靠度主要遵循指數(shù)進(jìn)行分布，設(shè)使用時(shí)間為t，可度量固定值是λ，那么其中λ為 1/MTBF。

1.2 設(shè)備可用性

視單臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備作為黑盒，可以對(duì)其可用性進(jìn)行整體分析。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)設(shè)備使用狀態(tài)可以歸納為兩種類型，即運(yùn)行狀態(tài)與故障狀態(tài)，在狀態(tài)變化時(shí)，其與前一個(gè)時(shí)刻狀態(tài)具有密切關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上，可以運(yùn)用馬爾可夫過程動(dòng)態(tài)行為特征理論，采用馬爾可夫鏈開展具體分析工作。設(shè) 為運(yùn)行狀態(tài)至故障狀態(tài)轉(zhuǎn)移可能性，即失效率，μ是故障狀態(tài)至運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移可能性，即修復(fù)率。保持運(yùn)行狀態(tài)為1-λ，保持故障狀態(tài)為1-μ，μ為1/MTTR，其中MTTR 是維修時(shí)間和與維修次數(shù)的商。在本文中，MTTR 計(jì)算包含故障診斷停機(jī)時(shí)間、備件時(shí)間、物流時(shí)間與維修時(shí)間[1]。

2 計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的運(yùn)維決策和評(píng)估數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)方法

2.1 重要度評(píng)估數(shù)學(xué)模型

為讓運(yùn)維資金效益實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，為讓運(yùn)維經(jīng)費(fèi)得到科學(xué)分配，應(yīng)量化分析計(jì)算機(jī)設(shè)備運(yùn)維重要度，將量化依據(jù)提供給運(yùn)維決策，讓主觀因素影響得以減少。在本文中，運(yùn)維重要度評(píng)估函數(shù)為其計(jì)算公式為：

B 主要指的是設(shè)備承載業(yè)務(wù)重要度，一方面，承載軟件重要度可以劃分為三個(gè)層次，為低、中、高，打分取值是1、2、3，其中低層次為測(cè)試類業(yè)務(wù)，中層次為中小項(xiàng)目應(yīng)用系統(tǒng)以及日常業(yè)務(wù)系統(tǒng)，會(huì)對(duì)外部用戶造成影響，高層次是實(shí)施重點(diǎn)項(xiàng)目以及關(guān)鍵業(yè)務(wù)，包含對(duì)外業(yè)務(wù)服務(wù)網(wǎng)站軟件系統(tǒng)以及核心數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)等。

C主要指的是設(shè)備資產(chǎn)殘值，在計(jì)算過程中，主要應(yīng)用數(shù)值為使用年限數(shù)據(jù)以及設(shè)備成本數(shù)據(jù)，假設(shè)設(shè)備合同價(jià)格是C0，已經(jīng)使用年限是u，規(guī)定使用年限是U，那么可以設(shè)定其計(jì)算公式為：

C的取值會(huì)對(duì)運(yùn)維決策計(jì)算造成影響，為保證其不會(huì)讓設(shè)備資產(chǎn)殘值變量性質(zhì)受到影響，在本文中，主要是針對(duì)設(shè)備資產(chǎn)殘值取e 為底對(duì)數(shù)，那么有：

2.2 運(yùn)維重要度計(jì)算

2.3 運(yùn)維決策分析

結(jié)合計(jì)算機(jī)設(shè)備運(yùn)維重要度評(píng)估函數(shù)，可以明確設(shè)備數(shù)量、運(yùn)維重要度評(píng)估數(shù)值關(guān)系，如圖1所示。

圖1 關(guān)系圖

假設(shè)用戶擁有計(jì)算機(jī)設(shè)備、子系統(tǒng)過保數(shù)量為n，其構(gòu)成集合為E，那么其對(duì)應(yīng)價(jià)格集合那么年度運(yùn)維經(jīng)費(fèi)是

假設(shè)年度用戶運(yùn)維投資是P，若P在以內(nèi)，那么在從n設(shè)備或子系統(tǒng)中選擇j臺(tái)設(shè)備、子系統(tǒng)開展運(yùn)維工作，需要對(duì)以下公式進(jìn)行求解：

通過使用模型分析，可以對(duì)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備可靠度效益、可用性效益開展評(píng)估工作，經(jīng)過實(shí)踐應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)在可靠度方面，通過巡檢以及日常檢查等運(yùn)維工作，可以讓設(shè)備可靠度得以維持，但并不能提升設(shè)備可靠度；通過升級(jí)設(shè)備硬件微碼，可以讓失效率得以降低，讓設(shè)備可靠度得以提升；通過更換設(shè)備備品備件，可以讓部件可靠度得以提升。在可用性效益評(píng)估工作開展中，發(fā)現(xiàn)在子系統(tǒng)可靠度一定的條件下，通過對(duì)子系統(tǒng)平均維修時(shí)間進(jìn)行減少，可以讓整體可用性得以提升，讓運(yùn)維工作效益得到保證。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在業(yè)務(wù)重要度、設(shè)備資金殘值等指標(biāo)基礎(chǔ)上，可以完成設(shè)備運(yùn)維重要度評(píng)估數(shù)學(xué)模型構(gòu)建工作與運(yùn)維決策算法制定工作，結(jié)合馬爾可夫鏈可以對(duì)其可用性進(jìn)行分析，進(jìn)而明確運(yùn)維效益評(píng)估量化結(jié)果，提出針對(duì)性運(yùn)維決策措施。