(57)【要約】【課題】  システムを構成する複数の機器の故障の場合の、効率的な機器交換を可能にする。【解決手段】  修理時間・冗長有無データベース（ＤＢ）（２０）は、評価対象の機器ごとの修理時間と冗長の有無を保持する。機器情報収集装置（２２）は、各機器の機器情報の送受信トラフィック量の情報を収集する。損失量推定装置（２６）は、各機器について、送受信トラフィック量の時間平均を計算し、修理時間・冗長有無ＤＢ（２０）の修理時間と冗長の有無から故障の際に失われるトラフィック量Ｃｄａｔａを損失量として計算する。故障リスク算出装置（３２）は、推定された故障リスクに故障率・障害発生率ＤＢ（３０）の故障率・障害発生率を乗算し、その結果を故障リスクとして故障リスクＤＢ（３４）に格納する。表示処理装置（３６）は、オペレータによる入力装置（３８）の操作に応じて、ＤＢ（３４）のデータを表示装置（４０）に表示する。【選択図】  図１
2010102461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムを構成する複数の機器について各機器の修理時間及び冗長の有無が記録された修理時間・冗長有無データベース（２０）と、
当該複数の機器について、各機器の故障率及び障害発生率が記録された故障率・障害発生率データベース（３０）と、
当該機器が故障した場合の損失量を算出する損失量推定手段（２６）と、
当該故障率・障害発生率データベースを参照し、当該損失量推定手段により推定される各機器の損失量から当該機器の故障の際の損失期待値を故障リスクとして算出する故障リスク算出手段（３２）と、
当該故障リスク算出手段により算出される、各機器の故障リスクを記録する故障リスクデータベース（３４）と、
当該故障リスクデータベースの内容を表示する表示手段
とを備えることを特徴とする故障リスク評価装置。
【請求項２】
更に、当該機器がネットワーク機器であって、当該複数の機器の下位ポートの送受信トラフィック量を定期的に収集する機器情報収集手段を具備し、
当該損失量推定手段は、当該各機器の故障の際に失われる送受信トラフィック量を損失量として推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の故障リスク評価装置。
【請求項３】
更に、各加入者について、当該加入者を直接収容する機器、および当該機器の上位に位置する機器、利用料金および重要度の情報が記録されている加入者情報データベースを具備し、
当該損失量推定手段は、当該各機器の故障に起因する通信障害により配下の加入者が被る被害金額の定量評価を損失量として推定する
ことを特徴とする、請求項１に記載の故障リスク評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、稼動中の個々のネットワーク機器の故障リスクを評価する故障リスク評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
障害発生率を推定する従来の方法は、寿命分布の関数形を予め仮定したうえで、n台の標本のそれぞれの寿命を加速試験等により求め、関数のパラメータを最適化するものであった（非特許文献１）。
【０００３】
また、プラントを構成する機器ごとの設計データと稼動開始後の検査データをもとに、稼動中のプラント設備を構成する機器の故障率を推定する方法も知られている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献２には、プラントに関して、事故発生時の損失の期待値とプラント停止時の損失の期待値を加算し、１又は複数の保全方法についてそれぞれ要する費用を算出したうえで、保全費用が損失期待値の加算値以下でありかつ最小の保全方法を選択する方法とそのための支援装置が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、プラント設備に関して、事故の発生頻度とその事故発生による影響度を設定し、事故発生頻度と影響度の積をリスクとして評価することが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１９１３５９号公報
【特許文献２】特開平８−７７２１１号公報
【特許文献３】特開２００２−１２３３１４号公報
【非特許文献１】真壁肇ほか著「信頼性モデルの統計解析」共立出版１９８９年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１に記載の手法では、機器の故障率は推定可能であるが、故障発生による損失が不明であるので、故障リスク（故障により生じる損失の期待値）を評価できない。
【０００７】
特許文献１〜３に記載の手法では、原子力プラントのように事故が発生した場合の損失量（経済的損失額及び社会的損失の大きさなど）が時間的に変動しない設備に対して適用できるものである。ネットワーク機器は、配下のユーザ数およびトラフィック量が時々刻々と変化し、これに伴い故障発生時の損失量も時間的に変動する。このような機器に特許文献１〜３に記載の手法を適用しても、適切に故障リスクを評価できない。
【０００８】
また、特許文献１〜３に記載の手法は、原子力プラントのように孤立した設備の故障リスクを算出できるが、ネットワーク機器のように複数の機器が互いに接続され影響し合っているようなシステムを対象に、個々の機器についてそれぞれ個別に故障リスクを算出することには適していない。
【０００９】
そこで、本発明は、通信ネットワークのように、個々の機器が互いに接続され影響し合っており、かつ故障発生時の損失量が時間的に変動しているシステムにおいて、当該システムを構成する個々の機器の故障リスクを評価する故障リスク評価装置を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る故障リスク評価装置は、システムを構成する複数の機器について各機器の修理時間及び冗長の有無が記録された修理時間・冗長有無データベースと、当該複数の機器について、各機器の故障率及び障害発生率が記録された故障率・障害発生率データベースと、当該機器が故障した場合の損失量を算出する損失量推定手段と、当該故障率・障害発生率データベースを参照し、当該損失量推定手段により推定される各機器の損失量から当該機器の故障の際の損失期待値を故障リスクとして算出する故障リスク算出手段と、当該故障リスク算出手段により算出される、各機器の故障リスクを記録する故障リスクデータベースと、当該故障リスクデータベースの内容を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、システムを構成する複数の機器について、各機器の修理時間及び冗長の有無と、各機器の故障率・障害発生率を考慮して、各機器の故障の場合の損失期待値を損失リスクとして定量評価するので、効率的な機器交換が可能になる。具体的には、故障リスクの高い機器から順に機器交換を実施することで、機器故障による損失を全体として低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。図１に示す故障リスク評価装置１０は、図２に示すようにネットワークシステムに接続して使用され、各ネットワーク機器の損失リスクを、時々刻々変化するトラフィック量に応じて評価する。具体的には、故障リスク評価装置１０は、ネットワーク１２に接続し、ネットワーク１２には複数のネットワーク機器１４−１〜１４−ｎが接続する。そして、個々の機器の故障率（現時点から単位時間内に故障する確率）又は障害発生率（現時点から期間Ｔ以内に故障する確率）と、故障が発生した場合の損失量との積を、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎの損失リスクと評価する。
【００１４】
図１を参照して、故障リスク評価装置１０の構成と機能を説明する。故障リスク評価装置１０は、評価のための基礎データとして、修理時間・冗長有無データベース（以下、データベースをＤＢと略す）２０を具備する。図３は、修理時間・冗長有無ＤＢ２０の構造とデータ例を示す。修理時間・冗長有無ＤＢ２０は、機器ＩＤフィールド２０ａと、修理時間フィールド２０ｂと、冗長有無フィールド２０ｃを具備し、評価対象のネットワーク機器１４−１〜１４−ｎごとの修理時間と冗長の有無が記録される。すなわち、機器ＩＤフィールド２０ａには、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎを特定する識別情報（ＩＤ）が記録される。修理時間フィールド２０ｂには、当該機器が故障した場合に修理に要する時間が記録される。冗長有無フィールド２０ｃには、当該機器が冗長化されているか否かを示すフラグ情報が記録される。このフラグ情報は、冗長化されている場合には”０”であり、冗長化されていない場合には、”１”である。
【００１５】
機器情報収集装置２２は、ネットワークインターフェース２４を介してネットワーク１２に接続し、ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎの機器情報、具体的には、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎの送受信トラフィック量（受信トラフィック量ＩｎＯｃｔｅｔおよび送信トラフィック量ＯｕｔＯｃｔｅｔ）の情報を収集する。一般的なネットワーク機器の場合、ＭＩＢ情報にこのトラフィック量情報が含まれる。
【００１６】
損失量推定装置２６は、各ネットワーク機器について、個々の下位ポートの送受信トラフィック量の１時間あたりの平均値を算出し、全下位ポートの送受信量の総和を計算し、その時間平均（例えば、「１ヶ月間累積値／７２０時間」）を計算する。本実施例では、この送受信トラフィック量の時間平均を、損失を定量的に評価する目安とする。損失量推定装置２６は、次に、修理時間・冗長有無ＤＢ２０を参照し、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎが故障した際に失われるトラフィック量Ｃｄａｔａを、損失量として計算する。すなわち、
【数１】
2010102461.tif 000003
ここで、Ｍは、当該ネットワーク機器の下位ポート数を表す。また、「冗長の有無」の項は、冗長が有るときには０を、冗長が無いときには１をそれぞれ代入する。なぜならば、機器冗長が有る場合、当該ネットワーク機器が故障してもトラフィックが失われないので、損失量Ｃｄａｔａを０とする。
【００１７】
損失量推定装置２６は、推定した損失量を故障時損失量ＤＢ２８に格納する。図４は、故障時損失量ＤＢ２８の構造とデータ例を示す。故障時損失量ＤＢ２８は、機器ＩＤフィールド２８ａと損失量フィールド２８ｂを具備し、ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎごとに、故障発生時の損失量（ここでは、故障により失われるトラフィック量Ｃｄａｔａ）を保持する。機器ＩＤフィールド２８ａには、修理時間・冗長有無ＤＢ２０の機器ＩＤフィールド２０ａと同様に、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎを特定する識別情報（ＩＤ）が記録される。損失量フィールド２８ｂには、当該ネットワーク機器が故障した場合の損失量（トラフィック量Ｃｄａｔａ）が格納される。
【００１８】
故障率・障害発生率ＤＢ３０は、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎの故障率と故障発生確率の情報を保持する。図５は、故障率・障害発生率ＤＢ３０の構造とデータ例を示す。故障率・障害発生率ＤＢ３０は、機器ＩＤフィールド３０ａ、故障率フィールド３０ｂ、１ヶ月経過時の障害発生率フィールド３０ｃ、２ヶ月経過時の障害発生率フィールド３０ｄ、及び３ヶ月経過時の障害発生率フィールド３０ｅを具備し、ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎごとの故障率及び時間軸上の複数の障害発生率を保持する。故障率・障害発生率ＤＢ３０は、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎとして使用されることのある機器ごとの故障率と障害発生率のデータベースと、実際に使用される各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎの種別情報とをリンクしたデータベースであってもよい。
【００１９】
故障リスク算出装置３２は、故障時損失量ＤＢ２８と故障率・障害発生率ＤＢ３０とから、故障により生じる損失の期待値として、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎの故障リスクを算出する。具体的には、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎについて、損失量（故障時損失量ＤＢ２８の損失量フィールド２８ｂの値）と、故障率（故障率・障害発生率ＤＢ３０の故障率フィールド３０ｂの値）との積、及び、損失量と各期間の障害発生率（故障率・障害発生率ＤＢ３０の発生確率フィールド３０ｃ，３０ｄ，３０ｅの値）との積を算出する。時系列での障害発生率の変化を考慮しない場合には、故障リスクの評価に、故障率フィールド３０ｂの故障率のみを使用しても良い。
【００２０】
故障リスク算出装置３２は、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎに対してこのように算出した故障リスクを故障リスクＤＢ３４に保存する。図６は、故障リスクＤＢ３４の構造とデータ例を示す。故障リスクＤＢ３４は、機器ＩＤフィールド３４ａ、単位時間の故障リスクフィールド３４ｂ、１ヶ月経過時の故障リスクフィールド３４ｃ、２ヶ月経過時の故障リスクフィールド３４ｄ、及び３ヶ月経過時の故障リスクフィールド３４ｅを具備し、ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎごとの単位時間当たりの故障リスク及び時間軸上での故障リスクを保持する。
【００２１】
単位時間の故障リスクフィールド３４ｂには、故障時損失量に故障率・障害発生率ＤＢ３０の故障率フィールド３０ｂの故障率を乗算した結果が格納される。１ヶ月経過時の故障リスクフィールド３４ｃには、故障時損失量に、故障率・障害発生率ＤＢ３０の１ヶ月経過時の障害発生率フィールド３０ｃの障害発生率を乗算した結果が格納される。２ヶ月経過時の故障リスクフィールド３４ｄには、故障時損失量に、故障率・障害発生率ＤＢ３０の２ヶ月経過時の障害発生率フィールド３０ｄの障害発生率を乗算した結果が格納される。３ヶ月経過時の故障リスクフィールド３４ｅには、故障時損失量に、故障率・障害発生率ＤＢ３０の３ヶ月経過時の障害発生率フィールド３０ｅの障害発生率を乗算した結果が格納される。
【００２２】
故障リスクＤＢ３４に格納される故障リスク情報により、各ネットワーク機器１４−１〜１４−ｎについて、現実の使用態様（送受信トラフィック量と冗長の有無）に基づいた、故障により生じる損失の期待値を知ることができる。
【００２３】
表示処理装置３６は、入力装置３８により入力されるユーザの指示に従い、故障リスクＤＢ３４の故障リスク情報を表示装置４０に表示する。例えば、ユーザが、入力装置３８により、故障リスクがある一定値以上となるネットワーク機器１４−１〜１４−ｎの一覧の表示を表示処理装置３６に指示すると、表示処理装置３６は、故障リスクＤＢ３４から条件に合致する故障リスクのネットワーク機器１４−１〜１４−ｎの一覧表を作成し、表示装置４０に表示する。
【実施例２】
【００２４】
図７は、本発明の第２実施例の概略構成ブロック図を示す。本実施例は、複数のネットワーク機器（ユーザを収容する収容機器）１１４−１〜１１４−３が図８に例示するように、ヒエラルキー構造で接続し、加入者機器１１６−１〜１１６−３がそれらの終端に接続するネットワーク構成に適用される。本実施例では、ネットワーク機器１１４−１〜１１４−３に故障が発生した場合の損失量として、ネットワーク機器１１４−１〜１１４−３の故障に起因する通信障害により配下の加入者機器１１６−１〜１１６−３が被る被害金額の総和を用いる。
【００２５】
故障リスク評価装置１１０の修理時間・冗長有無ＤＢ１２０には、図８に示す収容機器１１４−１〜１１４−３及び加入者機器１１６−１〜１１６−３に関して、修理時間・冗長有無ＤＢ２０と同様のデータが格納される。
【００２６】
また、加入者情報ＤＢ１２２には、加入者機器１１６−１〜１１６−３に関して、図９に示すようなデータが格納される。図９は、加入者情報ＤＢ１２２の構造とデータ例を示す。加入者情報ＤＢ１２２は、加入者機器１１６−１〜１１６−３を特定する加入者ＩＤフィールド１２２ａと、各加入者機器が所定の基点ポート（ヒエラルキーのルート）に到達するまでの経路上に位置する収容機器のＩＤを収容する収容機器ＩＤフィールド１２２ｂと、月額利用料金フィールド１２２ｃと、重要度フィールド１２２ｄを具備する。重要度フィールド１２２ｄの重要度は、各加入者のやりとりする情報の緊急性・重要性、及び各加入者の契約サービスレベル等を考慮して、オペレータにより予め設定されている。
【００２７】
図９に示す例では、収容機器ＩＤフィールド１２２ｂには、下位の収容機器ＩＤと上位の収容機器ＩＤが例示されているが、これは図８に対応する一例である。基点ポートまで複数のルートが存在しうる場合には、各ルートについて、ルート上の収容機器ＩＤが収容機器ＩＤフィールド１２２ｂに記録され、複数のルートがあることは、収容機器毎の冗長化とは別に、ルートとして冗長化されていることを意味する。
【００２８】
損失量推定装置１２６は、修理時間・冗長有無ＤＢ１２０に登録される各収容機器１１４−１〜１１４−３について、その故障の場合に通信が断絶する加入者端末１１６−１〜１１６−３を、加入者情報ＤＢ１２２の収容機器ＩＤフィールド１２２ｂを参照して検索する。
【００２９】
理解を容易にするために、各収容機器１１４−１〜１１４−３は機器として冗長構成になっていないとした場合、図８に示す例では、次のようになる。すなわち、収容機器１１４−３が故障した場合、収容機器１１４−３が直接収容している加入者機器１１６−２，１１６−３の通信が断絶する。収容機器１１４−１が故障した場合、収容機器１１４−１が直接収容している加入者機器は存在しないが、配下の収容機器１１４−２および同１１４−３を介して収容している加入者機器１１６−１〜１１６−３の通信が断絶する。
【００３０】
損失量推定装置１２６は、各収容機器について、加入者情報ＤＢ１２２から、その故障により影響を受ける加入者の月額利用料金（フィールド１２２ｃ）及び重要度（フィールド１２２ｄ）を読み出し、１時間あたりの利用料金（＝月額利用料金／７２０時間）と重要度の積を計算し、その総和を取る。この総和に対し、修理時間・冗長有無ＤＢ１２０を参照し、当該収容機器の修理時間及び冗長の有無（「有り」＝０／「無し」＝１）を乗算し、この乗算結果Ｃｃｈａｒｇｅを損失量とする。すなわち、
【数２】
2010102461.tif 000004
ここで、Ｎは、当該収容機器の故障により通信が断絶する加入者機器の数である。また、「冗長の有無」の項の意味は、実施例１の場合と同じである。
【００３１】
損失量推定装置１２６は、推定した損失量を故障時損失量ＤＢ１２８に格納する。故障時損失量ＤＢ１２８、故障率・障害発生率ＤＢ１３０、故障リスク算出装置１３２、故障リスクＤＢ１３４、表示処理装置１３６、入力装置１３８及び表示装置１４０の作用は、それぞれ、実施例１の故障時損失量ＤＢ２８、故障率・障害発生率ＤＢ３０、故障リスク算出装置３２、故障リスクＤＢ３４、表示処理装置３６、入力装置３８及び表示装置４０と同じであるので、説明を省略する。
【００３２】
本実施例を大規模ネットワークに適用することにより、各ノードの故障リスクを定量的に算出でき、効率的な機器交換が可能になる。具体的には、故障リスクの高い機器から順に機器交換を実施することで、ネットワーク機器の故障による損失を低減できる。本実施例は、大規模ネットワークを持つ通信事業者の、ネットワーク管理システムの一部として利用可能である。
故障が発生した場合の損失の定量評価として、機器に故障が発生した際に失われるトラフィック量と、利用料金と重要度を加味した加入者の損害を例示したが、本発明は、これらの量以外のものも損失量として使用可能である。
【００３３】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】図１に示す実施例を接続するネットッワークシステムの構成図である。
【図３】修理時間・冗長有無ＤＢの構成とデータ例である。
【図４】故障時損失量ＤＢの構成とデータ例である。
【図５】故障率・障害発生率ＤＢの構成とデータ例である。
【図６】故障リスクＤＢの厚生委とデータ例である。
【図７】本発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。
【図８】第２実施例を適用するネットワークの機器接続例である。
【図９】加入者情報ＤＢの構成とデータ例である。
【符号の説明】
【００３５】
１０：故障リスク評価装置
１２：ネットワーク
１４−１〜１４−ｎ：ネットワーク機器
２０：修理時間・冗長有無データベース
２０ａ：機器ＩＤフィールド
２０ｂ：修理時間フィールド
２０ｃ：冗長有無フィールド
２２：機器情報収集装置
２４：ネットワークインターフェース
２６：損失量推定装置
２８：故障時損失量データベース
２８ａ：機器ＩＤフィールド
２８ｂ：損失量フィールド
３０：故障率・障害発生率データベース
３０ａ：機器ＩＤフィールド
３０ｂ：故障率フィールド
３０ｃ：１ヶ月経過時の障害発生率フィールド
３０ｄ：２ヶ月経過時の障害発生率フィールド
３０ｅ：３ヶ月経過時の障害発生率フィールド
３２：故障リスク算出装置
３４：故障リスクデータベース
３４ａ：機器ＩＤフィールド
３４ｂ：単位時間の故障リスクフィールド
３４ｃ：１ヶ月経過時の故障リスクフィールド
３４ｄ：２ヶ月経過時の故障リスクフィールド
３４ｅ：３ヶ月経過時の故障リスクフィールド
３６：表示処理装置
３８：入力装置
４０：表示装置
１１０：故障リスク評価装置
１１４−１〜１１４−３：収容機器（ネットワーク機器）
１２０：修理時間・冗長有無データベース
１２２：加入者情報データベース
１２２ａ：加入者ＩＤフィールド
１２２ｂ：収容機器ＩＤフィールド
１２２ｃ：月額利用料金フィールド
１２２ｄ：重要度フィールド
１２６：損失量推定装置
１２８：故障時損失量データベース
１３０：故障率・障害発生率データベース
１３２：故障リスク算出装置
１３４：故障リスクデータベース
１３６：表示処理装置
１３８：入力装置
１４０：表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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