伍儒彬，蔡 瓊

(武漢工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院， 湖北 武漢 430074)

0 引 言

1982年，Roger Schark教授在《Dynamic Memory》中提出基于案例推理(Cased-Based Reasoning CBR)技術(shù)，并應(yīng)用該技術(shù)開(kāi)發(fā)一個(gè)CBR應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)答式的專(zhuān)家系統(tǒng).它成為爾后許多CBR系統(tǒng)的模型和研究基礎(chǔ).經(jīng)過(guò)三十年的發(fā)展，CBR的優(yōu)點(diǎn)不斷挖掘，受到越來(lái)越多的學(xué)者和企業(yè)重視.文獻(xiàn)[1]和[2]是將CBR與其它方法進(jìn)行結(jié)合研究；而文獻(xiàn)[3]～[5]則是對(duì)案例庫(kù)的本身維護(hù)及應(yīng)用進(jìn)行研究，總的說(shuō)來(lái)其應(yīng)用領(lǐng)域有：企業(yè)決策，問(wèn)題求解，系統(tǒng)故障診斷，天氣預(yù)報(bào)等方面.而主板維修是主板制造企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程和售后服務(wù)中的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)不良品的處理是不少此類(lèi)企業(yè)必須解決的問(wèn)題，因此，將CBR技術(shù)與原理應(yīng)用到主板維修中探討和研究，以從理論模型上尋求解決問(wèn)題的可能性.

1 CBR的基本原理

受到人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物過(guò)程中的推理記憶啟發(fā)，CBR被提出.CBR系統(tǒng)可看成對(duì)過(guò)去類(lèi)似問(wèn)題的回憶，與現(xiàn)有的問(wèn)題作比較，給出解決現(xiàn)有問(wèn)題的方案，也就是一種應(yīng)用之前類(lèi)似的求解策略來(lái)解決當(dāng)前問(wèn)題.它實(shí)質(zhì)是用領(lǐng)域中現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)通過(guò)推理來(lái)解決問(wèn)題.一般來(lái)說(shuō)，CBR的原理圖如圖1所示，它包括兩個(gè)方面：即經(jīng)驗(yàn)重用和經(jīng)驗(yàn)自學(xué)習(xí)[6].經(jīng)驗(yàn)的重用是指對(duì)實(shí)例庫(kù)中有相同或相似的例子作為參考來(lái)解決問(wèn)題；經(jīng)驗(yàn)的自學(xué)習(xí)指的是當(dāng)案例庫(kù)中沒(méi)有滿足的實(shí)例時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)男薷?，修改后的案例可以解決問(wèn)題，將修改后的案例存入案例庫(kù)，作為下次使用的參考.CBR推理如下[7]：

(1)檢索(Retrieve)從案例庫(kù)中搜索相似案例.

(2)重用(Reuse)復(fù)用相似案例并求解當(dāng)前問(wèn)題的解決方法.

(3)修改(Revise)修改解決方法以適應(yīng)解決當(dāng)前問(wèn)題的案例.

(4)保存(Retain)保存新案例以作備用.

圖1 CBR原理圖

從原理圖中可知，案例檢索(Retrieve)是十分關(guān)鍵的一步.需要計(jì)算案例庫(kù)中的案例與問(wèn)題案例的相似程度，從而獲取待解決問(wèn)題的相似案例.它的主要任務(wù)是檢索案例庫(kù)，計(jì)算案例庫(kù)中案例與問(wèn)題案例的匹配程度，從而獲得新問(wèn)題的相似案例.

案例重用(Reuse)[7]就是在獲取的案例中重用相似案例的解答來(lái)解決問(wèn)題.簡(jiǎn)單的說(shuō)，案例重用分為復(fù)制和調(diào)整兩部分.前者，指的是拷貝(Copy)重用案例的解決方案.后者，指的是用戶(hù)對(duì)過(guò)去案例對(duì)象的信息進(jìn)行分析，來(lái)判斷它與問(wèn)題案例之間的不同，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整(Adapt)以進(jìn)行重用過(guò)去案例的適用部分.

案例修改(Revise)[7]是指對(duì)案例檢索得到的相似案例的解決方案進(jìn)行修改以解決新問(wèn)題的過(guò)程.案例修改通常包括方案評(píng)價(jià)和修正兩個(gè)方面，它涉及到復(fù)雜的領(lǐng)域知識(shí)，評(píng)價(jià)和修正一般需要人為的進(jìn)行干預(yù)，由人機(jī)交互產(chǎn)生結(jié)果.

案例保存(Retain)[7]是為將來(lái)解決問(wèn)題保留可能有用的經(jīng)驗(yàn)部分.

2 主板維修

在主板生產(chǎn)過(guò)程中(主板生產(chǎn)流程如圖2所示)，因料件，制程，周轉(zhuǎn)，人為等原因可能造成主板的不良.故而，不良品維修在生產(chǎn)中是一個(gè)不可回避的環(huán)節(jié).而維修的成本除設(shè)備，料件是可預(yù)知的，其人力成本是波動(dòng)的，同時(shí)對(duì)交貨期限也帶來(lái)一定影響.維修經(jīng)驗(yàn)可否復(fù)用和推廣是管理者思考的問(wèn)題.首先了解一般主板工作的基本條件：(1)電壓供電正常，(2)接地信號(hào)良好，(3)時(shí)鐘頻率信號(hào)準(zhǔn)確，(4)主要數(shù)據(jù)信號(hào)，控制信號(hào)正常，(5)Reset信號(hào)正常.如上述條件滿足，則主板能正常開(kāi)機(jī)，但可能有其它功能性不良，如：打印機(jī)接口功能失效，USB接口功能失效等.其次，受工作時(shí)間，個(gè)人認(rèn)知和學(xué)習(xí)水平的限制，維修經(jīng)驗(yàn)是一個(gè)模糊的概念.

圖2 主板生產(chǎn)流程圖

企業(yè)為使成本變得更可控，交貨期限符合合同要求，ICT(in circuit test,線路板內(nèi)路測(cè)試)測(cè)試應(yīng)運(yùn)而生，但其高昂的價(jià)格和需要專(zhuān)人維護(hù)，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本.假若產(chǎn)品的訂單量可觀，其產(chǎn)品成本增加是微量的(例如：500萬(wàn)片的訂單增加的設(shè)備和人工成本為1 000萬(wàn)元，則單個(gè)產(chǎn)品的價(jià)格上升2元/片，成本價(jià)格上漲是可接受的)，但隨著產(chǎn)品多樣性和客制化程度的深入，更多的企業(yè)選擇人工維修.

3 CBR在主板維修中的應(yīng)用實(shí)例

主板維修的最終結(jié)果有兩種.一種是找出原因維修成良品；另一種是無(wú)法找出不良原因，申請(qǐng)報(bào)廢(兩個(gè)特例：PCB斷線，氧化亦屬于此列.)為便于研究，約定：將每一塊不良主板都作為一個(gè)案例分析，同時(shí)人為誤判(測(cè)試人員將良品判定為不良)不作研究.

在基于框架表示的案例推理中，框架表述應(yīng)清晰，簡(jiǎn)潔，其難點(diǎn)是所建立的框架怎樣才能全面表述案例.一般來(lái)說(shuō)，主板維修的案例表示有以下內(nèi)容：(1)案例的基本信息，(2)案例的特征，(3)案例的解決方法和結(jié)果.

主板維修過(guò)程中，有一種不良現(xiàn)象為：不開(kāi)機(jī).按維修的一般流程如圖，以不開(kāi)機(jī)現(xiàn)象為例，用框架表示法表達(dá)知識(shí)，并進(jìn)行推理.

由前述的主板工作條件可知，可能造成主板不開(kāi)機(jī)的原因如下:(1)供電電壓不正常，(2)接地信號(hào)不良，(3)時(shí)鐘頻率信號(hào)錯(cuò)誤，(4)主要數(shù)據(jù)信號(hào)，控制信號(hào)不正常，(5)Reset信號(hào)不正常.

依據(jù)維修的特點(diǎn)，采用框架知識(shí)表示方法表達(dá)如下：

框架名：不開(kāi)機(jī)(代碼001)

主板ID號(hào)：W1232456789

主板架構(gòu)：Intel 845系列

主板所屬機(jī)種：A機(jī)種

主要電壓：

查詢(xún)電壓判斷子框架進(jìn)行處理，(結(jié)果為正?；虿徽?

復(fù)位信號(hào)：

查詢(xún)復(fù)位信號(hào)判斷子框架進(jìn)行處理，(結(jié)果為正常或不正常)

時(shí)鐘頻率信號(hào)：

查詢(xún)時(shí)鐘信號(hào)判斷子框架進(jìn)行處理，(結(jié)果為正?；虿徽?

接地信號(hào)：

查詢(xún)接地信號(hào)判斷子框架進(jìn)行處理，(結(jié)果為正?；虿徽?

數(shù)據(jù)信號(hào)：

查詢(xún)數(shù)據(jù)信號(hào)判斷子框架進(jìn)行處理，(結(jié)果為正?；虿徽?

維修時(shí)間：2010年12月20日×?xí)r×分

維修工程師ID號(hào)：Y0012

維修處理結(jié)果：由子框架返回一個(gè)結(jié)果或多個(gè)結(jié)果

該框架中，主板ID號(hào)，主板架構(gòu)，主板所屬機(jī)種，維修時(shí)間，維修工程師ID號(hào)的信息均由企業(yè)的SFIS(Shop-Floor Information System 現(xiàn)場(chǎng)信息整合系統(tǒng))系統(tǒng)導(dǎo)入.由于造成不開(kāi)機(jī)的原因眾多，因此分成多個(gè)子系統(tǒng)來(lái)完成該框架的描述，每個(gè)子系統(tǒng)檢測(cè)某一方面的特性并給出處理辦法和結(jié)果.

以下列出三個(gè)子框架，電壓判斷子框架，復(fù)位信號(hào)判斷子框架，時(shí)鐘頻率信號(hào)判斷子框架來(lái)作分析：

框架名：電壓判斷處理

主板ID號(hào)：W1232456789

主板架構(gòu)：Intel 845系列

電壓Vcore： 電壓范圍值，典型電路

電壓Vcc 1.5 V：電壓范圍值，典型電路

電壓Vcc 2.5 V：電壓范圍值，典型電路

電壓Vcc 1.8 V：電壓范圍值，典型電路

電壓Vcc 3.3 V：電壓范圍值，典型電路

。。。。。。 。。。。。。

判斷與處理結(jié)果：某電壓值不正常，更換電子元件

(如MOS管)后正?；蛩须妷褐嫡?/p>

(結(jié)果返回到上一級(jí)調(diào)用框架)

在電壓判斷子框架中，主要判斷各類(lèi)電壓的供給是否正常.圖3是Vcore電壓供電電路，用示波器檢測(cè)Vcore電壓，測(cè)量A，B兩點(diǎn)的電壓值，其中Vcore的值應(yīng)處在A點(diǎn)與B點(diǎn)的值之間，若A、B兩點(diǎn)的值為零或過(guò)高，則CPU不能正常工作，首先確定A與B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管工作是否正常，再確定HIP芯片是否工作正常，最后再判斷ISL芯片是否工作正常.若判定某一芯片工作不正常，應(yīng)取下，再判斷是否對(duì)其它的連接芯片或電子元件造成損壞.若圖3中HIP損壞有可能造成A點(diǎn)的場(chǎng)效應(yīng)管損壞.

圖3 Vcore電壓供電電路

圖4是將Vcc3電壓轉(zhuǎn)為Vcc1.5，用以提供Vcc1.5電壓，電路中只用到一個(gè)電子元件，判斷過(guò)程與外部聯(lián)系不大，只需要確定Vcc3電壓正常，此時(shí)Vcc1.5不正常，則考慮圖中電壓轉(zhuǎn)換元件是否損壞.圖4中Vout的計(jì)算公式為

Vout=1.25*(1+R2/R1)+50 μA*R2

圖4 Vcc3電壓轉(zhuǎn)Vcc1.5電路

框架名：復(fù)位信號(hào)判斷處理

主板ID號(hào)：W1232456789

主板架構(gòu)：Intel 845系列

復(fù)位信號(hào)1：PCI復(fù)位信號(hào)，典型電路

復(fù)位信號(hào)2：ISA復(fù)位信號(hào)，典型電路

復(fù)位信號(hào)3：南橋復(fù)位信號(hào)，典型電路

。。。。。。 。。。。。。

判斷與處理結(jié)果：某復(fù)位信號(hào)不正常，更換電子元件

(如南橋)后正?；蛩袕?fù)位信號(hào)正常

(結(jié)果返回到上一級(jí)調(diào)用框架)

在復(fù)位信號(hào)判斷子框架中，主要判斷兩方面：是否有復(fù)位信號(hào)和有復(fù)位信號(hào)時(shí)信號(hào)正常與否，找到PCI槽位的第11 PIN進(jìn)行確認(rèn)，而ISA復(fù)位信號(hào)則是在ISA槽位第2 PIN進(jìn)行確認(rèn)，而南橋的復(fù)位信號(hào)一般都有延伸出來(lái)，如圖5所示，只要在對(duì)應(yīng)的芯片連接上找到該P(yáng)IN腳，在開(kāi)機(jī)時(shí)進(jìn)行檢測(cè).

圖5 復(fù)位信號(hào)邏輯示意圖

框架名：時(shí)鐘頻率信號(hào)判斷處理

主板ID號(hào)：W1232456789

主板架構(gòu)：Intel 845系列

時(shí)鐘頻率信號(hào)1：14.318M，典型電路

時(shí)鐘頻率信號(hào)2：PCICLK33M，典型電路

時(shí)鐘頻率信號(hào)3：USBCLK48M，典型電路

。。。。。。 。。。。。。

判斷與處理結(jié)果：某復(fù)位信號(hào)不正常，更換電子元件

(如晶振)后正?；蛩袕?fù)位信號(hào)正常

(結(jié)果返回到上一級(jí)調(diào)用框架)

在時(shí)鐘頻率信號(hào)判斷處理子框架中，主要用來(lái)判斷各類(lèi)時(shí)鐘頻率信號(hào)是否正常.如圖6所示的電路，首先確認(rèn)晶振Y是否工作正常(一般為14.318 MHz，具體以實(shí)際電路為參照)，再來(lái)判斷各種時(shí)鐘頻率信號(hào)是否正常，最后延伸到各終端電路.在圖6所示的電路中，若CLK信號(hào)不正?；蛭刺峁r(shí)鐘頻率信號(hào)，而晶振Y，接地和電壓工作正常，就可判定為ICS芯片不良.

圖6 時(shí)鐘頻率信號(hào)電路

現(xiàn)假若某片主板不開(kāi)機(jī)送至維修站，維修工程師按一般流程進(jìn)行檢測(cè)，確定原因所在.當(dāng)其基本工作電壓正常，而某一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(假設(shè)14.318)不正常，利用設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)為PCB斷線，則進(jìn)入“主板報(bào)廢審批”(參考主板報(bào)廢審批框架).(或確認(rèn)為提供14.318頻率的晶振不良，更換料件后再進(jìn)行維修判斷,返回到不開(kāi)機(jī)框架里至少有一條14.318時(shí)鐘信號(hào)不良，更換晶振后時(shí)鐘信號(hào)正常)

框架名：主板報(bào)廢審批

主板ID號(hào)：W1232456789

主板架構(gòu)：Intel 845系列

主板所屬機(jī)種：A機(jī)種

申請(qǐng)報(bào)廢時(shí)間：2010年12月20日×?xí)r×分

申請(qǐng)報(bào)廢工程師ID號(hào)：Y0012

申請(qǐng)報(bào)廢原因：無(wú)法維修或PCB斷線，氧化

審批處理結(jié)果：同意(產(chǎn)品轉(zhuǎn)報(bào)廢庫(kù))

不同意(產(chǎn)品轉(zhuǎn)不良品待分析庫(kù))

(結(jié)果返回到調(diào)用框架)

4 結(jié) 語(yǔ)

將CBR引用到主板維修中是一種探討和嘗試，基于CBR的知識(shí)學(xué)習(xí)模式是增量，不斷擴(kuò)大的，特別是造成主板不良現(xiàn)象的原因有多種.一方面，能不斷的積累經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，對(duì)后續(xù)的案例提供解決方法和思維模式，為新手的培訓(xùn)提供了平臺(tái)和幫助，并有利于維修工程師提高工作效率；另一方面，若無(wú)限制的將所有案例都保存，必將增加新案例尋求解決方案時(shí)的檢索成本，同時(shí)運(yùn)行效率下降.又因?yàn)橹靼寰S修的記錄必須全面保存下來(lái)，以便于以后的品質(zhì)追蹤，所以如何全面的保留解決方案且具有較高的運(yùn)行效率有待深究，這將是下一個(gè)階段的研究方向和重點(diǎn).

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