第 6 章 キャプチャ時消費電力を考慮したマルチサイクルキャプチャ・テスト生成
6.3 キャプチャ時消費電力を考慮したマルチサイクルキャプチャ・テスト生成
6.3.3 実験結果
本 節 で は，提 案 手 法 で あ る キ ャ プ チャ 時 消 費 電 力 を 考 慮し た マ ル チ サ イ ク ル キ ャ プ チ ャ・テ ス ト 生 成 を 用 いて テ ス ト 生 成 を 行 い，生 成 し た テ ス ト 集 合 を 評 価 し た ．実 験 対 象 回 路 は ，ISCAS’89 ベ ン チ マ ー ク 回 路 と ITC’99 ベ ン チ マ ー ク 回路 で あ る ．故 障モ デ ル は 遷 移 故 障 モ デ ルで あ る ．ま た，初 期 テ ス ト 集 合 T は 充 足 可 能 性 問 題 を 用 い た テ ス ト 生 成 で 生 成 し た ブ ロ ー ド サ イ ド モ デ ルの テ ス ト 集 合 で あ る ．ま た ，T は テ ス ト 生 成 後 に 二 重 検 出 法[13]を 適用 し た ． テ ス ト 集 合 XT の 生 成 に は ， 文 献[19]の ド ン ト ケ ア 判 定 を 適 用 し た ．テ ス ト 集合 FT の 生 成 に は ， 文 献[43]の ド ン ト ケ ア 割 当 て を 適 用 し た．マ ル チ サ イ ク ル キ ャ プ チ ャ・テ ス ト 生 成 モ デ ル を 用 い た 低 消 費 電 力 指 向 テ スト 生 成 に お け る 時 間展 開 数 k は 2，5，10，15，20 を用 い て 実 験 を 行 っ た． 高 消 費 電 力 テ ス トパ タ ー ン を 判 定 す る た め の WSA の 閾 値 th は ，FT に 含 ま れ る テ ス ト パ ター ン の 最 高 WSA の 50%，60%，70%，
80%を 設 定 し た ．
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図 6.3.3.1 に 実 験 フ ロ ー を 示 す ．
アンセーフ故障集合 HPF 遷移故障テスト生成 (ブロードサイドモデル)
初期テスト集合 T
セーフテスト集合 LPT アンセーフテスト集合 HPT
再生成テスト集合 LPT’
ドントケア判定
初期テスト集合 FT
最終アンセーフ故障集合 HPF’
START
END
アンセーフパターン解析
キャプチャ時消費電力を考慮した マルチサイクルキャプチャ・テスト生成
アンセーフ故障解析 低消費電力指向ドントケア割当
アンセーフ故障解析 初期テスト集合 XT
Step1
Step2
Step3
Step4
Step5
Step6
Step8
最終セーフテスト集合 LPT’
最終アンセーフテスト集合 HPT’
アンセーフパターン解析
Step7
図 6.3.3.1： 実 験 フ ロ ー
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Step 1：
遷 移 故 障 を 対 象に ブ ロ ー ド サ イ ド モデ ル で テ ス ト 生 成 を行 い ，初期 テ ス ト 集 合 T を 生 成 す る ．ま た 初 期 テ ス ト集 合 T は ，テ ス ト 生 成 後 に 二 重 検 出 法[13]を 適用 し た テ ス ト 集 合 で あ る．
Step 2：
Step1 で 生 成 し た 初 期 テ ス ト 集合 T に 対 し て ド ン ト ケア 判 定 を 適 用 し ， テ ス ト 集合 XTを 生 成 す る ．
Step 3：
Step2 で 生 成 し た 初 期 テ ス ト 集 合 XT に 対 し て キ ャ プ チャ 時 消 費 電 力 を 考 慮 し た ド ン トケ ア 割 当 て を 適 用 し， テ ス ト 集合 FT を 生 成 す る ．
Step 4：
Step3 で 生 成 し た 初 期 テ ス ト 集 合 FT に 対 し て 高 消 費 電力 テ ス ト パ タ ー ン と 低 消 費 電 力テ ス ト パ タ ー ン を 分類 し ，高 消 費 電 力 テ ス ト パ タ ー ン 集 合 で あ る ア ン セ ーフ テ ス ト 集合 HPT と ， 低 消 費 電 力 テ スト パ タ ー ン 集 合 で あ る セ ー フ テ スト 集 合 LPT を 生 成 す る ． 高 消 費 電 力 テス ト パ タ ー ン を 判 定 す る た め の 閾値 は ，FT に 含 ま れ る テ ス ト パ タ ー ン の 最 高 WSAの 50%， 60%，70%，80%を 使 用 す る ．
Step 5：
Step4 で 生 成 し た ア ン セ ー フ テ ス ト 集 合 HPT と セー フ テ ス ト 集 合 LPT に 対 し て ， ア ンセ ー フ テ ス ト 集合 HPT の み で 検 出 可 能な 故 障 集 合 で あ る ア ン セ ー フ 故 障集 合 HPF を 生 成 す る ．
Step 6：
Step4 で 生 成 し た セ ー フ テ ス ト 集合 LPT と ，Step5 で 生 成 し た ア ン セー フ 故 障 集合 HPF を 用 い て ， 提 案 手法 で あ る キ ャ プ チ ャ時 消 費 電 力 を 考 慮 し た マ ル チ サ イク ル・キ ャ プ チ ャ テ ス ト 生 成 を 適 用 し，再 生 成 テ ス ト 集 合 LPT’を 生 成 す る ．
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Step 7：
Step6 で 生 成 し た 再 生 成 テ ス ト 集 合 LPT’に 対 し て 高 消 費 電 力 テ ス ト パ タ ー ン と 低 消 費電 力 テ ス ト パ タ ー ンを 分 類 し，高 消 費 電 力 テ ス ト パ タ ー ン 集 合 で あ る ア ンセ ー フ テ ス ト 集 合 HPT’と ， 低 消 費 電 力テ ス ト パ タ ー ン 集 合 で あ る セ ー フ テ ス ト 集 合 LPT’を 生 成 す る ． 高 消 費 電 力 テ ス ト パ タ ー ン を 判 定 す る た めの 閾 値 は ，Step4 で 使 用 し た 閾 値 を 同 じ値 を 使 用 す る ．
Step 8：
Step7 で 生 成 し た ア ン セ ー フ テ ス ト集 合 HPT’と セ ー フ テ ス ト 集 合 LPT’
に 対 し て ， ア ンセ ー フ テ ス ト 集 合 HPT’の み で 検 出 可 能な 故 障 集 合 で あ る 最 終 ア ン セ ー フ故 障 集 合 HPF’を生 成 す る ．
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表 6.3.3.1 に ，テ ス ト 集 合 FT の 実 験 結 果 を 示 す．表 6.3.3.1 は ，図 6.3.3.1 の Step5ま での 結 果 で あ る ．
表 6.3.3.1： テ ス ト 集 合 FT の 結 果
回路名 WSA閾値 対象故障数 検出故障数 テスト不可能
故障数
テスト パターン数
アンセーフ パターン
閾値
アンセーフ パターン数
アンセーフ 故障数
50% 794 43 543
60% 952 22 285
70% 1111 12 156
80% 1270 6 71
50% 1256 254 2781
60% 1507 138 1224
70% 1759 71 519
80% 2010 32 210
50% 1371 356 5113
60% 1645 165 1746
70% 1919 52 372
80% 2193 12 85
50% 1609 87 1120
60% 1930 25 289
70% 2252 8 120
80% 2574 3 51
50% 6243 64 21281
60% 7491 30 8453
70% 8740 22 4922
80% 9988 13 2326
50% 5873 104 5047
60% 7047 75 4258
70% 8222 46 2688
80% 9396 22 1448
50% 3214 181 4696
60% 3856 47 2944
70% 4499 13 1448
80% 5142 7 1095
50% 5126 640 8290
60% 6151 445 4594
70% 7177 258 2150
80% 8202 112 775
50% 2433 552 5626
60% 2920 334 2654
70% 3406 148 1107
80% 3893 52 365
b15 40232 34298 5934 1674
s38584 76864 50138 26726 1820
b14 43250 40115 3135 1601
s35932 71224 49278 21946 113
s38417 76678 73736 2942 1307
s13207 26358 19261 7097 627
s15850 31694 20009 11685 498
s5378 10590 6546 4044 223
s9234 18468 13813 4655 581
表 6.3.3.1 に お い て ，WSA 閾 値は ア ン セ ー フ パ タ ー ンを 判 定 す る た め の 閾 値 で あ り ， テス ト 集 合 中 の 最 大 WSA の 50%，60%，70%，80%の 4 種 類 に 対 し て 実 験行 っ た ．対 象故 障 数 は ，テ ス ト 生 成 の 対象 と し た 遷 移 故 障 数 を 示 す．検 出 故 障 数 は ，対象 故 障 の う ち テ ス ト 生 成 によ っ て ブ ロ ー ド サ イ ド モ デ ル で 検出 可 能 と 判 定 さ れ た遷 移 故 障 数 で あ る．検 出 故 障 数 は，対 象 故 障 の う ち テ ス ト 生 成 に よ っ て ブ ロ ー ド サ イ ド モ デ ル で 検 出 可 能 と 判
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定 さ れ た 遷 移 故障 数 で あ る ．テ ス ト 不 可 能 故 障 数 は，対 象 故 障 の う ち テ ス ト 生 成 に よ っ て ブ ロ ー ド サ イ ド モ デ ル で は テ ス ト 不 可 能 と 判 定 さ れ た 遷 移 故 障 数 で あ る． ま た ， 全 て の 回 路に お い て 打 ち 切 り 故障 数 は 0 で あ る．
テ ス ト パ タ ー ン数 は ，テ ス ト 集合 FT に 含 ま れ る テ ス トパ タ ー ン 数 を 示 す．
ア ン セ ー フ パ ター ン 閾 値 は，高 消 費 電 力 テ ス ト パ タ ー ンを 判 定 す る た め の 閾 値 th で あ る ．ア ン セ ー フ パ タ ーン 閾 値 は ，テ ス ト 集合 FT に 含 ま れ る テ ス ト パ タ ー ン の最 大 WSA の 50%，60%，70%，80%から 計 算 し た ． ア ン セ ー フ パ タ ー ン数 は ，テ ス ト 集 合 FT にお い て 閾 値WSA(th)を 超 え る WSA を 持 つ テ ス ト パタ ー ン 数 を 示 す ． これ は ， 図 6.3.3.1 の Step4 で 生 成 さ れ る ア ン セ ー フ テス ト 集合 HPT に 含 ま れ る テ ス ト パ タ ーン 数 に 対 応 す る ． ア ン セ ー フ 故 障数 は ，ア ン セ ー フ パ タ ー ン で の み 検 出 可能 な 故 障 数 を 示 す ． こ れ は ， 図 6.3.3.1 の Step5 で 生 成 さ れ る ア ン セ ー フ故 障 集 合 HPF に 含 ま れ る 故 障 数 に対 応 す る ．アン セ ー フ 故 障 数 は ，ア ン セ ー フ パ タ ー ン で の み 検 出 可 能 な 故障 数 を 示 す ．
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表 6.3.3.2 に ，WSA 閾 値 50%に お け る キ ャ プ チ ャ 時消 費 電 力 を 考 慮 し た マ ル チ サ イ クル キ ャ プ チ ャ ・ テ スト 生 成 の 結 果 を 示 す． 表 6.3.3.2 は ， 図 6.3.3.1 に お け る Step6 か ら Step8 ま で の 結 果 で あ る．
表 6.3.3.2：WSA 閾値 50%に お け る キ ャ プ チ ャ 時 消 費 電 力 を 考 慮 し た マ ル チ サ イ ク ル キ ャ プ チ ャ ・ テ ス ト 生 成 の 結 果
回路名 時間
展開数 対象
故障数 検出故障数 テスト不可能
故障数
テスト パターン数
最終アンセーフ パターン数
最終アンセーフ 故障数
最終アンセーフ 故障数削減率(%)
2 543 0 71 71 543 0
5 399 144 67 65 368 32
10 370 173 60 56 304 44
15 353 190 63 61 327 40
20 353 190 62 58 284 48
2 2781 0 335 335 2781 0
5 1403 1378 204 178 1146 59
10 1392 1389 202 132 736 74
15 1391 1390 210 132 630 77
20 1391 1390 213 124 618 78
2 5113 0 419 419 5113 0
5 4535 578 393 384 3842 25
10 3650 1463 372 280 2012 61
15 3645 1468 384 274 1326 74
20 3642 1471 383 277 1759 66
2 1120 0 157 156 1113 1
5 999 121 179 149 682 39
10 933 187 163 101 521 53
15 932 188 169 92 449 60
20 927 193 164 75 346 69
2 21281 0 97 97 21281 0
5 21281 0 81 80 20612 3
10 21281 0 67 64 17556 18
15 21281 0 75 68 17156 19
20 21281 0 75 72 19704 7
2 5047 0 266 266 5047 0
5 4980 67 335 325 3164 37
10 4977 70 396 374 2773 45
15 4976 71 448 402 2249 55
20 4976 71 444 406 2475 51
2 4696 0 413 413 4696 0
5 4366 330 449 446 4083 13
10 4357 339 464 456 3801 19
15 4354 342 464 452 3620 23
20 4354 342 441 424 3340 29
2 8290 0 955 874 7170 14
5 8290 0 1046 992 6826 18
10 8290 0 1030 869 6369 23
15 8290 0 1062 908 6465 22
20 8290 0 1055 907 6505 22
2 5626 0 779 690 4880 13
5 5618 8 807 654 4177 26
10 5618 8 836 656 4143 26
15 5618 8 835 650 4009 29
20 5618 8 815 632 3763 33
b14
b15 5626
s13207 5113
1120 s15850
s35932 21281
5047 s38417
s38584 4696
8290 543
2781 s5378
s9234
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表 6.3.3.2 に お い て ， 時 間 展 開 数 は キ ャ プ チ ャ 時 消 費 電 力 を 考 慮 し た マ ル チ サ イ ク ル キャ プ チ ャ・テ ス ト 生 成 に お け る 時 間 展 開数kを 示 す ．ま た ， k=2 はブ ロ ー ド サ イ ド モ デ ル で の テス ト 生 成 と 同 じ で ある ．対 象 故 障 数 は キ ャ プ チ ャ 時 消費 電 力 を 考 慮 し た マル チ サ イ ク ル キ ャ プチ ャ・テ ス ト 生 成 の 対 象 と し た 遷移 故 障 数 を 示 す ． また ， 対 象 故 障 数 は表 6.3.3.1 の ア ン セ ー フ 故 障 数 と 同数 で あ り ，同 じ 故 障 で あ る ．検 出 故障 数 は ，対 象 故 障 の う ち 提 案 手 法の k時 間 展 開 モ デ ル で テス ト 生 成 を 行 い ，検 出 可 能 と 判 定 さ れ た 故 障 数 で あ る ．テ ス ト 不 可 能 故 障 数 は ，対 象 故 障 の う ち 提 案 手 法の k 時 間 展 開 モ デ ル でテ ス ト 生 成 を 行 い，テ ス ト 不 可 能 と 判 定さ れ た 故 障 数 で あ る ． こ れ は ， ブロ ー ド サ イ ド モ デ ルで は 検 出 可 能 で あ るが ，k時 間 展 開 モ デ ル(k>2)を 用 い る こ と で テ ス ト 不 可 能 と 判 定 さ れ た 故 障 を 示 す ． そ の た め ，k=2 に お い て は ，テ ス ト 不 可 能 故 障 数 は 0 と な る ．ま た ，全 て の 回 路 に お い て 打 ち 切り 故 障 数 は 0 で あ る ．テ ス ト パ タ ー ン 数は ，キ ャ プ チ ャ 時 消 費 電 力 を 考 慮し た マ ル チ サ イ ク ルキ ャ プ チ ャ・テ ス ト 生 成 で 生 成 し た テ ス ト パ タ ー ン 数を 示 す．こ れ は ，図 6.3.2.1 に お け る行 24 の テ ス ト パ タ ー ン mtiの 数 に 対 応 す る．最 終 ア ン セ ー フ パ タ ー ン 数 は ，キ ャ プ チ ャ 時 消 費 電 力 を 考 慮 し たマ ル チ サ イ ク ル キ ャプ チ ャ・テ ス ト 生 成 で 生 成 し た テ ス ト 集 合 の う ち ア ンセ ー フ パ タ ー ン 閾 値 を 超 え た テ ス ト パ ター ン 数 を 示 す ．ア ン セ ー フ パ タ ーン 閾 値 は ， 表 6.3.3.1 の WSA 閾 値 50%と 同 じ 値 を 使 用 し た ．最 終ア ン セ ー フ 故 障 数 は ，最 終 ア ン セ ー フ パ タ ー ン で の み 検 出 可 能 な 故 障 数 を 示 す ． 最 終 ア ン セ ー フ 故 障 数 削 減 率(%)は ， 対 象 故 障 か ら の ア ン セ ー フ 故 障 数 の削 減 率 を 示 す ．
表 6.3.3.2 よ り ， 時 間 展 開 数 を 増 加 さ せ る と 検 出 故 障 数 が 減 少 し て い く 傾 向 が 確 認 で きた ．こ れ は ，時 間 展 開 数 の 増 加 と と も にテ ス ト 不 可 能 故 障 数 の 同 定 数 が 増加 傾 向 に あ る た め であ る ．
テ ス ト パ タ ー ン数 に 対 し て は ，k=5～k=20 に 関 し ては 差 が 小 さ い こ と が 確 認 で き る ． しか し な が ら ，k=2 と k=5～k=20 を 比 較 す る と ， 回 路 に よ っ て は 大 き く 増減 し て い る ．k=2 と 比 較 し て ，テ スト パ タ ー ン 数 が 大 き く 減 少 し て い る 回路 に 対 し て は，k=5～k=20 に お い てテ ス ト 不 可 能 故 障 数 が 多 い こ と が 確 認で き る ．こ れ は ，テ スト 不 可 能 故 障 が 多く 同 定 で き た た め，
生 成 さ れ る テ スト パ タ ー ン 数 が 少 なっ た と 考 え ら れ る ．
99
最 終 ア ン セ ー フパ タ ー ン 数 に 対 し ては ，k=2 では ほ と ん ど の 回 路 に お い て ， ほ ぼ 全 て の テ ス ト パ タ ー ン が ア ン セ ー フ パ タ ー ン と 判 定 さ れ た ．k=5
～k=20 に お い て は ， 時 間 展 開 数 を 増 加 さ せ た 方 が ア ン セ ー フ パ タ ー ン 数 が 少 な い 傾 向 があ る こ と が 確 認 で きた ．
最 終 ア ン セ ー フ 故 障 数 お よ び 最 終 ア ン セ ー フ 故 障 数 削 減 率 に 対 し て は ， 時 間 展 開 数 を 増 加 さ せ た 方 が 最 終 ア ン セ ー フ 故 障 数 が 少 な く な る 傾 向 が 確 認 で き た ．し かし な が ら ，s35932 に 関 し ては k=20 よ り k=15 の ほ うが 最 終 ア ン セ ー フ故 障 数 が 大 幅 に 少 ない こ と が 確 認 で き た．ま た ，最 終ア ン セ ー フ 故 障 数 削減 率 は ，k=5 で 最 大 59%(平 均 28%)，k=10 で 最 大 74%(平 均 40%)，k=15 で 最 大 77%(平 均 44%)，k=20 で 最 大 78%(平 均 45%)であ っ た ．
100
表 6.3.3.3 に ，WSA 閾 値 60%に お け る キ ャ プ チ ャ 時消 費 電 力 を 考 慮 し た マ ル チ サ イ クル キ ャ プ チ ャ ・ テ スト 生 成 の 結 果 を 示 す． 表 6.3.3.3 は ， 図 6.3.3.1 に お け る Step6 か ら Step8 ま で の 結 果 で あ る．
表 6.3.3.3：WSA 閾値 60%に お け る キ ャ プ チ ャ 時 消 費 電 力 を 考 慮 し た マ ル チ サ イ ク ル キ ャ プ チ ャ ・ テ ス ト 生 成 の 結 果
回路名 時間
展開数 対象
故障数 検出故障数 テスト不可能
故障数
テスト パターン数
最終アンセーフ パターン数
最終アンセーフ 故障数
最終アンセーフ 故障数削減率(%)
2 285 0 38 38 285 0
5 216 69 47 39 142 50
10 198 87 45 40 140 51
15 181 104 41 31 111 61
20 181 104 38 30 112 61
2 1224 0 214 214 1224 0
5 529 695 121 84 292 76
10 526 698 121 53 171 86
15 526 698 126 55 162 87
20 525 699 121 53 189 85
2 1746 0 236 236 1746 0
5 1584 162 262 242 1082 38
10 1193 553 240 152 544 69
15 1188 558 251 149 437 75
20 1186 560 240 149 507 71
2 289 0 56 55 287 1
5 240 49 56 37 131 55
10 223 66 51 21 50 83
15 223 66 50 19 90 69
20 222 67 52 13 54 81
2 8453 0 76 76 8453 0
5 8453 0 75 74 7791 8
10 8453 0 55 46 4904 42
15 8453 0 53 49 7481 11
20 8453 0 56 42 4032 52
2 4258 0 239 239 4258 0
5 4203 55 275 262 2316 46
10 4200 58 352 286 1384 67
15 4200 58 389 278 1005 76
20 4200 58 397 284 1085 75
2 2944 0 202 202 2944 0
5 2868 76 250 220 2137 27
10 2867 77 255 167 1596 46
15 2867 77 271 185 1847 37
20 2867 77 246 162 1564 47
2 4594 0 779 627 3180 31
5 4594 0 856 595 2446 47
10 4594 0 835 577 2486 46
15 4594 0 866 582 2306 50
20 4594 0 857 599 2566 44
2 2654 0 536 395 1930 27
5 2650 4 550 390 1709 36
10 2650 4 554 383 1581 40
15 2650 4 572 381 1388 48
20 2650 4 572 417 1564 41
s38584 2944
b14 4594
b15 2654
s15850 289
s35932 8453
s38417 4258
s5378 285
s9234 1224
s13207 1746
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表 6.3.3.3 に お い て ， 各 項 目 の 示 す内 容 は 表 6.3.3.2 と 同 様 で あ る ． 表 6.3.3.2 よ り ，WSA 閾 値 60%に お い て ，k=5～k=20 で は 検 出 故 障 数 に ほ と ん ど 変 化 が 無 いこ と が 確 認 で き た ． こ れ は ，WSA 閾 値 50%と 比 較 し て 対 象 故 障 数 が 減 って お り，こ れ に 伴 い テ ス ト 不 可 能 故 障 数も 削 減 さ れ た た め と 考 え ら れ る ．
テ ス ト パ タ ー ン数 に 対 し て は，k=2～k=20 で 差 が 小さ い こ と が 確 認 で き る ． し か し な がら ，s9234 の み k=2 と k=5～k=20 で テス ト パ タ ー ン 数 の 差 が 大 き い．こ れ は ，s9234 では ，テ ス ト 不 可 能 故 障 数が 他 の 回 路 よ り 多 く 同 定 さ れ た ため と 考 え ら れ る ．
最 終 ア ン セ ー フパ タ ー ン 数 に 対 し ては ，k=2 では ほ と ん ど の 回 路 に お い て ， ほ ぼ 全 て の テ ス ト パ タ ー ン が ア ン セ ー フ パ タ ー ン と 判 定 さ れ た ．k=5
～k=20 に お い て は ， 時 間 展 開 数 を 増 加 さ せ た 方 が ア ン セ ー フ パ タ ー ン 数 が 少 な い 傾 向 があ る こ と が 確 認 で きた ．
最 終 ア ン セ ー フ 故 障 数 お よ び 最 終 ア ン セ ー フ 故 障 数 削 減 率 に 対 し て は ， 時 間 展 開 数 を 増 加 さ せ た 方 が 最 終 ア ン セ ー フ 故 障 数 が 少 な く な る 傾 向 が 確 認 で き た ．し かし な が ら ，s35932 に 関 し ては k=10 よ り k=15 の ほ うが 最 終 ア ン セ ー フ故 障 数 が 多 い こ と が確 認 で き た ．ま た ，最 終 ア ン セ ー フ 故 障 数 削 減 率 は ，k=5 で 最 大 76%(平 均 42%)，k=10 で 最 大 86%(平 均 59%)， k=15 で 最大 87%(平 均 57%)，k=20 で 最 大 85%(平 均 62%)で あ っ た ．