JP2015534179A - A logic-based approach for system behavior diagnosis - Google Patents

A logic-based approach for system behavior diagnosis Download PDF

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Abstract

ここに記載されているのは、システム状態を評価するための方法であり、この方法では、評価中のシステムの動作に関係するユーザ提供情報を受け取るステップ(S41)が含まれている。受け取ったこの情報に基づき、上記のシステムの依存モデルを構築する(S43a/b)。上記のユーザ提供情報が、論理モデルを構築するのに十分であると判定された場合(S42)、このシステムの論理モデルを構築して、これと依存モデルとを結合する(S46)。システム内に実装されたセンサからのセンサデータが監視され、上記の結合モデルが利用可能である場合にはこの結合されたモデルが上記のセンサデータに適用され、上記の結合モデルが利用可能でない場合には上記の依存モデルが上記のセンサデータに適用される(S48)。上記の結合モデル/依存モデルのセンサデータへの適用から、1つまたは複数の異常システムコンポーネントの集合が求められ、異常システムコンポーネントのこの求めた集合に基づいてシステム状態を評価する。Described herein is a method for evaluating system status, which includes receiving (S41) user-provided information related to the operation of the system under evaluation. Based on the received information, a dependency model of the above system is constructed (S43a / b). When it is determined that the above-mentioned user-provided information is sufficient for constructing a logical model (S42), the logical model of this system is constructed, and this is combined with the dependency model (S46). When sensor data from a sensor implemented in the system is monitored and the combined model is available, the combined model is applied to the sensor data, and the combined model is not available The dependency model is applied to the sensor data (S48). From the application of the combined model / dependence model to sensor data, a set of one or more abnormal system components is determined, and a system state is evaluated based on the determined set of abnormal system components.

Description

本発明は、システム挙動診断に関しており、より具体的にはシステム挙動診断のための論理ベースアプローチに関するものである。   The present invention relates to system behavior diagnosis, and more particularly to a logic-based approach for system behavior diagnosis.

関連する明細書との相互参照
本発明は、2012年9月17日付けで提出した米国暫定特許明細書第61/701,822号に基づくものであり、その全内容は参照によってここに取り込まれるものとする。
CROSS REFERENCE TO RELATED SPECIFICATIONS The present invention is based on US Provisional Patent Specification No. 61 / 701,822, filed September 17, 2012, the entire contents of which are hereby incorporated by reference. To do.

関連する技術分野についての考察
電気機械式装置、産業設備、大規模商業ビルディングなどの複合ダイナミックシステムには、種々異なる重要個所に設置された複数のセンサからなるネットワークが使用されており、これによって上記のシステムの動作状態に対する見通しがつけられる。このシステムの機能を監視することにより、適正な動作からの種々の偏差を観察することができ、メンテナンス、修復および取り替えなどの修繕のための行動を適時に行って、システムの稼働時間および信頼性を最大限に高めることができる。
Consideration of related technical fields Complex dynamic systems such as electromechanical devices, industrial facilities, and large-scale commercial buildings use a network of multiple sensors installed at various important points. A perspective on the operational status of the system is provided. By monitoring the function of this system, it is possible to observe various deviations from proper operation, and to perform repair actions such as maintenance, repairs and replacements in a timely manner, system uptime and reliability. Can be maximized.

しかしながら発生し得る故障、パラメタドリフト、ノイズ、センサの可観測性の限界などからなる膨大な集合のようなファクタに起因して、問題に対処するための十分な時間を伴って、故障を正確に診断することは殊に困難である。   However, due to factors such as a huge set of failures, parameter drift, noise, sensor observability limits, etc., the failure can be accurately identified with sufficient time to address the problem. It is particularly difficult to diagnose.

したがって、どのようにしてシステムを診断し、また理想とは程遠いセンサデータから故障を予想するかは、複合的な動的な産業資産の管理において、取り組みがいのある困難な対象になるのである。   Thus, how to diagnose a system and predict a failure from sensor data that is far from ideal is a challenging and challenging subject in managing complex dynamic industrial assets.

要約
本発明のシステム状態評価方法には、システムの動作に関係するユーザ供給情報を受け取ることが含まれており、このシステムの依存モデルが、受け取ったこの情報に基づいて構成される。上記のユーザ供給情報が上記の論理モデルを構築するのに十分であるとされた場合、上記のシステムの論理モデルが構築されて上記の依存モデルと結合される。この結合モデルが利用可能である場合にはこの結合モデルが上記のセンサデータに適用され、またこの結合モデルが利用できない場合には上記の依存モデルが上記のセンサデータに適用される。ここでは異常システムコンポーネントの集合が、上記の結合モデル/依存モデルのセンサデータへの適用から求められる。システム状態の評価は、この異常システムコンポーネントの集合に基づいて求められる。
Summary The system state assessment method of the present invention includes receiving user-supplied information related to system operation, and a dependency model for the system is constructed based on the received information. If the user-supplied information is sufficient to build the logical model, the logical model of the system is built and combined with the dependency model. When the combined model is available, the combined model is applied to the sensor data. When the combined model is not available, the dependent model is applied to the sensor data. Here, a set of abnormal system components is obtained from application of the combined model / dependency model to sensor data. The evaluation of the system state is obtained based on the set of abnormal system components.

評価中のシステムの動作に関係する上記のユーザ供給情報は、このシステムの1つまたは複数のコンポーネントの障害依存性についてのエキスパート知識、またはこのシステムの上記の1つまたは複数のコンポーネントの故障の仕方についてのエキスパート知識を含むことができる。   The above user-supplied information relating to the operation of the system under evaluation is expert knowledge of the fault dependency of one or more components of the system, or how the one or more components of the system fail Expert knowledge about can be included.

評価中のシステムの動作に関係する上記のユーザ供給情報は、ユーザにより、またはユーザ入力に基づいて自動的に、ASP(Answer Set Programming)形式化でエンコードすることができる。   The above-mentioned user-supplied information relating to the operation of the system under evaluation can be encoded in ASP (Answer Set Programming) formatting by the user or automatically based on user input.

上記の構築された依存モデルおよび/または前記結合モデルは、ASP(Answer Set Programming)形式化で表すことができる。   The constructed dependency model and / or the combined model can be expressed in ASP (Answer Set Programming) formalization.

上記の構築された依存モデルは、評価中のシステムを通って故障がどのように伝播するかのみを記述することが可能である。   The above built dependency model can only describe how the fault propagates through the system under evaluation.

上記の構築された論理モデルは、評価中のシステムの1つまたは複数のコンポーネント間の複合的な機能的相互関係を記述することできる。   The constructed logical model described above can describe complex functional interrelationships between one or more components of the system under evaluation.

評価中のシステムの論理モデルを構築するために、上記の受け取ったユーザ提供情報が十分であるか否かの判定には、論理モデルを構築することと、この構築された論理モデルを監視されたセンサデータへの適用を試みることと、意味のある結果が得られるか否かを決定することとを含み得る。   To determine whether the received user-provided information is sufficient to build the logical model of the system under evaluation, the logical model was built and this built logical model was monitored. Attempting to apply to sensor data and determining whether a meaningful result is obtained.

上記の論理モデルと依存モデルとの上記の結合は、ASP(Answer Set Programming)ソルバを使用して実行することができる。   The above combination of the logical model and the dependency model can be performed using an ASP (Answer Set Programming) solver.

上記のセンサデータへの上記の結合モデルまたは依存モデルの適用は、ASP(Answer Set Programming)ソルバによって実行することができる。   Application of the coupling model or dependency model to the sensor data can be performed by an ASP (Answer Set Programming) solver.

1つまたは複数の異常システムコンポーネントの上記の求めた集合に基づくシステム状態の評価には、最小解を優先することが含まれ得る。   Assessing the system state based on the determined set of one or more abnormal system components may include prioritizing the minimum solution.

1つまたは複数の異常システムコンポーネントの上記の求めた集合に基づくシステム状態の評価には、最大個数のセンサによって裏付けられる解を優先することが含まれ得る。   Assessing the system state based on the above determined set of one or more abnormal system components may include prioritizing the solution supported by the maximum number of sensors.

上記のセンサデータへの上記の結合モデルまたは依存モデルの適用には、非単調論理の使用が含まれ得る。   Application of the combined or dependent model to the sensor data can include the use of non-monotonic logic.

本発明にはシステム状態を評価するための方法が記載されており、この方法では、評価中のシステムの依存モデルと、評価中のシステムの論理モデルとを受け取ることが含まれている。ここでは評価中のシステム内に実現されている1つまたは複数のセンサからのセンサデータが監視される。上記の論理モデルと依存モデルとが結合され、ASP(Answer Set Programming)ソルバが使用されて、この結合モデルが上記のセンサデータに適用される。上記の結合モデルをセンタデータに適用することにより、1つまたは複数の異常システムコンポーネントの集合が求められる。さらに1つまたは複数の異常システムコンポーネントの求めた集合に基づいてシステム状態の評価が得られる。   The present invention describes a method for evaluating system state, which includes receiving a dependency model of the system under evaluation and a logical model of the system under evaluation. Here, sensor data from one or more sensors implemented in the system under evaluation is monitored. The logical model and the dependency model are combined, and an ASP (Answer Set Programming) solver is used, and the combined model is applied to the sensor data. By applying the above combined model to the center data, a set of one or more abnormal system components is obtained. Further, an evaluation of the system state is obtained based on the determined set of one or more abnormal system components.

1つまたは複数の異常システムコンポーネントの上記の求めた集合に基づくシステム状態の評価には、最小解を優先することが含まれ得る。   Assessing the system state based on the determined set of one or more abnormal system components may include prioritizing the minimum solution.

1つまたは複数の異常システムコンポーネントの上記の求めた集合に基づくシステム状態の評価には、最大個数のセンサによって裏付けられる解を優先することが含まれ得る。   Assessing the system state based on the above determined set of one or more abnormal system components may include prioritizing the solution supported by the maximum number of sensors.

本発明にはさらにコンピュータシステムが記載されており、このコンピュータシステムには、プロセッサと、このプロセッサによって実行可能な命令からなるプログラムを実現してシステム状態を評価するための方法のステップを実行する、上記のコンピュータシステムによって読み出し可能である非一時的な有体のプログラム記憶媒体とが含まれている。上記の方法では、評価中のシステムの動作に関係するユーザ提供情報を受け取る。ここでは評価中の上記のシステムの依存モデルが、上記の受け取ったユーザ提供情報に基づいて構築される。また受け取ったこのユーザ提供情報が、評価中のシステムの論理モデルを構築するのに十分であるか否かが判定される。このユーザ提供情報が十分であると判定された場合、評価中のシステムの論理モデルが構築されて、この論理モデルと上記の依存モデルとが結合される。また評価中のシステム内に実装された1つまたは複数のセンサからのセンサデータが監視される。上記の結合モデルが利用可能である場合には、上記のセンサデータにこの結合モデルが適用され、上記の結合モデルが利用可能でない場合には上記の依存モデルが適用される。上記の結合モデル/依存モデルのセンサデータへの適用から、1つまたは複数の異常システムコンポーネントの集合が求められる。上記の1つまたは複数の異常システムコンポーネントのこの求めた集合に基づいてシステム状態の評価が得られる。   The present invention further describes a computer system that implements the steps of a method for evaluating a system state by implementing a program comprising a processor and instructions executable by the processor. And a non-transitory tangible program storage medium readable by the computer system. In the above method, user provided information related to the operation of the system under evaluation is received. Here, the dependency model of the system under evaluation is constructed based on the received user-provided information. It is also determined whether the received user-provided information is sufficient to build a logical model of the system under evaluation. If it is determined that the user-provided information is sufficient, a logical model of the system under evaluation is constructed, and the logical model and the dependency model are combined. Sensor data from one or more sensors implemented in the system under evaluation is also monitored. When the combined model is available, the combined model is applied to the sensor data. When the combined model is not available, the dependent model is applied. From the application of the combined model / dependence model to sensor data, a set of one or more abnormal system components is determined. An assessment of the system state is obtained based on this determined set of one or more abnormal system components.

上記の構築された依存モデルは、上記の評価中のシステムを通って故障がどのように伝播するかのみを記述することが可能である。   The constructed dependency model can only describe how faults propagate through the system under evaluation.

上記の構築された論理モデルは、上記の評価中のシステムの1つまたは複数のコンポーネント間の複合的な機能的相互関係を記述することが可能である。   The constructed logical model can describe complex functional interrelationships between one or more components of the system under evaluation.

上記の論理モデルと依存モデルとの結合は、ASP(Answer Set Programming)ソルバを使用して実行することができる。   The combination of the logical model and the dependency model can be executed using an ASP (Answer Set Programming) solver.

上記のセンサデータへの結合モデルまたは依存モデルの適用は、ASP(Answer Set Programming)ソルバによって実行することができる。   Application of the coupling model or the dependency model to the sensor data can be executed by an ASP (Answer Set Programming) solver.

1つまたは複数の異常システムコンポーネントの上記の求めた集合に基づくシステム状態の上記の評価には、最小解を優先するかまたは最大個数のセンサによって裏付けられる解を優先することを含むことが可能である。   The above evaluation of the system state based on the above determined set of one or more abnormal system components may include prioritizing the solution that is preferred by the minimum solution or supported by the maximum number of sensors. is there.

本発明の実施例を説明するためのWTP(Water Tank Problem)を示す概略図である。It is the schematic which shows WTP (Water Tank Problem) for demonstrating the Example of this invention. 本発明の実施例を適用可能な簡略化した潤滑油システムを説明する図である。It is a figure explaining the simplified lubricating oil system which can apply the Example of this invention. 本発明の実施例にしたがって図2のシステムに基づく依存モデルを表すステートメントの集合である。3 is a set of statements representing a dependency model based on the system of FIG. 2 in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の実施例にしたがい、システム診断のためのハイブリッドアプローチを説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a hybrid approach for system diagnosis, in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の実施例にしたがい、システム診断のための全体的なアーキテクチャを説明する図(A)およびシステムを監視しかつ診断するためのシステムのアーキテクチャを説明する図(B)である。FIG. 2A illustrates an overall architecture for system diagnosis and FIG. 2B illustrates a system architecture for monitoring and diagnosing the system, in accordance with an embodiment of the present invention. 上記の方法を実現することの可能なコンピュータシステムと、本発明の実施形態による装置との例を示す図である。It is a figure which shows the example of the computer system which can implement | achieve said method, and the apparatus by embodiment of this invention.

本発明の一層完全な評価およびその付随的な様相の多くは、以下の詳細な説明を参照し添付の図面に関連して考えれば一層理解され、容易に得られる。   A more complete evaluation of the invention and many of the attendant aspects thereof will be better understood and readily obtained when considered in conjunction with the accompanying drawings, with reference to the following detailed description.

図面の詳細な説明
図面に示した本発明の説明用の実施例において、わかりやすくするために特定の専門用語を使用した。しかしながら本発明は、このように選択された特定の専門用語に限定することを意図するものではなく、特定の各要素には、同様に動作するあらゆる技術的な等価物が含まれることは明らかである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the illustrative examples of the invention shown in the drawings, specific terminology is used for the sake of clarity. However, the present invention is not intended to be limited to the specific terminology so selected, and it is obvious that each specific element includes any technical equivalent that operates in a similar manner. is there.

センサデータからの将来の故障のような問題の証拠を検出するため、コンピュータ学習が使用されるシステム診断のためのアプローチもあるが、別のアプローチでは、一人またはそれ以上の人間のユーザのエキスパート知識が使用される。さらに別のアプローチでは、コンピュータ学習の様相と、エキスパート知識の使用とが組み合わせられる。センサデータを解釈するのにエキスパート知識を使用するアプローチでは、上記の知識は、論理的な表現のようなコンピュータ可読形式にエンコードされ、上記のシステムが正常に動作しているか、システムが誤動作しているか、このシステムのどの部分が誤動作しているか、どのような補修行動が推奨されるか、また故障が発生する前に補修行動を行うためのどのくらいの時間が残っているかなどを、コンピュータ化された診断システムが求めるのを支援するために使用される。   Some approaches to system diagnosis use computer learning to detect evidence of problems such as future failures from sensor data, but in another approach, expert knowledge of one or more human users Is used. Yet another approach combines aspects of computer learning with the use of expert knowledge. In an approach that uses expert knowledge to interpret sensor data, the above knowledge is encoded in a computer readable form, such as a logical representation, and the above system is operating normally or the system is malfunctioning. Which parts of the system are malfunctioning, what repair actions are recommended, and how much time remains to perform repair actions before a failure occurs. Used to help the diagnostic system seek.

エキスパート知識を利用し、センサデータに基づいて診断を行うための1つのアプローチは、故障依存モデルである。このアプローチは、いくつかのコンポーネントは適切に動作するために別のコンポーネントが適切に動作することを要求する認識に基づくものである。1つの故障は、複数のセンサ異常読み取り値として現れることがあるため、上記の故障依存モデルは、どのタイプの誤動作が別のセンサ異常読み取り値を発生させる傾向があるかという事前の知識に基づき、これらの異常読み取り値の原因となっている根本原因をピンポイントで突き止めようと試みる。   One approach to using expert knowledge and making a diagnosis based on sensor data is a fault-dependent model. This approach is based on the recognition that some components require other components to operate properly in order to operate properly. Since one fault can appear as multiple sensor anomaly readings, the above fault-dependent model is based on prior knowledge of what types of malfunctions tend to generate other sensor anomaly readings, Try to pinpoint the root cause of these abnormal readings.

この診断アプローチを説明し易くするため、WTP(Water Tank Problem)を考察する。図1、このWTPを説明する概略図である。この図には左側のタンク10および右側のタンク11の2つのタンクがある。1つの蛇口12は各タンクの間で自由に動かすことができるため、両方のタンクに水を充填することができる。各タンクには水を漏らす孔が底部にある。左側のタンク10はv1の速度で水を漏らすのに対し、右側のタンク11は、v2の速度で水を漏らす。蛇口12はどちらのタンクも速度wで充填する。簡単にするため、v1=v2=vかつw>vと仮定する。蛇口を移動してタンクを切り換えるため、「スイッチ」と称されるコマンドを使用することができる。   To help explain this diagnostic approach, consider WTP (Water Tank Problem). FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the WTP. In this figure, there are two tanks, a left tank 10 and a right tank 11. One faucet 12 can be moved freely between each tank, so that both tanks can be filled with water. Each tank has a hole at the bottom for water leakage. The left tank 10 leaks water at a speed of v1, while the right tank 11 leaks water at a speed of v2. The faucet 12 fills both tanks at speed w. For simplicity, assume v1 = v2 = v and w> v. To move the faucet and switch tanks, a command called a “switch” can be used.

センサx1は、左側タンク10の状態を監視するブールの(Boolean)センサであるのに対し、センサx2は、右側タンク11の状態を監視するブールのセンサである。センサx1およびx2は、上記のタンクにおける水準が上がる場合に1を記録し、水準が下がる場合に0を記録する。   The sensor x1 is a Boolean sensor that monitors the state of the left tank 10, whereas the sensor x2 is a Boolean sensor that monitors the state of the right tank 11. Sensors x1 and x2 record 1 when the level in the tank goes up and 0 when the level goes down.

ここで時間1においてx1の値が1であり、x2の値が0であるとする。このことが示しているのは、蛇口12が左側のタンク10を充填していることである。上記のスイッチコマンドが時間1と時間2との間に発生され、かつ、時間2にx1およびx2の値がそれぞれ1および0のままであると仮定すると、x1およびx2の値はこの段階で異常であると考えられる。なぜならば、このシステムでは上記のスイッチの後、x1が0でx2が1であることが予想されるからである。このシナリオにおいて蛇口12は、左側のタンク10上に固着して動かなくなっている。しかしながら蛇口12用のセンサは設けられていないため、この問題は直接観察することはできず、診断が必要なのである。   Here, it is assumed that the value of x1 is 1 and the value of x2 is 0 at time 1. This shows that the faucet 12 is filling the left tank 10. Assuming that the above switch command is generated between time 1 and time 2 and the values of x1 and x2 remain 1 and 0 respectively at time 2, the values of x1 and x2 are abnormal at this stage. It is thought that. This is because in this system, after the above switch, x1 is expected to be 0 and x2 is expected to be 1. In this scenario, the faucet 12 is stuck on the left tank 10 and is stuck. However, since no sensor for faucet 12 is provided, this problem cannot be observed directly and diagnosis is necessary.

x1およびx2の状態を一緒に検査するために非単調論理を使用することができる。x2が減少し増大していないという事実は、例えば漏れによって左側のタンク11が故障していることを示し得る。しかしながらx1が増大し減少していないという事実と組み合わせると、誤動作しているのは蛇口12であると判定することができる。非単調論理の一例は、解集合プログラミング(ASP:Answer Set Programming)形式化である。本発明の実施形態では、特定の問題が直接には観察できないセンサ異常の原因を導き出すための種々異なる監視および診断システムにASPを適用することが試みられている。さらにASPは、別の複数の推論アプローチを統合するための統一言語として使用することができる。   Non-monotonic logic can be used to check the state of x1 and x2 together. The fact that x2 is decreasing and not increasing may indicate that the left tank 11 has failed, for example due to leakage. However, when combined with the fact that x1 does not increase and decrease, it can be determined that the faucet 12 is malfunctioning. An example of non-monotonic logic is answer set programming (ASP) formalization. Embodiments of the present invention attempt to apply ASP to different monitoring and diagnostic systems to derive the cause of sensor anomalies where specific problems cannot be directly observed. Furthermore, ASP can be used as a unified language for integrating different inference approaches.

本発明の実施例では、診断を推論するために付加的な2つのアプローチを使用することができる。このようなアプローチの第1のアプローチは、障害依存モデルと称することができる。このアプローチでは、1つの誤動作によって別の複数のセンサが異常読み出しを行い得るという知識を使用して一連のセンサ異常読み取り値を遡り、欠陥の実際の原因に到達する。上述のWTPの例に適用すると、蛇口における故障は左側のタンクの異常状態に結び付くことがあり、この異常状態はx1に対する異常読み取り値に結び付き得るというエキスパートの知識から出発するのである。同様に蛇口における故障は右側のタンクの異常状態に結び付くことがあり、この異常状態はx2に対する異常な読み取り値に結び付き得る。したがってこの知識は
蛇口→タンク1→x1
蛇口→タンク2→x2
と表すことができる。
In embodiments of the present invention, two additional approaches can be used to infer diagnosis. The first of such approaches can be referred to as a fault dependence model. This approach uses the knowledge that one malfunction can cause another sensor to perform an anomaly reading, going back through a series of sensor anomaly readings to reach the actual cause of the defect. Applying to the WTP example described above, a fault in the faucet can lead to an abnormal condition in the left tank, starting from expert knowledge that this abnormal condition can be associated with an abnormal reading for x1. Similarly, a failure at the faucet can lead to an abnormal condition in the right tank, which can lead to an abnormal reading for x2. Therefore, this knowledge is faucet → tank 1 → x1
Faucet → Tank 2 → x2
It can be expressed as.

この依存モデルは、x1が異常であると観察される場合には、タンク1および/または蛇口が障害を有している可能性があり、また同様にx2が異常であると観察される場合には、タンク2および/または蛇口が障害を有している可能性があることを意味すると解釈することができる。つぎの依存マトリクスをこの状況を表すのに使用可能である。すなわち、

Figure 2015534179
である。 The dependency model is that if x1 is observed to be abnormal, tank 1 and / or the faucet may be faulty, and similarly x2 is observed to be abnormal. Can be interpreted to mean that the tank 2 and / or the faucet may be faulty. The following dependency matrix can be used to represent this situation. That is,
Figure 2015534179
It is.

ここからわかるように、上記の障害依存モデルを生成するために必要なただ1つのエキスパート知識は、複数のコンポーネント間で障害がどのように伝搬するかということだけである。このような知識は、CAD/CAMのようなシステム設計書から自動的に得ることができる。このシステムの機能的観点のような別の情報は、無視することができる。このような理由により、上記の障害依存モデルは、構築が容易であり、診断目的に使用できるが、このアプローチは、別の推論アプローチに比べて比較的分解能が低くなってしまう可能性がある。このため、所定の個数のセンサに対し、上記の障害依存モデルは、別のアプローチほど問題の原因に迫ってピンポイントで指摘できない可能性がある。   As can be seen, the only expert knowledge necessary to generate the above fault-dependent model is how the fault propagates between multiple components. Such knowledge can be automatically obtained from a system design document such as CAD / CAM. Other information such as the functional aspects of this system can be ignored. For these reasons, the above-described failure dependency model is easy to construct and can be used for diagnostic purposes, but this approach may have a relatively low resolution compared to other inference approaches. For this reason, for a given number of sensors, there is a possibility that the above fault dependence model cannot be pinpointed as close to the cause of the problem as another approach.

本発明の実施例ではまた、診断推論のために別のアプローチを使用することも可能である。この別のアプローチは、論理モデルアプローチと称することができる。ここでは、システムコンポーネント間の複合的な機能的相互依存性が論理式として表すことができる。このアプローチには付加的なエキスパート知識が必要になり得るが、これによってより高い診断分解能が達成可能であり、このことは、所定の個数のセンサに対し、問題の原因に一層迫ってピンポイントで指摘できることを意味し得る。   Embodiments of the invention can also use another approach for diagnostic reasoning. This alternative approach can be referred to as a logical model approach. Here, complex functional interdependencies between system components can be expressed as logical expressions. This approach may require additional expert knowledge, but this allows higher diagnostic resolution to be achieved, which can be pinpointed closer to the cause of the problem for a given number of sensors. It can mean that you can point out.

この論理モデルアプローチを上記のWTPの例に適用することができる。しかしながら、関係するコンセプトを一層容易に説明するため、上記の蛇口の切り換えを起動するコマンド「スイッチ」を使用する代わりに、コマンド「充填1」は左側タンクを充填することを意味するために値1を採ることができ、これに対して右側タンクを充填することを意味するために値0を採り得る。またこの記法のアプローチにおいて、センサ異常読み取り値は、"ab(センサ名)"で表される。付加的に各コマンドは、システム状態を表す状態変数に関連付けられている。例えば、コマンド充填1に対し、蛇口がタンク1を充填中の場合には状態「充填中1」が真になり、その他の場合にはこの状態「充填中1」が偽になる。これにより、上記のWTP例のエキスパート知識は、以下の2つのルールで捉えることができ、ここでもASPのモデル言語を使用することができる。すなわち、
inStatus(充填中1)←value(充填1,1),not ab(蛇口) (1)
not inStatus(充填中1)←value(充填1,0),not ab(蛇口) (2)
である。
This logical model approach can be applied to the WTP example above. However, to more easily explain the concept involved, instead of using the command “switch” to activate the faucet switching described above, the command “fill 1” means the value 1 to fill the left tank. Can be taken, whereas the value 0 can be taken to mean filling the right tank. In this notation approach, the sensor abnormality reading is represented by “ab (sensor name)”. Additionally, each command is associated with a state variable that represents the system state. For example, for the command filling 1, if the faucet is filling the tank 1, the state “filling 1” is true; otherwise, the state “filling 1” is false. Thereby, the expert knowledge of the above WTP example can be grasped by the following two rules, and the ASP model language can also be used here. That is,
inStatus (filling 1) ← value (filling 1, 1), not ab (faucet) (1)
not inStatus (filling 1) ← value (filling 1, 0), not ab (faucet) (2)
It is.

これらのASPルールに対し、ルールの右辺は論理積として解釈され、左辺が成り立つためには、右辺のすべての条件も成り立たなければならないことを意味する。ルール(1)は、コマンド充填1の値が1(左側タンクを充填する)であり、かつ、蛇口が障害状態にない場合、システムは左側タンクが充填されている状態にあるはずであることを意味する。ルール(2)は同様に、コマンド充填1が0(左側タンクを充填しない)であり、かつ、蛇口が障害状態ない場合にこのシステムは、左側タンクが充填されていない状態にあることを意味する。   For these ASP rules, the right side of the rule is interpreted as a logical product, which means that in order for the left side to hold, all conditions on the right side must also hold. Rule (1) states that if the value of command fill 1 is 1 (fill the left tank) and the faucet is not faulty, the system should be in a state where the left tank is filled. means. Rule (2) also means that if the command fill 1 is 0 (do not fill the left tank) and the faucet is not faulty, this system means that the left tank is not filled. .

論理式はまた、センサ読み取り値と状態変数との間の関係を指定するためにも使用可能であり、例えば、
value(x1,0)←not inStatus(充填1),not ab(タンク1) (3)
value(x2,1)←not inStatus(充填1),not ab(タンク2) (4)
である。
Formulas can also be used to specify the relationship between sensor readings and state variables, for example
value (x1,0) ← not inStatus (filling 1), not ab (tank 1) (3)
value (x2, 1) ← not inStatus (filling 1), not ab (tank 2) (4)
It is.

ここでルール(3)は、システムが、タンク1(左側タンク)を充填する状態になく、かつ、タンク1に障害がない場合、x1の増大が検出されるはずがないことを意味する。ルール(4)は同様に、システムがタンク1(左側タンク)を充填する状態になく、かつ、タンク2に障害がない場合、x2の減少が検出されるはずであることを意味する。   Here, rule (3) means that if the system is not in a state of filling tank 1 (left tank) and there is no failure in tank 1, an increase in x1 cannot be detected. Rule (4) similarly means that if the system is not in the state of filling tank 1 (left tank) and tank 2 is not faulty, a decrease in x2 should be detected.

x1およびx2の両方に障害が検出される場合、センサ読み取り値は、
value(充填1,0),value(x1,1),value(x2,0) (5)
である。
If a failure is detected in both x1 and x2, the sensor reading is
value (fill 1, 0), value (x 1, 1), value (x 2, 0) (5)
It is.

センサによって読み取ったこのvalue(充填中1,0)およびルール(2)により、ab(蛇口)またはnot inStatus(充填中1)を結論付けることができる。not inStatus(充填中1)およびルール(3)からは、ab(タンク1)またはvalue(x1,0)のいずれかが真であると推論することができる。value(x1,0)は、上記のセンサ読み取り値とは矛盾するため、ab(タンク1)を結論付けることができる。このことから、2つの最小限の説明が得られる。すなわち{ab(蛇口)}および{ab(タンク1),ab(タンク2)}である。すなわち、蛇口が誤動作しているかまたは2つのタンクが誤動作しているかのいずれかである。考察対象を上記の最小限の説明に限定することができる。なぜならば{ab(蛇口)}が上記の観察を説明できるのであれば、大きい方の集合{ab(蛇口),ab(タンク1)}もこれを説明できるからである。これらの2つの最小限の説明からは、ab(蛇口)を裏付ける2つの徴候(x1,x2)を見つけることができるのに対し、ab(タンク1)を裏付けるただ1つの徴候(x1)およびab(タンク2)を裏付けるただ1つの徴候しか見つからない。ここでの上記の優先の設定により、上記の診断として第1の最小限の説明{ab(蛇口)}が選択され得る。なぜならばそれぞれの異常を裏付けるより多くの徴候があるからである。   From this value (1,0 during filling) and rule (2) read by the sensor, it is possible to conclude ab (faucet) or not inStatus (1 during filling). From not inStatus (1 during filling) and rule (3), it can be inferred that either ab (tank 1) or value (x1, 0) is true. Since value (x1,0) is inconsistent with the sensor reading above, ab (tank 1) can be concluded. This gives two minimal explanations. That is, {ab (faucet)} and {ab (tank 1), ab (tank 2)}. That is, either the faucet is malfunctioning or the two tanks are malfunctioning. The consideration can be limited to the above minimal explanation. This is because if {ab (faucet)} can explain the above observation, the larger set {ab (faucet), ab (tank 1)} can also explain this. From these two minimal descriptions, we can find two signs (x1, x2) that support ab (faucet), whereas only one sign (x1) and ab that support ab (tank 1) Only one symptom is found to support (Tank 2). With the above priority setting here, the first minimum explanation {ab (faucet)} can be selected as the diagnosis. Because there are more signs that support each anomaly.

上で説明した例からわかるのは、一層複雑になるが論理モデルアプローチにより、考えられる故障の原因についての一層詳細な説明が得られることである。上記の依存モデルアプローチはより単純ではあるが、考えられる故障の原因について得られる詳細は少ないのである。   What can be seen from the example described above is that the more complicated explanation, the logical model approach gives a more detailed explanation of possible causes of failure. While the above dependency model approach is simpler, it provides less detail about possible causes of failure.

本発明の実施例では、ASPのモデリング言語を使用して、上記の論理モデルアプローチと依存モデルアプローチとが結合され、これにより、必要な場合には単純である共に、利用できる場合には高い分解能が得られるハイブリッド方式モデルアプローチが得られる。このハイブリッド方式アプローチから、考えられ得る複数の解が得られる場合には、実施例により、最小解が優先される。例えば、観察されるセンサ読み取り値を考慮することの可能な最も単純な説明が優先されるのである。さらに、単純な最小解が複数ある場合、裏付ける証拠が最も多い解が優先される。例えば、裏付けるセンサ観察値が最も多い最小解が優先されるのである。   In an embodiment of the present invention, the above logic model approach and dependency model approach are combined using an ASP modeling language, which is simple when necessary and has high resolution when available. A hybrid model approach is obtained. If a plurality of possible solutions are obtained from this hybrid approach, the minimum solution is given priority according to the embodiment. For example, preference is given to the simplest explanation that can take into account the observed sensor readings. Furthermore, when there are multiple simple minimum solutions, the solution with the most evidence is given priority. For example, priority is given to the minimum solution with the largest number of sensor observation values.

上記のASP(Answer Set Programming)の非単調論理形式は、計算フレームワークとして使用することができる。それはこの形式が非単調論理を利用しており、また動的な領域が扱われるような十分な機能を備えているためである。このアプローチは、上記のようなセンサデータを使用する既存の監視および診断システムに組み込むことができる。   The ASP (Answer Set Programming) non-monotonic logic form can be used as a calculation framework. This is because this form uses non-monotonic logic and has sufficient functionality to handle dynamic domains. This approach can be incorporated into existing monitoring and diagnostic systems that use sensor data as described above.

ここでは、単純化された潤滑油システムについて、本発明の実施例を説明する。しかしながらこの単純化された潤滑油システムは、本発明の実施例を適用することが可能な例示的なシステムとして提供されているのであり、本発明の上記の実施例は、監視が行われる任意のシステムに適用できることは明らかである。   Here, an embodiment of the present invention will be described for a simplified lubricating oil system. However, this simplified lubricating oil system is provided as an exemplary system to which embodiments of the present invention can be applied, and the above embodiments of the present invention are not limited to any monitoring being performed. It is clear that it can be applied to the system.

量的な診断アプローチのベースである、意図した挙動を表すすべての状態空間方程式および推移を有する、複合システムの完全なモデルを得るのが困難であるかまたは不可能になり得るケースもある。これに相応して、本発明の実施例は、この複合システムの完全なモデルが利用できないかまたは他に供給されていない場合、依存モデルだけを頼りにすることが可能である。   In some cases, it may be difficult or impossible to obtain a complete model of a complex system with all state space equations and transitions representing the intended behavior, which is the basis of a quantitative diagnostic approach. Correspondingly, embodiments of the present invention can only rely on the dependency model if the complete model of this complex system is not available or otherwise provided.

図2は、本発明の実施例を適用可能な単純化された油潤滑システムを示す図である。ここでは3つのポンプ"ACPMP1"201,"ACPMP2"202および"DCPMP"203が、潤滑油リザーバ200に接続されている。2つのACポンプ201および202は、冗長/バッグアップシステムを構成することができ、DCポンプ203は別の管路上で動作し得る。AC管路では冷却器204と、フィルタ205と、圧力制御バルブ206とが順に接続されている。ここには4つのコマンドセンサ、すなわちpump1Dmd207と、pump2Dmd208と、dcPmpDmd209と、controlValve210とが設けられている。また4つの指示センサが設けられている。これらの指示センサには、リザーバ200における圧力を示すpsvac211と、上記の2つの管路に油が流れているか否かを示すdpsw212およびps213と、終端部における油圧を示すLOPS214とが含まれている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a simplified oil lubrication system to which embodiments of the present invention can be applied. Here, three pumps “ACPMP1” 201, “ACPMP2” 202 and “DCPMP” 203 are connected to the lubricating oil reservoir 200. The two AC pumps 201 and 202 can constitute a redundant / back-up system, and the DC pump 203 can operate on a separate line. In the AC pipe line, a cooler 204, a filter 205, and a pressure control valve 206 are connected in order. Here, four command sensors, ie, pump1Dmd207, pump2Dmd208, dcPmpDmd209, and controlValve210 are provided. Four instruction sensors are provided. These indicating sensors include a psvac 211 that indicates the pressure in the reservoir 200, dpsw 212 and ps 213 that indicate whether or not oil is flowing through the two pipes, and a LOPS 214 that indicates the hydraulic pressure at the end portion. .

この図から依存モデルを作成することができる。依存モデルは単に、システムを通して異常が伝搬するパスに関係する情報だけを必要とするため、ここに示した図から得られるエキスパート知識以外の付加的なエキスパート知識は、この依存モデルを構成するのに不要である。図3は、本発明の実施例にしたがい、図2のシステムに基づく依存モデルを表す一連のステートメントである。図3に示した依存モデルは、図2の図から直接得ることができる。   A dependency model can be created from this figure. Because the dependency model simply needs information related to the path through which the anomaly propagates through the system, additional expert knowledge other than the expert knowledge obtained from the diagram shown here can be used to construct this dependency model. It is unnecessary. FIG. 3 is a series of statements representing a dependency model based on the system of FIG. 2, in accordance with an embodiment of the present invention. The dependency model shown in FIG. 3 can be obtained directly from the diagram of FIG.

図3の依存モデルには、図2に示したシステムにおけるオブジェクト毎の依存性のチェーンが示されている。例えば、第1の行(31)からわかるように、lops(214)において検出されるセンサ異常読み取り値は、lops(214)における問題、制御バルブ(206)における問題、フィルタ(205)における問題、冷却器(204)における問題、acpmp1(201)における問題、またはres(200)における問題によって生じ得る。第2の行(32)からわかるように、lops(214)において検出されるセンサ異常読み取り値は、lops(214)における問題、制御バルブ(206)における問題、フィルタ(205)における問題、冷却器(204)における問題、acpmp2(202)における問題、またはres(200)における問題によって生じ得る。第3の行(33)からわかるように、dpsw(212)において検出されるセンサ異常読み取り値は、dpsw(212)における問題、制御バルブ(206)における問題、フィルタ(205)における問題、冷却器(204)における問題、acpmp1(201)における問題、またはres(200)における問題によって生じ得る。第4の行(34)からわかるように、dpsw(212)において検出されるセンサ異常読み取り値は、dpsw(212)における問題、制御バルブ(206)における問題、フィルタ(205)における問題、冷却器(204)における問題、acpmp2(202)における問題、またはres(200)における問題によって生じ得る。第5の行(35)からわかるように、lops(214)において検出されるセンサ異常読み取り値は、lops(214)における問題、dcpmp(203)における問題、またはres(200)における問題によって生じ得る。第6の行(36)からわかるように、ps(213)において検出されるセンサ異常読み取り値は、ps(213)における問題、dcpmp(203)における問題またはres(200)における問題によって生じ得る。第7の行(37)からわかるように、psvac(211)において検出されるセンサ異常読み取り値は、psvac(211)における問題またはres(200)における問題によって生じ得る。   The dependency model shown in FIG. 3 shows a dependency chain for each object in the system shown in FIG. For example, as can be seen from the first row (31), sensor anomaly readings detected at lops (214) are: problems at lops (214), problems at control valve (206), problems at filter (205), This can be caused by a problem in the cooler (204), a problem in acpmp1 (201), or a problem in res (200). As can be seen from the second row (32), sensor anomaly readings detected at lops (214) are: problems at lops (214), problems at control valve (206), problems at filter (205), cooler This can be caused by a problem in (204), a problem in acpmp2 (202), or a problem in res (200). As can be seen from the third row (33), sensor anomaly readings detected at dpsw (212) are: problems at dpsw (212), problems at control valve (206), problems at filter (205), cooler This can be caused by a problem at (204), a problem at acpmp1 (201), or a problem at res (200). As can be seen from the fourth row (34), sensor anomaly readings detected at dpsw (212) are: problems at dpsw (212), problems at control valve (206), problems at filter (205), cooler This can be caused by a problem in (204), a problem in acpmp2 (202), or a problem in res (200). As can be seen from the fifth row (35), the sensor anomaly reading detected at lops (214) may be caused by a problem at lops (214), a problem at dcpmp (203), or a problem at res (200). . As can be seen from the sixth row (36), the sensor anomaly reading detected at ps (213) may be caused by a problem at ps (213), a problem at dcpmp (203) or a problem at res (200). As can be seen from the seventh row (37), the sensor anomaly reading detected in psvac (211) may be caused by a problem in psvac (211) or a problem in res (200).

センサ異常読み取り値および考えられ得る原因のこの階層関係は、以下に示す依存マトリクスに要約されている。この依存マトリクスにおいて列は、センサ異常読み取り値を表しており、行は、考えられ得る原因を表している。値「1」は、列におけるセンサ異常読み取り値が、行に示した故障または誤動作によって発生し得ることを示しているのに対し、値「0」は、列におけるセンサ異常読み取り値が、行に示した故障または誤動作によって発生し得ないことを示している。

Figure 2015534179
This hierarchical relationship of sensor anomaly readings and possible causes is summarized in the dependency matrix shown below. In this dependency matrix, columns represent sensor anomaly readings, and rows represent possible causes. A value of “1” indicates that a sensor anomaly reading in the column may occur due to a failure or malfunction indicated in the row, whereas a value of “0” indicates that an anomaly reading in the column is in the row. It indicates that it cannot occur due to the indicated failure or malfunction.
Figure 2015534179

したがってこの依存マトリクスからわかるのは、単純化された潤滑油システムの例が、既存の指示センサを使用しても完全には診断できないことである。例えば、lopsおよびdpswの両方が障害を有していることが検出される場合、依存情報だけに基づいてどのコンポーネントが障害を有しているかを区別できないことになり得る。このような場合、任意1つまたは複数のコンポーネントが障害を有している可能性がある。   Thus, it can be seen from this dependency matrix that the example of a simplified lubricant system cannot be fully diagnosed using existing indicator sensors. For example, if both lops and dpsw are detected to have a failure, it may not be possible to distinguish which component has a failure based solely on the dependency information. In such cases, any one or more components may have a fault.

しかしながら、以下に示すように、上記の論理モデルアプローチを使用して解析した場合には、上記と同じ一連のセンサデータによって一層事実を見極めることのできる答えが得られる。このアプローチによれば、図2に示した潤滑油システムから、各センサがシステム状態変数を定めることを識別することができるのである。例えば、acPmp1が障害状態になければ、value(acPmp1Dmd,1)=pumpRun,value(acPmp1Dmd,0)=not pumpRunでないことがわかり、すなわち、Pump1Dmdが1の値を供給する場合にはACPMP1が動作しており、Pump1Dmdが0の値を供給する場合にはACPMP1が動作していないことがわかるのである。この情報は、以下のASPルールを使用してエンコードすることができる。すなわち、
inStatus(pumpRun1)←value(adPmp1Dmd,1),not ab(acPmp1) (6)
not inStatus(pumpRun1)←value(acPmp1Dmd,0),not ab(acPmp1) (7)
別の例として、上記の指示センサ、すなわちvalue(lops,0)=lowPress,value(lops,1)=not lowPressである。この情報は以下のASPルールにエンコードすることができる。すなわち、
value(lops,1)←not inStatus(lowPress) (8)
value(lops,0)←inStatus(lowPress) (9)
異なる状態変数間の関係は、以下の制約を使用してエンコード可能である。すなわち、
← not inStatus(lowPress),inStatus(流れ1),
not inStatus(流れ2),not ab(制御バルブ) (10)
である。
However, as will be shown below, when analyzed using the logical model approach described above, the same series of sensor data as described above provides an answer that can be further determined. According to this approach, it can be identified from the lubricating oil system shown in FIG. 2 that each sensor defines a system state variable. For example, if acPmp1 is not in a fault state, it can be seen that value (acPmp1Dmd, 1) = pumpRun, value (acPmp1Dmd, 0) = not pumpRun, that is, if Pump1Dmd supplies a value of 1, ACPMP1 operates. When Pump1Dmd supplies a value of 0, it can be seen that ACPMP1 is not operating. This information can be encoded using the following ASP rules: That is,
inStatus (pumpRun1) ← value (adPmp1Dmd, 1), not ab (acPmp1) (6)
not inStatus (pumpRun1) ← value (acPmp1Dmd, 0), not ab (acPmp1) (7)
As another example, the above-mentioned indicating sensor, that is, value (lops, 0) = lowPress, value (lops, 1) = not lowPress. This information can be encoded into the following ASP rules: That is,
value (lops, 1) ← not inStatus (lowPress) (8)
value (lops, 0) ← inStatus (lowPress) (9)
The relationship between different state variables can be encoded using the following constraints: That is,
← not inStatus (lowPress), inStatus (flow 1),
not inStatus (flow 2), not ab (control valve) (10)
It is.

ここで、ASPルールの左辺が空白のままになっているのは、このルールの右辺が成り立たないことを示している。この制約が意味しているのは、管路1に流れがあり、管路2に流れがあり、制御値に障害がない場合には、終端部の圧力が低ではあり得ないことである。   Here, the left side of the ASP rule is left blank, indicating that the right side of this rule is not valid. This constraint means that if there is a flow in line 1 and there is a flow in line 2 and there is no failure in the control value, the pressure at the end cannot be low.

lopsおよびdpswに障害があることが検出されるシナリオを考察する。センサ読み取り値は、value(acPmp1Dmd,1),value(acPmp2Dmd,0),value(dcPmpDmd,0),value(dpsw,0),value(ps,1),value(lops,0)になる。   Consider a scenario where a failure in lops and dpsw is detected. The sensor reading value is value (acPmp1Dmd, 1), value (acPmp2Dmd, 0), value (dcPmpDmd, 0), value (dpsw, 0), value (ps, 1), value (lops, 0).

上記の表現(6)〜(9)から結論付けられるのはinStatus(流れ1),not inStatus(流れ2)およびnot inStatus(lowPress)である。この結果、ルール(10)からは、ab(制御バルブ)が真であると推測することができる。   It is inStatus (flow 1), not inStatus (flow 2), and not inStatus (lowPress) that can be concluded from the above expressions (6) to (9). As a result, it can be inferred from the rule (10) that ab (control valve) is true.

上記の例からは、2つのモデルの各モデルをどのように潤滑油システムの例に適用できるかがわかる。上記の依存モデルアプローチは、作成するのが容易であり、推論は簡単であるが、比較的低い分解能しか得られない。このことが意味し得るのは、所定の個数のセンサに対し、論理モデルアプローチを使用する場合のようには誤動作を絞り込めないことである。論理モデルアプローチにより、一層高い分解能を得ることができる。このことが意味するのは、所定の個数のセンサに対し、発生し得る問題の一層小さい部分集合に誤動作を絞り込めることである。しかしながらこの論理モデルアプローチではこれを構築するために付加的なユーザ入力が必要になり得る。例えば、上記のシステムを理解するための、論理ステートメントの完全な集合を構築するために一層多くのエキスパートデータが必要になり得る。   From the above example, it can be seen how each of the two models can be applied to the example of the lubricating oil system. The dependency model approach described above is easy to create and reasoning is simple, but only provides a relatively low resolution. This can mean that for a given number of sensors, malfunctions cannot be narrowed down as when using the logical model approach. A higher resolution can be obtained by a logical model approach. This means that for a given number of sensors, malfunctions can be narrowed down to a smaller subset of possible problems. However, this logical model approach may require additional user input to build it. For example, more expert data may be needed to build a complete set of logical statements to understand the above system.

本発明の実施例では、上記の依存モデルアプローチと、論理モデルアプローチとを組み合わせようとしている。図4は、本発明の実施例にしたがい、システム診断のためのハイブリッド型アプローチを説明するフローチャートである。まずはじめにユーザ情報が取得される(ステップS41)。このユーザ情報は、監視するシステムについてのエキスパート知識とすることができ、またシステムの正しい動作および問題が観察され得る既知のパスに関係するものとすることが可能である。このユーザ情報は、例えば、ユーザに所望の情報の入力を促すユーザインタフェースを介して供給することができる。このユーザ情報に取得には、ユーザによって供給された入力を、曖昧性がなくかつ都合のよい形式にフォーマットすることも含まれ得る。   In the embodiment of the present invention, the above-described dependency model approach is combined with the logical model approach. FIG. 4 is a flowchart illustrating a hybrid approach for system diagnosis in accordance with an embodiment of the present invention. First, user information is acquired (step S41). This user information can be expert knowledge about the system being monitored and can relate to a known path through which correct operation of the system and problems can be observed. This user information can be supplied, for example, via a user interface that prompts the user to input desired information. Obtaining this user information may include formatting the input supplied by the user into an unambiguous and convenient format.

つぎに、取得した上記のユーザ供給情報が、論理モデルを構築するのに十分であるか否かが決定される(ステップS42)。この決定は、ユーザに質問することによって手動で行うか、または情報が十分である否かを分析することによって自動的に行うことができる。本発明の一実施例によれば、論理モデルはいずれのイベントにおいても構築することができ、構築される論理モデルが十分であるか否かは、この論理モデルが意味のある結果を提供し得るか否かによって決定することができる。択一的には、この論理モデルが十分であるか否かは、シミュレーションを行うことによって評価できるか、または論理ステートメントの集合の相互依存性を検証し、発生し得るセンサ値のいくつの異なる組み合わせがこのモデルによって説明できることを確かめることによって評価することができる。   Next, it is determined whether or not the acquired user-supplied information is sufficient to construct a logical model (step S42). This determination can be made manually by asking the user or automatically by analyzing whether the information is sufficient. According to one embodiment of the present invention, a logical model can be built at any event, and whether the logical model being built is sufficient can provide meaningful results. It can be determined by whether or not. Alternatively, whether this logical model is sufficient can be evaluated by performing simulations, or the interdependencies of a set of logical statements can be verified and several different combinations of sensor values that can occur. Can be evaluated by making sure that can be explained by this model.

上記の取得したユーザ提供情報が論理モデルを構築するのに十分な場合(Yes,ステップS42)、上記の利用可能な情報から論理モデルを生成することができる(ステップS43)。上記の取得したユーザ提供情報が論理モデルを構築するのに十分でない場合(No,ステップS42)、上記の利用可能な情報から依存モデルを生成することができる(ステップS44a)。付加的には上記の論理モデルが構築された場合に、さらに上記の依存モデルも構築することが可能である(ステップS44b)。その後の任意の時点においてこのシステムについての付加情報をユーザから得ることができるか、そうでなければシステムの動作を監視することによって学習され、付加情報が得られた場合には、上記の論理モデルを拡張するか、または十分な情報が欠落していたために前には生成されていなかった場合でも論理婦モデルを生成することができる。   If the acquired user-provided information is sufficient to build a logical model (Yes, step S42), a logical model can be generated from the available information (step S43). If the acquired user-provided information is not sufficient to build a logical model (No, Step S42), a dependency model can be generated from the available information (Step S44a). In addition, when the above-described logical model is constructed, the above-described dependency model can be further constructed (step S44b). If at any later time additional information about the system can be obtained from the user or otherwise learned and monitored by monitoring the operation of the system, the logical model described above is obtained. Or a logical model can be generated even if it was not previously generated due to lack of sufficient information.

上記の依存情報はつぎに、ASP(Answer Set Programming)フレームを使用してエンコードすることができる(ステップ45a/b)。例えばシステムコンポーネント間の依存性に対して、以下を使用することができる。すなわちconnectTo(dcPmpDmd,res)を使用することができる。コンポーネントとインジケータとの間の依存関係に対しては、以下を使用することができる。すなわち、associate(dcPump,ps)を使用することができる。   The dependency information can then be encoded using an ASP (Answer Set Programming) frame (step 45a / b). For example, for dependencies between system components, the following can be used: That is, connectTo (dcPmpDmd, res) can be used. For dependencies between components and indicators, the following can be used: That is, associate (dcPump, ps) can be used.

接続の推移閉包は、以下のASPルールを使用することによって計算することができる。すなわち、
tcConnectTo(C,C1)←connectTo(C,C1)
(11)
tcConnectTo(C,C2)←tcConnectTo(C,C1),tcConnectTo(C1,C2)
(12)
である。
The transitive closure of a connection can be calculated by using the following ASP rule: That is,
tcConnectTo (C, C1) ← connectTo (C, C1)
(11)
tcConnectTo (C, C2) ← tcConnectTo (C, C1), tcConnectTo (C1, C2)
(12)
It is.

それぞれのコンポーネントCに対し、インジケータIがCに関係付けられており、かつ、別のコンポーネントC1がCの推移閉包内にある場合、IもつぎのようにC1に関係付けられる。すなわち
associate(C1,I)←associate(C,I),tcConnectTo(C,C1)
(13)
である。
For each component C, if an indicator I is associated with C and another component C1 is in C's transitive closure, then I is also associated with C1 as follows: Ie
associate (C1, I) ← associate (C, I), tcConnectTo (C, C1)
(13)
It is.

上記の依存モデルが一旦ASPルールでエンコードされれば、上記の2つのモデルを結合させてASPソルバで実行することができる(ステップS46)。論理モデルが構成されていない場合も上記の依存モデルをなお上記のASPソルバで実行することができる(ステップS47)。   Once the dependency model is encoded with ASP rules, the two models can be combined and executed by an ASP solver (step S46). Even when the logical model is not configured, the above dependency model can still be executed by the above ASP solver (step S47).

ASPソルバの計算は、センサ異常読み取り値の原因を求めるかそうでなければ発生し得る問題を診断するために殊に効率な方法になり得る。   The ASP solver calculation can be a particularly efficient way to determine the cause of sensor anomaly readings or to diagnose problems that may otherwise occur.

上記のモデルルールのASPエンコーディング、手動または自動的に記述することができる。例えば、ASPの知識はエンドユーザからは見えないようにすることができ、またASPエンコーディングは、ユーザに馴染みのある形式で入力した知識を使用して自動生成することができる。以下のような情報をエンドユーザに指定させるためビジュアルモデルリングツールを使用することができる。すなわち、コンポーネント、コマンド、インジケータおよび状態変数、ならびに、コマンドおよびインジケータとコンポーネントとの関係、ならびに、コンポーネント間の依存関係、ならびに、センサ読み取り値を使用する状態変数の定義、ならびに制約、および/または、エキスパートルールのような情報を指定させるためビジュアルモデルリングツールを使用することができる。   The ASP encoding of the above model rules can be described manually or automatically. For example, ASP knowledge can be hidden from the end user, and ASP encoding can be automatically generated using knowledge entered in a form familiar to the user. Visual modeling tools can be used to let the end user specify the following information: Components, commands, indicators and state variables, and relationships between commands and indicators and components, as well as dependencies between components, and state variables that use sensor readings and constraints, and / or Visual modeling tools can be used to specify information such as expert rules.

上記の論理モデルが生成されると、上記のモデルを使用して、システム内に実現されている複数のセンサのネットワークから得られるセンサデータを分析することができ、これによってメンテナンスおよび/または修理作業をいつ行うべきかが決定されるかまたはそうでなければシステムの状態に関する診断が行われる(ステップS48)。   Once the above logical model is generated, the above model can be used to analyze sensor data obtained from a network of multiple sensors implemented in the system, thereby maintaining and / or repairing work. Is determined or otherwise a diagnosis regarding the state of the system is made (step S48).

本発明の実施例によれば、上記の論理モデルと依存モデルとが結合される場合(ステップS46)、依存モデルの結果は、論理モデルの結果をよりよくするために使用することができる。したがって依存モデルを使用して実行した前の診断の取り組みを、論理モデルアプローチに繰り越すことができるのである。   According to an embodiment of the present invention, when the logical model and the dependency model are combined (step S46), the result of the dependency model can be used to improve the result of the logical model. Thus, the previous diagnostic effort performed using the dependency model can be carried over to the logical model approach.

上記の(複数の)モデルにより、センサ異常値に対して考えられ得る複数の原因を含み得る診断結果が得られた後、最小解および裏付ける証拠が最も多い解を優先させることができる。これは上述したとおりである(ステップS49)。優先の設定には、優先されておらずかつ発生し得る結果を拒否するか、そうでなければ表示のためにこの優先の設定にしたがって結果の順序を設定することが含まれ得る。   After the model (s) provide a diagnostic result that can include multiple possible causes for sensor outliers, the solution with the most minimal and supporting evidence can be prioritized. This is as described above (step S49). Setting preferences may include rejecting results that are not preferred and can occur, or otherwise setting the order of results according to this preference setting for display.

上述したシステムモデルによれば、プログラムにより、依存モデルおよび論理モデルを自動的に生成することができる。診断エンジンとしてASPソルバを使用することができる。図5Aは、本発明の実施例にしたがってシステムを診断するための全体アーキテクチャを説明する図である。   According to the system model described above, the dependency model and the logical model can be automatically generated by the program. An ASP solver can be used as a diagnostic engine. FIG. 5A is a diagram illustrating the overall architecture for diagnosing a system according to an embodiment of the present invention.

上記のシステムから得られるセンサデータ501は、例えば日毎のように周期的にまたは連続的に監視システム503に供給することができ、これによって任意の異常な挙動が識別される。このデータは、監視の前に妥当性検査502を行うことができる。データの妥当性検査は、監視されるデータに意味があることを保証するために実行することができる。   The sensor data 501 obtained from the above system can be supplied to the monitoring system 503 periodically or continuously, for example, every day, thereby identifying any abnormal behavior. This data can be validated 502 before monitoring. Data validation can be performed to ensure that the monitored data is meaningful.

異常なデータが見つかった場合、監視システム503は、警告を返し、すべてのセンサ読み取り値および識別した障害のあるセンサを伴って診断システムを起動する。この情報およびシステムモデルを使用して、診断エンジン504は、上の段落で説明した推論を使用して、考えられ得る一連の説明を生成し、その結果コンポーネント診断505を行うのである。   If abnormal data is found, the monitoring system 503 returns a warning and activates the diagnostic system with all sensor readings and the identified faulty sensor. Using this information and system model, the diagnostic engine 504 uses the inferences described in the previous paragraph to generate a series of possible explanations, resulting in component diagnostics 505.

図5Bは、本発明の実施例にしたがう、監視および診断システムのためのアーキテクチャを示す概略図である。このアーキテクチャは、ISO 13374(機械の状態監視および診断)と整合し得る。このアーキテクチャには、データ取得506,データ操作507,状態検出508、正常性評価509,予測評価510およびアドバイス生成511のためのISO 13374レイヤを含み得る。   FIG. 5B is a schematic diagram illustrating an architecture for a monitoring and diagnostic system in accordance with an embodiment of the present invention. This architecture may be consistent with ISO 13374 (machine condition monitoring and diagnostics). This architecture may include an ISO 13374 layer for data acquisition 506, data manipulation 507, status detection 508, normality assessment 509, predictive assessment 510, and advice generation 511.

本発明の実施例では付加的に予測評価を利用することができる。ダイナミシティについての推論は、予測およびプランニングのための基礎になり得る。ダイナミシティは、有効な診断においても所定の役割を果たすことができる。例えば上記のルール(1)および(2)はつぎのような動的ルールに修正することできる。すなわち、
inStatus(充填中1,T+1)←¬inStatus(充填中1,T),value(スイッチ,1,T+1),not ab(蛇口,T+1) (14)
¬inStatus(充填中1,T+1)←inStatus(充填中1,T),value(スイッチ,1,T),not ab(蛇口,T+1) (15)
である。
In an embodiment of the present invention, predictive evaluation can additionally be used. Inference about dynamics can be the basis for prediction and planning. Dynamicity can also play a role in effective diagnosis. For example, the above rules (1) and (2) can be modified into the following dynamic rules. That is,
inStatus (filling 1, T + 1) ← ¬inStatus (filling 1, T), value (switch, 1, T + 1), not ab (faucet, T + 1) (14)
¬inStatus (filling 1, T + 1) ← inStatus (filling 1, T), value (switch, 1, T), not ab (faucet, T + 1) (15)
It is.

インジケータ読み取り値と、状態変数との間の静的な関係も同様に拡張することができる。例えばルール(3)および(4)は、
value(x1,0,T)←¬inStatus(充填中1,T),not ab(タンク1,T) (16)
value(x2,1,T)←¬inStatus(充填中1,T),not ab(タンク2,T) (17)
によって置き換えられる。
The static relationship between indicator readings and state variables can be extended as well. For example, rules (3) and (4)
value (x1, 0, T) ← ¬inStatus (filling 1, T), not ab (tank 1, T) (16)
value (x2,1, T) ← ¬inStatus (1T during filling), not ab (tank 2, T) (17)
Replaced by

否定¬およびデフォルトの否定はここでは区別していない。なぜならば静的なケースと異なり、一般的な慣性の法則は、明示的に指定しなければならないからである。すなわち、
inStatus(S,T+1)←inStauts(S,T),not ¬inStatus(S,T+1) (18)
¬inStatus(S,T+1)←¬inStauts(S,T),not inStatus(S,T+1) (19)
であり、Fはすべての状態変数を動く。この法則が示すのは、変化のための原因がなければシステム状態が変化しないことである。
Negation ¬ and default negation are not distinguished here. This is because, unlike the static case, the general law of inertia must be specified explicitly. That is,
inStatus (S, T + 1) ← inStauts (S, T), not ¬inStatus (S, T + 1) (18)
¬inStatus (S, T + 1) ← ¬inStauts (S, T), not inStatus (S, T + 1) (19)
And F moves all state variables. This law shows that the system state does not change without a cause for change.

診断推論は、動的なケースでは一層洗練される。x1およびx2の両方に障害があることが上記の監視システムによって検出されるシナリオを検討する。上記のセンサ読み取り値は、value(スイッチ,1,0),value(x1,1,0),value(x1,1,1),value(x2,0,0),value(x2,0,1)である。   Diagnostic reasoning is more sophisticated in the dynamic case. Consider a scenario where both x1 and x2 are detected to be faulty by the above monitoring system. The above sensor reading values are value (switch, 1, 0), value (x 1, 1, 0), value (x 1, 1, 1), value (x 2, 0, 0), value (x 2, 0, 1 ).

タイムスタンプ0を有する値とは、前のステップにおける読み取り値のことであるのに対し、タイプスタンプ1を有する値とは、現在の状態における読み取り値のことである。センサ読み取り値value(x1,1,1),value(x2,0,1)および対応するinStatus(充填中1,T)に対するルールからは、{ab(タンク1,1),ab(タンク2,1)}またはinStatus(充填中1,1)のいずれかを結論付けることができる。value(x1,1,0),value(x2,0,0)および上記と同じルールからは、{ab(タンク1,0),ab(タンク2,0)}またはinStatus(充填中1,0)を結論付けることができる。上記のパワーモニタは、上記の前の状態においていかなるエラーも通知していないため、{ab(タンク1,0),ab(タンク2,0)}は真ではあり得ないと仮定することができる。この結果、inStatus(充填中1,0)となる。inStatus(充填中1,0),inStatus(充填中1,1)、センサ読み取り値value(スイッチ,1,0)およびルール(15)から、{ab(蛇口,1)}を結論付けることができる。推論の残りは、上で説明したアプローチと同様である。   A value having a time stamp 0 is a read value in the previous step, whereas a value having a type stamp 1 is a read value in the current state. From the rules for sensor reading value (x1,1,1), value (x2,0,1) and the corresponding inStatus (filling 1, T), {ab (tank 1,1), ab (tank 2, 1)} or inStatus (1,1 during filling) can be concluded. From value (x1,1,0), value (x2,0,0) and the same rule as above, {ab (tank 1,0), ab (tank 2,0)} or inStatus (filling 1,0) ) Can be concluded. It can be assumed that {ab (tank 1, 0), ab (tank 2, 0)} cannot be true because the power monitor does not report any errors in the previous state. . This results in inStatus (1,0 during filling). {ab (faucet, 1)} can be concluded from inStatus (filling 1,0), inStatus (filling 1,1), sensor reading value (switch, 1, 0) and rule (15) . The rest of the reasoning is similar to the approach described above.

上記の診断システムは、ダイナミシティについての推論を行うことができ、その結果、予想およびプランニングサービスを提供することができる。これを達成するため、本発明の実施例により、動作および変更について推論する能力を有するように診断フレームワークを拡張することができる。例えば、上で論じたWTPに戻ると、現在の状態においてコマンドvalue(スイッチ,1)が与えられると何が起こるかと問われる場合、このシステムは、蛇口がまだ固着して動かないため、value(x1,1,2),value(x2,0,2)を予測することができることになる。蛇口を固定することについての知識がエンコードされ、このシステムがそれ自体を通常状態に戻るように求められる場合、修復プランが生成される。   The above diagnostic system can make inferences about dynamics and, as a result, can provide forecasting and planning services. To accomplish this, embodiments of the present invention can extend the diagnostic framework to have the ability to infer about behavior and changes. For example, returning to the WTP discussed above, if the system asks what happens when given the command value (switch, 1) in the current state, the system will use the value ( x1,1,2) and value (x2,0,2) can be predicted. If knowledge about fixing the faucet is encoded and the system is asked to return itself to a normal state, a repair plan is generated.

本発明の実施例では、付加的により高水準のアクション言語を利用して、ダイナミシティについての知識をユーザがエンコードし易いようにすることが可能である。例えば、ルール(14)を記述する代わりに、ユーザは一層自然言語的なアプローチを使用してエンコードすることができる。ルール(14)はそこから自動的に生成される。
¬inStatus(充填中1)の場合、value(スイッチ,1)はinStatus(充填中1)を生じさせる (20)
となる。
Embodiments of the present invention can additionally utilize a higher level action language to make it easier for the user to encode knowledge about dynamics. For example, instead of writing rules (14), the user can encode using a more natural language approach. The rule (14) is automatically generated from there.
In the case of ¬inStatus (filling 1), value (switch, 1) causes inStatus (filling 1) (20)
It becomes.

また本発明の実施例では、診断の正確さを増すためにオントロジ知識でシステムを強化することができる。例えば、潤滑油システムの例を考察する。コンポーネントの異常の点から障害を一律に記述するのではなく、本発明の実施例では、センサ異常読み取り値が一般的な故障または機能の故障を表し得るというオントロジを利用して、障害のタイプと、それら関係とを指定することができる。   Also, embodiments of the present invention can enhance the system with ontology knowledge to increase diagnostic accuracy. For example, consider an example of a lubricant system. Rather than describing failures uniformly in terms of component anomalies, embodiments of the present invention utilize the ontology that sensor anomaly readings can represent general or functional failures, and , And their relationship can be specified.

一般的な障害は、コンポーネントの全体的な故障に相応し得るのに対し、機能的な障害は、その機能だけに影響し得る。上記のオントロジを援用すれば、ユーザは、終端部における低圧が制御バルブの機能に関連することを指定することができる。すなわち、
←not inStatus(低圧),inStatus(流れ1),not inStatus(流れ2),not functionalFault(制御バルブ) (21)
である。
A general failure can correspond to an overall failure of a component, while a functional failure can only affect its function. With the aid of the above ontology, the user can specify that the low pressure at the termination is related to the function of the control valve. That is,
← not inStatus (low pressure), inStatus (flow 1), not inStatus (flow 2), not functionalFault (control valve) (21)
It is.

故障が発生した場合に一般的な障害および機能的な障害の両方が上記の観察を説明できるのであれば、一般的な障害ではなく機能的な障害が発生したと仮定することができる。この結果、本発明の実施例では、最小の診断を計算する場合、より高い優先度が機能の障害に与えられる。このことは以下のASPルールで記述することができる。すなわち、
#minimize{functionalFault(C):components(C)@1} (22)
#minimize{generalFault(C):components(C)@2} (23)
である。
If both a general failure and a functional failure can explain the above observation when a failure occurs, it can be assumed that a functional failure has occurred rather than a general failure. As a result, in embodiments of the present invention, a higher priority is given to functional impairment when calculating the minimum diagnosis. This can be described by the following ASP rule. That is,
#minimize {functionalFault (C): components (C) @ 1} (22)
#minimize {generalFault (C): components (C) @ 2} (23)
It is.

上記のオントロジおよび上記のルールを用いれば、上で考察しているシナリオにおいて、このシステムは、{functionalFault(制御バルブ)}を結論付けることができる。   Using the above ontology and the above rules, in the scenario discussed above, the system can conclude {functionalFault}.

本発明の実施例では、オントロジへの問い合わせインタフェースを加えることによって診断システムを拡張することができる。このようなインタフェースは、ユーザがより良好にその知識をエンコードし、これをシステムの診断の強化に使用できるようにする。   In embodiments of the invention, the diagnostic system can be extended by adding an inquiry interface to the ontology. Such an interface allows the user to better encode that knowledge and use it to enhance the diagnosis of the system.

上述のように本発明の実施例では、最小解を優先させるために、最小診断を計算する。本発明の実施例では、メタプログラミング技術を使用することができ、これにより、最小診断の部分集合の計算が、別のプログラムの応答の集合の計算に還元される。択一的には、本発明の実施例ではこのアプローチを拡張して、これが上記の安定モデル意味論の元で任意のプログラムをカバーするようすることが可能である。   As described above, in the embodiment of the present invention, the minimum diagnosis is calculated in order to give priority to the minimum solution. In embodiments of the present invention, metaprogramming techniques can be used, which reduces the computation of a minimal diagnostic subset to the computation of a set of responses of another program. Alternatively, embodiments of the present invention can extend this approach so that it covers any program under the stable model semantics described above.

最小診断を説明するための1つの方法は、サーカムスクリプションを参照することである。このアプローチは、上記の診断領域に拡張することができる。   One way to account for minimal diagnosis is to refer to a circumscription. This approach can be extended to the diagnostic area described above.

自動モニタリングおよび診断システムに対して上で説明したアプローチは、資産管理に必要な時間および努力を低減し、メンテナンスサイクルを採算がとれるように最適化するために使用することができる。診断作業、推論の複雑さに起因して、例えば、非単調論理技術を使用することができる。本発明の実施例では、ASPの非単調論理形式化を産業システムの診断に使用している。この場合にASPゾルバは、特定の分野において最小診断問題を解くために使用可能である。   The approach described above for automated monitoring and diagnostic systems can be used to reduce the time and effort required for asset management and optimize the maintenance cycle to be profitable. Due to the complexity of diagnostic work, reasoning, for example, non-monotonic logic techniques can be used. In an embodiment of the present invention, non-monotonic logic formalization of ASP is used for industrial system diagnosis. In this case, the ASP solver can be used to solve minimal diagnostic problems in a particular field.

図6には、本発明の方法およびシステムを実現することの可能なコンピュータシステムの例が示されている。本発明のこのシステムおよび方法は、例えばメインフレーム、パーソナルコンピュータ(PC)、ハンドヘルドコンピュータ、サーバなどのコンピュータシステム上で動作するソフトウェアアプリケーションの形態で実現可能である。このソフトウェアアプリケーションは、上記のコンピュータシステムによってローカルにアクセス可能な記録媒体に記憶可能であり、またこのソフトウェアアプリケーションには、例えばローカルエリアネットワークまたはインターネットのようなネットワークへの有線または無線のコネクションを介してアクセス可能である。   FIG. 6 shows an example of a computer system capable of implementing the method and system of the present invention. This system and method of the present invention can be implemented in the form of a software application running on a computer system such as a mainframe, personal computer (PC), handheld computer, server, etc. The software application can be stored on a recording medium that is locally accessible by the computer system described above, and the software application can be via a wired or wireless connection to a network such as a local area network or the Internet. Is accessible.

一般的にシステム1000と称される上記のコンピュータシステムには、例えば、中央演算処理ユニット(CPU)1001と、ランダムアクセスメモリ(RAM)1004と、プリンタインタフェース1010と、ディスプレイユニット1011と、ローカルエリアネットワーク(LAN)データ伝送コントローラ1005と、LANインタフェース1006と、ネットワークコントローラ1003と、内部バス1002と、例えばキーボード、マウスなどのような1つまたは複数の入力装置1009とが含まれ得る。図示のようにシステム1000はリンク1007を介して、例えばハードディスクのようなデータ記憶装置1008に接続することができる。   The computer system generally referred to as system 1000 includes, for example, a central processing unit (CPU) 1001, a random access memory (RAM) 1004, a printer interface 1010, a display unit 1011 and a local area network. A (LAN) data transmission controller 1005, a LAN interface 1006, a network controller 1003, an internal bus 1002, and one or more input devices 1009 such as a keyboard, a mouse, etc. may be included. As shown, the system 1000 can be connected to a data storage device 1008 such as a hard disk via a link 1007.

当業者には明らかなように、本発明の複数の様相はシステム、方法またはコンピュータプログラム製品として実現可能である。したがって本発明の複数の様相は、完全にハードウェアによる実施形態、(ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む)完全にソフトウェアによる実施形態、またはソフトウェア的およびハードウェア的な様相が組み合わされた実施形態を採ることができ、これらはすべて一般的に本発明において「回路」、「モジュール」または「システム」と称することができる。さらに本発明の複数の様相は、コンピュータ可読プログラムコードを実現する1つまたは複数のコンピュータ可読媒体において実現されるコンピュータプログラム製品の形態を採り得る。   As will be apparent to those skilled in the art, aspects of the present invention can be implemented as a system, method or computer program product. Accordingly, aspects of the present invention may be implemented entirely in hardware, fully software (including firmware, resident software, microcode, etc.), or a combination of software and hardware aspects. These can all take the form and these can all be generally referred to in the present invention as “circuits”, “modules” or “systems”. Further, aspects of the present invention may take the form of a computer program product implemented on one or more computer readable media that implements computer readable program code.

1つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせを利用可能である。このコンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体とすることが可能である。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子式、磁気式、光学式、電磁式、赤外線式もしくは半導体のシステム、装置もしくはデバイス、またはこれらの任意の適当な組み合わせとすることができるが、これらには限定されない。上記のコンピュータ可読記憶媒体の一層具体的な例(すべてを列挙し尽くしたリストではないが)には以下が含まれ得る。すなわち、1つまたはそれ以上のワイヤを有する電気的な接続、ポータブルコンピュータディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ(EPROMまたはフラッシュメモリ)、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD−ROM)、光記憶装置、磁気記憶装置、またはこれらの任意の適当な組み合わせが含まれ得る。この明細書においてコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置またはデバイスによって使用されるかまたはこれに関連するプログラムを含むかまたは記憶する任意の有形の媒体とすることができる。   Any combination of one or more computer readable media may be utilized. The computer readable medium can be a computer readable signal medium or a computer readable storage medium. The computer readable storage medium can be, for example but not limited to, an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor system, apparatus or device, or any suitable combination thereof. Not. More specific examples of the above-described computer readable storage media (but not an exhaustive list) may include: Electrical connections with one or more wires, portable computer disks, hard disks, random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable read only memory (EPROM or flash memory), An optical fiber, portable compact disk read only memory (CD-ROM), optical storage device, magnetic storage device, or any suitable combination thereof may be included. In this specification, a computer-readable storage medium may be any tangible medium that contains or stores a program used by or associated with an instruction execution system, apparatus or device.

コンピュータ可読信号媒体には、例えばベースバンドまたは搬送波の一部として、コンピュータ可読プログラムコードが実現されておりかつ伝播されるデータ信号が含まれ得る。このような伝播信号は、任意の多種多様な形態を採ることができる。これには電磁式、光学式、これらの任意の適当な組み合わせが含まれるが、これには限定されない。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、かつ、命令実行システム、装置またはデバイスによって使用されるかまたはこれに関連するプログラムを通信、伝播または伝送することができる任意のコンピュータ可読媒体とすることができる。   A computer readable signal medium may include a data signal with which computer readable program code is implemented and propagated, for example, as part of a baseband or carrier wave. Such propagated signals can take any of a wide variety of forms. This includes, but is not limited to, electromagnetic, optical, and any suitable combination thereof. The computer readable signal medium is not a computer readable storage medium and is any computer readable medium that can communicate, propagate, or transmit a program used by or associated with an instruction execution system, apparatus, or device. be able to.

コンピュータ可読媒体上に実現されるプログラムコードは、任意の適当な媒体を使用して伝送することができ、これにはワイヤ線、光ファイバケーブル、RFなどまたはこれらの任意の適当な組み合わせが含まれ得るが、これには限定されない。   Program code embodied on a computer readable medium can be transmitted using any suitable medium, including wire, fiber optic cable, RF, etc., or any suitable combination thereof. However, it is not limited to this.

本発明の複数の様相に対する演算を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Java,Smalltalk,C++またはこれに類似するものなどのようなオブジェクト指向プログラミング言語および「C」プログラミング言語またはこれに類似するプログラミング言語のような慣用の手続プログラミング言語を含む1つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述することができる。上記のプログラムコードは、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとして完全にユーザのコンピュータ上で実行されるか、一部分がユーザのコンピュータ上で実行されるか、一部分がユーザのコンピュータ上で実行されかつ一部分がリモートコンピュータ上で実行されるか、または、完全にリモートコンピュータもしくはサーバ上で実行することが可能である。後者のシナリオでは、上記のリモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク(LAN)もしくはワイドエリアネットワーク(WAN)を含む複数の任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続することができるか、または外部のコンピュータ(例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを介して)にコネクションを確立することができる。   Computer program code for performing operations on aspects of the present invention includes object oriented programming languages such as Java, Smalltalk, C ++ or the like, and "C" programming languages or similar programming languages. Can be written in any combination of one or more programming languages, including conventional procedural programming languages such as The above program code may be executed entirely on the user's computer as a stand-alone software package, partially executed on the user's computer, partially executed on the user's computer and partially on the remote computer Or run entirely on a remote computer or server. In the latter scenario, the remote computer can be connected to the user's computer via any number of types of networks including a local area network (LAN) or a wide area network (WAN), or externally. A connection can be established to a computer (eg, via the Internet using an Internet service provider).

本発明の複数の様相はここでは、本発明の実施形態に記載した方法、装置(システム)およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび/またはブロック図に関連して示されている。これらのフローチャートおよび/またはブロック図の各ブロックおよびフローチャートおよび/またはブロック図におけるブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実現できることは明らかである。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、特定用途向けコンピュータまたは別のプログラム可能データ処理装置に供給されて機械が構成されて、上記のコンピュータのプロセッサまたは別のプログラム可能データ処理装置を介して実行されるこれらの命令により、上記のフローチャートおよび/またはブロック図の1つまたは複数のブロックにおいて示された機能/アクションを実現するための手段が形成されることが可能である。   Aspects of the present invention are illustrated herein with reference to flowchart illustrations and / or block diagrams of methods, apparatus (systems) and computer program products described in embodiments of the invention. It will be appreciated that each block of the flowcharts and / or block diagrams, and combinations of blocks in the flowcharts and / or block diagrams, can be implemented by computer program instructions. These computer program instructions are supplied to a general purpose computer, an application specific computer or another programmable data processing device to configure the machine and executed via the processor of the above computer or another programmable data processing device. These instructions may form means for implementing the functions / actions shown in one or more blocks of the flowcharts and / or block diagrams above.

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読媒体に格納することも可能であり、このコンピュータ可読媒体は、コンピュータ、別のプログラム可能データ処理装置、または別の装置に命令して特別な機能をするように指示し、これにより、このコンピュータ可読媒体に記憶されている命令が、上記のフローチャートおよび/またはブロック図の1つまたは複数のブロックに示した機能/アクションを実現する命令を含むメーカの製品を構成することも可能である。   These computer program instructions may also be stored on a computer readable medium, such that the computer readable medium instructs a computer, another programmable data processing device, or another device to perform a special function. Instructions, whereby instructions stored on the computer-readable medium constitute a manufacturer's product that includes instructions that implement the functions / actions shown in one or more of the flowcharts and / or block diagrams above It is also possible to do.

上記のコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、別のプログラム可能データ処理装置またはデバイスにロードして、一連の演算ステップが、上記のコンピュータ、別のプログラム可能データ処理装置またはデバイスで実行されて、コンピュータに実現されるプロセスが形成され、これにより、上記のコンピュータまたは別のプログラム可能装置上で実行される命令により、上記のフローチャートおよび/またはブロック図の1つまたは複数のブロックに示した機能/アクションが実現するためのプロセスが提供されるようにすることも可能である。   The above computer program instructions are loaded into a computer, another programmable data processing apparatus or device, and a series of calculation steps are executed by the above computer, another programmable data processing apparatus or device, and realized in the computer. Processes are formed, whereby the functions / actions shown in one or more blocks of the flowcharts and / or block diagrams described above are implemented by instructions executed on the computer or another programmable device. It is also possible to provide a process for doing so.

上記の図におけるフローチャートおよびブロック図には、本発明のさまざまな実施形態による複数のシステム、方法およびコンピュータプログラム製品の考えられ得る実現のアーキテクチャ、機能および動作が示されている。この点に関し、上記のフローチャートまたはブロック図における各ブロックは、指定された論理的な機能を実現するための1つまたは複数の実行可能な命令を含むモジュール、セグメントまたはコードの一部分を表し得る。択一的な実施によっては、上記のブロックに示された機能が、図に示したのと異なる順序で出現し得ることにも注意されたい。例えば、連続して示された2つのブロックは、実際には実質的に同時に実行できるか、または必要な機能に依存して複数のブロックが逆の順序で実行されることもあり得る。上記のブロック図および/またはフローチャートの各ブロック、ならびに、ブロック図および/またはフローチャートの複数のブロックの組み合わせは、上記の指定された機能またはアクションを実行する特定用途向けハードウェアベースのシステムにより、または特定用途向けハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせによって実現できることに注意されたい。   The flowcharts and block diagrams in the above figures illustrate the architecture, functionality, and operation of possible implementations of multiple systems, methods and computer program products according to various embodiments of the present invention. In this regard, each block in the flowchart or block diagram above may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for implementing a specified logical function. Note also that, depending on alternative implementations, the functions shown in the above blocks may appear in a different order than shown in the figure. For example, two blocks shown in succession may actually be executed substantially simultaneously, or multiple blocks may be executed in reverse order depending on the function required. Each block of the block diagrams and / or flowcharts above, and combinations of blocks of the block diagrams and / or flowcharts, are either by application-specific hardware-based systems that perform the specified functions or actions described above, or Note that it can be implemented by a combination of application specific hardware and computer instructions.

ここで示した複数の実施例は説明のためのものであり、この開示内容の精神または添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの変更を行うことができる。例えば、この開示内容および添付の特許請求の範囲内で、異なる複数の実施例の要素および/または特徴を互いに組み合わせる、および/または互いに置き換えることが可能である。   The embodiments shown herein are for illustrative purposes, and many changes can be made without departing from the spirit of the disclosure or the scope of the appended claims. For example, elements and / or features of different embodiments may be combined with each other and / or replaced with each other within the scope of this disclosure and the appended claims.

Claims (21)

システム状態を評価するための方法において、
該方法は、
評価中のシステムの動作に関係するユーザ提供情報を受け取るステップと、
受け取った当該ユーザ提供情報に基づき、評価中の前記システムの依存モデルを構築するステップと、
受け取った前記ユーザ提供情報が、評価中の前記システムの論理モデルを構築するのに十分であるか否かを判定するステップと、
前記ユーザ提供情報が十分であると判定された場合、評価中の前記システムの論理モデルを構築して、当該論理モデルと前記依存モデルとを結合するステップと、
評価中の前記システム内に実装された1つまたは複数のセンサからのセンサデータを監視するステップと、
前記結合モデルが利用可能である場合には前記センサデータに当該結合モデルを適用し、前記結合モデルが利用可能でない場合には前記センサデータに前記依存モデルを適用するステップと、
前記結合モデル/依存モデルの前記センサデータへの前記適用から、1つまたは複数の異常システムコンポーネントの集合を求めるステップと、
求めた前記1つまたは複数の異常システムコンポーネントの集合に基づいてシステム状態を評価するステップとを有しており、
各前記ステップは、1つまたは複数のコンピュータシステムを使用して実行される、
ことを特徴とする、システム状態を評価するための方法。
In a method for assessing system state,
The method
Receiving user-provided information related to the operation of the system under evaluation;
Building a dependency model of the system under evaluation based on the received user-provided information;
Determining whether the received user-provided information is sufficient to build a logical model of the system under evaluation;
If it is determined that the user-provided information is sufficient, constructing a logical model of the system under evaluation and combining the logical model and the dependency model;
Monitoring sensor data from one or more sensors implemented in the system under evaluation;
Applying the combined model to the sensor data if the combined model is available, and applying the dependency model to the sensor data if the combined model is not available;
Determining a set of one or more abnormal system components from the application of the combined model / dependence model to the sensor data;
Evaluating a system state based on the determined set of one or more abnormal system components,
Each said step is performed using one or more computer systems.
A method for assessing system state, characterized in that
請求項1に記載の方法において、
評価中のシステムの動作に関係する前記ユーザ提供情報には、前記システムの1つまたは複数のコンポーネントの障害依存性についてのエキスパート知識、または前記システムの前記1つまたは複数のコンポーネントの故障の仕方についてのエキスパート知識が含まれている、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
The user-provided information related to the operation of the system under evaluation includes expert knowledge about fault dependencies of one or more components of the system, or about how the one or more components of the system failed Contains expert knowledge of the
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
評価中のシステムの動作に関係する前記ユーザ提供情報は、ユーザにより、またはユーザ入力に基づいて自動的に、ASP(Answer Set Programming)形式化でエンコードされる、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
The user-provided information related to the operation of the system under evaluation is encoded in ASP (Answer Set Programming) formatting, either by the user or automatically based on user input.
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
前記構築された依存モデルまたは前記結合モデルは、ASP(Answer Set Programming)形式化で表される、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
The constructed dependency model or the combined model is expressed in ASP (Answer Set Programming) formalization.
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
前記構築された依存モデルは、評価中の前記システムを介して故障がどのように伝播するかのみを記述する、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
The constructed dependency model only describes how faults propagate through the system under evaluation.
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
前記構築された論理モデルは、評価中の前記システムの1つまたは複数のコンポーネント間の複合的な機能的相互関係を記述する、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
The constructed logical model describes complex functional interrelationships between one or more components of the system under evaluation;
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
前記受け取ったユーザ提供情報が、評価中の前記システムの前記論理モデルを構築するために十分であるか否かの判定には、前記論理モデルを構築すること、および、前記構築された論理モデルを前記監視されたセンサデータへ適用することを試みること、および、意味のある結果が得られるか否かを決定することが含まれている、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
To determine whether the received user-provided information is sufficient to construct the logical model of the system under evaluation, constructing the logical model; and Including attempting to apply to the monitored sensor data and determining whether a meaningful result is obtained,
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
ASP(Answer Set Programming)ソルバを使用して前記論理モデルと前記依存モデルとの前記結合を実行する、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
Using an ASP (Answer Set Programming) solver to perform the combination of the logical model and the dependency model;
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
前記センサデータへの前記結合モデルまたは前記依存モデルの適用をASP(Answer Set Programming)ソルバによって実行する、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
Applying the combined model or the dependency model to the sensor data by an ASP (Answer Set Programming) solver;
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
1つまたは複数の異常システムコンポーネントの前記求めた集合に基づくシステム状態の評価には、最小解を優先することが含まれる、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
The evaluation of the system state based on the determined set of one or more abnormal system components includes prioritizing a minimum solution.
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
1つまたは複数の異常システムコンポーネントからなる求めた集合に基づいてシステム状態を評価する前記ステップには、最大個数のセンサ観測値によって裏付けられる解を優先することが含まれる、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
The step of evaluating the system state based on the determined set of one or more abnormal system components includes prioritizing a solution supported by a maximum number of sensor observations.
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法において、
前記センサデータへの前記結合モデルまたは前記依存モデルの適用には、非単調論理の使用が含まれる、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 1, wherein
Application of the combined model or the dependency model to the sensor data includes the use of non-monotonic logic.
A method characterized by that.
システム状態を評価するための方法において、
評価中のシステムの依存モデルと、評価中の前記システムの論理モデルとを受け取るステップと、
評価中の前記システム内に実装されている1つまたは複数のセンサからのセンサデータを監視するステップと、
前記論理モデルと前記依存モデルとを結合して、ASP(Answer Set Programming)ソルバを使用して当該結合モデルを前記センサデータに適用するステップと、
前記結合モデルを前記センタデータに適用することにより、1つまたは複数の異常システムコンポーネントの集合を求めるステップと、
1つまたは複数の異常システムコンポーネントの前記求めた集合に基づいてシステム状態を評価するステップとを有しており、
1つまたは複数のコンピュータシステムを使用して各前記ステップを実行する、
ことを特徴とする方法。
In a method for assessing system state,
Receiving a dependency model of the system under evaluation and a logical model of the system under evaluation;
Monitoring sensor data from one or more sensors implemented in the system under evaluation;
Combining the logical model and the dependency model and applying the combined model to the sensor data using an ASP (Answer Set Programming) solver;
Determining a set of one or more abnormal system components by applying the combined model to the center data;
Evaluating a system state based on the determined set of one or more abnormal system components;
Performing each said step using one or more computer systems;
A method characterized by that.
請求項13に記載の方法において、
1つまたは複数の異常システムコンポーネントの前記求めた集合に基づいてシステム状態を評価する前記ステップには、最小解を優先することが含まれる、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 13, wherein
Evaluating the system state based on the determined set of one or more abnormal system components includes prioritizing a minimum solution;
A method characterized by that.
請求項13に記載の方法において、
1つまたは複数の異常システムコンポーネントの前記求めた集合に基づいてシステム状態を評価する前記ステップには、最大個数のセンサ観測値によって裏付けられる解を優先することが含まれる、
ことを特徴とする方法。
The method of claim 13, wherein
Evaluating the system state based on the determined set of one or more abnormal system components includes prioritizing a solution supported by a maximum number of sensor observations;
A method characterized by that.
コンピュータシステムであって、
該コンピュータシステムには、
プロセッサと、
当該プロセッサによって実行可能な命令からなるプログラムを実現してシステム状態を評価するための方法のステップを実行する、前記コンピュータシステムによって読み出し可能である非一時的な有体のプログラム記憶媒体とが含まれている、コンピュータシステムにおいて、
前記方法には、
評価中のシステムの動作に関係するユーザ提供情報を受け取るステップと、
受け取った当該ユーザ提供情報に基づき、評価中の前記システムの依存モデルを構築するステップと、
受け取った前記ユーザ提供情報が、評価中の前記システムの論理モデルを構築するのに十分であるか否かを判定するステップと、
前記ユーザ提供情報が十分であると判定された場合、評価中の前記システムの論理モデルを構築して、当該論理モデルと前記依存モデルとを結合するステップと、
評価中の前記システム内に実装された1つまたは複数のセンサからのセンサデータを監視するステップと、
前記結合モデルが利用可能である場合には前記センサデータに当該結合モデルを適用し、前記結合モデルが利用可能でない場合には前記依存モデルを適用するステップと、
前記結合モデル/依存モデルの前記センサデータへの前記適用から、1つまたは複数の異常システムコンポーネントの集合を求めるステップと、
1つまたは複数の異常システムコンポーネントの前記求めた集合に基づいてシステム状態を評価するステップとを有している、
ことを特徴とするコンピュータシステム。
A computer system,
The computer system includes
A processor;
A non-transitory tangible program storage medium readable by the computer system for executing the steps of the method for evaluating a system state by implementing a program comprising instructions executable by the processor. In a computer system,
The method includes:
Receiving user-provided information related to the operation of the system under evaluation;
Building a dependency model of the system under evaluation based on the received user-provided information;
Determining whether the received user-provided information is sufficient to build a logical model of the system under evaluation;
If it is determined that the user-provided information is sufficient, constructing a logical model of the system under evaluation and combining the logical model and the dependency model;
Monitoring sensor data from one or more sensors implemented in the system under evaluation;
Applying the combined model to the sensor data if the combined model is available, and applying the dependency model if the combined model is not available;
Determining a set of one or more abnormal system components from the application of the combined model / dependence model to the sensor data;
Evaluating a system state based on the determined set of one or more abnormal system components;
A computer system characterized by that.
請求項16に記載のコンピュータシステムにおいて、
前記構築された依存モデルは、評価中の前記システムを介して故障がどのように伝播するかのみを記述する、
ことを特徴とするコンピュータシステム。
The computer system of claim 16, wherein
The constructed dependency model only describes how faults propagate through the system under evaluation.
A computer system characterized by that.
請求項16に記載のコンピュータシステムにおいて、
前記構築された論理モデルは、評価中の前記システムの1つまたは複数のコンポーネント間の複合的な機能的相互関係を記述する、
ことを特徴とするコンピュータシステム。
The computer system of claim 16, wherein
The constructed logical model describes complex functional interrelationships between one or more components of the system under evaluation;
A computer system characterized by that.
請求項16に記載のコンピュータシステムにおいて、
前記論理モデルと前記依存モデルとの前記結合は、ASP(Answer Set Programming)ソルバを使用して実行される、
ことを特徴とするコンピュータシステム。
The computer system of claim 16, wherein
The combination of the logical model and the dependency model is performed using an ASP (Answer Set Programming) solver.
A computer system characterized by that.
請求項16に記載のコンピュータシステムにおいて、
前記センサデータへの前記結合モデルまたは前記依存モデルの適用は、ASP(Answer Set Programming)ソルバによって実行される、
ことを特徴とするコンピュータシステム。
The computer system of claim 16, wherein
Application of the combined model or the dependency model to the sensor data is performed by an ASP (Answer Set Programming) solver.
A computer system characterized by that.
請求項16に記載のコンピュータシステムにおいて、
1つまたは複数の異常システムコンポーネントからなる前記求めた集合に基づくシステム状態の前記評価には、最小解を優先するかまたは最大個数のセンサ観測値によって裏付けられる解を優先することが含まれる、
ことを特徴とするコンピュータシステム。
The computer system of claim 16, wherein
The assessment of system state based on the determined set of one or more anomalous system components includes prioritizing a minimum solution or a solution supported by a maximum number of sensor observations.
A computer system characterized by that.
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