JPH04191932A - Diagnostic system - Google Patents

Diagnostic system

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JPH04191932A
JPH04191932A JP2320917A JP32091790A JPH04191932A JP H04191932 A JPH04191932 A JP H04191932A JP 2320917 A JP2320917 A JP 2320917A JP 32091790 A JP32091790 A JP 32091790A JP H04191932 A JPH04191932 A JP H04191932A
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qualitative
inference
deviation
parameter
cause
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JP2320917A
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Inventor
Mikito Iwamasa
幹人 岩政
Shigeru Mochiji
繁 持地
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

PURPOSE:To attain effective failure diagnosis to an abnormal situation by advancing inference in the direction of cause and researching the failure cause from the result of observation data and so on with qualitative inference based on qualitative causal relation. CONSTITUTION:When a qualitative relational expression on a parameter does not exist for an object model 4, it is recorded that the qualitative deviation of the parameter is possible to be the cause of failure and the effect is notified to a hypothesis control means 6. Then, the candidate of the causal parameter considered until then is destroyed and it is investigated whether the other candi date of the causal parameter exists or not. Then, when the other candidate does not exist, the hypothesis control means 6 is notified of the relational expres sion used for inference there is possible to be errorneous and the inference processing process is backtracked on to one step before it. Besides, when the other candidate exists, the processing on the other candidate is advanced. Thus, various abnormalities are failure-diagnosed effectively.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は発電プラント等の制御システムにおける故障の
発生原因を、その異常状態から定性的に診断する診断シ
ステムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a diagnostic system for qualitatively diagnosing the cause of a failure in a control system of a power generation plant or the like based on its abnormal state.

(従来の技術) 発電所等のプラントの制御を特徴とする特許システムに
おける重要な機構の1つに故障診断機能がある。この故
障診断は、従来では専ら、予め与えられた診断の為の知
識、例えば[jf then E−1常]である」等の
[if then ]型のルールを用いてその故障原因
の診断がなされている。
(Prior Art) One of the important mechanisms in a patented system that is characterized by the control of plants such as power plants is a failure diagnosis function. Conventionally, this fault diagnosis has been carried out exclusively using pre-given diagnostic knowledge, for example, [if then] type rules such as "[jf then E-1 usual]" to diagnose the cause of the fault. ing.

ところがこのように明示的に示される診断知識が準備さ
れていないような異常、つまり不測の異常事態が発生し
た場合には、その原因となる故障を診断することができ
ないと云う不具合がある。
However, when an abnormality occurs for which such explicitly indicated diagnostic knowledge is not available, that is, an unexpected abnormal situation occurs, there is a problem in that it is not possible to diagnose the fault that causes the abnormality.

そこで従来、不測の異常事態に対する故障を診断するべ
く、診断対象に関するより基本的な知識に着目し、例え
ば制御機器の接続関係や制御対象の物理現象等に関する
定性的な関係(因果関係)に基づいて、その故障原因を
推論することか提唱されている。
Therefore, conventionally, in order to diagnose failures due to unexpected abnormal situations, we focused on more basic knowledge about the diagnosis target, and based on qualitative relationships (causal relationships) regarding, for example, the connection relationships of control equipment and the physical phenomena of the control target. It has been proposed to deduce the cause of the failure.

この手法は、プラントにおける異常事態の発生を、プラ
ント・パラメータの正常な値からの著しいズレの発生と
して捉えるものである。例えば成るプラント構成機器か
故障した場合、その影響は流量や圧力等のプロセス量を
通じて複数の他のプラント・パラメータの偏差、つまり
正常値からのズレとして観測される。そこでこのように
して観測された複数のパラメータについての偏差を用い
、関係を定性的に推定できる情報(定性的な因果関係式
)を持っていれば、この定性的な因果関係を辿ることに
よって検出された偏差の原因を探索することができる。
This method regards the occurrence of an abnormal situation in a plant as the occurrence of a significant deviation of plant parameters from normal values. For example, if a component of a plant malfunctions, its influence will be observed as deviations in a number of other plant parameters through process variables such as flow rate and pressure, that is, deviations from normal values. Therefore, if you have information (qualitative causal relationship formula) that allows you to qualitatively estimate the relationship using the deviations of multiple parameters observed in this way, you can detect it by tracing this qualitative causal relationship. The cause of the deviation can be investigated.

従ってこの探索を、定性的な因果関係式と、定性的に評
価されたプラント・、<ラメータの偏差(定性偏差)と
を利用した定性推論で実現することで、故障原因を推論
することか可能となる。
Therefore, it is possible to infer the cause of the failure by performing this search using qualitative inference using a qualitative cause-and-effect relationship expression and the qualitatively evaluated plant parameter deviation (qualitative deviation). becomes.

そこでこの種の定性推論を用いる従来の制御ブランドの
故障診断では、例えば導管からの空気漏れ等に関する故
障の原因を予め幾つか用意しておき、それを深い知識で
あるプラントの定性式を用いて、その原因から結果に向
けて定性偏差を伝播させることによって他のプラント・
パラメータの定性偏差のパターンを推論している。そし
て推論された定性偏差のパターンと、実際に観測された
定性偏差のパターンとを比較し、評価することによって
その故障原因を診断している。
Therefore, in conventional control brand failure diagnosis that uses this type of qualitative reasoning, for example, several causes of failure, such as air leaks from conduits, are prepared in advance, and then these are determined using deep knowledge of the plant's qualitative equations. , other plants by propagating qualitative deviations from their causes to their effects.
We infer patterns of qualitative deviations of parameters. The cause of the failure is then diagnosed by comparing and evaluating the inferred qualitative deviation pattern with the actually observed qualitative deviation pattern.

然し乍ら、逆に、上述した定性的因果関係に基づいて、
その結果から原因の方向に推論を実行すiの組み合わせ
爆発を引き起こす等の新たな問題が生じ易い。しかも診
断対象の構成が複雑になるに従って定性的関係式の数も
多くなり、探索木が徒に複雑化して、その探索ルートの
数が膨大化すると云う問題が生じ易い。
However, on the contrary, based on the qualitative causal relationship mentioned above,
New problems are likely to occur, such as causing a combinatorial explosion of i, in which inference is made from the result to the cause. Moreover, as the configuration of the diagnosis target becomes more complex, the number of qualitative relational expressions also increases, which tends to cause the problem that the search tree becomes unnecessarily complicated and the number of search routes becomes enormous.

(発明が解決しようとする課題) このように従来の定性推論を利用した診断システムは、
予め幾つかの故障原因を想定して、その原因を因果関係
式の結果の方向に伝播することで診断を実現いる為、不
測の異常事態について効果的に対処することができない
という問題点があった。
(Problem to be solved by the invention) As described above, the conventional diagnostic system using qualitative reasoning,
Diagnosis is achieved by assuming several causes of failure in advance and propagating those causes in the direction of the result of the causal relationship equation, so there is a problem that it is not possible to effectively deal with unexpected abnormal situations. Ta.

しかも不測の異常事態が発生した場合、そこでの推論に
用いられる定性的な関係式の正当性自体が故障の発生に
よって破られている可能性がある(知識の不確実性)。
Furthermore, when an unexpected abnormal situation occurs, the validity of the qualitative relational expression used for inference may be violated due to the occurrence of a failure (knowledge uncertainty).

また複合的な制御プラントを考えた場合、必ずしも診断
に必要な情報の全てが得られるとは限らない。例えばプ
ラントの挙動を示す圧力や温度等のパラメータは、その
全てのプラント構成要素に複雑さ)。
Furthermore, when considering a complex control plant, it is not always possible to obtain all the information necessary for diagnosis. For example, parameters such as pressure and temperature that indicate plant behavior (complexity in all of its plant components).

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、明示的な診断知識がない場合で
あっても、制御プラントにおける不測の異常事態の発生
原因を効果的に診断することのできる診断システムを提
供することにある。
The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to effectively identify the cause of unexpected abnormal situations in a control plant, even in the absence of explicit diagnostic knowledge. The purpose of the present invention is to provide a diagnostic system that can perform diagnosis.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明に係る診断システムは、観測値データベースに記
録されている異常状態での観測値と、正常値データベー
スに記録されている正常状態の理想値を比較。評価する
ことによって診断対象のパラメータの定性偏差を計算す
る偏差検知手段と、診断対象の機器間の接続関係および
パラメータ間の定性的な因果関係を記録したデータベー
スである対象モデルより得られた定性的関係式に基いて
、前記パラメータの定性偏差から故障原因を定性的に推
論する定性的推論手段と、この推論の過程で用いた仮説
を管理して上記推論を制御すると共に、推論によって得
られた診断結果を評価する仮説管理手段とを備え、 2観測値を比較して推論の探索木に対する絞り込みを行
って前記定性的推論手段における定性的な推論を制御し
、また推論で用いられるパラメータ間の定性的な因果関
係式が成立しない場合でも、その因果関係を故障原因で
あるとして認識することて、その故障原因を効果的に診
断することを特徴とするものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A diagnostic system according to the present invention uses observed values in an abnormal state recorded in an observed value database and ideal normal states recorded in a normal value database. Compare values. A deviation detection means that calculates the qualitative deviation of the parameter to be diagnosed by evaluating it, and a qualitative deviation obtained from the target model, which is a database that records the connection relationship between the devices to be diagnosed and the qualitative causal relationship between the parameters. A qualitative inference means for qualitatively inferring the cause of the failure from the qualitative deviation of the parameters based on the relational expression, and a qualitative inference means for controlling the above inference by managing the hypotheses used in the inference process, and and a hypothesis management means for evaluating diagnostic results, which controls the qualitative inference in the qualitative inference means by comparing two observed values and narrowing down the inference search tree, and also controls the qualitative inference between the parameters used in the inference. Even when a qualitative causal relationship equation does not hold, the cause of the failure can be effectively diagnosed by recognizing the causal relationship as the cause of the failure.

(作 用) 本発明では、定性的因果関係に基づく定性的推論を用い
て、観測データ等の結果からその原因の方向に推論を進
めて故障原因を探索するので、明示的な診断知識が与え
られることのない不測の異常事態に対しても、効果的に
その故障診断を行うことか可能となる。しかも推論で用
いる定性的因果関係式の不確実性については、観測値と
の比較によってその正当性を評価し、正しくない定性的
因果関係式をその故障原因に対応付けるようにしている
(Function) In the present invention, the cause of failure is searched by using qualitative inference based on qualitative causal relationships to advance inference in the direction of the cause from the results of observation data, etc. Therefore, explicit diagnostic knowledge is not provided. This makes it possible to effectively perform failure diagnosis even for unexpected abnormal situations that may never occur. Furthermore, the validity of the qualitative causal relationship equation used in inference is evaluated by comparison with observed values, and incorrect qualitative causal relationship equations are associated with the cause of the failure.

しかも本発明の定性的推論手段によれば、■ 推論の結
果と観測値とを比較することで推論で用いた定性的な因
果関係式の正当性を評価し、なるパラメータが複数個推
論され、その中で観#jできるものが全く無いような場
合には、その中の1つだけを故障原因と仮定しすること
で、推論を複数に分けてそれぞれ独立に実行するので(
単一 、原因の仮定)、推論の過程で発生する、知識の
部分性や定性的な曖昧性に起因する定性解の組み合わせ
爆発を効果的に回避することができ、また診 2断対象
の複雑さや関係式の多さに起因する探索木の増大につい
ても、探索木の選択を実行する事によって効果的に回避
できる。更には仮説管理手段により推論自体の矛盾をチ
エツクし、また二重推論の無駄を防止して、その推論処
理を効果的に進めることができる。
Moreover, according to the qualitative inference means of the present invention, the validity of the qualitative causal relationship equation used in the inference is evaluated by comparing the inference result and the observed value, and a plurality of parameters are inferred, If there is nothing that can be observed among them, it is assumed that only one of them is the cause of the failure, and the inference is divided into multiple parts and each is executed independently (
It is possible to effectively avoid the combinatorial explosion of qualitative solutions caused by partiality of knowledge and qualitative ambiguity that occurs during the inference process, and also to solve the problem of the complexity of the diagnostic target. The increase in search trees due to the large number of sheath relations can also be effectively avoided by selecting search trees. Furthermore, the hypothesis management means can check for inconsistencies in the inference itself, prevent wasteful double inferences, and effectively advance the inference process.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明に係る診断システムの一実
施例について説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the diagnostic system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は実施例システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment system.

この第1図において、■は発電プラント等の診断対象が
正常に機能しているときの各種パラメータの値を記憶す
る正常値データベースであり、2はたとき、異常が検出
されたパラメータについて前記正常値データベース1に
記憶されているパラメータの値と、観測値データベース
2に記憶されているパラメータとの値の定性的な偏差を
計算するものである。
In this Figure 1, ■ is a normal value database that stores the values of various parameters when the diagnosis target such as a power plant is functioning normally, and This is to calculate the qualitative deviation between the parameter values stored in the value database 1 and the values of the parameters stored in the observed value database 2.

一方、対象モデル4には前述したパラメータ間の定性的
な関係や、前記診断対象を構成する複数の機器間の接続
関係等をデータベースとして予め記憶したものである。
On the other hand, the target model 4 stores in advance the qualitative relationships among the parameters described above, the connection relationships between the plurality of devices constituting the diagnosis target, etc. as a database.

定性的推論手段5は、この対象モデル4に記憶された定
性的関係式に基づき、前述した偏差検知手段3により計
算されたパラメータの定性偏差からその故障原因を、結
果から原因に向けて定性的に推論するものである。仮説
管理手段6は定性的推論手段5における推論過程で導出
される種々の推論仮説を管理してその推論処理を制御す
ると共に、定性的推論手段5により求められた診断結果
を評価して故障仮説を、その故障診断結果として出力す
るものである。
The qualitative inference means 5 qualitatively determines the cause of the failure from the qualitative deviation of the parameter calculated by the deviation detection means 3, based on the qualitative relational expression stored in the target model 4, from the result to the cause. This is an inference. The hypothesis management means 6 manages various inference hypotheses derived in the inference process in the qualitative inference means 5 and controls the inference processing, and also evaluates the diagnostic results obtained by the qualitative inference means 5 to determine a failure hypothesis. is output as the fault diagnosis result.

この実施例システムにおける定性推論による故データベ
ース1と観測値データベース2に格納さ゛はパラメータ
A、D、Hについて診断対象が正常なときの値が[A−
ao、D−do+  E−eo]としてそれぞれ格納さ
れている。また観測値データベース2には診断対象に異
常か発生したときの上記パラメータA、D、Hについて
の値か[A−a、D=d、E−e] としてそれぞれ記
録される。
Due to the qualitative inference in this embodiment system, the values stored in database 1 and observed value database 2 are [A-
ao, D-do+E-eo]. Further, in the observed value database 2, the values of the parameters A, D, and H when an abnormality occurs in the diagnostic object are recorded as [A-a, D=d, E-e], respectively.

しかしてこの異常が生じたパラメータについて前記偏差
検知手段3に対してその旨を指示すると、偏差検知手段
3は上記各パラメータA、D、Hの値についての定性的
な偏差ΔA、ΔD、ΔEを、例えば ΔA寓a。−a ΔD−d、−d ΔE−e、、−e としてそれぞれ計算する。ここで上記パラメータの値が a>a□ 、  d<do、e−e。
However, when the deviation detection means 3 is instructed to that effect regarding the parameter in which the abnormality has occurred, the deviation detection means 3 detects the qualitative deviations ΔA, ΔD, and ΔE for the values of the parameters A, D, and H. , for example ΔA fable a. Calculate as -a ΔD-d, -d ΔE-e, , -e, respectively. Here, the values of the above parameters are a>a□, d<do, ee.

なる関係を有するものとすると、偏差検知手段3は前記
各パラメータA、D、Eについての定性的な偏差ΔA、
ΔD、ΔEを 0、− こ4に記憶されている診断対象を構成している機器・構
造に関する知識やパラメータ間の関係、具体的にはパラ
メータAの値はパラメータB、Cの値−一・。
Assuming that the relationship is as follows, the deviation detection means 3 detects the qualitative deviation ΔA,
ΔD, ΔE are 0, - The knowledge about the equipment/structure that constitutes the diagnosis target stored in 4 and the relationship between parameters, specifically, the value of parameter A is the value of parameters B, C - 1. .

の和によって示される[A−B+C]、パラメータCの
値はパラメータDの値に負の一定値を乗じたものである
[C−−constx D ] 、パラメータDの値は
パラメータEの値に一定値を加算したものである[D 
−const+E] と云うような関係式に基づき、前
記診断対象の故障の原因を次のようにして定性的に推論
する。
[A-B+C], the value of parameter C is the value of parameter D multiplied by a constant negative value [C--constx D], the value of parameter D is constant to the value of parameter E It is the sum of the values [D
-const+E] The cause of the failure to be diagnosed is qualitatively inferred as follows.

この定性偏差の算出と、算出された定性偏差および対象
モデル4に格納された知識に基づく定性的な推論処理に
ついて第3図に示す模式図を参照して具体的に説明する
The calculation of this qualitative deviation and the qualitative inference processing based on the calculated qualitative deviation and the knowledge stored in the target model 4 will be specifically explained with reference to the schematic diagram shown in FIG.

診断対象の異常か発見された場合、先ず外部より異常を
示す診断対象のパラメータ八を偏差検知手段3に入力す
る。すると偏差検知手段3は前記観測値データベース2
と正常値データベースlとをそれぞれ参照して、その定
性的な偏差ΔA−[+コを計算し、その偏差ΔAを定性
的推論手段パラメータの定性偏差を推論する。具体的に
は先ずパラメータAに関する定性的な関係式[A−B+
C]を前記対象モデル4より求める。この関係+に 式から前記パラメータAの偏差Δ−[+〕の原因が、パ
ラメータBの値の偏差ΔBか[+]であるか、或いはパ
ラメータCの値の偏差ACが[+]であることを推論す
る(第3図■■)。
When an abnormality is found in the diagnostic object, first, parameter 8 of the diagnostic object indicating the abnormality is inputted to the deviation detection means 3 from the outside. Then, the deviation detection means 3 uses the observed value database 2.
and the normal value database l, calculate the qualitative deviation ΔA−[+, and use the deviation ΔA to infer the qualitative deviation of the parameter. Specifically, first, a qualitative relational expression regarding parameter A [A-B+
C] is obtained from the target model 4. From this relationship +, the reason for the deviation Δ-[+] of the parameter A is either the deviation ΔB or [+] of the value of parameter B, or the deviation AC of the value of parameter C is [+]. (Figure 3 ■■).

そこで定性的推論手段5は前記偏差検知手段3に対して
パラメータB、Cについての定性偏差を問合わせる。
Therefore, the qualitative inference means 5 inquires of the deviation detection means 3 about the qualitative deviations regarding the parameters B and C.

これを受けて偏差検知手段3はパラメータB。In response to this, the deviation detection means 3 sets the parameter B.

Cに関する定性偏差を、前記観測値データベース2と正
常値データベース1とを参照して計算する。
A qualitative deviation regarding C is calculated with reference to the observed value database 2 and the normal value database 1.

その際、偏差検知手段3はパラメータB、Cについては
観測値か無いことを検出し、その旨を前記定性的推論手
段5に返答する。
At this time, the deviation detection means 3 detects that the parameters B and C have no observed values, and replies to that effect to the qualitative inference means 5.

しかしてこの場合、定性的推論手段5は、[単一原因の
仮定コの推論戦略を用いてパラメータBの偏差ΔB−[
+] 、およびパラメータCの偏差縁モデル4に示され
る関係式[C=−constX D 3によって、偏差
ΔD−[−]か原因と推論される。
However, in this case, the qualitative inference means 5 calculates the deviation of parameter B ΔB−[ using the inference strategy of [single cause assumption]
+] and the relational expression [C=-constX D 3 shown in the deviation edge model 4 of the parameter C, it is inferred that the deviation ΔD-[-] is the cause.

この時点てパラメータDについての定性偏差を前記偏差
検出手段3に間合わせると、偏差検出手段3は前記観測
値データベース2と正常値データベース1とを参照する
ことにより、その定性偏差ΔD−が[−コであることを
算出する(第3図■)。
At this point, when the qualitative deviation for the parameter D is sent to the deviation detecting means 3, the deviation detecting means 3 refers to the observed value database 2 and the normal value database 1, and the qualitative deviation ΔD- is [- (Fig. 3 ■).

そこで、ここでは前述した他方の偏差ΔB−[+]の仮
定に基づく推論は不要であると判断し、偏差ΔB−[+
]から始まる探索木の枝刈りを実行する。つまりここで
は偏差jB−[+]の仮定に基づく推論を停止する(第
3図■)。そして前述した如く観測値と一致した仮説で
ある定性偏差ΔD−’[−]の原因を更に推論する。こ
のような推論制御は[観測値による探索木の枝刈りコと
称されるものである。
Therefore, here, it is judged that inference based on the assumption of the other deviation ΔB-[+] described above is unnecessary, and the deviation ΔB-[+]
] Execute pruning of the search tree starting from ]. That is, at this point, the inference based on the assumption of the deviation jB-[+] is stopped ((■) in FIG. 3). Then, as described above, the cause of the qualitative deviation ΔD-'[-], which is a hypothesis that matches the observed value, is further inferred. This type of inference control is called [pruning the search tree using observed values].

しかしてパラメータDに対しては、前述した対象モデル
4より求められる次の関係式[D −E +const
 ]により、定性偏差ΔD−[−]の原因かパラメータ
Eの定性偏差ΔE−[+]であること3は前記観測値デ
ータベース2と正常値データベース1とを参照して、そ
の定性偏差ΔEが[0コであることを算出し、その結果
を定性的推論手段た故障原因である偏差ΔE−[−]と
矛盾していることを見出す。
Therefore, for the parameter D, the following relational expression [D −E +const
], the cause of the qualitative deviation ΔD-[-] is the qualitative deviation ΔE-[+] of the parameter E. 3 refers to the observed value database 2 and the normal value database 1, and finds that the qualitative deviation ΔE is [ 0, and using the result as a qualitative reasoning means, we find that it is inconsistent with the deviation ΔE-[-] which is the cause of the failure.

そこで定性的推論手段5は、前述した如く対象モデル4
から求められた関係式[D −E +C0n5t ]の
正当性を疑い、この知識に関係する機器の故障を[故障
仮説の生成]として推論し、その故障仮説を前記仮説管
理手段6に通知してその推論処理を停止する(第3図■
)。
Therefore, the qualitative inference means 5 uses the target model 4 as described above.
doubt the validity of the relational expression [D −E +C0n5t ] obtained from the above, infer the failure of the equipment related to this knowledge as [generation of failure hypothesis], and notify the hypothesis management means 6 of the failure hypothesis. Stop the inference process (Figure 3■
).

このようにしてパラメータの偏差に基づき、対象モデル
4に示される知識を利用して定性的な推論処理を進める
ことにより、明示的な診断知識か与えられることのない
不測の異常事態が発生した場合であっても、その故障原
因を効果的に推論してその故障診断か行われる。
In this way, by proceeding with qualitative inference processing based on parameter deviations and using the knowledge shown in the target model 4, if an unexpected abnormal situation occurs for which no explicit diagnostic knowledge is given. However, the cause of the failure can be effectively inferred and the failure diagnosed.

第4図は上述した定性的推論における推論制御の手順、
つまり探索木の展開と枝刈りについての手順を示したも
のである。
Figure 4 shows the inference control procedure in the qualitative inference described above.
In other words, it shows the procedure for expanding and pruning a search tree.

この推論制御は、先ず対象モデル4より求められる定性
的関係式を用いて推論を実行し、異常(故障)の原因と
なる診断対象のパラメータとその定性偏差を推論するこ
とから開始される(ステその観測値があるか否かを前記
偏差検知手段3に間合わせる(ステップC)。
This inference control starts by first performing inference using the qualitative relational expression obtained from the target model 4, and inferring the parameter of the diagnosis target that causes the abnormality (failure) and its qualitative deviation (step The deviation detecting means 3 determines whether or not the observed value exists (step C).

しかして原因パラメータについての観測値が観測値デー
タベース2に存在しない場合には、次にそのパラメータ
に関する定性的関係式が前記対象モデル4に存在するか
否かを問い合わせる(ステップd)。そして対象モデル
4に上記パラメータに関する定性的関係式が存在するな
らば、その定性的関係式を用いて更にその原因となるパ
ラメータとその定性偏差とを推論し、前述したステップ
bからの処理に戻る(ステップe)。
If the observed value for the causal parameter does not exist in the observed value database 2, then it is inquired whether a qualitative relational expression regarding that parameter exists in the target model 4 (step d). If a qualitative relational expression regarding the above parameters exists in the target model 4, the qualitative relational expression is used to further infer the parameter causing the problem and its qualitative deviation, and the process returns to step b described above. (Step e).

これに対して対象モデル4に上記パラメータに関する定
性的関係式が存在しない場合には、そのパラメータの定
性偏差が故障の原因の可能性があること記録し、その旨
を前記仮説管理手段6に知らせる(ステップf)。そし
て今まで考慮していた原因パラメータの候補を破棄し、
他の原因パラメータの候補があるか否かを調べる(ステ
ップg)。そして他の候補が存在しない場合には、そこ
での推論に用いた関係式が間違っている可能性能の候補
についての処理を進める。
On the other hand, if the target model 4 does not have a qualitative relational expression regarding the above parameters, it is recorded that the qualitative deviation of the parameter may be the cause of the failure, and this is notified to the hypothesis management means 6. (Step f). Then, discard the causal parameter candidates that have been considered until now,
Check whether there are any other causal parameter candidates (step g). If there are no other candidates, processing is continued for candidates with possible performance for which the relational expression used for inference is wrong.

一方、原因パラメータについての観測値が前記観測値デ
ータベース2に存在している場合には、偏差検知手段3
により求められる上記原因パラメータについての定性偏
差か推論の結果と一致するか否かを評価する(ステップ
i)。そして推論の結果と一致した定性偏差がない場合
には、前述したように今まで考慮していた原因パラメー
タの候補を破棄して他の原因パラメータの候補があるか
否かを調べ(ステップg)、他の候補が存在しない場合
には、そこでの推論に用いた関係式が間違っている可能
性があることを前記仮説管理手段7に通知し、その推論
処理過程を1つ前のステツプまでバックトラックする(
ステップh)。また他の候補が存在する場合には、前述
したステップbの処理に戻って、他の候補についての処
理を進める。
On the other hand, if the observed value for the causal parameter exists in the observed value database 2, the deviation detection means 3
It is evaluated whether or not the qualitative deviation of the above-mentioned causal parameters obtained by the method matches the inference result (step i). If there is no qualitative deviation that matches the inference result, as described above, the causal parameter candidates that have been considered so far are discarded and it is checked whether there are other causal parameter candidates (step g). , if there are no other candidates, the hypothesis management means 7 is notified that the relational expression used for the inference may be wrong, and the inference processing process is backed up to the previous step. Track (
Step h). If other candidates exist, the process returns to step b described above to proceed with the processing for the other candidates.

これに対して推論の結果と一致した定性偏差がある場合
には、次にそのパラメータに関する定性的な関係式かあ
るか否かを前記対象モデル4に問い合わせる(ステップ
j)。そして対象モデル4fの旨を前記仮説管理手段7
に知らせて、推論処理を停止する(ステップk)。
On the other hand, if there is a qualitative deviation that matches the inference result, then the target model 4 is inquired as to whether there is a qualitative relational expression regarding that parameter (step j). Then, the hypothesis management means 7 informs the target model 4f.
and stops the inference process (step k).

また対象モデル4に前記パラメータに関する定性的な関
係式が存在する場合には、それまでに技分かれした探索
木を技刈りする(ステップm)。
Furthermore, if a qualitative relational expression regarding the parameters exists in the target model 4, the search tree divided so far is pruned (step m).

そしてこの枝刈りにより整理されたパラメータについて
、前記対象モデル4より求められる定性的な関係式を用
いて推論を実行し、その原因となる・パラメータとその
定性偏差を推論し、前述したステップbからの処理に戻
る(ステツプn)。
Then, with respect to the parameters organized by this pruning, inference is performed using the qualitative relational expression obtained from the target model 4, and the causal parameters and their qualitative deviations are inferred, and from step b mentioned above, The process returns to (step n).

以上のようにして定性的な推論の過程を制御することに
より、推論の結果と観測値とを比較することで推論で用
いた定性的な因果関係式の正当性を評価し、因果関係式
が成立しない場合にはその因果関係式と関係のある機器
要素に故障の原因があると云う仮説を生成することがで
きる(故障仮説の生成)。また推論の途中で1つの偏差
に対してその原因となるパラメータが複数個推論され、
その中で観測できるものが全く無いような場合には、そ
の中の1つだけを故障原因と仮定すること起因する定性
解の組み合わせ爆発を、上述した[単一原因の仮定コに
より効果的に回避すること的な知識として示されない不
測の異常事態について−も、その故障原因を効果的に診
断することが可能となる。
By controlling the qualitative inference process as described above, the validity of the qualitative causal relationship equation used in the inference can be evaluated by comparing the inference results with observed values, and the causal relationship equation can be If this does not hold true, it is possible to generate a hypothesis that the cause of the failure is in a device element related to the causal relationship equation (generation of a failure hypothesis). Also, during inference, multiple parameters are inferred for one deviation, and
If there is nothing observable among them, the combinatorial explosion of qualitative solutions caused by assuming only one of them as the cause of the failure can be effectively solved by the single-cause assumption described above. It becomes possible to effectively diagnose the cause of failure even in the case of unexpected abnormal situations that are not indicated as avoidable knowledge.

この結果、仮説管理手段7によって推論自体の矛盾をチ
エツクしながら、また二重推論の無駄を防止して、その
推論処理を効果的に進め、明示的な知識として示されな
い不測の異常事態についても、その故障原因を効果的に
診断することが可能となる。
As a result, the hypothesis management means 7 can check for contradictions in the inference itself, prevent wasteful double inference, proceed with the inference process effectively, and handle unexpected abnormal situations that are not shown as explicit knowledge. , it becomes possible to effectively diagnose the cause of the failure.

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば実施例では示さなかったが、定性的推論手段7
における推論の途中過程でその推論そのものの矛盾を仮
説管理手段7にて検出したり、探索の実行を監視して同
じパラメータについての2重探索を防止するようにする
ことも可能である。このようにすれば、その推論処理を
、より効率的に行うことか可能となる。その他、本発明
はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施するこ
とができる。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, although not shown in the example, qualitative reasoning means 7
It is also possible for the hypothesis management means 7 to detect contradictions in the inference itself during the inference process in , or to monitor the execution of the search to prevent double searches for the same parameter. In this way, the inference process can be performed more efficiently. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、明示的する知識の
部分性や不完全性に対しては、前述し一崎一トt た[単一原因の仮説]や[観測による探索木の枝刈り]
を戦略とする推論制御により、推論の探索木の増大を効
果的に抑制することができる。この結果、診断対象の種
々の異常を効果的に、且つ信頼性良く故障診断すること
が可能となる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, partiality and incompleteness of knowledge to be made explicit can be addressed by the [single cause hypothesis] and [observation] described above. Pruning the search tree by
By using inference control as a strategy, it is possible to effectively suppress the increase in the inference search tree. As a result, it is possible to effectively and reliably diagnose various abnormalities to be diagnosed, which brings about great practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る診断システムの概略構
成図、第2図は実施例システムにおける処理の概念を示
す図、第3図は実施例システムにおける定性的推論手段
の推論処理過程を模式的に示す図、第4図は実施例シス
テムの定性的推論手段における推論制御の処理手順を示
す図である。 1・正常値データベース、2・・・観測値データベース
、3・・偏差検知手段、4・・・対象モデル、5・・・
定性的推論手段、6・・・仮説管理手段。 出願人 工業技術院長 杉油  賢 F(Y)へ
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a diagnostic system according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the concept of processing in the embodiment system, and Fig. 3 is an inference processing process of the qualitative inference means in the embodiment system. FIG. 4 is a diagram schematically showing a processing procedure for inference control in the qualitative inference means of the embodiment system. 1. Normal value database, 2.. Observed value database, 3.. Deviation detection means, 4.. Target model, 5..
Qualitative reasoning means, 6...Hypothesis management means. To the applicant Ken F (Y), Director of the Agency of Industrial Science and Technology, Sugiyu

Claims (1)

【特許請求の範囲】 診断対象の機能・構成に関する知識を用いて上記診断対
象の故障原因を推論する診断システムにおいて、 前記診断対象に異常が発生したとき、前記診断対象の正
常状態にあるときのパラメータの値を記録した正常値デ
ータベースと、前記診断対象が異常となったときの前記
パラメータの観測値を記録した観測値データベースとを
用いて、前記パラメータの定性偏差を計算する偏差検知
手段と、この偏差検知手段によって計算されたパラメー
タの定性偏差と、前記診断対象の機器間の接続関係およ
び前記パラメータ間の定性的な因果関係を記録した対象
モデルとを用いて、前記診断対象の異常の原因を定性的
に推論する定性的推論手段と、この定性的推論手段にお
ける推論過程を制御すると共に、その推論結果を評価す
る仮説管理手段とを具備し、 前記仮説管理手段は、推論の帰結となるパラメータの中
の少なくとも1つのパラメータの定性的変化により引き
起こされるとして仮定すると共に、推論の途中結果と前
記観測値を比較して推論の探索木に対する絞り込みを行
って前記定性的推論手段における定性的な推論を制御す
る手段と、推論で用いられるパラメータ間の定性的な因
果関係式が成立しない場合でも、その因果関係を故障原
因であるとして認識する手段を備えたことを特徴とする
診断システム。
[Scope of Claims] A diagnostic system that infers the cause of failure of the diagnostic target using knowledge regarding the function and configuration of the diagnostic target, wherein when an abnormality occurs in the diagnostic target, when the diagnostic target is in a normal state, deviation detection means for calculating a qualitative deviation of the parameter using a normal value database that records parameter values and an observed value database that records observed values of the parameter when the diagnosis target becomes abnormal; Using the qualitative deviation of the parameters calculated by this deviation detection means and the target model that records the connection relationship between the devices to be diagnosed and the qualitative causal relationship between the parameters, the cause of the abnormality of the target to be diagnosed is determined. qualitative inference means for inferring qualitatively, and hypothesis management means for controlling the inference process in the qualitative inference means and evaluating the inference results, the hypothesis management means being the result of the inference. It is assumed that this is caused by a qualitative change in at least one of the parameters, and the intermediate result of the inference is compared with the observed value to narrow down the inference search tree and the qualitative change in the qualitative inference means is performed. A diagnostic system comprising a means for controlling inference and a means for recognizing a causal relationship as a cause of a failure even when a qualitative causal relationship equation between parameters used in the inference does not hold.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009176205A (en) * 2008-01-28 2009-08-06 Gyoseiin Genshino Iinkai Kakuno Kenkyusho Primary risk factor analysis device by sequence tree
JP2010190582A (en) * 2009-02-16 2010-09-02 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Method and device for diagnosing apparatus

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