JP2017117318A - 配線の安全性評価システム、及び、配線の安全性評価方法 - Google Patents

配線の安全性評価システム、及び、配線の安全性評価方法 Download PDF

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Abstract

【課題】冗長性が確保される複数の電線が同じハーネスに属していることを容易に判定して配線の安全性を評価できる配線の安全性評価システムを提供する。
【解決手段】本発明の電線の安全性評価システムは、イベントIDが特定されると、イベントIDに対応する親IDのゲートIDが、ORゲート及びANDゲートのいずれであるかを認識し、ゲートIDがORゲートの場合には、親IDの次の世代の親に該当する親IDの前記ゲートIDが、ORゲート及びANDゲートのいずれであるかを認識する処理手順を繰り返して、トップ事象に達するか否かを判定する処理部を備えることを特徴とする。
【選択図】図4

Description

本発明は、コネクタを介して複数の電子機器が電線で接続された配線の安全性を評価するシステムに関するものである。
例えば、入力装置、制御装置及び出力装置の間をワイヤハーネス(Wire Harness、以下単にハーネスと言うことがある)で接続することで構成される配線システムは、システムが組み上げられた後に、ハーネスを構成する電線が適正なルートで接続されているのか冗長性を確認する必要がある。例えば、複数の電線が束になっているハーネスのある部分が切断した場合、その束に含まれる2本の電線が切断することにより、ある装置が故障するという事象(ここではイベントという)が発生しないように、その2本の電線を同じ束にはせず、互いに異なったハーネスに束ねて配線し、それら複数のハーネスが物理的に分離隔離されたルートに艤装する必要がある。ところが、ハーネスの数(配線数)、入力装置などの末端装置又は中継装置の数が多いシステムになると、複数にまたがる配線図から接続ルートの妥当性をチェックしたり、配線の安全性を確認したりするのは容易でない。
そこで本出願人はこれまで、大規模なシステムであっても、単線の単位で接続ルートを容易に確認できる配線の接続確認システムを特許文献1で提案している。また、同束リスクのあるハーネス、及び、同時に故障すると安全性を損なうリスクのあるハーネスを容易に抽出するシステムを特許文献2で、さらに、複雑な配線構造に対しても、定性的に配線の安全性を解析できるシステムを特許文献3で提案している。
特許第5182973号公報 特開2014−61841号公報 特開2014−194676号公報
安全性の評価手法としてフォルトツリー分析(Fault Tree Analysis:FTA)は広く知られており、高い安全性が要求される用途、例えば航空機においては、電子機器、端末装置及び電線に冗長性を持たせているが、冗長性が安全性の確認を困難にしている。
つまり、航空機の制御システムのように複数のサブシステムを統合した大規模システムでは、数十あるいは数百に及ぶフォルトツリーが対象となり、又、それら複数のフォルトツリーが入れ子構造になる。一方、大規模システムを構成する複数の端末装置とそれら端末装置間を接続する配線は、数千あるいは数万点の電線で構成されている。そのため、特定の複数の電線が同じハーネスに属していること自体は、特許文献2の提案で判定できるものの、冗長関係の電線を特定し、互いに分離独立していることを判定して配線の安全性を評価することは容易ではない。
そこで本発明は、容易に配線の安全性を評価できるシステムを提供することを目的とする。
本発明は、ワイヤハーネスに属する複数の電線の各々が、中継要素を介して末端に位置する一対のコネクタに接続される配線構造における電線の安全性評価システムである。
本発明の配線の安全性評価システムは、配線構造において、イベントの識別情報であるイベントIDと、当該イベントIDに対応するゲートの種別を示すゲートタイプと、当該イベントIDの親に該当するイベントの識別情報である親IDと、当該イベントIDがトップ事象であることの識別情報と、が対応付けられたフォルトツリー情報を記憶する記憶部を備える。
また、本発明の安全性評価システムは、複数のイベントIDの中から、電線に関するイベントIDが特定されると、イベントIDに対応する親IDのゲートタイプが、ORゲート及びANDゲートのいずれであるかを認識し、ゲートタイプがORゲートの場合には、親IDの上位に位置するイベントIDに対応するゲートタイプが、ORゲート及びANDゲートのいずれであるかを認識する処理手順を繰り返して、トップ事象に達するか否かを判定する処理部を備える。
本発明の安全性評価システムは、FTAに用いられるフォルトツリー情報に属する電線に該当するイベントIDについて、上位に向けて探索を行うことにより、当該電線の組合せについてトップ事象に達するか否かを判定することができる。トップ事象に達しない旨の判定がなされると、当該電線の組合せについて安全性を有しているものと評価することができ、トップ事象に達する旨の判定がなされると、当該電線の組合せについて安全性を有しないものと評価することができる。いずれにしても、本発明によれば、フォルトツリー情報を探索するだけで、容易に配線の安全性を評価できる。
本発明の安全性評価システムは、処理部がなす判定結果に関する表示を行う表示部を備えることができる。この安全性評価システムは、処理部が、フォルトツリー情報に属する電線の組合せについてトップ事象に達するとの判定結果が得られると、当該判定結果及び当該電線の組合せについての配線経路を変更することを促す情報を表示部に表示させることができる。
本発明の安全性評価システムは、フォルトツリー情報として、当該イベントIDが電線に関するものであることを示す識別情報を含む場合には、処理部は、フォルトツリー情報の中から、電線に関するイベントIDを全て抽出し、抽出されたイベントIDについて処理手順を実行する、ことができる。
本発明の安全性評価システムは、記憶部が、端末装置に属するコネクタについて、当該コネクタに属するピンとイベントIDが対応付けられた故障モードの影響評価情報を記憶し、処理部が、フォルトツリー情報の中から、電線に関するイベントIDを全て抽出し、抽出されたイベントIDについて、影響評価情報を参照することにより、イベントIDに対応するピンを特定し、特定されたピンに直接的に及び間接的に接続される電線が属するワイヤハーネスのバンドルを特定することで、当該電線と他の電線が同束に属するか否かを判定し、同束と判定されたワイヤハーネス、バンドル及びコネクタについて、処理手順を実行する、ことができる。
本発明の安全性評価システムにおいて、記憶部は、複数の電線のそれぞれと一対のコネクタとが対応付けられた電線−コネクタ接続情報と、互いに嵌合されるコネクタ同士の接続情報であるコネクタ−コネクタ接続情報と、ワイヤハーネスに属する電線の束であるバンドルの識別情報とバンドルの両端のコネクタ又は中継点の識別情報とが対応付けられたバンドル接続情報と、を記憶することができる。この場合、処理部は、影響評価情報を参照することにより、イベントIDに対応するピンを特定し、特定されたピンに直接的に及び間接的に接続される電線が属するワイヤハーネスのバンドルを電線−コネクタ接続情報、コネクタ−コネクタ接続情報及びバンドル接続情報を参照することで、当該電線と他の電線が同束に属するか否かを判定する、ことができる。
本発明における故障モードの影響評価情報は、端末装置に属する全てのコネクタにおいて、コネクタに属する全てのピンを対象に、電線の短絡、及び、断線のそれぞれの故障モードについて、故障の影響評価を実施することにより抽出し、電線に関するイベントIDに関連付ける、ことができる。
また、本発明における故障モードの影響評価情報は、端末装置のコネクタと電気的に繋がる電線、または、コネクタの少なくともいずれか一方の、故障モードに対応した故障率の情報を備える、ことができる。
本発明によれば、フォルトツリー情報を探索するだけで、容易に配線の安全性を評価できる。
本発明の実施形態に係る配線の安全性評価システムで評価されるワイヤハーネスの構成を示す図である。 本実施形態の評価システムの概略構成を示す図である。 フォルトツリーを示す図である。 フォルトツリーの他の例を示す図である。 端末装置のコネクタC1及びC2のFMEA(Failure Modes and Effects Analysis)の一例を示す図である。 イベントの識別情報であるイベントID、ゲートの識別情報であるゲートID及び親IDを対応付けたフォルトツリー情報をテーブル形式で示す図である。 電線の識別情報である電線IDとコネクタの識別情報であるコネクタIDとを対応付けた接続情報をテーブル形式で示す図である。 互いに嵌合されるコネクタに属するピンの対応関係をテーブル形式で示す図である。 バンドルの識別情報と一対のコネクタの識別情報とを対応付けたバンドル接続情報を示す図である。 バンドルに属する電線をバンドルに対応付けて示す電線リストを示す図である。 安全性の評価結果の表示例を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る配線の安全性評価システム10(以下、単に評価システム10)を説明する。
評価システム10は、複数のハーネスが接続される配線システムの設計データである電線、コネクタ等の接続情報を参照するとともに、フォルトツリー分析(FTA)を行うツールの情報であるフォルトツリー情報を用いて、配線システムに含まれる電線の安全性を評価するものである。ここで、ハーネスとは、電気コネクタと電線の束(バンドル:Bundle)で構成されるアセンブリであり、各電線はコネクタのピン(または端子)とそれぞれ電気的に接続されている。
ここで、評価システム10の評価対象となる配線システムは、フォールト・トレランス(Fault Tolerance:FT)の考え方が適用されるものであり、ハーネスを構成する電線に必要な冗長数が設定される。例えば、「致命的な故障事象(Catastrophic Failure)」に繋がる電線については、互いに独立した3系統以上の冗長数が確保され、同様に、「危険な故障事象(Hazardous Failure)」に繋がる電線については、互いに独立した2系統以上の冗長数が確保されることにより、発生確率として許容できるレベルを担保する。電線が必要な冗長数を確保するには、当該電線が同じハーネスの同じ区間に属する同束を回避する必要がある。なお、必要な冗長数は必要に応じて設定されるものであり、また、この定義付けはあくまで一例である。
図1は、配線システムの一部を構成する二つのハーネスWH1及びハーネスWH2を示している。ハーネスWH1,WH2を用いて、電線の同束について説明する。
図1のハーネスWH1は、コネクタC1、コネクタC2、コネクタC3及びコネクタC4の4つのコネクタを備え、これらコネクタの相互間がバンドルB1、バンドルB2、バンドルB3、バンドルB4及びバンドルB5を介して接続されている。バンドルB1、バンドルB2及びバンドルB3は中継点A1で接続され、バンドルB3、バンドルB4及びバンドルB5は中継点A2で接続されている。それぞれのバンドルB1〜バンドルB5は複数の電線を含んでいる。
また、ハーネスWH2は、コネクタC5、コネクタC6、コネクタC7及びコネクタC8の4つのコネクタを備え、これらの相互間がバンドルB6、バンドルB7、バンドルB8、バンドルB9及びバンドルB10を介して接続されている。コネクタC5及びコネクタC6は、それぞれ、コネクタC3及びコネクタC4と接続されている。バンドルB6、バンドルB8及びバンドルB9は、中継点A3で接続され、バンドルB7、バンドルB8及びバンドルB10は中継点A4で接続されている。なお、ここでは、末端部分としてコネクタだけを示しているが、これらのコネクタC1〜C8は、通常、入力装置、制御装置及び出力装置などの機器に付随、或いは、複数のハーネスをお互いに接続する中継コネクタに接続される。また、中継点A1〜A4は、複数のバンドルが分岐、合流する位置の識別情報である。
ハーネスWH1において、コネクタC1とコネクタC2は、バンドルB1とバンドルB2により接続されている。バンドルB1とバンドルB2は中継点A1に繋がれることで、中継点A1がバンドルB1とバンドルB2の経由地又は接点となる。
同様に、中継点A1と中継点A2は、バンドルB3により接続され、バンドルB3は、一端が中継点A1に繋がれ、他端が中継点A2に繋がれている。
コネクタC3、コネクタC4、コネクタC5、コネクタC6、コネクタC7及びコネクタC8についても同様である。
バンドルB1〜バンドルB10は、それぞれが複数の電線を含んでおり、これらの電線はコネクタC1〜C8の対応するピンに接続されている。なお、図1にはピンの図示を省略している。例えば、コネクタC1に接続される全ての電線はバンドルB1を通り、その一部の電線はバンドルB2を通ってコネクタC2に接続され、また、他の電線がバンドルB3を通って中継点A2に達する。コネクタC2に接続される全ての電線はバンドルB2を通り、一部の電線がバンドルB1を通ってコネクタC1に接続され、また、他の電線がバンドルB3を通って中継点A2に達する。同様に、コネクタC3に接続される全ての電線はバンドルB4を通り、一部の電線がバンドルB5を通ってコネクタC4に接続され、また、他の電線がバンドルB3を通って中継点A1に達する。コネクタC4に接続される全ての電線はバンドルB5を通り、一部の電線がバンドルB4を通ってコネクタC3に接続され、また、他の電線がバンドルB3を通って中継点A1に達する。コネクタC5〜コネクタC8についても同様である。
ハーネスWH1において、例えば、バンドルB1に属する電線(図1には省略)は、バンドルB2を通ってコネクタC2に接続される以外はバンドルB3に属し、バンドルB2に属する電線は、バンドルB1を通ってコネクタC1に接続される以外はバンドルB3に属する。バンドルB3に属するこれらの電線が同束になるが、冗長性を必要とする複数の電線はバンドルB3に同束になるのを避けなければならない。
次に、コネクタC5〜コネクタC8の部分について観ると、バンドルB6に属する電線は中継点A3を通ると、バンドルB8及びバンドルB9のいずれかに属し、バンドルB7に属する電線は中継点A4を通ると、バンドルB8及びバンドルB10のいずれかに属する。バンドルB8に属するこれらの電線が同束をなすことになり、冗長性を有する複数の電線がバンドルB8に同束をなすことを避けなければならない。バンドルのそれぞれに属する電線は、図10の電線リストに示されている。
評価システム10が行う同時故障するリスクに対する定性的な評価は、設計された配線システムが必要な冗長性を確保できているか否かを、フォルトツリー情報を用いて行う。図1のハーネスWH1,WH2を例にすると、評価システム10は、同時故障が許されない複数の電線が同束に属していないか、という安全性を備えているか定性的な評価を行う。
評価システム10は、この評価を、以下の第一ステップ〜第三ステップの三つのステップを順に経ることによって実行する。
第一ステップ:フォルトツリー情報の中から電線に関する識別情報(イベントID)を抽出する。
第二ステップ:第一ステップで抽出された全てのイベントIDについて、関連する電線を、電線及びコネクタの接続情報を参照することで2つ以上の複数イベントIDの組合せで同束に属する電線を抽出する。
第三ステップ:第二ステップで抽出されたイベントIDの組合せを、フォルトツリー情報を参照することで、同時故障リスクを評価する。
以下、評価システム10の概略構成を説明した後に、第一ステップ〜第三ステップの具体的な内容を説明する。
[評価システム10の概要]
図2に示すように、評価システム10は、入力部1と、処理部2と、第一記憶部3と、第二記憶部4と、表示部5と、を備えている。評価システム10は、パーソナルコンピュータ、その他のコンピュータ装置により構成することができる。
評価システム10は配線描画システム20と接続されている。配線描画システム20もまた、コンピュータ装置により構成される。
入力部1は、評価システム10を実行するために必要な指示を入力する部位である。コンピュータの入力装置としてのキーボードにより入力部1を構成できる。
処理部2は、第一記憶部3に記憶されたフォルトツリー情報、その他の接続情報を読み出して、後述する手順を実行し、その結果を第二記憶部4に記憶させたり、表示部5に表示させたりする。
表示部5は、処理部2により処理された結果を表示する。コンピュータの表示装置としての液晶表示装置により表示部5を構成できる。
[配線描画システム20の概要]
配線描画システム20は、CAD(Computer Aided Design)21を備える。CAD21は、配線設計作業にともなうコネクタ、ケーブル及び機器に関する接続情報を取得して、結線図(Wiring Diagrams、以下単にWDということがある)を作成する。WDはハーネスWH1,WH2等に属する電線とコネクタとの接続関係が図示されたものである。WDに基づく接続情報は、ハーネスの識別情報(ハーネスID)と、電線の識別情報(電線ID)と、コネクタ及びピンの識別情報(コネクタID,ピンID)と、が対応付けられている。CAD21は、取得した接続情報を評価システム10の第一記憶部3に提供する。第一記憶部3は、CAD21から提供される接続情報を記憶する。
[フォルトツリー情報]
図3及び図4に、フォルトツリー(Fault Tree:FT)の一例を示す。なお、図3、図4は、配線を含むシステムにおける故障事象の一部のみを示しており、実際のシステムは数十枚あるいは数百枚におよぶフォルトツリーで構成される。また、フォルトツリーは、公知のFTAを行うソフト(FTAツール)により作成できる。
図3について説明すると、図の最上段に発生するのが好ましくない事象(AAA)を配置する。これをトップ事象(Top Event)と称するが、通常、トップ事象は、その発生を防止できる性質のものに限られ、自然現象をトップ事象にすることはできない。トップ事象の下には、トップ事象の発生に関与する要因事象(十分条件)が系統的に列挙される。この要因事象は、中間事象(Middle Event,AAB)と基本事象(Basic Event)に区分され、基本事象は当該系統の最下段に配列される。
図3のフォルトツリーにおいて、トップ事象AAAの下に下位事象AAB、ABA、BBA、ABBがある場合に、下位事象AAB、ABA、BBA、ABBのいずれか1つが発生すればトップ事象AAAが発生する関係を示す論理記号をORゲートという。また、図3のフォルトツリーにおいて、下位事象BBB及びBABの両者が同時に発生した場合に限って上位事象ABAが発生する関係を示す論理記号をANDゲートという。図4のフォルトツリーも同様の規則によって作成されている。トップ事象CCCの発生に関与する要因事象として、例えば、図3のトップ事象AAAが列挙される場合は、基本事象として当該系統(図4のフォルトツリー)の最下段に配列される。
図3、図4も含めフォルトツリーに示される事象(イベント)には、電線に限るものでなく、対象とするトップ事象に関連するシステム、機能、機器、部材などが含まれるが、ここでは理解を容易にするために、AAAというように記号で示している。ただし、電線に関するイベントについては、W11,W12という名称を用いることで、他のイベントとの区別を明確にしている。また、これら電線に関するイベントは、電線に関する故障モード、例えば、ショート故障や断線故障等の影響を評価するFailure Modes and Effects Analysis(FMEA)を実施することにより抽出できるが、端末装置に属するコネクタを対象にFMEAを実施することにより、重複なくかつ漏れなく効率的に抽出することができる。
図5(a),(b)に、端末装置に属するコネクタC1及びC2のFMEAによる故障モードの影響評価情報の一例を示す。図5(a)に示すFMEAは、コネクタC1の、例えば、P13のピンに接続される電線、コネクタのショート故障あるいは断線故障により、図4のフォルトツリーのイベントW11が発生することを示している。同様に、図5(b)に示されるFMEAは、コネクタC2の、例えば、P23のピンに接続される電線のショート故障により、図3のフォルトツリーのイベントW12が発生することを示している。このように、影響評価情報は、当該コネクタに属する複数のピンとイベントIDが対応付けられており、第一記憶部3に記憶されている。なお、図5には、故障率の情報は記載されていないが、端末装置に属するコネクタと電気的に繋がる電線、または、コネクタの少なくともいずれか一方の故障率を全て算出し、当該イベントの故障率として設定し、第一記憶部3に記憶しておけば、前述のFTAツールを用いて、トップ事象の発生確率を定量的に解析、評価できることは言うまでもない。
本実施形態においては、トップ事象よりも下位に位置する電線に関する事象を選択し、ゲートの種類に応じてトップ事象まで達するか否かの判定を行う。本実施形態においては、図4のW11及び図3のW12で示される事象が、最終的に判定の対象とされる事象であるが、この判定対象は、第一ステップ及び第二ステップを経て抽出される。
図3のフォルトツリーにおいて、電線に関するイベントW12が生じるとトップ事象AAAが発生する。一方、図4のフォルトツリーにおいて、電線に関するイベントW11が生じると中間事象CDCが発生することが判る。今、図4において、中間事象CDCの上位事象CCDが発生する論理記号はANDゲートであるため、イベントW11とW12の組合せが同時に発生するとトップ事象であるイベントCCCが発生することが判る。なお、図3及び図4のように、一方のトップ事象(AAA)が他方の中間事象になることを入れ子構造と称している。
図6に、第一ステップ及び第三ステップに用いられるフォルトツリー情報を示す。このフォルトツリー情報は、あらかじめ第一記憶部3に記憶されている。
フォルトツリー情報は、イベントごとの識別情報(イベントID)、上位に位置するイベントとの間のゲートに関する識別情報(ゲートタイプ)及び上位に位置するイベントの識別情報(親ID)が対応付けられたテーブル形式の情報である。なお、フォルトツリー情報は、イベントID、ゲートタイプ及び親ID以外の情報を含んでいるが、ここでは本実施形態の判定に必要な情報のみを掲げている。
図6において、イベントIDがAAAからW12までの情報が図3のフォルトツリーに対応し、イベントIDがCCCからAAAまでの情報が図4のフォルトツリーに対応している。トップ事象に該当するイベントCCCには、上位のイベントが存在しないため、親IDが空欄となっている。この空欄は当該イベントIDがトップ事象に該当することの識別情報となるが、この識別情報を積極的に付与してもよい。
詳しくは後述するが、フォルトツリー情報の中で電線に関するイベントを選択して、ゲートタイプの種別に応じてより上位に位置するイベントに達するか否かを順に判定して、トップ事象に達するか否かを確認し、評価する。第二ステップにより選択される同束しているハーネス、バンドル、コネクタは、例えば、イベント(W11,W12)であることが検索、特定される。電線に関するイベント(W11,W12)の組合せ、あるいは、電線に関するイベント(W11,W12の少なくとも1つ)と電線以外のイベントとの組み合わせによってトップ事象に達することが確認されれば、当該電線の配線経路を変更する必要がある。
[接続情報]
図7に、第一記憶部3に記憶される接続情報の一例を示す。
この接続情報は、図1に示されるハーネスWH1,WH2のそれぞれに属する電線の識別情報(電線ID)とコネクタの識別情報(コネクタID)の接続関係を対応付ける電線−コネクタ接続情報を示している。
ハーネスWH1について説明すると、電線(WIRE)IDがW101,W102の電線はコネクタC1とコネクタC2に接続され、電線IDがW103,104の電線はコネクタC1とコネクタC3に接続され、電線IDがW105,106の電線はコネクタC1とコネクタC4に接続されることが示されている。その中で、電線IDがW101,102の電線は、コネクタC1とはピンIDがP11,P12のピンと接続され、コネクタC2とはピンIDがP21,P22のピンと接続されることが示されている。他の電線及びハーネスWH2についても同様である。
なお、ここでは配線システムの中の一部のハーネスについてのみ示しているが、実際の配線システムにおいては、多数のハーネスに関する電線−コネクタ接続情報を備える。
次に、図8に、ハーネスWH1,WH2において、互いに嵌合されるコネクタ同士の接続情報であるコネクタ−コネクタ接続情報を示している。コネクタ−コネクタ接続情報は、第一記憶部3に記憶されている。
図1に示すように、ハーネスWH1とハーネスWH2において、コネクタC3とコネクタC5が嵌合され、また、コネクタC4とコネクタC6が嵌合されている。コネクタ−コネクタ接続情報は、ピン同士の接続関係も含めたこの嵌合の関係を示している。
コネクタC3とコネクタC5について観ると、コネクタC3はP31〜P36のピンIDで特定される6つのピンを備え、コネクタC5がP51〜P56というピンIDで特定される6つのピンを備え、さらに、コネクタC3のP31〜P36のピンと嵌合するコネクタC5のP51〜P56のピンの接続関係のそれぞれが示されている。
コネクタC4とコネクタC6についても同様であり、例えば、図8は、コネクタC3のピンP31とコネクタC5のピンP55が嵌合し、コネクタC4のピンP41とコネクタC6のピンP61が嵌合することを示している。
ここで、図7に示される電線−コネクタ接続情報及び図8に示されるコネクタ−コネクタ接続情報を参照することにより、特定の電線の配線経路を探索することができる。例えば、図7において、電線W103は、コネクタC1のピンP13とコネクタC3のピンP31に接続されており、図8において、コネクタC3のピンP31はコネクタC5のピンP55と接続されており、さらに、図7に戻り、コネクタC5のピンP55にはコネクタC8のピンP81との間に電線W205が接続されている。
また、図7において、電線W107は、コネクタC2のピンP23とコネクタC3のピンP33に接続されており、図8において、コネクタC3のピンP33はコネクタC5のピンP53と接続されており、さらに、図7において、コネクタC5のピンP53にはコネクタC7のピンP71との間に電線W203が接続されている。このように、電線−コネクタ接続情報及びコネクタ−コネクタ接続情報を参照すれば、複数のハーネスに属する電線がどのような経路をたどるのかの配線経路を探索できる。
次に、図9は、ハーネスWH1,WH2に関するバンドル接続情報を示している。バンドル接続情報は第一記憶部3に記憶されている。
バンドル接続情報は、ハーネスWH1,WH2に属する電線の束であるバンドルの識別情報(バンドルID)とバンドルの両端のコネクタ又は中継点の識別情報(ITEM1,ITEM2)とを対応付けた情報である。例えば、図9において、バンドルB1は、コネクタC1と中継点A1の間に配置されることが示されている。
このバンドル接続情報は、電線−コネクタ接続情報を参照することにより、それぞれのバンドルに属する電線を特定するのに用いられる。ここで、図7のコネクタC1とコネクタC2を例にすると、コネクタC1とコネクタC2を接続するのは電線W101及びW102であり、一方、図9に示すようにコネクタC1とコネクタC2の間には、中継点A1を介して、バンドルB1とバンドルB2が介在している。したがって、電線W101及びW102のいずれもバンドルB1とバンドルB2に属することを特定できる。
図10は、こうして生成される、バンドルとバンドルに属する電線とが対応付けられた電線リストを示す。例えば、バンドルB1に属する電線W101〜W106は同束であるから、これら電線が安全性評価の対象とされる。
[評価手順]
以下、評価システム10を用いた配線システムの安全性の評価手法の手順を、第一ステップ、第二ステップ及び第三ステップの順で説明する。
[第一ステップ]
本実施形態において、一連の評価手法の手順は、フォルトツリー情報(図6)の中から電線に関するイベントIDを抽出することから始まる。この手順は、例えば、フォルトツリー情報の中のイベントIDに電線に関することを表す“W”をキーワードとして入力部1から入力することで処理が開始される。入力されたキーワードは処理部2に送られる。そうすると、処理部2は、第一記憶部3からフォルトツリー情報を読み出し、読み出したフォルトツリー情報を参照することにより、電線に関する全てのイベントID(W○○)を抽出する。
なお、以下の第二ステップ及び第三ステップも、処理部2が第一記憶部3に記憶されている電線−コネクタ接続情報などを参照するなどすることにより、実行される。
[第二ステップ]
第二ステップは、第一ステップで抽出された全ての電線に関するイベントIDについて、故障モードの影響評価情報を参照することにより、当該イベントIDに対応するピンを特定する。次いで、第二ステップは、電線−コネクタ接続情報(図7)、コネクタ−コネクタ接続情報(図8)及びバンドル接続情報(図9)を参照するなどして、同束に属するイベントID(電線ID)を抽出する。これにより、次の第三ステップにおける評価対象を、第二ステップで抽出された同束に属する電線に絞り込む。
処理部2は、第一ステップで抽出された全ての電線に関するイベントIDを取得すると、第一記憶部3から故障モードの影響評価情報(図5(a),(b))読み出すとともに、取得したイベントIDについて、影響評価情報を参照することにより、当該イベントIDに対応するコネクタID及びピンIDを特定する。例えば、取得したイベントIDがW11だとすると、図5(a)を参照することにより、コネクタC1及びピンP13が特定される。
処理部2は、次いで、第一記憶部3から電線−コネクタ接続情報(図7)を読み出し、読み出した電線−コネクタ接続情報とイベントIDを参照する。次いで、処理部2は、取得したイベントIDに対応する電線IDを特定し、さらに特定された電線IDが接続されるコネクタのコネクタIDを特定する。例えば、第一ステップで抽出されたイベントID、W11に関わるコネクタ及びピンが、図5(a)に示すように、それぞれコネクタC1及びピンP13である。そうすれば、電線−コネクタ接続情報(図7)から、コネクタC1及びピンP13に直接的に接続される電線、コネクタ及びピンが、電線W103、コネクタC3、ピンP31であり、さらに、コネクタ−コネクタ接続情報(図8)より、ピンP13に接続されるのがコネクタC5のピンP55である。そして、電線−コネクタ接続情報(図7)に戻り、ピンP55に接続されるのが、電線W205、コネクタC8、ピンP81であることが特定される。電線W205、コネクタC8、ピンP81は、ピンP13に間接的に接続される。
この特定の処理は、取得された全てのイベントIDについて行われる。例えば、イベントW12に関わるコネクタ及びピンが、図5(b)に示すように、それぞれコネクタC2及びピンP23であったとすれば、イベントW11のときと同様に、電線−コネクタ接続情報及びコネクタ−コネクタ接続情報から、接続される電線、コネクタ及びピンが、電線W107、コネクタC3、ピンP33、コネクタC5、ピンP53、電線W203、コネクタC7、ピンP71であることが特定される。
次に、処理部2は、第一記憶部3からバンドル接続情報(図9)を読み出し、読み出したバンドル接続情報と取得したコネクタIDを照合することにより、取得したコネクタIDに接続される電線が属するバンドルのバンドルIDを特定する。例えば、取得したコネクタIDがコネクタC1及びコネクタC3であったとすれば、図9より、コネクタC1とコネクタC3の間には中継点A1、A2を介してバンドルB1、バンドルB3及びバンドルB4が配置されている。したがって、電線W103がバンドルB1、バンドルB3及びバンドルB4の三つのバンドルに属することが特定される。
このバンドルを特定する処理を、取得された全てのコネクタIDについて行うことにより、すべてのバンドルB1〜B10に属する電線IDを特定することができる。処理部2は、特定された電線IDと属するバンドルIDとを対応付けることにより、図10に示される電線リストを生成し、第一記憶部3に記憶させる。
処理部2は、図10の電線リストを参照することにより、特定の電線が他の電線が同束に属するか否かを判定する。例えば、前述したイベントW11について特定されたピンP13に直接的に接続される電線W103と、イベントW12について特定されたピンP23に直接的に接続される電線W107について注目する。電線W103は、バンドルB1,B3,B4に属するのに対して、電線W107は、バンドルB2,B3,B4に属するので、電線W103と電線W107は、バンドルB3及びバンドルB4において同束をなしているとの判定になる。
また、前述したイベントW11について特定されたピンP13に間接的に接続される電線W205と、イベントW12について特定されたピンP23に間接的に接続される電線W203について注目する。電線W205は、バンドルB6,B8,B10に属するのに対して、電線W203は、バンドルB6,B9に属するので、電線W205と電線W203は、バンドルB6において同束をなしているとの判定になる。
[第三ステップ]
第三ステップでは、第二ステップにおいて同束と判定された複数の電線について、FTAツールの出力情報を用いて、定性的に配線の安全性を解析する。図3、図4、図6及び図10を参照してこの解析手順を説明する。
はじめに、配線の安全性の解析の手順を説明する。
ここでは、イベントW11のみについて探索する例を説明する。
図4及び図6に示すように、イベントW11の親IDはイベントEEEであり、イベントW11はイベントEEEにORゲートで繋がっているので、イベントW11が生じるとイベントEEEが生じる。
そうすると、次に、イベントEEEについて探索することになり、イベントEEEの親IDはイベントCDCであり、イベントEEEはイベントCDCにORゲートで繋がっているので、イベントEEEが生じるとイベントCDCが生じる。
そうすると、次に、イベントCDCについて探索することになり、イベントCDCの親IDはイベントCCDであり、イベントCDCはイベントCCDにANDゲートで繋がっているので、イベントCDCが生じても、イベントCDCだけではイベントCCDは生じない。
以上のように、イベントW11のみを探索した解析の結果としては、トップ事象であるイベントCCCに至らないので、イベントW11は安全性が確保されていると判定される。
以上のイベントW11の例において、仮に、イベントCDCが、親であるイベントCCDにORゲートで繋がっている場合には、イベントCDCが生じるとイベントCCDが生じる。この場合、イベントCCDの親IDはトップ事象であるイベントCCCであり、イベントCDCはイベントCCCにORゲートで繋がっているので、イベントCDCが故障するとトップ事象が生じる。この場合のイベントW11の単一故障によりトップ事象が発生するため、安全性が確保されない、との解析結果になる。
次に、図3のフォルトツリーに関わるイベントW12と図4のフォルトツリーに関わるイベントW11の組合せについて探索する例を説明する。
図3のフォルトツリーにおいて、電線に関するイベントW12が生じると、トップ事象AAAが生じる。一方、図4のフォルトツリーにおいて、電線に関するイベントW11が生じると、中間事象CDCが発生する。今、中間事象CDCの上位事象CCDが発生する論理記号はANDゲートであるため、イベントW11とイベントW12の組合せが同時に発生するとトップ事象(CCC)が発生することが判る。したがって、イベントW11とイベントW12に関わる電線が、バンドルやコネクタで同束になっている場合、当該バンドル、コネクタの単一故障によりトップ事象が発生するため、安全性が確保されない、との解析結果になる。
処理部2は、図10の電線リストの中で同束とされているすべての電線について、以上説明した手順による安全性の解析を行う。処理部2は、すべての電線の解析結果を表示部5に表示させることができる。この表示形式は任意であるが、例えば、図11に示すように、ハーネスIDごとに安全性が確認された電線IDと安全性が確認されなかった電線IDを表示させ、後者については、設計変更を促す表示を付加する。
安全性の解析の手順と図11の表示結果の一例について説明すると以下の通りである。
ハーネスWH1において、イベントW11及びイベントW12に関わる電線は、第二ステップの所で説明したように、それぞれ電線W103と電線W107である。そこで、図10の電線リストを参照すると、電線W103と電線W107の両者を含むバンドルは、バンドルB3とバンドルB4であり、これらバンドルに直接的に接続されるコネクタ(図10のITEM−1,ITEM−2の欄を参照)は、コネクタC3である。したがって、図11の上段の表示例において、バンドルB3、バンドルB4及びコネクタC3は、安全性が否定されたことが表示されている。その他のバンドルB1,B2及びB5、さらに、これらバンドルに直接的に接続されるコネクタC1、C2及びC4は、安全性が確認されたことが表示される。
また、ハーネスWH2において、イベントW11及びイベントW12に関わる電線は、第二ステップの所で説明したように、電線W203と電線W205である。そこで、図10の電線リストを参照すると、電線W203と電線W205の両者を含むバンドルは、バンドルB6であり、このバンドルに直接的に接続されるのはコネクタC5である。したがって、図11の下段の表示例において、バンドルB6及びコネクタC5は、安全性が否定されたことが表示され、その他のバンドルB7、B8、B9及びB10、さらに、これらバンドルに直接的に接続されるコネクタC6、C7及びC9は、安全性が確認されたことが表示される。
以上説明したように、本実施形態の安全評価システム10によれば、フォルトツリー情報の中のイベントID、ゲートID及び親IDを探索することにより、電線に関するイベントIDが安全性を有するか否かを容易に判定することができる。しかも、フォルトツリー情報は、当該配線システムを設計する際の前提として備えているものであるから、安全評価システム10によれば、格別の情報を構築することなく、電線の安全性を容易に判定することができる。
フォルトツリー情報は、電線以外のイベント情報を含んでいるが、安全評価システム10は、第一ステップにおいて、フォルトツリー情報を用いて電線に関するイベントIDを絞り込む。また、安全評価システム10は、第二ステップにおいて、同束に属する電線を抽出し、評価対象を絞り込む。したがって、本実施形態によれば、電線の安全性を効率よく判定することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、本実施形態では、第一ステップ、第二ステップを経て第三ステップを実行することにしているが、評価対象である電線を他の手立てで絞り込み、または、評価対象である電線の数が多くはない場合には、第一ステップ及び第二ステップを経ることなく第三ステップを実行できる。
また、本実施形態の説明に用いた配線例はあくまで一例であり、他の配線例についても本発明を適用できるし、本発明に適用される装置、機器類に制限はなく、末端装置及び中継装置が電線により接続された種々の装置、機器に本発明を適用することができる。
安全評価システム10は、例えば、航空機に搭載される多数のワイヤハーネスの配線構造の安全性を評価する際に好適に用いられる。
1 入力部
2 処理部
3 第一記憶部
4 第二記憶部
5 表示部
10 安全性評価システム
20 配線描画システム
A1〜A4 中継点
B1〜B10 バンドル
WH1,WH2 ハーネス

Claims (14)

  1. ワイヤハーネスに属する複数の電線の各々が、中継要素を介して末端に位置する一対のコネクタに接続される配線構造における前記電線の安全性評価システムであって、
    前記配線構造において、イベントの識別情報であるイベントIDと、当該イベントIDに対応するゲートの種別を示すゲートタイプと、当該イベントIDの親に該当する前記イベントの識別情報である親IDと、当該イベントIDがトップ事象であることの識別情報と、が対応付けられたフォルトツリー情報を記憶する記憶部と、
    複数の前記イベントIDの中から、前記電線に関する前記イベントIDが選択されると、前記イベントIDに対応する前記親IDの前記ゲートタイプが、ORゲート及びANDゲートのいずれであるかを認識し、
    前記ゲートタイプが前記ORゲートの場合には、前記親IDの上位に位置する前記イベントIDに対応する前記ゲートタイプが、ORゲート及びANDゲートのいずれかであるかを認識する処理手順を繰り返して、前記トップ事象に達するか否かを判定する処理部と、
    を備えることを特徴とする配線の安全性評価システム。
  2. 前記処理部がなす判定結果に関する表示を行う表示部を備え、
    前記処理部は、
    フォルトツリー情報に属する前記電線の組合せについて前記トップ事象に達するとの判定結果が得られると、当該判定結果及び当該電線の組合せについての配線経路を変更することを促す情報を前記表示部に表示させる、
    請求項1に記載の配線の安全性評価システム。
  3. 前記フォルトツリー情報は、
    前記イベントIDが前記電線に関するものであることを示す識別情報を含み、
    前記処理部は、
    前記フォルトツリー情報の中から、前記電線に関する前記イベントIDを全て抽出し、抽出された前記イベントIDについて前記処理手順を実行する、
    請求項1又は請求項2に記載の配線の安全性評価システム。
  4. 前記記憶部は、
    端末装置に属する前記コネクタについて、当該コネクタに属する前記ピンと前記イベントIDが対応付けられた故障モードの影響評価情報を記憶し、
    前記処理部は、
    前記フォルトツリー情報の中から、前記電線に関する前記イベントIDを全て抽出し、
    抽出された前記イベントIDについて、前記影響評価情報を参照することにより、前記イベントIDに対応する前記ピンを特定し、
    特定された前記ピンに直接的に及び間接的に接続される前記電線が属する前記ワイヤハーネスのバンドルを特定することで、当該電線と他の前記電線が同束に属するか否かを判定し、
    同束と判定された前記ワイヤハーネス、前記バンドル及び前記コネクタについて、前記処理手順を実行する、
    請求項3に記載の配線の安全性評価システム。
  5. 前記記憶部は、
    複数の前記電線のそれぞれと前記一対のコネクタとが対応付けられた電線−コネクタ接続情報と、
    互いに嵌合される前記コネクタ同士の接続情報であるコネクタ−コネクタ接続情報と、
    前記ワイヤハーネスに属する前記電線の束であるバンドルの識別情報と前記バンドルの両端の前記コネクタ又は中継点の識別情報とが対応付けられたバンドル接続情報と、を記憶し、
    前記処理部は、
    前記影響評価情報を参照することにより、前記イベントIDに対応する前記ピンを特定し、
    特定された前記ピンに直接的に及び間接的に接続される前記電線が属する前記ワイヤハーネスの前記バンドルを前記電線−コネクタ接続情報、前記コネクタ−コネクタ接続情報及び前記バンドル接続情報を参照することで、当該電線と他の前記電線が同束に属するか否かを判定する、
    請求項4に記載の配線の安全性評価システム。
  6. 前記故障モードの影響評価情報は、
    端末装置に属する全ての前記コネクタにおいて、前記コネクタに属する全ての前記ピンを対象に、前記電線の短絡、及び、断線のそれぞれの前記故障モードについて、故障の影響評価を実施することにより抽出し、前記電線に関する前記イベントIDに関連付ける、
    請求項4又は請求項5に記載の配線の安全性評価システム。
  7. 前記故障モードの影響評価情報は、
    前記端末装置の前記コネクタと電気的に繋がる前記電線、または、前記コネクタの少なくともいずれか一方の、
    前記故障モードに対応した故障率の情報を備える、
    請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載の配線の安全性評価システム。
  8. ワイヤハーネスに属する複数の電線の各々が、中継要素を介して末端に位置する一対のコネクタに接続される配線構造における前記電線の安全性を、処理部が記憶部に記憶される情報を参照して評価する方法であって、
    前記記憶部は、
    前記配線構造において、イベントの識別情報であるイベントIDと、当該イベントIDに対応するゲートの種別を示すゲートタイプと、当該イベントIDの親に該当する前記イベントの識別情報である親IDと、当該イベントIDがトップ事象であることの識別情報と、が対応付けられたフォルトツリー情報を記憶し、
    前記処理部は、
    複数の前記イベントIDの中から、前記電線に関する前記イベントIDが選択されると、前記イベントIDに対応する前記親IDの前記ゲートタイプが、ORゲート及びANDゲートのいずれであるかを認識し、
    前記ゲートタイプが前記ORゲートの場合には、前記親IDの上位に位置する前記イベントIDに対応する前記ゲートタイプが、ORゲート及びANDゲートのいずれかであるかを認識する処理手順を繰り返して、前記トップ事象に達するか否かを判定する、ことを特徴とする配線の安全性評価方法。
  9. 前記処理部がなす判定結果に関する表示を行う表示部を備え、
    前記処理部は、
    フォルトツリー情報に属する前記電線の組合せについて前記トップ事象に達するとの判定結果が得られると、当該判定結果及び当該電線の組合せについての配線経路を変更することを促す情報を前記表示部に表示させる、
    請求項8に記載の配線の安全性評価方法。
  10. 前記フォルトツリー情報は、
    前記イベントIDが前記電線に関するものであることを示す識別情報を含み、
    前記処理部は、
    前記フォルトツリー情報の中から、前記電線に関する前記イベントIDを全て抽出し、抽出された前記イベントIDについて前記処理手順を実行する、
    請求項8又は請求項9に記載の配線の安全性評価方法。
  11. 前記記憶部は、
    端末装置に属する前記コネクタについて、当該コネクタに属する前記ピンと前記イベントIDが対応付けられた故障モードの影響評価情報を記憶し、
    前記処理部は、
    前記フォルトツリー情報の中から、前記電線に関する前記イベントIDを全て抽出し、
    抽出された前記イベントIDについて、前記影響評価情報を参照することにより、前記イベントIDに対応する前記ピンを特定し、
    特定された前記ピンに直接的に及び間接的に接続される前記電線が属する前記ワイヤハーネスのバンドルを特定することで、当該電線と他の前記電線が同束に属するか否かを判定し、
    同束と判定された前記ワイヤハーネス、前記バンドル及び前記コネクタについて、前記処理手順を実行する、
    請求項10に記載の配線の安全性評価方法。
  12. 前記記憶部は、
    複数の前記電線のそれぞれと前記一対のコネクタとが対応付けられた電線−コネクタ接続情報と、
    互いに嵌合される前記コネクタ同士の接続情報であるコネクタ−コネクタ接続情報と、
    前記ワイヤハーネスに属する前記電線の束である前記バンドルの識別情報と前記バンドルの両端の前記コネクタ又は中継点の識別情報とが対応付けられたバンドル接続情報と、を記憶し、
    前記処理部は、
    前記影響評価情報を参照することにより、前記イベントIDに対応する前記ピンを特定し、
    特定された前記ピンに直接的に及び間接的に接続される前記電線が属する前記ワイヤハーネスの前記バンドルを前記電線−コネクタ接続情報、前記コネクタ−コネクタ接続情報及び前記バンドル接続情報を参照することで、当該電線と他の前記電線が同束に属するか否かを判定する、
    請求項11に記載の配線の安全性評価方法。
  13. 前記故障モードの影響評価情報は、
    端末装置に属する全ての前記コネクタにおいて、前記コネクタに属する全ての前記ピンを対象に、前記電線の短絡、及び、断線のそれぞれの前記故障モードについて、故障の影響評価を実施することにより抽出し、前記電線に関する前記イベントIDに関連付ける、
    請求項11又は請求項12に記載の配線の安全性評価方法。
  14. 前記故障モードの影響評価情報は、
    前記端末装置の前記コネクタと電気的に繋がる前記電線、または、前記コネクタの少なくともいずれか一方の、
    前記故障モードに対応した故障率の情報を備える、
    請求項11〜請求項13のいずれか一項に記載の配線の安全性評価方法。
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