JP3461932B2 - Fault diagnosis device using expert system - Google Patents

Fault diagnosis device using expert system

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JP3461932B2
JP3461932B2 JP26748594A JP26748594A JP3461932B2 JP 3461932 B2 JP3461932 B2 JP 3461932B2 JP 26748594 A JP26748594 A JP 26748594A JP 26748594 A JP26748594 A JP 26748594A JP 3461932 B2 JP3461932 B2 JP 3461932B2
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failure
judgment
diagnosis
monitoring information
conditions
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光雄 阿部
元二 鳥居
慎一 有村
英和 田中
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Mitsubishi Electric Corp
Central Japan Railway Co
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Mitsubishi Electric Corp
Central Japan Railway Co
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば駅構内に設置
されたエレベータやエスカレータなどの設備が故障した
ときや故障発生前に、故障が発生した部位あるいは故障
が発生する部位や故障発生時期を推定し、運転員や保守
作業員に故障発生の部位を知らせ、速やかに対策を行う
ための支援をするエキスパートシステムを利用した故障
診断装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention, when an equipment such as an elevator or an escalator installed in a station premises fails, or before a failure occurs, a failure occurrence portion, a failure occurrence portion, or a failure occurrence time can be determined. The present invention relates to a failure diagnosis device using an expert system that estimates and informs an operator or a maintenance worker of a site where a failure has occurred and assists in promptly taking countermeasures.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来のエキスパートシステムを
利用した故障診断装置の構成を示すブロック図である。
図において、1は対象となる機械設備(以下、対象設備
という)、2は対象設備1に関する診断ルールをルール
ベースなどの知識表現を用いて格納する知識データベー
ス、3はオンラインにより前記対象設備1から入力され
た監視情報、4は監視情報3と知識データベース2によ
り故障診断を行う推論エンジン、5は推論エンジン4に
より推論された故障診断結果を表示すると共に知識デー
タベース2を構築するデータの入力を行うためのマンマ
シン装置である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a conventional fault diagnosis apparatus using an expert system.
In the figure, 1 is a target machine facility (hereinafter referred to as target facility), 2 is a knowledge database that stores diagnostic rules for the target facility 1 using a knowledge expression such as a rule base, and 3 is online from the target facility 1 The input monitoring information, 4 is an inference engine for performing a failure diagnosis by using the monitoring information 3 and the knowledge database 2, and 5 is a display of the failure diagnosis result inferred by the inference engine 4 and the input of data for constructing the knowledge database 2. It is a man-machine device for.

【0003】次に動作について説明する。今、対象設備
1において故障が発生すると監視情報3が変化する。推
論エンジン4では所定の監視情報3と知識データベース
2をマッチングさせることで対象設備1の故障部位を特
定し、マンマシン装置5に診断結果を出力する。また、
知識データベース2にはエキスパート(熟練者)の故障
診断に関するノウハウをマンマシン装置5からルールベ
ースとして予め登録しておくことで推論エンジン4が動
作する。
Next, the operation will be described. Now, when a failure occurs in the target equipment 1, the monitoring information 3 changes. The inference engine 4 matches the predetermined monitoring information 3 with the knowledge database 2 to identify the faulty part of the target equipment 1 and output the diagnosis result to the man-machine device 5. Also,
The inference engine 4 operates by registering in advance the know-how related to failure diagnosis of an expert (skilled person) from the man-machine device 5 as a rule base in the knowledge database 2.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のエキスパートシ
ステムを利用した故障診断装置は以上のように構成され
ており、故障が発生した結果に基づきエキスパートシス
テムを用いて故障診断を行い、その診断結果を運転員や
保守作業員に提供するため、故障が発生してから故障復
旧までの時間、いわゆるダウンタイムの低減には有効で
あるのに対し、故障を未然に防ぐための予防保全として
の機能は有しておらず、故障を未然に防ぐための予防保
全には用いることが出来ないという問題点があった。
The conventional failure diagnosis device using the expert system is constructed as described above, and the expert system is used to carry out the failure diagnosis based on the result of the failure, and the diagnosis result is displayed. Since it is provided to operators and maintenance workers, it is effective in reducing the time from the occurrence of a failure to the recovery of the failure, so-called downtime, while the function as preventive maintenance to prevent the failure is provided. There is a problem in that it cannot be used for preventive maintenance in order to prevent failures before it has it.

【0005】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、対象設備についての故障予知情
報を故障発生前にオペレータに提供することの可能なエ
キスパートシステムを利用した故障診断装置を得ること
を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a failure diagnosis apparatus using an expert system capable of providing failure prediction information about a target facility to an operator before a failure occurs. Aim to get.

【0006】またこの発明は、システム構成を簡略化で
きるエキスパートシステムを利用した故障診断装置を得
ることを目的とする。
Another object of the present invention is to obtain a failure diagnosis device using an expert system that can simplify the system configuration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るエ
キスパートシステムを利用した故障診断装置は、対象設
備から得られる監視情報を基に、現在発生している現象
に対し適用する判定種別およびその判定条件などからな
る診断ルールと時間の経過に伴って前記現象が変化する
場合の現象変化の状態,異常状態に対する度合い,将来
における異常発生の確度などに対し適用する判定種別お
よびその判定条件などからなる予知ルールとをマトリク
ス構造により定義する判定条件定義手段と、該判定条件
定義手段により定義した前記判定種別およびその判定条
件と判定ルールとを基に前記対象設備の各部位について
の故障発生時の故障診断および故障発生前の故障予知を
行い故障要因を判定する故障要因判定手段とを備え、前
記判定種別およびその判定条件として、対象設備の監視
情報に対し2値情報を基に診断を行うために適用する良
否判定およびその良否判定を行う際の条件と、上限と下
限とを規定する閾値情報を基に診断を行うために適用す
る上下限判定およびその上下限判定を行う際の条件と、
ファジー関数を基に診断を行うために適用するファジー
判定およびそのファジー判定を行う際の条件と、人の感
覚的な基準を基に診断を行うために適用する段階判定お
よびその段階判定を行う際の条件と、時間の経過に従っ
て変化 する傾向を基に診断を行うために適用する傾向判
定およびその傾向判定を行う際の条件と、現在発生して
いる現象と過去に発生した現象との差分量を基に診断を
行うために適用する差分判定およびその差分判定を行う
際の条件とを備えたものである。
A failure diagnosis apparatus utilizing an expert system according to the invention of claim 1 is a target device.
Current phenomenon based on the monitoring information obtained from the equipment
The judgment type to be applied to
The above-mentioned phenomenon changes with the progress of diagnostic rules and time.
The state of the phenomenon change in the case, the degree to the abnormal state, the future
The type of judgment applied to the accuracy of abnormality occurrence in
And a prediction rule that consists of
Based on the judgment type and the judgment condition and the judgment rule defined by the judgment condition defining means, and the failure diagnosis and the failure occurrence at the time of the failure of each part of the target equipment. and a determining failure factor determining means the failure factor performed before failure prediction, before
Monitoring the target equipment as the judgment type and its judgment conditions
Good to apply for diagnosis based on binary information
Conditions and upper and lower limits for making a pass / fail judgment
Applied to make a diagnosis based on threshold information that defines
And the conditions for performing upper and lower limit judgments and upper and lower limit judgments,
Fuzzy applied to make diagnosis based on fuzzy function
Judgment and its fuzzy judgment conditions and human perception
The stage judgment applied to make a diagnosis based on the objective criteria.
And the conditions for determining the stage and the passage of time.
Trend judgment applied to make a diagnosis based on the tendency to change
Conditions and the conditions for determining the tendency and the current occurrence
Diagnosis based on the amount of difference between the existing phenomenon and the phenomenon that occurred in the past
Perform the difference judgment applied to do and the difference judgment
It is provided with the conditions of the occasion .

【0008】請求項2の発明に係るエキスパートシステ
ムを利用した故障診断装置は、対象設備に関する運転デ
ータ・故障データや点検を行うことで得た試験データな
どの監視情報をオンラインにより収集する構成を備えた
ものである。
A failure diagnosis apparatus using an expert system according to a second aspect of the present invention is an operation system for a target equipment.
Data, test data obtained by performing inspections
With a configuration to collect which monitoring information online
It is a thing.

【0009】請求項3の発明に係るエキスパートシステ
ムを利用した故障診断装置は、対象設備に関する運転デ
ータ・故障データや点検を行うことで得た試験データな
どの監視情報をオフラインにより収集する構成を備えた
ものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a failure diagnosis device using an expert system, which is an operation system for a target facility.
Data, test data obtained by performing inspections
With a configuration that collects which monitoring information offline
It is a thing.

【0010】[0010]

【作用】請求項1の発明におけるエキスパートシステム
を利用した故障診断装置は、現在発生している現象に対
し適用する判定種別およびその判定条件などからなる診
断ルールと時間の経過に伴って前記現象が変化する場合
の現象変化の状態や故障が発生する異常状態に対する度
合い、さらに異常発生の確度に対し判定を行うための判
定種別およびその判定条件などからなる予知ルールを前
記対象設備から得られる監視情報について定義し、定義
した前記判定種別およびその判定条件と判定ルールとを
基に前記対象設備の各部位についての故障発生時の故障
診断および故障発生前の故障予知を行い故障要因を判定
し、前記判定種別およびその判定条件として、監視情報
に対し2値情報を基に診断を行うための良否判定および
その判定条件と、上限と下限とを規定する閾値情報を基
に異常と看做される状態への接近の度合いなどの診断を
行うための上下限判定およびその判定条件と、ファジー
関数を基に異常発生の確度についての診断を行うための
ファジー判定およびその判定条件と、人の五感による感
覚的な基準を基に診断を行うための段階判定およびその
判定条件と、異常発生の状態に到達するまでの時間の経
過に従って変化する監視データの傾向を基に診断を行う
ための傾向判定およびその判定条件と、 現在発生してい
る現象と過去に発生した現象との差分量を基に診断を行
うための差分判定およびその判定条件とを組み合わせ、
対象設備についての故障診断と故障予知とを行い、故障
することが予想される部位の故障予知情報を故障発生前
にオペレータに提供することを可能にする。
According to the invention as set forth in claim 1, the fault diagnosis apparatus utilizing the expert system can cope with the phenomenon which is currently occurring.
Diagnosis that consists of the judgment type and the judgment conditions to be applied
If the above-mentioned phenomenon changes over time with the disconnection rule
The degree of change in the phenomenon of
And the judgment for determining the accuracy of the abnormality.
In advance of the prediction rule consisting of fixed types and their judgment conditions
Definition of monitoring information obtained from the target equipment , failure diagnosis at the time of failure occurrence and failure prediction before failure occurrence for each part of the target equipment based on the defined judgment type and its judgment conditions and judgment rules. The failure factor is determined by performing monitoring information as the determination type and the determination conditions.
And the pass / fail judgment for diagnosing based on binary information and
Based on the judgment condition and threshold information that defines the upper and lower limits
Diagnosis of the degree of approach to a condition considered abnormal
Upper and lower limit judgment and its judgment conditions for performing, and fuzzy
To diagnose the accuracy of anomalies based on functions
Fuzzy judgment and its judgment conditions, and the sense of human senses
Stage judgment for making a diagnosis based on conscious criteria and its
Judgment conditions and the time required to reach the abnormal occurrence state
Diagnosis is based on the trend of monitoring data that changes with time
And trends determination and the determination conditions for, not currently occurring
Diagnosis based on the difference between the phenomenon that occurs and the phenomenon that occurred in the past.
Combination of difference judgment and its judgment condition for
It is possible to perform failure diagnosis and failure prediction on a target facility and provide the operator with failure prediction information of a site that is expected to fail before a failure occurs.

【0011】請求項2の発明におけるエキスパートシス
テムを利用した故障診断装置は、対象設備に関する運転
データ・故障データや点検を行うことで検出された試験
データなどの監視情報をオンラインにより収集すること
で監視情報を効率的に収集し、対象設備についての故障
診断と故障予知とを組み合わせ、故障することが予想さ
れる部位の故障予知情報を故障発生前に速やかにオペレ
ータに提供することを可能にする。
A failure diagnosis apparatus using an expert system according to a second aspect of the present invention is an operation related to a target equipment.
Data / fault data and tests detected by inspection
Collecting monitoring information such as data online
To efficiently collect monitoring information and
A combination of diagnosis and failure prediction is expected to cause a failure.
The failure prediction information of the
It is possible to provide to the data.

【0012】請求項3の発明におけるエキスパートシス
テムを利用した故障診断装置は、対象設備に関する運転
データ・故障データや点検を行うことで得られた試験デ
ータなどの監視情報をオフラインにより収集し、故障診
断や故障予知を行い、オフラインによりシステム構成の
簡略化を実現し、故障することが予想される部位の故障
予知情報を故障発生前にオペレータに提供することを可
能にする。
A failure diagnosis apparatus using an expert system according to a third aspect of the present invention is an operation related to a target equipment.
Data, failure data and test data obtained by conducting inspections.
Monitoring information such as data is collected off-line for failure diagnosis.
Disconnection and failure prediction, offline system configuration
Realization of simplification, failure of parts that are expected to fail
Providing predictive information to the operator before a failure occurs
Noh.

【0013】[0013]

【実施例】実施例1. 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
は、この発明の実施例1によるエキスパートシステムを
利用した故障診断装置の構成を示すブロック図である。
図1において図6と同一または相当の部分については同
一の符号を付し説明を省略する。図において、6は監視
情報に基づきその監視情報に対応する部位に異常が生じ
たか否かの判定を行うための診断ルール、7は監視情報
に基づき故障発生を予測するための予知ルールである。
8は対象設備1から監視情報をオンラインで収集するた
めのオンラインシステムである。なお、診断ルール6と
予知ルール7とは判定ルール,故障要因判定手段に対応
し、推論エンジン4は故障要因判定手段に対応し、また
マンマシン装置5は判定条件定義手段に対応している。
EXAMPLES Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a failure diagnosis device using an expert system according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, parts that are the same as or correspond to those in FIG. 6 are given the same reference numerals and description thereof is omitted. In the figure, 6 is a diagnostic rule for determining whether or not an abnormality has occurred in a portion corresponding to the monitoring information based on the monitoring information, and 7 is a prediction rule for predicting a failure occurrence based on the monitoring information.
Reference numeral 8 is an online system for collecting monitoring information online from the target facility 1. The diagnosis rule 6 and the prediction rule 7 correspond to the judgment rule and the failure factor judgment means, the inference engine 4 corresponds to the failure factor judgment means, and the man-machine device 5 corresponds to the judgment condition definition means.

【0014】図2は、監視情報毎にどのような判定種別
およびその判定条件を適用して故障診断予知を行うかの
診断・予知条件の定義付けを行うための診断予知定義テ
ーブルであり、対象設備1から得られる監視情報S1,
S2,S3,・・・夫々に適用する判定種別および判定
条件の定義内容が設定されている。この定義内容は、監
視情報に対し良否いずれかの判定を行うことになる良否
判定、監視情報の変化する度合いを判定し、異常と看做
される状態に達するまでの期間を予測する傾向判定、監
視情報における前回との差分量を基に劣化の度合いを観
測し判定し異常を早期発見するための差分判定、ファジ
ー理論を用いてファジー関数を基に異常が発生する確度
を算出するファジー判定、設定した上下限値を基に監視
情報について異常に近づいた度合いの判定を行う上下限
判定、人の五感を基準にして監視情報についての判定を
行う段階判定などであり、熟練者が長年の経験から知り
得たノウハウなどを基に設定される。
FIG. 2 is a diagnosis / prediction definition table for defining diagnosis / prediction conditions as to what kind of judgment is applied to each piece of monitoring information and the judgment conditions to apply the failure diagnosis prediction. Monitoring information S1 obtained from the equipment 1
The definition contents of the determination type and the determination condition applied to each of S2, S3, ... Are set. This definition content is a pass / fail judgment that determines whether the monitor information is good or bad, a degree of change of the monitor information is determined, and a tendency determination that predicts a period until reaching a state considered abnormal, A difference judgment for observing the degree of deterioration based on the difference amount from the previous time in the monitoring information and making a judgment to detect abnormalities early, a fuzzy judgment that calculates the probability of occurrence of an abnormality based on a fuzzy function using fuzzy theory, There are upper and lower limit judgments that judge the degree to which the monitoring information is approaching abnormal based on the upper and lower limit values that have been set, and stage judgments that judge the monitoring information based on the human senses. It is set based on the know-how obtained from

【0015】図3は前記診断・予知条件と推定故障部位
との関係をマトリクス構造で定義付けした因果関係テー
ブルであり、熟練者が長年の経験から知り得たノウハウ
などを基に、前記判定種別とその判定種別における判定
条件などが推定故障部位と関連付けられて設定される。
これら診断予知定義テーブルおよび因果関係テーブル
は、診断ルール6および予知ルール7として知識データ
ベース2に登録する。
FIG. 3 is a causal relationship table in which the relationship between the diagnosis / prediction conditions and the estimated failure site is defined in a matrix structure. Based on the know-how that an expert has gained from many years of experience, the judgment type And the determination condition and the like in the determination type are set in association with the estimated failure site.
These diagnostic prediction definition table and causal relationship table are registered in the knowledge database 2 as diagnostic rules 6 and prediction rules 7.

【0016】図2に示す診断予知定義テーブルでは、入
力されるS1,S2,S3,・・・などの各監視情報に
対し適用する診断・予知定義項目(良否判定や傾向判定
などの各種判定種別)が定義され、監視情報S1では良
否判定が適用され、また監視情報S2では傾向判定と差
分判定が適用される。
In the diagnosis / prediction definition table shown in FIG. 2, diagnosis / prediction definition items (various judgment types such as pass / fail judgment and tendency judgment) to be applied to each monitoring information such as S1, S2, S3, ... ) Is defined, the quality determination is applied to the monitoring information S1, and the tendency determination and the difference determination are applied to the monitoring information S2.

【0017】次に動作について説明する。この場合、エ
レベータの故障監視を例にして説明する。まず、熟練者
が長年の経験から知り得たノウハウなどを利用する、い
わゆるエキスパートシステムにより診断ルール6および
予知ルール7として、図2に示すように監視情報である
エレベータの故障データS1について診断・予知定義項
目として良否判定を、またエレベータの監視情報である
計測データS2については傾向判定と差分判定とを定義
しておく。次に、図3に示す因果関係テーブルでエレベ
ータ故障データS1の良否判定を1つの診断・予知条件
Aで定義し、この診断・予知条件を満たす現象が発生し
たとき推定される故障部位として「a」を定義してお
く。
Next, the operation will be described. In this case, elevator failure monitoring will be described as an example. First, as a diagnostic rule 6 and a predictive rule 7 by a so-called expert system, which utilizes the know-how that an expert has gained from many years of experience, as shown in FIG. The quality item is defined as a definition item, and the tendency determination and the difference determination are defined for the measurement data S2 that is the monitoring information of the elevator. Next, the quality judgment of the elevator failure data S1 is defined by one diagnosis / prediction condition A in the causal relationship table shown in FIG. 3, and "a" is estimated as a failure part estimated when a phenomenon satisfying this diagnosis / prediction condition occurs. Is defined.

【0018】ここで対象設備1のエレベータで故障が発
生すると、オンラインシステム8により収集した監視情
報3の故障データS1が変化して推論エンジン4が起動
され、知識データベース2の診断ルール6により推論が
行われ、推定故障部位として「a」が抽出されマンマシ
ン装置5に表示される。
When a failure occurs in the elevator of the target equipment 1, the failure data S1 of the monitoring information 3 collected by the online system 8 is changed, the inference engine 4 is activated, and the inference is made by the diagnosis rule 6 of the knowledge database 2. Then, “a” is extracted as the estimated failure part and displayed on the man-machine device 5.

【0019】同様にエレベータの計測データS2は、常
時観測され監視情報3として推論エンジン4に取り込ま
れており、このデータに変化があれば推論エンジン4が
起動され知識データベース2の予知ルール7により推論
が行われ、推定故障部位「b」と故障発生予測時期が抽
出されマンマシン装置5に表示される。この故障発生の
予測時期は、常時観測されている監視情報3の時間の経
過と共に変化する計測データS2の傾向と差分量が傾向
判定と差分判定とにより判定され、故障発生の時期が予
測されて決定される。
Similarly, the elevator measurement data S2 is always observed and taken into the inference engine 4 as the monitoring information 3. If there is a change in this data, the inference engine 4 is started and the inference is made by the prediction rule 7 of the knowledge database 2. The estimated failure part “b” and the failure occurrence prediction time are extracted and displayed on the man-machine device 5. As the predicted occurrence time of the failure, the tendency and difference amount of the measurement data S2, which changes with time of the monitoring information 3 that is constantly observed, are determined by the trend determination and the difference determination, and the timing of the failure occurrence is predicted. It is determined.

【0020】図4は、マンマシン装置5に表示された診
断予知結果を示すディスプレイ画面を示す説明図であ
り、この場合、診断予知判定の要因となった監視情報名
11(この場合、S2)と診断予知の結果推論される故
障部位12(この場合、部位「b」)が表示される。さ
らに、予知ルール7により傾向判定の診断・予知条件B
を監視情報S2の傾向が満たすことが明らかになると、
予知情報として部品の交換推奨時期13と予知に使用し
た監視情報の時間の経過と共に変化する状態などをグラ
フ14として表示する。
FIG. 4 is an explanatory view showing a display screen showing the diagnosis and prediction result displayed on the man-machine device 5, and in this case, the monitoring information name 11 (S2 in this case) which is the factor of the diagnosis and prediction judgment. The failure part 12 (in this case, part "b") inferred as a result of the diagnosis prediction is displayed. Furthermore, according to the prediction rule 7, the diagnosis / prediction condition B for the tendency determination
When it becomes clear that the tendency of the monitoring information S2 satisfies
As the prediction information, the recommended replacement time 13 of the parts and the state of the monitoring information used for the prediction that changes with time are displayed as a graph 14.

【0021】従って、この実施例1によればエキスパー
トシステムにより発生した故障の部位を特定するだけで
なく、計測データなどの監視情報から対象設備の特定の
部位に将来発生するであろう故障の出現の時期や、その
故障発生予測に用いた監視情報などの故障予知情報をオ
ペレータに提示することが可能となる。
Therefore, according to the first embodiment, not only the location of the failure that has occurred by the expert system is specified, but also the appearance of the failure that may occur in the future in the specific area of the target equipment from the monitoring information such as measurement data. It is possible to present the operator with the failure prediction information such as the time and the monitoring information used for the failure occurrence prediction.

【0022】また、以上説明した実施例では、対象設備
において起こり得る現象に対し判定種別およびその判定
条件を熟練者のノウハウを基にマトリクス構造によりマ
トリクス上で定義するように構成されており、推論エン
ジン4の操作に不慣れであっても容易に図2や図3に示
す判定種別や判定条件をマンマシン装置5を使用して変
更することが可能である。
Further, in the embodiment described above, the judgment type and the judgment condition for the phenomenon which may occur in the target equipment are defined on the matrix by the matrix structure based on the know-how of the skilled person. Even if the operator is not accustomed to the operation of the engine 4, it is possible to easily change the determination type and the determination condition shown in FIGS. 2 and 3 by using the man-machine device 5.

【0023】実施例2. なお、前記実施例1では対象設備1からオンラインによ
り監視情報3を取り込むように構成したが、例えば点検
データなどをオフラインにより収集し、監視情報3とし
て取り込んでも故障診断予知の可能なエキスパートシス
テムを利用した故障診断装置を構築することが出来る。
Example 2. In the first embodiment, the monitoring information 3 is fetched from the target equipment 1 online, but an expert system capable of predicting failure diagnosis is used even if, for example, inspection data is collected offline and fetched as the monitoring information 3. It is possible to construct a fault diagnosis device that has

【0024】図5は、この実施例2によるエキスパート
システムを利用した故障診断装置の構成を示すブロック
図である。図5において図1と同一または相当の部分に
ついては同一の符号を付し説明を省略する。図におい
て、21はオフラインにより監視情報を収集するデータ
収集装置であり、例えばペンコンピュータである。この
データ収集装置21では、たとえば対象設備の各部位の
状態を検出し表示する状態表示装置からオペレータが前
記対象設備の各部位の状態を読み取り、ペン入力などに
より入力する。
FIG. 5 is a block diagram showing the structure of a failure diagnosis apparatus using the expert system according to the second embodiment. 5, parts that are the same as or equivalent to those in FIG. In the figure, reference numeral 21 is a data collection device for collecting monitoring information off-line, for example, a pen computer. In this data collection device 21, for example, the operator reads the state of each part of the target equipment from a state display device that detects and displays the state of each part of the target equipment, and inputs it by pen input or the like.

【0025】22はデータ収集装置21により収集した
点検データなどの監視情報をICカードやフロッピィデ
ィスクなどの記憶媒体を介して入力するための入力装置
である。
Reference numeral 22 is an input device for inputting monitoring information such as inspection data collected by the data collecting device 21 through a storage medium such as an IC card or a floppy disk.

【0026】従って、この実施例2ではエキスパートシ
ステムにより故障部位を特定するだけでなく、オフライ
ンにより収集した計測データなどの監視情報から対象設
備の特定の部位に将来発生するであろう故障の出現時期
や、その故障発生予測に用いた監視情報などの故障予知
情報をオペレータに提示することが可能となる。
Therefore, in the second embodiment, not only the failure part is specified by the expert system, but also the appearance time of the failure which may occur in the future in the specific part of the target equipment from the monitoring information such as the measurement data collected offline. Alternatively, it is possible to present the operator with failure prediction information such as monitoring information used for the failure occurrence prediction.

【0027】実施例3. なお、前記実施例1では知識データベースとして診断ル
ール6と予知ルール7とを設けるように構成したが、診
断ルール6のみを組み込むことで予知ルール7を組み込
んだ場合と同様に故障診断予知を実質的に可能にするエ
キスパートシステムを利用した故障診断装置を構成する
ことも可能である。
Example 3. Although the diagnosis rule 6 and the prediction rule 7 are provided as the knowledge database in the first embodiment, the failure diagnosis prediction is substantially performed by incorporating only the diagnosis rule 6 as in the case where the prediction rule 7 is incorporated. It is also possible to configure a failure diagnosis device using an expert system that enables the above.

【0028】この実施例のエキスパートシステムを利用
した故障診断装置は、例えば、設定した上下限値を基に
監視情報についての判定を行う上下限判定において、そ
の上限値と下限値とにより規定される範囲をある一定の
時間経過後に故障が発生すると看做される範囲として設
定し、点検データなどの監視情報からその点検データが
前記範囲内にあるか否かを判定し、将来の故障発生の時
期を予測することが可能であり、予知ルールが設けられ
ていない分、システム構成を簡略化できる。
A failure diagnosis apparatus using the expert system of this embodiment is defined by the upper and lower limits in the upper and lower limits determination, for example, which determines the monitoring information based on the set upper and lower limits. The range is set as a range in which a failure is considered to occur after a certain period of time, and it is determined from the monitoring information such as inspection data whether the inspection data is within the range, and the time of future failure occurrence. Can be predicted, and since the prediction rule is not provided, the system configuration can be simplified.

【0029】実施例4. なお、前記実施例1では知識データベース2として診断
ルール6と予知ルール7とを設けるように構成したが、
知識データベース2に予知ルール7のみを組み込むこと
で故障予知や故障と看做される状態に移行しつつある中
間的な状態などについての故障診断を可能にするエキス
パートシステムを利用した故障診断装置を構成すること
も可能であり、システム構成を簡略化できる。
Example 4. In the first embodiment, the knowledge database 2 has the diagnosis rule 6 and the prediction rule 7, but
By incorporating only the prediction rule 7 in the knowledge database 2, a failure diagnosis device using an expert system that enables failure diagnosis of failure prediction or intermediate status that is shifting to a status considered as failure is configured. It is also possible to simplify the system configuration.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、現在発生している現象に対し適用する判定種別およ
びその判定条件などからなる診断ルールと時間の経過に
伴って前記現象が変化する場合の現象変化に対し適用す
る判定種別およびその判定条件などからなる予知ルール
を、対象設備から得られる監視情報についてマトリクス
造により定義する判定条件定義手段と、該判定条件定
義手段により定義した前記判定種別およびその判定条件
と判定ルールとを基に、前記対象設備の各部位について
の故障発生時の故障診断および故障発生前の故障予知を
行い故障要因を判定する故障要因判定手段とを備え、
定種別およびその判定条件として、良否判定およびその
良否判定を行う際の条件と、上下限判定およびその上下
限判定を行う際の条件と、ファジー判定およびそのファ
ジー判定を行う際の条件と、段階判定およびその段階判
定を行う際の条件と、傾向判定およびその傾向判定を行
う際の条件と、差分判定およびその差分判定を行う際の
条件とを備えるように構成したので、対象設備において
発生する故障などの異常についての故障予知情報を、前
記良否判定,上下限判定,ファジー判定,段階判定,傾
向判定,差分判定などを使用して故障発生前にオペレー
タに提供できるエキスパートシステムを利用した故障診
断装置が得られる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the invention, the judgment type and
The diagnostic rules that consist of
It is applied to the phenomenon change when the above phenomenon changes accordingly.
Prediction rule consisting of judgment type and judgment conditions
A matrix for the monitoring information obtained from the target equipment
A determination condition defining means for defining the structure, the said determination type and based on and the determination rule the determination condition defined by the determination condition defining means, fault diagnosis and failure when a fault occurs for each part of the object equipment and a determining failure factor determining means the failure factor performs failure prediction before occurrence, determine
As a fixed type and its judgment condition, pass / fail judgment and its
Conditions for making pass / fail judgments, upper and lower limit judgments, and their upper and lower limits
Conditions for limit judgment, fuzzy judgment and its fuzzy judgment
Conditions for making a Gee Judgment, and the stage judgment and its stage judgment
Conditions and the trend judgment and the trend judgment.
Conditions and the difference judgment and the difference judgment
Since it is configured to include conditions , failure prediction information about abnormalities such as failures that occur in the target equipment can be obtained by using the pass / fail judgment, upper / lower limit judgment, fuzzy judgment, step judgment, tendency judgment, difference judgment, etc. There is an effect that a failure diagnosis device using an expert system that can be provided to an operator before a failure occurs can be obtained.

【0031】請求項2の発明によれば、対象設備に関す
る運転データ・故障データや点検を行うことで得られた
試験データなどの監視情報をオンラインにより収集する
ように構成したので、オペレータに監視情報収集のため
の負担を負わせることなく効率的に収集した監視情報に
より対象設備についての故障予知情報を故障発生前に速
やかにオペレータに提供できるエキスパートシステムを
利用した故障診断装置が得られる効果がある。
According to the invention of claim 2, it relates to the target equipment.
Obtained by performing operational data, failure data, and inspection
Collect monitoring information such as test data online
Configured to collect the monitoring information for the operator.
Monitoring information efficiently collected without burdening the
More quickly predict failure information about target equipment before a failure occurs.
An expert system that can be easily provided to operators
There is an effect that the failure diagnosis device used can be obtained.

【0032】請求項3の発明によれば、対象設備に関す
る運転データ・故障データや点検を行うことで得られた
試験データなどの監視情報をオフラインにより収集する
ように構成したので、システム構成を複雑にすることな
く対象設備についての故障予知情報を故障発生前にオペ
レータに提供できるエキスパートシステムを利用した故
障診断装置が得られる効果がある。
According to the invention of claim 3, it relates to the target equipment
Obtained by performing operational data, failure data, and inspection
Collect monitoring information such as test data offline
Since it was configured so that it does not complicate the system configuration.
The failure prediction information about the target equipment is
Due to the use of an expert system that can be provided to
There is an effect that a failure diagnosis device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施例1によるエキスパートシス
テムを利用した故障診断装置の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a failure diagnosis device using an expert system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施例1によるエキスパートシス
テムを利用した故障診断装置において監視情報毎にどの
診断予知を行うかの診断予知条件の定義付けを行うため
の診断予知定義テーブルを示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a diagnostic prediction definition table for defining a diagnostic prediction condition for which diagnostic prediction is to be performed for each piece of monitoring information in the failure diagnostic device using the expert system according to the first embodiment of the present invention. is there.

【図3】 この発明の実施例1によるエキスパートシス
テムを利用した故障診断装置における診断・予知条件と
推定故障部位との関係をマトリクス構造で定義付けした
因果関係テーブルを示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a causal relationship table in which a relationship between a diagnosis / prediction condition and an estimated failure site in the failure diagnosis device using the expert system according to the first embodiment of the present invention is defined by a matrix structure.

【図4】 この発明の実施例1によるエキスパートシス
テムを利用した故障診断装置におけるマンマシン装置に
表示された診断予知結果を示すディスプレイ画面を示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a display screen showing a diagnosis prediction result displayed on the man-machine device in the failure diagnosis device using the expert system according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施例2によるエキスパートシス
テムを利用した故障診断装置の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a failure diagnosis device using an expert system according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 従来のエキスパートシステムを利用した故障
診断装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional failure diagnosis device using an expert system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 対象設備、2 知識データベース、3 監視情報、
4 推論エンジン(故障要因判定手段)、5 マンマシ
ン装置(判定条件定義手段)、6 診断ルール(判定ル
ール,故障要因判定手段)、7 予知ルール(判定ルー
ル,故障要因判定手段)、8 オンラインシステム。
1 target equipment, 2 knowledge database, 3 monitoring information,
4 inference engine (failure factor determining means), 5 man-machine device (determination condition defining means), 6 diagnostic rule (determination rule, failure factor determining means), 7 prediction rule (determination rule, failure factor determining means), 8 online system .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G06F 11/22 360 G06F 11/22 360D (72)発明者 阿部 光雄 名古屋市中村区名駅一丁目1番4号 東 海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 鳥居 元二 名古屋市中村区名駅一丁目1番4号 東 海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 有村 慎一 神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番2号 三菱電機株式会社 制御製作所内 (72)発明者 田中 英和 神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番2号 三菱電機株式会社 制御製作所内 (56)参考文献 特開 平3−50700(JP,A) 特開 平1−184599(JP,A) 特開 昭64−33697(JP,A) 特開 平6−261378(JP,A) 特開 平2−272326(JP,A) 特開 平5−60596(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08B 23/00 - 31/00 G05B 13/00 - 13/04 G05B 23/00 - 23/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI G06F 11/22 360 G06F 11/22 360D (72) Inventor Mitsuo Abe 1-4, Mei Station, Nakamura-ku, Nagoya City Tokai Passenger Railroad Co., Ltd. (72) Inventor Genji Torii 1-4-1, Mei Station, Nakamura-ku, Nagoya City Tokai Passenger Railway Co., Ltd. (72) Inventor Shinichi Arimura 1-1-1, Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe No. 2 Mitsubishi Electric Co., Ltd. Control Works (72) Inventor Hidekazu Tanaka 1-2-2 Wadazaki-cho, Hyogo-ku, Kobe City Mitsubishi Electric Co., Ltd. Control Works (56) Reference JP-A-3-50700 (JP, A) JP-A-1-184599 (JP, A) JP-A 64-33697 (JP, A) JP-A-6-261378 (JP, A) JP-A-2-272326 (JP, A) JP-A-5 -60596 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G08B 23/00-31/00 G05B 13/00-13/04 G05B 23/00-23/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対象設備に関する運転データ・故障デー
タの監視情報や点検を行うことで収集した試験データな
どの監視情報を組み合わせ、知識データベースの判定ル
ールを基に故障診断を行い、診断結果として故障部位の
特定を行うエキスパートシステムを利用した故障診断装
置において、前記対象設備から得られる監視情報を基
に、現在発生している現象に対し適用する判定種別およ
びその判定条件などからなる診断ルールと時間の経過に
伴って前記現象が変化する場合の現象変化の状態,異常
状態に対する度合い,将来における異常発生の確度など
に対し適用する判定種別およびその判定条件などからな
る予知ルールとをマトリクス構造により定義する判定条
件定義手段と、該判定条件定義手段により定義した判定
種別およびその判定条件と前記判定ルールとを基に前記
対象設備の各部位についての故障発生時の故障診断およ
び故障発生前の故障予知を行い故障要因を判定する故障
要因判定手段とを備え、前記判定種別とその判定条件と
して、監視情報に対し2値情報を基に診断を行うために
適用する良否判定およびその良否判定を行う際の条件
と、上限と下限とを規定する閾値情報を基に診断を行う
ために適用する上下限判定およびその上下限判定を行う
際の条件と、ファジー関数を基に診断を行うために適用
するファジー判定およびそのファジー判定を行う際の条
件と、人の感覚的な基準を基に診断を行うために適用す
る段階判定およびその段階判定を行う際の条件と、時間
の経過に従って変化する傾向を基に診断を行うために適
用する傾向判定およびその傾向判定を行う際の条件と、
現在発生している現象と過去に発生した現象との差分量
を基に診断を行うために適用する差分判定およびその差
分判定を行う際の条件とを少なくとも備えていることを
特徴とするエキスパートシステムを利用した故障診断装
置。
1. A combination of monitoring information such as operation data and failure data regarding target equipment and monitoring information such as test data collected by performing inspection, failure diagnosis is performed based on a judgment rule of a knowledge database, and a failure is detected as a diagnosis result. In a failure diagnosis device that uses an expert system that identifies parts, based on the monitoring information obtained from the target equipment,
In addition, the judgment type and
The diagnostic rules that consist of
When the above phenomenon changes with it, the state of change of phenomenon, abnormality
Degree of status, probability of abnormal occurrence in the future, etc.
The judgment type to be applied to
Determination condition defining means for defining a prediction rule with a matrix structure, a determination type defined by the determination condition defining means, a determination condition and a determination condition when the failure occurs for each part of the target equipment based on the determination condition. A failure factor determining means for determining a failure factor by performing failure diagnosis and failure prediction before the failure occurs ;
In order to diagnose the monitoring information based on binary information
Acceptance judgment to be applied and conditions for making the judgment
And diagnostics based on threshold information that defines the upper and lower limits
Upper and lower limit judgment applied to
Applied to make a diagnosis based on conditions and fuzzy functions
Fuzzy decision and the conditions for making that fuzzy decision
It is applied to make a diagnosis based on
Stage judgment and the conditions and time for making the stage judgment
Suitable for making diagnosis based on the tendency that changes with the course of
The trend judgment to be used and the conditions for carrying out the trend judgment,
Difference between current phenomenon and past phenomenon
Difference judgment applied to make a diagnosis based on
That it has at least the conditions for making minute determinations
A fault diagnosis device that uses a characteristic expert system.
【請求項2】 対象設備に関する運転データ・故障デー
タの監視情報や点検を行うことで得た試験データなどの
監視情報をオンラインにより収集することを特徴とする
請求項1記載のエキスパートシステムを利用した故障診
断装置。
[Claim 2] Operation data / fault data regarding the target equipment
Data such as monitoring data and test data obtained by performing inspections.
Characterized by collecting monitoring information online
A failure diagnosis device using the expert system according to claim 1 .
【請求項3】 対象設備に関する運転データ・故障デー
タの監視情報や点検 を行うことで得られた試験データな
どの監視情報をオフラインにより収集することを特徴と
する請求項1記載のエキスパートシステムを利用した故
障診断装置。
[Claim 3] Operation data / fault data regarding the target equipment
Data such as test data obtained by
Characterized by collecting which monitoring information offline
A failure diagnosis device using the expert system according to claim 1 .
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