JPH03142191A - Failure diagnostic device - Google Patents

Failure diagnostic device

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JPH03142191A
JPH03142191A JP27576989A JP27576989A JPH03142191A JP H03142191 A JPH03142191 A JP H03142191A JP 27576989 A JP27576989 A JP 27576989A JP 27576989 A JP27576989 A JP 27576989A JP H03142191 A JPH03142191 A JP H03142191A
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JP
Japan
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knowledge
diagnostic
compiler
input
causal
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JP27576989A
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Japanese (ja)
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JPH0736994B2 (en
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Shigetaka Hosaka
穂坂 重孝
Yujiro Shimizu
祐次郎 清水
Tetsuji Hayashi
哲司 林
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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 shorten a working time by providing a knowledge compiler which automatically forms a signal flow chart or causal matrix and further a fault tree for diagnosis from a transfer function. CONSTITUTION:A knowledge compiler 201 utilizes a computor 211 so as to form a diagnostic knowledge automatically on inputting of the transfer function of a diagnostic object, using a keyboard 208 as an input means and a CRT 209 or plotter 210 as an output means. Namely, the knowledge compiler 201 is divided into a 1st step knowledge compiler 202 and 2nd step knowledge compiler 203 according to the function thereof. The 1st step knowledge compiler 202 is to output a signal flow chart 205 and causal matrix 206 by means of the input of a transfer function 204 and also the 2nd step knowledge compiler 203 outputs a fault tree 207 for diagnosis, i.e., a diagnostic knowledge by means of the input of the causal matrix 206.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は極限作業ロボットの駆動ユニット等に対して好
適な故障診断装置に関し、一般機械装置に対しても適用
できるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a failure diagnosis device suitable for drive units of extreme work robots, etc., and can also be applied to general mechanical devices.

〈従来の技術〉 第10図に従来の故障診断装置100を示す。同図に示
すように、故障診断装置100は診断知識ファイル10
1.観測情報入力手段1022診断処理手段103及び
診断結果表示器104からなる。ここで、診断知識ファ
イル101は診断知識を記憶している。観測情報入力手
段102には観測情報が入力される。診断処理手段10
3は診断知識ファイル101からの診断知識及び観測情
報入力手段102からの観測情報に基づいて診断結果を
導く。診断結果表示器104は診断処理手段103から
の診断結果により故障箇所を表示する。
<Prior Art> FIG. 10 shows a conventional failure diagnosis device 100. As shown in the figure, the failure diagnosis device 100 has a diagnostic knowledge file 10.
1. It consists of observation information input means 1022, diagnosis processing means 103, and diagnosis result display 104. Here, the diagnostic knowledge file 101 stores diagnostic knowledge. Observation information is input to observation information input means 102 . Diagnostic processing means 10
3 derives a diagnostic result based on diagnostic knowledge from the diagnostic knowledge file 101 and observation information from the observation information input means 102. The diagnosis result display 104 displays the location of the failure based on the diagnosis result from the diagnosis processing means 103.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来の故障診断装置100では、診断知
識ファイルに記憶できる形式に診断知識を人為的に変換
する必要があった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the conventional fault diagnosis device 100, it was necessary to artificially convert diagnostic knowledge into a format that can be stored in a diagnostic knowledge file.

このため、煩雑となり、手間取る作業となっていた。This has resulted in a complicated and time-consuming task.

本発明は、このような従来技術に鑑みてなされたもので
あり、上記手間を短縮することができる効率的かつ正確
な故障診断装置を提供することを目的とするものである
The present invention has been made in view of such prior art, and an object of the present invention is to provide an efficient and accurate failure diagnosis device that can shorten the above-mentioned time and effort.

く課題を解決するための手段〉 斯かる目的を達成する本発明の構成は、診断知識及び観
測情報に基づいてロボットの故障診断を行う装置におい
て、伝達関数からシグナルフロー線図或いは因果マトリ
ックス更に診断用フォルトツリーを自動的に作成する知
識コンパイラを有することを特徴とする。
Means for Solving the Problems〉 The configuration of the present invention to achieve the above object is to provide a system for diagnosing robot failures based on diagnostic knowledge and observation information, which further performs diagnosis from transfer functions to signal flow diagrams or causal matrices. The system is characterized by having a knowledge compiler that automatically creates a fault tree for the system.

〈作   用〉 知識コンパイラに診断対象の伝達関数を入力すると、そ
の伝達関数は知識コンパイラにより診断知識ファイルに
記憶できるようにシグナルフロー線図或いは因果マトリ
ックス更に診断用フォルトツリーに自動的に変換される
ことになる。
<Operation> When a transfer function to be diagnosed is input to the knowledge compiler, the transfer function is automatically converted by the knowledge compiler into a signal flow diagram, causal matrix, and further into a diagnostic fault tree so that it can be stored in a diagnostic knowledge file. It turns out.

く実 施 例〉 以下、本発明の故障診断装置を図面に示す実施例に基づ
いて詳細に説明する。
Embodiments Hereinafter, the failure diagnosis apparatus of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.

第1図に本発明の一実施例を示す。同図に示す故障診断
装置200は知識コンパイラ201を追加したものであ
り、診断知識ファイル101、観測情報入力手段102
2診断処理手段103及び診断結果表示器104につい
ては第10図に示す従来技術と同様である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The fault diagnosis device 200 shown in the same figure has a knowledge compiler 201 added thereto, a diagnostic knowledge file 101, and observation information input means 102.
2. The diagnostic processing means 103 and the diagnostic result display 104 are the same as those in the prior art shown in FIG.

ここで、知識コンパイラ201は診断対象の伝達関数を
入力すると自動的に診断知識を作り出すように計算機2
11を利用したものてあり(第3図参照)、入力手段と
してキーボード208.出力手段としてCRT209又
はプロッタ210を使用する。即ち、第2図に示すよう
に知識コンパイラ201は、その機能により第1段の知
識コンパイラ202゜第2段の知識コンパイラ203に
分けられろ。
Here, when the knowledge compiler 201 inputs the transfer function to be diagnosed, the computer 201 automatically generates diagnostic knowledge.
11 (see Figure 3), and a keyboard 208.11 as an input means. A CRT 209 or a plotter 210 is used as an output means. That is, as shown in FIG. 2, the knowledge compiler 201 is divided into a first stage knowledge compiler 202 and a second stage knowledge compiler 203 according to their functions.

第1段の知識コンパイラ202は伝達関数204の入力
により、シグナルフロー線図205及び因果マトリック
ス206を出力するものであり、また第2段の知識コン
パイラ203ば因果マトリックス206の入力により診
断用フォルトツリー207つまり診断知識を出力する。
The first stage knowledge compiler 202 outputs a signal flow diagram 205 and a causal matrix 206 based on the input of the transfer function 204, and the second stage knowledge compiler 203 outputs a diagnostic fault tree based on the input of the causal matrix 206. 207, that is, the diagnostic knowledge is output.

伝達関数204の入力は、例えば、第3図に示すキーボ
ードにより行なわれ、またシグナルフロー線図205又
は診断用フォルトツリー207の出力はCRT209又
はプロッタ210により行なわれる。
Input of the transfer function 204 is performed by, for example, a keyboard shown in FIG. 3, and output of the signal flow diagram 205 or diagnostic fault tree 207 is performed by the CRT 209 or plotter 210.

ここで、伝達関数204は、故障ベクトル。Here, the transfer function 204 is a fault vector.

観測ベクトル、ノード及びブランチからなり、例えば、
その内容は次の通りである。
It consists of an observation vector, a node and a branch, e.g.
Its contents are as follows.

故障ベクトル(Xl、N2.N3.N4)観測ベクトル
(o、、o2.o3.o4)ノ  −  ド   (N
、、  N2.  N、、  N4.  N5.  N
6.  N7)ブランチ  G、= (N、。
Fault vector (Xl, N2.N3.N4) Observation vector (o,, o2.o3.o4) Node (N
,, N2. N,, N4. N5. N
6. N7) Branch G, = (N,.

G2−(01゜ G3−(X、。G2-(01゜ G3-(X,.

G4= (0□。G4 = (0□.

G5−(N2゜ G、= (03゜ G7=(N2゜ G8−(N3゜ G9−(N4゜ 0、.1) 02、 KA) 02、 1 ) N2,1) 03.11 N3・ K、) N3,1) N4.  百 ) N5.  百 ) G、。−(N5,04. K。G5-(N2゜ G, = (03° G7=(N2゜ G8-(N3゜ G9-(N4゜ 0,. 1) 02, KA) 02, 1) N2,1) 03.11 N3・ K,) N3,1) N4. hundred ) N5. hundred ) G. -(N5,04.K.

G、、−(N4,0.、 −1 G、2−(N5.N6.  I G、3−(N6.  N2. −1 G、4=(04,N7. K。G,,-(N4,0.,-1 G, 2-(N5.N6. I G, 3-(N6. N2.-1 G, 4 = (04, N7. K.

G、5−(N7.O,、−1 G、6= (X、、N6.  l G17−(N4.N、、  1 上記伝達関数が第1段の知識コンパイラ202に入力さ
れると、第6図に示す手順に従って、処理が行なわれる
。ここで、「伝達関数の入力」とはキーボードからタイ
プ入力された文字を計算機にREAD (例えば、FO
RTRAN)命令で読み込ませることにより行なわれる
。入力された伝達関数は、第4図に示すように人力デー
タ確認手段301によってエラーチエツクされ、その後
入力データ単語解析格納手段302によって故障ベクト
ル、M測ベクトル、ノード、ブランチの各単語に分割さ
れ格納される。次に「シグナルフロー線図を作成し、出
力する」とはシグナルフロー線図作画手段304により
、第7図に示すシグナルフロー線図を作画することによ
り行う。第7図において、丸印が故障ベクトル、観測ベ
クトルを含むノードてあり、矢印がブランチであり、そ
の上の記号はノード間のトランスミツタンスである。例
えばブランチGIについては、人力信号N、から出力信
号0゜へとトランスミツタンス1で接続されているされ
る。シグナルフロー線図1よ入力された伝達関数の内容
を視覚的に表示するものであり、入力が正しく行なわれ
たか否かを確認するのに役立つ。一方、故障ベクトルX
から観測ベクトルOJまでの因果関係R,ば、故障ベク
トルから観測ベクトルまでの因果関係を求める手段30
3及び式と式の演算手段305により求められる。例え
ば、故障X1と*SO,との間の因果関係−に、は次の
ような数式処理によって計算される。
G,5-(N7.O,,-1 G,6=(X,,N6.l G17-(N4.N,, 1) When the above transfer function is input to the first-stage knowledge compiler 202, Processing is performed according to the procedure shown in Figure 6.Here, "input of transfer function" means inputting characters typed from the keyboard into the computer READ (for example, FO
RTRAN) command. The input transfer function is checked for errors by the manual data checking means 301 as shown in FIG. 4, and then divided into the words failure vector, M measurement vector, node, and branch by the input data word analysis storage means 302 and stored. be done. Next, "creating and outputting a signal flow diagram" is performed by drawing the signal flow diagram shown in FIG. 7 by the signal flow diagram drawing means 304. In FIG. 7, circles indicate nodes containing fault vectors and observation vectors, arrows indicate branches, and symbols above the circles indicate transmittance between nodes. For example, for branch GI, the human input signal N is connected to the output signal 0° with a transmittance of 1. The signal flow diagram 1 visually displays the contents of the input transfer function, and is useful for checking whether the input was performed correctly. On the other hand, the fault vector
Means 30 for determining the causal relationship from the fault vector to the observation vector R, B, from the failure vector to the observation vector
3 and the formula and formula calculation means 305. For example, the causal relationship between failure X1 and *SO, is calculated by the following formula processing.

従って、他に故障がなければ、O,=−に、、X。Therefore, if there is no other failure, O,=-,,X.

という関係があることになる。尚、上記の計算方法はメ
ーソンの公式による(池谷 洋、「自動制御ハンドブッ
ク基礎編」計測自動制御協会、オーム社 P694,1
983)。
There is this relationship. The above calculation method is based on Mason's formula (Hiroshi Ikeya, "Automatic Control Handbook Basic Edition", Instrument and Automatic Control Association, Ohmsha, P694, 1)
983).

そして「因果関係から因果マトリックスを作成し、出力
する」とは因果関係Rを並らべかえて因果マトリックス
を作成する手段306により、次のように因果マトリッ
クスRを作成する。
"Create and output a causal matrix from the causal relationships" means that the causal matrix R is created as follows by means 306 for rearranging the causal relationships R to create a causal matrix.

因果マトリックスRは故障ベクトルと観測ベクトルの関
係を示すものである。
The causal matrix R shows the relationship between the failure vector and the observed vector.

次に、上記因果マトリックスが第2段の知識コンパイラ
203に入力されると、第8図の手段に従って処理が行
なわれる。即ち、「因果マトリックスの入力を行う」と
は、第5図に示すように因果マトリックス簡略化手段4
02に入力された因果マトリックスの因果関係R,が、
因果マトリックス簡略化情報入力手段401に入力され
た因果マトリックス簡略化情報で例えば零に簡略化され
ることまでを含む。そして「因果知識に分解する」とは
、第5図に示すように因果マトリックスから因果知識へ
の変換手段403により下表のように因果知識に変換す
ることにより行う。
Next, when the causal matrix is input to the second stage knowledge compiler 203, processing is performed according to the means shown in FIG. That is, "inputting a causal matrix" means that the causal matrix simplification means 4 is input as shown in FIG.
The causal relationship R of the causal matrix input in 02 is
The causal matrix simplification information input to the causal matrix simplification information input means 401 includes, for example, simplification to zero. The "decomposition into causal knowledge" is performed by converting the causal matrix into causal knowledge as shown in the table below using the causal knowledge converting means 403 as shown in FIG.

表 例えば、因果マトリックスにおける 0 =−K X +K X (7)関係から、表−1に
示すようニI F (0,< O) 、 THEN (
X、> Oマ#はx3<0)及びI F(0,> 0 
)、 THEN(X、< 0またはX3〉0)へと単純
な解釈を行うことにより実現される。
For example, from the relationship 0 = -K
X, > Oma # is x3 < 0) and I F (0, > 0
), THEN(X, < 0 or X3>0).

次にrTHEN部の故障Xが多いIF部の観測Oを取り
出す」とは、上位の観測ベクトル取り出し手段404に
より行なわれる。例えば、表−1におイテ、故障x、、
 x3. x4ヲT HE N部にもつ観測O4を取り
出し、第9図に示す診断用フォルトツリーの先頭にもっ
てくる。そして「取り出した観測O4のTHEN部のX
と同じ故障をより多くもつIF部の観測0を取り出す」
とは例えば、表−1に示すようにX、、 X3. X4
と同じ故障X、をより多くもっ01を取り出し、観測0
4の次に観測O1もってくる。「このようにして、診断
用フォルトツリーを上の層から下の層へと作り出力する
」とは、上記手段を繰り返して、第9図に示すフォルト
ツリーを完成させ、表示することをいう。尚、独立した
フォルトツリーの有無を調べる手段406により診断用
フォルト・ツリーを探す毎に、診断用フォルトツリー作
画手段405により診断用フォルトツリーを作成し、表
示する。
Next, the observation O of the IF section in which there are many failures X in the rTHEN section is extracted'' is carried out by the higher-order observation vector extraction means 404. For example, in Table 1, there is a failure x,
x3. Observation O4 in the x4 OT HE N section is taken out and placed at the beginning of the diagnostic fault tree shown in FIG. Then, “X of the THEN part of the observation O4 taken out
``Extract the observation 0 of the IF section that has more of the same failures.''
For example, as shown in Table 1, X3. X4
The same fault X, take out more 01 and observe 0
Observation O1 comes next after 4. ``In this way, a diagnostic fault tree is created and output from the upper layer to the lower layer'' means that the above steps are repeated to complete and display the fault tree shown in FIG. 9. It should be noted that each time the means 406 for checking the presence or absence of an independent fault tree searches for a diagnostic fault tree, the diagnostic fault tree drawing means 405 creates and displays the diagnostic fault tree.

診断用、フォルトツリーは診断処理手段103が診断に
用いる診断知識である。
The fault tree for diagnosis is diagnostic knowledge used by the diagnostic processing means 103 for diagnosis.

1 〈発明の効果〉 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本発明
では、従来人為的に作成していた診断知識すなわち診断
用フォルトツリーを知識コンパイラによって自動的に作
成できるので、手間が省け、作業時間も短縮できる。
1 <Effects of the Invention> As specifically explained above based on the embodiments, in the present invention, the diagnostic knowledge, that is, the diagnostic fault tree, which was conventionally created artificially, can be automatically created by the knowledge compiler. It saves time and reduces work time.

従って、本発明(よ効率がよく正確な故障診断装置を提
供することができろ。
Therefore, it is possible to provide a more efficient and accurate failure diagnosis device according to the present invention.

【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かかる故障診断装置の全体
図、第2図は第1図に示す故障診断装置の知識コンパイ
ラの説明図、第3図は本発明の一実施例にかかる知識コ
ンパイラの機能実現手段を示す説明図、第4図は第1段
の知識コンパイラの機能的手段の構造図、第5図は第2
段の知識コンパイラの機能的手段の構造図、第6図は第
1段の知識コンパイラのフローチャート、第7図はシグ
ナルフロー線図、第8図は第2段の知識コンパイラのフ
ローチャート、第9図は診断用フォルトツリーの説明図
、第10図は従来の故障診断装置の説明図である。 図  面  中、 101は診断知識ファイル、 102は観測情報入力手段、 103は診断処理手段、 104は診断結果表示器、 200ば故障診断装置、 201は知識コンパイラ、 202は第1段の知識コンパイラ、 203ば第2段の知識コンパイラ、 204は伝達関数、 205はシグナルフロー線図、 206は因果マトリックス、 207は診断用フォルトツリーである。 特  許  出  願  人 工業技術院長  杉 浦 賢
FIG. 1 is an overall diagram of a fault diagnosis device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a knowledge compiler of the fault diagnosis device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram according to an embodiment of the present invention. An explanatory diagram showing the functional means of the knowledge compiler, Figure 4 is a structural diagram of the functional means of the first stage knowledge compiler, and Figure 5 is the second stage.
6 is a flow chart of the first stage knowledge compiler, FIG. 7 is a signal flow diagram, FIG. 8 is a flow chart of the second stage knowledge compiler, and FIG. 1 is an explanatory diagram of a diagnostic fault tree, and FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional failure diagnosis device. In the figure, 101 is a diagnostic knowledge file, 102 is an observation information input means, 103 is a diagnostic processing means, 104 is a diagnostic result display, 200 is a failure diagnosis device, 201 is a knowledge compiler, 202 is a first stage knowledge compiler, 203 is a second stage knowledge compiler, 204 is a transfer function, 205 is a signal flow diagram, 206 is a causal matrix, and 207 is a diagnostic fault tree. Patent application Ken Sugiura, Director of the Agency for Industrial Science and Technology

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 診断知識及び観測情報に基づいてロボットの故障診断を
行う装置において、伝達関数からシグナルフロー線図或
いは因果マトリックス更に診断用フォルトツリーを自動
的に作成する知識コンパイラを有することを特徴とする
故障診断装置。
A device for diagnosing robot failures based on diagnostic knowledge and observation information, characterized by having a knowledge compiler that automatically creates a signal flow diagram or a causal matrix as well as a diagnostic fault tree from a transfer function. .
JP1275769A 1989-10-25 1989-10-25 Fault diagnosis device Expired - Lifetime JPH0736994B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1275769A JPH0736994B2 (en) 1989-10-25 1989-10-25 Fault diagnosis device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1275769A JPH0736994B2 (en) 1989-10-25 1989-10-25 Fault diagnosis device

Publications (2)

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JPH03142191A true JPH03142191A (en) 1991-06-17
JPH0736994B2 JPH0736994B2 (en) 1995-04-26

Family

ID=17560138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1275769A Expired - Lifetime JPH0736994B2 (en) 1989-10-25 1989-10-25 Fault diagnosis device

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JP (1) JPH0736994B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05111135A (en) * 1991-10-17 1993-04-30 Togami Electric Mfg Co Ltd Diagnosing method for accident of transmission/ distribution line

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05111135A (en) * 1991-10-17 1993-04-30 Togami Electric Mfg Co Ltd Diagnosing method for accident of transmission/ distribution line

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JPH0736994B2 (en) 1995-04-26

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