JPH04192035A - 知識ベース編集表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、エキスパートシステムを用いたプラントの異
常原因診断を行う装置において、診断の知識を編集し、
また診断の経緯を表示する知識ベース編集表示装置に関
する。

（従来の技術） 従来のエキスパートシステムの構成図を第１６図に示す
。従来のエキスパートシステムにおいて、知識ベースあ
るいはデータベースと呼ばれているものは、知識ベース
入力手段１２を介し、オペレータが通常のプログラミン
グを行うエディタと同じエディタ、例えばスクリーンエ
ディタにてルールをテキストイメージで入力する。さら
に、入力された知識ベースあるいはデータベースに間違
いかないかどうかを調査するためには、推論エンジン６
により推論を仮実行させ、推論エンジン６より通知され
るエラーメツセージ、あるいは推ａＷ　ｔｉ’ｊ　’社
か妥当なものであるかとうかのオペレータの目視確認に
よる。

すなわち、従来のエキスパートシステムにおける知識ベ
ースまたはデータベースの編集は、通常のプログラミン
グと同様の入力を行い、さらにデバッグを行う必要かあ
る。

一般に、診断知識の表現としてマトリクスを用いる方法
かある。知識工学の応用分野の１つであるエキスパート
システムをプラントに適用した場合、プラントの熟練運
転員の持つ運転操作の専門知識やプラントの特性を計算
機に与えてプラントに関する診断を行う。従来、マトリ
クスにて表現された知識を実際に入力する場合は、前述
のようにスクリーンエディタよりテキストイメージにて
入力していた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、通常のプログラミングと同様にエディタからの
入力およびデバッグか必要であれば、知識ベースとなる
プラントに関する専門知識と知識ベースを入力およびデ
バッグするための計算機の専門知識を合わせ持つ必要か
あり、計算機の専門知識を持たないプラントに関する専
門家が知識の編集を行うことは難しかった。

そこで、本発明は、従来のテキストイメージで行ってい
た知識の編集をグラフィックイメージで行うようにし、
さらに推論エンジンで実行させた推論の経緯を視覚的に
表示することにより、プラントに関する専門知識を持っ
ていれば、計算機の専門家でなくても容易に知識の編集
を行うことかできる知識ベース編集表示装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の知識ベース編集表
示装置は、表示装置にマトリクス表を表示し、このマト
リクス表を埋めるイメージで診断知識の編集を可能とす
る。

なお、マトリクス表とは、第２図に示す表であり、複数
の原因名、プラント条件名および１つの原因名と１つの
プラント条件名の組に与えられる重要度から構成される
。

すなわち、表示装置よりマトリクス表を埋めるイメージ
で診断知識の入力を可能にするマンマシンインターフェ
ース手段を介し、マンマシンインターフェース手段にて
入力された診断知識に基づいて知識ベースを作成、保存
する。また、知識ベース編集手段は、知識ベースを視覚
的に表示するための表示用データテーブルも作成する。

一方、知識ベースとプラントからプロセスデータ入力手
段によって入力されたプロセスデータベースを参照しな
がら推論エンジンか診断を行った途中結果および結果は
、途中結果保存テーブルに保存される。そこで、知識ベ
ース表示手段は、途中結果保存テーブルと前記表示用デ
ータテーブルを参照しながらマンマシンインターフェー
ス手段を介して診断の途中結果を表示装置に表示する。

（作　用） この知識ベース編集表示装置によれば、オペレータが表
示装置からマンマシンインターフェース手段を介してマ
トリクス表示を埋めることにより、知識ベース編集手段
か、知識ベースを生成し、また同時に表示用データテー
ブルを生成する。

一方、推論エンジンは、プラントのプロセス情報を備え
て置くプロセスデータベースと、前記知識ベースを参照
しながら推論を実行し、推論の途中結果を途中結果保存
テーブルに保存する。さらに、知識ベース表示手段によ
り、途中結果保存テーブルと表示用データテーブルを参
照してマンマシンインターフェース手段を介して表示装
置に知識ベースおよび診断経緯の表示か可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るエキスパートシステム
における知識ベース編集表示装置の構成図を示したもの
である。知識ベース編集表示装置１３は、プラント１か
らプロセスデータを取り込むプロセスデータ入力手段２
と、取り込んだデータを保存して置くプロセスデータベ
ース３と、マトリクス表を表示するマウス１２を備えた
表示装置１１と、表示装置１１と知識ベース編集手段４
および知識ベース表示手段８とのインターフェースとな
るマンマシンインターフェース手段１ｏと、マンマシン
インターフェース手段１０を介してオペレータが表示装
置１１から診断用の知識をマトリクス表を埋めるイメー
ジにて生成する知識ベース編集手段４と、知識ベース編
集手段４によって生成された診断用の知識を保存して置
く知識ベース５と、知識ベース編集手段４によって生成
された表示用データを保存して置く表示用データテーブ
ル９と、プロセスデータベース３と知識ベース５を参照
しながら推論を行う推論エンジン６と、推論した途中結
果を保存持する途中結果保存テーブル７と、表示用デー
タテーブル９および途中結果保存テーブル７を参照しな
がらマンマシンインターフェース手段１ｏを介して表示
装置１１に知識ベース５をマトリクス表の色替えによっ
て表示する知識ベース表示手段８とで構成される。

本実施例における知識の編集画面例を第３図に示し、第
３図を参照しながら知慮編集の操作例を説明する。

知識の編集は、まず、オペレータが第１図の表示装置１
１からマンマシンインターフェース手段１０を介して知
識ベース編集要求をすることにより、知識ベース編集手
段４を起動することに始まる。初めに、編集すべきマト
リクスを指定し、新規にマトリクスを登録する場合には
、マトリクスの個数（ｍＸｎ＞を指定する。起動された
知識ベース編集手段４は、第３図に示す知識ベース編集
エディタ、４０１を表示装置１１に表示する。知識ベー
ス編集エディタ４０１は、原因名を設定するエリア４０
１　（ａ）　、プラント条件名を設定するエリア４０１
（ｂ）、プラント条件を判定するロジックである評価関
数を設定するエリア４０１　（ｃ）、重要度を設定する
エリア４０１　（ｄ）より構成される。

マトリクスは、原因とプラント条件の成立状態との相関
を表現するものであり、プラント条件の成立状態（成立
度）は、プラントデータをいくつかの閾値と比較し、算
出する関数から設定される。

前記関数を評価関数と呼ぶ。上記相関を表すパラメータ
か重要度である。

前記４つのエリアの入力は、マウス１２て各エリアを指
定した後、キーボードへカを可能とし、キーボードから
入力を行う。

例えば、原因名設定エリア４０１　（ａ）をマウス１２
て指示した場合、第４図に示すように、原因名設定エリ
ア４０１　（ａ）にキーボード入力が可能となったこと
を示すキーボードカーソル“ム°が表示されると同時に
、キーボード入力が可能となり、オペレータはキーボー
ドから原因名を入力する。キーボードからの入力が終了
したことの通知は、例えばキャリッジリターンキーを押
したことによる。

また、プラント条件設定エリア４０１　（ｂ）も、前記
原因名設定エリア４０１　（ａ）と同様の操作により設
定を行う。

一方、評価関数の設定は、評価関数設定エリア４０１　
（ｃ）をマウス１２で指示し、キーボード入力を可能と
した後、評価関数名をキーボードがら入力し、キャリッ
ジリターンキーを押すと、例えば第５図に示すような評
価関数編集ウィンドウ４０２が表示される。評価関数編
集ウィンドウ４０２は、プラント１から入力されたプロ
セスデータに付けられたＰＩＤを設定するＰＩＤ設定エ
リア４０２　（ａ）と、評価関数のブレークポイントを
入力するブレークポイント設定エリア４０２　（ｂ）と
、各ブレークポイントに対応する評価値を入力する評価
値設定エリア４０２　＜Ｃ＞と、評価関数を登録するた
めの登録エリア４０２　（ｄ）より構成される。

表示装置１１に、計画関数編集ウィンドウ４０２が表示
されると、初期状態としてキーボードカーソル“ム”が
ＰＩＤ設定エリア４０２　（ａ）に表示される。そこで
、キーボードからＰＩＤを入力すると、キーボードカー
ソル“ム°は、自動的にブレークポイント登録エリア４
０２（ｂ）の第１番目の設定エリアに移動し、キーホー
ド入力によりブレークポイントを入力していく。キーボ
ードカーソル“ム”は、ブレークポイント設定毎にブレ
ークポイント設定エリア４０２　（ｂ）を１つずつ右側
に移動する。ブレークポイントの設定が終了すると、次
に、キーボードカーソル“ム”は評価値設定エリア４０
２（ｃ）に移動し、評価値をブレークポイントの入力と
同様に入力する。評価関数編集ウィンドウ４０２で設定
が終了した後、重要度設定登録エリア４０２　（ｄ）を
マウス１２て指示すると、設定した関数か登録されて自
動的に計画関数編集ウィンドウ４０２が消去する。

一方、第３図において、重用度設定エリア４゜１（ｄ）
をマウス１２で指示すると、例えば第８図に示すポツプ
アップメニュー４０３が表示される。

ポツプアップメニュー４０３に表示された項目をマウス
１２で選択することて、重要度が設定できる。ポツプア
ップメニュー４０３に表示される項目は、原因基とプラ
ント条件の組に対して与えられる重要度であり、予め１
．０．０．７５．０．５．０．２５．０．０の５つの定
数を設定可能とする。前記の数値は、０．５（わからな
い）を中心として数値か大きくなる方向が、相関が強く
、数値が小さくなる方向が、相関が弱くなるという意味
を持つ。

知識ベース編集の方法について具体例を示す。

例えば原因基“真空度変化によるラビングを原因名設定
エリア４０１　（ａ）に設定し、プラント条件名“真空
度７１０〜７３０ｓｓＨｇ“と“昇速中”をプラント条
件設定エリア４０１　（ｂ）に設定し、“真空度７１０
〜７３０ｓｉＨｇ”に対する評価関数名“Ｆｌ”、“昇
速中”に対する評価関数名“Ｆ２゜を評価関数設定エリ
ア４０１　（ｃ）に設定し、各々の重要度ｔ、ｏ　、ｏ
、ｏを重用度設定エリア４０１　（ｄ）に設定したのが
第１５図である。

第１５図において、設定した評価関数名Ｆ１に第７図に
示す評価関数を登録する場合、評価関数名“Ｆｌ”を入
力した際、第５図に示す評価関数編集ウィンドウ４０２
が表示され、この評価関数編集ウィンドウ４０２から、
プロセスデータ真空度のＰＩＤ″５０００°をＰＩＤ設
定エリア４゜２（ａ）に設定し、ブレークポイント０．
７１０．７３０．７５０をブレークポイント設定エリア
４０２　（ｂ）に設定し、各ブレークポイントに対する
評価値０、■、ｌ、０を評価値設定エリア４０２　（ｃ
）に設定する。設定か終了した状態が第６図であり、登
録エリア４０２　（ｄ）をマウス１２で指示すると、評
価関数か登録される。

ここで、知識ベース編集エディタ４０１て入力した知識
は、知識ベース５に保存される。知識ベース５は、例え
ば第９図、第１０図、第１１図に示す３つのテーブルよ
り構成される。第９図は原因基を保存して置く原因基保
存テーブル５１ｏ１第１０図は評価関数とプラント条件
名を保存して置く保ｉテーブル５２０、第１１図は評任
関数と原因基の組に対しての重要度を保存して置く重要
度保存テーブル５３０である。

一方、表示用データテーブル９を第１２図に示す。表示
用データテーブル９は、マトリクス表を表示装置１１に
表示するためのマトリクスの太きさ、個数（ｉＸｎ）を
記憶するテーブルである。複数の知識を表現するために
は、複数のマトリクスを用意する。第１２図に示す表示
用データテーブル９は、複数のマトリクスの大きさを記
憶するものである。

推論エンジン６は、知識ベース５とプロセスデータベー
ス３を参照しながら推論を行なう。推論は、例えば、マ
トリクス表の得点計算によって確信度を求める。得点計
算は、第２図において、各重要度と評価関数を掛は合わ
せた計算値を原因名毎に足し合わせて得点を求めるもの
である。ここで、原因名毎に足し合わせた得点を確信度
と呼ぶことにする。この確信度の計算式は、下記のよう
に表すことができる。

■　計算値ｉｊ−評価関数１（ｘ）＊重要度ｉｊ■　得
点ｊ−Σ　計算値ｉｊ 得点ｊ ■　相対確信度ｊ−−−−−− Σ　得点ｊ ■　確信度ｊ−ｒ　（相対確信度ｊ） （ｒ：正規化関数） 推論エンジン６は、マトリクス表の得点計算によって求
められた確信度を逐次第１３図に示す途中結果保存テー
ブル７に保存する。

知識ベース表示手段８は、表示用データテーブル９から
表示するためのマトリクスの大きさを取り出し、さらに
途中結果保存テーブル７から原因芯とプラント条件名に
対する計算値と原因芯に対する確信度を参照して、計算
値、確信度の大きさに対応する色情報によってマンマシ
ンインターフェース手段１０を介して表示装置１１に第
１４図のように表示する。

色情報は、例えば、計算値や確信度の大きさによって、 ０．０以上０．２未満ならば、みどり ０．２以上０．４未満ならば、きみどり０．４以上０．
６未満ならば、黄色 ０．６以上０．８未満ならば、橙 ０．８以上　　　　ならば、赤 のように交、換する情報である。

また、推論エンジン６が動作するたびに途中結果保存テ
ーブル７が更新されるため、知識ベース表示手段８は、
途中結果保存テーブル７を参照することにより、推論エ
ンジン６が推論した最新の情報を表示することができる
。

この実施例によれば、知識ベース５の編集が表示装置１
１に表示されたマトリクス表からマウス１２とキーボー
ドを使った容易な操作のみで作成することができる。ま
た、推論の経緯を確信度の色替表示によって視覚的に把
握できる。

［発明の効果コ 本発明によれば、知識ベースの編集において表示装置に
グラフィックイメージでマトリクス表を表示し、マトリ
クス表を埋めていくことで知識ベースが生成でき、また
推論実行時の推論の途中結果をマトリクス表の色替えに
よって表示するので、計算機の専門知識を持たないプラ
ントの専門家にも容易に知識ベースの編集ができ、さら
に推論の経緯を視覚的に把握できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る知識ベース編集表示装
置のブロック図、第２図はマトリクス表の構成図、第３
図は知識ベース編集エディタの構成図、第４図は原因芯
設定エリアに表示されたキーボードカーソルを示す図、
第５図は評価関数編集ウィンドウの構成図、第６図は評
価関数編集ウィンドウに値を入力した状態を示す図、第
７図は第６図における入力値に対する評価関数の形を示
す図、第８図は第３図における重要度設定エリアから表
示されるポツプアップメニュー、第９図は原因芯保存テ
ーブルの構成図、第１０図は評価関数とプラント条件名
を保存する保存テーブルの構成図、第１１図は重要度保
存テーブルの構成図、第１２図は表示用データテーブル
の構成図、第１３図は途中結果保存テーブルの構成図、
第１４図は途中結果を表示するマトリクスの構成図、第
１５図は知識ベース編集の具体的入力を示す図、第１６
図は従来のシステムのブロック図である。 １・・・・・・・・プラント ２・・・・・・・プロセスデータ入力手段３・・・・・
・・・プロセスデータテーブル４・・・・・・・・・知
謡ベース ５・・・・・・・推論エンジン ６・・・・・・・・・途中結果保存テーブル７・・・・
・・・・・知識ベース表示装置８・・・・・・・・・表
示用データテーブル９・・・・・・・・・マンマシンイ
ンターフェース手段１１・・・・・・・・・表示装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラントからのプロセスデータを入力するプロセ
   スデータ入力手段と、このプロセスデータ入力手段によ
   って入力されたプロセスデータを保存するプロセスデー
   タベースと、診断のための知識を保存して置く知識ベー
   スと、この知識ベースと前記プロセスデータベースを参
   照して診断を行う推論エンジンと、表示装置からなるエ
   キスパートシステムにおいて、前記表示装置より表形式
   による入力データ設定方式にて知識診断の入力を可能に
   するマンマシンインターフェース手段と、このマンマシ
   ンインターフェース手段にて入力された診断知識に基づ
   いて前記知識ベースを作成し、また知識ベースを視角的
   に表示するための表示用データテーブルを作成する知識
   ベース編集手段と、この知識ベース編集手段にて作成さ
   れる表示データテーブルと、この表示データテーブルを
   参照して前記マンマシンインターフェース手段を介して
   前記知識ベースを視覚的に表示する知識ベース表示手段
   とを備えたことを特徴とする知識ベース編集表示装置。
2. （２）プラントからのプロセスデータを入力するプロセ
   スデータ入力手段と、このプロセスデータ入力手段によ
   って入力されたプロセスデータを保存するプロセスデー
   タベースと、診断のための知識を保存して置く知識ベー
   スと、この知識ベースと前記プロセスデータベースを参
   照して診断を行う推論エンジンと、表示装置からなるエ
   キスパートシステムにおいて、前記表示装置より表形式
   による入力データ設定方式にて診断知識の入力を可能に
   するマンマシンインターフェース手段と、このマンマシ
   ンインターフェース手段にて入力された診断知識に基づ
   いて前記知識ベースを作成し、また知識ベースを視覚的
   に表示するための表示用データテーブルを作成する知識
   ベース編集手段と、この知識ベース編集手段にて作成さ
   れる表示データテーブルと、前記推論エンジンにて診断
   を行った途中結果および結果を保存して置く途中結果保
   存テーブルと、前記表示用データテーブルと途中結果保
   存テーブルを参照して前記マンマシンインターフェース
   手段を介して前記知識ベースを視覚的に表示する知識ベ
   ース表示手段とを備えたことを特徴とする知識ベース編
   集表示装置。