JPH04274455A - Image forming device provided with self-diagnostic restoration system - Google Patents

Image forming device provided with self-diagnostic restoration system

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Publication number
JPH04274455A
JPH04274455A JP3036062A JP3606291A JPH04274455A JP H04274455 A JPH04274455 A JP H04274455A JP 3036062 A JP3036062 A JP 3036062A JP 3606291 A JP3606291 A JP 3606291A JP H04274455 A JPH04274455 A JP H04274455A
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JP
Japan
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value
failure
fault
qualitative
parameter
Prior art date
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Pending
Application number
JP3036062A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Umeda
靖 梅田
Yasuo Mogi
康男 茂木
Tetsuo Tomiyama
冨山 哲男
▲吉▼川 弘之
Hiroyuki Yoshikawa
Yoshiki Shimomura
芳樹 下村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mita Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mita Industrial Co Ltd filed Critical Mita Industrial Co Ltd
Priority to JP3036062A priority Critical patent/JPH04274455A/en
Publication of JPH04274455A publication Critical patent/JPH04274455A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To more accurately discriminate the presence or absence of a fault because it is discriminated while dealing with a fuzzy qualitative value, to diagnose the fault based on the fuzzy qualitative value of a parameter obtained by considering a deterioration amount previously stored and to accomplish more accurate diagnosis. CONSTITUTION:Since the fuzzy qualitative value of the parameter changed according to the deterioration amount of every previously set timing of diagnosing the fault is stored, the qualitative value is read out in each diagnosing timing. Then, condition data detected by sensors 1a, 1b and 1c is made to be the fuzzy qualitative value so that the presence or absence of the fault is decided according to the value. As a result, when the fault is found, the fault is diagnosed by setting the parameter value changed according to the deterioration amount as an initial value. The diagnosed result is compared with the condition data which is made to be the fuzzy qualitative value so as to identify the cause of the fault. Corresponding actuators 6a, 6b and 6c are actuated according to the identified cause of the fault so that the fault is restored.

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、自己診断および/ま
たは自己修復システムに関するものである。より詳しく
は、近年盛んに研究が行われている人工知能、知識工学
を利用するとともに、ファジイ推論を採用することによ
って装置の劣化状態や動作状態等を自己診断し、また必
要に応じて自己修復し得るようなシステムに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-diagnosis and/or self-repair system. More specifically, in addition to utilizing artificial intelligence and knowledge engineering, which have been actively researched in recent years, we also employ fuzzy reasoning to self-diagnose the deterioration status and operating status of equipment, and self-repair as necessary. It is about a system that can

【0002】0002

【従来の技術】精密機械や産業機械等の開発分野におい
ては、保全作業の省力化や自動運転の長期化を実現する
ために、最近、人工知能(ArtificialInt
elligence:いわゆるAI)技術を利用したエ
キスパートシステムの研究が盛んに行われている。エキ
スパートシステムの中には、装置に故障が生じたか否か
を自己診断し、また生じた故障を自己修復するものが見
受けられる。
[Prior Art] In the field of development of precision machinery and industrial machinery, artificial intelligence (AI) has recently been introduced in order to save labor in maintenance work and extend automatic operation.
Research into expert systems using so-called AI technology is actively being conducted. Some expert systems can self-diagnose whether a failure has occurred in a device and self-repair the failure that has occurred.

【0003】ところが、従来のエキスパートシステムに
よる故障診断システムでは、(A)知識に汎用性がなく
、様々な対象に対しての故障診断ができないこと、(B
)未知の故障に対する診断ができないこと、(C)対象
が複雑になると、故障診断に必要な知識量が爆発的に増
大するので、実現性が困難になること、(D)知識獲得
が難しいこと、等の限界が指摘されていた。
[0003] However, in conventional fault diagnosis systems using expert systems, (A) the knowledge is not versatile and fault diagnosis cannot be performed for various targets; (B)
) The inability to diagnose unknown faults; (C) As the target becomes more complex, the amount of knowledge required for fault diagnosis increases explosively, making it difficult to implement; (D) Difficult to acquire knowledge. , etc. limitations were pointed out.

【0004】より具体的に説明すると、従来の自動調節
システムや故障診断システムは、基本的には、或るセン
サの出力に基づいて対応するアクチュエータを作動させ
るようになっていた。つまり、予め定めるセンサおよび
アクチュエータの組み合わせにより、一種の自動調節や
故障診断がなされていた。よって、基本的には、或るセ
ンサは特定のアクチュエータと対応しており、両者の関
係は固定的であった。それゆえ、(a)センサのパラメ
ータとアクチュエータのパラメータとの関係は数値的に
明示されていなければならない。(b)上記(a)の理
由から、センサのパラメータとアクチュエータのパラメ
ータとの関係は対象に強く依存しており、汎用性に乏し
く、様々な対象に対して利用ができない。(c)各セン
サ同士のパラメータ間または各アクチュエータ同士のパ
ラメータ間の関係は制御と無関係であり、対応するセン
サのパラメータとアクチュエータのパラメータとの関係
のみに基づく単純な制御しか行えず、対処できる故障が
予め限定されており、未知の故障は扱えない。(d)上
記(c)の理由から、任意のアクチュエータのパラメー
タを操作したことにより生じ得る他のアクチュエータの
パラメータへの副次的影響を予測できない、等の問題点
があった。
More specifically, conventional automatic adjustment systems and fault diagnosis systems basically operate corresponding actuators based on the output of a certain sensor. In other words, a type of automatic adjustment and failure diagnosis was performed using a predetermined combination of sensors and actuators. Therefore, basically, a certain sensor corresponds to a specific actuator, and the relationship between the two is fixed. Therefore, (a) the relationship between sensor parameters and actuator parameters must be numerically specified. (b) For the reason (a) above, the relationship between the sensor parameters and the actuator parameters is strongly dependent on the object, and therefore lacks versatility and cannot be used for various objects. (c) The relationship between the parameters of each sensor or the parameters of each actuator is unrelated to control, and only simple control based on the relationship between the corresponding sensor parameters and actuator parameters can be performed, and failures that can be dealt with is limited in advance, and unknown failures cannot be handled. (d) Due to the reason in (c) above, there are problems such as the inability to predict the side effects on the parameters of other actuators that may occur due to the manipulation of the parameters of any actuator.

【0005】このように、従来の自動調節システムや故
障診断システムでは、予測故障AはセンサAおよびアク
チュエータAの組Aに基づいて行われ、予測故障Bはセ
ンサBおよびアクチュエータBの組Bに基づいて行われ
、予測故障CはセンサCおよびアクチュエータCの組C
に基づいて行われるという具合に、それぞれ独立したセ
ンサおよびアクチュエータの組に基づく故障診断が行わ
れ、またそれに基づく故障修復が行われていたにすぎな
かった。
As described above, in conventional automatic adjustment systems and fault diagnosis systems, predictive failure A is performed based on set A of sensor A and actuator A, and predictive failure B is performed based on set B of sensor B and actuator B. The predicted failure C is a set of sensor C and actuator C.
Fault diagnosis was performed based on each independent sensor and actuator set, and fault repair was performed based on the diagnosis.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本願出願人等
は、この発明に関連する技術として、先に、画像形成装
置を対象機械に取り上げて、従来技術の欠点を解消した
新規な自己診断および/または自己修復を行うシステム
を提案した(特願平2−252111号ないし特願平2
−252216号参照)。
[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, as a technology related to the present invention, the applicants of the present application first took up an image forming apparatus as a target machine, and developed a new self-diagnosis and /or proposed a system that performs self-repair (Japanese Patent Application No. 2-252111 or 2003)
-252216).

【0007】上記既提案の自己診断および/または自己
修復システムにおいて用いられている定性推論は、方程
式群と初期状態とから定性的遷移を決定する手法として
は完全性がある。その反面、定性的、換言すれば記号的
な表現形式上での推論を行っていることから、対象とす
る系(機械)の状態表現として曖昧な表現を許さないと
いう避けがたい宿命を持っている。これは、保全活動に
おいてしばしば見受けられる「曖昧な情報」、たとえば
、機械の状態として「これは正常かもしれないし、異常
かもしれない」といった情報を扱って故障診断、修復を
行う手法としては不十分である。
The qualitative reasoning used in the self-diagnosis and/or self-repair systems proposed above is complete as a method for determining qualitative transitions from a group of equations and an initial state. On the other hand, since reasoning is done qualitatively, in other words, in a symbolic form of expression, there is an unavoidable fate that does not allow ambiguous expressions as a state expression of the target system (machine). There is. This is insufficient as a method for diagnosing and repairing failures by handling "ambiguous information" that is often encountered in maintenance activities, such as information such as "this may be normal or may be abnormal" regarding the machine's status. It is.

【0008】また、機械を構成している個々の部品につ
いての劣化や故障履歴情報を利用した故障診断の総合化
を行うことを考えた場合、既提案の定性推論に何らかの
別の表現方法を用いた論理を足し合わせ、曖昧さのある
情報を扱う手法を加えた推論方法を考えなければ、故障
診断および/または故障修復システムとしてより完成度
の高いものを構築することができない。
[0008] Furthermore, when considering integrating failure diagnosis using deterioration and failure history information of individual parts constituting a machine, it is necessary to use some other expression method for the qualitative inference proposed previously. Unless we consider an inference method that adds a method to handle ambiguous information by adding together the logic that has been used in the past, it is not possible to construct a more complete fault diagnosis and/or fault repair system.

【0009】そこで、本願発明者は、上記既提案の自己
診断および/または自己修復システムで用いられている
定性推論に、曖昧さを数学的に扱う理論であるファジイ
理論を組み合わせることによって、より完成度の高い自
己診断および/または自己修復システムを発明した。こ
の発明の具体的な目的は、保全的な立場から見た、曖昧
さを許した推論の開発を行い、該推論を用いて装置の状
態を自己診断することができ、かつ必要に応じて自己修
復可能なシステムを有する画像形成装置を提供すること
である。
[0009] Therefore, the inventor of the present application has combined fuzzy theory, which is a theory that deals with ambiguity mathematically, with the qualitative reasoning used in the above-mentioned self-diagnosis and/or self-repair systems. Invented advanced self-diagnosis and/or self-healing systems. The specific purpose of this invention is to develop reasoning that allows for ambiguity from a maintenance standpoint, and to be able to self-diagnose the state of the device using this reasoning, and to An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a repairable system.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】自己診断修復システムを
備えた画像形成装置であって、画像形成装置を複数個の
要素の結合として表現し、各要素の挙動または属性およ
び各要素間の結合関係をパラメータを用いて定性的に表
わした定性データ、各パラメータのメンバーシップ関数
ならびに故障診断知識が記憶された対象モデル記憶手段
、前記画像形成装置を構成する所定の部品について、予
め定める故障診断タイミングごとの劣化量を予測し、そ
の予測した劣化量によって変化したパラメータのファジ
イ定性値が記憶された劣化データ記憶手段、前記画像形
成装置の予め定める箇所における機能状態を検出して状
態データを出力するための複数個のセンサ手段、前記画
像形成装置の機能状態を変化させることのできる複数個
のアクチュエータ手段、予め定める故障診断タイミング
において、センサ手段によって検出された状態データを
対象モデル記憶手段に記憶されたパラメータのメンバー
シップ関数を用いてファジイ定性値に変換するデータ変
換手段、データ変換手段の変換出力を対象モデル記憶手
段に記憶された定性データと比較することにより故障の
有無を判定する故障判定手段、故障判定手段が故障有り
を判定したことに応答して、対象モデル記憶手段からそ
の故障診断タイミングにおけるパラメータのファジイ定
性値を読み出し、その値を初期条件として対象モデル記
憶手段に記憶された定性データおよび故障診断知識に基
づいて画像形成装置の状態を診断し、診断結果を曖昧さ
を含む表現で出力する故障診断手段、データ変換手段で
変換されたファジイ定性値を故障診断手段から出力され
る画像形成装置の状態と比較して故障原因を同定する原
因同定手段、ならびに原因同定手段によって故障原因が
同定されたことに基づいて、故障原因を除去するために
前記複数個のアクチュエータ手段を選択的に作動させる
修復手段、を含むことを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] An image forming apparatus equipped with a self-diagnosis repair system, in which the image forming apparatus is expressed as a combination of a plurality of elements, and the behavior or attribute of each element and the connection relationship between each element. qualitative data qualitatively expressed using parameters, a target model storage means in which membership functions of each parameter and fault diagnosis knowledge are stored, and predetermined fault diagnosis timings for predetermined parts constituting the image forming apparatus a deterioration data storage means for predicting the amount of deterioration of the image forming apparatus and storing fuzzy qualitative values of parameters changed according to the predicted deterioration amount; a plurality of sensor means, a plurality of actuator means capable of changing the functional state of the image forming apparatus, and state data detected by the sensor means at a predetermined failure diagnosis timing is stored in a target model storage means. data conversion means for converting into fuzzy qualitative values using membership functions of parameters; failure determination means for determining the presence or absence of a failure by comparing the conversion output of the data conversion means with qualitative data stored in the target model storage means; In response to the failure determining means determining that there is a failure, the fuzzy qualitative value of the parameter at the fault diagnosis timing is read from the target model storage means, and the qualitative data and A fault diagnosis means that diagnoses the state of the image forming apparatus based on fault diagnosis knowledge and outputs the diagnosis result in an expression that includes ambiguity; and an image forming means that outputs fuzzy qualitative values converted by the data conversion means from the fault diagnosis means. cause identification means for identifying the cause of failure by comparing it with the state of the device; and selectively actuating the plurality of actuator means to eliminate the cause of failure based on the cause of failure being identified by the cause identification means; The invention is characterized in that it includes a repair means for causing the damage to occur.

【0011】[0011]

【作用】この発明にかかる自己診断修復システムは、予
め定める故障診断タイミングごと、たとえば1か月経過
時ごとの部品の劣化量が予測され、その予測劣化量に基
づくパラメータ値の変化がファジイ定性値で記憶されて
いる。そして、予め定める故障診断タイミングになると
、複数のセンサ手段で検出されたデータをパラメータの
メンバーシップ関数を用いてファジイ定性値に変換し、
そのファジイ定性値に基づいて故障の有無を判定する。 また、故障有りと判定すると、その故障診断タイミング
におけるパラメータのファジイ定性値を読み出し、その
値を初期値として故障診断を行う。診断結果は曖昧さを
含む表現で出力される。
[Operation] The self-diagnosis repair system according to the present invention predicts the amount of deterioration of parts at each predetermined failure diagnosis timing, for example, every month, and changes in parameter values based on the predicted amount of deterioration are expressed as fuzzy qualitative values. is remembered in Then, at a predetermined fault diagnosis timing, the data detected by the plurality of sensor means is converted into fuzzy qualitative values using a parameter membership function,
The presence or absence of a failure is determined based on the fuzzy qualitative value. Furthermore, if it is determined that there is a failure, the fuzzy qualitative value of the parameter at that failure diagnosis timing is read out, and the failure diagnosis is performed using that value as an initial value. Diagnosis results are output with ambiguous expressions.

【0012】さらに、センサ手段の検出出力から変換さ
れたファジイ定性値を故障診断で得られた結果と比べて
故障原因を同定する。つまり、故障診断の結果、複数の
故障原因候補が取り上げられた場合に、どの故障原因候
補が実際の装置の状態により合致しているかを検討する
。したがって、現実の故障状態がより正確に出力される
。そして、その故障は、修復手段により、複数個のアク
チュエータのうちの所定のものが作動され、修復される
Furthermore, the fuzzy qualitative value converted from the detection output of the sensor means is compared with the results obtained in the fault diagnosis to identify the cause of the fault. That is, when a plurality of failure cause candidates are selected as a result of failure diagnosis, which failure cause candidate is more consistent with the actual state of the device is examined. Therefore, the actual fault condition is output more accurately. Then, the failure is repaired by operating a predetermined one of the plurality of actuators by the repair means.

【0013】[0013]

【実施例】ファジイ定性推論 まず、自己診断のために必要な新規に開発された曖昧さ
を有した推論であるファジイ定性推論について説明をす
る。 (1)ファジイ定性値 本願出願人の先願にかかる自己診断および/または自己
修復システムで用いられている定性推論においては、変
数の値を記号的に表現する手法として量空間と定性値と
いう概念が用いられている。量空間は、実数集合を物理
的に意味のある特徴的な値である境界標(ランドマーク
(Landmark))と、それら境界標に囲まれた区
間とで記号的に表現した有限集合である。ゆえに、定性
値としては、境界値か区間値のどちらか片方しか取り得
ない。
[Example] Fuzzy Qualitative Reasoning First, fuzzy qualitative reasoning, which is newly developed reasoning with ambiguity necessary for self-diagnosis, will be explained. (1) Fuzzy qualitative value In the qualitative reasoning used in the self-diagnosis and/or self-repair system related to the applicant's earlier application, the concept of quantitative space and qualitative value is used as a method for symbolically expressing the value of a variable. is used. A quantity space is a finite set in which a set of real numbers is symbolically expressed by landmarks, which are physically meaningful characteristic values, and intervals surrounded by these landmarks. Therefore, a qualitative value can only take either a boundary value or an interval value.

【0014】理想的な対象機械を例にとった自己診断お
よび/または自己修復システムを考えるならば、或る値
が境界値か区間値かと決めるのは意味のあることであろ
う。しかしながら、実際の現実世界において、測定によ
って得られた定量値を定性的な表現に変換しそれを基に
推論を行うことを考えた場合、ただ単に二者択一的に境
界値か区間値かに変換することは妥当性を欠くおそれが
ある。なぜならば、上述したように、保全活動において
は「曖昧な情報」が見受けられ、境界値かもしれないし
区間値かもしれないといった状況が現実に生じ得るから
である。
When considering a self-diagnosis and/or self-repair system using an ideal target machine as an example, it would be meaningful to determine whether a certain value is a boundary value or an interval value. However, in the real world, when we consider converting quantitative values obtained through measurement into qualitative expressions and making inferences based on them, we simply choose between boundary values and interval values. There is a risk that it may lack validity. This is because, as mentioned above, "ambiguous information" can be found in conservation activities, and situations may actually occur where the information may be a boundary value or an interval value.

【0015】そこで、この発明ではファジイ理論の適用
を考えることにした。ファジイ理論は、曖昧さを数学的
に扱う理論であり、ファジイ理論での集合の表現の特徴
は、或る要素が集合に属するか否かの中間的な状態を、
その要素が集合に属する度合いとして0.0から1.0
までの小数値で表わすことである。この表現形式を用い
ることにより、従来の集合では表現出来ない中間的な状
態の表現が可能である。ファジイ理論では、或る要素が
或る集合に属する度合い(グレード)を規定する関数は
「メンバーシップ関数」と呼ばれている。
[0015] Therefore, in this invention, we decided to consider the application of fuzzy theory. Fuzzy theory is a theory that deals with ambiguity mathematically, and a feature of the representation of sets in fuzzy theory is that the intermediate state of whether or not an element belongs to a set is
0.0 to 1.0 as the degree to which the element belongs to the set
It is expressed as a decimal value up to . By using this representation format, it is possible to represent intermediate states that cannot be represented using conventional sets. In fuzzy theory, a function that defines the degree (grade) that a certain element belongs to a certain set is called a "membership function."

【0016】このメンバーシップ関数を用いて表現され
るファジイ集合の概念を導入することにより、定性的な
表現に曖昧さを付加した表現が可能になる。つまり、こ
の発明では、変数の値を、従来の定性値と、その定性値
に属する度合い(グレード)の組として表現する。かか
る表現形式を「ファジイ定性値」と呼ぶことにする。た
とえば、図1に示す量空間において或る変数の値をファ
ジイ定性値で表すと、たとえば (Normal:0.4、(Normal,nil):
0.6) などのように表現される。
By introducing the concept of a fuzzy set expressed using this membership function, it becomes possible to express qualitatively with added ambiguity. That is, in this invention, the value of a variable is expressed as a set of a conventional qualitative value and a degree (grade) belonging to that qualitative value. This type of expression will be referred to as a "fuzzy qualitative value." For example, if the value of a certain variable in the quantity space shown in Fig. 1 is expressed as a fuzzy qualitative value, for example, (Normal: 0.4, (Normal, nil)):
0.6) etc.

【0017】このファジイ定性値の表現法を用いること
により、センサ情報を推論に活用するときに、曖昧さを
許すことが可能になる。つまり、先に提案された定性推
論を用いた故障診断システムでは、正常値域として或る
一定の範囲を決めておき、センサから得られる定量値が
その範囲に入っていればその値を「正常値」のランドマ
ーク上にあるとして定性推論を行っていた。
By using this method of expressing fuzzy qualitative values, it becomes possible to tolerate ambiguity when using sensor information for inference. In other words, in the previously proposed fault diagnosis system using qualitative inference, a certain range is determined as the normal value range, and if the quantitative value obtained from the sensor is within that range, that value is called the "normal value." Qualitative inference was made based on the fact that it was on the landmark of ``.

【0018】これに対し、この発明では、センサから得
られる定量値を定性的な表現に変換する操作にメンバー
シップ関数を用いる。メンバーシップ関数を用いる場合
においては、図2に示すように、予めセンサの実数空間
上に「正常値(Normal;以下、Nと略す)」、「
正常値より大きい(Normal,nil;以下、N,
nilと略す)」、「正常値より小さい(0,Norm
al;以下、0,Nと略す)」などのメンバーシップ関
数を決めておく。そして、センサから得られる実測値を
図2に示すこの空間上にマッピングすることにより、実
測されたセンサの定量値を曖昧さを許す定性的な表現に
変換する。 (2)ファジイ定性値の演算則 ファジイ定性値の代数演算は、定性推論の代数演算規則
とグレードの計算とからなる。具体例を示しながら説明
する。たとえば、 Zf  =  Xf  ×  Yf Xf  =  (N:0.8、(N,nil):0.2
)Yf  =  ((0,N)0.7、N:0.3)で
、かつ、ランドマーク間の関係が、 (Xf,Yf,Zf)=(N,N,N)を具体例として
説明する。まず、Xf、Yfのそれぞれの定性値(この
例ではXfについてNと(N,nil)など)とランド
マーク間の関係から、Zfの定性値としてとり得るもの
をすべて挙げる。そのときの、Zfの定性値に対するグ
レードはXf、Yfの定性値に対するグレードの小さい
方をとる。具体的には、      Xf      
  Yf          Zf      N  
    ×(0,N)=(0,N)         
   :  0.8、 0.7=0.7       
  N      ×    N    =    N
                :  0.8、 0
.3=0.3   (N,nil)  ×(0,N)=
(0,N)N(N,nil):  0.2、 0.7=
0.2   (N,nil)  ×    N    
=(N,nil)            :  0.
2、 0.3=0.2 さらに、Zfの定性値に対する
グレードが2通り以上に求まるときは、その中で最大値
を採用する。上の例では、第1式と第3式において、Z
fの定性値(0,N)に対して、それぞれ、0.7と0
.2の2通りが求まるが、そのうちの最大値0.7をZ
fの定性値(0,n)のグレードとする。同様に、Zf
の定性値Nに対しても、第2式と第3式において、0.
3と0.2の2通りとなるので、最大値0.3を選ぶ。
In contrast, in the present invention, a membership function is used for converting quantitative values obtained from sensors into qualitative expressions. When using membership functions, as shown in FIG. 2, "Normal values (hereinafter abbreviated as N)",
Larger than normal value (Normal, nil; hereinafter, N,
(abbreviated as nil)", "Less than normal value (0, Norm
A membership function such as "al; hereinafter abbreviated as 0, N" is determined in advance. Then, by mapping the measured values obtained from the sensor onto this space shown in FIG. 2, the measured quantitative value of the sensor is converted into a qualitative expression that allows ambiguity. (2) Operation rules for fuzzy qualitative values The algebraic operations for fuzzy qualitative values consist of algebraic operation rules for qualitative reasoning and grade calculations. This will be explained using a specific example. For example, Zf = Xf × Yf Xf = (N: 0.8, (N, nil): 0.2
) Yf = ((0, N) 0.7, N: 0.3), and the relationship between landmarks is explained using (Xf, Yf, Zf) = (N, N, N) as a specific example. do. First, all possible qualitative values of Zf are listed based on the relationship between the respective qualitative values of Xf and Yf (in this example, N and (N, nil) for Xf, etc.) and landmarks. At that time, the grade for the qualitative value of Zf is the smaller of the grades for the qualitative values of Xf and Yf. Specifically, Xf
Yf Zf N
×(0,N)=(0,N)
: 0.8, 0.7=0.7
N × N = N
: 0.8, 0
.. 3=0.3 (N, nil) × (0, N)=
(0,N)N(N,nil): 0.2, 0.7=
0.2 (N, nil) × N
=(N, nil): 0.
2, 0.3=0.2 Furthermore, when two or more grades for the qualitative value of Zf are determined, the maximum value among them is adopted. In the above example, in the first and third equations, Z
For the qualitative value of f (0, N), 0.7 and 0, respectively.
.. 2 can be found, the maximum value of which is 0.7 as Z
The grade is the qualitative value of f (0, n). Similarly, Zf
Also for the qualitative value N, in the second and third equations, 0.
There are two options, 3 and 0.2, so choose the maximum value of 0.3.

【0019】以上の計算から、Zfのファジイ定性値は
    Zf=((0,N):0.7、N:0.3、(
N,nil):0.2)となる。さらに、グレードを足
し合わせたときにその合計が1となるように規格化をす
る。規格化は、各定性値のグレードを1.2(ただし、
1.2=0.7+0.3+0.2)で除算することによ
って行う。規格化の結果、   Zf=((0,N):0.58、N:0.25、(
N,nil):0.17)となる。 (3)推論 推論は、基本的にはプロパゲーション(伝播)法を用い
る。これは、既に値の決まっているパラメータから始ま
り、そのパラメータの値をパラメータ間の関係を用いて
他のパラメータに順次伝播させ、系全体のパラメータを
決めるアルゴリズムである。
From the above calculation, the fuzzy qualitative value of Zf is Zf=((0,N):0.7,N:0.3,(
N, nil): 0.2). Furthermore, standardization is performed so that when the grades are added together, the sum becomes 1. For standardization, the grade of each qualitative value is set to 1.2 (however,
This is done by dividing by 1.2=0.7+0.3+0.2). As a result of normalization, Zf = ((0, N): 0.58, N: 0.25, (
N, nil): 0.17). (3) Inferential reasoning basically uses the propagation method. This is an algorithm that starts with a parameter whose value has already been determined and propagates the value of that parameter sequentially to other parameters using the relationships between the parameters to determine the parameters of the entire system.

【0020】伝播のさせ方は、三項関係あるいは二項関
係にあるパラメータのうち、未定のものを既に決まって
いるパラメータとその間の関係を用いて上述のファジイ
演算則より決定する方法を用いる。具体的な推論の仕方
については、後述する具体例においてより明らかになろ
う。 システムの構成 図3は、この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。このシステムには、対象機械(具体的には、小型
の電子写真複写機等)上に設置された複数のセンサ1a
,1b,1cおよび対象機械の作動状態等を変化させる
ための複数のアクチュエータ6a,6b,6cが含まれ
ている。
[0020] The propagation method uses a method in which an undetermined parameter in a ternary or binary relationship is determined by the above-mentioned fuzzy operation rule using already determined parameters and the relationship therebetween. The specific method of inference will become clearer in the specific examples described below. System Configuration FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. This system includes a plurality of sensors 1a installed on the target machine (specifically, a small electrophotographic copying machine, etc.).
, 1b, 1c and a plurality of actuators 6a, 6b, 6c for changing the operating state of the target machine.

【0021】複数のセンサ1a,1b,1cは、それぞ
れ、この対象機械の作動によって生じる対象機械の要素
または該機械要素間の関連状態の変化を検出するための
ものである。複数のセンサ1a,1b,1cからそれぞ
れ取り込まれる情報は、増幅回路2で増幅され、A/D
変換回路3でアナログ信号からディジタル信号に変換さ
れ、ディジタル信号/FQ値(ファジイ定性値)変換部
11へ与えられる。ディジタル信号/FQ値変換部11
は、A/D変換回路3から与えられるディジタル信号を
ファジイ定性値に変換する部分である。すなわち、ディ
ジタル信号を、定性値(たとえば、なし(0)、小さい
(0,N)、ノーマル(N)、大きい(N,nil)、
という4つのシンボルのいずれか)およびグレード(0
.0ないし1.0の数値)によって表現する変換機能を
備えている。センサ1a,1b,1cから与えられる信
号を、ファジイ定性値で表わされた定性的な情報に変換
することにより、後述するように、機能評価をより正確
に行うことができる。
The plurality of sensors 1a, 1b, and 1c are each for detecting changes in the elements of the target machine or the related states between the machine elements caused by the operation of the target machine. The information taken in from the plurality of sensors 1a, 1b, 1c is amplified by the amplifier circuit 2, and then sent to the A/D
The analog signal is converted into a digital signal by the conversion circuit 3, and is provided to the digital signal/FQ value (fuzzy qualitative value) conversion section 11. Digital signal/FQ value converter 11
is a part that converts the digital signal given from the A/D conversion circuit 3 into a fuzzy qualitative value. That is, the digital signal is divided into qualitative values (for example, none (0), small (0, N), normal (N), large (N, nil),
any of the four symbols) and grade (0
.. It has a conversion function that expresses it by a numerical value from 0 to 1.0). By converting the signals given from the sensors 1a, 1b, and 1c into qualitative information represented by fuzzy qualitative values, functional evaluation can be performed more accurately, as will be described later.

【0022】また、劣化データ算出部12、劣化データ
算出部12へ使用時間データを与えるためのタイマ19
、ショートタームシミュレーション部13、故障診断部
14、対象モデル記憶部15および故障シミュレーショ
ン部16が備えられている。劣化データ算出部12は、
対象機械の経年的な変化を算出するための部分である。 算出の仕方の詳細は後述する。ショートタームシミュレ
ーション部13は、対象機械の現在の状態をシミュレー
ションするための部分である。故障診断部14は、ディ
ジタル信号/FQ値変換部11から与えられるファジイ
定性値を用いて機能評価を行い、故障症状を特定すると
共に、故障症状から故障原因を導出するための部分であ
る。この故障診断部14で特定される故障症状から故障
原因を導出するための処理ステップ(故障診断ステップ
)は、前述した本願出願人の先願明細書に開示されてい
る自己診断および/または自己修復システムにおいて用
いられている推論(ファジイ推論を用いないノンファジ
イ推論)に基づいて行われる。
The deterioration data calculation section 12 also includes a timer 19 for providing usage time data to the deterioration data calculation section 12.
, a short-term simulation section 13, a fault diagnosis section 14, a target model storage section 15, and a fault simulation section 16. The deterioration data calculation unit 12
This is the part for calculating changes in the target machine over time. The details of the calculation method will be described later. The short-term simulation section 13 is a section for simulating the current state of the target machine. The fault diagnosis section 14 is a section for performing functional evaluation using the fuzzy qualitative values provided from the digital signal/FQ value conversion section 11, identifying fault symptoms, and deriving the cause of the fault from the fault symptoms. The processing step (failure diagnosis step) for deriving the cause of the failure from the failure symptoms identified by the failure diagnosis unit 14 includes the self-diagnosis and/or self-repair disclosed in the above-mentioned specification of the applicant's earlier application. This is done based on the inference used in the system (non-fuzzy inference that does not use fuzzy inference).

【0023】対象モデル記憶部15には、対象機械を物
理的な視点から捉え、実体レベルで複数個の要素の結合
としてパラメータで表わした「実体モデル」(後に説明
する表1参照)、各パラメータの結合ツリーとして表わ
した「パラメータモデル」(後に説明する図8参照)、
各パラメータの初期値、機能パラメータのメンバーシッ
プ関数(図2に示すごときもの)、予め定める故障診断
タイミングごとの、劣化量に応じて変化する注目するパ
ラメータのファジイ定性値および故障現象の起こる度合
い(後に説明する表1参照)、故障判定基準値、故障候
補知識等が予め記憶されている。対象モデル記憶部15
に記憶されているこれら知識は、ディジタル信号/FQ
値変換部11、劣化データ算出部12、ショートターム
シミュレーション部13または故障診断部14が処理を
行う際に活用される。また、故障シミュレーション部1
6は、ショートタームシミュレーション部13および故
障診断部14と共同して、故障のシミュレーションを行
う部分である。
[0023] The target model storage unit 15 stores a "substantive model" (see Table 1 to be explained later) in which the target machine is viewed from a physical perspective and is represented by parameters as a combination of a plurality of elements at the substantive level, and each parameter. "Parameter model" expressed as a join tree (see Figure 8, explained later),
The initial value of each parameter, the membership function of the functional parameter (as shown in Figure 2), the fuzzy qualitative value of the parameter of interest that changes depending on the amount of deterioration at each predetermined failure diagnosis timing, and the degree to which failure phenomena occur ( (see Table 1 to be described later), failure determination reference values, failure candidate knowledge, etc. are stored in advance. Target model storage unit 15
This knowledge stored in the digital signal/FQ
It is utilized when the value conversion unit 11, deterioration data calculation unit 12, short-term simulation unit 13, or failure diagnosis unit 14 performs processing. In addition, failure simulation section 1
6 is a part that performs failure simulation in collaboration with the short-term simulation unit 13 and the failure diagnosis unit 14.

【0024】この実施例およびこの発明の特徴の1つは
、システムに、劣化データ算出部12およびショートタ
ームシミュレーション部13という2つの構成要素が備
えられていることである。次に、これら2つの構成要素
についてより詳細に説明をする。 (1)劣化データ算出部 劣化データ算出部12では、対象機械を構成する部品の
うち、故障診断に関連する部品を取り上げ、部品ごとに
、時間経過により劣化が進み、その結果変化するパラメ
ータ値および故障現象の起こる度合いを算出する。
One of the features of this embodiment and the present invention is that the system is equipped with two components: a deterioration data calculation section 12 and a short-term simulation section 13. Next, these two components will be explained in more detail. (1) Deterioration Data Calculation Unit The deterioration data calculation unit 12 picks up parts related to failure diagnosis among the parts constituting the target machine, and calculates the parameter values that change as a result of deterioration progressing over time for each part. Calculate the degree to which failure phenomena occur.

【0025】故障診断に関連する部品は、部品ごとまた
は関係する部品群ごとに、予め各故障診断タイミングご
とのパラメータのファジイ定性値および故障現象の起こ
る度合いが予測されて設定されている。たとえば、表1
に示すごとき劣化データが設定されている。この劣化デ
ータは、対象モデル記憶部15に記憶されている。劣化
データ算出部12は、タイマ19から与えられる時間デ
ータをたとえば積算して現在までの機械の経過期間を求
め、その期間を表1に当てはめることにより、注目する
部品の劣化データ(パラメータのファジイ定性値および
故障現象の起こる度合い)を算出する。
For parts related to failure diagnosis, fuzzy qualitative values of parameters and the degree of occurrence of failure phenomena are predicted and set in advance for each part or group of related parts. For example, Table 1
The deterioration data shown in is set. This deterioration data is stored in the target model storage section 15. The deterioration data calculation unit 12 obtains the elapsed period of the machine up to the present time by integrating the time data given from the timer 19, and by applying that period to Table 1, the deterioration data (fuzzy qualitative parameter of the parameter) of the component of interest is calculated. value and degree of occurrence of failure phenomenon).

【0026】[0026]

【表1】[Table 1]

【0027】(2)ショートタームシミュレーション部
ショートタームシミュレーション(以下、SSIMとい
う)は、現在の対象機械の状態を決定するためのシミュ
レーションである。機械の状態は、対象機械を構成して
いる個々の部品についてその属性を表わす物理量の集合
で表わされる。SSIMは、これら物理量を定性的な方
程式で関係付けたパラメータモデル(図8参照)上で行
う。SSIMの推論法は、上述したファジイ定性推論を
用いる。また、ファジイ定性推論のアルゴリズムとして
は、プロパゲーション法を用いる。以下に、このプロパ
ゲーション法における伝播のさせ方について説明をする
(2) Short-term simulation section Short-term simulation (hereinafter referred to as SSIM) is a simulation for determining the current state of the target machine. The state of a machine is represented by a set of physical quantities that represent the attributes of the individual parts that make up the target machine. SSIM is performed on a parametric model (see FIG. 8) in which these physical quantities are related by qualitative equations. The inference method of SSIM uses the above-mentioned fuzzy qualitative inference. In addition, a propagation method is used as an algorithm for fuzzy qualitative inference. The method of propagation using this propagation method will be explained below.

【0028】推論は、定数パラメータ、センサから得ら
れる値によって決まるパラメータ、劣化データ算出部1
2によって決まるパラメータ、のそれぞれの値が決定さ
れた状態から始まる。伝播をさせる場合、まず、(1)
三項関係(+、−、×、等)にあるパラメータのうち、
二項が既に決まっていれば、残りの一項を決める。
The inference is based on constant parameters, parameters determined by values obtained from the sensor, and deterioration data calculation unit 1.
The process begins with the values of the parameters determined by 2 being determined. When propagating, first, (1)
Among the parameters in a ternary relationship (+, -, ×, etc.),
If two terms have already been determined, decide the remaining term.

【0029】(2)二項関係(=)にあるパラメータの
うち、どちらかが決まっていれば、他方を決める。以上
の伝播方法を、すべてのパラメータの値が決まるまで繰
り返す。この結果、SSIMにより、対象機械全体の状
態、換言すればすべてのパラメータ値が決定される。
(2) If one of the parameters in the binary relationship (=) is determined, the other is determined. The above propagation method is repeated until the values of all parameters are determined. As a result, the SSIM determines the state of the entire target machine, in other words, all parameter values.

【0030】次に、劣化データ算出部12、ショートタ
ームシミュレーション部13、故障診断部14および故
障シミュレーション部16において行われる診断結果の
推論手順について説明をする。 劣化情報を利用したファジイ定性推論による故障診断図
4、図5および図6を参照して、故障診断の推論は、以
下の手順で行われる。
Next, a procedure for inferring diagnosis results performed in the deterioration data calculation section 12, short-term simulation section 13, fault diagnosis section 14, and fault simulation section 16 will be explained. Fault diagnosis by fuzzy qualitative inference using deterioration information Referring to FIGS. 4, 5, and 6, inference for fault diagnosis is performed in the following steps.

【0031】予め、対象機械に設けられたセンサによっ
てその時点での対象機械の状態をセンシングし(ステッ
プS1)、センシングによって得られた各パラメータの
値をファジイ定性値化する(ステップS2)。ステップ
S1におけるパラメータ値のセンシングは、センサが設
けられている場合には、もちろんそのセンサによって行
われる(たとえば、後述するように、ハロゲンランプの
光量Hlは、AEセンサで測定される等である。)が、
センサが設けられていない場合には、サービスマン等が
対象機械の状態をマニュアルで測定し、測定した値をシ
ステムに入力する方法がとられてもよい。また、ステッ
プS2におけるファジイ定性値化は、対象モデル記憶部
15に予め記憶されている各パラメータのメンバーシッ
プ関数(図2に示すごときもの)上に測定された定量値
をマッピングすることによって行われる。
[0031] In advance, the current state of the target machine is sensed by a sensor installed on the target machine (step S1), and the values of each parameter obtained by the sensing are converted into fuzzy qualitative values (step S2). Sensing of the parameter value in step S1 is of course performed by a sensor, if a sensor is provided (for example, as described later, the light amount Hl of a halogen lamp is measured by an AE sensor, etc.). )but,
If a sensor is not provided, a method may be adopted in which a serviceman or the like manually measures the condition of the target machine and inputs the measured value into the system. Further, the fuzzy qualitative value conversion in step S2 is performed by mapping the measured quantitative value onto the membership function (such as the one shown in FIG. 2) of each parameter stored in advance in the target model storage unit 15. .

【0032】(1)劣化状態の算出 次いで、現時点までの劣化状態が算出される(ステップ
S3)。この劣化状態の算出は、前述したように、タイ
マ19から与えられる時間データが劣化データ算出部1
2で積算され、その積算値が所定の経過期間T1,T2
,・・・に達した時に、表1に当てはめ、その期間T1
,T2,・・・に対応するパラメータ値および現象の起
こる度合いが読み出されることにより行われる。なお、
タイマ19自体を時間積算型のものとして、その出力値
をそのまま利用できるものとしてもよいし、あるいはタ
イマ19を設けず、使用時間は、サービスマン等がマニ
ュアル入力する構成とすることもできる。
(1) Calculation of deterioration state Next, the deterioration state up to the present time is calculated (step S3). In calculating this deterioration state, as described above, the time data given from the timer 19 is
2, and the integrated value is accumulated over a predetermined elapsed period T1, T2.
,..., apply to Table 1 and calculate the period T1
, T2, . . . and the degree of occurrence of the phenomenon are read out. In addition,
The timer 19 itself may be of a time accumulation type and its output value may be used as is, or the timer 19 may not be provided and the usage time may be manually input by a service person or the like.

【0033】上述の表1の代わりに、表1にパラメータ
のファジイ定性値のみが記録されている簡単な構成とし
、劣化状態としては、パラメータのファジイ定性値のみ
が算出されるようにしてもよい。 (2)SSIM 上記(1)で求めたパラメータ値を初期条件としてシミ
ュレーションを行い、所定期間経過時の対象機械全体の
パラメータの値を決定する。
Instead of Table 1 above, Table 1 may have a simple configuration in which only the fuzzy qualitative values of the parameters are recorded, and only the fuzzy qualitative values of the parameters may be calculated as the deterioration state. . (2) SSIM A simulation is performed using the parameter values obtained in (1) above as initial conditions, and the parameter values of the entire target machine after a predetermined period of time are determined.

【0034】具体的には、ステップS3によって得られ
た所定のパラメータの値をパラメータモデル上に置き(
ステップS4)、プロパゲーション法によってパラメー
タモデル上を伝播させて、対象機械の全パラメータの値
を決定し、対象機械の現在の状態モデルを生成する(ス
テップS5)。 (3)故障判定 次いで、予めステップS2でファジイ定性値に変換して
おいたセンサ値のうち、機能パラメータのセンサ値を見
て、故障しているか否かを判定する(ステップS6)。
Specifically, the values of the predetermined parameters obtained in step S3 are placed on the parameter model (
In step S4), the values of all parameters of the target machine are determined by propagation on the parameter model using the propagation method, and a current state model of the target machine is generated (step S5). (3) Failure determination Next, among the sensor values that have been converted into fuzzy qualitative values in advance in step S2, the sensor values of the functional parameters are checked to determine whether or not there is a failure (step S6).

【0035】機能パラメータのセンサ値の評価は、予め
対象モデル記憶部15に記憶されている故障判定基準値
と比較することにより行われる。機能パラメータのセン
サ値が正常と判定されると、ステップS7へ進み、ステ
ップS5で求められたパラメータモデル上のパラメータ
値とステップS1でセンシングされまたは入力された実
際のパラメータ値をステップS2でファジイ定性値化し
た値とが比較され、パラメータモデルと実際の対象機械
の状態との一致度が判定される。
Evaluation of the sensor values of the functional parameters is performed by comparing them with failure determination reference values stored in the target model storage section 15 in advance. If the sensor value of the functional parameter is determined to be normal, the process proceeds to step S7, and the parameter value on the parameter model obtained in step S5 and the actual parameter value sensed or inputted in step S1 are subjected to fuzzy qualitative analysis in step S2. The converted values are compared to determine the degree of agreement between the parameter model and the actual state of the target machine.

【0036】ステップS7における一致度の評価の結果
、一致している場合には処理は終了する。また、一致し
ていない場合であっても、ステップS6で機能パラメー
タが正常であると判定されていることを優先して、機械
は作動させ続ける。しかし、モデルとセンサ値とは不一
致であり故障の可能性も残されていることから、たとえ
ば表示装置等にメッセージを表示させる(ステップS8
)。メッセージの表示形態は種々考えられるが、たとえ
ば上述のように、機能パラメータが正常でありモデルは
不一致である場合は、機能パラメータを測定するセンサ
が故障していることが考えられるので、「センサ異常に
なっている可能性がある」等の表示を行う。
As a result of the matching degree evaluation in step S7, if they match, the process ends. Furthermore, even if they do not match, the machine continues to operate, giving priority to the function parameter determined to be normal in step S6. However, since the model and sensor values do not match and there is still a possibility of failure, a message is displayed on a display device, etc. (step S8).
). There are various possible message display formats, but for example, as mentioned above, if the functional parameters are normal but the models do not match, it is possible that the sensor that measures the functional parameters is malfunctioning. ``This may be the case.''

【0037】(4)故障診断 上記(3)で故障と判定された場合、故障症状から故障
候補を導出する(ステップS9)。予め複数の故障候補
が対象モデル記憶部15(図3)に記憶されている。機
能パラメータのパラメータ値からパラメータモデル上で
のトレースを行い、予め記憶されている複数の故障候補
の中から該当する故障候補を選択して導出する。あるい
は、先に述べた本願出願人の先願において説明されてい
る推論(ファジイ理論を用いないノンファジイ推論)に
よって故障候補が決定されてもよい。
(4) Failure Diagnosis If a failure is determined in the above (3), failure candidates are derived from the failure symptoms (step S9). A plurality of failure candidates are stored in advance in the target model storage unit 15 (FIG. 3). Tracing is performed on the parameter model from the parameter values of the functional parameters, and a corresponding fault candidate is selected and derived from a plurality of fault candidates stored in advance. Alternatively, failure candidates may be determined by the reasoning explained in the applicant's earlier application (non-fuzzy reasoning that does not use fuzzy theory).

【0038】(5)SSIM ステップS9で導出された各故障候補について、SSI
Mを行い、故障モデルを作成する。より具体的には、各
故障候補について、故障条件と、ステップS3で得たパ
ラメータ値とを初期条件としてパラメータモデル上に置
き(ステップS10)、プロパゲーション法によってパ
ラメータモデルをトレースし、対象機械の状態モデルを
生成する(ステップS11)。
(5) SSIM For each fault candidate derived in step S9, the SSI
M is performed to create a failure model. More specifically, for each fault candidate, the fault conditions and the parameter values obtained in step S3 are placed on the parameter model as initial conditions (step S10), the parameter model is traced by the propagation method, and the target machine is A state model is generated (step S11).

【0039】これにより、故障モデルが作成される。 (6)故障原因同定 センサ情報と、(1)で説明したステップS3で求めた
現象の起こる度合いから、故障原因の順位付けおよび絞
り込みを行う。より具体的には、状態モデルのパラメー
タ値と、ステップS2で得られたセンシング値がファジ
イ定性値化された値とに基づいてモデルの一致度が評価
され(ステップS12)、モデルの評価結果に現象の起
こる度合いが加味されて再評価され、優先順位付けが行
われる(ステップS13)。
[0039] In this way, a failure model is created. (6) Identification of failure causes Ranking and narrowing down of failure causes is performed based on the sensor information and the degree of occurrence of the phenomenon determined in step S3 described in (1). More specifically, the degree of matching of the model is evaluated based on the parameter values of the state model and the value obtained by converting the sensing value obtained in step S2 into a fuzzy qualitative value (step S12), and the evaluation result of the model is The degree of occurrence of the phenomenon is re-evaluated and prioritized (step S13).

【0040】なお、ステップS13の処理を省略して、
ステップS12で行っているパラメータ値の一致度のみ
によって故障原因の同定を行うという簡易なやり方を行
ってもよい。以上の推論手順によって故障診断が完了す
る。また、故障診断の完了時に、故障履歴情報を追加お
よび/または修正する作業が行われてもよい。そして、
その後、故障はパラメータ操作によって修復可能か否か
が判別され(ステップS14)、パラメータ操作によっ
て修復可能な場合は修復が行われ(ステップS15)、
パラメータ操作によって修復ができない場合、たとえば
電子写真複写機においてハロゲンランプが切れた場合等
には、修復不可能であるから処理はそのまま終わる。ス
テップS15における修復操作は、以下に説明する修復
計画部17において行われる。
[0040] Note that, omitting the process of step S13,
A simple method may be used in which the cause of the failure is identified only based on the degree of coincidence of the parameter values performed in step S12. Fault diagnosis is completed by the above reasoning procedure. Furthermore, upon completion of the failure diagnosis, work may be performed to add and/or modify the failure history information. and,
Thereafter, it is determined whether the failure can be repaired by parameter manipulation (step S14), and if it is repairable by parameter manipulation, the repair is performed (step S15).
If it cannot be repaired by parameter manipulation, for example, if a halogen lamp burns out in an electrophotographic copying machine, the process ends as it is because it cannot be repaired. The repair operation in step S15 is performed in the repair planning section 17, which will be described below.

【0041】図3に戻って、残りの構成ブロックについ
て説明をする。修復計画部17は、故障がある場合に、
該故障を修復するための修復計画を推論するとともに、
修復計画を導出するための構成部である。修復計画の推
論および修復作業の導出は、既提案の自己診断および/
または自己修復システムにおける推論と同様に、ファジ
イ理論を用いないノンファジイの定性推論が活用される
Returning to FIG. 3, the remaining structural blocks will be explained. When there is a failure, the repair planning unit 17
deducing a repair plan for repairing the failure;
This is a component for deriving a repair plan. The inference of the repair plan and the derivation of the repair work are based on the previously proposed self-diagnosis and/or
Alternatively, similar to the reasoning in self-healing systems, non-fuzzy qualitative reasoning that does not use fuzzy theory is utilized.

【0042】修復計画部17から出力される修復作業は
、シンボル/ディジタル信号変換部18においてディジ
タル信号に変換される。そして、変換されたディジタル
信号は、D/A変換回路4でディジタル信号からアナロ
グ信号に変換され、増幅回路5で増幅され、複数のアク
チュエータ6a,6b,6cに与えられて該アクチュエ
ータ6a,6b,6cを選択的に動作させ、修復作業を
実行させる。 具体的な対象機械を例にとった説明 具体的な対象機械の構成および状態 次に、このシステムを、具体的な対象機械として画像形
成装置、より具体的には小形の電子写真複写機に適用す
る場合を例にとって説明する。
The repair work output from the repair planning section 17 is converted into a digital signal by the symbol/digital signal conversion section 18. The converted digital signal is converted from a digital signal to an analog signal by a D/A conversion circuit 4, amplified by an amplifier circuit 5, and given to a plurality of actuators 6a, 6b, 6c. 6c is selectively activated to perform repair work. Explanation using a specific target machine as an example Configuration and status of a specific target machine Next, this system will be applied to an image forming apparatus, more specifically a small electrophotographic copying machine, as a specific target machine. This will be explained using an example.

【0043】図7は、具体的な対象機械としての小形の
電子写真複写機の図解図である。図7において、21は
感光体ドラム、22は主帯電チャージャ、23は原稿照
明用のハロゲンランプ、24は現像装置、25は転写チ
ャージャである。この具体的な対象機械には、たとえば
3つのセンサ1a,1b,1cが設けられている。すな
わち、センサ1aは感光体ドラム21に入射する光量を
測定するためのAEセンサ、センサ1bは感光体ドラム
21の表面電位を測定する表面電位センサ、センサ1c
は用紙上にコピーされた画像の濃度を測定するための濃
度計である。
FIG. 7 is an illustrative diagram of a small electrophotographic copying machine as a specific target machine. In FIG. 7, 21 is a photosensitive drum, 22 is a main charger, 23 is a halogen lamp for illuminating the original, 24 is a developing device, and 25 is a transfer charger. This specific target machine is provided with, for example, three sensors 1a, 1b, and 1c. That is, the sensor 1a is an AE sensor for measuring the amount of light incident on the photoreceptor drum 21, the sensor 1b is a surface potential sensor for measuring the surface potential of the photoreceptor drum 21, and the sensor 1c
is a densitometer for measuring the density of an image copied onto paper.

【0044】また、図7に示されていないが3種類のア
クチュエータが設けられている。すなわち、感光体ドラ
ム21の主帯電電圧を変化させるための主帯電ボリュー
ムVR1、ハロゲンランプ23の光量を制御するための
ランプボリュームAVRおよび感光体ドラム21とコピ
ー用紙間の転写電圧を制御するための転写ボリュームV
R2、という3つのボリュームがアクチュエータとして
設けられている。
Although not shown in FIG. 7, three types of actuators are provided. That is, a main charging volume VR1 for changing the main charging voltage of the photoreceptor drum 21, a lamp volume AVR for controlling the light amount of the halogen lamp 23, and a transfer voltage between the photoreceptor drum 21 and copy paper. Transfer volume V
Three volumes called R2 are provided as actuators.

【0045】ところで、図7に示す電子写真複写機を物
理的な視点から捉え、実体レベルでその電子写真複写機
を複数個の要素の結合として表現し、各要素の挙動およ
び属性並びに各要素間の結合関係をパラメータを用いて
定性的に表すと、表2に示す通りとなる。この表2のよ
うな表現形式を「実体モデル」と呼ぶことにする。また
、実体モデルを抽象化して、各パラメータの結合ツリー
として表わした図8の表現を「パラメータモデル」と呼
ぶことにする。
By the way, considering the electrophotographic copying machine shown in FIG. 7 from a physical perspective, the electrophotographic copying machine is expressed at a physical level as a combination of a plurality of elements, and the behavior and attributes of each element and the relationships between each element are explained. If the coupling relationship is qualitatively expressed using parameters, it will be as shown in Table 2. The expression format shown in Table 2 will be referred to as a "substantive model." Furthermore, the representation shown in FIG. 8 in which the entity model is abstracted and expressed as a connection tree of each parameter will be referred to as a "parameter model."

【0046】そして、「実体モデル」と「パラメータモ
デル」とを合わせて「対象モデル」と呼ぶことにする。 「対象モデル」は、後述する故障修復のためにも活用さ
れる画像形成装置に一般的に共通する定性データである
。この実体モデルおよびパラメータモデルの各内容は、
対象モデル記憶部15(図3参照)に記憶されている。
[0046] The "substantive model" and the "parameter model" will be collectively referred to as the "object model." The "target model" is qualitative data that is generally common to image forming apparatuses and is also utilized for failure repair, which will be described later. The contents of this entity model and parameter model are as follows:
It is stored in the target model storage unit 15 (see FIG. 3).

【0047】[0047]

【表2】[Table 2]

【0048】表2に示す実体モデルまたは図8に示すパ
ラメータモデルにおいて、この機械の構造の基礎となる
パラメータHl、D、Vn、β、Vb、γ0、ζ、As
p、センサにより得られるセンサパラメータX、Vs、
Os、および、劣化する可能性のあるパラメータについ
ては、それぞれ、経過期間と劣化状態との関係が予測さ
れて設定され、対象モデル記憶部15に記憶されている
。この関係は、たとえばパラメータHlの場合、表3に
示すごとき関係になっている。
In the physical model shown in Table 2 or the parametric model shown in FIG. 8, the parameters Hl, D, Vn, β, Vb, γ0, ζ, As
p, sensor parameters obtained by the sensor X, Vs,
Os and parameters that may deteriorate are each set by predicting the relationship between the elapsed period and the deterioration state, and are stored in the target model storage unit 15. For example, in the case of the parameter Hl, this relationship is as shown in Table 3.

【0049】[0049]

【表3】[Table 3]

【0050】表3に示す関係により、経過期間、たとえ
ば1か月後、2か月後、・・・におけるHlのファジイ
定性値および故障現象の起こる度合い(より具体的には
、この実施例における度合いは、ハロゲンランプが断線
するという現象の起こる度合いである。)を直ちに求め
ることができる。次に、以上の説明を前提として、いく
つかの例題を取り上げて説明する。 例題1:新品から1か月目(T1)で正常な例予め、上
記センサ1a,1b,1cによって得られる値をファジ
イ定性値化しておく。
According to the relationship shown in Table 3, the fuzzy qualitative value of Hl and the degree of occurrence of the failure phenomenon (more specifically, in this example, The degree is the degree to which the phenomenon of halogen lamp disconnection occurs.) can be immediately determined. Next, several examples will be explained based on the above explanation. Example 1: Example of normal condition after 1 month (T1) since new product The values obtained by the sensors 1a, 1b, and 1c are converted into fuzzy qualitative values in advance.

【0051】具体的には、センサ1aを用いて測定した
光量がパラメータXの値として使用される。また、セン
サ1bによって露光後の表面電位Vsを、センサ1cに
よって出力紙上のトナー濃度Osを、それぞれ測定する
。そして、測定された各パラメータ値を各パラメータご
とに設定された図2に示すようなファジイ定性量空間上
にマッピングすると、たとえば以下のセンサパラメータ
値が得られる。
Specifically, the amount of light measured using the sensor 1a is used as the value of the parameter X. Further, the sensor 1b measures the surface potential Vs after exposure, and the sensor 1c measures the toner density Os on the output paper. Then, when each measured parameter value is mapped onto a fuzzy qualitative quantity space set for each parameter as shown in FIG. 2, the following sensor parameter values are obtained, for example.

【0052】X=((0,N):0.1,N:0.9)
Vs=(N:1.0) Os=((0,N):0.1,N:0.9)(1)現在
の劣化状態とその影響の検討タイマ19から与えられる
時間情報を積算することにより、その機械の経過期間T
=T1が求まる。その経過期間T1を表3に当てはめる
ことにより、Hl=(N:1.0) p(HlCut)=0.9 が得られる。ただし、P(HlCut)=0.9はハロ
ゲンランプ断線という現象が起こる度合いが0.9倍と
いう意味である。
[0052]X=((0,N):0.1,N:0.9)
Vs = (N: 1.0) Os = ((0, N): 0.1, N: 0.9) (1) Examine the current state of deterioration and its influence Integrate the time information given from the timer 19 Therefore, the age of the machine T
=T1 is found. By applying the elapsed period T1 to Table 3, Hl=(N:1.0) p(HlCut)=0.9 is obtained. However, P(HlCut)=0.9 means that the degree of occurrence of the phenomenon of halogen lamp disconnection is 0.9 times.

【0053】(2)SSIMにより、(1)の結果を用
いて現在の機械全体の状態を推論上記(1)の結果(H
l=(N:1.0))と初期条件(この場合は、Hl以
外のパラメータについては劣化状態を算出していないの
で、残りのパラメータはすべて(N:1.0)としてい
る。)とに基づいてSSIMを行う。SSIMの結果、
パラメータ値は、以下のように、全パラメータ値=(N
:1.0)となる。
(2) Using SSIM, infer the current state of the entire machine using the results of (1).
l = (N: 1.0)) and the initial condition (in this case, the deterioration state is not calculated for parameters other than Hl, so all remaining parameters are set to (N: 1.0)). Perform SSIM based on SSIM results,
The parameter values are as follows: Total parameter value = (N
:1.0).

【0054】 H1=(N:1.0)      γ0  =(N:1
.0)D  =(N:1.0)      Vt  =
(N:1.0)β  =(N:1.0)      ζ
    =(N:1.0)Vn=(N:1.0)   
   Asp=(N:1.0)Vb=(N:1.0) (3)故障判定 故障判定基準として、以下の知識を用いる。この知識は
、対象モデル記憶部15(図3参照)に予め記憶されて
いる。
H1=(N:1.0) γ0=(N:1
.. 0)D=(N:1.0)Vt=
(N: 1.0) β = (N: 1.0) ζ
=(N:1.0)Vn=(N:1.0)
Asp=(N:1.0)Vb=(N:1.0) (3) Failure determination The following knowledge is used as failure determination criteria. This knowledge is stored in advance in the target model storage unit 15 (see FIG. 3).

【0055】(a)機械の機能評価 N値≧0.5→正常→モデルの一致度を比較>0.5→
異常→故障診断 (b)モデルと実測値との比較 機械の一致度≧0.5→故障なし >0.5→「センサ異常の可能性あり」等を表示本実施
例の場合、(a)機械の機能評価については、Os値に
ついて比較を行えばよいので、Osの測定値をファジイ
定性値化したOs=((0,N):0.1,N:0.9
)を用いて比較する。この場合は、N値が0.9なので
、N≧0.5となり、(a)機能評価は正常となる。
(a) Machine function evaluation N value ≧0.5 → Normal → Compare model agreement > 0.5 →
Abnormality→Failure diagnosis (b) Comparison of model and actual measured value Matching degree of machine≧0.5→No failure>0.5→Display “Possibility of sensor abnormality” etc. In the case of this example, (a) Regarding the functional evaluation of the machine, it is sufficient to compare the Os value, so the measured value of Os is converted into a fuzzy qualitative value Os = ((0, N): 0.1, N: 0.9
) to compare. In this case, since the N value is 0.9, N≧0.5, and (a) the functional evaluation is normal.

【0056】次に、(b)モデルと実測値との比較を行
う。各センサ値と、上記(2)の結果のモデルとを比較
して、両者の一致度を以下の条件から求める。 一致度=max(min(各項目のグレード))それに
より、次の結果が得られる。
Next, (b) a comparison is made between the model and actual measured values. Each sensor value is compared with the model resulting from the above (2), and the degree of agreement between the two is determined based on the following conditions. Matching degree = max (min (grade of each item)) As a result, the following result is obtained.

【0057】                     センサ値 
   モデル値    min値  X  :(0,N
)  0.1                   
 0            N      0.9 
     1.0        0.9      
                         
           max0.9  Vs:   
 N      1.0      1.0     
   1.0                   
                       ma
x1.0  Os:(0,N)  0.1      
    0        0           
 N      0.9      1.0     
   0.9                   
                       ma
x0.9また、機械全体の一致度は、次の通りとなる。
Sensor value
Model value Min value X: (0, N
) 0.1
0 N 0.9
1.0 0.9

max0.9 Vs:
N 1.0 1.0
1.0
ma
x1.0 Os: (0, N) 0.1
0 0
N 0.9 1.0
0.9
ma
x0.9 Also, the degree of coincidence of the entire machine is as follows.

【0058】 機械全体の一致度=各センサの一致度の平均=(0.9
+1.0+0.9)/3=0.93なお、機械全体の一
致度を求める際の各センサの一致度の平均をとる代わり
に、最小値をとるようにし、より厳しい条件下で一致度
を求めてもよい。ここで上述の故障判定基準(b)を適
用すると、一致度の平均が0.5を超えているので、正
常と判定される。すなわち、(a)(b)とも正常であ
り、引き続き使用可能である。以上のような実施例にお
いて、(a)機械の機能評価は正常であり、(b)モデ
ルと実測値の比較結果が異常である場合(図5では、ス
テップS7からステップS8へ進む場合)には、機能評
価に関するパラメータ、すなわちOsを測定するセンサ
に異常がある可能性も考えるので、その旨を表示する。 例題2:例題1と同様に新品から1か月目(T1)で、
故障の例 センサパラメータX,Vs,Osの値は以下の通りであ
ったとする。
[0058] Matching degree of the entire machine = average matching degree of each sensor = (0.9
+1.0+0.9)/3=0.93 When determining the degree of agreement for the entire machine, instead of taking the average of the degrees of agreement of each sensor, the minimum value is taken, and the degree of agreement is calculated under more severe conditions. You can ask for it. If the above failure determination criterion (b) is applied here, the average degree of coincidence exceeds 0.5, so it is determined to be normal. That is, both (a) and (b) are normal and can continue to be used. In the above example, when (a) the functional evaluation of the machine is normal, and (b) the comparison result between the model and the actual measurement value is abnormal (in FIG. 5, when proceeding from step S7 to step S8), considers the possibility that there is an abnormality in the sensor that measures the parameter related to functional evaluation, that is, Os, and displays this fact. Example 2: Same as example 1, in the first month (T1) after the new product,
Example of failure: Assume that the values of sensor parameters X, Vs, and Os are as follows.

【0059】 X  =(0:0,9、(0,N):0.1)Vs=(
N:0.1、(N,nil):0.9)Os=(N:0
.1、(N,nil):0.9)また、パラメータHl
は、(1)現在の劣化状態とその影響を検討した結果、
表3より、 Hl=(N:1.0) P(HlCut)=0.9 が求まる。
X = (0:0,9, (0,N):0.1)Vs=(
N: 0.1, (N, nil): 0.9) Os = (N: 0
.. 1, (N, nil): 0.9) Also, the parameter Hl
(1) As a result of examining the current state of deterioration and its effects,
From Table 3, Hl=(N:1.0) P(HlCut)=0.9 can be found.

【0060】このような状態のもとで、(2)SSIM
を行うと、得られるモデルの全パラメータ値=(N:1
.0)となる。 (3)故障判定 (a)機械の機能評価 Osのファジイ定性値より、N=0.1でありN<0.
5となっているので、機能異常である。したがって故障
と診断される。
Under such conditions, (2) SSIM
All parameter values of the model obtained = (N: 1
.. 0). (3) Failure determination (a) Functional evaluation of the machine From the fuzzy qualitative value of Os, N=0.1 and N<0.
5, indicating a malfunction. Therefore, it is diagnosed as a failure.

【0061】(4)故障候補の導出 故障候補として、予め下記に示す情報が、対象モデル記
憶部15に記憶されている。 HlCut:Hl=0 HlOut:Hl=(0,N) VtOut:Vt=(0,N) PaperOut:ζ=(0,N) VbOut:Vb=(N,nil) TonnerOut:γ0=(0,N)MCOut:V
n=(0,N) なお、Outは不良の意味である。
(4) Derivation of Fault Candidates The following information is stored in advance in the target model storage unit 15 as fault candidates. HlCut: Hl = 0 HlOut: Hl = (0, N) VtOut: Vt = (0, N) PaperOut: ζ = (0, N) VbOut: Vb = (N, nil) TonerOut: γ0 = (0, N) MCOut:V
n=(0,N) Note that Out means defective.

【0062】そこで、上記(3)で求めたOsが大きい
という機能異常、すなわちOs=(N,nil)を図8
に示すパラメータモデル上でトレースし、図9を得る。 図9において、上向き矢印を付したパラメータは、その
値が(N,nil)に変化した可能性のあるもの、下向
き矢印を付したパラメータは、その値が(0,N)また
は(0)に変化した可能性のあるもの、矢印を付してい
ないパラメータは、その値がノーマルのままのものであ
る。この結果、上記故障候補のうち、HlCutおよび
HlOutが故障候補として取り出される。
[0062] Therefore, the functional abnormality in which Os obtained in (3) above is large, that is, Os = (N, nil), is shown in Fig. 8.
Figure 9 is obtained by tracing on the parameter model shown in Figure 9. In Figure 9, parameters with upward arrows have values that may have changed to (N, nil), and parameters with downward arrows have values that may have changed to (0, N) or (0). Parameters that may have changed or are not marked with an arrow have their values unchanged. As a result, HlCut and HlOut are selected as failure candidates from among the failure candidates.

【0063】(5)上記(4)で求められた2つの故障
候補に対し、SSIMを実行し、そのときの故障状態を
推論する。つまり、HlOutに対してSSIMを行い
、以下の2通りのモデルを得る。 Hl  =((0,N):1.0) D    =(N:1.0)   X    =(0:1.0)          
  or    ((0,N):1.0)β    =
(N:1.0) Vs  =((N,nil):1.0)Yn  =(N
:1.0) Vb  =(N:1.0) γ0  =(N:1.0) Ds  =((N,nil):1.0)Vt  =(N
:1.0) ζ    =(N:1.0) Os  =((N,nil):1.0)Asp=(N:
1.0) Sp  =((N,nil):1.0)2通りというの
は、Xの値が2通り生じるからである。 これは、Xの値は、HlからDを引いた値になるが、H
l=(0,N)であり、D=(N)であるから、ノーマ
ルより小さいものからノーマルを引くと、ファジイ演算
の結果としては、ノーマルより小さいものが残るか、0
になるかの2通りの場合が考えられるからである。
(5) Execute SSIM on the two fault candidates obtained in (4) above, and infer the fault state at that time. That is, SSIM is performed on HlOut to obtain the following two models. Hl = ((0, N): 1.0) D = (N: 1.0) X = (0: 1.0)
or ((0,N):1.0)β =
(N: 1.0) Vs = ((N, nil): 1.0) Yn = (N
:1.0) Vb = (N:1.0) γ0 = (N:1.0) Ds = ((N, nil):1.0) Vt = (N
: 1.0) ζ = (N: 1.0) Os = ((N, nil): 1.0) Asp = (N:
1.0) Sp = ((N, nil): 1.0) There are two types because two values of X occur. This means that the value of X is Hl minus D, but H
Since l = (0, N) and D = (N), if we subtract the normal from those smaller than the normal, the result of the fuzzy operation is either the one smaller than the normal remains, or 0
This is because there are two possible cases:

【0064】また、HlCutに対してSSIMを行う
と、以下の2通りのモデルを得る。 Hl  =(0:1.0) D    =(N:1.0)   X    =(0:1.0)          
  or    ((0,N):1.0)β    =
(N:1.0) Vs  =((N,nil):1.0)Yn  =(N
:1.0) Vb  =(N:1.0) γ0  =(N:1.0) Ds  =((N,nil):1.0)Vt  =(N
:1.0) ζ    =(N:1.0) Os  =((N,nil):1.0)Asp=(N:
1.0) Sp  =((N,nil):1.0)(6)故障原因
の同定 モデルとセンサの一致度および現象の起こる度合いの2
つから、故障原因の順位付けおよび絞り込みを行う。
Furthermore, when SSIM is applied to HlCut, the following two models are obtained. Hl = (0:1.0) D = (N:1.0) X = (0:1.0)
or ((0,N):1.0)β =
(N: 1.0) Vs = ((N, nil): 1.0) Yn = (N
:1.0) Vb = (N:1.0) γ0 = (N:1.0) Ds = ((N, nil):1.0) Vt = (N
: 1.0) ζ = (N: 1.0) Os = ((N, nil): 1.0) Asp = (N:
1.0) Sp = ((N, nil): 1.0) (6) Identification of failure cause Degree of agreement between the model and sensor and degree of occurrence of the phenomenon 2
From this point on, rank and narrow down the causes of failure.

【0065】(i)モデルとセンサの一致度  A. 
 HlOut    X=0        B.  
HlOut    X=(0,N)        X
    :  0.9               
   X    :  0.1        Vs 
 :  0.9                  
Vs  :  0.9        Os  :  
0.9                  Os  
:  0.9        全体      0.9
                  全体     
 0.63  C.  HlCut    X=0  
      D.  HlCut    X=(0,N
)        X    :  0.9     
             X    :  0.1 
       Vs  :  0.9        
          Vs  :  0.9     
   Os  :  0.9            
      Os  :  0.9        全
体      0.9               
   全体      0.63(5)でSSIMを行
った結果得られた各故障候補に対するモデルと、センサ
との一致度が上記のように求められる。
(i) Degree of agreement between model and sensor A.
HlOut X=0 B.
HlOut X=(0,N)
: 0.9
X: 0.1 Vs
: 0.9
Vs: 0.9 Os:
0.9 Os
: 0.9 Overall 0.9
whole
0.63C. HlCut X=0
D. HlCut X=(0,N
) X: 0.9
X: 0.1
Vs: 0.9
Vs: 0.9
Os: 0.9
Os: 0.9 Overall 0.9
The degree of agreement between the sensor and the model for each fault candidate obtained as a result of performing SSIM with a total of 0.63(5) is determined as described above.

【0066】(5)で得たモデルは、パラメータモデル
上に故障原因(たとえばHlOutとして、Hl=((
0,N):1.0))をセットし、その故障原因が他の
パラメータに与える影響をトレースしたものである。し
たがって、注目するセンサが示している値と、モデル上
でそれに対応するパラメータ値との一致度が高いほど現
在の装置の状態はそのモデルに近いということであり、
言い換えれば、そのモデルを導出するために仮定した故
障原因が、現在の故障原因である可能性が高いというこ
とを意味する。
The model obtained in (5) has a failure cause (for example, HlOut as HlOut, Hl=((
0, N): 1.0)) is set, and the influence of the cause of the failure on other parameters is traced. Therefore, the higher the degree of agreement between the value indicated by the sensor of interest and the corresponding parameter value on the model, the closer the current state of the device is to that model.
In other words, it means that the cause of failure assumed to derive the model is likely to be the current cause of failure.

【0067】本実施例の場合は、HlOut、HlCu
tのモデルとセンサの一致度が同時に0.9であり、共
に原因として考えられる。上記4つのモデルに対して、
順位を付けると、以下の通りである。 順位  1.A,C:0.9 2.B,D:0.63 このように複数の原因が導出された場合に対応して、図
3の対象モデル記憶部15等に、予め故障原因の優先順
位を記憶させ、それに従って故障原因の絞り込みを行う
ようにしてもよい。本実施例ではさらに絞り込みを行う
ために以下の操作を行う。
In this example, HlOut, HlCu
The degree of agreement between the t model and the sensor is 0.9, and both are considered to be the cause. For the above four models,
The ranking is as follows. Ranking 1. A, C: 0.9 2. B, D: 0.63 In response to the case where multiple causes are derived in this way, the priority order of the failure causes is stored in the target model storage unit 15 in FIG. You may also do this. In this embodiment, the following operations are performed to further narrow down the search results.

【0068】(ii)現象の起こる度合い(1)の劣化
の影響を検討した段階において導出した現象の起こる度
合いを考慮して、以下のように、一致度を示す値に度合
いを示す値を掛け合わせて絞り込みをする。 p(HlOut)=1 p(HlCut)=0.9   順位  1.  A:0.9  ×1.0=0.9
    正規化して  1.0        2. 
 C:0.9  ×0.9=0.81  正規化して 
 0.9        3.  B:0.63×1.
0=0.63  正規化して  0.7       
 4.  D:0.63×0.9=0.57  正規化
して  0.63(一致度)×(度合い)の計算値の高
いものほど最も優先度が高いので、HlOutが最も疑
わしいことがわかる。そこで、ハロゲンランプの光量を
変化させるように修復を行うことになる。
(ii) Degree of occurrence of phenomenon Taking into account the degree of occurrence of the phenomenon derived at the stage of examining the influence of deterioration in (1), multiply the value indicating the degree of coincidence by the value indicating the degree, as shown below. Narrow down your search accordingly. p(HlOut)=1 p(HlCut)=0.9 Rank 1. A: 0.9 x 1.0 = 0.9
Normalize to 1.0 2.
C: 0.9 x 0.9 = 0.81 normalized
0.9 3. B: 0.63×1.
0=0.63 normalized to 0.7
4. D: 0.63 x 0.9 = 0.57 The higher the calculated value of 0.63 (degree of matching) x (degree) after normalization, the higher the priority, so it can be seen that HlOut is the most suspicious. Therefore, the repair will be performed by changing the light intensity of the halogen lamp.

【0069】例題3:使用し続け、nか月目(nT1)
の劣化の例 センサから得られる実測値によって、各パラメータのフ
ァジイ定性値が求められている。 X=(N:0.8,(0,N):0.2)Vs=(N:
0.9,(N,nil):0.1)Os=(N:0.9
,(N,nil):0.1)(1)現在の劣化状態とそ
の影響を検討nT1を表3に当てはめることにより、H
l=(N:0.915、(0,N):0.085)p(
HlCut)=1.24 を得る。 (2)SSIMにより、(1)の結果を用いて現在の機
械全体の状態を推論 上記(2)の結果と初期条件より Hl=(N:0.915、(0,N):0.085)D
  =(N:1.0) β  =(N:1.0) Vn=(N:1.0) Vb=(N:1.0) γ0=(N:1.0) Vt=(N:1.0) ζ    =(N:1.0) Asp=(N:1.0) この条件でSSIMを行うと、以下の結果を得る。
Example 3: Continued use, nth month (nT1)
Fuzzy qualitative values for each parameter are determined from the actual measured values obtained from the sensor. X=(N:0.8,(0,N):0.2)Vs=(N:
0.9, (N, nil): 0.1) Os = (N: 0.9
, (N, nil): 0.1) (1) Examine the current state of deterioration and its effects By applying nT1 to Table 3, H
l=(N:0.915, (0,N):0.085)p(
HlCut)=1.24 is obtained. (2) Using SSIM, infer the current state of the entire machine using the results of (1). From the results of (2) above and the initial conditions, Hl = (N: 0.915, (0, N): 0.085 )D
= (N: 1.0) β = (N: 1.0) Vn = (N: 1.0) Vb = (N: 1.0) γ0 = (N: 1.0) Vt = (N: 1 .0) ζ = (N: 1.0) Asp = (N: 1.0) When SSIM is performed under these conditions, the following results are obtained.

【0070】 Hl=(N:0.915、(0,N):0.085)D
  =(N:1.0) X  =(N:0.915、(0,N):0.085)
or (N:0.915、0:0.085) β  =(N:1.0) Vs=(N:0.915、(N,nil):0.085
) Vn=(N:1.0) Vb=(N:1.0) γ0=(N:1.0) Ds=(N:0.915、(N,nil):0.085
) Vt=(N:1.0) ζ  =(N:1.0) Os=(N:0.915、(N,nil):0.085
) Asp=(N:1.0) Sp=(N:0.915、(N,nil):0.085
) この結果から、Hl劣化の影響として、画像が濃くなる
かもしれない(Osが上昇する)ことがわかる。また、
各パラメータ値の変化から、一般に、複数の部品の劣化
の複合的な影響や、その結果、連鎖的に起こる故障も推
論可能である。 (3)故障判定 (a)機械の機能評価 Osのファジイ定性値より、N=0.9であり、N≧0
.5となっているので正常である。
Hl=(N:0.915, (0,N):0.085)D
= (N: 1.0) X = (N: 0.915, (0, N): 0.085)
or (N: 0.915, 0: 0.085) β = (N: 1.0) Vs = (N: 0.915, (N, nil): 0.085
) Vn=(N:1.0) Vb=(N:1.0) γ0=(N:1.0) Ds=(N:0.915, (N, nil):0.085
) Vt = (N: 1.0) ζ = (N: 1.0) Os = (N: 0.915, (N, nil): 0.085
) Asp=(N:1.0) Sp=(N:0.915, (N, nil):0.085
) From this result, it can be seen that the image may become darker (Os increases) as an effect of Hl deterioration. Also,
From the changes in each parameter value, it is generally possible to infer the combined effects of deterioration of multiple parts and, as a result, failures that occur in a cascading manner. (3) Failure determination (a) From the fuzzy qualitative value of machine functional evaluation Os, N=0.9, N≧0
.. Since it is 5, it is normal.

【0071】(b)モデルと実測値との比較各センサ値
と、上記(2)の結果のモデルとを比較して、両者の一
致度を求める。 A.    X=(N:0.915、(0,N):0.
085)のモデル 各センサの一致度 X    :  0.8 Vs  :  0.8 Os  :  0.8 全体      0.87 B.    X=(N:0.915、0:0.085)
のモデル 各センサの一致度 X    :  0.8 Vs  :  0.9 Os  :  0.9 全体      0.87 よって、AあるいはBのモデルと一致しているらしいこ
とがわかる。結論として、機能は正常であり、機械は劣
化してモデルAあるいはBの状態になっているが、正常
に使用可能であると判定される。
(b) Comparison of model and actual measured values Each sensor value is compared with the model resulting from the above (2) to determine the degree of agreement between the two. A. X=(N:0.915, (0,N):0.
085) Model Matching degree of each sensor X: 0.8 Vs: 0.8 Os: 0.8 Overall 0.87 B. X=(N: 0.915, 0:0.085)
The degree of agreement of each sensor in the model X: 0.8 Vs: 0.9 Os: 0.9 Overall 0.87 Therefore, it can be seen that it seems to match model A or B. In conclusion, the function is normal, and although the machine has deteriorated to the model A or B condition, it is determined that it can be used normally.

【0072】例題4:例題3と同様の条件で故障発生の
場合 センサ値として、次のデータが得られている。 X  =(N:0.1、(0,N):0.9)Vs=(
(N:nil):1.0) Os=((N:nil):1.0) また、表3より、上記例題3の(1)および(2)と同
様の結果が得られたものとする。 (3)故障判定 (a)機械の機能評価 Osのファジイ定性値よりN=0であり、N<0.5と
なるので異常である。したがって故障と判断される。 (4)故障候補の導出 予め記憶されている故障候補は、例題2の(4)に記載
のものと同様である。そこで、Os=(N,nil)を
図8に示すパラメータモデル上でトレースし、HlCu
t HlOut を故障候補として得る。
Example 4: When a failure occurs under the same conditions as Example 3, the following data is obtained as a sensor value. X = (N: 0.1, (0, N): 0.9) Vs = (
(N: nil): 1.0) Os = ((N: nil): 1.0) Also, from Table 3, the same results as (1) and (2) in Example 3 above were obtained. do. (3) Failure determination (a) Functional evaluation of the machine From the fuzzy qualitative value of Os, N=0 and N<0.5, which is abnormal. Therefore, it is judged to be a failure. (4) Derivation of fault candidates The fault candidates stored in advance are the same as those described in (4) of Example 2. Therefore, by tracing Os=(N, nil) on the parameter model shown in Figure 8, HlCu
t HlOut is obtained as a failure candidate.

【0073】 (5)SSIMによる故障シミュレーションHlCut
,HlOutに対して例題2の(5)と同じ結果を得る
。なお、この実施例では、簡単のために露光部のみが劣
化するものとして説明しているので、この例題4の故障
シミュレーション結果は例題2のそれと同じになるが、
一般には、他のパラメータ値が劣化の影響で変化するの
で同じ結果にはならない。たとえば、出力部の劣化の影
響としてζ=(N:0.8、(0,N):0.2)であ
った場合は、HlOutに対して次のような結果を得る
(5) Fault simulation HlCut using SSIM
, HlOut, we obtain the same result as in Example 2 (5). In addition, in this example, for the sake of simplicity, the explanation is made assuming that only the exposed portion deteriorates, so the failure simulation result of this example 4 is the same as that of example 2.
Generally, the results will not be the same because other parameter values change due to the effects of deterioration. For example, if ζ=(N: 0.8, (0, N): 0.2) as an effect of deterioration of the output section, the following result is obtained for HlOut.

【0074】Hl=((0,N):1.0)D  =(
N:1.0) X  =((0,N):1.0) or (0:1.0) β  =(N:1.0) Vs=((N,nil):1.0) Vn=(N:1.0) Vb=(N:1.0) γ0=(N:1.0) Ds=((N,nil):1.0) Vt=(N:1.0) ζ  =(N:0.8、(0,N):0.2)Os=(
(0,N):0.2、N:0.2、(N,nil):0
.8) 正規化して((0,N):0.18、N:0.18、(
N,nil):0.8) Asp=(N:1.0) Sp=((N,nil):1.0) (6)故障原因の同定 モデルとセンサの一致度および現象の起こる度合いの2
つから、故障原因の順位付けおよび絞り込みを行う。
Hl=((0,N):1.0)D=(
N: 1.0) X = ((0, N): 1.0) or (0: 1.0) β = (N: 1.0) Vs = ((N, nil): 1.0) Vn = (N: 1.0) Vb = (N: 1.0) γ0 = (N: 1.0) Ds = ((N, nil): 1.0) Vt = (N: 1.0) ζ = (N: 0.8, (0, N): 0.2) Os=(
(0, N): 0.2, N: 0.2, (N, nil): 0
.. 8) Normalize to ((0, N): 0.18, N: 0.18, (
(N, nil): 0.8) Asp = (N: 1.0) Sp = ((N, nil): 1.0) (6) Identification of failure cause The degree of agreement between the model and the sensor and the degree of occurrence of the phenomenon 2
From this point on, rank and narrow down the causes of failure.

【0075】(i)モデルとセンサの一致度  A. 
 HlOut    X=0        B.  
HlOut    X=(0,N)        X
    :  0.9               
   X    :  0.1        Vs 
 :  1.0                  
Vs  :  1.0        Os  :  
1.0                  Os  
:  1.0        全体      0.9
7                全体      
0.7     C.  HlCut    X=0       
 D.  HlCut    X=(0,N)    
    X    :  0.9          
        X    :  0.1      
  Vs  :  1.0             
     Vs  :  1.0        Os
  :  1.0                 
 Os  :  1.0        全体    
  0.97                全体 
     0.7順位  1.  A,C:0.97 2.  B,D:0.7 (i)現象の起こる度合い p(HlOut)=1 p(HlCut)=1.24   順位  1.  C:0.97×1.24=1.2
0  正規化して  1.0        2.  
A:0.97×1.0  =0.97  正規化して 
 0.81        3.  D:0.7  ×
1.24=0.87  正規化して  0.73   
     4.  B:0.7  ×1.0  =0.
7    正規化して  0.58よって、Cが最も疑
わしい。また、少なくともHlCutが疑わしい。しか
し、HlCutはハロゲンランプが切れていることであ
り、修復は不可能であるから、修復は行わない。
(i) Degree of agreement between model and sensor A.
HlOut X=0 B.
HlOut X=(0,N)
: 0.9
X: 0.1 Vs
: 1.0
Vs: 1.0 Os:
1.0Os
: 1.0 Overall 0.9
7 whole
0.7 C. HlCut X=0
D. HlCut X=(0,N)
X: 0.9
X: 0.1
Vs: 1.0
Vs: 1.0Os
: 1.0
Os: 1.0 overall
0.97 overall
0.7 rank 1. A, C: 0.97 2. B, D: 0.7 (i) Degree of occurrence of phenomenon p(HlOut) = 1 p(HlCut) = 1.24 Ranking 1. C: 0.97×1.24=1.2
0 Normalized 1.0 2.
A: 0.97 x 1.0 = 0.97 normalized
0.81 3. D: 0.7 ×
1.24=0.87 normalized to 0.73
4. B: 0.7 x 1.0 = 0.
7 Normalized to 0.58 Therefore, C is the most suspicious. Also, at least HlCut is questionable. However, since HlCut means that the halogen lamp is burnt out and repair is impossible, no repair is performed.

【0076】なお、修復が可能であるかどうかは、修復
可能な故障原因と、修復不可能な故障原因とに分け、図
3の対象モデル記憶部15に記憶しておき、適宜参照す
るようにすることができる。さらに、修復不可能な故障
原因が最優先で導出された場合には、その旨を表示部に
表示させるようにしてもよい。
Note that whether or not repair is possible is determined by dividing the cause of the failure into repairable causes and the non-recoverable causes of failure and storing them in the target model storage unit 15 in FIG. can do. Furthermore, if the cause of the failure that cannot be repaired is determined with the highest priority, this may be displayed on the display unit.

【0077】[0077]

【発明の効果】この発明は、以上のように、対象モデル
記憶手段、劣化データ記憶手段、複数個のセンサ手段、
複数個のアクチュエータ手段、データ変換手段、故障判
定手段、故障診断手段、原因同定手段および修復手段を
含む構成になっているので、画像形成装置を構成する構
成部品の劣化データを考慮に入れた故障診断を自動的に
行うことができ、補修作業の省力化や自動運転の長期化
を実現した画像形成装置を提供することができる。
Effects of the Invention As described above, the present invention includes a target model storage means, a deterioration data storage means, a plurality of sensor means,
Since the configuration includes a plurality of actuator means, data conversion means, failure determination means, failure diagnosis means, cause identification means, and repair means, failures can be detected taking into account deterioration data of the components constituting the image forming apparatus. It is possible to provide an image forming apparatus that can automatically perform diagnosis, save labor in repair work, and realize long-term automatic operation.

【0078】また、劣化データは、劣化量に応じて変化
するパラメータ値が予測され、ファジイ定性値で予め記
憶されているので、劣化データを考慮した故障診断を比
較的簡単なプログラムで極めて速く行える。しかも故障
診断時においては、二者択一的な決定ではなく、曖昧さ
を有するファジイ値を扱いながら故障原因の特定等を行
うため、従来に比べてより正確な故障診断ができる。ま
た、その診断結果に沿って適切な修復を自動的に実行す
る自律性の高い画像形成装置を提供することができる。
Furthermore, since the deterioration data is predicted with parameter values that change according to the amount of deterioration and is stored in advance as fuzzy qualitative values, failure diagnosis that takes deterioration data into consideration can be performed extremely quickly with a relatively simple program. . Furthermore, when diagnosing a fault, the cause of the fault is identified while dealing with fuzzy values that have ambiguity, rather than making an either-or decision, making it possible to perform a more accurate fault diagnosis than in the past. Furthermore, it is possible to provide a highly autonomous image forming apparatus that automatically performs appropriate repair according to the diagnosis results.

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

【図1】定性量空間の一例を表わす図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a qualitative quantity space.

【図2】センサ情報をファジイ定性値に変換するメンバ
ーシップ関数の一例を表わす図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a membership function that converts sensor information into fuzzy qualitative values.

【図3】この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図4】この実施例における故障診断の推論手順を表わ
すフローチャートの一部である。
FIG. 4 is a part of a flowchart showing an inference procedure for fault diagnosis in this embodiment.

【図5】この実施例における故障診断の推論手順を表わ
すフローチャートの一部である。
FIG. 5 is a part of a flowchart showing an inference procedure for fault diagnosis in this embodiment.

【図6】この実施例における故障診断の推論手順を表わ
すフローチャートの一部である。
FIG. 6 is a part of a flowchart showing an inference procedure for fault diagnosis in this embodiment.

【図7】具体的な対象機械としての小型の電子写真複写
機の図解図である。
FIG. 7 is an illustrative diagram of a small electrophotographic copying machine as a specific target machine.

【図8】この実施例にかかる電子写真複写機のパラメー
タモデルを表わす図である。
FIG. 8 is a diagram showing a parameter model of the electrophotographic copying machine according to this embodiment.

【図9】故障候補の導出のためにパラメータモデル上で
Osが大きいという機能異常の原因をトレースした状態
の図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the cause of a functional abnormality in which Os is large is traced on a parameter model in order to derive a failure candidate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,1c    センサ 6a,6b,6c    アクチュエータ11    
            ディジタル信号/FQ値変換
部12                劣化データ算
出部13                ショートタ
ームシミュレーション部
1a, 1b, 1c Sensor 6a, 6b, 6c Actuator 11
Digital signal/FQ value conversion section 12 Deterioration data calculation section 13 Short-term simulation section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】自己診断修復システムを備えた画像形成装
置であって、画像形成装置を複数個の要素の結合として
表現し、各要素の挙動または属性および各要素間の結合
関係をパラメータを用いて定性的に表わした定性データ
、各パラメータのメンバーシップ関数ならびに故障診断
知識が記憶された対象モデル記憶手段、前記画像形成装
置を構成する所定の部品について、予め定める故障診断
タイミングごとの劣化量を予測し、その予測した劣化量
によって変化したパラメータのファジイ定性値が記憶さ
れた劣化データ記憶手段、前記画像形成装置の予め定め
る箇所における機能状態を検出して状態データを出力す
るための複数個のセンサ手段、前記画像形成装置の機能
状態を変化させることのできる複数個のアクチュエータ
手段、予め定める故障診断タイミングにおいて、センサ
手段によって検出された状態データを対象モデル記憶手
段に記憶されたパラメータのメンバーシップ関数を用い
てファジイ定性値に変換するデータ変換手段、データ変
換手段の変換出力を対象モデル記憶手段に記憶された定
性データと比較することにより故障の有無を判定する故
障判定手段、故障判定手段が故障有りを判定したことに
応答して、対象モデル記憶手段からその故障診断タイミ
ングにおけるパラメータのファジイ定性値を読み出し、
その値を初期条件として対象モデル記憶手段に記憶され
た定性データおよび故障診断知識に基づいて画像形成装
置の状態を診断し、診断結果を曖昧さを含む表現で出力
する故障診断手段、データ変換手段で変換されたファジ
イ定性値を故障診断手段から出力される画像形成装置の
状態と比較して故障原因を同定する原因同定手段、なら
びに原因同定手段によって故障原因が同定されたことに
基づいて、故障原因を除去するために前記複数個のアク
チュエータ手段を選択的に作動させる修復手段、を含む
画像形成装置。
1. An image forming apparatus equipped with a self-diagnosis repair system, wherein the image forming apparatus is expressed as a combination of a plurality of elements, and the behavior or attribute of each element and the connection relationship between each element are expressed using parameters. a target model storage means in which qualitative data qualitatively expressed, membership functions of each parameter, and failure diagnosis knowledge are stored; a deterioration data storage means storing a fuzzy qualitative value of a parameter predicted and changed according to the predicted deterioration amount; A sensor means, a plurality of actuator means capable of changing the functional state of the image forming apparatus, and membership of parameters stored in a target model storage means based on state data detected by the sensor means at a predetermined failure diagnosis timing. A data conversion means for converting into a fuzzy qualitative value using a function, a failure determination means for determining the presence or absence of a failure by comparing the conversion output of the data conversion means with qualitative data stored in a target model storage means, In response to determining that there is a fault, reading out fuzzy qualitative values of the parameters at the fault diagnosis timing from the target model storage means;
A failure diagnosis means and a data conversion means that diagnose the state of the image forming apparatus based on the qualitative data and failure diagnosis knowledge stored in the target model storage means using the value as an initial condition, and output the diagnosis result in an expression containing ambiguity. cause identification means for identifying the cause of the failure by comparing the fuzzy qualitative value converted by the image forming apparatus with the status of the image forming apparatus output from the failure diagnosis means; An image forming apparatus comprising: repair means for selectively operating the plurality of actuator means to eliminate the cause.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0647904B1 (en) * 1993-10-08 1998-03-25 Mita Industrial Co. Ltd. Apparatus having self-repairing function and method of self-repairing the same

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