JPH0474224A - 故障原因診断装置及びその知識ベースの作成方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は機器の故障診断の推論に利用される故障原因診
断装置及びその知識ベースの作成方法に関するものであ
る。

従来の技術 現在、Ａ　Ｉ　（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　　Ｉ　ｎｔｅ
ｌｌｉｇｅｎｃｅ）を利用する二とで各種機器の故障原
因を推論する故障原因診断装置であるエキスパートシス
テムなどが開発されている。このようなエキスパートシ
ステムでは、必要な情報を入力すると予め知識ベースに
格納された専門知識に基づいた推論結果が出力されるの
で、専門知識を持たない一般ユーザでも簡易に専門知識
を得ることができる。

作する場合には知識ベースに専門知識を入ノＪする必要
があるので、例えば、知識ベースを製作する工学者が機
器の故障に関する専門家に質関して獲得した専門知識を
入力する二とや、工学者が専門家の下で専門知識を学ん
でから入力を行なうことや、専門家か直接に知識ベース
に専門知識を入力することなどが行なわれている。

発明か解決しようとする課題 上述のようにして専門知識を知識ベースに入力すること
で、エキスパートシステムを実施することかできる。

しかし、工学者か専門家に質関して専門知識を獲得する
方法では、工学者が機器に関する知識を有している必要
があり、工学者が専門家の下で専門知識を学ぶ方法では
、専門知識の獲得に多大な時間を要することになって実
際的でなく、専門家が直接に専門知識を入力する方法で
は、多忙な専門家の時間を多大に使用するなどして好ま
しくない。

課題を解決するための手段 請求項１記載の発明は、各種の知識情報か入力される情
報入力手段と各種の知識情報が出力される情報出力手段
とを設け、機器の故障原因の究明に関する知識情報が格
納された知識ベースを設け、この知識ベース内の知識情
報と情報入力手段で入力された機器の故障情報とから機
器の故障原因を推論して情報出力手段に出力する推論手
段を設けた故障原因診断装置において、診断する機器の
構成単位の相互関係を示す構造知識と構成単位の各々の
一般的な故障状態に関する一般知識とで知識ベースの知
識情報を形成し、この知識情報の構造知識と一般知識と
を組合わせて関連する複数の構成単位の故障状態の連鎖
からなる故障原因候補を生成する推論手段を設け、知識
ベース内の知識情報を編集する情報入力手段を設けた。

請求項２記載の発明は、診断する機器の構成Ｌｉｔ位の
相互関係を示す構造知識と構成単位の各々の一般的な故
障状態に関する一般知識とからなる知識情報を知識ベー
スに入力し、この知識情報の構造知識と一般知識とを組
合わせて関連する複数の構成単位の故障状態の連鎖から
なる故障原因候補を推論手段で生成し、この推論手段か
ら情報出力手段に出力された故障原因候補を故障状態の
連鎖の可否で選別して知識ベース内の知識情報を編集す
るようにした。

作用 請求項１記載の発明は１機器の構成単位の構造知識と構
成単位の故障状態の一般知識とで知識ベースの知識情報
を形成し、この知識情報の構造知識と一般知識とを組合
わせて関連する複数の構成単位の故障状態の連鎖からな
る故障原因候補を生成する推論手段を設け、知識ベース
内の知識情報を編集する情報入力手段を設けたことで、
推論手段から情報出力手段に出力された故障原因候補を
専門家が故障状態の連鎖の可否で選別し、この選別結果
に基づいて情報入力手段の操作で知識ベース内の知識情
報を編集することで、この知識ベース内の知識情報が故
障原因の推論に適したものとなって推論手段が生成する
故障原因候補が機器の故障原因を的確に示すようになる
。

請求項２記載の発明は、機器の構成単位の構造知識と構
成単位の故障状態の一般知識とからなる知識情報を知識
ベースに入力し、この知識情報の構造知識と一般知識と
を組合わせて関連する複数の構成単位の故障状態の連鎖
からなる故障原因候補を推論手段で生成し、二の推論手
段から情報出力手段に出力された故障原因候補を故障状
態の連鎖の可否で選別して知識ベース内の知識情報を編
集するようにしたことで、この知識ベース内の知識情報
が故障原因の推論に適したものとなって推論手段が生成
する故障原因候補が機器の故障原因を的確に示すように
なるので、専門家でない工学者でも入力可能な構造知識
と一般知識とを知識ベースに予め入力しておけば、推論
手段が自動的に生成する故障原因候補を専門家が選別す
るだけで高性能な故障診断用の故障原因診断装置を得る
ことができる。

実施例 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ます、本実
施例の故障原因診断装置であるエキスパートシステムｌ
は複写機（図示せず）の故障の詮所用に形成されており
、第２図に例示するように、共に情報入力手段である知
識入力部２と知識編集部３及び情報出力手段である知識
表示部４がインターフェイス５に形成されており、この
インターフェイス５が知識ベースである知識記憶格納部
６と推論手段である因果連鎖本作成部７とに接続された
構造となっている。

そして、このエキスパートシステム１の知識記憶格納部
６に格納された知識情報（図示せず）は、第３図に例示
するような診断する機器の構成単位の相互関係を示す構
造知識８と、第４図に例示するような構成単位の各々の
一般的な故障状態に関する一般知識９とで形成されてい
る。さらに、前記構造知識８は、第３図（ａ）に例示す
るような機器の構成単位であるユニットの相互関係の構
造知ｉ８ａと、第３図（ｂ）に例示するような機器のユ
ニット内の構成単位である部品の相互関係を示す構造知
識８ｂとで形成されており、各相互関係に方向性が付与
されることで各構成単位が階層的に連結されて属性の継
承が生じている。

このような構成において、このエキスパートシステムｌ
では、特定の構成単位を選定する情報を知識入力部２に
入力すると、この入力に対応して因果連鎖本作成部７が
知識記憶格納部６内の構造知識８と一般知Ｒ９とを組合
わせて第５図に例示するような故障原因候補１ｏを生成
し、これが知識表示部４に表示されるようになっている
。そこで、この表示された故障原因候補１０の可否を専
門家や他のエキスパートシステムなどで選別して知識編
集部３に入力すると、知識記憶格納部６内の知識情報が
編集されて更新される。そして、このエキスパートシス
テム１は、上述の操作を繰返すことで知識記憶格納部６
内の知識情報が実際の故障原因に即したものに選別され
てゆくので、因果連鎖本作成部７が知識記憶格納部６内
の構造知識８と一般知識９とを組合わせて専門知識に相
当する情報を生成するようになる。つまり、このエキス
パートシステムｌは、知識記憶格納部６内に専門知識を
入力するために、工学者が専門家に逐次質問を行なって
専門知識を得たり、工学者が専門知識を学んで会得した
り、専門家がシステムへの入力を直接行なうような必要
もなく、その製作に専門家が参加する時間を短縮して生
産性を向上させることができる。

そこで、このエキスパートシステムｌにおける専門知識
の入力方法の具体例として複写機の故障診断を判別する
知識情報の入力を＠１図に例示するフローチャート等の
図面に基づいて以下に詳述する。まず、第３図（ａ）に
例示したような複写機の各ユニットの相互関係の構造知
識８ａと第３図（ｂ）に例示したような各ユニット内の
構成部品の相互関係の構造知ｍ８ｂとに方向性の情報を
付与して知識入力部２の操作で知識記憶格納部６に入力
する。ここで、複写機では各々稼働部品である「オイル
タンク」と「オイル塗布フェルト」とが実際には非稼働
部品である「オイルチューブ」を介して連結されている
。そこで、このエキスパートシステム１では、上述のよ
うな稼働部品を連結する非稼働部品の情報も構造知識８
内に内包するようになっている。

つぎに、やはり知識入力部２の操作で知識記憶格納部６
に第４図に例示したような各構成単位の故障状態に関す
る一般知識９を人力する。ここで、この一般知識９とは
、例えば、複写機の構成単位である［定着ローラＪや「
加圧ローラ」に対しては、これらは「ローラ」であるの
で「ローラ」に関する一般的な故障状態として「汚損ｊ
や「損傷」及び「回転不良」等の情報が入力されること
になる。

そこで、上述のような知識情報８，９の入力か完了する
と、因果連鎖本作成部７は、最初に構造知識８から一つ
の構成単位を選定して対応する故障状態の情報を一般知
識９から読出し、二の構成単位と故障状態とを組合わせ
て故障原因とする。

さらに、先に選定した構成単位に関連する構成単位を構
造知識８から読出して各々の故障状態の情報を一般知識
９から読出し、これらの構成単位と故障状態とを組合わ
せて故障原因候補１０とする。

そこで、このようにして得られた故障原因と故障原因候
補１０とが組合わされて故障の因果関係の連鎖を生成す
る。

具体的には、複写機の構成単位として「定着ローラ」を
選定すると、これに各故障状態を組合わせて「定着ロー
ラ／汚損」と［定着ローラ／損傷Ｊ及び「定着ローラ／
回転不良」の三つの故障原因が生成され、つぎに、「定
着ローラ」に関連する構成単位である故障原因候補部品
として［オイル塗布フェルトＪ、「メータリングブレー
ドＪ１「定着クリニングブレード」、「加圧ローラ」、
「定着剥離爪」が選出され、これらが各々故障状態と組
合わされて故障原因候補１０が生成される。そこで、「
定着ローラ」の三つの故障原因と各故障原因候補ｌＯと
が連結されて因果連鎖水が形成されるが、この場合は「
オイル塗布フェルト」と「加圧ローラ」とに対しても因
果連鎖水が形成されるので、第５図に例示したような二
つの構成単位を連結する因果連鎖水が三つ形成されるこ
とになる。

そして、上述のようにして因果連鎖本作成部７で生成さ
れた故障原因候補１０の因果連鎖水が知識表示部４に表
示されるので、これを読取った専門家が各故障原因候補
を故障状態の連鎖の可否で選別して知識編集部３に入力
することで、知識記憶格納部６内の知識情報か編集され
て複写機の故障原因の推論に適したものとなる。

そこで、上述したような因果連鎖本作成部７による構成
単位の選定から専門家による知識記憶格納部６の編集ま
でを繰返すことで、このエキスパートシステム１は複写
機の故障原因を的確に推論することが可能となる。つま
り、このエキスパートシステム１は、専門家でない工学
者でも入力可能な構造知識８と一般知識９とを知識記憶
格納部６に入力すると因果連鎖本作成部７が専門知識に
相当する故障原因候補１０を自動的に生成するので、こ
れを専門家が選別して選別結果を入力することで、知識
記憶格納部に専門知識を格納した従来のエキスパートシ
ステム（図示せず）と同様な性能を得るようになってい
る。

なお、上述のような編集時に削除された因果連鎖水は、
削除の実行に関する情報が因果連鎖木作成部７に格納さ
れることで再度生成されないようになっている。また、
上述のような編集時に専門家が新たな構成単位等の情報
を入力して各知識情報８，９を更新することで、エキス
パートシステム１の性能を向上させることも可能である
。

ここで、このエキスパートシステム１では、前述のよう
に因果連鎖木作成部７は知識記憶格納部６内の構造知識
８に基ついて一つの構成単位と関連する構成単位とを選
出するが、このように関連する構成単位である稼働部品
の間には非稼働部品が存する場合がある。ここで云う非
稼働部品とは、自らは稼働することなく稼働部品を連結
してエネルギや物体を伝達する「ハーネス」や「パイプ
」等に相当し、正常状態では伝達物に影響しないもので
ある。そして、このエキスパートシステム１では、故障
原因候補１０の構成単位として選出する二つの稼ｍＪ部
品間に非稼働部品が存することが構造知識８から識別さ
れると、この非稼働部品も故障原因候補１ｏの構成単位
の一つとして選出するようになっている。

つまり、［オイル塗布フェルト」の故障原因候補１０の
構成単位として「オイルタンク」が選出されると、これ
らの稼働部品間に介在する非稼働部品である「オイルチ
ューブ」も故障原因候補１０の構成単位として選出され
るので、「オイル塗布フェルト」の故障原因候補１０の
構成単位としては「オイルタング／孔開き」［オイルタ
ンク／オイル無し」の他にも「オイルチューブ／折れ」
と「オイルチューブ／詰まり」及び「オイルチューブ／
孔開き」が生成されることになる。

このようにすることで、このエキスパートシステムｌで
は、正常時は機器の動作に関連しない非稼働部品に故障
が発生しても、これを考慮した推論を行なうので的確に
機器の故障原因を推論することができる。

発明の効果 請求項１記載の発明は、各種の知識情報が入力される情
報入力手段と各種の知識情報が出力される情報出力手段
とを設け、機器の故障原因の究明に関する知識情報が格
納された知識ベースを設け、この知識ベース内の知識情
報と情報入力手段で入力された機器の故障情報とから機
器の故障原因を推論して情報出力手段に出力する推論手
段を設けた故障原因の診断用の故障原因診断装置におい
て、診断する機器の構成単位の相互関係を示す構造知識
と構成単位の各々の一般的な故障状態に関する一般知識
とで知識ベースの知識情報を形成し、この知識情報の構
造知識と一般知識とを組合わせて関連する複数の構成単
位の故障状態の連鎖からなる故障原因候補を生成する推
論手段を設け、知識ベース内の知識情報を編集する情報
入力手段を設けたことにより、推論手段から情報出力手
段に出力された故障原因候補を専門家が故障状態の連鎖
の可否で選別し、この選別結果に基ついて情報入力手段
の操作で知識ベース内の知識情報を編集することで、こ
の知識ベース内の知識情報が故障原因の推論に適したも
のとなって推論手段か生成する故障原因候補が機器の故
障原因を的確に示すようになるので、専門家でない工学
者でも入力可能な構造知識と一般知識とを知識ベースに
予め入力しておけば、推論手段が自動的に生成する故障
原因候補を専門家か選別することで高性能な故障診断用
の故障原因診断装置を得る二とができることになり、故
障原因診断装置に専門知識を入力するために、工学者が
専門家に逐次質問を行なって専門知識を得たり、工学者
が専門知識を学んで会得したり、専門家が装置への入力
を直接性なうような必要がなく、故障原因診断装置の製
作に専門家が参加する時間を短縮して生産性を向上させ
ることができる等の効果を有するものである。

請求項２記載の発明は、診断する機器の構成単位の相互
関係を示す構造知識と構成単位の各々の一般的な故障状
態に関する一般知識とからなる知識情報を知識ベースに
入力し、この知識情報の構造知識と一般知識とを組合わ
せて関連する複数の構成単位の故障状態の連鎖からなる
故障原因候補を推論手段で生成し、この推論手段から情
報出力手段に出力された故障原因候補を故障状態の連鎖
の可否で選別して知識ベース内の知識情報を編集するよ
うにしたことにより、この知識ベース内の知識情報が故
障原因の推論に適したものとなって推論手段が生成する
故障原因候補が機器の故障原因を的確に示すようになる
ので、専門家でない工学者でも入力可能な構造知識と一
般知識とを知識ベースに予め入力しておけば、推論手段
が自動的に生成する故障原因候補を専門家が選別するだ
けで高性能な故障診断用の故障原因診断装置を得ること
ができることになり、故障原因診断装置に専門知識を入
力するために、工学者か専門家に逐次質問を行なって専
門知識を得たり、工学者が専門知識を学んで会得したり
、専門家が装置への入力を直接行なうような必要かなく
、故障原因診断装置の製作に専門家か参加する時間を短
縮して生産性を向上させることができる等の効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであり、第１図はフロ
ーチャート、第２図はブロック図、第３図及び第４図は
知識ベース内の知識情報の構造を示す概念説明図、第５
図は推論手段か生成する故障原因候補の連鎖構造を示す
概念説明図である、１・・・故障原因診断装置、２，３
・・・情報入力手段、４・・・情報出力手段、６・・・
知識ベース、７・・推論手段、８・・構造知識、９・・
・一般知識、１０・・故障原因候補

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各種の知識情報が入力される情報入力手段と各種の
   知識情報が出力される情報出力手段とを設け、機器の故
   障原因の究明に関する知識情報が格納された知識ベース
   を設け、この知識ベース内の知識情報と前記情報入力手
   段で入力された機器の故障情報とから機器の故障原因を
   推論して前記情報出力手段に出力する推論手段を設けた
   故障原因診断装置において、診断する機器の構成単位の
   相互関係を示す構造知識と前記構成単位の各々の一般的
   な故障状態に関する一般知識とで知識ベースの知識情報
   を形成し、この知識情報の構造知識と一般知識とを組合
   わせて関連する複数の構成単位の故障状態の連鎖からな
   る故障原因候補を生成する推論手段を設け、前記知識ベ
   ース内の知識情報を編集する情報入力手段を設けたこと
   を特徴とする故障原因診断装置。 ２、各種の知識情報が入力される情報入力手段と各種の
   知識情報が出力される情報出力手段とを設け、機器の故
   障原因の究明に関する知識情報が格納された知識ベース
   を設け、この知識ベース内の知識情報と前記情報入力手
   段で入力された機器の故障情報とから機器の故障原因を
   推論して前記情報出力手段に出力する推論手段を設けた
   故障原因診断装置において、診断する機器の構成単位の
   相互関係を示す構造知識と前記構成単位の各々の一般的
   な故障状態に関する一般知識とからなる知識情報を知識
   ベースに入力し、この知識情報の構造知識と一般知識と
   を組合わせて関連する複数の構成単位の故障状態の連鎖
   からなる故障原因候補を推論手段で生成し、この推論手
   段から前記情報出力手段に出力された故障原因候補を故
   障状態の連鎖の可否で選別して前記知識ベース内の知識
   情報を編集するようにしたことを特徴とする故障原因診
   断装置の知識ベースの作成方法。