JPH0486901A - 自動化装置における出力値の異常検出修正システム - 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、推論形式を用いた知識処理システムに関し、
これを対話型で利用するのではなく、実時間でプロセス
の制御に用いる場合にその安全対策として用いられるも
のであり、プロセスまたは製造設備と推論装置が実時間
で異常出力を防止する装置である。

本発明における自動化装置とは時々刻々と変化するプロ
セスデータおよび関連情報を利用して制御、計画、設計
問題等を解決してプロセスを自動的に駆動する装置であ
る。

〔従来の技術〕

推論形式を利用して推論を行う知識処理システムは従来
の手続型言語（ＦＯＲＴＲＡＮ、　Ｃ０ＢＯＬ、　Ｃ言
語等）により構築したシステムと比較し、制御が困難で
あった悪構造問題（Ｉｌｌ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　Ｐ
ｒｏｂｌｅｍ）に適している言われている。従来の手続
型言語によるシステムでは、全て詳細な手順を記述して
いないとその機能が発揮できない。

知識処理システムはルールを記述すればデータに応じて
処理が実行されるため比較的システムの構築が容易であ
る。

手続型プログラムによって構築されたシステムは試運転
時作成されたロジック全てのルートをテストすることに
より確認完了後オンライン化される。

一方、知識処理システム、特にエキスパートシステムに
おいてその対象とする問題は例えば「人工知能ハンドブ
ック　（オーム社　１９９０−１　ｐ６１８〜６２７）
　３．３　　エキスパートシステムのタイプ」では以下
の分類を行っている。即ち（ａ）解析型（ａｎａｌｙｓ
ｉｓ　ｔｙｐｅ）　　問題、ら）合成型（ｓｙｎｔｈｅ
ｓｉｓｔｙｐ’ｅ）　問題に大別でき、さらに詳細には
（ａ−１）　解釈（ｉｎｔｅｒ−ｐｒｅｔａｔｉｏｎ）
問題、（ａ−２＞　診断（ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）　　問
題、（ａ−３）制御（ｃｏｎｔｒｏｌ）　　問題、（ｂ
−１）計画（ｐｌａｎｎｉｎｇ）問題、（ｂ−２）　設
計（ｄｅｓｉｇｎ）問題に分類している。

しかし、推論形式を利用したエキスパートシステムで自
動化装置を構成する場合においてはその特性からして推
論時間を正確に予測することが困難で、その推論時間が
多大であるときのプロセス環境変化、予期しない推論パ
ターンの発生、収束問題または複雑な探索演算等による
プロセッサーの演算誤差等々のため常にプロセスへ正し
い出力をする保証はない。上記分類では不十分である。

このことから知識処理システムにより複雑な自動運転、
自動制御を実施しているシステムは非常に少ないのが現
状である。

〔発１が解決しようとする課題〕 手続型プログラムを利用すると、プロセスコンビ二一夕
による自動化運転装置の開発期間は通常１８ケ月程度で
ある。一方、悪構造問題を知識処理言語を利用して自動
化運転装置等を実行する場合の開発期間は２７ケ月以上
と言われている。しかし、知識処理システムのうちのエ
キスパートシステム等ではプログラムの生産性は良いが
、見かげ上の完成とは別に実プロセスでの適用はその調
整に時間がかかり開発期間が上述のデータとなって現れ
、美大な開発投資をしなければならない。このためには
開発期間を縮小し早期に使えるパターンより逐次自動化
し、開発投資回収期間を縮小することが必要である。こ
れが本発明における第１の解決課題である。

制御・計画・設計問題等の解決推論装置（以下、問題解
決推論装置と略称する。）が時々刻々と変化するプロセ
スデータに対し、前記推論装置が正常に推論しているか
どうかを検知し、異常であればプロセスを安全側に誘導
する。またプロセスのステータスの保持、解除および変
更指令もする。

問題解決推論装置が推論終了時にその出力値が現況プロ
セスに適用しても異常を起こさないかどうかを検知し、
異常であればプロセスを安全側に誘導する。そのために
、問題解決推論装置が異常であればプロセスを安全側に
誘導する基準データを出力することが本発明の第２の解
決課題である。

かかる問題をここでは「プロセス適合性問題」と定義す
る。即ち、実プロセスの挙動と実時間および問題解決推
論装置の出力データの三者間が実プロセスに適合してい
るかどうかを確認する手段のことである。かかる問題が
産業設備においては事故を起こさず、常に安全を保証す
る意味で重要である。これが本発明の第３の解決課題で
ある。

かかる問題の解決は前記エキスパートシステムの問題分
類には現れていない。

〔課題を解決するための手段〕

以上の課題を解決するために、本発明の自動化装置にお
ける出力値の異常検出修正システムは、制御、計画、設
計問題等を解決しプロセスを駆動する操作器への制御量
または運転データを決定する問題解決推論装置と、 時々刻々と変化するプロセスデータを収集、加工、編集
し前記プロセスデータからの割込信号または内部タイマ
ー等により前記問題解決推論装置および次のプロセス適
合推論システムにプロセスデータ等の情報を転送するプ
ロセス入力装置と、このプロセス入力装置よりの情報を
受けて前記問題解決推論装置の推論条件と時々刻々変化
するプロセス条件の不一致の検出、前記問題解決推論装
置の推論時間および推論過程等の異常状態の検出と共に
前記問題解決推論装置より得た結果を前８己摸作器へ転
送し、自動運転を継続するかどうかを判定するプロセス
適合推論システムと、このプロセス適合推論システムの
出力値を受けて前記操作器のコードに変換し、設定制御
値を出力するプロセス出力ｉｔと、 を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明により、従来困難とされていた実時間制御知識処
理システムを容易に実行できることになる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。第
１図は本発明を適用したプロセス制御システム例を示す
ブロック図である。第１図においてプロセス１は問題解
決推論装置３より制御される設備または装置、プロセス
入力装置２は時々刻々と変化するプロセスデータを収集
・加工編集しプロセスからの割込（インターラブド）信
号または内部タイマー等により問題解決推論装置３およ
びプロセス適合推論システム４に情報を転送する。

問題解決推論装置３は制御、計画、設計問題等を解決し
操作器６への制御量または運転データを決定する装置で
ある。プロセス適合推論システム４はプロセス入力装置
３よりの情報を受けて問題解決推論装置３の推論条件と
時々刻々と変化するプロセス条件の不一致の検出、問題
解決推論装置３の推論時間および推論過程等の異常状態
の検出と共に問題解決推論装置３により得た結果を操作
器６へ転送し自動運転を継続するかどうかを判定するシ
ステムで本発明の主要部分である。プロセス出力装置５
はプロセス適合推論システム４の出力値を受けて操作器
６のコードに変換し設定制御値を出力する装置である。

操作器６はプロセス１を駆動するアクチュエータ等であ
る。アラーム表示・マニニアル運転方法表示装置７は本
例ではＣＲＴでプロセスの制御状態等を表示する画面で
、特にプロセス適合推論システム４で異常状態を検知し
たときにアラーム、マニュアル運転切替および方法の提
示等を表示する装置である。

プロセス適合推論システムの実施例を第２図に示す。同
図において、実線・太線はプロセス適合推論システムと
外部装置との信号の流れを示す。

実線・細線はプロセス適合推論システム内の信号の流れ
を示す。点線・細線はプロセス適合推論システム内のデ
ータの流れを示すが完全ではなく、実施例に従う。

以下、第２図について説明する。共有メモリーΔ１１は
プロセス入力装置とプロセス適合推論システム間で共有
する時々刻々と変化するプロセス情報を格納するもので
ある。共有メモ’Ｊ−８１２は問題解決推論装置とプロ
セス適合推論システム間で共有する時々刻々と変化する
推論情報を格納するものである。ステータス監視１３は
プロセス入力装置の割込信号１００を受けてプロセスの
ステータス変化ありのとき、問題解決推論装置を推論継
続、再推論、および推論中止にするかどうかの推論を行
い、再推論のときは割込信号６００　により再推論開始
を行い、推論中止のときは問題解決推論装置に推論中止
の割込信号を発すると共に、検出Ａ１７にプロセス不適
合の割込信号を発する。また特殊条件としてステータス
移動禁止を検出ＡＩ？およびプロセス不適合処理１８を
介してプロセス出力装置にロックすべきステータスを出
力する。プロセス制約監視１４はプロセス入力装置の割
込信号１００を受けてプロセスの制約条件変化ありのと
き、問題解決推論装置が推論継続、再推論および推論中
止の推論を行い再推論のときは割込信号６００　により
再推論開始を行い、推論中止のときは検出Ａ１７にプロ
セス不適合の割込信号を発する。推論時間監視１５はプ
ロセス入力装置の割込信号１００を受けて問題解決推論
装置の推論時間が予め設定している時間になっても推論
完了とならないとき、推論過程監視１６の情報等より問
題解決推論装置が推論継続または推論中止の推論を行い
推論中止のときは割込信号６００　により推論中止を行
い、そして検出Ａ１７にプロセス不適合の割込信号を発
する。推論過程監視１６はプロセス入力装置の割込信号
１００を受けて問題解決推論装置の推論内容が予め指定
した不良推論パターンにマツチングしたとき、問題解決
推論装置に推論中止の割込信号６００　により推論中止
を行い、そして検出Ａ１７にプロセス不適合の割込信号
を発する。検出Ａ１７は前記ステータス監視１３、プロ
セス制約監視１４等がプロセス不適合の割込信号を発し
たとき、または問題解決推論装置より推論不良の割込信
号を発したときにプロセス不適合処理１８に推論開始の
割込信号を発する。

検出Ａ１７はまた問題解決推論装置が推論正常完了の割
込信号を受信し、かつ前記ステータス監視１３、プロセ
ス制約監視１４等がプロセス不適合の信号が無いときに
は後述のプロセス適合性判定（１）１９、プロセス適合
性判定（２）２０、プロセス適合性判定（３）２１にそ
れぞれ割込信号を発する。プロセス不適合処理１８は検
出Ａ１７または検出Ｂ２２よりプロセス不適合の割込信
号とその原因コードを取込みそれに対応したプロセスを
保護または安全側に運転する出力値を生成し共有メモ！
Ｊ−Ｃ２３に出力値を転送すると共にプロセス出力命令
の割込信号５００　をプロセス出力装置に発する。また
ＣＲＴにアラーム出力、マニュアルによる運転方法の表
示も行う。プロセス適合性判定（１）　１９は推論正常
完了の割込信号を検出Ａ１７より受信し共有メモ’Ｊ−
Ａ１１．　Ｂ１２の情報よりプロセス制約条件・評価関
数が現況プロセスに適合しているかどうかを判定する、
適合しているときは出力値を共有メモ’Ｊ−８１２より
共有メモリーＣ２３に転送すると共にプロセス出力命令
の割込信号３００をプロセス出力装置に発し、適合して
いないときはプロセス不適合処理１８にプロセス不適合
の割込信号を発する。プロセス適合性判定（２）２０も
プロセス適合性判定（１）　１９と同様であるが、異な
るのは問題解決推論装置の解出力情報とプロセス現況デ
ータよりプロセスシミニレ−ジョンを行い現況プロセス
と矛盾が無いまたは有りの判定をすることにある。プロ
セス適合性判定（３）２１もプロセス適合性判定（１）
１９と同様であるが、異なるのは問題解決推論装置のプ
ロセス出力データをプロセスに適用しても異常を起こさ
ない条件を満足しているかどうかの判定のみをする。

以下、各項目の内容について説明する。

プロセスステータス監視 プロセスステータスとは、運転状態が停止（ＳＴ）、起
動（ＳＳ）、定常１　（Ｓｌ）、・・・、定常ｎ　（Ｓ
ｎ）、停止準備（ＳＰ）、停止（ＳＴ）等のサイクルに
細分化され、この各状態を言う。プロセスステータスと
問題解決推論装置は独立した設備のたｔステータスは自
由に変化し、このため推論開始後にステータスが変化す
ると推論結果が正しい保証はない。このため各ステータ
スの遷移状態により推論許容、再推論、推論停止、ステ
ータス移動禁止等のパターンに分類する。また、ステー
タスは単純にｓ１→ｓ２→・・・→Ｓｎと変化せずＳｉ
ｌ→Ｓｉ２→・・・→Ｓｉｌ→Ｓｉ３　　・・・等に変
化し、このため、これをパターン化し推論形式とする。

推論例は各ステータスに対応して推論許容、再推論、推
論停止、ステータス移動禁止等のパターンを知識ベース
化し、このパターンと共有メモリーへのプロセス現況ス
テータスパターンとをマツチング推論する簡単なもので
ある。勿論、処理時間も短い。

産業設備についての具体例は製鉄業の転炉設備（プロセ
ス）で鋼中燐を推論する装置（問題解決推論装置）にお
いて吹錬停止ステータスと出鋼開始ステータスがあり、
その間で燐成分を推論により予測し判定結果で次工程を
決定するが、このとき誤って出鋼すると転炉に再移送し
再度吹錬を実施するトラブル状態となる、これを避ける
ため吹錬停止ステータスがオンであり推論開始ならば出
鋼開始ステータスを強制的にロック（出鋼開始不可）し
推論完了でロックを解除し次ステータスに移行する。

プロセス制約監視 本機能は問題解決推論装置がプロセス制約条件付きの推
論を実行中のときに有効である。

プロセス制約条件付きとは問題解決推論装置内で論理的
な推論が完全であっても、推論開始後現況プロセスが変
化し結果としての解情報がプロセスに適合せず棄却する
場合である。

フレーム構成はフレームに問題解決推論装置に影響をお
よぼすプロセス変数と条件を記述し、各対応フレームに
推論継続、再推論および推論中止のどれか一つを選択決
定する、このフレームをプロセス制約フレームと定義す
る。問題解決推論装置内にはプロセス制約監視に使用す
るプロセス変数を記入するフレームを設はイニシャル状
態で「未使用」のフラグを設定し、推論で使用すると「
未使用」フラグを「使用」フラグに書き換える、これを
プロセス変数フレームと定義する、書き換える場所は共
有メモリーＢである。

推論プログラムはプロセス入力装置からの割込信号を受
はプロセス変数の変更データのみを取り込ミ、該プロセ
ス制約フレームトノパターンマツチングの推論を行う、
マツチングすればそのフレーム内の推論決定スロットが
推論継続のときは問題解決推論装置および検出Ａ１７に
は指示項目は無い。フレーム内の推論決定スロットが再
推論であれば該プロセス変数フレーム内の該プロセス変
数が「未使用」であればおよび問題解決推論装置に推論
中断の割込を発し推論を中断し変更箇所のデータを書き
換え推論再開の割込を発し、該プロセス変数が「使用」
のときは推論中止の割込を発し推論を中断し変更箇所の
データを書き換え再推論の割込を発し始めからの推論を
行い、検出Ａ１７には指示項目は無い。フレーム内の推
論決定スロットが推論中止のときは問題解決推論装置に
推論中止の割込信号を発し該装置はシステムを初期化す
る、検出Ａ１７には原因項目を付しプロセス不適合の割
込信号を発する。

具体的には製鉄業のコークス製造プロセスにおける石炭
の配合計画制御システムにおいて有効である。即ち、そ
のプロセスは石炭ヤードよりレクレーマ等の払出機と配
合槽（約２０槽程度）とを接続するベルトコンベアー群
、決定した石炭配合比を配合槽にて切り出しコークス炉
に輸送し規定のコークス品質を維持するプロセスである
。この石炭配合比の決定を推論により各銘柄石炭の配合
比の範囲を決定し、その範囲内で品質制約式を満足し、
目的関数を最大または最小にする石炭配合比を計画決定
・制御する場合においてその処理時間が数十分かかる。

他方その配合比の範囲を決定するときの前提はコークス
設備、配合槽関連の設備、コンベアー設備、払出機の状
態に依存する。例えば推論中に配合槽の一つが故障した
とき、コンベアーの一系統が故障したとき、払出機の一
つが故障したとき等々においてその結果を出力するとプ
ロセス全体が異常になる。

本手段は、かかる事態を事前に避ける方法の実施例であ
ると共に、プロセッサーを効率的にも使用できる。

推論時間監視 推論の応用プログラムは探索空間の拡大化、推論フレー
ムの複雑化、推論ルールプログラムの長大化にともない
推論開始より推論完了までの時間が容易に決定できない
。

即ち設定データの内容によりあるときは数秒であり、あ
るときは数十分、数時間を要する、その時間のバラツキ
内容の正当性は短時間では決定できずプログラムの各バ
スの検査完了後、実時間制御用計算機に組み込み実使用
する場合は数ケ月程度から１年以上もかかる。かかるプ
ログラムをオンラインで早期使用し、効果を確認する一
つの方法は検査完了推論パターンの推論時間を利用する
ことである。

本手段は問題解決推論装置が上記のタイプの課題のとき
に有効に作用する。

本手段のキー情報は推論パターンＮｏと平均推論時間等
を利用する。プロセス人力装置が推論パターンＮｏ、と
現時刻を付与して問題解決推論装置に割込を発生させ推
論開始とし、推論パターンＮｏ、対応の平均推論時間が
経過しても共有メモリーＢに推論完了が未設定のとき、
推論時間監視に割込を発し定周期の監視をする。

推論時間監視のフレーム構成は推論パターンＮＯ対応の
推論時間Ｍａｘ　、推論群ＲＵＮ消化比（推論群ＲＵＮ
回数／推論群トータルＲＵＮ回数）等であり、問題解法
推論装置のフレーム構成は一つで各推論群のＲＵＮ回数
等である。

推論プログラムは問題解決推論装置では推論群を経過す
る毎に該推論群にカウントを１加算し結果を共有メモＩ
Ｊ　　Ｂに転送する。推論時間監視では共有メモリー内
の各推論群ＲＵＮ回数より推論群ＲＵＮ消化比を計算し
、推論時間！Ｊ　ｅ　ａ　ｎでの推論群ＲＵＮ消化比値
よりプロセス不適合の確信度を付与し、以下定周期で起
動される毎に推論群ＲＵＮ消化比値よりプロセス不適合
の確信度を付与する。付与の原則は各推論時間毎の推論
群ＲＵＮ消化比の標準値との差が大なるとき、大きい確
信度とすることにある。そして一定の確信度より大にな
るとプロセス不適合と判断し検出Ａ］７にプロセス不適
合の割込を発すると共に問題解決推論装置に推論中止の
割込を発生させ推論を中止する。ここで推論特有の特徴
は推論時間Ｍａｘを越えると即時プロセス不適合の判定
を下すこともできるが、推論群ＲＵＮ消化比が９８％以
上のときは推論続行としてプロセス適合とし正常推論と
することができた。

推論過程監視 推論の応用プログラムは探索空間の拡大化、推論フレー
ムの複雑化、推論ルールプログラムの長大化にともない
推論開始より推論完了までのステップで正常推論か異常
推論かは容易に決定できない。例えば、製鉄業における
原料ヤードの原料配置計画の課題は長期間にわたる需給
バランスをみながら適切な配置箇所を決定する複雑な組
合せであり、例え実行可能解であっても現状の作業内容
と微妙に食い違うパターンが発生する。その原因の一つ
は過去発生または予期できる、推論群間の不良パターン
、推論群内の不良推論パターン、推論群間・内の不良推
論パターンを利用し異常推論を早期に摘出し原因の究明
に努めると共にプロセス不適合処理を行い出力値の保護
を行うことである。かかる内容の正当性は短時間では決
定できずプログラムの各パスの検査完了後、実時間制御
用計算機に組み込み実使用する場合は数ケ月程度から１
年以上もかかる。かかるプログラムをオンラインで早期
使用し、効果を確認する一つの方法は検査完了推論パタ
ーンの推論過程の監視を利用することである。

本手段は問題解決推論装置が上記のタイプの課題のとき
に有効に作用する。

本手段は問題解決推論装置より発生する推論トレース情
報と予め設定している不良推論群と不良推論のパターン
マツチにより推論異常を未然に防ぐことができる。

プロセス入力装置は推論パターンＮαを付与し問題解決
推論装置に割込を発生させ推論開始とし、問題解決推論
装置は推論群実行推移推論の実行推移を共有メモＩＪ−
Ｂに書き込む。またプロセス入力装置は割込を発生させ
るとともに推論過程監視にも割込を発生させ推論開始と
する。以下、推論過程監視の構成とその動作を説明する
。

推論過程監視の全体構成は実行順序不良推論群監視、不
良推論監視、推論群間不良推論監視より構成されている
。不良推論群実行順序監視とは各推論群の実行順序が予
め規定しているパターンと同じときに推論不良と判定し
、不良推論監視とは推論順序が予め規定しているパター
ンと同じときに推論不良と判定し、推論群間不良推論監
視とは前二者との組合せて、例えば推論群Ａ内で推論実
行順序がａで推論群Ｂ内で推論実行順序がｂのとき推論
不良と判定する。

推論過程監視のフレーム構成を第５図、第６図、第７図
に示す。第５図のフレーム構成は実行順序不良推論群監
視に使用するもので推論実行順序を縦方向に記述し、こ
の順序で推論を実行したときに不良推論と規定し、かか
るフレームを複数個準備する。第６図は不良推論監視に
使用するもので、例えば推論群が第６図に示すようにＡ
２→Ｂ２→Ｃ２→・・・→Ｎ２のとき、そのときの推論
群Ｎ２内の推論実行順序がＡ３→Ｂ３→Ｃ３→・・・→
Ｎ３のときに不良推論と規定し、かかるフレームを複数
個準備する。第７図は推論群間不良推論監視に使用する
もので、例えば推論群の実行順序が第７図（ａ）に示す
＾４→Ｂ４→Ｃ４→・・・→Ｎ４のときでかつ推論群Ｂ
４に不良推論探索のマークがあれ・ば第７図（ｂ）に示
す推論実行順序を意味し、また推論群ｉでは不良推論探
索のマークがあれば第７図（Ｃ）に示す推論実行順序を
意味する。そしてかかる推論群の実行順序と推論の実行
順序が発生したとき、不良推論と規定し、かかるフレー
ムを複数個準備する。

推論プログラムは実行順序不良推論群監視、不良推論監
視、推論群間不良推論監視より構成しプロセス入力装置
よりの割込を受けて問題解決推論装置の推論過程を監視
し不良パターンを検知したとき、検知Ａ１７にプロセス
不適合の割込を発すると共に問題解決推論装置に推論中
止の割込を発生させ推論を中止する。

実行順序不良推論群監視プログラムのフローチャート例
を第３図（ａ）に示す。以下、本例に基づき説明する。

共有メモリー已に書き込まれる推論実行順序と予め設定
した複数の不良推論群実行順序のパターンマツチングを
行い、結果として少なくとも一つの不良推論群実行順序
の条件が成立すれば実行順序不良推論群有りの割込を検
出Ａ１７へ発生、問題解決装置へは推論中止の割込を発
生させる、そうでないときは共有メモリーＢ内の推論完
了のフラグが未設定のときは再度上記の動作を繰り返し
、推論完了のときは実行順序不良推論群無しの割込を検
出Ａ１７へ発生させ本推論は完了する。

不良推論監視プログラムのフローチャート例を第３図（
ｂ）に示す。以下、本例に基づき説明する。

共有メモリー已に書き込まれる推論群と第６図記載の推
論群実行順序をパターンマツチングし、マツチングした
とき、そのときの推論群内（共有メモリーＢ）の推論実
行結果と不良推論付順序とのパターンマツチングを行い
、前記の実行順序不良推論群監視プログラムと同様な処
理をする。

推論群間不良推論監視プログラムは共有メモリーＢに書
°き込まれる推論群実行順序および推論実行順序と第７
図（ａ）、ら〕、（Ｃ）の推論群実行順序および推論実
行順序とのパターンマツチングを行つ。

その方法は例えば推論群Ａ４と推論群Ｂ４（このフレー
ムには不良推論探索の指示がある。）が共有メモＩＪ−
Ｂ内の推論実行順序が一致したとき、該推論群の共有メ
モＩＪ−Ｂに書き込まれる推論実行順序と第７図（ｂ）
に記載の推論実行順序が一致し、かつ共有メモリーＢに
書き込まれる推論群実行順序が第７図（ａ）の推論群実
行順序がさらに推論群Ｃ４・・・推論群ｌと一致し、第
７図（Ｃ）に記載の推論実行順序パターンと推論群１の
共有メモリー已に書き込まれる推論実行順序が一致した
ときにのみ推論群間不良推論と判定し、そうでないとき
は正常推論とする。以下、前記の実行順序不良推論群監
視プログラムと同様な処理をする。

検出Ａ 本装置は前述の通りであり、特に推論は行わない。

プロセス適合性判定 後述のプロセス適合性判定（１）、（２）、（３）の共
通部を以下に説明する。

本手段は問題解決推論装置により得られた解データが、
与えられた問題に対して解が妥当（与えられた元の条件
を満足していることの証胡。）を判定するもので、所謂
解の検証を行うものである。

解の検証は問題解決推論装置により論理的に行うことは
勿論可能であるが、現況プロセスデータにてプロセスに
適合しているかどうかの推論には無理がある（極端な論
理は再度推論を始めから実行する脱出路のない永久ルー
プとなる。）。このため問題解決推論装置で行う解の検
証推論を本手段で行う。

本手段の動作例を以下に示す。解の検証推論で使用する
プロセスデータをプロセス入力装置より問題解決推論装
置に割込信号を発すると共に本推論装置にも割込信号を
発し、プロセス現況データを取り込む。以下プロセス現
況データが変化する毎あるいは定周期にて劾変化データ
を取り込み常に本推論装置のプロセスデータがプロセス
現況データと一致するように保持しておき、検出Ａ１７
より正常推論完了の割込信号を受けたときに、問題解決
推論装置の解データを共有メモ’Ｊ−Ｂより取り込み解
の検証推論即ちプロセス適合性の推論を行い判定を下す
。判定完了後に検出已に割込信号を発する。以下の動作
は前述の通りである。

このような手段により極めて短時間でプロセス適合性の
判断ができる。

プロセス適合性判定（１）制約条件・評価関数本手段は
問題解決推論装置がプロセス制約条件、評価関数等を有
している場合に適用する。プロセス制約条件とは、例え
ば制約条件が次式で与えられたとき Ｌ１≦Ｇｉ　（Ｙ、　Ｘ、　１１）　　≦υｉ　　ｉ＝
ｌ〜ｉｎ　　　　　　　（］）式ここて、Ｇｉはプロセ
スの制約条件式 ｘ＝Ｘ（ｔｏ；ｔ）、　ｙ＝ｙ（ｔｏｏｔ）　；現在時
刻ｔ　Ｏヲ始点時刻（！：しｔ迄未来のプロセス内部お
よび出力 変数１＝１０がプロセス現況データ Ｕ＝ＩＪ（ｔＯ；ｔ）　；現在時刻ｔｏを始点時刻とし
ｔ迄未米の解データ Ｌｉ＝Ｌｉ　（ｔＯ；ｔ）、　１Ｉｉ＝Ｕｉ　（ｔｏｏ
ｔ）　；現在時刻ｔｏを始点時刻としｔ迄未来の下限値
および上限値 これらの関係式が、与えられた範囲て（１）式を満足し
ているときはプロセス適合と判断し、そうでないときは
プロセス不適合と判断する。

評価関数についても同様な処理を行う。

プロセス適合性判定（２）プロセスシミュレーション 本手段は問題解決推論装置がプロセスシミュレ−ジョン
機能を有している場合に適用する。プロセスシミコレ−
ジョンとは、例えば解出力データをし＝ｌＪ　（ｔＱ　
；　ｔ）　　を推論により求於Ｙ　（ｔＱ　；　ｔ）　
　が次式のシニミレーションモデルで計算されるとき、
Ｙｉ＋ｌ＝＾・Ｙｉ＋Ｂ・ＩＩ　ｉ　　　　　　　　　
　　　（２）式３式％（１） る。ＡＳＢは係数である。

この（２）式を使ってシミニレ−ジョンを行い、この時
間方向の各データが予め与えられた制約を満足している
ときはプロセス適合と判断し、そうでないときはプロセ
ス不適合と判断する。

プロセス適合性判定（３）出力データ条件判定本手段は
問題解決推論装置より得られる解出力データ［１＝［Ｉ
（ｔＯ；ｔ）　　は有界の数値である。即ち、プロセス
適合性判定（１）における（１〕式のＹ、Ｘを除いたパ
ターンに相当する。

検出Ｂ 本装置は前述の通りであり、特に推論は行わない。

プロセス不適合処理 本機能は前述のように検出Ａ１？または検出Ｂ２２より
問題解決推論装置に推論異常を検知し、プロセスを安全
側に誘導する出力データを生成する手段である。かかる
手段は例えばプロセスのオンラインリアルタイム制御シ
ステムにおいて手続型のプログラムを用いて実装されて
いる。しかし以下に説明する推論手段によればンステム
開発が容易にでき、開発工期が短縮できる。その一実施
例を第４図に示し、推論内容を以下説明する。

ステップ１　（ＰＯＩＯ，ＰＯ２０）　　；検出Ａ、Ｂ
よりの割込発生を受け、原因コード、ステータス、現出
力値を取り込み、この原因コード、ステータスと「プロ
セス現況データ取込フレーム」とのパターンマツチング
を行いプロセス現況データの、名称を検索し、該名称の
データを取り込む。

ステラ７’　２　（ＰＯ３０）　；　ｒプロセス現況デ
ータフレーム」と「プロセス現況データ上下限値フレー
ム」のパターンマツチングを行い以下のステップで使用
するプロセス現況データが正常か不良かの判断をし、そ
の結果を「プロセス推論データフレーム」に書き込む。

ステップ３　（ＰＯ４０）・Ｆプロセス推論データフレ
ーム」と「出力データフレーム」のパターンマツチング
を行い、予め決定しているプロセスを安全側に誘導する
アラーム、運転手順、プロセス出力装置への出力値を取
り出す。圧力項目には、例えば推論自動運転ステータス
をオフにし、電気シーケンサ−単独運転ステータスをオ
ンにし、制御設定値を（制御設定値）−（（現況）−（
定数値））に変更シ、プロセスステータスＸをプロセス
ステータスＡに変更する等々である。

ステップ４　（ＰＯ５０）　；ステップ３で得たアラー
ムメツセージ、運転手順書およびプロセス出力値等を外
部装置、例えばＣＲＴにアラームを発し表示する。

ステップ５　（ＰＯ６０）　；プロセス出力値を共有メ
モＩＪ　　Ｃに転送し、プロセス出力装置にプロセス出
力命令の割込を発する。

以上がプロセス不適合処理の内容である。本手段によれ
ば多数の問題解決推論装置を実装しているプロセスにお
いて内部の推論形式および上記フレームを標準化しＣＲ
Ｔより表形式で人力する方式で実施した結果、−問題解
決推論装置について手続型で製作開始より完了が１ケ月
以上かかる工期がわずか数日で完成できた。また本実施
例の開発工期は約１ケ月であった。

なお、本実施例のステップ４において外部装置よりプロ
セス出力値を修正し、その結果をプロセス出力装置に反
映することは容易にてきる。

プロセス適合推論システムは１台のプロセッサーにても
実行できるが、処理効率および異常推論の未然防止等を
含め複数台にて処理を行うのが良い。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば下記の効果を奏
する。

（１）知識処理ンステムを実時間制御用計算機により容
易に自動運転することができる。

（ｕ）プロセスが常に安全側に誘導できオペレー夕から
みて安心して自動運転できる。

（ｊｉ　）プロセス適合推論システムにより、自動運転
システムの実プラントへの適用が問題解決推論装置の開
発期間が従来の実時間制御用計算機システムの場合と同
様に１８ケ月の開発期間で可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る全体システム構成図、第２図はプ
ロセス適合推論システムの構成図、第３図は推論過程監
視のフローチャート、第４図はプロセス不適合処理のフ
ローチャート、第５図は推論過程監視の不良推論群実行
順序のフレーム構成例を示すテーブル、第６図は推論過
程監視の推論群内不良推論のフレーム構成例を示すテー
ブル、第７図は推論過程監視の推論群間不良推論のフレ
ーム構成例を示すテーブルである。 トプロセス ２；プロセス入力装置 ３；問題解決推論装置 ４；プロセス適合推論システム ５；プロセス出力装置 ６：操作器 ７：外部入出力装置 １１；共有メモリーＡ １２；共有メモリーＢ １３；ステータス監視 １４；プロセス制約監視 １５；推論時間監視 １６；推論過程監視 １７；検出Ａ １８；プロセス不適合処理 １９；プロセス適合性判定（１） ２０；プロセス適合性判定（２） ２１；プロセス適合性判定（３） ２２；検出Ｂ ２３；共有メモリー〇 １００；プロセス入力装置からの割込信号２００：問題
解決推論装置からの割込信号３００；プロセス出力装置
への割込信号４００：外部装置（ＣＲＴ）への出力 ５００；プロセス不適合処理からプロセス出力装置への
割込信号 ６００；上記３，４，５．６から問題解決推論装置への
割込信号 特許出願人　新日本製鐵株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、制御、計画、設計問題等を解決しプロセスを駆動す
   る操作器への制御量または運転データを決定する問題解
   決推論装置と、 時々刻々と変化するプロセスデータを収集、加工、編集
   し前記プロセスデータからの割込信号または内部タイマ
   ー等により前記問題解決推論装置および次のプロセス適
   合推論システムにプロセスデータ等の情報を転送するプ
   ロセス入力装置と、 このプロセス入力装置よりの情報を受けて前記問題解決
   推論装置の推論条件と時々刻々変化するプロセス条件の
   不一致の検出、前記問題解決推論装置の推論時間および
   推論過程等の異常状態の検出と共に前記問題解決推論装
   置より得た結果を前記操作器へ転送し、自動運転を継続
   するかどうかを判定するプロセス適合推論システムと、 このプロセス適合推論システムの出力値を受けて前記操
   作器のコードに変換し、設定制御値を出力するプロセス
   出力装置と、 を備えたことを特徴とする自動化装置における出力値の
   異常検出修正システム。 ２、請求項１記載の問題解決推論装置は、推論開始と共
   に時々刻々と変化するプロセスデータに対し、同装置に
   ステータス監視・プロセス制約監視・推論時間監視・推
   論過程監視等よりなる知識ベースに基づきステータス、
   プロセス制約、推論時間および推論過程監視という推論
   ベースにより推論を行って推論中止、推論継続、推論一
   時中断と再開を指示し、推論中止のときはプロセス不適
   合の知識ベースに基づきプロセス不適合処理推論という
   推論ベースにより推論を行ってプロセスを安全側に誘導
   する手段を有する自動化装置における出力値の異常検出
   修正システム。 ３、請求項１または２記載の問題点解決推論装置は、推
   論開始と共に時々刻々変化するプロセスデータに対し、
   プロセスに対しステータス保持・解除・開始の知識ベー
   スに基づきステータス保持・解除・開始の推論を行いプ
   ロセスのステータスの保持・解除・開始を指示する手段
   を有する自動化装置における出力値の異常検出修正シス
   テム。 ４、請求項１、２または３記載の問題解決推論装置は、
   推論開始と共に同装置の推論時間を推論時間監視よりな
   る知識ベースに基づき推論時間監視という推論ベースに
   より推論を行って正常推論か異常推論かを判断し、推論
   中止、推論継続、推論一時中断と再開を指示し、推論中
   止のときはプロセス不適合の知識ベースに基づきプロセ
   ス不適合処理推論という推論ベースにより推論を行って
   プロセスを安全側に誘導する手段を有する自動化装置に
   おける出力値の異常検出修正システム。 ５、請求項１ないし４のいずれかの項記載の問題解決推
   論装置は、推論開始と共に同装置の推論過程を推論過程
   監視の知識ベースに基づき推論過程監視という推論ベー
   スにより推論を行って不良推論を検知し推論中止を指示
   し、プロセス不適合の知識ベースに基づきプロセス不適
   合処理推論という推論ベースにより推論を行ってプロセ
   スを安全側に誘導する手段を有する自動化装置における
   出力値の異常検出修正システム。 ６、請求項５記載の問題解決推論装置は推論不良と判定
   したとき、プロセス不適合の知識ベースに基づきプロセ
   ス不適合処理推論という推論ベースにより推論を行って
   プロセスを安全側に誘導する手段を有する自動化装置に
   おける出力値の異常検出修正システム。 ７、請求項６記載の問題解決推論装置は、同装置のプロ
   セス出力データが実プロセスに適用して正常か異常かを
   プロセス適合性判定よりなる知識ベースに基づきプロセ
   ス適合性判定という推論ベースにより推論を行って正常
   なときはプロセス出力装置にデータを転送し、そうでな
   いときはプロセス不適合の知識ベースに基づきプロセス
   不適合処理推論という推論ベースにより推論を行ってプ
   ロセスを安全側に誘導する手段を有する自動化装置にお
   ける出力値の異常検出修正システム。