JPH05298105A - 故障原因推論装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熟練した運転員のノウハウを簡単に取り込む
ことができ、種々の変更が生じても誰にでも簡単に対応
できる故障原因推論装置を得る。 【構成】 種々の事象や現象についてそれぞれの因果関
係をルール化し、それをテーブル形式で有する知識ベー
スと、入力インタフェースより入力されたデータを、こ
の知識ベースと照合しながら故障の原因を推論する推論
エンジンとを設けた。 【効果】 変更に対して柔軟に対応することができ、試
行錯誤を経ながら知識ベースの構築を行うことが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プラントの故障診断
装置、運転者訓練装置、あるいはシーケンサでデバッガ
などに適用される故障原因推論装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は例えば「三菱電機技報」第６２巻
第１２号（１９８８年）の第３６〜４１頁に示された従
来の故障原因推論装置における知識ベースの論理フロー
を示すフロー図であり、図７において、ＳＴ１〜ＳＴ
４，ＳＴ６，ＳＴ１１，ＳＴ１４〜ＳＴ１６はプラント
の事象、現象あるいはその状態を判断するステップであ
り、それぞれの判断結果に応じて次の処理ステップに進
んで行く。また、ＳＴ５，ＳＴ７〜ＳＴ１０，ＳＴ１
２，ＳＴ１３，ＳＴ１７，ＳＴ１８は故障原因の推定結
果並びに、運転員の点検動作を表わしている。

【０００３】次に動作について説明する。上水道や下水
道で用いられるポンプを始動させようとした時、何らか
の原因によってポンプが順調に始動しない、いわゆるポ
ンプの“始動渋滞”が生じると、この知識データベー
ス、別名、“故障検出系統木”と呼ばれるロジック回路
に沿ってこの原因の診断が開始される。今、始動渋滞の
信号が入力されたとすると、ステップＳＴ１において始
動渋滞の検出タイマー出力の有無の判定を行い、検出タ
イマ出力が無ければ、ステップＳＴ２にて１４８Ｔ１リ
レーのコイル電圧の有無の判定が行われる。１４８Ｔ１
リレーのコイル電圧が無ければ、ステップＳＴ３に進
み、始動渋滞の検出リレーがタイムアップしているか否
かの判定を行う。その結果、検出リレーがタイムアップ
していれば、ステップＳＴ４で１４８Ｔ１Ｘリレーのコ
イル電圧の有無の判定を行い、コイル電流が無ければス
テップＳＴ５で１４８Ｔ１Ｘリレーの機械的不良と判定
する。これがこのプラント故障診断装置によって得られ
た具体的な故障診断の内容である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の故障原因推論装
置は以上のように構成されているので、処理のアルゴリ
ズムに変更が生じた場合、“故障検出系統木”を変更す
る必要が生じ、それに伴ってプログラミングも変えなけ
ればならず、プラントの故障診断装置などでは運転員の
永年の知識やノウハウを取り込んだものである性格上、
処理のアルゴリズムの変更は避けられず、この“故障検
出系統木”の変更に伴うプログラムの改定は、コンピュ
ータの専門知識を持った技術者によって行われる煩雑な
作業となるという問題点があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、熟練した運転員の永年の知
識やノウハウを簡単に取り込むことが可能である上、そ
れに変更が生じても誰にでも簡単に、処理アルゴリズム
に取り込むことができる故障原因推論装置を得ることを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る故障原因
推論装置は、種々の事象や現象についてそれぞれの因果
関係をルール化し、それをテーブル形式で有する知識ベ
ースと、入力インタフェースより取り込んだデータをこ
の知識ベースと照合しながら、その原因を推論する推論
エンジンを設けたものである。

【０００７】

【作用】この発明における知識ベースは、故障推論に必
要な知識を縦列には結果、横列には原因を表わしたルー
ルとして二次元のテーブル形式で表現することにより、
種々の変更が生じても、前記ルールの追加、削除、修正
を行なうことによって柔軟な対応を可能にする。

【０００８】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１において、１はプラントの事象や現象に関す
る原因と結果の因果関係を、プラントの熟練運転者のノ
ウハウを盛り込んでルール化し、それを二次元のテーブ
ル形式で有する知識ベースである。２はこの知識ベース
１と関連付けられた関係資料を管理する知識管理モジュ
ールであり、３は知識ベース１および関係資料との関連
付けや、それらの変更・修正を行う場合の、熟練運転者
とのインタフェースとしての知識エディタである。４は
プラントの状態や故障に関するプロセスデータが入力さ
れる入力インタフェースであり、５はこの入力インタフ
ェース４から入力されたプロセスデータを、知識ベース
１の有するルールと照合しながら故障原因を診断推論す
る推論エンジンである。６は例えばモニタＣＲＴやプリ
ンタなどが用いられ、前記推論エンジン５の推論結果を
表示する、ユーザーとのインタフェースとしての表示部
である。

【０００９】次に動作について説明する。ここでは、電
力系統の１回線を常用とし、異なる別の系統を待機回線
で電力を受電しているプラントに適用した場合を例にと
って説明する。このようなプラントでは停電事故は絶対
に避けなければならず、万が一、停電という事態になっ
ても電力系統のスムーズな切替えによって早急に復電さ
せなければならない。図２はそのようなプラントにおけ
る電力系統を示す説明図であり、図３は当該電力系統の
無停電切替の論理フローを示すフロー図である。

【００１０】この発明においては、この図３に示す論理
フローをそのままプログラミングするのに代えて、想定
される状態や故障の項目と惹起されると予想される故障
ケースを因果関係としてデシジョン・テーブルにまとめ
る。即ち、知識エディタ３を用いて、まず論理フローに
現れる遮断機や断路機などをデータ項目として、起動渋
滞、受電２号断路機（８９Ｒ２）入り、受電２号遮断機
（５２Ｒ２）入り、受電１号遮断機（５２Ｒ１）入り、
受電１号断路機（８９Ｒ１）入りなどを表の縦の列に記
入する。次に、図３に論理フローで出てくる状態は、同
じく知識エディタ３を用いて、正常（自動完了）および
異常１〜異常５にまとめ、表の横の列に記入する。この
ようにしてまとめられた結果は図４に示すデシジョン・
テーブルとなり、これが知識ベース１を構成する。この
デシジョン・テーブルの横の列に記入した判定状態であ
る、正常（自動完了）および異常１〜異常５などの詳細
な内容は、知識管理モジュール２によって、この知識ベ
ース１と関係づけられて記憶されている。

【００１１】今、知識管理モジュール２が、その内容と
してメッセージを記憶していれば、対応する以下のメッ
セージが出力される。 正常：予め定められた全ての電力系統切替え手順が、自
動的に正常裏に終了した。 異常１：起動渋滞が発生したもので、起動渋滞を起こす
全ての条件をチェックせよ。 異常２：受電２号断路機（８９Ｒ２）の入りが作動しな
かった。５２Ｒ２が切れてないか調べよ。 異常３：受電２号遮断機（５２Ｒ２）の入りが作動しな
かった。８９Ｒ２が投入されてないか調べよ。 異常４：・・・・・・・・・・・・・・・・。 異常５：・・・・・・・・・・・・・・・・。

【００１２】通常、知識管理モジュール２の内容がこの
メッセージだけでは、運転員に発生した状態を十分に伝
達できないので、より詳細な内容をまとめておき、これ
を取扱い説明書やシーケンスなどの図面とともに知識管
理モジュール２内に保管・記録しておく。

【００１３】このように前もって準備・入力されている
プラント故障診断装置に、入力インタフェース４よりオ
ンライン・データが入力されると、推論エンジン５は知
識ベース１を照会して、原因の診断推論を実行する。そ
してその推論の結果が異常１（起動渋滞）に該当したと
すれば、予め用意しておいた渋滞の原因と対応処置をま
とめたものを、モニタＣＲＴやプリンタなどの表示部６
に出力し、プラントの運転員に故障診断結果を知らしめ
る。

【００１４】このようなプラント故障診断装置では、一
般にプラントの運転員の経験に基づくノウハウなどをい
かに取り込むことができるかが、システムの良否を決定
する大きなファクターとなる。従って、このようなシス
テムの性格上、知識ベース１は試行錯誤を経ながら構築
していくことになり、当該知識ベース１の変更は不可避
的に常に発生することになる。このような変更が生じた
時、この発明のプラント故障診断装置では知識ベース１
のデシジョン・テーブルを変更するだけでよい。たとえ
ば、「プラントの緊急異常時には、電源系統の切替えは
絶対にしない。（理由：プラントの電源を絶対に確保し
ておくため“電源系統の切替え”のような重大な操作は
しない。）」という項目を追加したい時には、図５に示
すようにデシジョン・テーブルの縦の列の１項と２項の
間に、当該プラント重大故障の項目を追加するだけでよ
い。

【００１５】実施例２．なお、上記実施例１ではプラン
トの故障診断装置に適用した場合について説明したが、
プラントの運転員訓練装置に適用してもよく、上記実施
例と同様の効果を奏する。すなわち、実プラントでは故
障が発生するのはきわめて稀であり、また、故意に実際
の故障を発生させることはできないが、オンラインのプ
ロセスデータに代えて、入力インタフェース４より模擬
的な故障データを入力すれば、上記実施例１における知
識ベース１を使用したプラントの運転員訓練装置を得る
ことができる。

【００１６】この運転員訓練装置も熟練運転員のノウハ
ウを知識ベース１として使用するもので、試行錯誤的に
作り上げていく性格を持つ。すなわち、実プラントと同
じような挙動をするように装置を仕上げていくために
は、知識ベース１などの追加、削除、修正などを頻繁に
行なう必要がある。この実施例２では、テーブル形式の
知識ベース１を採用したのでこの点からも非常に威力を
発揮する。

【００１７】実施例３．また、上記各実施例では、プラ
ントの故障診断装置、および運転員訓練装置に適用した
場合について説明したが、シーケンサのデバッガーに適
用しても有効な効果を発揮する。図６はそのような実施
例を示すブロック図で、７はそのシーケンサ実行部であ
り、他は図１と同一の符号を付してその説明を省略す
る。

【００１８】シーケンサ実行部７では機器の動きを動作
フローなどで表わし、それをプログラミングして模擬信
号を入力し、意図どおりにプラント機器を制御するか否
かを机上にてチェックするものである。例えば、図３に
示した論理フローで表わされるプラントの無停電電力系
統切替えを制御するシーケンサは、この推論フローに従
った処理が行なわれるかがテストされる。しかし途中の
“８９Ｒ１”で処理がストップした場合には、その“８
９Ｒ１”の故障状態が分かるのみで、その状況を判読で
きない。しかしながら、シーケンサ自身にこの発明に係
る故障原因推論装置を搭載し、シーケンサの運転状態信
号を入力してその原因を推論実行させると、図３に示し
た論理フローに対応した図４に示したデシジョン・テー
ブルによる知識ベース１より“異常５”と推論される。
従って、各異常状態に運転ガイダンスなどを対応させて
おけば、当該“異常５”に該当するメッセージが出力さ
れる。また、該当する異常状態が見つからないときには
プログラム・ミスの可能性が高く、デバッギングの必要
性を出力することになる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、故障
原因の推論の基礎となる知識ベースを原因と結果にまと
めた因果関係に基づくデシジョン・テーブルとしたた
め、本来データ部とロジック部からなる故障原因推論装
置のデータ部に相当する知識ベースをテーブル化するこ
とによって、ロジック部と完全に分離することが可能と
なり、論理フローに変更が生じても知識ベースのデシジ
ョン・テーブルに吸収させて、ロジック部に波及するの
を防止でき、このデシジョン・テーブルを変更すればプ
ログラム自身の変更は不要となって、変更時の対応が非
常に簡単になるばかりか、プラントの運転員の経験を知
識ベースに与えることによって試行錯誤的にシステムを
作り上げていくことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。

【図２】プラントにおける電力系統の一例を示す説明図
である。

【図３】上記電力系統の論理フローを示すフロー図であ
る。

【図４】上記実施例における知識ベースのデシジョン・
テーブルの一例を示す説明図である。

【図５】上記デシジョン・テーブルの改訂例を示す説明
図である。

【図６】この発明の実施例３を示すブロック図である。

【図７】従来の故障原因推論装置における知識ベースの
論理フローを示すフロー図である。

【符号の説明】

１ 知識ベース ２ 知識管理モジュール ３ 知識エディタ ４ 入力インタフェース ５ 推論エンジン ６ 表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 種々の事象や現象について、それぞれの
   原因と結果の因果関係をルール化し、それをテーブル形
   式で有する知識ベースと、前記知識ベースと関連付けら
   れた関係資料を管理する知識管理モジュールと、前記知
   識ベースおよび関係資料の関連付けや、それらの変更・
   修正を行う知識エディタと、前記知識ベースの有するル
   ールと入力インタフェースで取り込んだデータとを照合
   しながら故障原因を推論する推論エンジンと、前記推論
   エンジンの推論結果を表示する表示部とを備えた故障原
   因推論装置。