JPH05307661A - 故障診断知識作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定品質の診断知識が得られると共に、高い効
率で知識を作成できる故障診断知識作成装置を提供す
る。 【構成】 信頼性ブロック図エディタ１１は、入力デー
タに基づいて信頼性ブロック図型知識を編集して記憶部
１３に記憶する。汎化知識エディタ１２は、入力データ
により汎化知識を作成して記憶部１４に記憶する。第１
コンバータ１５は、記憶部１３に記憶された知識を解釈
し、各部品ごとにＦＭＥＡシートを作り、同時に部品名
によって記憶部１４を検索し、部品名に該当するものが
あれば、その部品名のＦＭＥＡシートの故障モード及び
原因欄を埋め、ＦＭＥＡ型知識記憶部１６に記憶する。
上記ＦＭＥＡシートは、更にＦＭＥＡ型知識エディタ１
７によって知識が追加される。ＦＭＥＡ型知識記憶部１
６に記憶された知識は、第２コンバータ１８によりＣＤ
Ｍ型知識に変換されて記憶部６に記憶される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所の燃料取
替クレーン、ポンププラント、冷熱プラント、化学プラ
ント等において、原因診断マトリックス（ＣＤＭ：Caus
e diagnosismatrix）型知識を用いた故障診断知識装置
の診断知識作成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤＭ原因診断マトリックス型診断知識
の簡単な構成を図７に示す。ＣＤＭ型知識は原因とその
故障モードを横軸にとり、観測される事象を縦軸にとっ
て交差するます目に対応関係の強さを記述したものであ
る。同図において１はＣＤＭ型知識エディタで、入出力
デバイスコントローラ２を介してキーボード３、マウス
４、表示装置５が接続される。また、６はエディタ１に
より作成されたＣＤＭ型知識を記憶するＣＤＭ型故障診
断知識記憶部、７は上記ＣＤＭ型知識を用いて自動機械
等の故障診断を行なう故障診断装置である。

【０００３】ＣＤＭ型の故障診断知識は、図６に示すよ
うに色々な知識を設計者あるいは保守員が直接専用のエ
ディタ１により作成する。図６は観測事象と原因事象と
の関係を示したもので、Ａj は原因事象、ＣK は原因部
位、Ｂi は観測事象である。原因部位Ｃk は保守での交
換単位であり、例えば部品Ｃ1 は、Ａ1 ：「断線」、Ａ
2 ：「過電流」の原因事象を持つというように、１つ以
上の原因事象を持っている。また、上記原因事象Ａj と
観測事象Ｂi との間の因果関係をｒijで表す。なお、＊
印は、因果関係がないことを示している。

【０００４】設計者たちは診断対象の信頼性解析を行な
うために信頼性ブロック図を作成し、それを基に故障モ
ード影響解析（ＦＭＥＡ）を行なう。ＣＤＭ型故障診断
知識の作成者は、この解析結果や過去の故障例や一般事
例を一旦頭の中に咀しゃくして持っており、これを知識
として入力する。

【０００５】故障診断装置７は、センサやオペレータか
らの入力により観測事象成立、不成立を調べ、ＣＤＭ型
故障診断知識記憶部６に記憶したＣＤＭ型知識を使用
し、各原因のある確からしさを計算して診断を行なう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＣＤＭ型故障診断知識
は原因と観測事象の対応が取り易く、所謂ナレッジエン
ジニアを必要とせずに設計者や保守員が作ることができ
る。しかしながら、作成される知識は作成者の資質に強
く依存することになり、定品質の診断知識をよ効率よく
作成できることが望まれていた。

【０００７】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、定品質の診断知識が得られると共に、高い効率で知
識を作成できる故障診断知識作成装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、原因診断マト
リックス型の故障診断知識を用いて自動機械等の故障診
断を行なう診断装置の故障診断知識作成装置において、
信頼性ブロック図を作成、編集する信頼性ブロック図作
成手段と、過去の故障事例及び一般的な故障知識を作
成、編集する汎化知識作成手段と、この手段により作成
された汎化知識を記憶する汎化知識記憶手段と、上記信
頼性ブロック図の作成、編集手段により作成された信頼
性ブロック図を解析し、故障原因候補となる部品名を取
り出し、上記汎化知識を検索して該当する診断知識を集
め、故障モード影響解析型の知識に変換生成する第１の
変換手段と、この変換手段により変換生成された故障モ
ード影響解析型知識を追加編集する手段と、上記故障モ
ード影響解析型知識を原因診断マトリックス型の故障診
断知識に変換する第２の変換手段とを具備したことを特
徴とするものである。

【０００９】

【作用】信頼性ブロック図は、一般的には、システムを
信頼性のある観点からブロック図化したもので、例えば
どの部分が故障になるとシステムの機能が喪失するかを
表している。信頼性ブロック図型の知識を作成すること
により、診断対象の原因となる部分が漏れなく選び出す
ことができる。

【００１０】汎化知識作成手段により作成された汎化知
識は、部品に対する故障モードや故障メカニズムを表し
た知識で、順次蓄積されていき、別のＣＤＭ知識作成者
も利用することができる。

【００１１】第１の変換手段は、信頼性ブロック図型知
識から、部品名を順々に取り出し、ＦＭＥＡシート（Ｆ
ＭＥＡ型知識のフォーム）を作成し、次に汎化知識を検
索して該当する部品の知識があれば、ＦＭＥＡシートの
所定の部分に知識を埋めこむ。この処理によって過去の
蓄積知識を有効に利用することができる。

【００１２】以上のようにして作成されたものがＦＭＥ
Ａ型知識であり、このＦＭＥＡ型知識を更に追加編集
し、最後に、第２の変換手段によって目的とするＣＤＭ
型診断知識に変換する。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明に係る故障診断知識作成装置の構
成を示すブロック図である。図２、図３、図５は利用し
ている各知識の例を示している。図１において、１１は
信頼性ブロック図エディタ、１２は汎化知識エディタで
ある。

【００１４】上記信頼性ブロック図エディタ１１は、オ
ペレータの操作によりキーボード３、マウス４等から入
力されるデータに基づいて信頼性ブロック図型知識を作
成、編集して信頼性ブロック図型知識記憶部１３に記憶
する。また、汎化知識エディタ１２は、キーボード３、
マウス４の入力データにより汎化知識を作成、編集して
汎化知識記憶部１４に記憶する。

【００１５】上記信頼性ブロック図型知識記憶部１３に
記憶された知識は、第１コンバータ１５によって解釈さ
れ、各部品ごとにＦＭＥＡ（故障モード影響解析）シー
トを作る。また、第１コンバータ１５は、同時に部品名
によって汎化知識記憶部１４を検索し、この検索時に部
品名に該当するものがあれば、その部品名のＦＭＥＡシ
ートの故障モード及び原因欄を埋める。

【００１６】以上の様にして作成されたＦＭＥＡシート
がＦＭＥＡ型知識となり、ＦＭＥＡ型知識記憶部１６に
記憶される。また、上記ＦＭＥＡシートは、ＦＭＥＡ型
知識エディタ１７によって知識を追加することができ
る。そして、上記ＦＭＥＡ型知識記憶部１６に記憶され
た知識は、第２コンバータ１８によりＣＤＭ型知識に変
換され、ＣＤＭ型故障診断知識記憶部６に記憶される。

【００１７】また、ＣＤＭ型故障診断知識記憶部６に
は、ＣＤＭ型知識エディタ１より作成されたＣＤＭ型知
識が記憶される。そして、故障診断装置７は、ＣＤＭ型
故障診断知識記憶部６に記憶された知識を用いて故障診
断を行なう。上記実施例における各エディタは全て入出
力デバイスコントローラ２、キーボード３、マウス４、
表示装置５を共有して使用する。次に上記実施例の動作
を説明する。

【００１８】上記信頼性ブロック図エディタ１１は、オ
ペレータの操作により入力されるデータに基づいて図２
に示すような信頼性ブロック図型知識を編集して信頼性
ブロック図型知識記憶部１３に記憶する。図２における
各ブロック記号は部品を表しており、故障かどうか同定
したい単位要素である。

【００１９】また、汎化知識エディタ１２は、オペレー
タの操作により入力されるデータに基づいて汎化知識を
作成して汎化知識記憶部１４に記憶する。この汎化知識
は、図３に示すようなテンプレートとデータから構成さ
れ、部品名に対して故障モード、故障モードを生じさせ
るストレス、ストレスを発生させる原因の関係を持つ知
識、つまり、過去の故障事例及び一般的な故障知識であ
る。テンプレートには、図３（ａ）に示すように分類
名、検索一致条件、データ構造、処理内容等が定義され
る。また、データは、同図（ｂ）に示すように上記のデ
ータ構造に従って例えば部品名、故障モード、故障原因
等が記述される。

【００２０】そして、上記信頼性ブロック図型知識記憶
部１３に記憶された知識は、第１コンバータ１５によっ
て解釈され、各部品ごとにＦＭＥＡ（故障モード影響解
析）シートを作る。また、第１コンバータ１５は、同時
に部品名によって汎化知識記憶部１４を検索し、この検
索時に部品名に該当するものがあれば、その部品名のＦ
ＭＥＡシートの故障モード及び原因欄を埋める。

【００２１】図４に上記ＦＭＥＡシート生成の基本手順
を示す。まず、解析データから部品名を読み込む（ステ
ップＡ1 ）。次いで全部品に対する処理を終了したか否
かを判断し（ステップＡ2 ）、終了していなければ部品
名、部品番号をシートに書き込む（ステップＡ3 ）。次
に汎化知識を検索制御に移し（ステップＡ4 ）、汎化知
識内でインタプリタ式で処理データシートに書き込む
（ステップＡ5 ）。その後、ステップＡ1 に戻って同様
の処理を繰り返し、全部品に対する処理を終了すること
により、ＦＭＥＡシートの生成を終了する。

【００２２】以上の様にして作成されたＦＭＥＡシート
がＦＭＥＡ型知識となり、ＦＭＥＡ型知識記憶部１６に
記憶される。ＦＭＥＡシートは、例えば図５に示すよう
に、 ＊部品名 ：故障モードを展開する部品の名称 ＊故障モード ：部品の故障モード ＊故障原因 ：部品の故障モードを引き起こす原因 ＊異常観測事象：故障の影響または観測できる事象また
は機能への影響 ＊因果関係 ：故障原因と観測事象の因果関係の強さ ＊故障率 ：故障原因の故障率 の項目欄がある。このＦＭＥＡ型知識記憶部１６に記憶
したＦＭＥＡシートの知識が充分でない場合、つまり、
汎化知識に基づいて作成した知識だけでは充分でない場
合は、オペレータがキーボード３、マウス４よりデータ
を入力し、ＦＭＥＡ型知識エディタ１７の処理によって
知識の追加、編集を行なう。

【００２３】そして、上記の追加、編集処理を終了した
ＦＭＥＡ型知識は、第２コンバータ１８により目的とす
るＣＤＭ型知識に変換され、ＣＤＭ型故障診断知識記憶
部６に記憶される。この場合、ＦＭＥＡ型知識は、ＣＤ
Ｍ型知識とはフォームは異なるが、項目はほぼ１対１に
対応して変換できる。故障診断装置７は、上記ＣＤＭ型
故障診断知識記憶部６に記憶された知識を用いて自動機
械などの故障診断を行なう。

【００２４】

【発明の効果】信頼性ブロック図及びＦＭＥＡの表現は
従来から信頼性解析手法に使われており、設計者らに馴
染み慣じみのある表現である。このような表現を用いて
本発明の処理を行なうことにより、診断知識を段階的に
集め、最終的に目的とするＣＤＭ型知識に変換すること
ができる。また、信頼性ブロック図により、診断知識を
作る範囲を漏れなく抽出でき、ＦＭＥＡにより詳細化す
るため、定品質の診断知識を得ることができる。更に、
汎化知識により知識を自動的に埋め込むため、知識作成
の効率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る故障診断知識作成装置
の構成を示すブロック図。

【図２】信頼性ブロック図型知識例の説明図。

【図３】汎化知識の構成とデータ記述例の説明図。

【図４】知識変換時の処理動作を示すフローチャート。

【図５】ＦＭＥＡ型知識例の説明図。

【図６】従来の故障診断知識作成装置の構成を示すブロ
ック図。

【図７】ＣＤＭ型故障診断知識例を示す図。

【符号の説明】

１…ＣＤＭ型知識エディタ、２…入出力デバイスコント
ローラ、３…キーボード、４…マウス、５…表示装置、
６…ＣＤＭ型故障診断知識記憶部、７…故障診断装置、
１１…信頼性ブロック図エディタ、１２…汎化知識エデ
ィタ、１３…信頼性ブロック図型知識記憶部、１４…汎
化知識記憶部、１５…第１コンバータ、１６…ＦＭＥＡ
型知識記憶部、１７…ＦＭＥＡ型知識エディタ、１８…
第２コンバータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原因診断マトリックス型の故障診断知識
   を用いて自動機械等の故障診断を行なう診断装置の故障
   診断知識作成装置において、 信頼性ブロック図を作成、編集する信頼性ブロック図作
   成手段と、 過去の故障事例及び一般的な故障知識を作成、編集する
   汎化知識作成手段と、 この手段により作成された汎化知識を記憶する汎化知識
   記憶手段と、 上記信頼性ブロック図の作成、編集手段により作成され
   た信頼性ブロック図を解析し、故障原因候補となる部品
   名を取り出し、上記汎化知識を検索して該当する診断知
   識を集め、故障モード影響解析型の知識に変換生成する
   第１の変換手段と、 この変換手段により変換生成された故障モード影響解析
   型知識を追加編集する手段と、 上記故障モード影響解析型知識を原因診断マトリックス
   型の故障診断知識に変換する第２の変換手段とを具備し
   たことを特徴とする故障診断知識作成装置。