JPH0720938A - 知識をベースにした診断助言装置および方法 - Google Patents

知識をベースにした診断助言装置および方法

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JPH0720938A
JPH0720938A JP5260386A JP26038693A JPH0720938A JP H0720938 A JPH0720938 A JP H0720938A JP 5260386 A JP5260386 A JP 5260386A JP 26038693 A JP26038693 A JP 26038693A JP H0720938 A JPH0720938 A JP H0720938A
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Ching M Chang
チン・ミン・チャン
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Praxair Technology Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 工業プラント設備における故障および機能不
全を障害追跡すること。 【構成】 技術者に助言および指針を提供するために知
識要素からなる知識ベースを形成する。それぞれの障害
状態が情報の種々のレベルに対応する順序付けられた階
層を有する並びで配列された一組の知識要素を有する。
従属知識要素が、指定された態様でそしてそれが結合さ
れるところのそれぞれの上位レベルの知識要素に関して
所定の縦続構成でコンピュータのモニタ上での表示選択
を可能にするよう結合される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工業製造プラントにお
ける故障または機能不全を調査し処理するため知識をベ
ースにした診断助言装置および方法に関するものであ
り、詳述すると、プラントを修理しそしてこれを正常動
作へ復帰させるのを助長するために、故障または機能不
全を招いた不正常動作状態源あるいはソースを容易に正
確に指摘する、工業プラント設備の故障または機能不全
を処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】工業プラ
ント設備は、化学的、機械的そして電気的な機器のサブ
システムを包摂する大規模かつ複雑なシステムである。
いずれの機器部品の不正常な動作状態または障害もプラ
ント生産の低下、プラントの動作効率の低下または完全
なプラントの故障を招き得る。したがって、できるだけ
迅速に障害を識別しそしてこれを修理することが重要で
ある。化学プラントの設計においては、プラントの現場
に配置され得る計器盤を包摂し、適切な警報または運転
停止状態を識別することが通例である。計器盤は、制御
回路を通じて、化学的、機械的および／または電気的機
器のサブシステムへと統合化される複数の合図灯を包摂
し、プロセス変量の所定の変化に対応する混乱に応答し
プラント動作の不正常状態を識別する。合図光は機能的
にはプラント内のそれぞれの主要機器サブシステムに対
応する、現に存在する警報または運転停止状態を識別す
る。警報信号または運転停止信号の発生は、警報または
運転停止灯に対応する主要機器サブシステムの障害によ
り影響され得る一つまたはそれ以上のプロセス変量が所
定の設定点範囲を越えるかまたはこれよりも低下したこ
とだけを意味する。それは故障を明確に識別しないし、
故障したかもしれない一つあるいは複数の特定の機器構
成要素についての何らかの手掛かり、故障の程度または
どのように故障を評価しそして修復動作を遂行する方法
を与えない。これは警報または運転停止状態を診断する
責任を有する専門家に委託されている。警報または運転
停止状態の表示に加えて、電子手段もまた使用可能であ
り、警報または運転停止信号をコンピュータメモリに格
納し、コンピュータ音声信号を提供し、運転担当者に警
告しそして／またはかかる信号をモデムを通じて遠隔場
所にいる保守担当者に送信する。
【０００３】技術者が警報または運転停止状態の障害追
跡を行うのを支援するために多くの工業会社が障害追跡
指針を包含する動作マニュアルを通常発行している。こ
れらの指針は、通常はタブレット形式で、潜在的な故障
の一覧と予想される徴候、可能性のある原因および推奨
される修理方法の簡単な記述とを含む。追加の情報を得
るため、同様の文書の他の部分、販売会社用文献などの
他の文献部分および図面のパッケージ内に配置された特
定図面への相互参照が行われる。残念なことに、警報ま
たは運転停止状態がいったん生ずると、警報またはプラ
ント運転停止を招いた故障を決定しそしてこれを修正す
るのに時間が非常に重要である。技術者は、動作マニュ
アルに示されている種々の相互参照の指図を通じて徹底
的な調査を遂行し、現に存するプラントの警報状態を障
害追跡する暇な余分の時間を全く有さない。さらに技術
者は警報または運転停止状態を解決するためかかる緊張
状態にあり、参照材料を見ることは必ずしも結果を生む
とは考えられない。いずれにしても、障害追跡指針で識
別される参照材料は種々の情報源に言及しそして特定の
警報または運転停止状態（その原因が技術者が診断しな
ければならない当の事項である）の解決に関係付けて技
術者が使用するように調整されていない。
【０００４】ここ数年において診断エキスパートシステ
ムが入手し得るようになり、「もし〜であれば…(if-th
en)」規則が使用され、診断の道具として使用するため任
意の所与の問題に対する選ばれた技術専門家の発見的方
法を表示する。if-then 規則は、プラント機器およびプ
ロセス障害を診断するため数年にわたり得られそして完
成された価値のある発見的方法を特に保存するため行わ
れる知識取得会議において選択された技術専門家から得
られる知識からコード化され得る。知識は、動作マニュ
アル、販売会社文献、訓練コースノート、フローチャー
ト、フォールトツリー論理図および他のこの種技術文書
などの支持資料からも収集可能であり、if-then 規則を
発生し、規則をベースにしたエキスパートシステムを発
生するよう働く。標準的にはかかるエキスパートシステ
ムはオペレータを尋ねる複数の選択質問を使用し知られ
る障害からなる観察可能な症状ないし徴候を識別する。
もし電子手段が利用でき、一定のプラントプロセスデー
タを自動的に獲得しそしてこれをエキスパートシステム
に入力するのであれば、自動的に収集された情報を補充
するようオペレータまたはサービス技術者が複数の選択
質問に応答することが予想される。エキスパートシステ
ムは規則の処理において所定の推論シーケンス（たとえ
ば、後向き連鎖および／または前向き連鎖）に従い、そ
して問題の識別に際し、得られたプロセスデータおよび
／または複数の選択質問に対するオペレータ応答に含ま
れる情報に応答して、修理動作のための助言に先行する
考察の下で、プロセスまたは機器障害の真の原因に対す
るあり得る解答を系統だてることができる。規則ベース
診断エキスパートシステムにより発生される助言の品質
は、エキスパートシステムが収集プラントプロセスデー
タに包含された情報および／またはサービス技術者によ
り供給された情報を使用し問題を識別を可能にするよう
技術専門家の診断専門知識を一組の個別の規則に翻訳す
ることにより達成される知識の品質に相当に依存する。
従って、オペレータは、入手可能な情報を評価し問題を
診断することにおいて能動的決定主体でなくそして入手
可能な徴候の再検討、予想される障害の確認または適当
な修理動作の選択における能動的な学習に参画する機会
が提供されない。さらに、エキスパートシステムの質問
が適宜にまたは適切に満たされなければ、診断エキスパ
ートシステムは非決定的なおよび／または無益な助言を
発生するか、または過剰な数の質問をサービス技術者に
尋ね、その多くが簡単な解答を有さなければ、サービス
技術者は挫折感を感ずる。意思決定がオペレータから奪
われているから、エキスパートシステムはある時間頓挫
しそしてオペレータはその使用から、もしあったとして
わずかな経験しか得られない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、製造物の正常
な製造に悪影響を与える種々の障害状態に対応する一つ
またはそれ以上の警報または運転停止信号により識別さ
れる工業プラント設備内の不正常な正常状態を障害追跡
するための診断方法であり、オペレータに助言および指
針を提供するために知識要素の階層から構成される知識
ベースを形成する段階であって、当該オペレータが障害
状態の原因およびその最も効率の良い解決法を決定でき
るようにし、それぞれの指定された障害状態が、文字、
グラフィックおよび／またはビデオ材料を提供するため
に、情報の種々のレベルに対応する順序付けられた優先
順位を有する並びで配列された一組の知識要素を具備し
ており、指定された障害状態について最も高い優先順位
の知識要素が前もってセットされた数の診断戦略を提供
しそしてそれぞれの戦略が、情報の各レベルに賦与され
る優先順位に従って互いにそして高位の知識要素に位階
付けされた順番で一つまたはそれ以上の従属知識要素を
組み込む前記知識ベース形成段階と、当該知識ベースを
コンピュータに格納する段階と、表示のために現存する
障害状態に対応する最高優先順位の知識要素を選択する
段階と、選択された最高優先順位の知識要素を前記コン
ピュータに接続されたモニタで表示する段階と、選択さ
れた最高優先順位知識要素内で識別される従属知識要素
を選択し、当該従属知識要素がユーザにより行われるべ
き動作ステップのリストを包含しており、障害状態をか
かる障害を招くことが知られる特定の装置、構成要素ま
たはプロセスに関係付け、一つまたはそれ以上の適当な
回復動作ステップのアウトラインを定め、かかる装置、
構成要素またはプロセスを修正する段階と、選択された
従属知識要素を、その高位知識要素に関して縦続形式で
前記モニタに表示する段階と、ユーザにより行われるべ
き前記従属知識要素内の各動作ステップを連続的に強調
表示する段階と、各従属知識要素内のそれぞれの強調表
示された動作ステップを下の位階の他の知識要素へ結合
し、ユーザに追加の情報へのアクセスと各動作ステップ
に関係する助言を提供する段階と、必要に応じ、結合さ
れた下位の位階の知識要素を連続的にそしてそれぞれの
上の位階の知識要素の上に部分的に重畳された縦続形式
で表示し、オペレータが結合された全ての高い位階の知
識要素に関連して表示される知識要素の位置を常に知っ
ている状況で、別途の情報をユーザに提供し、障害状態
を修正する修復動作を助長する段階とを具備する。本発
明は、製造物の正常な製造に悪影響を与える種々の障害
状態により誘発される一つまたはそれ以上の警報または
運転停止信号により指示される工業プラント設備内の当
該製造物の製造の不正常状態を障害追跡するための診断
助言装置であり、オペレータに助言と指針を提供しオペ
レータが障害状態の原因およびその最も効率的な解決法
を認定できるように、文字、グラフィックおよび／また
はビデオ資料を包含する知識要素の階層から構成された
知識ベースを、前記知識要素が情報の種々のレベルに対
応する順序付けられた優先順位を有する並びで配列され
そして指示された障害状態のための最高優先順位の知識
要素が予めセットされた数の診断戦略を提供しかつそれ
ぞれの診断戦略が、情報の各レベルに与えられる優先順
位に従って互いにそして高位知識要素へ位階付けられた
順序で一つまたはそれ以上の従属知識要素を組み込んで
いる状態で記憶するための記憶手段を具備したプログラ
ム処理されたコンピュータと、従属知識要素をそれらの
高優先順位知識要素に相互作用的に結合するための手段
と、それぞれの従属知識要素がそれが結合されるところ
の全ての高位知識要素に関して縦続形式で表示された状
態で当該知識要素のそれぞれを選択的に表示するための
表示手段と、知識要素の結合鎖内のそれぞれの下の位階
の知識要素を必要に応じ連続的に表示し、修復動作を助
長し、障害状態を修正するための手段と、表示された下
位知識要素が依存するところのいずれの上位知識要素へ
も復帰するための手段とを具備する。
【０００６】
【実施例】大規模な化学製造設備の動作は製造物を製造
するのにプラント内で必要とされる機器およびプロセス
の観点から機能的に分類され得る。任意の製造物の不正
常な製造状態またはプラントの運転停止を識別するため
に、合図灯またはその他の警報または運転停止状態の指
示手段を使用し、特定の製造物の製造において一つまた
はそれ以上の臨界プロセス変量における混乱に基づく機
械的、化学的または電気的なサブシステムの故障または
機能不全を指示することが通常である。警報または運転
停止信号が、プラント動作における機能不全を処理する
責任がある技術担当者の即座の対応を必要とする緊急状
態を指示する。警報または運転停止信号は、計器盤上の
指示灯またはコンピュータモニタ上の点滅する合図光お
よび／または可聴音として通常表現されそしてモデムを
通じて遠方の場所に送信可能である。
【０００７】本発明の診断助言装置は、プラントの不正
常な動作状態の再調査を開始するための警報または運転
停止信号の存在が前提とされる以下で詳述する知識ベー
スを通じて実施される。説明の便宜のため精製された窒
素を形成する空気分離化学プラントを障害追跡すること
に関連付けて本発明を説明する。診断助言装置の上記の
記述内容は、ガスおよび／または液体として分配するた
め、空気が窒素、酸素、アルゴンおよびその他の希ガス
を含む精製構成成分へ分解される空気分離プラントへ容
易に適用可能である。本発明の診断助言装置および方法
を基礎付ける原理体系は、警報または運転停止信号が機
能不全または運転停止状態を指示するのに使用される場
合、製造プラントで製造される製造物と独立に任意の他
の製造プラントにも容易に適用できる。
【０００８】空気分離プラントが標準的には適当な機器
および制御装置により通常モニタされる。多くのプロセ
ス変量、たとえば温度、圧力、流量、製造物濃度、冷却
水のｐｈ値、羽根車の振動レベル、タービンの回転速度
など、が測定されそして連続的に記録される。警報また
は運転停止条件のための特定の設定点値が複数の臨界プ
ロセス変量について事前に定められる。これらのプロセ
ス変量うちの一つまたはそれ以上がその設定点限界範囲
の外側へ延びるかまたは複数の機器サブシステムのうち
の一つまたはそれ以上が適宜に作動しなくなれば、不正
常プラント状態が誘発される。これは、たとえば逆転熱
交換器(reversing heat exchanger)の機能不全、空気圧
縮器の過剰振動、極低温タービンの過剰速度などにより
明示され得る。不正常なプラント状態が生ずるとき、プ
ラントモニター装置は、警報または運転停止信号の発生
によりその存在を認識する。この信号はプラントの主計
器盤上の特定の「警報または運転停止」灯の発光により
目に見えるようなされる。個別の警報または運転停止光
が、たとえば空気圧縮器、ＲＨＸ（逆転熱交換器）サイ
クルなどの機能的に関係付けられたプロセス変量を具備
するそれぞれの主機器サブシステムのために提供され
る。プラントオペレータはかくしていずれの主機器サブ
システムがその動作の正常範囲の外側で動作しているか
または故障したかを即座に知る。警報または運転停止信
号は問題の原因を識別せずまたはどのような動作が障害
状態を修復するのに取られるべきかを特定しない。この
機能は、警報または運転停止状態を即座に障害追跡しそ
してこれを修理するため適当なステップを踏まねばなら
ない保守技術者に残されている。
【０００９】本発明は図１のシステムブロック図に図示
されているごとくパーソナルコンピュータ２０で実施さ
れる。コンピュータ２０は中央処理装置（ＣＰＵ）２
１、従来のオペレーティングシステムソフトウエアプロ
グラム３０、内部メモリ３１および一つまたはそれ以上
のディスクドライバ３２を含む。ＣＰＵはディスプレイ
モニタ２２と外部メモリ２３とに接続されそしてローカ
ルエリアネットワークサーバ（提供主体）２４へ接続可
能である。プリンタ２５およびモデム２６などの追加の
ハードウエアがコンピュータ２０へ接続可能である。コ
ンピュータ２０はさらに、以下で詳述するごときリンケ
ージ（結合）動作、スクリーン管理、サーチ誘導、外部
プログラムへのアクセスなどの有用な機能を実施するソ
フトウエアコードおよび一組の知識要素を包含する知識
ベースソフトウエアプログラム１９がロードされる。本
明細書で以下に述べるごとき機能は全て、コンピュータ
２０による実施のために、当分野の技術専門家のソフト
ウエアプログラマーにより容易にプログラムされる。た
とえばテキスト編集ソフトウエアプログラム３３、グラ
フィック表示ソフトウエアプログラム３４、統計学的分
析プログラム３５およびデータ獲得プログラム３６のご
とき外部ソフトウエアプログラムおよびその他のプログ
ラムもまた本発明の診断忠告装置との関連で使用するた
めコンピュータ２０に格納可能である。ユーザ２７がキ
ーボード２８およびマウス２９を通じてコンピュータと
インターフェースしそしてプリンタ２５で任意の選択さ
れたディスプレイを印刷する。
【００１０】本発明の診断助言装置を賦活するために、
技術者はコンピュータ２０をターンオンし、Ｃ：プロン
プトにて、知識ベースソフトウエアプログラムが居留す
るところのサブディレクトリ名をタイプし、そして＜入
力＞キーを押す。技術者は順次、バッチファイル名をタ
イプし、知識ベースソフトウエアプログラム１９を賦活
し、もう一度＜入力＞キーを押す。モニター２２に最初
に表示されるのが知識ベースソフトウエアプログラムの
ロゴといくつかの歓迎メッセージを表示する画面であ
る。順次、「主障害追跡メニュー」という名称のメニュ
ーを指示するメニューを表示する。主障害追跡メニュー
を入力すると、プラントについての警報または運転停止
状態の全てを集合的に表示する４ページにわたるディス
プレイを表示する図２〜図５に図示のごとき表示をモニ
タ２２に提供する。標準的な空気分離プラントのための
障害の範疇が主要機器の四つの範疇へ分類され、それぞ
れの主要範疇がプロセスおよび機器の細分類へさらに分
類されている。警報または運転停止信号光が障害追跡メ
ニュのそれぞれの細分類に対応する。すなわち、メニュ
ーは各警報または運転停止状態ごとに一つの細分類を包
含すべきである。
【００１１】知識ベース１９は、技術者が警報信号の結
果として動作の不正常状態の原因を決定しかつこれを修
復できるように、サービス技術者に助言と指針を提供す
るために、知識要素の階層から構成されている。障害追
跡メニューの各細分類は本発明による知識要素を構成す
る。知識要素は、文字資料および画像などの情報ならび
にサウンドトラック、ビデオ画像および動画ファイルを
含む適当な他の媒体で表示される知識を包摂する。ユー
ザによる検索のために、知識要素の構成およびそれらを
結合する原理体系は本発明知識ベースにとって重要であ
る。各知識要素は情報量または知識要素に包含された情
報のレベルに基づいて優先度が与えられる。最高レベル
の知識要素は代替えの診断上の戦略の一覧を包含し、障
害状態の原因を認定しかつこれを修理する。それぞれの
診断上の戦略は文字資料を包含しそして一つまたはそれ
以上の下位レベルの知識要素を包含可能である。たとえ
ば図２において逆転熱交換器の障害または逆転熱交換器
の動作状態の障害または逆転熱交換器の故障を生じさせ
る逆転熱交換器の上流側／下流側の既存状態の障害を指
定する項目１．４として表わされているＲＨＸサイクル
故障警報状態が賦活されると仮定する。
【００１２】逆転熱交換器は入力空気流から二酸化炭素
および湿分などのガス状不純物を、一組のＲＨＸ弁の解
放および閉成により可能とされる一つの流れ方向にて熱
交換器を流しながら、これら不純物を熱交換面上に凝縮
させることにより除去し、ＲＨＸ弁が切り替えられた後
に同じ熱交換路を反対（逆向き）方向に流れるようにな
される酸素に富む廃棄窒素による加熱を通じて凝縮不純
物を蒸発させることによりこれら熱交換面を再生する。
逆転熱交換器サイクル障害状態を診断するために、オペ
レータはカーソルを図２で対応する項目１．４に移動
し、そしてキーボード上の＜入力＞キーを押す。これは
図６に図示されるごときＲＨＸサイクル障害知識要素を
表示させる。図６の画面に列挙されているそれぞれの診
断上の戦略が順位においてＲＨＸサイクル障害知識要素
に従属せられる別の知識要素を包含する。診断上の戦略
で識別される従属知識要素は、それぞれがそれに従属す
るところのより高位の知識要素内の鍵（キー）構成要素
および下位要素の全てに対応する。こうして、オペレー
タは図６の画面を見るだけでいずれの鍵構成要素または
下位要素が点検されるべきかを決定できる。
【００１３】図６の診断上の戦略のリストは、前の経験
から鍵構成要素または下位要素の障害の頻度により分類
されそして優先順位をつけられそしてそれ自体、逆転熱
交換器サイクル障害状態に対応する警報または運転停止
状態の故障処理のため示唆されるシーケンスを表わす。
保守技術者は、所与の警報または運転停止プラント状態
を取扱う際の複合的な専門的知識を表わす示唆シーケン
スに従うよう助言される。ところで、ＲＨＸサイクル障
害知識要素の画面の示唆シーケンスに拘らず、技術者は
選択を行うことができ、図６に示される優先順位を顧慮
せずに任意の順序でＲＨＸ障害知識要素に列挙された任
意の診断上の戦略を評価する。本例において、技術者
は、「タイマー検査(1-4-4) 」という名称の図６の項目
1-4-4 で表わされる特定の診断戦略を直ちに評価するこ
とを欲していると仮定する。先に示したごとく、それぞ
れの診断戦略は本例について「タイマー検査」知識要素
であるところの従属知識要素を包含する。技術者は、カ
ーソルを知識要素へ移動しそして＜入力＞キーを押すこ
とにより、この知識要素を解放あるいは表示できる。こ
れは、図７に図示されるごとく、従属知識要素「タイマ
ー検査（1-4-4 ）」の第１頁を表示する。図８および図
９に図示される追加の頁は、各追加頁ごとに一回連続的
に＜ｐｇｄｎ＞キーを押すことにより表示できる。図９
および図８に図示の頁から図７に図示の頁へと逆にスク
ロールするために、技術者は各頁ごとに一回連続的に＜
ｐｇｕｐ＞キーを押す。
【００１４】それぞれの従属知識要素はそれらの順位に
基づく並びである特定の警報または運転停止状態に対応
する高位知識要素に結合されかつ互いに結合され、そし
てそれぞれの知識要素はすべてのより高位の結合知識要
素に関して縦続形式で表示される。これは、それぞれの
高位知識要素への結合状態を視覚的に識別し、技術者
は、結合された知識要素の連鎖のなかでディスプレイが
どの場所に配置されているかを常に正確に知る。技術者
は、キーボード上で＜Ｅｓｃ＞キーを押すことにより、
結合中の高位知識要素の方へとステップを辿り返すこと
ができる。これは技術者が、異なる診断戦略を即座に開
始することをまたはいずれの特定のまたは推奨される診
断経路をも追従するために関係のない特定の知識要素内
の異なる動作ステップを簡単に開始できるようにする。
【００１５】従属知識要素「タイマー検査（1-4-1)」
（図７）の画面の第１頁は逆転熱交換器のためのタイマ
ーの機能そして技術者が追従する動作ステップからなる
全体戦略を表わす簡単な頭注文から開始する。簡単な頭
注文の説明は「逆転熱交換器動作」および「それぞれの
ＲＨＸタイマー機能」という表題の付された追加の従属
知識要素を示す。明瞭性のために結合された従属知識要
素の全てが下線を引くことにより強調される。代替え例
としてそして好ましくは、カラーモニターが利用できる
とき、結合従属知識要素は、逆転ビデオ色または逆転ビ
デオ色および下線引きの組合せを使用し強調されるべき
である。したがって、もし技術者が逆転熱交換器がどん
なものでそして逆転熱交換器はどのように動作しおよび
／またはどのようにＲＨＸタイマーが動作するかについ
ての念入りな説明を必要とするのであれば、カーソルを
所望される知識要素の強調表示された表題の上に移動し
そして＜入力＞キーを押すことにより、どちらかの知識
要素あるいは両方が連続的にディスプレイのために解放
可能である。それぞれのディスプレイの例が図１０およ
び図１１に図示されている。図７〜図９に図示の知識要
素「タイマー検査」のごとき従属知識要素にて示される
動作ステップのいずれを追従する前にも技術者は図１２
に図示されるごときＲＨＸタイマーをどのように障害追
跡するかの全体像を提供する論理決定ツリー図を先ず見
ることを選択できる。この知識要素は図７の頭注文の下
に指示されている。代替え的に、または論理決定ツリー
を学習した後に、技術者は知識要素「タイマー検査」の
パラグラフ１〜３に列挙された動作ステップのいずれを
も追従し得る。動作ステップで指示される欠陥タイマー
の置換の際に技術者はプラントを再始動してもよいしま
たはもし警報または運転停止が依然として存在していれ
ばＲＨＸサイクル障害のためのモニター光の障害追跡を
継続してもよい。プラントを再始動するための論理決定
ツリー図が図１３に示されている。プラントを再始動す
る命令は知識要素「タイマー検査」の最後の頁にも見出
される。もしモニタ光が依然として発光していれば、技
術者は、本例ではＲＨＸサイクル障害であった警報また
は運転停止状態に対応する選択される最も高位の知識要
素に戻りそして「適当な動作のための逆転熱交換器サイ
クル障害圧力制御スイッチ検査(1-4-3) 」などの別の診
断戦略を選択するよう命令される。全ての診断戦略を使
い尽くしたときまたは技術者がそうするのが適当である
と考えるとき追加の助力が「ヘルプ呼出し」という特徴
を通じて捜し求められ得る。逆転熱交換器サイクル障害
のための「タイマー検査」という表題の付された知識要
素に従属する全結合知識要素の流れ図が図１４に図示さ
れている。知識要素はすべてタイマー検査知識要素に結
合されそして互いのそれらの結合に従って列挙されてい
る。もし技術者が図７の診断ステップ1-4-4 の下の「タ
イマー検査」知識要素を選択しそして図１０の頭注文で
指示されるごとき「逆転熱交換器の動作」知識要素を解
放すれば、一つが「ボトルアップ」と表題の付された下
位の知識要素を含むところの４頁の画面文字がディスプ
レイに利用できるであろう。技術者は図１５に図示され
るごとくこの知識要素をディスプレイのため順次解放で
きる。技術者が上述のごとく進めるとき、知識要素「ボ
トルアップ」が、図１４の流れ図に従って知識要素「ボ
トルアップ」がそこに結合されるところの高位知識要素
の全ての上に部分的に重畳される縦続形式で表示され
る。
【００１６】代替え例として、本発明の診断助言装置
は、技術者が現行の結合知識要素の組の外側へジャンプ
し、いずれの特定の知識要素の再検査をも促進しまたは
キーワード探索を行いまたは知識ベースの最後の表示位
置を失うことなしに外部ソフトウエアプログラムにアク
セスするのを可能にする。これは、知識ベースの知識要
素間に存在するいずれの所定の優先順位または階層にも
追従することなく、知識要素を探索する際により多くの
自由度を技術者に認める専用の特別機能キーを使用し実
現される。それはまた技術者が、診断調査中のいずれの
所与の時間にも別個の動作を行うよう知識ベースから完
全にジャンプするのを許容する。
【００１７】本発明の知識ベースソフトウエアプログラ
ムは、技術者が知識ベースを待機状態に維持し、知識ベ
ースからジャンプし、他の動作を遂行し、そして後に知
識ベース内の同様の場所に復帰するのを許容するという
有用な機能を含む。
【００１８】特別な機能キーＦ９がこの機能を賦活する
ために指定されそして所望の個別の動作が、サブディレ
クトリC:＼advisor に存在する文字編集ソフトウエアプ
ログラム「B.exe 」を使用し、C:＼N-plant サブディレ
クトリに存在する「Notes.asc 」という名称が付された
電子ファイルにコメントを書込むことであると仮定す
る。以下は、このタスクを達成するパスカルコードであ
る。
【００１９】
【表１】 FN:9 Begin SaveScreen; SwapVectors; Exec(´c:＼advisor ＼B.exe ´、 ´C:＼N-plant ＼Notes.asc ´); SwapVectors; RestoreScreen; End;
【００２０】このタスクは当分野の技術専門家のプログ
ラマーによって好まれる他の方法により達成可能であ
る。他の特別の機能キーが追加の機能を実施するようプ
ログラム可能である。
【００２１】一つの特別の機能キーが技術者が知識要素
のインデックスサーチを行うのを可能にする。この特別
の機能キーを押すことにより、知識ベースに包含される
全ての知識要素の表題がアルファベット順に列挙されそ
して図１６に図示のごとく現行の知識要素ディスプレイ
の頂部に表示される。図１６は知識要素表題の包括的リ
ストの第１頁のみのディスプレイである。このリストの
残余の頁は＜PgDn＞キーを一回以上押すことによりアク
セスできる。技術者はカーソルを所望の表題の上に置
き、＜入力＞キーを押し、現行の知識要素への結合なし
に特定の知識要素にアクセスする。＜Esc ＞キーを押す
ことは、技術者がインデックスサーチを終了しそしてイ
ンデックスサーチがそこから開始されたところの現行知
識要素の同様の場所に直ちに復帰するのを許容する。ワ
ードあるいは「キーワード」サーチは、図１７に図示さ
れるごとく小さな枠組のウインドウが現行知識要素の頂
部に生じさせる別の専用の特別機能キーを使用しても行
われる。前例でもし技術者が知識要素「ボトルアップ」
を解放することを選択したならば、これは、キーワード
サーチのための適当な特別の機能キーを押しそして「ボ
トルアップ」知識要素を選択することにより簡単にいず
れの時間にも行われるであろう。これは＜Esc＞キーの
押圧により回復できる現行ディスプレイの上に「ボトル
アップ」知識要素を表示するであろう。同様の形式で、
技術者は別の専用特別機能キーの使用を通じて「パター
ンサーチ」を賦活し指示されたワードパターンまたはワ
ードの特定の組合せを包含する所定の文を見出し得る。
パターンサーチは、パターンサーチワードを指定するフ
レーム処理ウインドウ内のサーチワードを包含する所定
の文が現在の知識要素のディスプレイ内のまさに第１行
に現れるような仕方で現行の知識要素に包含されている
全ての文の上向きシフト動作を発生する。技術者はさら
に別の特別の機能キーを通じて、特定の分析を遂行する
プログラムおよび知識ベースの多重レベル階層構造を表
示するためのプログラムまたは遠方のプラント場所から
オンラインプロセスデータを獲得しそして入力データを
解釈しかつ結果を知識ベースに転送するプログラムなど
の商業的に入手可能な多数の外部ソフトウエアプログラ
ムのいずれにもアクセスできる。さらに別の特別の機能
キーが技術者が知識ベースを更新するのを可能にするよ
うプログラムできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の診断助言装置のブロック図である。
【図２】窒素を発生するための従来の空気分離プラント
における不正常な動作状態を診断するために標準的な警
報または運転停止状態に対応した知識要素を図示するス
クリーン画面である。
【図３】窒素を発生するための従来の空気分離プラント
における不正常な動作状態を診断するために標準的な警
報または運転停止状態に対応した知識要素を図示するス
クリーン画面である。
【図４】窒素を発生するための従来の空気分離プラント
における不正常な動作状態を診断するために標準的な警
報または運転停止状態に対応した知識要素を図示するス
クリーン画面である。
【図５】窒素を発生するための従来の空気分離プラント
における不正常な動作状態を診断するために標準的な警
報または運転停止状態に対応した知識要素を図示するス
クリーン画面である。
【図６】図２の画面に列挙された知識要素から選択され
た知識要素「ＲＨＸサイクル障害」のスクリーン画面で
ある。
【図７】「タイマーチェック」と呼ばれる従属知識要素
の３頁に対応するスクリーン表示画面である。
【図８】「タイマーチェック」と呼ばれる従属知識要素
の３頁に対応するスクリーン表示画面である。
【図９】「タイマーチェック」と呼ばれる従属知識要素
の３頁に対応するスクリーン表示画面である。
【図１０】「逆転熱交換器動作」と指定される従属知識
要素の第１頁のスクリーン画面である。
【図１１】「逆転熱交換器タイマー機能」と指定される
従属知識要素の第１頁のスクリーン画面である。
【図１２】図７で指示されるタイマーのための論理決定
ツリーのスクリーン画面である。
【図１３】プラントを再始動するための論理決定ツリー
のスクリーン画面である。
【図１４】「タイマーチェック」と指定される知識要素
に従属する結合要素の全てについての流れ図である。
【図１５】「ボトルアップ」と指定される下位レベル知
識要素の高位知識要素の全てに対する結合された縦続形
式におけるスクリーン表示である。
【図１６】本発明によるインデックスサーチを図示する
スクリーン表示である。
【図１７】本発明によるキーワードサーチを図示するス
クリーン表示である。
【符号の説明】
１９：知識ベースソフトウエアプログラム ２１：中央処理装置 ２２：モニタ ２３：外部メモリ ２４：ローカルエリアネットワークサーバ ２５：プリンタ ２６：モデム ２７：ユーザ ２８：キーボード ２９：マウス ３０：オペレーティングシステムソフトウエアプログラ
ム ３１：内部メモリ ３２：ディスクドライブ ３３：文書編集ソフトウエアプログラム ３４：グラフィックス表示ソフトウエアプログラム ３５：統計学的分析ソフトウエアプログラム ３６：データ取得ソフトウエアプログラム

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 製造物の正常な製造に悪影響を与える種
    々の障害状態に対応する一つまたはそれ以上の警報また
    は運転停止信号により指示される工業プラント設備内の
    不正常な製造状態の障害追跡を行うための診断方法であ
    って、 オペレータに助言および指針を提供するために知識要素
    の階層から構成される知識ベースを形成する段階であっ
    て、当該オペレータが障害状態の原因およびその最も効
    率の良い解決法を決定できるようにし、それぞれの指定
    された障害状態が、文字、グラフィックおよび／または
    ビデオ材料を提供するそして情報の種々のレベルに対応
    する順序付けられた優先順位を有する並びで配列される
    一組の知識要素を具備しており、指定された障害状態に
    ついて最も高い優先順位の知識要素が前もってセットさ
    れた数の診断戦略を提供しそしてそれぞれの戦略が、情
    報の各レベルに賦与される優先順位に従って互いにそし
    て高位の知識要素に位階付けられた順番で一つまたはそ
    れ以上の従属知識要素を組み込んでいる前記知識ベース
    の形成段階と、 当該知識ベースをコンピュータに格納する段階と、 表示のために現存する障害状態に対応する最高優先順位
    の知識要素を選択する段階と、 選択された最高優先順位の知識要素を前記コンピュータ
    に接続されたモニタで表示する段階と、 選択された最高優先順位知識要素内で識別される従属知
    識要素を選択し、当該従属知識要素がユーザにより行わ
    れるべき動作ステップのリストを包含しており、障害状
    態をかかる障害を招くことが知られる特定の装置、構成
    要素またはプロセスに関係付け、一つまたはそれ以上の
    適当な回復動作ステップのアウトラインを定め、かかる
    装置、構成要素またはプロセスを修正する段階と、 選択された従属知識要素を、その高い位階の知識要素に
    関して縦続形式で前記モニタに表示する段階と、 ユーザにより行われるべき前記従属知識要素内の各動作
    ステップを連続的に強調表示する段階と、 各知識要素内のそれぞれの強調表示された動作ステップ
    を下の位階の他の知識要素へ結合し、ユーザに追加の情
    報へのアクセスと各動作ステップに関係する助言を提供
    する段階と、 結合された下の位階の知識要素を必要に応じ連続的にそ
    してそれぞれの高い位階の知識要素の上に部分的に重畳
    された縦続形式で表示し、オペレータが結合された全て
    の上の位階の知識要素に関連して表示される知識要素の
    位置を常に知っている状況で、別途の情報をユーザに提
    供し、障害状態を修正する修復動作を助長する段階とを
    具備する診断方法。
  2. 【請求項２】 動作ステップを包含するそれぞれの従属
    知識要素は前記知識要素の全体的機能の簡単な叙述文を
    包含しそして当該動作ステップを包含する従属知識要素
    のため論理決定ツリーを表示する知識要素に結合されて
    いる請求項１の診断知識要素。
  3. 【請求項３】 前記の簡単な叙述文は、診断下の知識要
    素の動作の定義および／または説明を提供する少くとも
    一つの他の知識要素への参照を包含する請求項２の診断
    知識要素。
  4. 【請求項４】 製造物の正常な製造に悪影響を与える種
    々の障害状態により誘発される一つまたはそれ以上の警
    報または運転停止信号により指示される工業プラント設
    備内の当該製造物の製造の不正常状態を障害追跡するた
    めの診断助言装置において、 オペレータに助言と指針を提供しオペレータが障害状態
    の原因およびその最も効率的な解決法を認定できるよう
    に、文字、グラフィックおよび／またはビデオ資料を包
    含する知識要素の階層から構成された知識ベースを、前
    記知識要素が情報の種々のレベルに対応する順序付けら
    れた優先順位を有する並びで配列されそして指示された
    障害状態のための最高優先順位の知識要素が予めセット
    された数の診断戦略を提供しかつそれぞれの診断戦略
    が、情報の各レベルに与えられる優先順位に従って互い
    にそして高位知識要素へ位階付けられた順序で一つまた
    はそれ以上の従属知識要素を組み込んでいる状態で記憶
    するための記憶手段を具備したプログラム処理されたコ
    ンピュータと、 従属知識要素をそれらの高優先順位知識要素に相互作用
    的に結合するための手段と、 それぞれの従属知識要素がそれが結合されるところの全
    ての高い位階の知識要素に関して縦続形式で表示された
    状態で当該知識要素のそれぞれを選択的に表示するため
    の表示手段と、 知識要素の結合鎖内のそれぞれの下の位階の知識要素を
    必要に応じ連続的に表示し、修復動作を助長し、障害状
    態を修正するための手段と、 表示された下位の知識要素が依存するところのいずれの
    上位知識要素へも復帰するための手段とを具備した診断
    助言装置。
  5. 【請求項５】いずれの知識要素へも復帰するための前記
    手段はディスプレイを選択される知識要素の鎖の中のそ
    れぞれの上位知識要素へ戻すよう動作する請求項４の診
    断助言装置。
  6. 【請求項６】 知識ベースの外へジャンプし外部ソフト
    ウエアプログラムへアクセスしそして知識ベースを、知
    識ベースがそこから退出せられたところの知識ベース場
    所に正確に復帰するための手段を具備する請求項５の診
    断助言装置。
  7. 【請求項７】 インデックスサーチの最初に知識要素へ
    の結合を表示する前記ディスプレイ上の場所で、知識ベ
    ースの全ての知識要素のアルファベット順のリストを提
    供するため前記インデックスサーチを行うための手段を
    具備する請求項６の診断助言装置。
  8. 【請求項８】 診断下の知識要素に直接結合されない整
    合ワードに対応する全ての要素にアクセスするワードサ
    ーチを行うための手段を具備する請求項６の診断助言装
    置。
  9. 【請求項９】 所与の知識要素内の特定のワードパター
    ンについてパターンサーチを遂行するための手段を具備
    する請求項６の診断助言装置。
  10. 【請求項１０】 外部テキスト編集またはワードプロセ
    ッシングソフトウエアプログラムにアクセスし、所与の
    知識要素に関して診断手続との関係で電子ファイルに解
    説とコメントを書き込みそして外部ファイルがアクセス
    されたときの場所にて診断下の知識要素の位置に復帰す
    るための手段を具備する請求項６の診断助言装置。
JP5260386A 1992-09-28 1993-09-27 知識をベースにした診断助言装置および方法 Withdrawn JPH0720938A (ja)

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