JPH0784995A - 故障診断支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作者の技能に関わりなく、故障現象を詳細
に解析でき、該現象の原因である機器の構成要素を表示
する。均質の因果関係ルールを蓄積して因果関係ルール
ベースを構築し、既に構築された該ルールベースの修正
を容易にする。機器の構成を容易に階層的に記述させ、
機器構成データベースを構築する。 【構成】 故障診断部６は、因果関係ルールに基づき、
現象から原因の構成要素を導きだし、構成要素から現象
を導きだし、機器構成要素の親子関係に基づき該構成要
素の子の構成要素を導きだす。ルール格納部１３は、入
力された因果関係ルールのうち矛盾、重複のない因果関
係ルールベース２に格納する。階層型知識獲得部３は、
機器構成の入力を受け付け機器構成データベース１に格
納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、故障診断エキスパート
システムにおいて、機器構成データベースと因果関係ル
ールベースとを用いて、入力された故障現象の原因の候
補を提示する故障診断支援システムに関する。さらに、
故障診断を行う対象となる機器の構成を獲得し、機器構
成データベースを作成する故障診断支援システムに関す
る。また、故障の現象と機器の構成要素との因果関係を
獲得し、因果関係ルールベースを作成する故障診断支援
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、機器の故障の原因を診断する
ために、故障の現象と、機器の構成要素との因果関係が
用いられている。機器の故障の因果関係を記述する方式
の一つとしては、故障の現象と原因との因果関係をフォ
ールト・ツリー（ＦＴ：Fault Tree)と呼ばれる樹木に置
き換え記述している。しかし、その作成において、様々
な論理的関係を並列に考慮し階層構造にあてはめなくて
はならず、因果関係を構造化するには、非常に困難な作
業を必要としていた。また、人為的なデータの抜けやミ
スが生じやすく、一旦生成された因果関係の情報を修正
することも困難であった。

【０００３】さらに、従来の故障因果関係の記述方法で
は、現象と現象との因果関係を表現していたが、このよ
うな因果関係の場合、関係が複雑になってくると、矛盾
の検出が困難になってしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては、ＦＴ図（故障の因果関係を表した樹木）の作成
は、故障現象の表現や、その範囲（詳細さ）の認識が、
個々の作成者により異なり、作成者の経験や知識などに
応じて、作成されたＦＴ図の品質にバラツキが生じると
いう問題があった。また、多品種、多機能にわたる製品
についての診断が必要となっている現在、個々の製品に
ついて、その都度複雑な故障の因果関係をＦＴ図に表現
していくことは、運用面で実用的とは言い難い。さら
に、診断者の技能に関わりなく、故障現象の詳細な解析
を行うことができ、該故障現象の原因である機器の構成
要素を推定することができる、故障の診断支援システム
が求められている。

【０００５】そこで、本発明は、操作者の技能に関わり
なく、故障現象を詳細な現象に解析でき、該現象の故障
箇所である機器の構成要素を表示することのできる故障
診断支援システムを提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、操作者の技能に関わりなく、容易に品
質にバラツキのない因果関係ルールを蓄積して因果関係
ルールベースを構築し、既に構築された因果関係ルール
ベースの修正を容易に行うことができる故障診断支援シ
ステムを提供することを第２の目的とする。さらに、本
発明は、操作者の技能に関わりなく、簡便に、時間を掛
けずに機器の構成を容易に階層的に記述し、機器構成デ
ータベースを構築することができる故障診断支援システ
ムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明では、記憶装置と、制御装置と、入力
装置と、出力装置とを有し、現象の入力を受け付けて、
該現象の原因を推定する故障診断支援システムにおい
て、上記入力装置は、機器の構成要素と現象とのうち少
なくとも一方の入力を受け付け、上記制御装置に通知す
る手段を有し、上記記憶装置は、診断の対象となる機器
の構成要素と、各構成要素の関係とを保持する機器構成
データベースと、故障の現象と機器の構成要素との因果
関係ルールを保持する故障因果関係ルールベースとを有
し、上記制御装置は、故障診断部を有し、上記故障診断
部は、上記因果関係ルールに基づき、現象から、原因で
あると推定される構成要素を導き出す手段と、上記因果
関係ルールに基づき、構成要素から、該構成要素を原因
として発生する現象を導き出す手段と、上記機器構成デ
ータベースに保持されている機器構成要素の関係に基づ
き、該構成要素に包含される構成要素を導きだす手段
と、上記導き出された現象および／または構成要素を上
記出力装置に出力させる手段とを有することを特徴とす
る故障診断支援システムが提供される。

【０００７】上記第２の目的を達成するために、本発明
では、記憶装置と、制御装置と、入力装置と、出力装置
とを有し、現象の入力を受け付けて、該現象の原因を推
定する故障診断支援システムにおいて、上記記憶装置
は、診断の対象となる機器の構成要素と、各構成要素の
関係とを保持する機器構成データベースと、故障の現象
と機器の構成要素との因果関係ルールを保持する故障因
果関係ルールベースとを有し、上記制御装置は、ルール
格納部を有し、上記ルール格納部は、故障の現象と、機
器の構成要素と、該現象および該構成要素の対応関係と
の因果関係ルールの入力を受け付ける手段と、上記故障
因果関係ルールベースに保持されている因果関係ルール
と、上記作成した因果関係ルールとの重複を検査する手
段と、上記機器構成データベースに保持されている機器
構成要素の親子関係に基づき、上記作成した因果関係の
矛盾を検査する手段と、重複および矛盾の検出されなか
った因果関係ルールを上記故障因果関係ルールベースに
格納する手段とを有することを特徴とする故障診断支援
システムが提供される。

【０００８】上記第３の目的を達成するために、本発明
では、記憶装置と、制御装置と、入力装置と、出力装置
とを有し、現象の入力を受け付けて、該現象の原因を推
定する故障診断支援システムにおいて、上記記憶装置
は、診断の対象となる機器の構成要素と、各構成要素の
関係とを保持する機器構成データベースを有し、上記制
御装置は、階層型知識獲得部を有し、上記階層型知識獲
得部は、機器構成図の作成についての指示の入力を受け
付け、上記指示に基づいて機器構成図を作成し、機器の
構成要素と各構成要素の関係とを機器構成データベース
に格納する手段を有することを特徴とする故障診断支援
システムが提供される。

【０００９】

【作用】本発明の故障診断支援システムの記憶装置は、
機器構成データベースと故障因果関係ルールベースとを
保持する。機器構成データベースには、診断の対象とな
る機器の構成要素と、各構成要素の親子関係（包含関
係）とが保持されている。故障因果関係ルールベースに
は、故障現象と機器の構成要素との因果関係ルールが保
持されている。

【００１０】また、本発明の故障診断支援システムは制
御装置と入力装置と出力装置とを有し、該制御装置は、
故障診断を行うための故障診断部を有する。

【００１１】本発明では、上記故障診断部は、故障診断
を行う際、上記因果関係ルールに基づき、操作者により
入力された、あるいは、故障診断部により導きだされた
現象の内容から、原因であると推定される構成要素を導
きだし、出力装置に表示する。また、上記故障診断部
は、操作者により入力された、あるいは、故障診断部に
より導きだされた不具合の発生している可能性のある構
成要素から、該構成要素の不具合により発生する故障現
象を導きだし、出力装置に表示する。さらに、上記故障
診断部は、上記機器構成データベースに保持されている
機器構成要素の親子関係に基づき、操作者により入力さ
れた、あるいは、故障診断部により導きだされた構成要
素の子である（該構成要素に包含される）構成要素を出
力装置に表示する。

【００１２】本発明の故障診断支援システムは、操作者
が、本システムの故障診断部により表示された故障現象
のうち、診断の対象である最も詳細な故障現象を選択す
ることで、故障の原因となった可能性の最も高い構成要
素を出力装置に表示することができる。さらに、故障の
原因と推定される構成要素のうち、最も下位の階層に属
する要素を表示することで、故障の原因と推定される最
も狭い範囲（最も小さな部品）を出力装置に表示するこ
とができる。

【００１３】また、本発明の故障診断支援システムの制
御装置は、ｉｆ−ｔｈｅｎ型知識獲得部と知識修正部と
を有するルール格納部を有し、因果関係ルールを作成し
て因果関係ルールベースに格納する手段を有する。

【００１４】本発明の因果関係ルールは、現象と現象と
の因果関係であった従来技術とは異なり、故障の現象
と、機器の構成要素との因果関係のルールである。この
ような、故障現象と構成要素との対応関係は、現象どう
しの対応関係よりも検出しやすく、また、該ルールの矛
盾の検出も容易である。

【００１５】上記ｉｆ−ｔｈｅｎ型知識獲得部は、機器
構成データベースに保持されている機器の構成要素と、
操作者によって入力された該構成要素に対応する故障現
象とを対応付け、因果関係ルールを作成し、上記知識修
正部にわたす。上記知識修正部は、機器構成データベー
スに保持されている各構成要素の親子関係を参照し、該
ルールが矛盾していないかどうか検査し、さらに、既に
機器構成データベースに同じルールが保持されていない
かどうか検査して、矛盾、重複のないルールのみを故障
因果関係ルールベースに格納する。このようにすれば、
入力する操作者の質に関わりなく、均質なルールを作成
できる。さらに、あらかじめ操作者が矛盾や重複を検査
しておく必要がないため、既に構築されている故障因果
関係ルールベースを容易に追加、修正することができ
る。

【００１６】さらに、本発明の故障診断支援システムの
制御装置は、階層型知識獲得部を有し、機器構成図の入
力を受け付け、機器の構成要素と各構成要素の親子関係
とを機器構成データベースに格納する手段を有する。機
器構成図の形で機器の構成を記述させ、入力させること
で、操作者の技能に関わりなく、容易に、一定の基準に
より表現された機器の構成情報を得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。本実施例のシステムは、機器の構成に関する知識を
機器構成データベースに格納する機器構成データベース
構築手段と、故障と原因との関係に関する知識を故障因
果関係ルールベースに格納する故障因果関係ルールベー
ス構築手段と、入力された故障の現象から故障の原因を
推定する故障診断手段とを有する。これらの手段は、操
作者の指示により稼動される。

【００１８】本実施例のシステムの基本構成を図１に示
す。本実施例のシステムは、記憶装置１１と制御装置１
２と入出力装置７とを有する。

【００１９】記憶装置１１は、機器構成に関する情報を
保持する機器構成データベース１と、故障と原因との因
果関係を保持する故障因果関係ルールベースを有する。
なお、本実施例では、上記機器構成データベース１と故
障因果関係ルールベース２とは、同じ記憶装置１１に保
持されているが、２以上の記憶装置を用意し、別々の記
憶装置に保持されるようにしてもよい。

【００２０】制御装置１２は、機器の構成に関する知識
を獲得する階層型知識獲得部３と、故障修理に関する知
識を、故障現象と原因推定範囲の関係（ｉｆ−ｔｈｅｎ
ルール）として作成し、故障因果関係ルールベース２に
格納するルール格納部１３と、故障の診断を行う故障診
断部６とを有する。上記ルール格納部１３は、ｉｆ−ｔ
ｈｅｎルールを作成するｉｆ−ｔｈｅｎ型知識獲得部４
と、獲得されたｉｆ−ｔｈｅｎルールのうち重複や矛盾
のないもののみを故障因果関係ルールベース２に格納す
る知識修正部５とを有する。

【００２１】なお、本実施例においては、一つの制御装
置１２が上記階層型知識獲得部３と上記ｉｆ−ｔｈｅｎ
型知識獲得部４と上記知識修正部５と上記故障診断部６
とを備えるが、２以上の制御装置を用意し、上記各部を
分担して備えるようにしてもよい。

【００２２】入出力装置７は、操作者からの入力を受け
付け、上記制御装置からの送られた情報を出力する。な
お、本実施例では、入出力装置７は入力と出力とを行う
手段を有するが、入力装置と出力装置とを別々に設けて
もよい。

【００２３】（機器構成データベース１の構築）まず、
本実施例の、機器構成データベース１構築手段について
述べる。上記入出力装置７は、操作者からの機器の構成
に関する知識を階層的に記述した機器構成図の入力を受
け付け、階層型知識獲得部３に送る。階層型知識獲得部
３は、入力された機器構成図を基に、機器の構成要素お
よび各構成要素間の関係と、該機器の属性とを機器構成
データベース１に格納する。また、階層型知識獲得部３
は、入力された機器構成図を入出力装置７に出力させ
る。入出力装置７に出力される機器構成図を示す画面の
例を図２に示す。

【００２４】機器構成図は、ノード２１８と線２１７と
からなる。ノード２１８には、機器の各構成要素が記述
され、線２１７は各ノードの表す構成要素の親子関係を
示す。機器構成図画面２０内では、該線２１７の左のノ
ード２１８が親の構成要素を、右のノード２１８が子の
構成要素を示している。機器構成図は、機器の構成要素
が階層的に記述されており、上位の構成要素が下位の構
成要素を包含し、親子関係を形成するように記述され
る。各階層の構成要素は、下層にいくに従って、細かな
部品が記述される。また、各機器構成図を入力する際に
は、あらかじめ該機器の構造（セパレート型あるいは一
体型）、制御方法（インバータあるいは一定速）、機能
（冷房暖房兼用あるいは冷房専用）などに関する属性を
入力しておく。上記機器構成図により表現される各構成
要素および各構成要素の親子関係と、上記属性とは、機
器構成データベース１に格納される。

【００２５】上記機器構成データベース１に格納される
機器構成に関する情報のうち、各構成要素と、その親子
関係とは、表として表される。機器構成に関する表の例
を図４に示す。該表は、一行に親子の関係にある機器の
構成要素を、階層の高い順に保持しする配列で表してい
る。図４の例では、この機器構成表で表される機器は、
構成要素としてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦを有す
る。親Ａは子ＢとＣとを有し、子Ｂはさらに子Ｄを有す
る。また、子Ｃはさらに子ＥとＦとを有し、子Ｅはさら
に子ＧとＨとを有する。

【００２６】図２に示す画面２０は、ルームエアコンの
機器構成図の一例を表示している機器構成図表示画面で
ある。まず、ルームエアコン２１１の機器構成図につい
て説明しておく。ルームエアコン２１１（第１層）は、
室内機２１２と室外機２１３と（第２層）から構成され
る。上記室内機２１２は、送風機構系２１４、冷凍サイ
クル系２１５など（第３層）から構成される。送風機構
系２１４は、ファン２１６などの部品（第４層）から構
成される。各構成要素の間をつなぐ線２１７は、親子関
係を示し、画面２０内では、該線の左が親、右が子を示
している。

【００２７】入出力装置７の画面２０は、アイコン２１
〜３０を有し、マウスにより、該アイコンによる指示を
行うことができる。なお、マウス以外の入力手段により
アイコンの指示を行うことができるようにしてもよい。
また、表示画面をタッチパネルとし、表示画面２０上の
あらかじめ定義された領域を操作者が触れることによ
り、該領域にあらかじめ対応付けられている情報が入力
されるようにしてもよい。さらに、入出力装置７に、入
力情報ごとの専用キーをハードウエアキーとして備えて
入力を受け付けてもよく、他の方法により実現されるソ
フトウエアキーにより入力を受け付けてもよい。また、
本実施例では、入出力装置７は、カーソルの移動や、文
字列の入力を受け付けるキーボード（図示せず）を有
し、データの内容を文字列として受け付けたり、データ
の移動、削除、追加などを指示するデータをカーソルの
位置により受け付けることができる。なお、上記キーボ
ードの代わりに、タッチパネルなど、他の入力手段を設
けてもよい。

【００２８】アイコン２１は、取消キーであり、該キー
への入力は、入力データの取消を指示する。アイコン２
２は、データ入力キーであり、該キーへの入力は、デー
タの入力を受け付けるよう指示する。アイコン２３は、
データ複写キーであり、該キーへの入力は、データの複
写を指示する。アイコン２４は、全体図キーであり、該
キーへの入力は、機器構成図の全体図を一画面上に表示
するよう指示する。アイコン２５は、ツリー複写キーで
あり、該キーへの入力は、指定したデータの木を指定し
た位置に複写するよう指示する。アイコン２６は、ツリ
ー移動キーであり、該キーへの入力は、指定したデータ
の木を指定した位置に移動するよう指示する。アイコン
２７は、ノード削除キーであり、該キーへの入力は、指
定したノードを削除するよう指示する。アイコン２８
は、ノード追加キーであり、該キーへの入力は、指定し
た位置に指定した数のノードを追加するよう指示する。

【００２９】なお、ノードの追加を行う際は、親となる
ノードと、該親の子として追加するノードの数を指定
し、その後、ノードの内容を入力する。例えば、室内機
の子である構成要素を入力する場合は、まず、ノード追
加キー２８を入力し、カーソルにより２１２のノードを
親として指定し、追加ノード数を３としてキーボードか
ら入力すれば、画面上で、ノードを表す矩形が３個（２
１４、２１５、２１９）表示され、３つの該ノードと親
のノード２１２とをつなぐ線２１７が表示される。次
に、データ入力キーを入力し、カーソルにより入力位置
をいずれかのノードの位置として指示し、キーボードに
より該ノードの内容（すなわち、ノード２１９ならば
「制御部品」）を入力する。

【００３０】アイコン２９は、知識入力キーであるが、
機器構成データベース１の構築に際しては使用されな
い。アイコン３０は、終了キーであり、該キーへの入力
は、知識入力の受付の終了を指示する。上記各キーおよ
びキーボードにより上記入出力装置７は、機器構成図の
入力を受け付けることができる。

【００３１】以上のようにして機器構成データベースを
構築すれば、機器の構成を容易に階層的に記述し、操作
者の技能に関わりなく、簡便に、時間を掛けずにデータ
ベースを構築することができる。

【００３２】（故障因果関係ルールベース２の構築）つ
ぎに、故障因果関係ルールベース２構築手段について説
明する。ｉｆ−ｔｈｅｎ型知識獲得部４は、知識修正部
５を介して機器構成データベース１から機器構成に関す
る情報を読み出し、機器構成図の形で入出力装置７に出
力させる。

【００３３】入出力装置７は、操作者からの入力を受け
付け、入力情報をｉｆ−ｔｈｅｎ型知識獲得部４へ送
る。上記操作者からの入力を受け付ける際に、入出力装
置７に表示されるｉｆ−ｔｈｅｎルール入力画面３１を
図３に示す。ｉｆ−ｔｈｅｎ型知識獲得部４は、操作者
の入力した条件部（ｉｆ：故障の現象）および結論部
（ｔｈｅｎ：故障の原因となった部品など）と、それら
の対応関係とを、故障因果関係ルールとして、知識修正
部５を介して故障因果関係ルールベース２に格納する。
また、結論部が最下層の構成要素（部品）である故障因
果関係ルールについては、故障の原因となる該構成要素
の状態についても格納される。なお、ここで最下層の構
成要素とは、該構成要素の子となる構成要素の存在しな
い構成要素をいう。

【００３４】故障因果関係ルールベース２に格納される
ルールは、条件部５１と結論部５２と状態５３とを列と
して有する三列の表（図５に表の例を図示）として表さ
れる。また、各ルールの因果関係は、行により表され
る。

【００３５】操作者からの入力は、次のようにして行わ
れる。まず、ｉｆ−ｔｈｅｎ型知識獲得部４は、あらか
じめ構築されている機器構成データベース１に保持され
ている情報を知識修正部５を介して読み込み、該情報を
基に、機器構成図を入出力装置７の表示画面に表示させ
る（ｉｆ−ｔｈｅｎルール入力画面３１）。入出力装置
７の表示画面には、知識入力キーであるアイコン２９が
あり、該キー２９が入力されると、故障現象リスト表示
ウインド３２と、故障現象データ表示ウインド３３とが
交互に表示される。なお、ここでウインドとは、表示画
面上で、既表示の上に重ねて表示される枠で囲んだ小さ
な領域をいう。

【００３６】まず、操作者により、知識入力キーである
アイコン２９が選択されると、入出力装置７は、画面３
１に故障現象の分類を列挙したリスト（故障現象リス
ト）を表示するウインド３２を表示する。本実施例で
は、故障現象を、現象コード（具体的現象内容）、外部
条件（振動を発生するもののそばに設置されている、そ
ばで落雷があったなどの、機器に影響を与える外部環
境）、点検内容（点検によって発見される部品の不具合
など）、診断ランプ（機器に備えられている各診断ラン
プの状態）などの項目に分類する。故障現象リストに
は、上記各分類項目が表示され、入出力装置７は操作者
による項目の選択を受け付ける。また、入出力装置７
は、該故障現象リストに対する追加、修正、削除を受け
付け、その内容を記憶装置１１に格納する手段を有す
る。

【００３７】ウインド３２に表示された故障現象リスト
内の故障現象のうちの１項目が選択され、さらに、再度
知識入力キー２９が入力されると、入出力装置７は選択
された分類項目に応じた詳細な内容を列挙する故障現象
データを表示するウインド３３を画面３１内に表示す
る。入出力装置７は、上記故障現象データに対する追
加、修正、削除を受け付け、その内容を記憶装置１１に
格納する手段を有する。

【００３８】さらに、入出力装置７は、故障現象データ
表示ウインド３３内の項目と、ｉｆ−ｔｈｅｎルール入
力画面３１に表示されている機器構成図内のノードと
を、関連付けた入力を受け付け、それをｉｆ−ｔｈｅｎ
型知識獲得部４に送る。例えば、操作者が故障の具体的
現象として故障現象データリスト表示ウインド３３に表
示されている「動作不良」の項目３４を選択し、対応す
る機器構成要素として、機器構成図内の室内機の制御系
のノード３５と、室外機の制御系のノード３６とを選択
する場合、操作者は、マウスにより、領域３４、３５、
３６をクリックする。操作者の選択を入出力装置７によ
り通知されたｉｆ−ｔｈｅｎ型知識獲得部４は、条件部
５１が動作不良で、結論部５２が室内機の制御系または
室外機の制御系という２通りのルール、すなわち、「動
作不良３４ならば室内機の制御系３５」（ｉｆ ３４
ｔｈｅｎ ３５）および「動作不良３４ならば室外機の
制御系３６」（ｉｆ ３４ ｔｈｅｎ ３６）というル
ールを作成し、該ルールを知識修正部５に送る。

【００３９】なお、選択された構成要素が機器構成図中
最下層に位置するものの場合、入出力装置は、該構成要
素が選択されると、状態選択用のウインド（図示せず）
を表示し、状態５３の選択を受け付ける。上記状態選択
用ウインドには、該構成要素が故障の原因となる場合の
状態（ヒューズの断線、不良など）が列挙されており、
上記のウインド３２、３３と同様に、マウスにより上記
列挙されている項目の領域をクリックすることで、該項
目の選択を入力することができる。入出力装置７は、選
択された状態５３の項目についてもｉｆ−ｔｈｅｎ型知
識獲得部４に通知する。通知を受けたｉｆ−ｔｈｅｎ型
知識獲得部４は、条件部５１、結論部５２と共に、該状
態５３についても知識修正部５に送る。

【００４０】知識修正部５は、ｉｆ−ｔｈｅｎ型知識獲
得部４から受け取ったルールが既に故障因果関係ルール
ベース２上に存在していないかどうか重複検査をおこな
う。既に存在している場合、知識修正部５は、該ルール
を故障因果関係ルールベース２に格納しない。

【００４１】まだ存在していない場合は、知識修正部５
は、さらに、該ルールが矛盾していないかどうか矛盾検
査を行う。ここで、矛盾とは、同一の条件部５１を有
し、結論部５２である機器構成要素が、機器構成図上で
親子関係にある、複数のルールが存在することをいう。
矛盾がない場合、知識修正部５は、該ルールを故障因果
関係ルールベース２に格納する。矛盾がある場合、知識
修正部５は、条件部５１が同じで結論部５２が親子関係
にあるルールを入出力装置７にすべて表示させる。入出
力装置７は、操作者からの選択または訂正を受け付け、
知識修正部５に送る。いずれかのルールが操作者により
選択された場合は、知識修正部５は、選択されたルール
を故障因果関係ルールベース２に格納する。操作者によ
りルールが訂正された場合は、訂正後のルールについ
て、上記重複検査と矛盾検査が再度行われ、重複も矛盾
もないルールのみが故障因果関係ルールベース２に格納
される。なお、最下層の構成要素を結論部５２として有
するルールについては、状態５３も含んで格納される。

【００４２】上記のルールの入力、検査、および格納
は、操作者により終了キー３０が入力されるまで、繰返
し行われる。

【００４３】以上のようにして故障因果関係ルールベー
ス２を構築すれば、あらかじめモデル化された対象機器
の構成にしたがって故障現象の関係付けを行うことがで
きるため、操作者の技能に関わりなく、容易に品質にバ
ラツキのない因果関係ルールを蓄積することができる。
また、因果関係ルールを故障因果関係ルールベース２に
格納する前に、矛盾や重複を検査するため、操作者があ
らかじめそれらの検査をしておく必要がなく、既に構築
された故障因果関係ルールベース２の修正を容易に行う
ことができる。

【００４４】（故障原因、修理方法の診断）つぎに、故
障診断手段について説明する。故障診断部６は、機器構
成データベース１から機器構成の情報を読み取り、ま
た、故障因果関係ルールベース２から、故障の因果関係
を読み取り、操作者により入力された故障の現象から、
故障の原因を推定する。

【００４５】故障診断手段の起動が指示されると、故障
診断部６は、入出力装置７に故障診断画面を表示させ
る。該画面を図６に示す。故障診断画面６０には、診断
結果を表示させるためのアイコン６６と、終了指示のた
めのアイコン３０とが設けられている。また、故障診断
画面６０には、製品名入力領域６１、製品の形式入力領
域６２、および、製品の機能入力領域６３が定義されて
おり、入出力装置７は、故障診断の対象となる機器の製
品名、形式、および、機能の操作者による入力を受け付
けることができる。

【００４６】機器構成データベース１に保持されている
機器の情報には、該機器の属性（製品名、形式、機能な
ど）が含まれているため、入出力装置７を介して操作者
により入力された製品名、形式、および、機能をもと
に、故障診断部６は、故障診断の対象となる機器を選び
だす。

【００４７】入出力装置７は、故障診断部６を介して、
機器構成データベース１に保持されている機器構成の情
報から、診断の対象となる機器の構成要素を読み取り、
各構成要素を、故障診断画面６０中の故障箇所表示領域
６４に列挙する。さらに、入出力装置７は、故障診断部
６を介して、故障因果関係ルールベース２に保持されて
いるルールから、該機器における故障現象（ルールの条
件部５１）を読み取り、故障診断画面６０の故障現象表
示領域６５に列挙する。

【００４８】上記のような表示を行ったのち、入出力装
置７は、操作者からの、診断の対象となる故障現象また
は故障箇所の選択を受け付け、選択された故障現象また
は故障箇所を故障診断部６へ通知する。なお、上記の選
択は、同一の領域（６４または６５）内の複数の項目に
ついて行うことができる。

【００４９】上記の選択を通知された故障診断部６の制
御の流れを図７に示す。故障診断部６は、上記選択の通
知を受け付け（ステップ７０）、まず、選択されたもの
が故障現象であるか、故障箇所であるかを判断する（ス
テップ７１）。

【００５０】選択されたものが故障現象の場合、まず、
故障診断部６は、故障現象表示領域６５中の選択された
故障現象（例えば、ａとする）を強調表示（表示色を変
更する、掛け網表示するなど）して、選択済みであるこ
とを示す（ステップ７２）。つぎに、故障診断部６は、
故障因果関係ルールベース２を参照して、条件部５１が
上記の選択された故障現象ａである故障因果関係ルール
を検索する。診断の対象である機器が、図５に示した表
で表される因果関係ルールを有しているとすれば、故障
現象ａを条件部５１とする因果関係ルールの結論部５２
はＣである。故障診断部６は、選択された故障現象ａの
原因推定範囲はＣであると認識する（ステップ７３）。

【００５１】次に、故障診断部６は、機器構成データベ
ース１を検索し、上記認識した原因推定範囲Ｃの子であ
る構成要素を検索し、原因となる可能性のある構成要素
を抽出する（ステップ７４）。診断の対象である機器
が、図４に示した表で表される機器構成を有していると
すれば、構成要素Ｃは、構成要素Ｅ、Ｆを子として有
し、さらに、構成要素Ｅ、Ｆは、構成要素Ｇ、Ｈを有す
るので、原因となる可能性のある構成要素は、Ｃ、Ｅ、
Ｆ、Ｇ、Ｈであることがわかる。

【００５２】故障診断部６は、故障か諸表示領域６４中
の上記抽出した構成要素の表示を強調表示する（ステッ
プ７５）。なお、上記強調表示していない構成要素の表
示を変更または消去し、選択することができないことを
示すようにしてもよい。故障診断部６は、上記強調表示
した構成要素についての操作者の選択を可能とし、他の
構成要素については、選択不可能とする。

【００５３】さらに、故障診断部６は、故障因果関係ル
ールベース２を検索し、上記の原因である可能性のある
構成要素（Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）を結論部５２として有
する因果関係ルールを抽出し、該ルールの条件部５１で
ある故障現象を強調表示する（ステップ７６）。

【００５４】操作者により診断結果のアイコン６６に対
する入力により、診断結果の表示が指示されていれば
（ステップ８２）、故障診断部６は診断結果を表示し
（ステップ８３）、処理を終了する。本実施例では、診
断結果の表示には、操作者によって選択された全ての故
障現象（条件部５１）、強調表示のなされた構成要素
（結論部５２）のうち最下層に属するもの、および、該
構成要素の状態５３が含まれる。

【００５５】診断結果の表示が指示されなければ、故障
診断部６は、処理をステップ７０にも度し、再度操作者
の選択を入出力装置７を介して受け付ける。なお、この
際、故障診断部６は、強調表示されている故障箇所およ
び故障現象の選択のみを受け付ける。

【００５６】操作者により選択されたものが、故障箇所
の場合、故障診断部６は、故障箇所表示領域６４中の選
択された故障箇所（例えば、Ｅ）を強調表示して、選択
済みであることを示す（ステップ７７）。つぎに、故障
診断部６は、機器構成データベース１を参照して、上記
選択された故障箇所（Ｅ）の子である構成要素を検索す
る（ステップ７８）。診断の対象である機器が、図５に
示した表で表される因果関係ルールを有しているとすれ
ば、故障箇所Ｅの子である構成要素には、ＧとＨとがあ
る。故障診断部６は、故障箇所表示領域６４中の選択さ
れた故障箇所の子である構成要素（ＧとＨ）を強調表示
する（ステップ７９）。故障診断部６は、強調表示され
た項目のみについて操作者による選択を受け付ける。

【００５７】つぎに、故障診断部６は、故障因果関係ル
ールベース２を検索し、上記の選択された故障箇所の子
である構成要素（ＧとＨ）を結論部５２として有する因
果関係ルールを抽出する（ステップ８０）。さらに、故
障診断部６は、故障現象表示領域６５内にある該ルール
の条件部５１の表示を強調表示する（ステップ８１）。
以上のようにして、故障診断部６は、故障の原因とし
て推定される全ての構成要素と、該構成要素の不良によ
り引き起こされる全ての現象とを強調表示することによ
り、故障の現象と原因となった構成要素に関する操作者
の適正な入力を促すことができる。故障診断部６は、操
作者が、強調表示されている個々の構成要素について、
不良が発生していないかどうか検査することで、故障の
原因推定範囲を狭めることを助ける。また、ステップ７
０〜８１を繰り返すことにより、故障診断部６は、強調
表示する（操作者が選択することの可能な）機器の構成
要素を適正化することができる。

【００５８】すなわち、発生している現象がなるべく多
く強調表示され（望ましくは、発生している現象がすべ
て強調表示され）、発生していない現象の強調表示がな
るべく少なくなるように（望ましくは、発生している現
象のみが強調表示されるように）、故障現象と故障箇所
とを選択し、さらに、強調表示されている故障箇所のう
ち、検査などにより故障の原因でないことがはっきりし
ている構成要素は、選択せず、検査により不良が発生し
ていることがわかっている構成要素を選択することで、
強調表示される故障現象および故障箇所を最適化し、診
断の対象となった故障現象をさらに詳細な現象へ解析す
ることができ、操作者は、その詳細な故障現象を発生さ
せる、最も小さな構成要素を認識することができる。

【００５９】本実施例によれば、知識表現やコンピュー
タに関する詳しい予備知識を必要とすることなく、また
故障に関する複雑な因果関係を並列に思考することを必
要とせず、断片的に故障修理に関する知識を抽出してい
くことによって、容易かつ効率的に信頼性のある故障の
因果関係を構築することができる。本実施例では、故障
の因果関係を表す樹木を体系化する時間と工数を削減
し、実用的かつ作成容易なシステムが提供され、故障診
断エキスパートシステム開発コストの大幅な低減を図る
ことができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、操作者の技能に関わり
なく、故障現象を詳細な現象に解析でき、該現象の故障
箇所である機器の構成要素を表示することができる。ま
た、本発明によれば、操作者の技能に関わりなく、容易
に品質にバラツキのない因果関係ルールを蓄積して因果
関係ルールベースを構築し、既に構築された因果関係ル
ールベースの修正を容易に行うことができる。さらに、
本発明によれば、操作者の技能に関わりなく、簡便に、
時間を掛けずに機器の構成を容易に階層的に記述し、機
器構成データベースを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 システムの基本構成を表す説明図である。

【図２】 機器構成図の入力画面を表す説明図である。

【図３】 故障因果関係ルールの入力が面を表す説明図
である。

【図４】 機器構成のデータ構造を示す説明図である。

【図５】 因果関係のルールのデータ構造を示す説明図
である。

【図６】 故障診断画面を示す説明図である。

【図７】 故障診断部の診断処理の流れを示す流れ図で
ある。

【符号の説明】

１：機器構成データベース、 ２：故障因果関係ルール
ベース、 ３：階層型知識機獲得部、 ４：ｉｆ−ｔｈ
ｅｎ型知識獲得部、 ５：知識修正部、 ６：故障診断
部、 ７：入出力装置、 １１：記憶装置、 １２：制
御装置、 １３：ルール格納部、 ２０：機器構成図入
力画面、 ２１〜３０、６６：アイコン、 ２１７：親
子関係を示す線、 ２１８：機器の構成要素を示すノー
ド、 ３１：因果関係入力画面、 ３２：故障現象リス
トを表示するウインド、 ３３：故障現象データを表示
するウインド、 ６０：故障診断画面、 ６１：製品名
入力領域、 ６２：形式入力領域、 ６３：機能入力領
域、 ６４：故障箇所表示領域、 ６５：故障現象表示
領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 茂 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 下社 貞夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記憶装置と、制御装置と、入力装置と、出
   力装置とを有し、現象の入力を受け付けて、該現象の原
   因を推定する故障診断支援システムにおいて、 上記入力装置は、機器の構成要素と現象とのうち少なく
   とも一方の入力を受け付け、上記制御装置に通知する手
   段を有し、 上記記憶装置は、 診断の対象となる機器の構成要素と、各構成要素の関係
   とを保持する機器構成データベースと、 故障の現象と機器の構成要素との因果関係ルールを保持
   する故障因果関係ルールベースとを有し、 上記制御装置は、故障診断部を有し、 上記故障診断部は、 上記因果関係ルールに基づき、現象から、原因であると
   推定される構成要素を導き出す手段と、 上記因果関係ルールに基づき、構成要素から、該構成要
   素を原因として発生する現象を導き出す手段と、 上記機器構成データベースに保持されている機器構成要
   素の関係に基づき、該構成要素に包含される構成要素を
   導き出す手段と、 上記導き出された現象および／または構成要素を上記出
   力装置に出力させる手段とを有することを特徴とする故
   障診断支援システム。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記出力装置は表示画面を有し、 上記表示画面は、機器の構成要素を表示する故障箇所表
   示領域と、故障の現象を表示する故障現象表示領域とを
   有し、 前記故障診断部は、 上記故障箇所表示領域に上記構成要素を表示する手段
   と、 上記故障現象表示領域に上記現象を表示する手段と、 上記故障箇所表示領域に表示された構成要素のうち、前
   記導きだされた構成要素および入力された構成要素を上
   記表示画面に強調表示させる手段と、 上記故障現象表示領域に表示された現象のうち、前記導
   きだされた現象および入力された現象を上記表示画面に
   強調表示させる手段とを有することを特徴とする故障診
   断支援システム。
3. 【請求項３】記憶装置と、制御装置と、入力装置と、出
   力装置とを有し、現象の入力を受け付けて、該現象の原
   因を推定する故障診断支援システムにおいて、 上記記憶装置は、 診断の対象となる機器の構成要素と、各構成要素の関係
   とを保持する機器構成データベースと、 故障の現象と機器の構成要素との因果関係ルールを保持
   する故障因果関係ルールベースとを有し、 上記制御装置は、ルール格納部を有し、 上記ルール格納部は、 故障の現象と、機器の構成要素と、該現象および該構成
   要素の対応関係との因果関係ルールの入力を受け付ける
   手段と、 上記故障因果関係ルールベースに保持されている因果関
   係ルールと、上記作成した因果関係ルールとの重複を検
   査する手段と、 上記機器構成データベースに保持されている機器構成要
   素の親子関係に基づき、上記作成した因果関係の矛盾を
   検査する手段と、 重複および矛盾の検出されなかった因果関係ルールを上
   記故障因果関係ルールベースに格納する手段とを有する
   ことを特徴とする故障診断支援システム。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記出力装置は表示画面を有し、 上記出力装置は、 上記表示画面に、機器の構成を示す機器構成図を表示
   し、 さらに、故障現象を表示するウインドを表示する手段を
   有することを特徴とする故障診断支援システム。
5. 【請求項５】記憶装置と、制御装置と、入力装置と、出
   力装置とを有し、現象の入力を受け付けて、該現象の原
   因を推定する故障診断支援システムにおいて、 上記記憶装置は、 診断の対象となる機器の構成要素と、各構成要素の関係
   とを保持する機器構成データベースを有し、 上記制御装置は、階層型知識獲得部を有し、 上記階層型知識獲得部は、 機器構成図の作成についての指示の入力を受け付け、 上記指示に基づいて機器構成図を作成し、 機器の構成要素と各構成要素の関係とを機器構成データ
   ベースに格納する手段を有することを特徴とする故障診
   断支援システム。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記出力装置は表示画面を有し、 上記表示画面は、前記構成要素を表す２以上の矩形の領
   域と、該領域を結合する符号とを有し、 上記符号は、上記構成要素の関係を表し、 上記矩形の領域は、内部に構成要素名を有し、 上記矩形の領域は、内部の構成要素名の表す構成要素を
   表すことを特徴とする故障診断支援システム。