JPH0887427A

JPH0887427A - トレース診断装置

Info

Publication number: JPH0887427A
Application number: JP6221869A
Authority: JP
Inventors: Mikito Iwamasa; 幹人岩政
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】診断対象のシステムにおける構成部が遅延機
能を有する場合であっても、異常な出力値に対応する入
力値を明確に特定できるトレース診断装置を提供する。【構成】観測値６、機能モデル７、構造モデル８の格
納手段を設ける。機能モデル８および構造モデル８の格
納手段を機能トレース手段１１および構造トレース手段
１２を介して推論制御手段２４を接続する。推論制御手
段２４に、検証手段１０、トレース記録変換手段１７、
仮説記録手段１９、仮説検証手段２０、分解手段２１、
探索手段２２、トレース結果算出手段２３を接続する。
トレース記録変換手段１７、仮説記録手段１９、仮説検
証手段２０、分解手段２１、探索手段２２に、トレース
記録１６、探索候補２０、仮説１８の格納手段を接続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シーケンス制御に用い
るプログラムや順序回路等において異常な出力があった
場合に、異常な出力の原因となる入力を推論するトレー
ス診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常の鉄鋼プラント等に使用される様々
な駆動源は、必ず制御用の装置に接続されることによっ
て制御されている。この制御には、電動機の始動、停止
のような定性的な命令によって行われる制御と、電動機
の回転速度を調節するといった定量的な命令によって行
われる制御とがある。そして、現在では、これらの制御
はほとんど人手を用いずに行われる自動制御である。

【０００３】このような制御を行う装置には様々なもの
があるが、中でも定性的な制御とそれに必要な命令処理
を自動的に行う自動制御装置をシーケンス制御装置と呼
ぶ。シーケンス制御装置は、複数の接点を有する電気回
路であり、この電気回路は一般的に組合わせ回路や順序
回路等の論理回路の構成をとっている。組合わせ回路と
は、出力が現在の入力の状態だけから決まる回路であ
り、順序回路とは、出力は現在の入力の状態と過去の入
力の履歴とから決まる回路である。

【０００４】このようなシーケンス制御装置の制御対象
である鉄鋼プラント等は、非常に規模の大きいものなの
で、論理回路に異常が発生して誤動作が発生した場合、
多大な被害を招く可能性がある。そこで、制御用の論理
回路には、回路に発生した異常を解析するための診断装
置が接続されている。

【０００５】このような診断装置として、特開昭６３−
２２３８０８公報に記載の「故障診断装置」が提案され
ている。この診断装置は、診断対象である論理回路の出
力値に異常があった場合に、タイムチャートを用いて過
去の入力の履歴を調べ、その異常発生と同じタイミング
で変化した入力値を見つけることにより、異常の原因を
特定している。しかし、このような診断装置では、異常
な入力値を特定することは可能であったが、論理回路内
において異常の原因となった信号の伝搬経路を明確に知
ることが困難であった。

【０００６】これに対処するため、モデルベースによっ
て推論を行うという手法が提唱されている。このモデル
ベース推論という手法は、診断の対象である論理回路に
おける各構成部の接続関係と各構成部の機能（入力値お
よびこれに対応する出力値）をモデルの形式で保持し、
このモデルと実際の論理回路および各構成部から検出さ
れた入力値または出力値（以下、観測値と言う）とを比
較して診断を行う装置である。たとえば、実際の論理回
路から検出された出力値が、正常な値と異なっていた場
合に、モデルのすべての接続経路を出力側から入力側へ
とたどる（トレースする）ことにより、各構成部におけ
る出力値の原因となる可能性のある入力値の組合わせを
求める。そして、その入力値の組み合わせと前記観測値
とを比較することにより異常な又は正常な信号の伝搬経
路を推論することができる（参考文献 ″Hardware Var
ification ″ F.Maruyama and M.Fujita,IEEE COMPUTE
R1985Feb.）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の診断装置では、診断対象の論理回路内のあ
る構成部が、入力から出力までの間に時差をもつという
遅延機能を有している場合に、この時差を具体的にどの
ように考慮にいれるかが明確でなかった。たとえば、入
力と同時に出力がある構成部であって、その出力値が異
常である場合（以下、状態異常と呼ぶ）には、その原因
となる入力値を推論することは容易であった。しかし、
入力されてから一定の時間が経過した後に出力が行われ
る構成部であって、その出力が異常である場合（以下、
変化異常と呼ぶ）には、原因となる入力値を推論するこ
とは困難であった。

【０００８】また、推論過程でモデルにおける各構成部
の接続関係をすべてトレースすることは、すべての接続
経路をたどることになる。このため、異常であるか否か
にかかわらず、可能性のある入力値の組合せはすべて推
論されることになるので、診断速度が低下する。特に、
順序回路における出力は、現在の入力の状態と過去の入
力の履歴とから決定されるので、推論される入力の組合
せが累乗されることにより、いわゆる「組合せ爆発」が
発生するという問題があった。

【０００９】そして、実際の論理回路におけるある構成
部からの観測値が得られない場合には、モデルとの比較
を行うことができず、それ以上の推論ができなかった。
よって、このような場合には、当該構成部が正常か異常
かの判断ができず、異常の原因を特定することができな
かった。また、推論結果も観測値の得られるものについ
てのみ作成されることになる。したがって、かかる推論
結果によっては、トレース経路を全体的に表現すること
ができず、異常な信号の伝搬経路および正常な信号の伝
搬経路を統一的に把握することができなかった。

【００１０】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その第１の目
的は、診断対象のシステムにおける構成部が遅延機能を
有する場合であっても、異常な出力値に対応する入力値
を明確に特定できるトレース診断装置を提供することで
ある。

【００１１】本発明の第２の目的は、トレース経路の数
を必要最小限に節約することにより、診断速度が速く、
組合せ爆発等を回避することができるトレース診断装置
を提供することである。

【００１２】本発明の第３の目的は、診断対象のある構
成部からの観測値が得られない場合であっても、他の構
成部における観測値を利用することによって、観測値が
得られない構成部の入力値、出力値が正常であるか異常
であるかを検証、判断できるトレース診断装置を提供す
ることである。

【００１３】本発明の第４の目的は、観測値の得られな
い構成部から観測値の得られる構成部までの推論を、効
率よく行うことができるトレース診断装置を提供するこ
とである。

【００１４】本発明の第５の目的は、観測値の無いデー
タがあっても、トレース経路を全体的に表現することが
でき、異常な信号の伝搬経路および正常な信号の伝搬経
路を統一的に把握することができるトレース診断装置を
提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】以上のような従来技術の
問題点を解決するために、請求項１記載のトレース診断
装置は、所定の値を持つ入力信号が入力されるとそれに
応じた値を持つ出力信号を出力する複数の構成部を有す
るシステムであって、当該システムへ入力された入力信
号が複数の構成部を伝搬して出力信号を出力するシステ
ムを診断対象とし、前記システムへの現実の入力信号の
値である入力値と、前記システムからの現実の出力信号
の値である出力値と、前記複数の構成部のうちの一部の
構成部への現実の入力信号の値である入力値とを検出す
る検出手段と、前記検出手段によって検出された値を、
観測値として格納する観測値格納手段と、各構成部ごと
に入力される値を想定した入力値モデルおよび各構成部
ごとに出力される値を想定した出力値モデルを、状態遷
移表の形式で表現した機能モデルを格納した機能モデル
格納手段と、前記システム内における各構成部間の接続
関係に関する知識である構造モデルを格納した構造モデ
ル格納手段と、前記機能モデルに基づいて、各構成部ご
との出力値から、当該出力値の原因となった可能性のあ
る各構成部ごとの入力値の組み合わせを推論する機能ト
レース手段と、前記機能トレース手段により推論された
個々の構成部ごとの入力値を、前記構造モデルに基づい
て、当該構成部に接続された他の構成部からの出力値に
対応させる構造トレース手段と、前記システムからの出
力値が異常である場合に、前記状態トレース手段又は前
記変化トレース手段による推論、および前記構造トレー
ス手段による対応づけを繰り返し行わせることにより、
前記システムへの入力値を推論する推論制御手段と、前
記推論制御手段による推論の過程で、各構成部ごとに得
られる機能モデル上の入力値の組み合わせを関連付ける
ことにより、正常な信号および異常な信号の伝搬経路を
特定するトレース結果算出手段とを有することを特徴と
する。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載のト
レース診断装置において、前記推論制御手段による推論
の過程で各構成部ごとに得られる機能モデル上の入力値
の組み合わせのうち、対応する観測値と一致する入力値
を異常とみなし、対応する観測値と一致しない入力値を
正常とみなす検証手段を有することを特徴とする。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載のト
レース診断装置において、前記推論制御手段による推論
の過程で、各構成部ごとに得られる機能モデル上の入力
値の組み合わせのうち、対応する観測値が存在せずに正
常か異常かを判断できない入力値を、一時的に判断を留
保するデータである仮説として記録する仮説記録手段
と、前記仮説に基づいてさらに進められた推論の過程
で、対応する観測値が存在するために正常か異常かを判
断できる入力値が得られた場合に、ここで得られた正常
な入力値に関連する仮説は正常とみなし、異常な入力値
に関連する仮説は異常とみなす仮説検証手段とを有する
ことを特徴とする。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項３記載のト
レース診断装置において、前記仮説としての入力値の組
み合わせを個々の入力値に分解する分解手段と、前記個
々の入力値を、構造トレース手段による対応づけの対象
である探索候補として呼び出し順に格納する探索候補格
納手段と、前記探索候補格納手段に格納された探索候補
の中から、対応づけを実行する入力値を呼び出して構造
トレース手段に送り出す探索手段とを有することを特徴
とする。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項４記載のト
レース診断装置において、前記推論制御手段による推論
の結果を、推論の過程で得られる機能モデル上の入力値
および出力値のすべてをノードとした木構造として作成
するトレース記録変換手段を有することを特徴とする。

【００２０】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は、以
下の通りである。すなわち、請求項１記載の発明では、
検出手段により検出されたシステムからの実際の出力値
が異常である場合に、システムの出力側に最も近い構成
部の出力信号から推論を開始する。機能トレース手段
は、機能モデルに基づいて、当該構成部の出力値から当
該出力値の原因となった可能性のある入力値の組み合わ
せを推論する。構造トレース手段は、構造モデルに基づ
いて、機能トレース手段により推論された当該構成部へ
の入力値を、当該構成部に接続された他の構成部のうち
信号の伝搬経路とは逆方向に接続された構成部の出力値
に変換する。推論制御手段はこのように変換された出力
値に基づいて、機能トレース手段による推論を行わせ、
更に推論された入力値に基づいて構造トレース手段によ
る変換を行わせる。以上のように、信号の伝搬経路を逆
方向に辿っていくことによって、出力された信号の原因
となった入力信号を推論していく。

【００２１】この推論の過程で、構成部が信号の入力タ
イミングと出力タイミングとに時差のあるものの場合に
は、機能トレース手段は、機能モデルの状態遷移表を参
照することにより、出力信号の出力時よりも当該時差の
分だけ前に入力された信号を推論する。したがって、構
成部が遅延機能を有する場合でも、異常な出力信号の値
に対応する入力信号の値を求めることができる。

【００２２】トレース結果算出手段は、前記機能トレー
ス手段による推論結果および前記構造モデルによる推論
結果に基づいて、正常か異常かが判断されたすべての入
力値を関連付ける。よって、正常な信号および異常な信
号の伝搬経路が特定される。

【００２３】請求項２記載の発明では、前記のように推
論を行っていく過程で、対応する観測値が存在する入力
値については、観測値と一致するか否かによって正常か
異常かが判断できるので、かかる判断が行われた入力値
については、さらに推論を行う必要がなくなる。したが
って、推論しなければならない対象が必要最小限に節約
される。

【００２４】請求項３記載の発明では、前記のように推
論を行っていく過程で、対応する観測値が存在しない入
力値の組み合わせに基づいて、仮説記録手段により仮説
が記録されていく。そして、さらに推論を行って、対応
する観測値が存在する入力値が得られた場合に、仮説検
証手段によって仮説を検証する。このとき、仮説検証手
段は、機能モデルを参照することにより各信号値の関連
を考慮し、正常な入力値に関連する仮説は正常とみなさ
れ、異常な入力値に関連する仮説は異常とみなされる。

【００２５】請求項４記載の発明では、仮説における入
力値の組み合わせを、分解手段によって個々の入力値に
分解する。分解した入力値は探索候補として探索候補格
納手段に呼び出し順に格納される。この探索候補である
入力値を、探索手段により呼び出し順に呼び出し、構造
トレース手段に送り出す。これらの入力値に基づいて、
構造トレース手段による出力値への対応づけが行われ
る。対応づけられた出力値を基に、さらに機能トレース
手段による推論が行われる。

【００２６】請求項５記載の発明では、トレース記録変
換手段によって、前記の推論の過程で得られる機能モデ
ル上の入力値および出力値のすべてをノードとした木構
造が作成されるので、観測値の有無にかかわらず、トレ
ース経路全体を明確に示すことができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明のトレース診断装置の一実施例
を、図面に従って具体的に説明する。本実施例はコンピ
ュータ上に実現されるものであり、本実施例の各機能
は、プログラムの形式で表現された所定の手順でコンピ
ュータを動作させることによって実現されている。以
下、本装置の各機能を有する仮想的回路ブロックを想定
して本装置を説明する。また、本実施例の診断の対象と
なるシステムはシーケンス制御回路である。

【００２８】（１）実施例の構成まず、本実施例の基本的な構成を、図１のブロック図を
用いて説明する。すなわち、本装置は入力手段であるキ
ーボード１および通信回線２と、出力手段である表示装
置３と、情報を処理するための処理部４とを有してい
る。また、処理部４で扱う情報は観測値６、機能モデル
７、構造モデル８、設計情報９があり、これらの情報は
キーボード１および通信回線２から入力され、所定の格
納手段に格納される構成となっている。ただし、図１に
おいては、前記情報の存在を表示するのみで前記情報の
格納手段の表示は省略する。

【００２９】これらの情報を格納した格納手段は、それ
ぞれ制御手段１４に直接または間接に接続されている。
すなわち、観測値６を格納した格納手段は、制御手段１
４に接続されている。機能モデル７を格納した格納手段
は、機能トレース手段１１を介して制御手段１４に接続
されている。構造モデル８を格納した格納手段は、構造
トレース手段１２を介して制御手段１４に接続されてい
る。設計情報９を格納した格納手段は、モデル変換手段
１３を介して構造モデル８の格納手段に接続されてい
る。

【００３０】以上のような本実施例における「診断の対
象となるシステムの構成」、「データの基本的な表現形
式」、その他各構成手段等の構成および機能を以下に説
明する。

【００３１】（ａ）診断の対象となるシステムの構成本実施例の診断の対象となるシーケンス制御回路の構成
を、図２のラダー図によって説明する。この回路は離散
値制御用に用いるものであり、左母線２０１と右母線２
０７との間に接続された複数の素子によって構成されて
いる。まず、左母線２０１には、二つのａｎｄ素子２０
２およびａｎｄ素子２０３への入力線が接続されてい
る。ａｎｄ素子２０２およびａｎｄ素子２０３からの出
力線はｏｒ素子２０４の入力側へ接続されている。ｏｒ
素子２０４の出力線は、ａｎｄ素子２０５の入力側へ接
続されている。

【００３２】ここで、ａｎｄ素子２０２，２０３，２０
４はＡＮＤ演算を行う素子であり、ｏｒ素子２０４はＯ
Ｒ演算を行う素子である。さらに、ａｎｄ素子２０５の
出力線はコイル素子２０６の入力側へ接続され、コイル
素子２０６の出力線は右母線２０７に接続されている。
各構成部（ａｎｄ素子２０２，２０３，２０５，ｏｒ素
子２０４、コイル素子２０６）の間でやりとりされる信
号は所定のパラメータであり、左母線２０１側から右母
線２０８側へと流れる構成となっている。

【００３３】各パラメータの値域は１と０の２値であ
り、各々電流のｏｎ，ｏｆｆを表現している。パラメー
タは、ある構成部に対する入力用の場合は入力パラメー
タ（文字列ｉｎで表す）と呼び、ある素子からの出力用
の場合は出力パラメータ（文字列ｏｕｔで表す）と呼
ぶ。また、母線２０１、コイル素子２０６の出力にはセ
ンサが接続されており、母線２０１に入力される入力パ
ラメータの値およびコイル素子２０６から出力される出
力パラメータの値は、通信回線２を介して処理部４にお
いて検出され、観測値６として利用される構成となって
いる。

【００３４】そして、ａｎｄ素子２０２，２０３，２０
５にもセンサが接続され、構成部間の入力パラメータと
は別の入力パラメータ（文字列ｓｔで表す）の値が、通
信回線２を介して処理部４において検出され、観測値６
として利用される構成となっている。この入力パラメー
タｓｔは、各構成部のｏｎ，ｏｆｆ状態に関連してい
る。母線２０１に対応する観測値６はＬＷ２０１、ａｎ
ｄ素子２０２に対応する観測値６はＳＴ２０２、ａｎｄ
素子２０３に対応する観測値６はＳＴ２０３、ａｎｄ素
子２０５に対応する観測値６はＳＴ２０５、コイル素子
２０６の出力に対応する観測値６はＯＵＴ２０６とす
る。

【００３５】ａｎｄ素子２０２，２０３，２０５は、二
つの入力パラメータ（ｉｎ，ｓｔ）の値がともに１の場
合にのみ出力パラメータの値として１を生じ、その他の
場合には出力パラメータの値として０を生じるという機
能（ＡＮＤ演算機能）を有する。また、コイル素子２０
６は入力パラメータの値が１の場合に出力パラメータの
値として１を生じ、入力パラメータの値が０の場合に出
力パラメータの値として０を生じるという機能を有す
る。ｏｒ素子２０４は、二つの入力パラメータ（図中ｉ
ｎα，ｉｎβで示す）の値のいずれか一方が１の場合、
出力パラメータの値として１を生じ、その他の場合には
出力パラメータの値として０を生じるという機能（ＯＲ
演算機能）を有する。

【００３６】なお、以下の説明において単に入力値、出
力値と呼ぶ場合は、入力パラメータ、出力パラメータの
値を示す。また、信号線で接続された部分は、その両端
は同じ値であると推論される。たとえば、二つの構成部
が互いに信号線によって接続されている場合に、その信
号線の間において、一方の構成部からの出力値は、他方
の構成部への入力値と同じ値になる。

【００３７】（ｂ）データの基本的な表現形式つぎに、本実施例が取り扱うデータの基本的な表現形式
を説明する。すなわち、本実施例で扱うデータは、（属
性、構成部名、パラメータ名、時間点、値の変化）のよ
うに記述されている。属性とは、異常の種類を示す。た
とえば、データ=(^*event ^*, and202, in202, 4, (1
0))は、診断対象の構成部であるａｎｄ素子２０２は、
変化異常( ^*event ^*で表す）という状態にあることを
意味し、具体的には時間点４において入力値が１から０
に変化する異常であることを示している。ここで、変化
異常とは、ある構成部で時間幅＝２において正常な値の
変化と異なる変化が発生した場合や、正常な変化が発生
しない場合をいう。また、時間とは、診断対象である回
路の特性に応じて、あらかじめ処理速度の基準として設
定された単位をいい、一単位を１としている。したがっ
て、たとえば、時間点が３から４までの時間幅は２とな
る。

【００３８】また、データ=(^*state ^*, and202, in20
2, 4, (1))は、構成部の一つであるａｎｄ素子２０２が
状態異常（^*state ^*で表す）であることを意味し、具
体的には時間点４において入力値が１であることが異常
であるということを示している。状態異常とは、ある時
間幅＝１での値が正常な値と異なる場合をいう。

【００３９】（ｃ）機能モデルの構成および機能トレー
ス手段の機能つぎに、図１に示した本実施例の処理部４における機能
モデル７の構成および機能トレース手段１１の機能を以
下に詳説する。

【００４０】［１］機能モデルの構成まず、機能モデル７の構成について説明する。機能モデ
ル７とは、上述のシーケンス制御回路２００における個
々の構成部の作動パターンに関する知識であり、状態遷
移表の形式で表現されたものである。この状態遷移表
は、各構成部が、入力値に応じてどのような出力値を出
力し、その入出力の時差はどのようなものかを、時系列
にしたがった形式で記述してものである。具体的には、
（現在の入力値，現在の状態，次の状態，現在の出力
値）というように分けて記述されている。なお、ここで
状態とは、構成部の内部データとして隠蔽された例えば
ｓ０のようなシンボル（記号）であり、トレース計算の
直接の結果として出力されるものではない。

【００４１】以下に、構成部の機能モデル７をＬＩＳＰ
的な形式で記述した例を示す。まず、構成部である素子
が、論理和演算を行うｏｒ素子２０４である場合には、
以下のように記述される。

【数１】 (def-class 'or '((para-tbl(in204 in204)(out)) (relation ((0 1) s0 s0 1)((1 1) s0 s0 1) ((1 1) s0 s0 1)((0 0) s0 s0 0)))) ここで、属性para-tbl(in204,in204) は、ｏｒ素子２０
４の入力側の二つの信号線を表しており、属性relation
は信号線間の関係を状態遷移表の形式で記述したもので
ある。たとえば、状態遷移表の一部((0 1) s0 s0 1)
は、現在の時間点における入力値が０および１、現在の
時間点における状態がｓ０、次の時間点における状態が
ｓ０、現在の時間点における出力値が１であることを意
味している。

【００４２】また、図２のシーケンス制御回路２００に
は示していないが、通常のシーケンス制御回路に多く組
み込まれている構成部に、正方向変化検出素子がある。
この正方向変化検出素子とは、入力値が０から１に変化
したときのみ、時間幅＝１の間、出力値として１を生じ
るという機能を有する素子である。このような正方向変
化検出素子（文字列tpで表す）の機能モデルの一例を以
下に示す。

【数２】この状態遷移表は、たとえば、その一部((1) d0 h0 1)
は、現在の時間点における入力値が０から１に変化した
とき、現在の時間点における状態がｄ０、次の時間点に
おける状態がｈ０、現在の時間点における出力値が１で
あることを意味している。

【００４３】［２］機能トレース手段の機能機能トレース手段１１は、以上のような機能モデル７に
基づいて、ある構成部の出力値に対応する入力値を算出
する機能を有する。すなわち、ある構成部から出力され
た出力値が、ある時系列にしたがっているとする。この
ようなときには、この構成部には、必ずある時系列にし
たがった入力値の入力がなされているはずであり、この
入力値の時系列の組合わせには、いくつかの可能性が想
定できる。機能トレース手段１１は、このような出力が
行われる可能性のある入力値の時系列の組み合わせを、
全て計算して算出する機能を有する。

【００４４】なお、この入力値の時系列の組み合わせ
は、論理式で表現される。論理式は標準形としてＡＮＤ
演算とＯＲ演算により実現される。たとえば、機能トレ
ース手段１１により算出されるトレース結果の標準形
を、ＬＩＳＰ的な表現形式によって記述すると以下のよ
うになる。なお、^*and ^*はＡＮＤ演算を示し、^*or^*
はＯＲ演算を示している。

【数３】

【００４５】以上のような基本的な機能を有する機能ト
レース手段１１は、状態トレース手段１１ａ、変化トレ
ース手段１１ｂ、および切替え手段１１ｃを有してい
る。状態トレース手段１１ａは、診断対象が時間変化に
依存しない構成部である場合において、構成部からの出
力値が異常（状態異常）のとき、機能モデル７の状態遷
移表を参照し、出力値が出力された時間と同一の時間に
おける入力値の変化を推論する。具体的には、時間幅＝
１における出力値の異常に対し、その原因となる時間幅
＝１における入力値の異常を推論する機能を有する。

【００４６】以下に、診断対象の構成部における出力値
が時間点ｔにおいて１であるという状態異常の場合を、
out=(1) と表現し、これに対応する可能性のある入力値
を推論した結果の例を示す。当該構成部から、out=(1)
の出力値が出力される可能性のある入力値の組み合わせ
は以下のようになる。なお、ｉｎは入力を示す文字列で
あり、時間点の記述は省略する。

【数４】

【００４７】診断対象となる構成部には、前述のｏｒ素
子のようにその入出力が時間変化に依存しないものと、
前述の正方向変化検出素子のように時間変化に依存する
ものがある。つまり、ｏｒ素子等は、構成部への入力値
の入力時間とこれに対応する構成部からの出力値の出力
時間とが同一とみなしてよいが、正方向変化検出素子等
は、構成部への入力時間とこれに対応する構成部からの
出力時間との間に一定の時差がある。

【００４８】これに対処するために、変化トレース手段
１１ｂは、診断対象が時間変化に依存する構成部の場合
であって、構成部からの出力値が異常（変化異常）であ
るとき、この異常の原因となり得る入力値の変化および
変化した時刻を推論する機能を有する。具体的には、時
間幅＝２における出力値の異常に対して、その原因とな
る時間幅＝２における入力値の変化を推論するものであ
る。

【００４９】以下に、診断対象の構成部（ａｎｄ素子）
における出力値が時間点ｔにおいて０であったものが、
時刻ｔ＋１において１に変化するという変化異常である
場合を、out=(0 1）と表現し、これに対応する可能性の
ある入力値を推論した結果の例を示す。当該構成部か
ら、out=(0 1) の出力値が出力される可能性のある入力
値の組み合わせは以下のようになる。

【数５】

【００５０】また、正方向変化検出素子による推論の例
を以下に示す。なお、構成部名は、timer で表わす。ti
mer からの出力値が、(1 0) つまり時間点４において
１、時間点５で０となるという変化異常の状態にある場
合は、以下のように記述される。

【数６】( ^*event ^*, timer, out, 4, (1 0)) つぎに、このような変化異常の可能性のある入力値の変
化の組み合わせとして、時間点５の出力が０になるもの
を、機能モデルの状態遷移表（時間点５の入力、時間点
５の状態、時間点６の状態、時間点５の出力の順に記
述）より検索すると以下のようになる。

【数７】 ((0) d0 d0 0) ((1) h1 d1 0) ((1) d1 d1 0) ((0) h1 d0 0) ((0) d1 d0 0) また時間点４で出力が１になるものを、機能モデルの状
態遷移表（時間点４の入力、時間点４の状態、時間点５
の状態、時間点４の出力の順に記述）より検索すると以
下のようになる。

【数８】((1) d0 h1 1) ここで、時間点４で検索した「時間点５の状態」と時間
点５で検索した「時間点５の状態」は同一でなくてはな
らないので、時間点５における正しい組み合わせは以下
のようになる。

【数９】 ((0) h1 d0 0) ((1) h1 d1 0)

【００５１】以上のような検索結果に基づき入力値の時
間変化を取り出すと、以下のような記述となる。

【数１０】 ( ^*event ^*, timer, in, 4, (1 1))…Ａ ( ^*event ^*, timer, in, 4, (1 0))…ＢＡは、入力値の変化がないので「変化」の原因となる
「変化」が見つかるまで時間を溯って推論を行う。さら
に、一つ前の時間点を検索すると、今度は出力がないの
で「次の状態＝時間点４の状態」がd0になるものを、機
能モデルの状態遷移表（時間点３の入力、時間点３の状
態、時間点４の状態、時間点３の出力の順に記述）より
検索すると以下のようになる。

【数１１】 ((0) d0 d0 0) ((0) h1 d0 0) ((0) d1 d0 0) 再び入力値の時間変化を取り出すと、

【数１２】 ( ^*event ^*, timer ,in , 3,(0 1 1)) ( ^*event ^*, timer ,in , 3,(0 1 0)) となり、値が変化している組み合わせを取り出すと、ど
ちらも、

【数１３】( ^*event ^*, timer ,in , 3,(0 1)) という推論結果が得られる。なお、本例では、結果は一
つとなったが、複数得られた場合には論理和の関係を持
つ回答となる。

【００５２】さらに、以上のような状態トレース手段１
１ａと変化トレース手段１１ｂとの間に接続され、状態
トレース手段１１ａによる推論を行うか、変化トレース
手段１１ｂによる推論を行うかを選択して切り替える機
能を有するのが、切替え手段１１ｃである。つまり、切
替え手段１１ｃは、診断対象が時間変化に依存しない構
成部である場合には状態トレース手段１１ａを選択し、
診断対象が時間変化に依存する構成部である場合には変
化トレース手段１１ｂを選択し、それぞれの手段を実行
させる機能を有する。なお、以上のような状態トレース
手段１１ａまたは変化トレース手段１１ｂによる推論
を、機能トレースと呼ぶ。

【００５３】（ｄ）観測値の構成観測値６は、シーケンス制御回路２００の各構成部（母
線２０１、ａｎｄ素子２０２、ａｎｄ素子２０３、母線
２０７）の時刻ごとのパラメータ値である。この観測値
６は、各構成部に接続されたセンサによって検出された
後、各通信回線２を介して処理部４に入力され、所定の
格納手段に格納される。

【００５４】（ｅ）構造モデル等の構成および構造トレ
ース手段等の機能つぎに、処理部４における構造モデル８、構造トレース
手段１２、設計情報９およびモデル変換手段１３につい
て詳説する。

【００５５】［１］構造モデルの構成構造モデル８とは、シーケンス制御回路２０２の各構成
部は、どのように接続されているかに関する知識であ
る。たとえば、以下に示すように、診断対象の属性と属
性値が１つのリストにまとめられ、列挙されている。

【数１４】 (def-net 'MS01 '((subpart and202 and203 and205 or204 coil206) (type and202 'and) (type and203 'and) (type and205 'and) (type or204 'or) (type coil206 'coil) (conn (and202 out)(or204 inα)) (conn (and203 out)(or204 inβ)) (conn (or204 out)(and205 in)) (conn (and205 out)(coil206 in)) (subconn (MS01 ST202)(and202 st)) (subconn (MS01 ST203)(and203 st)) (subconn (MS01 ST205)(and205 st)) (subconn (MS01 LW201)(and202 in)(and203 in)) (subconn (MS01 OUT206)(coil out)))) ここで、属性def-net は診断対象であるシーケンス制御
回路２０２の名前である「ＭＳ０１」を示し、属性subp
art は診断対象を構成する構成部を示す。属性typeはａ
ｎｄ素子、ｏｒ素子、コイル素子といった構成部の種類
を表したものであり、属性connは各構成部間の信号線を
表したものである。属性subconn は構成部と診断対象で
あるシーケンス制御回路２０２との間の信号線を表した
ものである。

【００５６】［２］構造トレース手段の機能以上のような構造モデル８に基づいて、構造トレース手
段１２は、ある構成部に対する入力値を当該構成部に接
続された他の構成部の出力値に対応させる機能を有す
る。つまり、ある構成部において出力値の異常があった
場合には、上記のように、機能トレース手段１２によっ
て、出力値異常の原因となる入力値が推論される。そし
て、この入力値は当該構成部の手前（信号の伝搬方向と
は逆方向）に接続された他の構成部の出力値と同じであ
る。したがって、機能トレース手段１２によって推論さ
れた異常な入力値を、他の構成部の異常な出力値として
変換し、この異常な出力値に基づいて、さらに機能トレ
ース手段１２による他の構成部の入力値を推論すること
によって、関連する構成部をつぎつぎと診断していくこ
とが可能となる。なお、以上のような構造トレース手段
１２による推論を、以下、構造トレースと呼ぶ。

【００５７】［３］設計情報設計情報とは、構造モデル７を作成するための情報であ
る。たとえば、診断の対象となるシーケンス制御回路
を、その内部における各構成部の接続関係が明確になる
ようにＣＡＤ図等によって表現したものである。

【００５８】［４］モデル変換手段の機能モデル変換手段は、設計情報に基づいて構造モデルを作
成する機能を有する。（ｆ）制御手段の構成および機能つぎに、処理部４における制御手段１４について説明す
る。制御手段１４は、上記の機能トレース手段１１によ
る機能トレースおよび構造トレース手段１２による構造
トレースを交互に繰り返しおこなわせることによって、
異常な出力値の原因となった入力値を遡及的に求めてい
く機能を有する。このような制御手段１４内で行われる
推論の過程で生成される情報には、トレース記録１６、
仮説１８、探索候補２０があり、これらの情報も所定の
格納手段に格納される構成となっている。ただし、図１
においては、前記情報の存在を表示するのみで前記情報
の格納手段の表示は省略する。以下、制御手段１４を構
成する情報および手段について詳説する。

【００５９】［１］検証手段の機能検証手段１０の機能を以下に説明する。すなわち、機能
トレース手段１１がある構成部（機能モデル７内の）に
対して推論を行うと、その推論結果として入力値が得ら
れる。つまり、コイル素子２０６ならばｉｎの値、ｏｒ
素子２０４ならばｉｎα，ｉｎβの値、ａｎｄ素子２０
２，２０３，２０５ならばｉｎ，ｓｔの値が得られる。
一方、シーケンス制御回路２００の実際のａｎｄ素子２
０２，２０３，２０５からは、ｓｔの値が観測値６とし
て得られる。検証手段１０は、当該入力値および当該観
測値６の値を比較して、一致する場合には○印を付し、
一致しない場合には×印を付す機能を有する。そして、
他の入力値は、さらに機能トレースを継続するためのデ
ータ点として用いられる。つまり、シーケンス制御回路
２００の実際のコイル素子２０６におけるｉｎの値、ｏ
ｒ素子２０４におけるｉｎα，ｉｎβの値、ａｎｄ素子
２０２，２０３，２０５におけるｉｎの値に基づいて、
さらに機能トレースが行われる。この検証手段１０によ
る検証の判断基準は、たとえば、図３に示すようなルー
ルとして整理されている。

【００６０】［２］トレース記録の構成次に、トレース記録１６は、機能トレース手段１１によ
る推論結果である論理式を、すべて木構造により表現し
たものである。すなわち、機能トレース手段１１による
推論結果は、以下に示すように、ある論理式で記述され
ている。

【数１５】a →( ^*or^*( ^*and d e)(c)) この論理式を、図４に示すように、木構造により表現し
たものがトレース記録１６である。この木構造は、診断
対象である個々の構成部におけるパラメータ値をノード
（以下、データ点と呼ぶ）ａ〜ｅとし、各データ点の間
の論理演算による論理関係を、論理付きリンクによって
接続したものである。よって、診断対象に対する推論が
進行するに従って、トレース記録１６の葉の部分（末端
のデータ点を意味する）が拡張されてゆくことになる。

【００６１】［３］トレース記録変換手段の機能トレース記録変換手段１７は、機能トレース手段１１に
よる推論の結果である論理式を、上記のようなトレース
記録１６に変換する手段である。トレース記録１６は、
図４に示すように、検証手段１０による検証が行われた
データ点に、○×が付された状態となる。

【００６２】［４］仮説の構成次に、仮説１８を説明する。仮説１８とは、トレース記
録１６の木構造において、観測値６が得られなかったパ
ラメータ（ｓｔ以外のパラメータ）に対応するデータ点
を有する部分木である。つまり、検証手段１０によって
○印や×印を付すことができずに、一時的に判断を留保
するデータ点をノードとして有する部分木である。

【００６３】［５］仮説記録手段の機能仮説記録手段１９とは、トレース記録変換手段１７によ
って作成される木構造のうち、仮説１８の部分木を所定
の格納手段に格納していく機能を有する。したがって、
仮説１８の部分木は、トレース記録変換手段１７による
木構造が拡大していくにつれて、葉の方向に向かって拡
大していくことになる。

【００６４】［６］仮説検証手段の機能仮説検証手段２０は、仮説記録手段１９による仮説の格
納が進んで、あるデータ点に対応する観測値６が得られ
たときに、それ以前に生成された仮説記録１８を検証す
る機能を有する。すなわち、観測値６の得られたデータ
点を葉のデータ点とし、これを開始点として、このデー
タ点に関連するデータ点を、部分木の根の方向に向かっ
て検証していく機能を有する。

【００６５】仮説記録１８の検証は、以下のように行わ
れる。すなわち、まず仮説記録１８の部分木において、
観測値６が得られた葉のデータ点は、上記のように、排
除手段１０によって、その観測値６と一致すれば○、一
致しなければ×が付される。そして、観測値６が得られ
なかった他のデータ点は、これらのデータ点が当該葉の
データ点とどのような論理関係で接続されているかによ
って○もしくは×が付される。このような仮説の検証の
ルールを表わす表を、図５に示す。この表において、た
とえば、構成部がＯＲ演算を行うものの場合、二つの葉
のデータ点においてどちらか一方が○ならば、これらの
葉のデータ点に接続された上位の（根の方向の）データ
点は○となる。

【００６６】［７］探索候補の構成探索候補２０とは、仮説１８の部分木のノードである個
々のデータ点のうち、○印も×印も付されていないもの
を、個々のデータ点に分解したものである。このような
探索候補２０は、つぎに構造トレース１２による推論を
行うデータ点を意味する。この探索候補２０は、所定の
格納手段に格納されるが、この格納方法は重み付きの待
ち行列にしたがっているので、最初に格納された探索記
録が最初に読み出されるように設定されている。

【００６７】［８］分解手段の機能分解手段２１は、仮説１８の部分木から探索候補２０と
なるデータ点を分解して、格納手段に格納する機能を有
する。

【００６８】［９］探索手段の機能探索手段２２は、探索候補２０を参照して、つぎの構造
トレースを行うべきパラメータ値を構造トレース手段１
２に送出する機能を持つ。探索候補２０は、上記のよう
に重み付きの待ち行列によって格納されているので、本
例の場合には、先に格納された探索候補２０から読み出
されて、構造トレース手段１２に送り出される。

【００６９】［１０］トレース結果算出手段の機能トレース結果算出手段２３は、機能トレース手段１２に
よる推論が終了し、格納手段に探索候補２０が無くなっ
たときに、最終的な診断結果に基づいて、正常な信号お
よび異常な信号の伝搬経路を特定し、ユーザーが参照で
きるように表示装置３に出力する機能を有する。

【００７０】［１１］推論制御手段の機能推論制御手段１５は、機能トレース手段１１、構造トレ
ース手段１２、排除手段１０と制御手段１４との間のデ
ータのやり取りを制御し、診断の終了を判定する機能を
有する。終了判定の規則には、たとえば、機能トレース
１１による推論、構造トレース１２による変換がすべて
終了した場合を終了とするように設定する。

【００７１】（２）実施例の作用以上のような構成を有する本実施例の作用を、図６の処
理手順を示すフローチャートを用いて説明する。まず、
診断対象であるシーケンス制御回路２００（ＭＳ０１）
において、各データ点の観測値６が、以下のように得ら
れたとする。

【数１６】 MS01 ST202 1 MS01 ST203 0 MS01 ST205 1 MS01 LW201 1 MS01 OUT206 1 この観測値６をもとに、ユーザがキーボード１によりト
レース開始点を指定する（ステップ６０１）。たとえ
ば、シーケンス制御回路２００の正常な出力値ＯＵＴが
０である場合、観測値６によれば、(out) は１という状
態異常である。そこで、ユーザは、out206=0 であるべ
きという意味で以下のような入力をする。

【数１７】( ^*state ^* MS01 out206 (0))

【００７２】上記の構造モデル８の属性subconn より、
シーケンス制御回路（ＭＳ０１）の出力(MS01 out206)
は、コイル素子２０６の出力側(coil206 out) に接続さ
れているので、両者は０という同一の値を持つ。そし
て、コイル素子２０６は入力値を変化させて出力する機
能を持たず、０が入力されたら０を出力し、１が入力さ
れたら１を出力する。したがって、本例ではコイル素子
２０６の入力値は０と推論され、以下のように表現され
る。

【数１８】( ^*state ^*, coil206, in, (0)) さらに、構造モデル８の属性connより、ａｎｄ素子２０
５はコイル素子２０６の入力側に接続されているので、
両者は０という同一の値を持つ。したがって、ａｎｄ素
子２０５の出力値は以下のように表現される。

【数１９】( ^*state ^*, and205, out, (0)) このａｎｄ素子２０５は、入力値を変化させて出力する
機能を持つので、異常の原因となった可能性がある。し
たがって、このａｎｄ素子２０５の出力値をトレース開
始点とするつぎに、機能トレース手段１１による機能トレースを実
行する（ステップ６０２）。すなわち、上記例では、機
能モデル７に基づいて、ａｎｄ素子２０５からの出力値
０が出力される可能性のあるａｎｄ素子２０５への入力
値の全ての組み合わせを、トレース結果として以下のよ
うに算出する。

【数２０】なお、この機能トレースにおいては、診断対象の異常の
種類が状態異常なので、状態トレース手段１１ａにより
行われる。このような機能トレース結果のうち対応する
観測値のある入力値は、検証手段１０によりその観測値
６と比較され、一致する場合には○印がつけられ、一致
しない場合には×印がつけられる（ステップ６０３）。
すなわち、上記例においては、機能モデル７より、ａｎ
ｄ素子２０５の入力値ｓｔはシーケンス制御回路（ＭＳ
０１）におけるＩＮ２０５の観測値６に対応している。
ＩＮ２０５の観測値は１なので、ａｎｄ素子２０５の入
力値ｓｔが１のデータ点には、○印がつけられ、入力値
ｓｔが０のデータ点には×印がつけられる。

【００７３】このような○印、×印を付すことによる検
証を終えた機能トレース結果は、トレース記録変換手段
１７によりトレース記録１６に変換され、所定の格納手
段に格納される（ステップ６０４）。たとえば、ａｎｄ
素子２０５に関する機能トレース結果は三組の入力値の
組み合わせによって構成されているが、トレース記録１
６は、図７に示すように、これらの入力値を一つのデー
タ点（ノード）とした木構造として記録したものであ
る。

【００７４】そして、このような木構造のデータ点は、
対応する観測値６がなく○印または×印が付されていな
いデータ点か、対応する観測値６があり○印または×印
が付されているデータ点かどうかが判断される（ステッ
プ６０５）。○印または×印が付されていないデータ点
をノードとする部分木は、仮説記録手段１９によって、
仮説１８として所定の格納手段に格納される（ステップ
６０６）。このように、○印または×印が付されていな
いデータ点は、診断を継続して行うこととなる。たとえ
ば、ａｎｄ素子２０５の入力値（in）に関して診断を継
続して行うデータ点は以下のようになる。

【数２１】このようなデータ点は、分解手段２１により個々のデー
タ点に分解され、つぎの探索候補２０として所定の格納
手段に、重み付きの待ち行列に従って格納される（ステ
ップ６０７）。たとえば、分解されたデータ点は以下の
ようになる。

【数２２】 and in 0 and in 1

【００７５】一方、ステップ６０５において○印または
×印が付されたデータ点は、推論対象から排除される。
ここでは、推論を停止するデータ点は、以下のようにな
る。

【数２３】そして、このような○印および×印が付されたデータ点
に基づいて、それまでの推論で○印および×印が付され
ていなかったデータ点に仮説検証手段２０によって○印
および×印を付していくことによって、仮説の検証を行
う（ステップ６０８）。○と×のどちらを付すべきか
は、まだ印の付されていないデータ点と、すでに○印お
よび×印が付されたデータ点とが、どのような論理関係
で接続されているかによって決定されていく。このよう
な仮説の検証のルールの一例は、図５に示す通りであ
る。仮説の検証によって○印または×印が付されたデー
タ点は、推論対象から排除されるので、探索候補２０の
更新によって探索候補２０内から削除される（ステップ
６０９）。

【００７６】次に、探索手段２２により格納手段に探索
候補２０があるか否かが判断され（ステップ６１０）、
ある場合にはその探索候補２０を得る。上記例の場合に
は、探索候補２２は重み付きの待ち行列によって格納さ
れているので、先に格納された探索候補２０から読み出
される。読み出された探索候補２２の各データ点に対し
ては、構造モデル８に基づいて構造トレースが実行され
る（ステップ６１１）。すなわち、探索候補２０のパラ
メータ名が、ａｎｄ素子２０５への入力パラメータであ
る場合には、この入力パラメータが、構造モデル８を参
照してｏｒ素子２０４からの出力パラメータに書き換え
られる。

【００７７】このような構造トレース結果に基づいて、
つぎの機能トレースの開始データ点が得られる（ステッ
プ６１２）。そして、この開始データ点を新たなトレー
ス開始点として、機能トレース手段１１によって新たに
機能トレースが行われる（ステップ６０２）。

【００７８】以上のように機能トレースおよび構造トレ
ースを繰り返していく過程で、図８に示すように、トレ
ース記録１６の木構造が拡張されていくと同時に、仮説
１８の部分木も拡張していく。そして、木構造が全ての
データ点にまで拡張し、最終的に観測値６の得られる末
端のデータ点に至ったとき、それらの末端のデータ点に
はすべて○印もしくは×印が付される。つまり、図９に
示すように、観測値６と一致する値を持つデータ点は○
印を付され、観測値６と一致しない値を持つデータ点は
×印を付される。たとえば、ａｎｄ素子２０２の状態値
ｓｔのデータ点は、ＳＴ２０２の観測値６と比較され
る。上記のように、ＳＴ２０２の観測値６は１なので、
ａｎｄ素子２０２の状態値ｓｔが１のデータ点には○印
が付される。

【００７９】また、ａｎｄ素子２０２，２０３の入力値
ｉｎのデータ点（図中星印を付した箇所）は、シーケン
ス制御回路への入力値（ＬＷ２０１の観測値６）と比較
される。このシーケンス制御回路への入力値は、物理的
に必ず１となるので、ａｎｄ素子２０２の入力値ｉｎが
１のデータ点には○印が付される。そして、このような
観測値６に基づいた検証の後、図１０に示すように、仮
説の検証ルール（図５）に基づいて、仮説検証手段２０
によって仮説１８の検証が行われる。

【００８０】このように木構造が全てのデータ点にまで
拡張した場合には、次の探索候補２０が得られなくなる
ので（ステップ６０９）、トレース結果算出手段２３に
よって解の収集が行われ、推論結果が表示装置に出力さ
れる（ステップ６１２）。すなわち、葉から根まで×印
が続いている部分（観測値と一致しないデータ点に関連
する経路）を選び出し、さらに物理的に変更できない箇
所（☆印の箇所）が×（不一致）になっているものを除
く。すると、図中、点線で描かれた経路が、正常な経路
であるという最終的なトレース結果として得られる。以
下は、このトレース結果を論理式で表したものである。

【数２４】この論理式は、構造モデルの属性subconn より、「ＭＳ
０１のＯＵＴ２０６が０という正常値であるためには、
構成部の状態値（ｓｔ）が以下の，，の条件のう
ち、いずれかの条件に適合していることが必要となる」
ということを意味している。その条件とは、以下のとお
りである。ＭＳ０１のＳＴ２０２（＝ａｎｄ素子２０２のｓｔ）
が０であること。ＭＳ０１のＳＴ２０５（＝ａｎｄ素子２０５のｓｔ）
が０であること。ＭＳ０１のＳＴ２０２（＝ａｎｄ素子２０２のｓｔ）
が０であり、かつＳＴ２０５（＝ａｎｄ素子２０５のｓ
ｔ）が０であること。

【００８１】したがって、以上の条件のいずれか一つに
でも適合しない場合には、シーケンス制御回路２００か
ら異常な出力パラメータが出力されることになる。

【００８２】（３）実施例の効果以上のような本実施例の効果は、以下のとおりである。
すなわち、診断対象であるシーケンス制御回路が時間変
化に依存する入出力を行う構成部を有していても、機能
モデル８において状態遷移モデルを採用し、機能トレー
ス手段１１に状態トレース手段１１ｂおよび変化トレー
ス手段１１ａを設けたので、時間変化を考慮にいれた推
論を行うことができる。また、推論の結果得られたデー
タ点をデータ木として関連付け、○印もしくは×印を付
していくことにより論理的な解析を行うことができる。

【００８３】診断対象における構成部において、観測値
６を得ることができたデータ点は排除手段１０によって
排除される。排除されたデータ点に基づいた推論は、そ
れ以上行うことはないので、トレースの経路を必要最小
限に節約することができ、診断速度が速くなるととも
に、組合せ爆発等を回避することができる。そして、推
論から排除されるデータ点であっても、検証手段１０ａ
により○印、×印を付すことにより評価されるので、異
常か正常かの判断を行うことができる。

【００８４】診断対象における構成部において、観測値
６を得ることができない場合（あるべき変化がなく、必
要な情報が得られない場合も同様）には、推論されたデ
ータ点に対する評価ができないことになる。しかし、本
実施例では、このような構成部のデータ点を仮説記録手
段１９によって仮説１８として記録することにより、判
断を留保する。そして、さらに推論をおこなった結果、
観測値６が得られるデータ点に到達したときに、仮説検
証手段２０によって観測値６が得られたデータ点から遡
って仮説１８の検証を行うことができる。したがって、
観測値６が得られないデータ点をであってもチェックす
ることができるので、異常の原因を特定することが可能
となる。

【００８５】機能トレースの結果得られた入力値の組み
合わせの中から、分解手段２１により次に構造トレース
を行うべきデータ点を選び出し、探索候補２０として呼
び出し順に格納しておくので、機能トレースから構造ト
レースへスムーズに移行することができる。したがっ
て、観測値の得られない構成部から観測値の得られる構
成部までのトレースを、効率よく行うことができる。

【００８６】さらに、トレース結果はすべて木構造のト
レース記録１６として生成されるので、観測値の得られ
る構成部であっても、観測値の得られない構成部であっ
ても、全てのトレース経路を明確にでき、異常の原因お
よび正常な信号の伝搬経路を漏れなく把握することがで
きる。

【００８７】（４）他の実施例本発明は、以上のような実施例に限定されるものではな
く、各構成部の設定、接続等は適宜変更可能である。た
とえば、観測値６は、通信回線２からではなく、キーボ
ード１から入力してもよい。構造モデル８も、キーボー
ド１から入力できるようにしてもよい。また、トレース
開始点は同時に複数指定できるようにしてもよい。

【００８８】また、各パラメータの具体的数値は１又は
０には限定されず、データの表現形式も上記のような実
施例に限定されるものではなく自由である。さらに、制
御手段による終了を判定する規則には、全解探索判定規
則や、１つの解が得られたときを終了とみなす一解探索
規則がある。

【００８９】なお、上記実施例はコンピュータ上に実現
されているが、その機能の全部又は一部は専用の電子回
路上に実現してもよい。また、診断対象であるシステム
も、シーケンス制御回路に限定されるものではなく、あ
らゆる電子回路、電気回路を診断対象とすることが可能
である。

【００９０】

【発明の効果】以上のように、本発明のトレース診断装
置によれば、機能モデルに状態遷移表を採用し、これに
よって推論を行う機能トレース手段を設け、構造モデル
によって推論を行う構造トレース手段を設けるという構
成によって、診断対象のシステムにおける構成部が遅延
機能を有する場合であっても、異常な出力値に対応する
入力値を明確に特定可能なトレース診断装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１の実施例の診断対象となるシーケンス制御
回路の一例を示すラダー図である。

【図３】図１の実施例における検証手段の検証ルールの
一例を示す表である。

【図４】トレース記録の一例を示す木構造図である。

【図５】図１の実施例における仮説検証手段の検証ルー
ルの一例を示す表である。

【図６】図１の実施例における処理の手順を示すフロー
チャートである。

【図７】図１の実施例による初期のトレース記録の一例
を示す木構造図である。

【図８】図１の実施例によるトレース終了時のトレース
記録の一例を示す木構造図である。

【図９】図８のトレース記録において、観測値の得られ
たデータ点をチェックした図である。

【図１０】図８のトレース記録において、仮説記録を検
証した図である。

【図１１】図８のトレース記録において、トレース結果
を算出した図である。

【符号の説明】

１…キーボード２…通信回線３…表示装置４…処理部５…Ｉ／Ｏ制御回路６…観測値７…機能モデル８…構造モデル９…設計情報１０…検証手段１１…機能トレース手段１１ａ…状態トレース手段１１ｂ…変化トレース手段１１ｃ…切替え手段１２…構造トレース手段１３…モデル変換手段１４…制御手段１５…推論制御手段１６…トレース記録１７…トレース記録変換手段１８…仮説１９…仮説記録手段２０…仮説検証手段２１…分解手段２２…探索手段２３…トレース結果算出手段２４…制御手段２０１…左母線２０２，２０３，２０５…ａｎｄ素子２０４…ｏｒ素子２０６…コイル素子２０７…右母線６０１以降…手順の各ステップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の値を持つ入力信号が入力されると
それに応じた値を持つ出力信号を出力する複数の構成部
を有するシステムであって、当該システムへ入力された
入力信号が複数の構成部を伝搬して出力信号を出力する
システムを診断対象とし、前記システムへの現実の入力信号の値である入力値と、
前記システムからの現実の出力信号の値である出力値
と、前記複数の構成部のうちの一部の構成部への現実の
入力信号の値である入力値とを検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された値を、観測値として格
納する観測値格納手段と、各構成部ごとに入力される値を想定した入力値モデルお
よび各構成部ごとに出力される値を想定した出力値モデ
ルを、状態遷移表の形式で表現した機能モデルを格納し
た機能モデル格納手段と、前記システム内における各構成部間の接続関係に関する
知識である構造モデルを格納した構造モデル格納手段
と、前記機能モデルに基づいて、各構成部ごとの出力値か
ら、当該出力値の原因となった可能性のある各構成部ご
との入力値の組み合わせを推論する機能トレース手段
と、前記機能トレース手段により推論された個々の構成部ご
との入力値を、前記構造モデルに基づいて、当該構成部
に接続された他の構成部からの出力値に対応させる構造
トレース手段と、前記システムからの出力値が異常である場合に、前記状
態トレース手段又は前記変化トレース手段による推論、
および前記構造トレース手段による対応づけを繰り返し
行わせることにより、前記システムへの入力値を推論す
る推論制御手段と、前記推論制御手段による推論の過程で、各構成部ごとに
得られる機能モデル上の入力値の組み合わせを関連付け
ることにより、正常な信号および異常な信号の伝搬経路
を特定するトレース結果算出手段とを有することを特徴
とするトレース診断装置。
【請求項２】前記推論制御手段による推論の過程で各
構成部ごとに得られる機能モデル上の入力値の組み合わ
せのうち、対応する観測値と一致する入力値を異常とみ
なし、対応する観測値と一致しない入力値を正常とみな
す検証手段を有することを特徴とする請求項１記載のト
レース診断装置。
【請求項３】前記推論制御手段による推論の過程で、
各構成部ごとに得られる機能モデル上の入力値の組み合
わせのうち、対応する観測値が存在せずに正常か異常か
を判断できない入力値を、一時的に判断を留保するデー
タである仮説として記録する仮説記録手段と、前記仮説に基づいてさらに進められた推論の過程で、対
応する観測値が存在するために正常か異常かを判断でき
る入力値が得られた場合に、ここで得られた正常な入力
値に関連する仮説は正常とみなし、異常な入力値に関連
する仮説は異常とみなす仮説検証手段とを有することを
特徴とする請求項２記載のトレース診断装置。
【請求項４】前記仮説としての入力値の組み合わせを
個々の入力値に分解する分解手段と、前記個々の入力値を、構造トレース手段による対応づけ
の対象である探索候補として呼び出し順に格納する探索
候補格納手段と、前記探索候補格納手段に格納された探索候補の中から、
対応づけを実行する入力値を呼び出して構造トレース手
段に送り出す探索手段とを有することを特徴とする請求
項３記載のトレース診断装置。
【請求項５】前記推論制御手段による推論の結果を、
推論の過程で得られる機能モデル上の入力値および出力
値のすべてをノードとした木構造として作成するトレー
ス記録変換手段を有することを特徴とする請求項４記載
のトレース診断装置。