JPH0934536A - 故障診断装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、設備診断システムにおいて診断木の
保守を伴う修正が容易に行える診断装置を提供すること
を目的とする。 【構成】診断対象設備１から故障のデータを得、故障診
断処理機構１０にある知識ベース５から推論機構４を通
じて回答をマンマシン入出力装置８に表示する。故障診
断処理機構１０で回答が得られない場合、フレームテン
プレート６から知識構築機構を通じて、故障診断処理機
構１０の知識ベース５に知識が加えられ、知識ベースか
ら推論機構４を通じて回答をマンマシン入出力装置８に
表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は設備特有のデータ，設備
診断熟練者の長年培ってきた経験的知識、日々発生する
設備の保守データ等からなる知識データを計算機で、一
元管理し知識ルールを知識ベースとしてマンマシン入出
力装置からの入力データを用いて構築し、故障情報から
マンマシン入出力装置を使用して故障の対策を容易に得
るものに関する。

【０００２】

【従来の技術】設備の診断を行う場合、対象となる設備
の数やその設備を構成する部品の数が膨大であり設備の
異常信号を検出しても設備の異常箇所を特定するには非
常に困難であった。このような問題を解決するために特
開平6−187158 号公報に開示されているように設備の状
態信号に対する診断ルールを設定し、異常箇所を特定す
る方法がある。また、同公報には一度決定された診断ル
ールは設備の変更などにより追加，変更を行う必要があ
ることから、異常診断システム運用中に得られた経験的
事例ベースの診断知識から獲得される診断ルールと、設
計上の知見から得られた診断知識から獲得される診断ル
ールとを比較して、診断ルールを変更する方法が開示さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術は断片的な知識記述のプロダクション方
式により、診断木をプログラムで記述していたために、
ルールを修正しようとすると各々のルールの複雑な因果
関係を一つ一つ確認しながらプログラム自体を構築して
いかなければならず、プログラムについて詳しい者によ
らなければ適切な診断木を構築することができなかっ
た。ます、診断木の修正も同様に多大な時間を要してい
た。

【０００４】本願発明の目的は、診断ルールの簡単な修
正，追加ができる故障診断装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は複数の機器
と、該複数の機器の動作状態を検出する複数のセンサ
と、該機器の診断結果の表示又は該機器に関する故障情
報を入力する入出力装置と、前記センサからの情報に基
づいて前記機器の状態を前記入出力装置に表示する故障
診断装置であって、前記複数の機器の故障診断に関する
複数のデータを蓄える知識ベースと、前記複数のセンサ
から得られる前記複数の機器の動作状態または前記入力
装置からの入力から前記知識ベースに蓄えられている少
なくとも一つのデータを推論により抽出し、かつ該抽出
したデータを前記入出力装置に表示する推論手段とを備
えることにより達成される。

【０００６】また、上記目的は複数の機器と、該複数の
機器の動作状態を検出する複数のセンサと、該機器の診
断結果の表示又は該機器に関する故障情報を入力する入
出力装置と、前記センサからの情報に基づいて前記機器
の状態を前記入出力装置に表示する故障診断装置であっ
て、それぞれ少なくとも第１の情報と第２の情報から構
成された複数のデータを蓄える知識ベースと、前記入力
装置から入力される前記第１の情報の入力に基づいて該
第１の情報とともに格納されている第２の情報を抽出
し、該抽出した第２の情報を第１の情報とするデータを
前記知識ベースから抽出するとともに、該抽出したデー
タを前記表示装置に表示する推論機構とを備えることに
より達成される。

【０００７】また、上記構成において、前記第１の情報
は前記機器の動作状態であり、前記第２の情報は該機器
の故障状態であり、該第１及び第２の情報を前記入出力
装置から入力することが上記目的を達成する上で好まし
い。

【０００８】また、上記目的は複数の機器を表わす情報
を表示装置に表示し、該表示装置に表示された機器の情
報を選択し、該選択された機器の情報について予め定め
られた該機器の詳細な情報を表示し、該表示された前記
機器の詳細情報を選択することにより該機器に対する異
常情報または故障情報を前記表示装置に表示することに
より達成される。

【０００９】

【作用】知識ベースを構築するためのデータを機器の故
障の因果関係で構成し、この知識ベースと対象となって
いる設備の動作状態に基づいて推論により機器の故障状
態を決定する。

【００１０】また、オペレータは機器の名称と機器の故
障状態を入力することにより簡単に知識ベースを構築す
ることができると共に、このオペレータによって入力さ
れた機器の名称又は機器の故障状態によって複数のデー
タを関連付けて表示することができ熟練者でなくても簡
単な操作で診断木を構築することができる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は、本発明のシステム構成図を示すものであ
る。診断対象設備１は輪転機等の複数の機器によって構
成され、そしてこの機器の動作状態は、故障状態を検知
する装置を備えた複数の検出器からなるセンサ２で検出
され、診断装置３に出力される。診断装置３では、セン
サ２の状態に基づき故障した設備の故障箇所を固定化
し、マンマシン入出力装置８へ出力する。

【００１２】診断装置３は、センサ２の情報を用いて故
障診断を行う故障診断処理機構１０，設備又は設備を構
成する部品の診断のやり方や故障等の決まり切った作業
の枠組みを規定するフレームテンプレート６，テンプレ
ートの内容を基にマンマシン入出力装置８の入力情報を
用いて推論に使用する知識を構築する知識構築機構７か
ら構成される。

【００１３】故障診断処理機構１０は、知識構築機構７
で構成された知識を蓄える知識ベース５，センサ２の情
報と知識ベース５に蓄えられた知識情報を基に推論を導
き出し、その回答をマンマシン入出力装置８や障害対策
機構９に出力する推論機構４，推論機構４の出力する情
報を基にセンサ２に障害除去のための対策情報を出力す
る障害対策機構９から構成される。

【００１４】図２は、図１の推論機構４の処理の詳細を
示している。推論機構４は、知識ベース５を参照して診
断対象設備１を構成している各設備名称をマンマシン入
出力装置８に表示する解析対象設備表示機能４１，マン
マシン入出力装置８に表示された設備名称からオペレー
タは、マウス等のポインティングデバイスで故障部位を
選択しこの選択された設備に関する情報を知識ベース５
に記録する解析対象設備選択受付機能４２，解析対象設
備選択受付機能４２により絞り込まれた診断対象設備１
を構成する設備の詳細化した部位名称をマンマシン入出
力装置８に表示する解析対象設備表示機能４３、さらに
マンマシン入出力装置８に表示されている設備部位名称
からオペレータは、先に説明したのと同様、ポインティ
ングデバイスで故障部位を選択し選択した設備の部品名
称を知識ベース５に記録する解析対象設備選択受付機能
４４，マンマシン入出力装置８に知識ベース５を基に診
断対象設備１の障害箇所を一覧表示する解析対象障害一
覧表示機能４５，マンマシン入出力装置８に表示されて
いる解析対象障害一覧表からオペレータは先と同様手段
により、故障部位を選択し知識ベース５に故障部位を記
録する解析対象障害選択受付機能４６，推論の手順をル
ールで定義しこのルール定義に基づいてフレームのデー
タを参照し診断対象設備１の障害箇所の原因と対策を推
論するフレーム推論機能４７からなる。

【００１５】このように、センサ２からの信号に基づい
て、入出力装置と体話形式で処理することにより、複数
の情報の中からオペレータが必要とする情報に関連する
情報（例えば、複数の機器からある一つの機器をオペレ
ータが選択した場合には、この選択した機器を構成する
部品の情報）を表示し、最終的にオペレータが必要とす
る部分の故障状態を画面に表示する。

【００１６】また、オペレータが行った選択作業を知識
ベースに格納しておき、ある一定回数以上、同じ操作が
行われた時は、センサ２からの情報に基づいて、オペレ
ータの選択を介在することなく記憶したオペレータの操
作に基づいて自動的に故障状態の決定を行うようにして
もよい。

【００１７】推論機構４の処理は、オペレータによって
は、本推論機構４の推論に依らなくても、障害除去のた
めの対策情報が導き出せる場合もあるので、オペレータ
の診断対象設備１に対する知識情報修得度により、本推
論機構４による推論対象障害が選択できる構成となって
いる。

【００１８】図３は、図２のフレーム推論機能４７の処
理の詳細を示している。フレーム推論機能４７は、マン
マシン入出力装置８からオペレータの選択によって得ら
れるフレームとフレームの集合であるテンプレートから
構成される知識ベース５を入力情報とする入力受付処理
４７１，マンマシン入出力装置８からオペレータの選択
によって得られるフレームを検索キー、フレームの集合
であるテンプレートから構成される知識ベース５を検索
データとして検索する条件成立判定処理４７２，検索結
果である推論処理４７３，推論処理４７３の結果、結論
が得られず継続中の時、マンマシン入出力装置８から得
られるフレームのデータが必要十分か否か判断する処理
４７４，フレームのデータが必要十分か否か判断する処
理４７４で不足と判断したとき、オペレータにフレーム
を入力させるための問い合わせ内容表示４７５，検索結
果が推論処理４７３で終了の時、原因及び対策内容を出
力表示する原因及び対策内容表示４７６で構成される。

【００１９】このように、推論機構４により決定された
故障の内容，故障対策はマンマシン入出力装置８に送ら
れ表示される。また、推論機構４で決定された情報は障
害対策機構９に送られる。障害対策とは例えば、電源の
ＯＮ，ＯＦＦ、または回転機の回転速度を早くしたり、
遅くしたりするものである。障害対策機構９では、送ら
れてきた障害対策に基づいて該当する機器に対して、措
置を行うための情報をセンサ２へ送出する。そして、セ
ンサ２では、送られたきた情報に基づいて機器を制御す
る。

【００２０】このように全ての過程を自動的に行うよう
にしても良いが、安全性を向上させるために、マンマシ
ン入出力装置８に表示されている障害対策をオペレータ
がポインティングデバイスで選択することにより、障害
対策機構９から、センサ２へ障害対策の情報を送出する
ように構成してもよい。

【００２１】図４は、図１の知識構築機構７の処理の詳
細を示している。知識構築機構７は、診断対象設備を増
やす場合にオペレータによって選択され知識構築機構を
起動する起動信号７６の起動を受けて、マンマシン入出
力装置８にフレームテンプレート６の内容を表示し、オ
ペレータによって外部から与えられたフレームと同一に
登録されているフレームを検索してテンプレートを選択
確定するためのテンプレートフレーム選択機構７１，選
択確定したテンプレート７２，選択確定したテンプレー
トをマンマシン入出力装置８に表示してフィルフォーム
機構によりオペレータにより未入力となっている項目の
データを補い、フレームを確定するテンプレート表示及
びフィルフォーム機構７３，確定したフレーム７４，マ
ンマシン入出力装置８から前記フレーム７４を基に知識
ベースにリンクする指示を与えるフレームリンク機構７
５から構成される。

【００２２】図５は、図４のテンプレートフレーム選択
機構７１の処理の詳細を示している。テンプレートフレ
ーム選択機構７１は、マンマシン入出力装置８にテンプ
レートを表示するテンプレートの縮尺図のDisplay 表示
７１２，マンマシン入出力装置８からユーザーにテンプ
レートを選択させる７１３，フィルフォーム機構により
テンプレートのデータ入力エリアを表示する７１４，フ
ィルフォーム機構による表示例である７１７，データ入
力エリアに対する入力を受付ける７１５，フレームの全
項目に必要な項目が全て入力されているか判断する７１
６，全て入力済みの時にフレームリンク機構へフレーム
を出力する７１８からなる。

【００２３】図６は、図４のフレームリンク機構７５の
処理の詳細を示している。フレームリンク機構７５は、
前半部と後半部に大別される。フレームリンク機構７５
の前半部は、フレームリンク機構によって既に登録され
ている知識ベースを利用し、ユーザーによって必要と思
われるフレームを取り出し、フレームの関連づけを行う
ためのもので、新規入力フレームと同一名称のフレーム
を知識ベースから順次読み出し表示する７５２，マンマ
シン入出力装置８からユーザーがリンクするか否かを判
断しデータ入力を行う７５３，リンク可能なデータか否
か判断する754,リンク可能の時、新規入力フレームを示
すポインターをスロットにセットする７５５，リンク不
可能の時に値を変更する７５６，全フレームのスロット
値についてチェックが完了したか判断する７５７からな
る。後半部は、既に存在する知識ベースを逐一取り出し
フレームのスロット値とフレーム名称が一致するフレー
ムについて、ユーザーが必要と思われるフレームの関連
づけを行うためのもので、新規の入力フレームの名称を
取り出す７５８，知識ベースのフレームを順次取り出す
７５９，フレームのスロット値が知識ベースのフレーム
の名称と一致するか否か判断する７６０，マンマシン入
出力装置８からユーザーがリンクするか否かを判断しデ
ータ入力を行う７６１，リンク可能なデータか否か判断
する７６２，リンク可能の時、新規入力フレームを示す
ポインターをスロットにセットする７６３，リンク不可
能の時に値を変更する７６４，全フレームの値について
チェックが完了したか判断する７６５からなる。

【００２４】図７に本システムを用いた場合の、推論の
動作例を示す。ここでは診断対策設備において「折機故
障」８１が発生した場合について説明する。センサ２で
は診断対象設備１から検出信号に基づいて診断装置３に
フレーム名称「折機故障」８２を送出する。診断装置３
の推論機構４によりフレーム名称「折機故障」８２のス
ロット値「電動機回転有無」と同一のフレーム名称「電
動機回転有無」８３が得られ、診断装置３の推論機構４
によりフレーム名称「電動機回転有無」８３のスロット
値「ＦＵランプ点消灯」が得られる。さらに、診断装置
３の推論機構４によりスロット値と同一のフレーム名称
「ＦＵランプ点消灯」８４のスロット値「電源電圧異常
有無」が得られ、故障の対策案として、この、『電源電
圧異常有無』を調査するように、マンマシン入出力装置
８に表示される。

【００２５】図８は、新規知識生成時のテンプレート生
成の動作例を示している。「折機故障」９１が発生する
と、診断対象設備１からセンサ２を通して、診断装置３
にフレーム名称「折機故障」９２が入力される。診断装
置３の推論機構４によりフレーム名称「折機故障」９２
のスロット値「電動機回転有無」と同一のフレーム名称
「電動機回転有無」を知識ベース９３から検索する。知
識ベース９３から順次フレームを取り出し、フレーム名
称「折機故障」９２のスロット値と知識ベース９３のフ
レームの名称とが一致するか検索する。一致すれば、一
致したフレームのスロット値が得られ、ユーザーにより
マンマシン入出力装置８からリンクするか否か判断の
上、リンク可能であれば知識構築機構７により、知識ベ
ース９３からフレーム９４が得られる。その結果、推論
機構４を通じて、マンマシン入出力装置８に対策フレー
ム９４の値が対策案として表示される。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ル
ールを構築する診断木を知識ベースとしてデータベース
化するので、診断木の保守を伴う修正が容易に行える。
また、診断木を一般のオペレータが容易に修正できるこ
とを可能にしたことから、汎用性を持たせた設備診断
（故障診断）のシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステム概説図。

【図２】推論機能詳細図。

【図３】フレーム推論機能詳細図。

【図４】知識構築機構概説図。

【図５】テンプレート選択詳細図。

【図６】フレームリンク機構詳細図。

【図７】推論の動作例の詳細図。

【図８】新規知識生成時のテンプレート生成の動作例の
詳細図。

【符号の説明】

１…診断対象設備、２…センサ、３…診断装置、４…推
論機構、５…知識ベース、６…フレームテンプレート、
７…知識構築機構、８…マンマシン入出力装置、９…障
害対策機構、１０…故障診断処理機構。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の機器と、該複数の機器の動作状態を
   検出する複数のセンサと、該機器の診断結果の表示又は
   該機器に関する故障情報を入力する入出力装置と、前記
   センサからの情報に基づいて前記機器の状態を前記入出
   力装置に表示する故障診断装置であって、 前記センサから得られる前記複数の機器の動作状態と該
   機器の故障との因果関係に関する複数のデータを蓄える
   知識ベースと、前記複数のセンサから得られる前記複数
   の機器の動作状態または前記入力装置からの入力から前
   記知識ベースに蓄えられている少なくとも一つのデータ
   を推論により抽出し、かつ該抽出したデータを前記入出
   力装置に表示する推論手段とを備えたことを特徴とする
   故障診断装置。
2. 【請求項２】複数の機器と、該複数の機器の動作状態を
   検出する複数のセンサと、該機器の診断結果の表示又は
   該機器に関する故障情報を入力する入力装置と、前記セ
   ンサからの情報に基づいて前記機器の状態を前記入出力
   装置に表示する故障診断装置であって、 それぞれ少なくとも第１の情報と第２の情報から構成さ
   れた複数のデータを蓄える知識ベースと、前記入力装置
   から入力される前記第１の情報の入力に基づいて該第１
   の情報とともに格納されている第２の情報を抽出し、該
   抽出した第２の情報を第１の情報とするデータを前記知
   識ベースから抽出するとともに、該抽出したデータを前
   記表示装置に表示する推論機構とを備えたことを特徴と
   する故障診断装置。
3. 【請求項３】請求項第２項において、 前記第１の情報は前記機器の動作状態であり、前記第２
   の情報は該機器の故障状態であり、該第１及び第２の情
   報を前記入出力装置から入力することを特徴とする故障
   診断装置。
4. 【請求項４】複数の機器を表わす情報を表示装置に表示
   し、該表示装置に表示された機器の情報を選択し、該選
   択された機器の情報について予め定められた該機器の詳
   細な情報を表示し、該表示された前記機器の詳細情報を
   選択することにより該機器に対する異常情報または故障
   情報を前記表示装置に表示することを特徴とする故障診
   断方法。