JPS6214210A - Method of analyzing abnormality diagnosis - Google Patents

Method of analyzing abnormality diagnosis

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JPS6214210A
JPS6214210A JP60151360A JP15136085A JPS6214210A JP S6214210 A JPS6214210 A JP S6214210A JP 60151360 A JP60151360 A JP 60151360A JP 15136085 A JP15136085 A JP 15136085A JP S6214210 A JPS6214210 A JP S6214210A
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JP
Japan
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signals
change
chain
signal
observed
Prior art date
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Application number
JP60151360A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Sakamoto
阪本 弘志
Shigeo Ehata
江畑 茂男
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Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To make diagnosing of initial indication of abnormal phenomenon by patternizing change of observed signals and making logical processing. CONSTITUTION:In a large-scale system such as a nuclear power plant, when some abnormality occurred, influences of the abnormality are often obserbed in from of change of plural signals from normal state. If change of each observed signal in the direction of increase from normal state is expressed as +1, change in the direction of decrease as -1, and no change is expressed as '0', the state of change of a series of signals A-N can be vector expressed as (a, b, ..., n)=(+1, -1, 0, ..., +1). This state vector analyzes transmission characteristic between signals of object of diagnosis beforehand basing on physical structure of the whole object and experience of analysis of observed data, analyzes the state vector utilizing this.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の技術分野〕 本発明は、原子カプラントのような多信号から成るシス
テムにおける微少な過渡変化を分析し、現象の発生原因
に関する情報を抽出する異常診断分析方法に関する。 (発明の技術的背景とその問題点〕 原子カプラントのような大規模なシステムにおいては、
発生した変化は複数の信号へと伝達し観測される。この
為、従来より多信号系においては、複数の観測信号に現
れる特徴を総合して、発生した現象の原因を分析する方
法がよく用いられている。例えば、複数信号の変化の時
間的な前後関係に着目して、現象の原因を分析する方法
や異常現象の伝達経路を変化の有無のパターンから推定
する方法等である。 複数のプロセス信号が観測可能なシステムに対する上記
の如き診断方法は、一般的に、信号の変化の有無が明確
な時には有効であるが、iiA号の変化が不明確な時、
例えば実際には変化しているにもかかオ)らずM測りは
変化が現れていない場合や、ある信号だけが遅れて観測
される場合等には、1Fしい診断が下せないどう欠点が
あった。 ところで、前述のような大規模なシステムでは、異常現
象の初期的な徴候も、関連のある一部の信号の微少な変
化として現れる事が多いが、このような微少な変化につ
いては、以下に記載するような事項が知られている。す
なわち (1)信号の正常な変化(定常変動)と異常な変化の識
別が難しく、観測信号がしばしば不11ヨ確となる。 ■ フィード・バック・ループの鋤き等によって信号の
変化が抑制される為、変化すべき信号に変化が現れない
。 これらの(1)、■事項はいずれも、観測情報の不確実
性につながり、従来の診断方法では、過渡現象の初期徴
候や信号の変化が微少な現象に対しては、必ずしも、有
効な診断な下す事ができないという不具合があった。 〔発明の目的〕 本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、その目的
は複数の信号が観測■1能なシステムを対象とした異常
診断方法において、異常現象の初期徴候における4g−
1の微少変化のように、観測情報の一部が不確実な現象
に対しても有効な診断を卜す事のり能な異常診断分析方
法を提供するものである。 〔発明の概要〕 本発明は、−ヒ記[1的を達成するために、多信号から
成るシステムにおける複数信号の微少な変化を分析・診
断することにより前記システムの発生原因に関する情報
を抽出する異常診断分析方法において、2信号間に成立
する増加/減少の関係に関する知識を組み合わせて複数
信号の変化状態を2信号間の因果関係の連鎖として関連
付ける第1の手段と、前記第1の手段において連鎖の途
中の情報の一部が何らかの原因により失われていても信
号の変化に関する仮説を)γてる事によってこれ一3= を補い因果関係の連鎖を推定する第2の手段と、診断対
象をその機能番コ従って小単位に分割しその小嘔位毎に
前記第2手段によって因果関係の連鎖を探索した接客小
幣位における連鎖の原因信号と他の小嘔位の結果信号の
間の因果関係を分析しその結果得られた小m位間の因果
関係と、小昨位内の信号間の因果関係の連鎖から現象の
原因を分析する第3の手段を有するようにした異常診断
分析方法に関するものである。 次に、前記第1〜第3手段について説明する。 先ず、前記第1手段について説明すると、ffi号の変
化は、それぞれの正常な状態に対して、(増加)/(変
化なし)/(減少)の3つの状態に大別する事ができる
。この3つの状態を、(+1゜0、”−1)で表オ)す
と信号の状態は、以下の9通りの組み合わせのいずれか
で表わされる。 (+1.+1)、(+1−、O)、(+1.−1)、(
0,+1)、(0,0)、(0,−1)、(−1,+1
)、(−1,0)、(−1,−1)特に、2信号間で変
化が伝達される場合には、−4= その組み合わせは以下の4通りしかない。(変化が無い
場合には変化が伝達されたとは言えない。)(+1.+
1)、(+1.−1)、(−1,+1)、(−1,−1
)一般に、あるシステムにおいて、2信号間での変化の
伝達特性は、システムの物理的な構造等によって定まり
以下のような正の伝達特性と負の伝達特性に大別する事
ができる。(伝達無しの場合を除く。) 正の伝達特性(入力;増加→出力;増加、入力;減少→
出力;減少) 負の伝達特性(入力;増加→出力;減少、入力;減少→
出力;増加) 今、あるシステムにおける2信号間の伝達特性が既知な
場合、2信号の変化状態を観測する事により2信号間の
因果関係(入力→出力、原因→結果)を判断する事がで
き、これを利用して複数の信号の変化を2信号間の因果
関係の連鎖として記述する事が可能である。 因果関係の連鎖の探索は、基本的には変化の観測されて
いる信号のいずれかより出発して、原因から結果、また
は結果かr)原因のいずれかの方向に向けて試行錯誤的
に連鎖を展開し、観測されたすべての変化を矛盾無く説
明し得る連鎖を探す事によって行なわれるが、原因や結
果について既知の情報が存在すれば、これを利用して探
索の範囲を狭める事も可能である。 複数の観測信号の状態をこのように因果関係の連鎖とし
て表わす事により、観測された現象を変化の原因信号と
結果信号のグループに分割する事が可能となり、発生し
た現象の原因分析に役)γつ。 現実のシステムでは、観測信号の数も多く信号間の関係
が複雑な為w4il111された全ての信号の状態を説
明し得る因果関係の連鎖は限定されるが、因果関係の連
鎖が1通りに定まらない場合でも、原因の候補を絞る事
ができ、発生した現象の原因分析に役立つ。 次に、前記第2の手段について説明すると、前述の観測
された現象を(4号間の因果関係の連鎖として分析する
第1の手段では、各信号の変化状態が観測可能である事
が前提条件となっている為、そのままでは従来の手法同
様信号の観測が不確実な場合には、有効な診断を卜す事
ができない。 そこで、因果関係の連鎖を探索する過程において、変化
の観測されていない(4号については、既にl17f 
a+++データに基づいて成立している連鎖と矛盾しな
いような変化を仮説として〜γてて連鎖の探索を続け、
その後の処理過程において観測データとの矛盾が存在し
ない場合には仮説が正しいとして扱う。 このような手法を用いる事により、一部のイrV i+
の変化が観測されていない場合でも、因果関係の連鎖が
切れる事無く探索され、有効な診断を下す事ができる。 最後に、前記第3の手段について説明すると、前記第2
の手段のように仮説を導入すると連鎖の探索空間は拡大
するが、1つの探索過程においてllI測事実に比べて
仮説の数が多い場合や、仮説が連続する場合l二は推定
結果の信頼性が低くなると考えられるので、このような
イd頼性の低い探索結果を途中で棄却する事により、無
意味な探索を避け探索空間の拡大を抑制する事ができる
。ただし、連鎖が長い場合には、短い場合に比べて仮説
が導入される率も高くなる為、探索空間の中に極端に長
短の異なる連鎖が存在すると一律な信頼性の評価が難し
くなる。 そこで本手段では、診断対象をその物理的な構造に従っ
ていくつかの小午位に分割しその単位毎に連鎖の探索を
実施する事によって一連の処理で探索される連鎖の長さ
を制限し、仮説の導入された連鎖に対して一様な信頼性
の評価を容易にする。 更に本手段では、このように小単位毎に因果関係の連鎖
を探索した後、各小革位において変化の原因と推定され
た信号について、他の小嚇位における結果の信号との連
鎖が成つするかどうかを調べて、小単位間の因果関係を
分析する。 このように二段階に分けて因果関係を分析する事により
、探索結果のイ目頼性が評価し易くなると同時に、異な
った2つの小畦位において同時に何らかの異常が発生し
た場合についても分析が可能となる。また、因果関係の
連鎖の探索をいくつがの独存した単位に分割して実施す
る事により、並列処理による処理効率の向1−も可能と
なる。 〔発明の実施例〕 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 原子カプラントのような大規模なシステムにおいては、
何らかの異常が発生した場合その影響は、複数の信号が
正常状態から変化するという形で観測される事が多い。 各* 1+1信号の、正常状態から増加方向への変化を
+1、減少方向への変化を−1、変化が見られない場合
を0として表オ〕すと、一連の信号(A−N)の変化の
様子は、(a+ b+ Cr ”’r n)”(+1+
   L  O+ ”’++1)のようにベクトル(状
態ベクトル)表現する事が可能である。 このようなベクトル(状態ベクトル)の各要素を作成す
る方法としては、信号の基準値からの変化がしきい値を
越えるか否かを判定するノl法が考えられるが、この場
合の基準値としては、制御系の設定値や目標値、または
、自己回帰モデル、適応フィルタ、物理モデルによる予
測値等の様々な値を使用する事が考えられる。また、U
ν系列データの変化から直接状態ベクトルを作成するだ
けでなく、微分信号やスペクトル等のデータから状態ベ
クトルを作成する事も可能であるが、本発明はそのいず
れに対しても適用rif能である。 本発明の第1の手段では、あらかじめ診断対象の信号間
の伝達特性を、対象全体の物理的な構造や観測データの
分析経験に基づいて分析し、これを利用して状態ベクト
ルを解析する。今、簡雫な例として第2図に示すように
(A −1・” )の64.1’;+が観測されている
システムを考えろ。ここで各信号間の伝達特性は以干の
ように既知であるとする。 (関係;])A−)B(正の伝達特性)(関係; 2)
 F(−+A (iFの伝達特性)(関係;3)B→0
(正の伝達特性) (関係;4)C→I)(正の伝達特性)(関係;5)1
)→■・:(正の伝達特性)(関係;6)D→I” (
正の伝達特性)(関係;7)E→[](正の伝達特性)
(関係;8)F→11 (負の伝達特性)このシステム
において、阿らかの変化が5ill 1lll+され状
態ベクトル (a+b+c+40+f)−(+ I + + l+刊
、+1 、+1.0)−I状態;1)が得られた場合、
a = + ]を起点と
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to an abnormality diagnosis and analysis method for analyzing minute transient changes in a system consisting of multiple signals such as an atomic couplant and extracting information regarding the cause of a phenomenon. (Technical background of the invention and its problems) In a large-scale system such as an atomic couplant,
The changes that occur are transmitted to multiple signals and observed. For this reason, conventionally, in multi-signal systems, a method has often been used to analyze the cause of a phenomenon by integrating the features appearing in a plurality of observed signals. Examples include a method of analyzing the cause of a phenomenon by focusing on the temporal relationship of changes in multiple signals, and a method of estimating the transmission route of an abnormal phenomenon from a pattern of the presence or absence of a change. The above diagnostic method for systems in which multiple process signals can be observed is generally effective when it is clear whether there is a change in the signal, but when the change in item iiA is unclear,
For example, if there is no change in the M measurement even though it is actually changing, or if only a certain signal is observed with a delay, an accurate diagnosis cannot be made. was there. By the way, in large-scale systems such as those mentioned above, early signs of abnormal phenomena often appear as minute changes in some related signals. The following matters are known. That is, (1) it is difficult to distinguish between normal changes (steady fluctuations) and abnormal changes in the signal, and the observed signals are often inaccurate. ■ Changes in the signal are suppressed by the plowing of the feedback loop, so no change appears in the signal that should change. Both of these (1) and ■ lead to uncertainty in observation information, and conventional diagnostic methods are not always effective in diagnosing early signs of transient phenomena or phenomena with minute signal changes. There was a problem that it could not be fixed. [Object of the Invention] The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide an abnormality diagnosis method for a system in which multiple signals can be observed.
The present invention provides an abnormality diagnosis and analysis method that can perform effective diagnosis even for phenomena in which part of the observation information is uncertain, such as the minute change in No. 1. [Summary of the Invention] The present invention provides the following features: - In order to achieve objective 1, extract information regarding the cause of occurrence of a system consisting of multiple signals by analyzing and diagnosing minute changes in multiple signals in a system consisting of multiple signals. In the abnormality diagnosis analysis method, a first means for associating change states of a plurality of signals as a chain of causal relationships between the two signals by combining knowledge regarding an increase/decrease relationship established between the two signals; Even if part of the information in the middle of the chain is lost due to some reason, the hypothesis regarding the change in the signal) is used to compensate for this and estimate the chain of causal relationships. Therefore, the causality between the cause signal of the chain in the customer service level and the result signal of other small units is divided into small units, and the chain of causality is searched for by the second means for each small unit. An anomaly diagnosis analysis method having a third means for analyzing the cause of a phenomenon from the chain of causal relationships between the small m order and the signals within the small order m order obtained as a result of analyzing the relationships. It is related to. Next, the first to third means will be explained. First, to explain the first means, changes in the ffi number can be roughly divided into three states: (increase)/(no change)/(decrease) with respect to each normal state. If these three states are represented by (+1°0, "-1), the signal state will be represented by one of the following nine combinations. ), (+1.-1), (
0,+1), (0,0), (0,-1), (-1,+1
), (-1, 0), (-1, -1) In particular, when a change is transmitted between two signals, -4= There are only the following four combinations. (If there is no change, it cannot be said that the change has been transmitted.) (+1.+
1), (+1.-1), (-1, +1), (-1,-1
) Generally, in a certain system, the transfer characteristics of changes between two signals are determined by the physical structure of the system and can be roughly divided into positive transfer characteristics and negative transfer characteristics as shown below. (Except when there is no transmission.) Positive transfer characteristic (input; increase → output; increase, input; decrease →
Output; Decrease) Negative transfer characteristic (Input; Increase → Output; Decrease, Input; Decrease →
Output; increase) Now, if the transfer characteristics between two signals in a certain system are known, it is possible to determine the causal relationship between the two signals (input → output, cause → effect) by observing the change state of the two signals. Using this, it is possible to describe changes in multiple signals as a chain of causal relationships between two signals. The search for a chain of cause-and-effect relationships basically starts from any observed signal of change and links the chain from cause to effect, or from cause to effect, or r) through trial and error. This is done by expanding the chain and searching for a chain that can explain all the observed changes without contradiction, but if there is known information about causes and effects, it is also possible to use this to narrow the scope of the search. It is. By representing the states of multiple observed signals as a chain of causal relationships in this way, it becomes possible to divide the observed phenomenon into groups of change-causing signals and resultant signals, which is useful for analyzing the causes of phenomena that occur. γ one. In a real system, the number of observed signals is large and the relationships between signals are complex, so the chain of causal relationships that can explain the states of all the signals w4il111 is limited, but there is no single chain of causal relationships. Even if there is no such information, it is possible to narrow down the possible causes, which is useful for analyzing the cause of the phenomenon that has occurred. Next, to explain the second method, the first method, which analyzes the observed phenomenon described above as a chain of causal relationships (4), assumes that the state of change of each signal can be observed. Therefore, as with conventional methods, if the observation of the signal is uncertain, it is not possible to make an effective diagnosis. Therefore, in the process of searching for a chain of causal relationships, we (For issue 4, it is already l17f)
Hypothesizing a change that does not contradict the chain established based on the a+++ data, continue searching for the chain using ~γ.
In the subsequent processing process, if there is no contradiction with observed data, the hypothesis is treated as correct. By using such a method, some IrV i+
Even if no change is observed, the chain of causality can be searched for without breaking, and an effective diagnosis can be made. Finally, to explain the third means, the second means
Introducing hypotheses as in the method of Therefore, by discarding such unreliable search results midway through, meaningless searches can be avoided and expansion of the search space can be suppressed. However, when the chain is long, the rate at which hypotheses are introduced is higher than when it is short, so if there are chains of extremely different lengths in the search space, it becomes difficult to uniformly evaluate reliability. Therefore, in this method, the length of the chain searched in a series of processes is limited by dividing the diagnostic target into several meridians according to its physical structure and searching for the chain for each unit. Facilitates uniform reliability evaluation for chains in which hypotheses are introduced. Furthermore, in this method, after searching for a chain of causal relationships for each small unit, a chain is established between the signal estimated to be the cause of change at each small change position and the resulting signal at another small threat position. analyze the causal relationships between small units. By analyzing the causal relationship in two stages in this way, it is easier to evaluate the reliability of the search results, and at the same time it is also possible to analyze cases where some kind of abnormality occurs at the same time in two different small ridge positions. becomes. Furthermore, by dividing the search for a chain of causal relationships into a number of unique units, it is possible to improve processing efficiency by parallel processing. [Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In large-scale systems such as atomic couplants,
When an abnormality occurs, its effect is often observed in the form of multiple signals changing from their normal state. For each *1+1 signal, a change in the increasing direction from the normal state is set as +1, a change in the decreasing direction is set as -1, and when no change is observed, it is set as 0], then the series of signals (A-N) is The state of change is (a+ b+ Cr "'r n)" (+1+
L The standard value in this case can be the set value or target value of the control system, or the predicted value by an autoregressive model, adaptive filter, or physical model. It is possible to use various values.Also, U
In addition to directly creating a state vector from changes in ν series data, it is also possible to create a state vector from data such as differential signals and spectra, and the present invention can be applied to both of them. . In the first means of the present invention, the transfer characteristics between signals of the diagnostic target are analyzed in advance based on the physical structure of the entire target and experience in analyzing observation data, and the state vector is analyzed using this. Now, as a simple example, consider a system in which 64.1';+ of (A -1. (Relation;]) A-) B (Positive transfer characteristic) (Relation; 2)
F(-+A (transfer characteristic of iF) (relationship; 3) B→0
(Positive transfer characteristic) (Relation; 4) C→I) (Positive transfer characteristic) (Relation; 5) 1
)→■・: (Positive transfer characteristic) (Relationship; 6) D→I” (
Positive transfer characteristic) (Relation; 7) E → [] (Positive transfer characteristic)
(Relation; 8) F → 11 (Negative transfer characteristic) In this system, the change in Araka is 5ill 1llll+ and the state vector (a + b + c + 40 + f) - (+ I + + l+, +1, +1.0) - I state ;1) is obtained,
a = + ] as the starting point

【2て原因から結果方向に分析
を開始すると、(関係:1)の適用により、b−+1が
推定される。ごオ(は、ail) i1M事実と矛盾し
ない為、関係を保存し、次にb = +1を起点として
分析を行なう。この時には、 (関係;2)と(関係;
3)が適用可能どなり、いずれの関係を適用した場合も
観測データとは矛盾しないが、(関係:2)を適用する
と、(A→13→A→・・・)と無限連鎖が生じろm飽
性がある為、これを棄却しくA−+B−+C)を正しい
連鎖と【、で記録する。いずれも適用可能な分岐が存在
する場合には、それぞれを順次探索する。このような探
索過程を繰り返す事によって、先の状態ベクトルを、信
号Aの増加と、(A→t(→C→D→1・;)の因果関
係の連鎖と1ノで意味付ける事ができる。尚、この例で
は、原因から結果り向への探索を行なっているが、逆に
結果から原因方向への因果関係の連鎖(ト:→D −>
 C−) B −+ A )の探索も可能である。 任意の信号から探索を開始する場合には5例えば(0→
BAA)のように、まず原因lj向への探索を実施して
原因と成り得る信vf(この場合はA及び口)を選択し
、次にそれらの(,1号から(A→H→C→D→E)、
(R→C→1)→E)のように結果方向に探索を行ない
、観測データを全て満足する連#(A→■1→C−+l
)→1イ)を選択する方法や、変化の観測されている全
ての信号から、j原因方向への探索を実施し、全ての信
号に共通の原因となっている信号を原因として選択する
方法等が考えられる。 しかしながら、前記の手段では、観測情報の一部が欠損
している場合、例えば(状態;])で信号CやDの変化
が何らかの理由で観測されず、状態ベクトルが下記(状
態;2)または(状態;3)となっているとする。 (alblcrd161f)=(+]、+I、O,+1
.+1IO)・(状態;2)(a+b+c+d、s、f
)=(利、刊、0.O,旧、0)・(状態;3)この場
合は、連鎖の探索はいずれも(A→13)で終−fして
しまい正しい結果は得られない。 そこで、本発明の第2の手段では、b=+1から(関係
;3)を適用してC=+1が推定され。 これに対して観測事実がQ=0である事を確認した時点
で探索を中小せずに、推定結果C=+1を仮説として導
入し探索を続行する。(図、2参照)例えば(状態53
)の場合には、仮説C=+1に対してd=+1が推定さ
れるが、観測事実がd=0なので再び仮説d=+1が導
入される。ここで、もしd=−1ならば仮説d=+1は
導入されず連鎖は(A→B −+ (7,)で終了する
。仮説と観測データとの矛盾が発見されない場合はこれ
らの仮説を真とみなす事により、(状態;2)、(状態
:3)のいずれの場合でも、(A→B−+C−+r’)
→E )の連鎖が得られる。このように、観測情報の一
部が欠損している場合でも欠損した情帽を仮説で補う事
によって、因果関係の連鎖の探索を続ける事が可能とな
る。 しかしながら、このような仮説を無条件に導入すると、
例えば、】信号だけの変化が11811!された場合に
は、いずれの仮説もl1llllデータとけ矛盾しない
為、全ての可能な組み合わせが探索されてしまい連鎖の
探索空間は拡大する。そこで、本発明では、以下に示す
ように1つの探索過程において(:3)のように観測事
実の数に比べて仮説の数が多い場合や、0)のように仮
説が連続する場合等には推定結果の信頼性が低−トして
いると考え、このような信頼性の低い結果を探索の途中
で棄却する事により無意味な探索を避は探索空間の拡大
を抑制する。 (3)A→−1−+旦→D−+9→工→G(小文字;仮
説)(イ)A→B→−9−→、!l!−→9−→F→G
(小史字;仮説)ただし、例えば(A→B −* CH
2)→r<→F→G→H→・・・)と連鎖が長い場合に
は(A−+B→C)と連鎖が短い場合に比べて、全体の
信頼度に対する1つの仮説の重みが異なる為、探索空間
の中に極端に長短の異なる連鎖が存在すると一様な信頼
性の評価が難しくなる。 この為に本発明の第3の手段では、診断対象をその物理
的な構造に従っていくつかの小単位に分割し、その小貼
位毎に連鎖の探索を実施す枦1こよって、一連の処理で
探索される因果関係の連鎖の長さを制限し、仮説の導入
された連鎖に対する一様な(8頼件の評価を容易にして
いる。 更に本発明の第3の手段では、このように小単位毎に因
果関係の連鎖をIIQした後、各小単位において変位の
原因と推定された信号について、他の小単位における結
果の48号との連鎖が成)γするかどうかを調べる事に
よって、小嚇位間の因果関係を分析する。 例えば、第3図に示すように診断対象がx、y。 2の3つの小単位に分割されており、それぞれの中で因
果関係が前記の手法で(工。→工□→・・・→工J)(
yo→y1→・・・→VII)+(Zo→z1→・・・
→Zn)と推定されている場合、もし工、→ν。+VJ
””Zoとなる工、(i=t〜Ω)、 ンj(j=l〜
m)が存在すれば、(eス:1)のようにX→Y−+Z
なる小拳位間の因果関係が成り立ち、観測された信号の
変化が工。の変化に起因していたと考える事ができる。 また、もし工l→Zo+Vj−20となる工1(i=1
〜Q)+ yj(、i=I〜m)が存在すれば(ax、
 2 )に示すようにX→Z、Y−+Zなる小鵬位間の
因果関係が成り立ち、観測された信号の変化が工o、 
y。 の2信号の変化に起因している可能性があると考える事
ができる。このように本発明では、異なった複数の小単
位において、同時に異常が発生した場合においても、デ
ータの分析が可能な点が特徴となっている。 次に本発明の一実施例を第1図のフローチャートを用い
て説明する。 先ず第1の信号系列S1について説明すると、探索開始
指令により第1ステツプ1としてプラントからの信号が
入力される。第2のステップ2では探索開始信号無しす
なわち探索終了と判定されれば第10ステツプ10の原
因要素の選択に入力される6探索開始信号有りと判定さ
れれば次の第3ステツプ3に入力され適用可能な関係の
選択の有無が判定される。適用可能な信号無しと判定さ
れると、第2ステツプ2に戻され、適用可能な信号有り
と判定されると、第4ステツプ4に入力され伝播する信
号変化の推定を行なってから次の第5ステツプ5に入力
される。この第5ステツプ5では観測信号との照合を行
ない、観測された信号変化無しと判定されると第6ステ
ツプ6に人力され、仮説の設定が行なわれる。また観測
された信号変化有りと判定されると次の第7ステツプ7
に入力され、観測信号との照合が行なわれる。そして、
推定結果と観測データが矛盾すると判定されると第8ス
テツプ8に入力され前記仮設を破棄する。 また推定結果とamデータが矛盾しないと判定されると
第9ステツプ9に入力され適用した関係の記録を行なう
。しかして、前記第6ステツプ6、第7ステツプ7およ
び第9ステツプ9の出力は、第3ステツプ3に入力され
適用可能な関係が無しと判定されるまで繰り返えされた
後、さらに第2ステツプ2に入力され探索開始信号無し
と判定されれば探索は終了したこととなり、前記したよ
うに第10ステツプ10に入力される。第10ステツプ
10では原因要素の選択を行ない次の第11ステップ1
1a、11 b 、llcに入力される。この第11ス
テツプ11a。 11b、llcでは小単位間の原因要素と結果要素の包
含関係の探索を行い、その結果を次の第12ステツプ1
2に入力し、第12ステツプ12では信号変化の因果関
係による現象を特徴付ける。 次に第2の信号系列S2もF、記第1の信号系列S1と
同様な信号処理が行なわれる。すなオ)もこの第2の?
f1号系列においては第1の信号系列S1と対応する各
ステップにはダッシュを付けているがその処理内容は第
1の信号系列S】と同様な信号処理を行なうので、その
詳細な説明は省略する。 この第2の信号系列S2においてもその第10ステツプ
10′で原因要素の選択を行ない、次の第11ステップ
lla、llb、llcにおいて小単位間の原因要素と
結果要素の包含関係の探索を行なった後、次の第12ス
テツプ12で信号変化の因果関係による現象を特徴付け
るものである。 〔発明の効果〕 以ト説明したように本発明によれば、wt測した信号の
変化をパターン化し、論理的な処理を行なう事により、
個々の信号には明確な特徴が現れていない場合でも、複
数の信号に現れた微少な特徴から現象の発生原因等に関
する情報を得る事ができ、異常現象の初期徴候の診断が
可能となる。また1診断対象をいくつかの独立した学位
に分割して分析する事により、複数原因による異常に対
しても診断を下す事が可能となる。
[2] When analysis starts from the cause to the effect, b-+1 is estimated by applying (Relation: 1). Go (ha, ail) Since it does not contradict the i1M fact, we preserve the relationship and then perform the analysis starting from b = +1. At this time, (relation; 2) and (relation;
3) is applicable, and applying either relationship will not contradict the observed data, but if (relation: 2) is applied, an infinite chain will occur (A → 13 → A →...). Since there is saturation, we reject this and record A-+B-+C) as the correct chain. If there are any applicable branches, each is searched sequentially. By repeating this search process, the previous state vector can be interpreted as an increase in signal A and a causal chain of (A→t(→C→D→1・;)). In this example, the search is performed from the cause to the effect, but conversely, the chain of causal relationships from the effect to the cause (T:→D ->
It is also possible to search for C-)B-+A). When starting the search from an arbitrary signal, 5, for example (0→
BAA), first search in the direction of cause lj to select signals vf (A and mouth in this case) that can be the cause, and then search from those (, 1 to (A→H→C) →D→E),
(R→C→1)→E), search is performed in the direction of the result, and the series #(A→■1→C−+l) that satisfies all observation data is performed.
) → 1 b), or a method of searching in the j cause direction from all the signals for which changes are observed, and selecting the signal that is the cause common to all the signals as the cause. etc. are possible. However, with the above means, if part of the observation information is missing, for example, changes in signals C and D are not observed in (state; ]) for some reason, and the state vector is changed to the following (state; 2) or Suppose that the state is (state; 3). (alblcrd161f) = (+], +I, O, +1
.. +1IO)・(state;2)(a+b+c+d, s, f
) = (R, Published, 0. O, Old, 0) (Status; 3) In this case, all chain searches end at (A→13) and no correct result is obtained. Therefore, in the second means of the present invention, C=+1 is estimated from b=+1 by applying (relationship; 3). On the other hand, when it is confirmed that the observed fact is Q=0, the search is continued by introducing the estimated result C=+1 as a hypothesis without reducing the search. (See Figure 2) For example, (state 53
), d=+1 is estimated for hypothesis C=+1, but since the observed fact is d=0, hypothesis d=+1 is introduced again. Here, if d=-1, hypothesis d=+1 is not introduced and the chain ends at (A→B −+ (7,). If no contradiction between the hypothesis and observed data is found, these hypotheses are By considering it as true, (A→B-+C-+r') in both (state: 2) and (state: 3)
→E) chain is obtained. In this way, even if some observational information is missing, by filling in the missing information with a hypothesis, it is possible to continue searching for a chain of causal relationships. However, if we introduce such a hypothesis unconditionally,
For example, the change in only the signal is 11811! In this case, all possible combinations are searched and the chain search space expands because none of the hypotheses is inconsistent with the l1llll data. Therefore, in the present invention, as shown below, in one search process, when the number of hypotheses is large compared to the number of observed facts as in (:3), or when hypotheses are continuous as in 0), etc. It is assumed that the reliability of the estimation results is low, and by discarding such low reliability results during the search, meaningless searches are avoided and expansion of the search space is suppressed. (3) A→-1-+dan→D-+9→ENG→G (lower case; hypothesis) (a) A→B→-9-→,! l! −→9−→F→G
(Koshiji; Hypothesis) However, for example, (A→B −* CH
2) When the chain is long (→r<→F→G→H→...), the weight of one hypothesis relative to the overall reliability is greater than when the chain is short (A-+B→C). Therefore, if there are chains of extremely different lengths and shorts in the search space, it becomes difficult to uniformly evaluate reliability. For this reason, in the third means of the present invention, the diagnostic target is divided into several small units according to its physical structure, and a chain search is performed for each small unit.1Thus, a series of processing By limiting the length of the chain of causal relationships explored in After IIQing the chain of causality for each small unit, for the signal estimated to be the cause of displacement in each small unit, by checking whether a chain with the result No. 48 in other small units is established) γ. , Analyze the causal relationship between small threat positions. For example, as shown in FIG. 3, the diagnostic targets are x and y. It is divided into three small units of 2, and the causal relationships within each are determined using the method described above.
yo→y1→...→VII)+(Zo→z1→...
→Zn), if it is estimated that →ν. +VJ
""Zo, (i = t ~ Ω), nj (j = l ~
If m) exists, then X→Y−+Z as in (eS:1)
A causal relationship between the small fist positions is established, and the observed change in the signal is the result. It can be assumed that this was caused by a change in Also, if work 1 (i = 1
~Q) + yj (, i=I~m) exists, then (ax,
As shown in 2), the causal relationship between the positions of X→Z, Y-+Z is established, and the observed change in the signal is
y. It can be considered that this may be caused by changes in the two signals. As described above, the present invention is characterized in that data can be analyzed even when abnormalities occur simultaneously in a plurality of different small units. Next, one embodiment of the present invention will be described using the flowchart of FIG. First, the first signal sequence S1 will be explained. In response to a search start command, a signal from the plant is input as a first step 1. In the second step 2, if it is determined that there is no search start signal, that is, the search has ended, it is input to the selection of the causal element in the tenth step 10.6 If it is determined that there is a search start signal, it is input to the next third step 3. It is determined whether an applicable relationship is selected. If it is determined that there is no applicable signal, the process returns to the second step 2, and if it is determined that there is an applicable signal, it is input to the fourth step 4, where the propagating signal change is estimated and then the next step is performed. 5 is input to step 5. In this fifth step 5, a comparison is made with the observed signal, and if it is determined that there is no change in the observed signal, the process is performed manually in a sixth step 6, where a hypothesis is set. Also, if it is determined that there is an observed signal change, the next step 7 is performed.
and is compared with the observed signal. and,
If it is determined that the estimation result and the observed data are inconsistent, the process is inputted to an eighth step 8 and the above-mentioned hypothesis is discarded. If it is determined that the estimation result and the am data do not contradict each other, the relationship input and applied to the ninth step 9 is recorded. Therefore, the outputs of the sixth step 6, seventh step 7 and ninth step 9 are input to the third step 3 and are repeated until it is determined that there is no applicable relationship. If it is input to step 2 and it is determined that there is no search start signal, it means that the search has ended, and the search is input to the tenth step 10 as described above. In the 10th step 10, the causal element is selected and the next 11th step 1
1a, 11b, and llc. This eleventh step 11a. In steps 11b and llc, the inclusion relationship between cause elements and effect elements between small units is searched, and the results are used in the next 12th step 1.
2, and in the twelfth step 12, the phenomenon due to the causal relationship of signal changes is characterized. Next, the second signal sequence S2 is also subjected to signal processing similar to that of the first signal sequence S1. Sunao) also this second one?
In the f1 series, each step corresponding to the first signal series S1 is marked with a dash, but since the processing content is similar to that of the first signal series S], a detailed explanation thereof will be omitted. do. In this second signal sequence S2 as well, the cause element is selected in the tenth step 10', and the inclusion relationship between the cause element and the effect element between small units is searched in the next eleventh step lla, llb, llc. After that, in the next twelfth step 12, phenomena caused by the causal relationship of signal changes are characterized. [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, by patterning the changes in the wt-measured signal and performing logical processing,
Even when individual signals do not have clear characteristics, it is possible to obtain information about the cause of the phenomenon from the minute characteristics that appear in multiple signals, making it possible to diagnose early signs of abnormal phenomena. Furthermore, by dividing one diagnostic target into several independent degrees and analyzing them, it becomes possible to diagnose abnormalities due to multiple causes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は5本発明の一実施例の異常診断分析方法を説明
するためのフローチャート、第2図は本発明に係る状態
ベクトルを説明するための図、第3図は本発明に係る診
断対象を小慴位に分割し、この小単位毎の因果関係を説
明するための図である。 1・・信号人力      2・・・探索開始信号の選
択3・・・適用可能な関係の推定 4・・・伝播する信号変化の推定 5.7・・・観測信号との照合 6・・・仮説の設定8
・・仮説の破棄     9・・・適用した関係の記録
10・・原因要素の選択 1.1・・・小隊位間の原因要素と結果要素の包含関係
の探索12・・・信号変化の因果関係による現象の特徴
付は代理人 弁理士 猪 股 祥 晃 同  猪股弘子 へ       。 Q 十       ÷ +   +   ÷ ヘ   ゝ q+ (1囚)    (者5厘) (421)     χO→(χi、iニア、1)↓ ′jO−(:/、7゜ 甚 X、Yゆヱ (e7−、lン      1o  −(χi、t=/
え]↓ X、o−(1 ↑ ゴo7 (’jjt j=l〜広 (源印  (岳程) ◆  1.o  ”(χt4=/−β)−>  ’jo
”(ゴt、j=/−m)→  lo→(硯だ=7、す j’=1〜幻 ↓ ’lo”(14@、 f、=Izn−)ン 仝7彦=lυリ 第  3  図 −らR−
FIG. 1 is a flowchart for explaining an abnormality diagnosis analysis method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a state vector according to the present invention, and FIG. 3 is a diagnostic target according to the present invention. It is a diagram for dividing into small units and explaining the causal relationship for each small unit. 1. Signal human power 2. Selection of search start signal 3. Estimation of applicable relationships 4. Estimation of propagating signal changes 5.7. Verification with observed signals 6. Hypothesis Setting 8
...Discarding the hypothesis 9...Recording the applied relationship 10...Selecting the causal element 1.1...Searching for the inclusion relationship between the cause and effect elements between platoon positions 12...Causal relationship of signal change For the characterization of the phenomenon, please contact my agent, patent attorney Kodo Inomata, and Hiroko Inomata. Q 10 ÷ + + ÷ He ゝq+ (1 prisoner) (5 prisoners) (421) χO→(χi, i near, 1)↓ ′jO-(:/, 7゜甚X, Yyuヱ(e7- , ln 1o −(χi, t=/
]↓
"(Got, j=/-m) → lo → (inkstone = 7, suj' = 1 ~ illusion ↓ 'lo" (14 @, f, = Izn-) n 7hiko = lυri 3rd Figure-raR-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 多信号から成るシステムにおける複数信号の微少な変化
を分析・診断することにより前記システムの発生原因に
関する情報を抽出する異常診断分析方法において、2信
号間に成立する増加/減少の関係に関する知識を組み合
わせて複数信号の変化状態を2信号間の因果関係の連鎖
として関連付ける第1の手段と、前記第1の手段におい
て連鎖の途中の情報の一部が何らかの原因により失われ
ていても信号の変化に関する仮説を立てる事によってこ
れを補い因果関係の連鎖を推定する第2の手段と、診断
対象をその機能に従って小単位に分割しその小単位毎に
前記第2手段によって因果関係の連鎖を探索した後各小
単位における連鎖の原因信号と他の小単位の結果信号の
間の因果関係を分析しその結果得られた小単位間の因果
関係と小単位内の信号間の因果関係の連鎖から現象の原
因を分析する第3の手段を有することを特徴とした異常
診断分析方法。
In an abnormality diagnosis and analysis method that extracts information regarding the cause of occurrence of a system by analyzing and diagnosing minute changes in multiple signals in a system consisting of multiple signals, it combines knowledge about the increase/decrease relationship established between two signals. a first means for associating change states of a plurality of signals as a chain of causal relationships between two signals; A second means for supplementing this by forming a hypothesis and estimating a chain of causal relationships; and after dividing the diagnostic target into small units according to their functions and searching for a chain of causal relationships for each small unit by the second means. Analyze the causal relationships between the chain of cause signals in each small unit and the result signals of other small units, and use the resulting chain of causal relationships between the small units and signals within the small unit to determine the phenomena. An abnormality diagnosis analysis method characterized by having a third means for analyzing the cause.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003114294A (en) * 2001-10-04 2003-04-18 Toshiba Corp Monitor, diagnosis, inspection and maintenance system for power-generating plant

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