JPS63167955A

JPS63167955A - 診断支援システム

Info

Publication number: JPS63167955A
Application number: JP61312381A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hattori; 芳明服部; Yoji Takizawa; 滝沢　洋二; Kazuma Tanaka; 田中　数馬; Masumi Mizukami; 水上　真澄
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-07-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は例えば原子力発電プラントの運転支援装置等に
適用される診断支援システムに係り、特にプロダクショ
ン・ルールをオブジェクトとするオブジェクト指向推論
方式を採用した診断支援システムに関する。

（従来の技術）原子力発電プラントの診断支援システムには、プロダク
ション・システム等の推論方式、特に規則に基づく前向
きの推論方式の導入、検討が行なわれている。

プロダクション・システムは、知識ベースとしてデータ
ベースおよびルールベースを有し、そのデータベースの
特定のひとつの領域（以下、ワーキングメモリという）
に登録された事実によって、ルールベースから適用する
規則、即ちプロダクシヨン・ルール（以下、ルールとい
う）を選択し、帰結部の推論およびワーキングメモリへ
の事実の追加を行なうシステムである。

このプロダクション・システムの内容は種々の文献で明
らかにされている。その文献としては、例えばＰａｔｒ
ｉｃｋ　Ｈｅｎｒｙ　Ｗｉｎｓｔｏｎ著”Ａｒｔｉｆｉ
ｃｉａｌＩｎｔｅ　ｌ　Ｉ　ｉｇｅｎｃｅ”、　ｐｐ、
１４３〜１５１　、　ＡｄｄｉｓｏｎＪｌｅｓｌｅｙＰ
ｕｂｌｉｓｈｉｎａ　Ｃｏｍｐａｎｙ、　ＩｎＣ，、１
９７７またはＡＵ　ｒｏｎＢａｒｒ　ａｎｄ　Ｅｄｗａ
ｒｄ　Ａ　、Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｓ１９．　　”Ｔｈｅ
　１ｌａｎｄ−ｂｏｏｋ　ｏｆ　Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ
　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ″ｖｏｌｕｍｅ　Ｉ。

ｐｐ、　　　１９０〜１９９　　、　　Ｗｉｌｌｉａ−
にａｕｆａａｎｎ、　　Ｉｎｃ、、　　１９８１などが
ある。

ところで、プロダクション・システムはＩｆ。

Ｔｈｅｎ方式等により各事実毎にルールが独立形式で明
確に表現されるとともに、そのルールの変更や追加に対
して柔軟性があるなどの利点をもつ。しかしながら、そ
の一方で、ルール間のつながりは必ずしも明確に表現さ
れず、またルール適用のための探索に時間を要する等の
不都合の指摘がある。

これに対し、コンピュータのソフトウェアの分野では種
々の処理方式が開発されており、その１つとしてオブジ
ェクト指向方式がある。

オブジェクト指向方式は、対象物（オブジェクト）にメ
ツセージを送り付け、一定の応答を得るという手順でデ
ータ処理を行なう方式である。オブジェクトは抽象度の
高いものが上に位置する本構造をなし、その上位のもの
をクラス、下位の具体的なものをインスタンスと呼ぶ。

そして、あるクラスに属するインスタンスとしてのオブ
ジェクトに対してメツセージが送られると、そのオブジ
ェクトの属するクラスに登録されたメソッドに基づいて
反応が行なわれる。

このようなオブジェクト指向方式ではオブジェクト間に
関係が明確に示され、ソフトウェア生産性、管理機能の
向上が期待される。そして、この方式を容易に実現する
ための言語も多数提案されている。

オブジェクト指向方式に関する文献としては、例えばＤ
ａｖｉｄ　Ｒｏｂｓｏｎ　；　０ｂｊｅｃｔ　０ｒｉｅ
ｎｔｅｄ　ＳｏｆｔｗａｒｅＳｙｓｔｅｍｓ　、　ＢＹ
ＴＥ、　Ａｕｇｕｓｔ　１９８１またはＰ、Ｈ，Ｗｉｎ
ｓ−ｔｏｎ、、　　　”ＬＩＳＰ″　５ｅｃｏｎｄ　　
ｅｄｉｔｉｏｎ、　　ｐｐ、２３９〜２５１゜Ａｄｄｉ
ｓｏｎ−１４ｅｓｌｅｙ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏ
ｍｐａｎｙ　、　１９８４などがある。

（発明が解決しようとする問題点）プロダクション・システムによる推論方式を用いた従来
の診断支援システムでは、ルールの前提部に記述される
条件式の評価を、ワーキングメモリ中の事実に基づいて
行なうことから、適用すべきルールの探索に多くの計算
時間を要し、また、１つひとつのルールが独立性をもつ
ため、その間の関係が把握しにくくなるという難点をも
つ。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、プロ
ダクション・システムによるルール表現の柔軟性、独立
性といった利点を保持しつつ、推論の処理速度を向上で
きるとともに、知識データの管理を容易にすることがで
きる診断支援システムを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は診断部から与えられる入力信号値を前提条件と
してプロダクション・ルールにより帰結部を推論する診
断支援システムにおいて、前記ルールをオブジェクトと
するオブジェクト指向方式を採用し、前記オブジェクト
は入力信号値を論理値または確信値に変換するメソッド
をもつ信号入力クラスおよびこれに属するインスタンス
としてのオブジェクトと、論理値または確信値の真偽を
評価して帰結側の真偽を求めるメソッドをもつ論理演算
クラスおよびこれに属するインスタンスとしてのオブジ
ェクトとにより構成し、信号入力クラスのインスタンス
から論理演算クラスのインスタンスへのメツセージ伝達
および論理演算クラスのインスタンス間のメツセージ伝
達により前向きの推論を行なわせることを特徴とする。

（作用）診断部から与えられる入力信号値は、信号入力クラスの
インスタンスとなっているオブジェクトに入力され、そ
の信号入力クラスのもつメソッドによって入力信号値が
論理値または確信値に変換される。

変換された論理値または確信値は評価を行なうためのメ
ツセージとして帰結側オブジェクト、つまり論理演算ク
ラスのインスタンスとなっているオブジェクトに伝達さ
れる。このオブジェクトでは、論理演算クラスのもつメ
ソッドに従って論理値または確信値が評価され、帰結側
の推論が行なわれる。

本発明では推論のためのルールをプロダクション・ルー
ルとし、これによりルールの独立性および変更、追加の
柔軟性が保持される。

また、ルールをオブジェクトとするオブジェクト指向推
論方式を採用したことにより、ルール間のつながりが明
確になるとともに、ルール適用のための探索が不要とな
り、処理速度が向上する。

なお、オブジェクト指向方式に基づく階層的知識表現に
より、共通なルールは上位のものが使用でき能率化が図
られる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は任意の診断対象部に適用できるシステムの例を
示している。

診断部から信号入力装置１を介してデジタルまたはアナ
ログの入力信号値が与えられる。推論はプロダクション
・ルールによって行なわれるものとし、そのルールをオ
ブジェクトとするオブジェクト指向推論方式を用いる。

オブジェクトは信号入力クラス２およびこれに属するイ
ンスタンス３゜４と、論理演算クラス５およびこれに属
するインスタンス６．７とに大別される。

信号入力クラス２には、上位クラスがある場合にはその
上位クラス名、および評価メソッド等が記述される。ま
た、信号入力クラス２のインスタンスとなるオブジェク
ト３．４にはそれが属するクラス名、帰結側オブジェク
トとなるオブジェクト名（ここではオブジェクト６）、
前提条件となる信号値およびこれに対応する論理値また
は確信値等が含まれる。ここで論理値とは前提条件が真
偽いずれかであるを示す値をいい、確信値とは前提条件
がどれだけ確信できるかを示す値をいう。

論理演算クラス５には、上位クラスがある場合にはその
上位クラス名、および評価メソッド等が記述される。ま
た、論理演算クラス５のインスタンスとなるオブジェク
ト６にはそれが属するクラス名、前提側オブジェクトと
なるオブジェクト名（ここではオブジェクト３．４）、
帰結側オブジェクトがある場合にはそのオブジェクト名
（ここではオブジェクト７）、および評価すべき論理値
または確信値等が記述される。なお、オブジェクト７に
対しても同様である。

信号入力クラス２の評価メソッドには、そのインスタン
スとなるオブジェクト３．４の論理値または確信値の変
化が起ったときに帰結側オブジェクト６．７の論理値ま
たは確信値を評価しなおすように、帰結側オブジェクト
６．７にメツセージを送る手続が含まれている。

また、論理演算クラス５の評価メソッドには、そのイン
スタンスとなるオブジェクト６の前提側オブジェクト３
．４の論理値または確信値に従って、そのオブジェクト
６の論理値または確信値の評価を行ない、変化が起った
ときに帰結側オブジェクト７にメツセージを送る手続が
含まれている。

このように各オブジェクト３．４，６．７が論理値また
は確信値をもち、その値の変化が起った場合に、そのオ
ブジェクト３，４．６．７の帰結側オブジェクトに値の
評価を行なうメツセージが送られる。

第１図においては、例えばオブジェクト３の論理値の変
化により、その帰結側オブジェクトであるオブジェクト
６に評価のメツセージが送られる。

オブジェクト６がメツセージを受けると、そのオブジェ
クト６が属する論理演算クラス５のもつ評価メソッドの
適用が行なわれる。論理演算クラス５の評価メソッドに
は、前提側オブジェクト３゜４の値からその論理演算ク
ラス５に属するインスタンスとしてのオブジェクト６の
論理値を確定する手続が含まれており、この手続の適用
により、オブジェクト６の論理値が決められ、その値が
以前の値と異なるときには、オブジェクト６の帰結側オ
ブジェクト７に評価のメツセージが送られる。

このようにして、オブジェクト指向推論方式が作用し、
次々とオブジェクトの論理値が確定される。

次に第２図〜第５図により、本発明を沸騰水型原子力発
電プラントの診断支援システム、特に逃し安全弁（以下
、ＳＲ弁という）の漏洩診断支援システムとして適用し
た実施例について詳細に説明する。

第２図はこの実施例の全体構成を示している。

沸騰水型原子力発電プラント１１からプロセス信号入力
装置１２にプロセス信号が送られ、そのプロセス信号入
力装置１２から処理袋！！１３に入力信号値が与えられ
る。処理装置１３には信号入力クラス、論理演算クラス
、出力信号クラス等を含む推論機構が設けられる。そし
て、処理装置！１３から推論の帰結としての出力信号が
出力処理装置１４に出力され、ＣＲＴ等の表示装Ｍ１５
に表示される。

第３図はＳＲ弁漏洩発生検出ロジック図である。

図示の如く、ＳＲ弁の手動開操作の要求がなく、かつ原
子炉圧力が例えば７１．４ｋｇ／−以下である場合には
、ＳＲ弁のｍ条件が成立する。このＳＲ弁の閉条件下で
ありながらも、漏洩流量検出器でυ１限値以上の蒸気漏
洩が検出された場合にＳＲ弁の漏洩発生と診断される。

第４図は推論部の階層構造を示す。

信号入力クラスは最上位のクラス゛信号人力″２１と、
その下位の３つのサブクラス“デジタル信号”２２、°
′アナログ信号”２３および゛°比較″２４とからなる
。クラス“′デジタル信号″２２にはインスタンスとし
てオブジェクト’ＳＲ弁手動間操作”２５が属している
。クラス“アナログ信号″２３にはインスタンスとして
オブジェクト“原子炉圧力”２６および“漏洩検出器”
２７が属している。クラス“比較″２４にはインスタン
スとしてオブジェクト“原子炉圧カフ１．４Ｎｙ／ｄ以
下′２８および“漏洩検出器制限値以上′２９が属して
いる。

一方、論理演算クラスは最上位のクラス“論理演算″３
０とその下位の２つのサブクラス“否定”３１および“
及び”３２とからなる。クラス゛否定″３１にはインス
タンスとしてオブジェクト”　Ｓ　Ｒ弁子〇開要求なし
”３３が属し、クラス“及び”３２にはインスタンスと
して“ＳＲ弁閉条件成立″３４および゛”ＳＲ弁漏洩発
生゛°３５が属している。

次に、各クラスおよびそれに属するインスタンスとして
のオブジェクトの内容を下位、前提側のものから順に説
明する。

第５図（Ａ）〜（Ｈ）はそれぞれオブジェクトのもつ値
を示している。

オブジェクトＳＲ弁手動間操作″２５は、それが属する
クラス名“デジタル信号”と、その帰結側オブジェクト
名゛ＳＲ弁手動ｌＦ１要求なし”とをもつ（第５図（Ａ
））。

オブジェクト“原子炉圧力″２６は、それが属するクラ
ス名“アナログ信号”と、その帰結側オブジェクト名゛
原子炉圧カフ１．４Ｋｆｆ／Ｃｉ以下″とをもつ（同図
（Ｂ））。

オブジェクト“漏洩検出器″２７は、それが属するクラ
ス名゛アナログ信号”と、その帰結側オブジェクト名“
漏洩流量検出器制限値以上”とをもつく同図（Ｃ））。

オブジェクト“原子炉圧カフ１．４都／　ｃｉ以下”２
８は、それが属するクラス名°“比較″と、その前提側
オブジェクト名“原子炉圧力′°と、その帰結側オブジ
ェクト名”ＳＲ弁閉条件成立”と、比較値“７１．４″
と、比較方向゛≦″と、単位“”Ｋ９／ｃｉ”とをもつ
（同図（Ｄ））。

オブジェクト“漏洩検出器制限値以上”２９は、それが
属するクラス名“比較″と、その前提側オブジェクト名
“漏洩検出器”と、その帰結側オブジェクト名“ＳＲ弁
漏洩発生”と、比較値゛５°′と、比較方向“≧”と、
単位“％”とをもつ。

オブジェクト“ＳＲ弁手動開要求なし３３は、それが屈
するクラス名“否定”と、その前提側オブジェクト名”
　Ｓ　Ｒ弁子ｆｊ＋　開操作″と、その帰結側オブジェ
クト名“ＳＲ弁閏条件成立”とをもつ（同図（Ｆ））。

オブジェクト“ＳＲ弁閏条件成立”３４は、それが属す
るクラス名“及び”と、２つの前提側オブジェクト名“
ＳＲ弁手動開要求なし”“原子炉圧カフ１．４Ｋｇ／ｍ
以下”と、その帰結側オブジェクト名“ＳＲ弁閉条件成
立”とをもつく同図（Ｇ））。

オブジェクト“ＳＲ＃漏洩発生”３５は、それが属する
クラス名“及び”と、２つの前提側オブジェクト名“Ｓ
Ｒ弁閏条件成立“漏洩検出器制限値以上”とをもつく同
図（Ｈ））。

次に、各クラスはそれぞれ名称に対応する評価メソッド
をもつ。

クラス“デジタル信号”２２はプラントのデジタル信号
を真理値として入力するメソッドをもつ。

クラス“アナログ信号”２３はプラントのアナログ信号
値を数値として入力する評価メソッドをもつ。

これら２つのクラス“デジタル信号”２２と“アナログ
信号”２３とは、両者ともにプロセス信号入力装置１２
から信号値を入力するメソッドと、信号値の変化により
帰結側オブジェクトにメツセージを送る手続とを含む。

クラス“比較”２４の評価メソッドは、前提側オブジェ
クトのアナログ信号値と設定値との比較を行ない、論理
値を定める手続を含む。

クラス゛否定″３１、′及び°°３２の各評価メソッド
は、それぞれ前提側オブジェクトの論理値の否定、及び
の演算を行ない、インスタンスの論理値を定める手続を
含む。

そして、最上位のクラス“信号入力″２１と“論理演算
”とは、信号値または論理値の変化があったとき、帰結
側オブジェクトに評価のメツセージを送る評価メソッド
を含み、それぞれ下位クラスの評価メソッドにつなげて
実行される。

次に、作用を説明する。

プロセス信号入力装置１２により、デジタル信号として
のＳＲ弁手動同操作信号と、アナログ信号としての原子
炉圧力信号および漏洩検出器信号とが、信号入力クラス
のインスタンスとなっているオブジェクト２５，２６．
２７の信号値としてそれぞれ入力される。この各信号は
クラス“デジタル信号”２２および“アナログ信号″２
３のメソッドにより真理値および数値として入力され、
メツセージとして帰結側オブジェクトである“ＳＲ弁手
動間要求なし”３３、′原子炉圧カフ１゜４に！ｊ／−
以下”２８および“漏洩検出器制限値以上”２９に送ら
れる。

オブジェクト“原子炉圧カフ１．４都／ｄ以下”２８で
は、それが属するクラス“比較”２４のメソッドにより
、原子炉圧力信号値が設定値“７１゜４Ｋｙ／ｃｄ”と
比較され、設定値以下であるか否かの論理値が定められ
、それがメツセージとして送り出される。

オブジェクト″漏洩検出器１ＩＩＪ限値以上″２９では
、それが属するクラス“比較”２４のメソッドにより、
漏洩検出器信号値が制限値と比較され、制限値以下であ
るか否かの論理値が定められる。

オブジェクト“ＳＲ弁手ｅｉｉ求なし”３３では、それ
が属する論理演算クラスのクラス“否定”３１のメソッ
ドにより、ＳＲ弁手動要求なしか否かの論理値が定めら
れる。

そして、オブジェクト“原子炉圧カフ１．４７（ｊ／ｄ
以下”２８および“ＳＲ弁手動開要求なし”３３から、
のメツセージはオブジェクト“ＳＲ＃ｍ条件成立″３４
に送られる。このオブジェクト３４では、それが属する
クラス“及び３２のメソッドにより、及びの演算が行な
われ、ＳＲ弁閉条件成立となった場合には、さらに帰結
側オブジェクトである“ＳＲ弁漏洩発生″３５にメツセ
ージが送られる。

また、漏洩検出が制限値以上である場合には、その旨の
メツセージが、オブジェクト“漏洩検出器制限値以上″
２９からもオブジェクト“ＳＲ弁漏洩発生”３５に送ら
れる。

オブジェクト“ＳＲ弁漏洩発生”３５では、それが属す
るクラス“及び”のメソッドにより、及びの演算が行な
われ、ＳＲ弁閏条件成立と漏洩検出器制限値以上の両条
件が成立した場合には、出力信号クラスへその旨のメツ
セージが送られ、前記の如く表示装置６にメツセージに
暴づく表示が行なわれる。

以上の実施例によれば、各論理ノードをオブジェクトと
して作ったため、各オブジェクトの独立性を保つことが
でき、それにより、推論知識の編集、追加を容易にする
という柔軟性が得られ、かつ論理のつながりの明快さも
保たれる。

また、プロダクション・システムによる適用ルールの検
索は行なわないため、処理速度の向上が図られる。

しかも、原子力発電プラントからの入力信号をもオブジ
ェクトとして構成したため、診断支援システムとしての
構成の一貫性が保持され、推論知識の柔軟性が高められ
る。

なお、前記実施例では、１個の逃し安全弁の診断につい
て説明したが、これは説明を簡略化するためであり、実
際のプラントに対しては多数の逃し安全弁の診断に適用
すること勿論である。

また、前記実施例では、最上位のクラス“信号入力″２
１の下位にサブクラスとして“アナログ信号″２３と“
比較″２４とを別個に定めたが、これはひとつの入力信
号に対して、いくつかの別の設定値の大小によって論理
値への変換を行なうことを可能とし、信号入力手続の効
率化を図ったもので、階層構造はこれに限らず種々変形
可能なこと勿論である。

さらに、前記実施例では原子力発電プラントの逃し安全
弁の診断支援システムについて説明したが、本発明はこ
れに限らず、原子力発電プラントの他の機器、または他
の各種プラント、その他種々の静間対象に適用できるも
のである。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、プロダクション・ルー
ルをオブジェクトとするオブジェクト指向推論方式によ
り診断支援システムを構成したことから、ルール間のつ
ながりが明確に表現され概念的に分り易く、またルール
適用のための探索が不要で処理速度の上昇が図れ、しか
もオブジェクト指向方式の長所である階層的知識表現、
即ち共通なルールは上位クラスで示し、特殊なもののみ
インスタンスとして使用できるという能率的な構成が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る診断支援システムの一実施例を示
す概念図、第２図は第１図の概念を用いた原子力発電プ
ラントの診断支援システムの全体構成図、第３図は第２
図のシステムにおけるＳＲ弁漏洩発生検出ロジック図、
第４図は第２図のシステムにおける推論部のｔｅａ構造
を示す図、第５図（Ａ）〜（Ｈ）は第４図の各インスタ
ンスの内容を示す図である。１（１２）・・・信号入力装置、２　（２１，２２゜２
３．２４）・・・信号入力クラス、３．４　（２５゜２
６．２７，２８．２９）・・・信号入力クラスのインス
タンスとなるオブジェクト、５．（３０，３１，３２）
・・・論理演算クラス、６．７　（３３，３４，３５＞
・・・論理演惇クラスのインスタンスとなるオブジェク
ト。

Claims

【特許請求の範囲】

診断部から与えられる入力信号値を前提条件としてプロ
ダクション・ルールにより帰結部を推論する診断支援シ
ステムにおいて、前記ルールをオブジェクトとするオブ
ジェクト指向方式を採用し、前記オブジェクトは入力信
号値を論理値または確信値に変換するメソッドをもつ信
号入力クラスおよびこれに属するインスタンスとしての
オブジェクトと、論理値または確信値の真偽を評価して
帰結側の真偽を求めるメソッドをもつ論理演算クラスお
よびこれに属するインスタンスとしてのオブジェクトと
により構成し、信号入力クラスのインスタンスから論理
演算クラスのインスタンスへのメッセージ伝達および論
理演算クラスのインスタンス間のメッセージ伝達により
前向きの推論を行なわせることを特徴とする診断支援シ
ステム。