JPH03231331A - 監視・診断エキスパートシステム - Google Patents

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） 本発明はプラントや機器等の診断対象の状態を監視・診
断するエキスパートシステムに係り、特に推論過程を一
般のオペレータにもわかり易く表示し得るようにした監
視・診断エキスパートシステムに関する。

（従来゛の技術） 近年、電力や一般産業の広い分野においては、プラント
や機器等の診断対象の動作状態を監視・診断するエキス
パートシステムが採用されてきている。そして、この種
の監視・診断エキスパートシステムにおいては、推論仮
定で実行したルール名を実行順に表示するか、実行した
ルールに含まれる事象を中間事象として順次表示するこ
とにより、監視・診断の推論過程を表示するようにして
いる。従って、大規模知エベースを有して推論過程が複
雑になると、その表示量が増加するばかりでなく推論順
序が様々に入゛れ替わるため、内容が非常にわかり難く
なる。このように、推論過程の表示は、ルールの内容を
把握していないと使用できないため、システムの機能と
しては補助的なものであり、専門家向けとして利用され
ている。

しかしながら、上述したような推論過程の表示形態では
、マンマシン機能が十分であるとは言えず、推論過程を
直観的に把握しにくいという問題がある。特に、診断の
分野では異常の発見が、直接のセンサー情報だけでなく
周辺の状況証拠からなされる場合があるため、何が異常
発見のトリガーであり、どのような論拠で結論付けたか
が重要となるため、推論過程の表示は専門家向けでなく
、一般のオペレータ（利用者）にもわかるものでなけれ
ばならない。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の監視・診断エキスパートシステム
では、マンマシン機能が十分ではなく、一般のオペレー
タには推論過程力に容易に把握しにくいという問題があ
った。

本発明の目的は、システムのマンマシン機能を著しく向
上して推論過程を容易にかつ迅速に把握することができ
、もってオペレータへの異常処理支援を強化することが
可能な極めて信頼性の高い監視拳診断エキスパートシス
テムを提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、診断対象からの状態デー
タと、知識ベースに蓄えられた診断ルールとを取込んで
推論を実行し、診断対象の状態を監視・診断するエキス
パートシステムにおいて、第１の発明では、知識ベース
に蓄えられた診断ルールをルール集合である複数のルー
ルモジュールにグループ分けし、監視壷診断により診断
対象の異常が診断されると、ルールモジュールの機能関
連図を表示することにより監視・診断の推論過程を表示
する推論過程表示手段を備えて構成している。

また、第２の発明では、知識ベースに蓄えられた診断ル
ールをルール集合である複数のルールモジュールにグル
ープ分けし、監視・診断により診断対象の異常が診断さ
れると、ルールモジュールの機能関連図を表示し、かつ
推論実施した順にルールモジュール間を有向線分で連結
して表示することにより監視・診断の推論過程を表示す
る推論過程表示手段を備えて構成している。

（作用） 従って、本発明の監視・診断エキスパートシステムにお
いては、監視・診断によって診断対象の異常が診断され
ると、ルールモジュールの機能関連図が表示され、さら
に必要に応じて、推論実施した順にルールモジュール間
が有向線分で連結して表示されることによって監視・診
断の推論過程が表示されることにより、オペレータへの
異常判定内容の理解を支援することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明による監視・診断エキスパートシステ
ムの構成例を示すブロック図である。第１図において、
監視・診断エキスパートシステム１は、汎用ワークスチ
ー、ジョンで構成する。すなわち、監視・診断エキスパ
ートシステム１は、知識ベース２と、推論部３と、図形
データ読出しサブルーチン４と、図形ファイル５と、作
画表示ツ−ル６とから構成している。

ここで、知識ベース２は、監視中診断のための診断ルー
ル、およびこの診断ルールをグループ分けしたルール集
合である複数のルールモジュールを蓄えているものであ
る。この場合、診断ルールのグループ分けのし方として
は、診断対象の機能や構成単位を採用し、機能関連付け
られた一連のモジュール番号を決める。また、推論部３
は、知識ベース２のルールモジュールを信号線ａを介し
て取込むと共に、診断対象のプラントデータ７を信号線
すを介して取込み、これらを基に推論を実行して診断対
象の状態を監視・診断するものである。さらに、図形デ
ータ読出しサブルーチン４は、上記モジュール番号を引
数として外部のサブルーチンを呼ぶコール文を書く手続
き部を有し、推論部３の要求する図形表示データを、信
号線ｃ、ｄ。

ｅ、ｆを介して読み出すものである。

一方、図形ファイル５は、上記各ルールモジュール毎に
そのシンボル図形を表示する図形表示データを、モジュ
ール番号を付加して登録しているものである。また、ル
ールモジニール間を機能関連付けるため、矢印を付した
゛有向線分のシンボル図形を表示する図形表示データを
、当該線分のモジュール番号を付加して登録しているも
のである。

さらに、作画表示ツール６は、推論部３の指示する図形
表示データのモジュール番号を読取って、図形ファイル
５から該当する図形表示データを順次呼出し、信号線ｇ
、ｈを介して外部のＣＲＴ８に作画表示するものである
。

次に、以上のように構成した監視・診断エキスパートシ
ステムにおける推論過程の表示作用について、第２図に
示すフロー図を用いて説明する。

第１図において、推論部３では、知識ベース２のルール
モジュールを信号線ａを介して取込み（ステップＳユ）
、また診断対象のプラントデータ７を信号線すを介して
取込み、ルールモジュール１〜ｎを実行することにより
、診断対象の状態が監視・診断される（ステップＳ２）
。

この監視・診断によって診断対象の異常が診断された際
には、システムが実行したルールモジュールに付加され
ているモジュール番号を引数として、図形データ読出し
サブルーチン４の手続き部により外部のサブルーチンが
呼ばれる。そして、このサブルーチンでは、当該モジュ
ール番号をルールモジュール実行順序を表わす配列に入
れると共に、診断対象の図形ファイル５から当該モジュ
ール番号に該当する図形表示データが検索される（ステ
ップＳ３）。また同時に、モジュール間の有向線分につ
いても、その前後のモジュール番号に該当する図形表示
データが検索される（ステップＳ４）。

次に、診断過程の所定のタイミングで作画表示ツール６
が起動され、上記ルールモジュール実行順序を表わす配
列からモジュール番号を順次読取って、当該モジュール
番号に該当する図形表示データと、モジュール間の有向
線分に該当する図形表示データとが、ＣＲＴ８の表示画
面上に作画表示される（ステップＳ５）。この場合、作
画機能として、ルールモジュールの機能関連図を表示す
るものとして図形表示位置は固定であり、推論順序によ
って有向線分の向きが変わるものとする。

これにより、エキスパートシステムの推論過程が固定的
な機能関連図上に表示されるため、オペレータは理解し
易くなる。また、一つのルールモジュールで異常が検知
されない場合でも、関連機能の所で異常が検知された時
は、上記ルールモジュールの異常検知のしきい値が感度
不足であったことが推定できるため、総合的な判断が可
能になり、マシンとオペレータとが協調して異常判定に
あたることができる。

次に、上述した推論過程表示の具体的な例について説明
する。

第３′図は、診断対象となるプラントの一例を示す構成
図である。このプラントは、プロセス１４に対して温水
発生器１５で発生した温水を送水ポンプ１６で送る系で
ある。監視・診断エキスパートシステムは、プラントの
性能低下を診断するものとすると、ルールモジュールは
プロセス１４、温水発生器１５、送水ポンプ１６でそれ
ぞれ作成する。なお、それぞれのルールモジュール内は
、各構成要素の性能からなるルールがあるが、これにつ
いてはその記載を省略する。

第４図は温水発生器１７、送水ポンプ１８、プロセス１
９のルールモジュールの順に推論実施した場合の機能関
連図を示すものであり、同様に第５図は送水ポンプ１８
、温水発生器１７、プロセス１９のルールモジュールの
順に推論実施した場合の機能関連図を示すものである。

最初に推論実施するルールモジュールは、最初に異常検
知したセンサ信号が含まれるルールモジュールである。

一方、その他の表示例として、ルールモジュールの図形
に線の太さや色を変える等して、そのルールモジュール
が実施されたか否か、また実施された結果性能低下と診
断されたか否かを識別表示するようにしてもよい。第６
図は、第４図の場合で温水発生器１７で性能低下と診断
されると、“赤”色の太線の枠で表示され、送水ポンプ
１８とプロセス１９とは機能関連があるため、推論は実
施されたが性能低下していなかったので“赤”色の細線
の枠で表示される。ここで、別の機能として、原料供給
系２０のルールモジュールがあった場合、機能関連がな
いため推論は実施されず、ルールモジュールは“青゛色
の細線の枠で表示され、モジュール間を結ぶ線分に矢印
はつけない。

このような表示方法をとることで、温水発生器１７に性
能低下があるのに、温水供給を受けるプロセスに性能低
下が診断されなかったのは、プロセスのルールモジュー
ルの異常検知しきい値が感度不足であったことが推定で
きる。

上述したように、本実施例の監視・診断エキスパートシ
ステムでは、診断対象の異常が診断された時の監視・診
断の推論過程を表示する際に、ルールモジュールの機能
関連図を表示し、また推論実施した順にルールモジュー
ル間を有向線分て連結して表示し、さらに推論実施の有
無、性能低下の有無に応じてルールモジュール図形の表
示内容を変える（線の太さや色を変える等）ようにした
ものである。

従って、専門家はもちろんのこと、一般のオペレータに
も、推論過程がわかるように表示して、監視・診断エキ
スパートシステムのマンマシン機能を著しく向上させ、
推論過程を容易にかつ迅速に把握することができる。こ
れにより、オペレータへの異常処理支援を強化すること
が可能、すなわち異常に迅速にかつ誤りなく対処するこ
とが可能となる。特に、最近の多重画面を使えるワーク
ステーションでは、本実施例による推論過程表示を見な
がら、別画面で傾向管理データの推移を見るような運用
も可能となり、推論機能の極めて優れた監視・診断エキ
スパートシステムを実現することができる。

尚、上記実施例では、監視・診断の推論過程を表示する
際に、ルールモジュールの機能間、連図を表示し、また
推論実施した順にルールモジュール間を有向線分で連結
して表示し、さらに推論実施の有無、性能低下の有無に
応じてルールモジュール図形の表示内容を変える場合に
ついて述べたが、本発明の所期の目的を達成するために
は、少なくともルールモジュールの機能関連図を表示す
ればよく、必要に応じて推論実施した順にルールモジュ
ール間を有向線分で連結して表示し、また推論実施の有
無、性能低下の有無に応じてルールモジュール図形の表
示内容を変えるようにすればよいものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、診断対象の異常が
診断された時の監視・診断の推論過程を表示する際に、
ルールモジュールの機能関連図を表示し、さらに必要に
応じて、推論実施した順にルールモジュール間を有向線
分で連結して表示するようにしたので、システムのマン
マシン機能を著しく向上して推論過程を容易にかつ迅速
に把握することができ、もってオペレータへの異常処理
支援を強化することが可能な極めて信頼性の高い監視・
診断エキスパートシステムが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による監視中診断工、キスバートシステ
ムの一実施例を示すブロック図、第２図は同実施例にお
ける作用を説明するためのフロー図、第３図は診断対象
プラントの一例を示す構成図、第４図および第５図は第
３図における推論実施した場合の推論過程の表示例をそ
れぞれ示す図、第６図は第３図における推論実施した場
合の推論過程の他の表示例を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）診断対象からの状態データと、知識ベースに蓄え
   られた診断ルールとを取込んで推論を実行し、前記診断
   対象の状態を監視・診断するエキスパートシステムにお
   いて、 前記知識ベースに蓄えられた診断ルールをルール集合で
   ある複数のルールモジュールにグループ分けし、 監視・診断により前記診断対象の異常が診断されると、
   前記ルールモジュールの機能関連図を表示することによ
   り監視・診断の推論過程を表示する推論過程表示手段を
   備えたことを特徴とする監視・診断エキスパートシステ
   ム。
2. （２）診断対象からの状態データと、知識ベースに蓄え
   られた診断ルールとを取込んで推論を実行し、前記診断
   対象の状態を監視・診断するエキスパートシステムにお
   いて、 前記知識ベースに蓄えられた診断ルールをルール集合で
   ある複数のルールモジュールにグループ分けし、 監視・診断により前記診断対象の異常が診断されると、
   前記ルールモジュールの機能関連図を表示し、かつ推論
   実施した順に前記ルールモジュール間を有向線分で連結
   して表示することにより監視・診断の推論過程を表示す
   る推論過程表示手段を備えたことを特徴とする監視・診
   断エキスパートシステム。
3. （３）推論実施の有無、性能低下の有無に応じて、ルー
   ルモジュールの表示内容を変えるようにしたことを特徴
   とする請求項（１）項または（２）項に記載の監視・診
   断エキスパートシステム。