JPH05342003A

JPH05342003A - 診断装置

Info

Publication number: JPH05342003A
Application number: JP17200392A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Oda; 利彦小田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】診断の指示をユーザに最適に与えることが可
能である。【構成】本発明の診断装置１は、診断に必要な知識が
格納されている知識ベース３と、ユーザに与える指示と
ユーザからの返答をそれぞれ指示節点と返答節点で表現
し、該指示節点と返答節点とによる可能な診断の組合せ
を木状に構成した診断木を知識ベース３内の知識に基づ
き構築する診断木構築部５とを有し、この診断木に基づ
き、適切な指示の選択を行ない、ユーザとの間で問題解
決過程を対話的に遂行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械や患者等の診断対
象に故障や病気が発生した場合、知識ベースを利用して
診断を行なう診断装置に関する。

【０００２】機械や患者等の診断対象に故障や病気が発
生した場合に知識ベースを利用して診断を行なう診断装
置が知られている。この種の従来の診断装置では、知識
ベースと故障や病気と関連する症候の情報とに基づい
て、考えられる故障原因とその確信度を推論し、ユーザ
に対して質問やテストの指示を行ない、原因を絞り込ん
でいき、ある原因が真の原因であると判断した時点で、
最終的に必要な故障処置を提示するようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の診断装置では、故障原因の判定に基づ
き、故障処置が一意的に指示されるので、常に最適な故
障処置の指示をユーザに必ずしも与えることができない
という問題があった。具体的には、従来の診断装置で
は、最も確率が高い原因に対応した故障処置が、これが
有効なものでない場合であっても、一意的に指示されて
しまうという問題があった。また、従来の診断装置で
は、ユーザが求める診断戦略に柔軟に対応した診断を行
なうことができないという問題もあった。

【０００４】本発明は、診断の指示をユーザに最適に与
えることが可能であって、さらには、ユーザが求める診
断戦略に柔軟に対応した診断を実現可能な診断装置を提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項１記載の発明は、診断に必要な知
識が格納されている知識ベースと、ユーザに与える指示
とユーザからの返答をそれぞれ指示節点と返答節点で表
現し、該指示節点と返答節点とによる可能な診断の組合
せを木状に構成した診断木を前記知識ベース内の知識に
基づき構築する診断木構築手段とを有し、前記診断木に
基づき、適切な指示の選択を行ない、ユーザとの間で問
題解決過程を対話的に遂行するようになっていることを
特徴としている。これにより、ユ−ザに常に最適な指示
を与えることができる。

【０００６】また、請求項２記載の発明では、診断木構
築手段は、上記知識ベース内の知識に基づき、診断木の
各返答節点における原因確率の分布と各指示節点におけ
る復旧確率を求め、ある値以上の復旧確率をもつ指示節
点を問題解決状態として表現することを特徴としてい
る。診断の問題解決の状態を故障が直ることにすること
により、処置の指示も積極的にユーザに与えることがで
き、ユーザはシステムからの指示どおりに作業を行なう
だけでよいため、初心者でも容易に利用することができ
る。

【０００７】また、請求項３記載の発明では、上記診断
木の各指示節点に、問題解決状態までの距離を数値化し
た評価値が与えられ、該評価値に基づき適切な指示を選
択してユーザに与えるようになっていることを特徴とし
ている。これにより、ユ−ザが求める診断戦略に柔軟に
対応した診断を実現できる。

【０００８】また、請求項４記載の発明では、診断木の
指示節点における評価値が、該指示節点から問題解決状
態に至るコストの期待値として定められることを特徴と
している。これにより、指示の選択を正確に行なうこと
ができる。

【０００９】また、請求項５記載の発明では、上記コス
トが、複数のコスト値で表現され、複数のコスト値間に
コスト配分比が設定され、コスト配分比に基づき、診断
木における最適なコスト計算を行ない診断の戦略を決定
するようになっていることを特徴としている。これによ
り、診断の戦略を柔軟に決定することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係る診断装置の一実施例の構成図
である。本実施例の診断装置１は、ユーザＵＳに指示を
与えてユーザＵＳからの返答を受けることによって診断
対象ＯＢＪに対する診断，すなわち問題解決を対話的に
遂行するようになっており、ユーザＵＳとのインタフェ
ースとして機能するユーザインタフェース部２と、知識
ベース３と、知識ベース３を管理する知識ベース管理部
４と、ユーザＵＳに与える指示とユーザＵＳからの返答
をそれぞれ指示節点と返答節点で表現し、これらに基づ
く可能な診断の組合せを木状に構成した診断木を知識ベ
ース３から収集した情報により構築する診断木構築部５
と、診断に関する制御を行なう診断制御部６とを有して
いる。

【００１１】ここで、診断木の各指示節点には、診断の
ゴール（解決状態）までの距離を数値化した値が評価値
として計算により与えられ、診断装置１は、この評価値
に基づき最も適切な指示を選択してユーザＵＳに与える
ようになっている。

【００１２】より具体的には、本実施例の診断装置１で
は、診断対象ＯＢＪに発生しているある故障現象（異常
状態あるいは異常動作等を表現する事象）の診断を行な
うために、原因仮説ｃｉおよび先験確率Ｐ（ｃｉ），症
候ｓｉおよび条件確率Ｐ（ｓｉ｜ｃｊ），故障処置ｔｉ
および条件確率Ｐ（ＯＫ（ｔｉ，ｃｊ）｜ｃｊ）等の情
報が知識ベース３に格納されており、診断の対象となる
故障現象を指定することで、これらの情報を収集するこ
とができる。

【００１３】上記情報において、原因仮説ｃｉとは、故
障現象を引き起こす可能性のある原因であり、原因数を
ｎとするとき、｛ｃ１，ｃ２，…，ｃｎ｝のｎ個の原因
仮説ｃｉが知識ベース３に格納されている。なお、故障
現象は必ず一つの原因仮説から引き起こされ、幾つかの
原因仮説が同時に成立することはないと仮定する。

【００１４】また、先験確率Ｐ（ｃｉ）とは、何も情報
がないときに原因仮説ｃｉが真の原因であると推定する
確率のことであり、各原因仮説ｃｉ｛ｃ１，ｃ２，…，
ｃｎ｝に対して、先験確率Ｐ（ｃｉ）｛Ｐ（ｃ１），Ｐ
（ｃ２），…，Ｐ（ｃｎ）｝がそれぞれ与えられ知識ベ
ース３に格納されている。なお、先験確率Ｐ（ｃ１），
Ｐ（ｃ２），…，Ｐ（ｃｎ）の総和は“１”であると仮
定する。

【００１５】また、症候ｓｉとは、原因仮説ｃｉから引
き起こされる様々な事象であり、症候数をｍとする場
合、｛ｓ１，ｓ２，…，ｓｍ｝のｍ個の症候Ｓｉが知識
ベース３に格納されている。但し、症候ｓｉには故障現
象は含まれていない。また、各症候は互いに独立な事象
であると仮定する。

【００１６】また、条件確率Ｐ（ｓｉ｜ｃｊ）は、原因
仮説ｃｊが成立している場合に症候ｓｉが引き起こされ
る可能性を示す確率であり、各症候ｓｉには、条件確率
Ｐ（ｓｉ｜ｃｊ）が与えられている。例えば、症候ｓ１
には、条件確率Ｐ（ｓ１｜ｃｊ）：｛Ｐ（ｓ１｜ｃ
１），Ｐ（ｓ１｜ｃ２），…，Ｐ（ｓ１｜ｃｎ）｝が与
えられ、また、症候ｓｍには、条件確率Ｐ（ｓｍ｜ｃ
ｊ）：｛Ｐ（ｓｍ｜ｃ１），Ｐ（ｓｍ｜ｃ２），…，Ｐ
（ｓｍ｜ｃｎ）｝が与えられて、これらが知識ベース３
に格納されている。

【００１７】また、故障処置ｔｉとは、原因仮説ｃｉに
対してある作業を行なうことにより、それが原因となる
故障現象を直す（解決する）作業のことであり、処置数
をｒとする場合、｛ｔ１，ｔ２，…，ｔｒ｝のｒ個の故
障処置ｔｉが知識ベース３に格納されている。なお、各
故障処置は互いに独立な事象であると仮定する。

【００１８】また、条件確率Ｐ（ＯＫ（ｔｉ，ｃｊ）｜
ｃｊ）は、原因仮説ｃｊが成立している場合に故障処置
ｔｉを実行することで故障が直る確率である。なお、Ｏ
Ｋ（ｔｉ，ｃｊ）は、原因仮説ｃｊに対して故障処置ｔ
ｉを実行することにより故障現象が直るという事象を表
わしている。原因仮説ｃｊがｎ個存在する場合、例えば
故障処置ｔ１には、条件確率Ｐ（ＯＫ（ｔ１，ｃｊ）｜
ｃｊ）：｛Ｐ（ＯＫ（ｔ１，ｃ１）｜ｃ１），Ｐ（ＯＫ
（ｔ１，ｃ２）｜ｃ２），…，Ｐ（ＯＫ（ｔ１，ｃｎ）
｜ｃｎ）｝が与えられ、また、故障処置ｔｒには、条件
確率Ｐ（ＯＫ（ｔｒ，ｃｊ）｜ｃｊ）：｛Ｐ（ＯＫ（ｔ
ｒ，ｃ１）｜ｃ１），Ｐ（ＯＫ（ｔｒ，ｃ２）｜ｃ
２），…，Ｐ（ＯＫ（ｔｒ，ｃｎ｜ｃｎ）｝が与えられ
て、知識ベース３に格納されている。

【００１９】また、原因仮説ｃｊに対して故障処置ｔｉ
を実行することにより故障現象が直るという事象ＯＫ
（ｔｉ，ｃｊ）に対応させて、原因仮説ｃｊに対して故
障処置ｔｉを実行しても故障現象が直らないという事象
ＮＧ（ｔｉ，ｃｊ）｜ｃｊ）を定義する。この場合、両
者には、次式の関係が成立する。

【００２０】

【数１】Ｐ（ＮＧ（ｔｉ，ｃｊ）｜ｃｊ）＋Ｐ（ＯＫ（ｔｉ，ｃｊ）｜ｃｊ）＝１

【００２１】いま、具体例として、故障現象が「エンジ
ン始動せず」である場合、原因仮説ｃｉとして、｛バッ
テリの異常，点火プラグの異常，燃料供給の異常｝の３
つの原因仮説が与えられ、また、症候ｓｉとして、｛ホ
ーン鳴らず，火花飛ばず，燃料噴射圧の低下｝の３つの
症候が与えられ、故障処置ｔｉとして、｛バッテリ充
電，点火プラグ清掃，燃料フィルタの交換｝の３つの処
置が与えられるとする。この場合、故障現象と原因仮説
ｃｉとの関係は、図２（ａ）のように設定される。ここ
で、対応を示す矢印に付された数値は、先験確率Ｐ（ｃ
ｉ）を表わしている。また、症候ｓｉと原因仮説ｃｉと
の関係は、図２（ｂ）のように設定される。ここで、対
応を示す矢印に付された数値は、条件確率Ｐ（ｓｊ｜ｃ
ｉ）を表わしている。また、原因仮説ｃｊと故障処置ｔ
ｉとの関係は、図２（ｃ）のように設定される。ここ
で、対応を示す矢印に付された数値は、条件確率Ｐ（Ｏ
Ｋ（ｔｉ，ｃｊ）｜ｃｊ）を表わしている。

【００２２】知識ベース３には、故障現象に対する上記
のような各種の情報が格納されている。

【００２３】また、診断装置１の診断制御部６は、原因
を絞り込むのに有効な症候の事実を知るための確認指示
ｃｋｉまたは診断対象を正常な状態にするための処置指
示ｄｏｉさらにはそれらのコストをユーザインタフェー
ス部２を介してユーザＵＳに与えるようになっている。
これに対し、ユーザＵＳは、確認指示ｃｋｉに対しては
確認した症候をまた、処置指示ｄｏｉに対しては処置を
行なった結果をユーザインタフェース部２を介し診断制
御部６に返すようになっている。ここで、確認指示ｃｋ
ｉ，処置指示ｄｏｉやそれらのコストについて次のよう
に定義する。

【００２４】先づ、確認指示ｃｋｉとは、診断装置１が
ユーザＵＳに質問したりあるいはユーザＵＳにテストを
行なわせて診断対象の症候の事実を確認することであ
り、診断装置１には、｛ｃｋ１，ｃｋ２，…，ｃｋｐ｝
のｐ個の確認指示ｃｋｉが用意されているとする。１つ
の確認指示には、確認可能な互いに排他な症候の候補が
複数あり、１つの確認指示を受けると、ユーザはその確
認指示に対する複数の症候の候補のうちの１つを返答す
るようになっている。すなわち、１つの確認指示ｃｋｉ
により確認可能な症候の複数の候補をanswer（ｃｋ
ｉ）：｛症候の複数の候補｝と定義すると、ユーザはこ
のうちの１つを返答するようになっている。

【００２５】また、処置指示ｄｏｉとは、診断装置１が
ユーザＵＳに故障処置の作業を指示することであり、診
断装置１には、｛ｄｏ１，ｄｏ２，…，ｄｏｑ｝のｑ個
の処置指示ｄｏｉが用意されているとする。１つの処置
指示を受けると、ユーザは、その処置指示に従って処置
を行ない、その結果故障が直った（ＯＫ）か、故障が直
らない（ＮＧ）かのいずれかを返答するようになってい
る。すなわち、１つの処置指示ｄｏｉに対するユーザの
返答候補をanswer（ｄｏｉ）：｛ＯＫ，ＮＧ｝と定義す
ると、ユーザＵＳはＯＫ，またはＮＧを返答するように
なっている。

【００２６】具体例として、図２（ｂ）に対応させて、
｛ホーンが鳴るか？，火花が点火しているか？，燃料噴
射圧の測定値は？｝の３つの確認指示ｃｋｉが用意され
ている場合、“ホーンが鳴るか？”の確認指示に対して
は、answer（ホーンが鳴るか？）＝｛鳴る，鳴らない｝
の症候の候補がユーザに提示され、また、“火花が点火
しているか？”の確認指示に対しては、answer（火花が
点火しているか？）＝｛非着火，着火｝の症候の候補が
ユーザに提示でされ、“燃料噴射圧の測定値は？”の確
認指示に対しては、answer（燃料噴射圧の測定値は？）
＝｛規定値，規定値以下，規定値以上｝の症候の候補が
ユーザに提示されるようになっている。

【００２７】また、図２（ｃ）に対応させて、｛バッテ
リの充電，点火プラグの清掃，燃料フィルタの交換｝の
３つの処置指示ｄｏｉが用意されている場合、例えば、
“バッテリの充電”の処置指示に対しては、answer（バ
ッテリの充電）＝｛ＯＫ，ＮＧ｝の２つの返答候補がユ
ーザに提示されるようになっている。

【００２８】また、確認指示ｃｋｉや処置指示ｄｏｉに
は、その作業に要するコストとして、金銭コストmoney-
cost(ｃｋｉ）と時間コストtime-cost(ｃｋｉ）とが与
えられている。なお、説明の便宜上、処置指示ｄｏｉに
対するコストもmoney-cost(ｃｋｉ），time-cost(ｃｋ
ｉ）として定義する。

【００２９】具体例として、診断装置１の診断制御部６
は、ユーザインタフェース部２を介してユーザＵＳに、
例えば、燃料噴射圧の測定に要する金銭コスト，時間コ
ストの指示をそれぞれ、money-cost（燃料噴射圧の測定
値は？），time-cost（燃料噴射圧の測定値は？）のよ
うに提示することができ、これに対して、ユーザは、例
えば０（yen），１０(minute）をそれぞれ返答すること
ができる。また、例えば、バッテリの充電に要する金銭
コスト，時間コストの指示をそれぞれ、money-cost（バ
ッテリの充電），time-cost（バッテリの充電）のよう
に提示することができ、これに対して、ユーザは、例え
ば１０００（yen），３０（minute）をそれぞれ返答す
ることができる。

【００３０】次に、本実施例の診断装置１の診断処理形
態について説明する。本実施例の診断装置では、診断木
を構築し、それに基づいて指示の提示（診断）を行なう
ことにより、復旧確率とコストを考慮した最適な診断手
順をユーザに指示することを意図している。図３は診断
の概要を示す図である。図３を参照すると、先づ、ユー
ザから診断を行ないたい故障現象とコスト配分比を診断
装置１に入力する（Ａ１）。なお、コスト配分比は、診
断の戦略をコスト計算によって決定するパラメータとし
て用いる。例えば、時間的コストの比率を高めると、診
断では結果的に時間を短縮するような指示を選択してい
く。あるいは、金銭コストの比率を高めると、結果的に
金銭コストを費やさず解決するように診断を行なう。

【００３１】次いで、診断装置１は、入力された故障現
象に関する前述したような情報を知識ベース等から全て
収集し（Ａ２）、診断木を構築する（Ａ３）。その後、
構築した診断木に基づき、ユーザからの返答に対応して
最適な指示を選択して与える（Ａ４）。

【００３２】この際、診断木構築部５は図４に示すよう
な手順により診断木を構築するようになっている。すな
わち、先づ、開始節点から始まり、指示節点と返答節点
との２種類の節点により診断木を展開（生成）する（ス
テップＴ１）。

【００３３】ここで、指示節点は、診断装置１が提示す
る確認や処置の指示を表現し、返答節点は確認によって
得られる症候の候補や処置の結果（ＯＫ／ＮＧ）の状態
を表現している。図５は展開（生成）された診断木の一
例を示す図であり、図６は診断木の展開の工程を説明す
るための図である。図５，図６を参照すると、開始節点
からは、全ての確認指示，処置指示の各々に対応した指
示節点が展開される。すなわち、１つの指示節点は、１
つの確認指示あるいは処置指示と対応したものとして展
開される。また、返答節点は、指示節点の継続節点とし
て展開される。ここで、指示節点が確認指示ｃｋ（例え
ば“燃料噴射圧の値は？”）の場合は、症候の候補answ
er（ｃｋ）：｛規定値以下，規定値，規定値以上｝か
ら、また、指示節点が処置指示（例えば、“燃料フィル
タの交換”）の場合は、その返答候補｛ＯＫ，ＮＧ｝か
ら、返答節点を展開する。また、返答節点からは、指示
節点が展開される。

【００３４】但し、返答節点の展開において、answer
（ｃｋ）の症候が、開始節点から現在の節点までにすで
に現われている場合は、それを展開しない。また、開始
節点から親節点（処置指示節点）までに全ての処置が現
われている場合、返答節点は展開しない。従って、その
処置指示節点は終端節点になる。例えば、図６では指示
節点＃１から＃ｎ−１までに、全ての処置が現われてお
り、全ての処置を行なった後は、診断を続行しても意味
がないので、指示節点＃ｎからは返答節点を展開せず、
指示節点＃ｎが終端節点となる。

【００３５】また、指示節点の展開において、確認指示
あるいは処置指示が、開始節点からその返答節点に至る
過程にすでに現われている確認指示あるいは処置指示と
同じものである場合には、診断において同じ指示を繰り
返さないため、指示節点を展開しない。また、ＯＫの返
答節点からは指示節点を展開しない。

【００３６】ステップＴ１において、上記のように診断
木を展開した後、原因確率の推移（変化）を計算する
（ステップＴ２）。ここで、原因確率は、症候の確認や
処置の実行による診断過程の進行に伴ない変化するの
で、この原因確率の推移は、診断木の各返答節点におけ
る原因確率を計算することによって得られる。具体的に
は、先づ、原因の先験確率を開始節点に設定し、開始節
点から診断木の末端の方向へ節点を辿る途中で、各返答
節点において以下のように原因確率の計算を行ない、そ
の結果を保持する。

【００３７】すなわち、確認指示の返答節点の場合に
は、上位の返答節点の原因確率Ｐ（ｃｊ）と条件確率Ｐ
（ｓｉ｜ｃｊ）（既知）とから、Bayseの定理により次
式によってＰ（ｃｊ｜ｓｉ）を計算し、これをこの返答
節点における原因確率とする。なお、この確率Ｐ（ｃｊ
｜ｓｉ）は、症候ｓｉを確認することによって得られる
故障原因ｃｊの条件確率である。

【００３８】

【数２】

【００３９】また、処置指示の返答節点の場合には、上
位の返答節点の原因確率Ｐ（ｃｊ）と条件確率Ｐ（ＯＫ
（ｔｉ，ｃｊ）｜ｃｊ）（既知）とから、Bayseの定理
により次式によってＰ（ｃｊ｜ＮＧ（ｔｉ，ｃｊ））を
計算し、これをこの返答節点における原因確率とする。
なお、この確率は故障処置ｔｉを行なって故障現象が直
らない場合の故障原因ｃｊの条件確率である。従って、
ＯＫ節点ではこの計算を行なう必要がない。

【００４０】

【数３】

【００４１】図７（ａ），（ｂ）は返答節点における原
因確率の計算例を示す図であり、図７（ａ）には、確認
指示ｃｋの返答節点における原因確率の計算例が示さ
れ、図７（ｂ）には、処置指示ｄｏの返答節点における
原因確率の計算例が示されている。なお、図７（ａ），
（ｂ）の例では、原因仮説がｃ１とｃ２の２つである場
合を仮定している。図７（ａ）に示す確認指示ｃｋの返
答節点ｓ１，ｓ２の例では、上位の返答節点ｓ０の原因
確率Ｐ（ｃｊ）が｛０．７，０．３｝であり、条件確率
Ｐ（ｓｉ｜ｃｊ）が図示のようなものであるとき、数２
により、確認指示ｃｋの返答節点ｓ１，ｓ２における原
因確率Ｐ（ｃｊ｜ｓ１），Ｐ（ｃｊ｜ｓ２）がそれぞ
れ、｛０．９５，０．０５｝，｛０．２，０．８｝とし
て求まる。また、図７（ｂ）に示す処置指示ｄｏの返答
節点の例では、上位の返答節点ｓ０の原因確率Ｐ（ｃ
ｊ）が｛０．７，０．３｝であり、条件確率Ｐ（ＯＫ
（ｔｉ，ｃｊ）｜ｃｊ）が図示のようなものであると
き、数３により処置指示ｄｏの返答節点，すなわちＯＫ
節点とＮＧ節点のうちのＮＧ節点における原因確率Ｐ
（ｃｊ｜ＮＧ（ｔｉ，ｃｊ））が｛０．２，０．８｝と
して求まる。

【００４２】このようにして、返答節点における原因確
率を計算した後、診断木構築部５は次いで、処置指示節
点の復旧確率の計算を行なう（ステップＴ３）。ここ
で、復旧確率（ＰＯＫ）とは診断のある時点で故障が
直っている確率である。従って、この復旧確率（ＰＯ
Ｋ）は、処置を行なう程大きくなり診断木の処置指示節
点で変化する。ここでは、診断木の全ての処置指示節点
における復旧確率を求める。この計算の手順は開始節点
から終端へと節点を辿りながら各処置指示節点において
以下の計算を行なう。すなわち、処置指示節点ｄｏｉ
（処置ｔｉ）において処置の結果故障の直る成功確率Ｐ
（ＯＫ（ｔｉ，＊））は上位の返答節点の原因確率Ｐ
（ｃｊ）と既知のＰ（ＯＫ（ｔｉ，ｃｊ）｜ｃｊ）を用
いて次式から得られる。

【００４３】

【数４】

【００４４】また、上記成功確率に基づき失敗確率Ｐ
（ＮＧ（ｔｉ｜＊））は次式から求まる。

【００４５】

【数５】Ｐ（ＮＧ（ｔｉ，＊））＝１−Ｐ（ＯＫ（ｔｉ，＊））

【００４６】いま、開始節点からその処置指示節点ｄｏ
ｎまでの過程に現われる指示節点を｛ｄｏ１，ｄｏ２
…，ｄｏｎ-1｝とすると、これらの処置を行なった結
果、その全て失敗した確率は、これらの節点の失敗確率
Ｐ（ＮＧ（ｔｉ，＊））の積であり、次式で表わされ
る。

【００４７】

【数６】ＰＮＧ（ｄｏ０）＝１ＰＮＧ（ｄｏｉ）＝ＰＮＧ（ｄｏｉ−１）×Ｐ（ＮＧ（ｔｉ｜＊））（１≦ｉ≦ｎ）

【００４８】そして、節点ｄｏｎまでに故障が解決して
いる確率である復旧確率ＰＯＫは次式で表わされる。

【００４９】

【数７】ＰＯＫ（ｄｏｎ）＝１−ＰＮＧ（ｄｏｎ）

【００５０】この場合、例えば、ＰＯＫ（ｄｏｉ）＞
０．９５の条件を満たす処置指示節点を診断のゴールと
定義することができる。図８には、処置指示節点ｄｏ１
からｄｏｎまでの上述した復旧確率の計算例が示されて
いる。

【００５１】このようにして、処置指示節点における復
旧確率を計算した後、診断木構築部５は、各指示節点の
コストの計算を行なう（ステップＴ４）。すなわち、診
断木構築部５は、各指示節点において、指示（ｃｋｉま
たはｄｏｉ）を実行するために要するコストcost（ｄｏ
ｉ）を次式により求める。

【００５２】

【数８】

【００５３】ここで、ｗはコスト配分比，Total Time C
ostは全ての指示の時間的コストの総和，Total Money C
ostは全ての指示の金銭的コストの総和である。

【００５４】次いで、診断木構築部５は、各指示節点の
評価値の計算を行なう（ステップＴ５）。ここで、各指
示節点の評価値とは、その節点からゴール節点に至るま
で要するコストの期待値と定義する。また、ゴール節点
（問題解決の状態）とは、復旧確率がある値（例えば
０．９５）以上になる節点と定義する。従って、ゴール
節点まで診断が進むと、故障が直っている可能性が高い
と考えられる。また、評価値が小さな節点は、そこから
故障の復旧に至るまでのコストが低いと考えられる。こ
のように定義された評価値，すなわちゴール節点に至る
までに要するコストの期待値は、継続する返答節点の確
率，下位の指示節点の評価値，指示節点のコストから次
式により求められる。なお、下位の指示節点から最小の
評価値を選んで用いる理由は、診断装置１が診断時に最
小の評価値を持つ指示節点を選択するためである。

【００５５】

【数９】

【００５６】図９には、各指示節点の評価値の計算例が
示されている。

【００５７】上記のようにして診断木が構築されると、
これに基づいて診断を行なうことができる。次に、本実
施例の診断装置１における診断木に基づいた診断処理手
順を説明する。先づ、ユーザＵＳが故障現象，コスト配
分比などをユーザインタフェース部２を介し入力する
と、診断制御部６は、ユーザＵＳからの故障現象，コス
ト配分比などの入力に対応した診断木が構築されるよ
う、診断木構築部５に指令を出す。この指令を受ける
と、診断木構築部５は、知識ベース３から必要な情報を
取り出し、前述した図４に示すような処理を行なって、
診断木を構築する。

【００５８】実際の診断は、上記のような診断木におい
て、その開始節点から評価値の低い指示節点を選択しな
がら終端節点の方向へと節点を移動していく。確認指示
の節点に移動した場合、確認すべき症候の候補とその確
認方法等をユーザに指示し、返答が得られるとそれに対
応する返答節点に移動する。処置指示の節点に移動した
場合、処置の内容（手順や注意事項等）を示し、その結
果ＯＫかＮＧかの返答を受け取る。故障が直れば、ＯＫ
節点は終端となっているため、診断は終了する。返答節
点に移動すると、それに継続する指示節点の中で最も評
価値の低い節点を選択し移動する。この節点の移動で故
障が直らない限り、終端に至るまでに全ての処置が現わ
れる。

【００５９】このようにして、診断木に従ってユーザに
最適な指示を一つ与えることができ、ユーザは、システ
ムに指示を行なった結果を返答し、システムは返答に対
応して最適な指示を選択しユーザに与える。こうした指
示／返答を繰り返すことで、診断の過程が進行し解決に
至る。指示には、故障処置が含まれるため、ユーザは指
示どおりに作業を行なうだけで故障を直すことができ
る。

【００６０】以上のように、本実施例では、専門家の知
識を表現／格納する知識ベースの情報から、診断木を構
築し、この診断木に基づき、故障現象に対する原因の絞
り込みや切り分けを行なう症候の確認の指示や故障原因
となっている異常を直すための故障処置の指示をユーザ
に示すことで、故障の復旧（直す）という問題解決過程
を対話的に遂行することができる。この際、診断木は、
システムの与える指示とユーザからの返答とがそれぞれ
指示節点と返答節点で表現され、これらによる可能な診
断の組み合わせが木状に構成されたものとなっており、
この診断木の各指示節点には評価値（問題解決状態まで
の距離を数値化した値）が計算により与えられているの
で、この評価値に基づき最も適切な指示を選択してユー
ザに与えることができる。

【００６１】また、原因の先験確率，症候の条件確率，
処置による復旧の条件確率の情報を利用した確率計算を
行ない、診断木の各返答節点における原因確率の分布と
指示節点における復旧確率を求め、そして、ある値以上
の復旧確率を持つ指示節点を診断木におけるゴール（問
題解決状態）節点として表現するようになっており、診
断の問題解決の状態を故障が直ることにすることによ
り、処置の指示も積極的にユーザに与えることができ、
ユーザはシステムからの指示どおりに作業を行なうだけ
でよいため、初心者でも容易に利用することができる。

【００６２】また、症候の確認や処置の実行に伴うコス
トを複数の種類のコスト値（例えば、時間コスト、金銭
コスト）で表現し、これらにコスト配分比を設定し、こ
のコスト配分比により、診断木における最適なコスト計
算を行ない診断の戦略を決定するようになっており、診
断の指示の選択に複数のコストを考慮することと、さら
にコスト配分比という簡単な表現とから、診断の戦略を
柔軟に決定することができる。

【００６３】また、診断木の指示節点における評価値を
指示節点からゴール節点に至るまでに要するコストの期
待値と定義し、コストの期待値は、指示節点のコストと
各返答節点の確率（症候の発生確率）とその下位クラス
の指示節点の評価値から選択した最小値に基づき求め、
評価値は木をゴール節点からボトムアップしながら各指
示節点で計算するようになっており、コストと故障の解
決（復旧）を評価値にすることで、指示の選択を正確に
行なうことができる。

【００６４】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至５
記載の発明によれば、診断に必要な知識が格納されてい
る知識ベースと、ユーザに与える指示とユーザからの返
答をそれぞれ指示節点と返答節点で表現し、該指示節点
と返答節点とによる可能な診断の組合せを木状に構成し
た診断木を前記知識ベース内の知識に基づき構築する診
断木構築手段とを有し、前記診断木に基づき、適切な指
示の選択を行ない、ユーザとの間で問題解決過程を対話
的に遂行するようになっているので、常に最適な診断の
指示をユーザに与えることができる。

【００６５】特に、請求項２記載の発明では、上記診断
木構築手段は、知識ベース内の知識に基づき、診断木の
各返答節点における原因確率の分布と各指示節点におけ
る復旧確率を求め、ある値以上の復旧確率をもつ指示節
点を問題解決状態として表現しており、診断の問題解決
の状態を故障が直るということにすることにより、処置
の指示も積極的にユーザに与えることができ、ユーザは
システムからの指示通りに作業を行なうだけで良く、初
心者でも容易に利用することができる。

【００６６】また、請求項３記載の発明では、上記診断
木の各指示節点に、問題解決状態までの距離を数値化し
た評価値が与えられ、該評価値に基づき適切な指示を選
択してユーザに与えるようになっているので、この評価
値に基づき最も適切な指示を選択してユーザに与え、ユ
−ザが求める診断戦略に柔軟に対応した診断を実現する
ことができる。

【００６７】また、請求項４記載の発明では、診断木の
指示節点における評価値が、該指示節点から問題解決状
態に至るコストの期待値として定められるので、指示の
選択を正確に行なうことができる。

【００６８】また、請求項５記載の発明では、上記コス
トが、複数のコスト値で表現され、複数のコスト値間に
コスト配分比が設定され、コスト配分比に基づき、診断
木における最適なコスト計算を行ない診断の戦略を決定
するようになっているので、診断の指示の選択に複数の
コストを考慮することと、さらにコスト配分比という簡
単な表現とから、診断の戦略を柔軟に決定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る診断装置の一実施例の構成図であ
る。

【図２】（ａ）は故障現象と原因仮説との関係を説明す
るための図、（ｂ）は症候と原因仮説との関係を説明す
るための図、（ｃ）は原因仮説と故障処置との関係を説
明するための図である。

【図３】図１の診断装置の診断処理概要を説明するため
の図である。

【図４】図１の診断装置において診断木を構築するため
の手順を示すフローチャートである。

【図５】展開された診断木の一例を示す図である。

【図６】診断木の展開の工程を説明するための図であ
る。

【図７】（ａ），（ｂ）は返答節点における原因確率の
計算例を示す図である。

【図８】指示節点における復旧確率の計算例を示す図で
ある。

【図９】指示節点の評価値の計算例を示す図である。

【符号の説明】

１診断装置２ユーザインタフェース部３知識ベース４知識ベース管理部５診断木構築部６診断制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】診断に必要な知識が格納されている知識
ベースと、ユーザに与える指示とユーザからの返答をそ
れぞれ指示節点と返答節点で表現し、該指示節点と返答
節点とによる可能な診断の組合せを木状に構成した診断
木を前記知識ベース内の知識に基づき構築する診断木構
築手段とを有し、前記診断木に基づき、適切な指示の選
択を行ない、ユーザとの間で問題解決過程を対話的に遂
行するようになっていることを特徴とする診断装置。
【請求項２】請求項１記載の診断装置において、前記
診断木構築手段は、前記知識ベース内の知識に基づき、
診断木の各返答節点における原因確率の分布と各指示節
点における復旧確率を求め、ある値以上の復旧確率をも
つ指示節点を問題解決状態として表現することを特徴と
する診断装置。
【請求項３】請求項１または２記載の診断装置におい
て、前記診断木の各指示節点には、問題解決状態までの
距離を数値化した評価値が与えられ、該評価値に基づき
適切な指示を選択してユーザに与えるようになっている
ことを特徴とする診断装置。
【請求項４】請求項３記載の診断装置において、診断
木の指示節点における評価値は、該指示節点から問題解
決状態に至るコストの期待値として定められることを特
徴とする診断装置。
【請求項５】請求項４記載の診断装置において、前記
コストは、複数のコスト値で表現され、複数のコスト値
間にコスト配分比が設定され、コスト配分比に基づき、
診断木における最適なコスト計算を行ない診断の戦略を
決定するようになっていることを特徴とする診断装置。