JPH06314199A

JPH06314199A - プロセス異常原因推定方式

Info

Publication number: JPH06314199A
Application number: JP5105479A
Authority: JP
Inventors: Tomio Terasaki; 富雄寺崎; Satoshi Konno; 聡金野
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1993-05-06
Filing date: 1993-05-06
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】水処理プラント、化学プラント等において、
プロセス異常原因を適確に推定する。【構成】診断対象プロセス内の状態を幾つかの情報項
目で表し、各情報項目に対応する測定値等を異常と判断
するための条件をあらかじめ設定しておく。異常原因推
定時に、総ての異常原因候補となり得る情報項目につい
て、異常を引き起こす原因であるとの仮定をして、その
結果に至る幾つかの経路の連鎖が成立するか否かを、そ
れぞれの情報項目の状態を照合しながら検索してゆき、
幾つかの経路の連鎖が形成する全体の経路が、異常を示
している情報項目の総てに到達するという条件を満足す
る前記異常原因と仮定した情報項目を、異常原因の候補
と推定する。また、各情報項目のうち、その情報を示す
情報が得られない情報項目については、前記仮定した異
常原因からその結果の連鎖が途切れないように情報項目
の状態をある状態に仮定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水処理プラントや化学処
理プラント等の各種プロセス・プラントに適用されるプ
ロセス異常原因推定方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機を用いたプロセス異常の自動診断
法には一般的に、対象分野の専門家の経験的知識を用い
たルールによる診断法と、対象物の構造情報あるいは設
計情報等を診断に直接利用する論理的な診断法の二つの
考え方があるとされている。

【０００３】ルールによる診断法は、過去の経験あるい
は、現在の知識から想定することが出来る総ての異常状
態について、その発生パターンを整理しておき、実際に
発生している異常パターンがどれに該当するかを調べる
ことによって、その原因を推定するものである。具体的
な処理としては、異常によって現れるパターンのテーブ
ルをあらかじめ作っておき、それの検索を行うことにな
る。

【０００４】この方法の問題点としては、あらかじめ用
意していなかった異常パターンが発生した場合は、診断
できず、また、対象プロセスの規模が大きくなると、用
意するパターンテーブルの整合性を保つことが困難とな
り、例えば対象の構造に変更が生じた場合、テーブルの
修正（つじつま合わせ等）に労力を要する等がある。

【０００５】このような問題を解決しようとしたのが、
前記の論理的診断法である。この論理的診断法の一つの
方法として、対象プロセス内の状態（連続プロセスで言
えば、例えば、流量、タンクレベル、バルブ開度といっ
たもの）を幾つかの情報項目として、またそれらの情報
項目間の定性的な因果関係を表現した診断用のモデルを
あらかじめ用意しておき、診断する時に対象プロセスか
ら得られる測定値等の情報に基づき決定される各情報項
目の定性的な状態と、前記情報項目間の定性的な因果関
係とを照合して、因果関係が働いている（異常を引き起
こす原因となり得る情報項目から、その結果として異常
を引き起こされる情報項目へ異常が伝播している）箇所
を検索し、その結果得られる原因→結果，原因→結果の
連鎖に注目し、この経路の最上流の情報項目を異常の原
因候補と判断する方法がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の論
理的診断法には、実際のプロセスでは総ての情報項目の
状態を観測できるわけではないため、つまり、何らかの
事情によりセンサが取りつけられない場合もあるため、
そのような情報項目についてはその定性的な状態を仮定
して推定せざるを得ない。ところがこのような仮定をす
る場合、その仮定の仕方によっては推定される異常原因
が変わってしまう可能性があるという問題がある。

【０００７】この問題を解決する一つの方法として、異
常は同時に複数箇所発生する確率は非常に小さいので、
異常原因は唯一であるということを前提として、観測で
きない情報項目の定性的状態を仮定することが考えられ
ている。すなわち、幾つかの観測できない情報項目の定
性的状態をもっともらしく仮定することによって、唯一
の情報項目を起点として、前記、原因→結果，原因→結
果の連鎖が形成する経路が、観測できる情報項目のうち
定性的状態が異常を示しているものの総てに行き渡る条
件、つまり発生している異常パターンが説明ができる条
件を満足する総ての起点とした情報項目を原因の候補と
考えるわけである。

【０００８】このとき、無方針な仮定の仕方をすると、
情報項目が取り得る定性的状態の数Ｎの観測できない情
報項目の数ｎ乗回の試行（Ｎⁿ回の試行）が必要となる
ので、実用化に際してはこの場合の数をできるだけ少な
くするような方法を考え出すことが問題となっている。

【０００９】また別の問題として、前記異常原因は唯一
であるという前提に立つ場合、たまたま同時に複数箇所
で異常が発生したものに対しては診断できないという問
題もある。

【００１０】本発明は、観測できない幾つかの情報項目
の定性的状態を仮定して異常を引き起こす原因となって
いる情報項目を推定する場合、無意味な仮定の仕方をあ
る程度省略でき、観測できない情報項目の数が多い場合
でも短時間にて異常原因候補の推定結果を出すことを可
能とするとともに、同時に複数の異常箇所が発生した場
合でも確実な異常原因候補の推定を可能とすることを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、プロセス内の
状態たとえば流量、タンクレベル、バルブ開度などを幾
つかの情報項目として、また、これらの情報項目間の定
性的な因果関係を表現した診断用のモデルをあらかじめ
用意しておき、診断するときに診断対象プロセスから得
られる測定値などの情報に基づいて決定される各情報項
目の定性的な状態と、前記各情報項目間の定性的な因果
関係を照合して、因果関係が働いている箇所を検索し、
その結果得られる原因→結果，原因→結果の連鎖に注目
し、この経路の最上流に存在する情報項目を異常の原因
候補と推定する処理実行異常原因推定方式に適用され
る。

【００１２】このような異常原因推定方式において、本
発明では、前記各情報項目に対応する測定値が異常とな
ったときに、その異常状況を引き起こした原因となって
いる情報項目を推定する場合次のように行う。

【００１３】まず、前記情報項目のそれぞれについて、
当該情報項目が異常となったときに、その結果として引
き起こされる情報項目の異常状態をあらかじめ設定して
おくとともに、前記情報項目のそれぞれについて、当該
情報項目の異常を引き起こす原因となりうる情報項目の
異常状態をあらかじめ設定しておき、さらに、前記情報
項目のそれぞれについて、各情報項目に対応する測定値
などを異常と判断するための条件をあらかじめ設定して
おく。

【００１４】そして、異常原因推定時に各情報項目の状
態を調べ、総ての異常原因候補となり得る情報項目につ
いて、順次その情報項目を起点として（その情報項目が
異常を引き起こす原因であるとの仮定をして）、仮定し
た異常原因からその原因に基づく結果に至る経路の幾つ
かの連鎖、つまり、前記原因→結果，原因→結果の連鎖
が成立するか否かをそれぞれの情報項目の状態を照合し
ながら検索してゆき、発生している異常パターンを矛盾
なく説明できる条件、つまり、前記原因→結果，原因→
結果の連鎖が形成する全体の経路が、異常を示している
情報項目の総てに行き渡るという条件を満足する前記原
因と仮定した情報項目を、異常原因の候補と推定する。

【００１５】また、各情報項目のうち、その状態を示す
情報が得られないものについては、前記原因→結果，原
因→結果の連鎖が途切れないように当該情報項目の状態
を仮定的に設定する。

【００１６】さらにまた、互いに影響を与えない独立な
情報項目については、それぞれの情報項目が異常原因と
判断されるために説明すべき範囲から除外する。この説
明すべき範囲とは、当該情報項目から因果関係の連鎖が
及びうる総ての情報項目と、当該情報項目に因果関係の
連鎖が及びうる総ての情報項目ということになる。

【００１７】

【作用】本発明は前述のように、異常原因推定時に各情
報項目の状態を調べ、総ての異常原因候補となりうる情
報項目について、順次その情報項目が異常を引き起こす
原因であるとの仮定をして、前記原因→結果，原因→結
果の連鎖が成立するか否かを、それぞれの情報項目の状
態を照合しながら検索してゆき、発生している異常パタ
ーンを矛盾なく説明できる条件、つまり、前記原因→結
果，原因→結果の連鎖が形成する経路が、異常を示して
いる情報項目の総てに行き渡るという条件を満足する総
ての前記原因と仮定した情報項目を異常原因の候補と推
定する。

【００１８】ここで、本発明では、各情報項目のうち、
その状態を示す情報が得られないものについては、前記
原因→結果，原因→結果の連鎖が途切れることのないよ
うな当該情報項目の状態の仮定を行う。

【００１９】これにより、無意味な仮定の仕方を極力少
なくすることができ、状態を示す情報が得られない情報
項目の数が多くなっても、比較的短時間にて推定結果を
出すことができる。

【００２０】また本発明では、前述したように、互いに
影響を与えない独立な情報項目については、それぞれの
情報項目が異常原因と判断されるために説明すべき範囲
から除外するようにしている。

【００２１】したがって、たまたま同時に複数の異常原
因が発生した場合でも、互いに影響を与えない独立な情
報項目については、それぞれの情報項目が異常原因と判
断されるために説明すべき範囲から除外することによっ
て、推定不能に陥ることがなくなり、複数の情報項目を
異常原因候補として列挙することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１はタ
ンク系のプロセスの一例を概略的に示す図である。同図
において、Ｆ１はタンク１に流入する流体２の流入量、
Ｖ１はその流入量を制御する流入制御弁、Ｌはタンク１
内に蓄えられる流体２のレベル、ＬＣはタンク１内に蓄
えられる流体２のレベルを検知してレベル調整出力を出
すレベル調節計である。このレベル調節計ＬＣによって
流出制御弁Ｖ２の開度を調節し、タンク１からの流出量
Ｆ２を制御してタンク１内に蓄えられる流体２のレベル
を一定値に保持する。また、Ｖ３はバイパス弁、Ｖ４は
出口ライン弁、Ｖ５はドレン弁である。

【００２３】図２は図１に示したプロセスに対する診断
用モデルの概念を表したものである。すなわち、対象プ
ロセス内の状態を表す情報項目として、Ｖ１，Ｆ１，
Ｌ，Ｖ２，Ｆ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５を用意し、それぞれ
の情報項目間の定性的な因果関係を、原因側から結果側
への矢印「→」によって表現している。ここでは各情報
項目のとり得る定性的な状態は、過大、正常、過小の三
つの状態であるとし、過大を「＋」，正常を「０」，過
小を「−」という記号で表現することにする。また、○
で囲まれている情報項目は状態を観測できるものとす
る。

【００２４】一方、定性的な因果関係には二つの種類が
あるものとし、それぞれ助長の因果関係（原因側情報項
目が増加すれば、結果側情報項目も増加し、原因側情報
項目が減少すれば、結果側情報項目も減少するような関
係）、抑制の因果関係（原因側情報項目が増加すれば、
結果側情報項目は減少し、原因側情報項目が減少すれ
ば、結果側情報項目は増加するような関係）とする。こ
こでは、助長の因果関係は前記矢印に「＋」という記号
を付けて表し、抑制の因果関係は前記矢印に「−」とい
う記号を付けて表した。

【００２５】ただし、本発明を実施する際は、計算機を
用いて異常原因を推定することが出来、そのように計算
機を使用する場合、前記矢印「→」や、定性的な因果関
係の種類を表す記号「＋」，「−」，及び定性的な状態
を表す記号「＋」，「０」，「−」は、単なる演算因子
に過ぎないので、当然、任意の記号で置き換えることが
できる。

【００２６】次に図２で説明したモデルを用いて、ある
異常パターンが現れている場合の異常原因を推定するに
至る過程を図３を参照しながら説明する。まず図２にお
いて、状態を観測することができる情報項目であるＦ
１，Ｖ２，Ｆ２の測定値および、各情報項目がとり得る
定性的状態となるための判定条件を参照して、Ｆ１，Ｖ
２，Ｆ２のとる定性的状態を決定し、それに対応する記
号「＋」，「０」，「−」の何れかを割りつける。その
他の、状態を観測できない情報項目Ｖ１，Ｌには「？」
を付すことにする。

【００２７】一例として、Ｆ１，Ｖ２，Ｆ２の定性的状
態が、Ｆ１が正常、Ｖ２が過大、Ｆ２が過小という異常
パターンが現れた場合を図３（ａ）に示す。したがっ
て、図３（ａ）において、Ｆ１には「０」，Ｖ２には
「＋」，Ｆ２には「−」がそれぞれ割り付けられ、Ｖ
１，Ｌには「？」が付される。

【００２８】次に、異常原因候補となり得る情報項目総
てについて、順次それを異常原因と仮定して（原因→結
果，原因→結果の連鎖が形成する経路の起点と仮定し
て）、有効な因果関係を検索し、発生している異常パタ
ーンと照合してその仮定が妥当なものだったかどうかを
判断する。

【００２９】ところで前記のように、情報項目のとり得
る定性的状態と、定性的な因果関係の種類を取り決めた
場合、結局のところ、因果関係が働いているということ
は、因果関係を表す矢印「→」に付いている「＋」また
は「−」の符号及び、その両端の情報項目の定性的状態
を表す「＋」，「−」，「０」の何れかの符号の三者の
積が正になるものということになる。

【００３０】図１の例では、異常原因候補となり得る情
報項目は仮にＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５のみである
とし、実際に異常原因候補となりうる情報項目一つ一つ
について、それを起点と仮定して追ってみる。

【００３１】まずＶ１であるが、これは状態が観測でき
ない情報項目なので、Ｖ１が「＋」あるいは「−」だっ
たとしたらという仮定を行うわけであるが、いずれにし
てもＶ１から矢印の出ている先のＦ１の状態が「０」
（正常）なのでＶ１→Ｆ１という異常の伝播はないこと
になり、この点で連鎖が切れＶ２が「＋」、およびＦ２
が「−」という状況を説明できないので、Ｖ１は異常原
因ではないと判断する。

【００３２】次にＶ２であるが、これは定性的状態が分
かっているので、そのままＶ２が「＋」、（過大）にな
ったことが異常原因であると仮定してみる。しかしＶ２
からＦ２へは助長の因果関係があるが、Ｖ２は過大とな
っているのにＦ２は過小の状況を示しており、つじつま
が合わず、Ｖ２→Ｆ２という因果関係は働いていないこ
とになり、この点で連鎖が切れ、発生している異常パタ
ーンを説明できないので、Ｖ２が異常原因となっている
わけではないと判断する。

【００３３】Ｖ３はＶ１と同様に状態が観測できない情
報項目なので、定性的な異常状態を仮定するわけである
が、図１の説明で述べたように、これはバイパス弁なの
で、正常に全閉「０」あるいは、誤って開く「＋」の２
通りの状態しかとり得ないことが分かっている。したが
ってこの場合、Ｖ３が「＋」つまり誤って開いているこ
とが異常原因ではないかと仮定してみる。しかし、これ
はＶ２→Ｆ２の場合と同様で、Ｖ３→Ｆ２という因果関
係は働いていないことになり、この点で連鎖が切れ、発
生している異常パターンを説明できないので、Ｖ３も異
常原因となっているわけではないと判断する。

【００３４】Ｖ４もまた状態が観測できない情報項目な
ので、定性的な異常状態を仮定するわけであるが、図１
の説明で述べたように、これは出口ライン弁で、正常に
全開「０」あるいは、何らかの原因で閉塞「−」の２通
りの状態しかとり得ないことが分かっている。したがっ
てこの場合、Ｖ４が「−」つまり何らかの原因で閉塞し
ていることが異常原因でないかと仮定してみる。この場
合はＶ４「−」→Ｆ２「−」→Ｌ「＋」→Ｖ２「＋」と
いう原因→結果，原因→結果の連鎖が形成され、それが
表す異常伝播経路が、観測できる情報項目のうち定性的
状態が異常を示しているものの総て（この場合、Ｖ２と
Ｆ２）に行き渡る（つまり発生している異常パターンの
説明ができる）ので、Ｖ４の閉塞を異常原因候補の一つ
と判断する。このとき、状態の観測できない状態項目Ｌ
の定性的状態は、異常伝播の連鎖がとぎれないように
「＋」と仮定したわけである。この状況を表すと図３
（ｂ）のようになる。この図３（ｂ）から明らかなよう
に、矢印の符号とその両端の情報項目の符号の積が総て
正となり、Ｖ４→Ｆ２→Ｌ→Ｖ２への因果関係が働いて
おり、Ｆ２が「−」，Ｖ２が「＋」の原因がＶ４にある
と推定される。

【００３５】最後にＶ５であるが、これもまた状態が観
測できない情報項目なので、定性的な異常状態を仮定す
るわけであるが、図１の説明での述べたように、これは
ドレン弁であり、正常に全閉「０」あるいは、誤って開
く「＋」の２通りの状態しかとり得ないことが分かって
いる。したがってこの場合、Ｖ５が「＋」つまり誤って
開いていることが異常原因ではないかと仮定してみる。
この場合は、Ｖ５「＋」→Ｌ「−」までは行き着くが、
異常伝播の連鎖がとぎれないようにこの場合はＬを
「−」と仮定しているため、Ｌ→Ｖ２という異常の伝播
はないことになり、この点で連鎖が切れ、発生している
異常パターンを説明できないので、Ｖ５は異常原因とな
っているわけではないと判断する。

【００３６】このように種々の仮定に基づいた検証を行
った結果、Ｆ１，Ｖ２，Ｆ２の定性的状態が、それぞれ
正常、過大、過小という異常パターンが現れた場合、異
常原因はＶ４が何らかの理由で閉塞していることであろ
うと推定したことになる。

【００３７】上述の例は単一箇所で異常が発生した場合
を説明したが、次にたまたま複数箇所で同時に異常が発
生した場合について、他の実施例として、別のプロセス
例を用いて説明する。

【００３８】図４は図１の場合と同様に、タンク系のプ
ロセス一例を概略的に示すものである。同図において、
１１，１２，１３は第１，第２，第３のタンク、Ｆ１は
第１のタンク１１に流入する流体２の流入量、Ｆ２は第
１のタンク１１からの流出量、Ｆ３は第２のタンク１２
に流入する流体２の流入量、Ｆ４は第２のタンク１２か
らの流出量、Ｆ０は第３のタンク１３からの流出量であ
る。また、Ｌ１は第１のタンク１１内に蓄えられている
流体のレベル、Ｌ２は第２のタンク１２内に蓄えられて
いる流体のレベル、Ｌ０は第３のタンク１３内に蓄えら
れている流体のレベルを示している。

【００３９】図５は図４に示したプロセスに対する診断
用モデルの概念を示したものであり、同図において、矢
印「→」や「＋」，「−」などの符号の意味は前述した
通りである。ここでは、情報項目Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ
３，Ｆ４，Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２は全て状態を観測できる項
目であるものとして説明する。

【００４０】このようなプロセスにおいて、各情報項目
の定性的状態が図６（ａ）に示すようなパターンとなる
異常が発生した場合について考えてみる。まず、各情報
項目の定性的状態および、各情報項目間の定性的因果関
係に基づいて有効な因果関係のみを残すと図６（ｂ）の
ようになる。ところが、異常原因は唯一であるという前
提に立っているので、唯一の情報項目を起点として、原
因→結果，原因→結果の連鎖が形成する経路が、観測で
きる情報項目のうち定性的状態が異常を示しているもの
の総てに行き渡るという条件を満足する起点が異常原因
候補と推定されるのであるが、この例のように、異常を
示している情報項目で互いに矢印がたどりつかないもの
が存在すると、前記条件を満足する起点は決して存在し
ないことになる。そこで、この問題点を回避する一つの
方法として、互いに因果関係の連鎖がたどり着かない
（独立な）情報項目については、それぞれの情報項目が
異常原因と判断されるために説明すべき範囲から除外す
る。ここで言う説明すべき範囲とは、当該情報項目から
因果関係の連鎖が及びうる総ての情報項目と、当該情報
項目に因果関係の連鎖が及びうる総ての情報項目という
ことになる。このことは、この例でいえば、図６（ｂ）
に２点鎖線で示した二つの系統Ａ１，Ａ２で独立に考え
ることに相当する。前記説明すべき範囲をこの例で具体
的に列挙すると、表１の通りとなる。

【００４１】

【表１】

【００４２】この範囲で考慮すれば、図６（ｂ）よりＦ
２の過小およびＦ４の過小が異常原因候補と推定され
る。つまり、Ｆ２とＦ４の部分の配管の閉塞がたまたま
同時に発生しているのではないかと推定することが出来
るわけである。

【００４３】図７は以上述べた異常原因推定方式を計算
機上で実施するためのプログラムを自動生成し、それを
用いて推定を行い、その結果を異常の伝播経路を含めて
表示する手段の構成を示すものである。

【００４４】同図において、２１はマンマシンインタフ
ェースであり、このマンマシンインタフェース２１は、
対話表示装置２２を介して各情報項目の定義および各情
報項目間の因果関係の定義（これらをデータ定義２３と
いう）を隣接行列イメージの表形式で入力し得るととも
に、各情報項目の状態を示す値（測定値など）を異常と
判断するための条件を入力し得る。また、このマンマシ
ンインタフェース２１は異常原因として推定された結果
（異常原因推定結果２４）を対話表示装置２２に表示す
る機能を有している。

【００４５】このマンマシンインタフェース２１により
入力されたデータ定義２３をモデルデータ２５とし、推
定プログラム生成機構２６によって、モデルデータ２５
から前述したような異常原因推定方法が組み込まれたプ
ログラムを自動生成する。

【００４６】一方、診断対象のプロセス２７からの様々
なデータは、プロセスデータアクセスインタフェース２
８を介してメモリ２９に格納される。このプロセスデー
タを基に前記推定プログラム生成機構２６によって生成
されたプログラムを、実行モジュール３０毎に実行し
て、その実行結果３１をマンマシンインタフェース２１
により対話表示装置２２に異常原因推定結果２４として
表示する。これらの一連の処理はＣＰＵ３２により行わ
れる。

【００４７】この図７において、対話表示装置２２から
入力される前記データ定義２３は、たとえば情報項目と
して、情報項目Ａ，情報項目Ｂ，情報項目Ｃ，情報項目
Ｄ，情報項目Ｅがある場合、これら各情報項目Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅのそれぞれについて、当該情報項目が異常と
なったとき、その結果として引き起こされる情報項目の
異常状態があらかじめ設定されるとともに、前記情報項
目のそれぞれについて、当該情報項目の異常を引き起こ
す原因となりうる情報項目の異常状態があらかじめ設定
され、さらに、前記情報項目のそれぞれについて、各情
報項目に対応する測定値などを異常と判断するための条
件があらかじめ設定される。たとえば、情報項目Ａが過
大「＋」のときは情報項目Ｂは「＋」、情報項目Ｂが過
大「＋」のときは情報項目Ｃは「−」というような設定
がなされる。

【００４８】そしてこのようなデータをもとに、異常状
態の推定方法が組み込まれたプログラムが生成され、こ
のプログラムによって診断対象のプロセス２７からのプ
ロセスデータ（状態項目）の状態を調べ、総ての異常原
因候補となりうる情報項目について、順次その情報項目
を起点として（その情報項目が異常を引き起こす原因で
あるとの仮定をして）、前記原因→結果，原因→結果の
連鎖が成立するか否かをそれぞれの情報項目の状態を照
合しながら検索してゆき、発生している異常パターンを
矛盾なく説明できる条件、つまり前記原因→結果，原因
→結果の連鎖が形成する経路が、異常を示している情報
項目の総てに行き渡るという条件を満足する前記原因と
仮定した情報項目を異常原因の候補と推定する。

【００４９】図７の異常原因推定結果２４は、情報項目
Ａが異常原因であるとの仮定をした結果の一例を示すも
のである。そして、この情報項目Ａを起点として前記し
たように原因→結果，原因→結果の連鎖が形成する経路
が、異常を示している情報項目の総てに行き渡るという
条件を満足するか否か、つまり前記したように因果関係
を表す矢印「→」に付された「＋」または「−」の符号
と、その両端の情報項目の状態を表す「＋」，「−」，
「０」のいずれかの符号の三者の積が正となるか否かに
よって、因果関係が働いているか否かを調べ、その起点
となる情報項目が異常原因であるか否かを推定する。た
とえば情報項目Ａと状態項目Ｂとに着目した場合、両者
の間の因果関係を表す「→」に付された符号が「＋」
で、情報項目Ａの状態を表す符号が「＋」、情報項目Ｂ
の状態を表す符号が「＋」であったとすれば、情報項目
Ｂが「＋」（過大）となった原因は情報項目Ａが過大
「＋」となったためであるという異常原因の推定が行え
る。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、診断対象のプロセス内
の状態を幾つかの情報項目で表し、各情報項目に対応す
るプロセスから得られる測定値などの幾つかが異常値と
なった場合に、その異常状況を引き起こした原因となっ
ている情報項目を推定する方式において、観測できない
情報項目の定性的状態を仮定する際、原因→結果，原因
→結果の連鎖が途切れないような仮定の仕方で連鎖の上
流側から定性的状態を決定することによって、無意味な
仮定の仕方をある程度省略でき、観測できない情報項目
の数が多くなっても、実用的な時間にて推定結果を出す
ことができる。また、たまたま同時に複数の異常原因が
発生した場合でも、互いにあらかじめ定義している因果
関係がたどり着かない（互いに影響を与えない）情報項
目については、それぞれの情報項目が異常原因と判断さ
れるために説明すべき範囲から除外することによって、
推定不能には陥らず、複数の情報項目を異常原因候補と
して列挙することができる。さらに、以上のような異常
原因推定方法を計算機上で実施し、その結果を異常の伝
播経路を含めて表示するためのプログラムを、簡単な表
形式入力を行うだけで、生成することができるなどの効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するタンク系プロセスの
概略的な構成図である。

【図２】図１で示したタンク系プロセスに対する診断用
モデルの概念を表した図である。

【図３】同実施例における異常原因推定過程を説明する
図である。

【図４】複数箇所で同時に異常が発生した場合の実施例
を説明するタンク系プロセスの概略的な構成図である。

【図５】図４で示したタンク系プロセスに対する診断用
モデルの概念を表した図である。

【図６】複数箇所で同時に異常が発生した場合の実施例
における異常原因推定仮定を説明する図である。

【図７】本発明を実施するための手段の構成図である。

【符号の説明】

Ｖ１〜Ｖ５，Ｆ０〜Ｆ４，Ｌ１〜Ｌ２・・・情報項目

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】診断対象プロセス内の状態を幾つかの情
報項目で表し、各情報項目に対応するプロセスから得ら
れるデータの幾つかが異常値となった場合に、その異常
状態を引き起こした原因となっている情報項目を推定す
るプロセス異常原因推定方式において、前記各情報項目のそれぞれについて、当該情報項目が異
常となったときに、その結果として引き起こされる情報
項目の異常状態をあらかじめ設定しておくとともに、前
記情報項目のそれぞれについて、当該情報項目の異常を
引き起こす原因となりうる情報項目の異常状態をあらか
じめ設定しておき、さらに、前記情報項目のそれぞれに
ついて、各情報項目に対応する測定値などを異常と判断
するための条件をあらかじめ設定し、異常原因推定時に各情報項目の状態を調べ、総ての異常
原因候補となり得る情報項目について、順次その情報項
目が異常を引き起こす原因であるとの仮定をして、その
仮定した異常原因からその結果に至る幾つかの経路の連
鎖が成立するか否かを、それぞれの情報項目の状態を照
合しながら検索して行き、前記仮定した異常原因からそ
の結果に至る幾つかの経路の連鎖が形成する全体の経路
が、異常を示している情報項目の総てに行き渡るという
条件を満足する前記異常原因と仮定した情報項目を、異
常原因の候補と推定することを特徴とするプロセス異常
原因推定方式。
【請求項２】前記各情報項目のうち、その状態を示す
情報が得られない情報項目については、前記仮定した異
常原因からその結果に至る幾つかの経路の連鎖が途切れ
ないように当該情報項目の状態をある状態に仮定するこ
とを特徴とする請求項１記載のプロセス異常原因推定方
式。
【請求項３】前記各情報項目のうち、互いに影響を与
えない独立な情報項目については、それぞれの情報項目
が異常原因と判断されるために説明すべき範囲から除外
することを特徴とする請求項１記載のプロセス異常原因
推定方式。
【請求項４】前記プロセス異常原因推定を行う手段と
して、前記ある情報項目が異常となったときに、その結
果として引き起こされる情報項目の異常状態を定義する
データ、前記ある情報項目の異常を引き起こす原因とな
りうる情報項目の異常情報を定義するデータ、前記各情
報項目に対応する測定値などを異常と判断するための条
件を示すデータを、対話表示装置（２２）を介して入力
可能なマンマシンインタフェース（２１）と、このマンマシンインタフェース（２１）によって入力さ
れた前記各データから、異常原因を推定するプログラム
を自動生成する異常原因推定プログラム生成部（２６）
と、を有し、診断対象のプロセス（２７）からのプロセスデ
ータを基にして、前記異常原因推定プログラムにより推
定した結果を前記マンマシンインタフェース（２１）に
より前記対話表示装置（２２）に表示することを特徴と
する請求項１記載のプロセス異常原因推定方式。