JPH08292811A - 障害診断方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対象システムの障害診断を正確且つ迅速に行
う障害診断方法及び装置を提供する。 【構成】 診断木における全ての診断ノードにそれぞれ
付与された経路選択のための学習係数Ｓｋを格納してお
き、選択されたノードの下位ノードＣｋに付与された学
習係数Ｓｋとそのノードの確信度Ｐｋとに基づいて最も
確からしい下位ノードを順次選択する。そして、最下位
ノードに到達した時の障害診断結果の正否に従って、診
断経路に関係するノードの学習係数を増減させる。この
更新された学習係数を用いて、次回の障害診断が実行さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、診断情報を階層的（ツ
リー状）に配列した診断木を診断ベースとして、複雑な
システムやネットワークの障害診断を行う障害診断装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】多数の機器が複雑に関連したシステムと
しては、例えば多数のワークステーションが通信路で連
結された通信網、複数の製造ロボットや切り出し装置が
関連して動作する製造装置、道路網や線路網に対する交
通管制装置、あるいは複数のメモリやプリンタ装置が複
雑に接続された情報処理装置などがある。このようなシ
ステムは、近年、益々大規模化、複雑化、及び広域化し
ているために、障害が発生すると、その影響は甚大であ
る。このために、システムの障害を正確、迅速、且つ効
率良く診断し、早期に復旧することが非常に重要となっ
てきた。このような診断方式は、従来より種々提案され
ている。

【０００３】特願昭６３−３１６０３７号（ネットワー
ク障害診断データ記述方式）には、診断情報を階層的に
配列した１つの診断木を診断ベースとして用い、その上
位の情報から解析して最も確からしい下位の情報を選択
する方法が提案されている。この方法では、膨大な診断
データを有する１つの診断木が全てのタイプの障害に対
して共通に用いられる。

【０００４】特開平１−２６７７４２号公報及び特開平
４−３２６２３８号公報には、複数の知識ベースを設
け、これらを推論部が個別に利用して障害診断を実行す
る方法が提案されている。

【０００５】また、特願平５−３３６９２５号では複数
の診断ベースを関連付けて診断を連携させることによ
り、複雑な診断対象にも容易に適用可能にする方法が提
案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の診断方法では、
いずれも１以上の診断木から成る固定的な診断知識ベー
スを終始利用して診断するので、同一の障害が発生した
場合に同一の診断過程をたどり、同一の診断結果を出力
する。このために、例えば装置の経年変化などにより障
害が発生しやすい部位が変化したり、元々診断知識が不
備であったり、あるいは装置固有の特徴がある場合に
は、誤った診断結果を出力することがあり、正しい診断
結果が得られる場合でも不要な診断木の経路をたどって
多くの時間を費やす、という問題点がある。

【０００７】本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑
み、正確な診断結果を迅速に得ることができる障害診断
方法及び装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による障害診断方
法は、診断木における全ての診断ノードにそれぞれ付与
された経路選択係数（あるいは学習係数）を格納してお
き、選択されたノードの下位ノードに付与された経路選
択係数と確信度（即ち、前記下位ノードの障害状態検査
情報及び前記対象システムの障害検査結果の関係の強
さ）とに基づいて上位から下位へ向けてノードを順次選
択する。そして、最下位ノードに到達した時の障害診断
結果の正否に従って、診断経路に関係するノードの経路
選択係数を更新する。

【０００９】

【作用】診断木のノード階層関係に従って上位ノードか
ら下位ノードに向かって、各ノードの確信度と経路選択
係数（学習係数）に従って最も確からしいノードを選択
しながら最下位ノードまで到達する。最下位ノードが示
す障害診断結果に対してオペレータが正又は否を入力す
ると、診断経路に関係したノードの学習係数が正又は否
に応じて更新される。この更新された学習係数を用い
て、次回の障害診断が行われる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明による障害診断装置の一実施例を
示すブロック図である。本実施例の障害診断装置は、記
憶装置１、診断処理を実行する診断装置２、キーボード
やポインティングデバイス等の入力装置３、ＣＲＴ等の
表示装置４、及び診断対象システムの検査データを得る
ための検査部５からなる。診断装置２は、検査データに
基づいて、診断対象システムに発生する物理的故障、誤
操作、プログラムの不具合あるいはパラメータの設定不
備等により発生する障害を診断し、診断結果その他必要
な情報を表示装置４に表示させる。オペレータは、表示
装置４に表示される指示やデータを見ながら、入力装置
３を通して診断処理を実行したり、各種コマンドの入
力、診断結果の正否判定等を行う。

【００１１】記憶装置１は、複数の診断木１１ａ、１１
ｂ、・・・から成る知識ベース１１と、診断時にたどっ
た診断経路のノード名を記憶する経路記憶部１２と、診
断経路選択に利用される各ノードの学習係数を記憶する
学習係数記憶部１３と、からなる。

【００１２】診断装置２は、推論部２１と、確信度補正
部２２と、学習係数更新部２３とからなる。推論部２１
は、後述するように、知識ベース１１の診断木を参照し
ながら、確信度補正部２２が算出した学習確信度Ｌｋを
用いて次の診断ノードを順次選択することでシステム障
害の原因を順次絞り込んでいく。確信度補正部２２は、
推論部２１が計算した確信度Ｐｋと、学習係数記憶部１
３から受け取った学習係数Ｓｋとに基づいて学習確信度
Ｌｋを算出し、推論部２１へ出力する。学習係数更新部
２３は、経路記憶部１２にノード名で記憶された診断経
路とオペレータによる診断結果の正否判定とに基づい
て、学習係数記憶部１３に記憶されているノードＣｋの
学習係数Ｓｋを更新する。この更新された学習係数Ｓｋ
は、確信度補正部２２が学習確信度Ｌｋを算出するとき
に用いられるために、推論部２１は過去の診断実績が反
映された診断経路を選択する可能性が高くなる。

【００１３】図２は、知識ベース１１に格納されている
診断木の階層構造を説明するための図である。診断木は
診断ノードＣ１、Ｃ２、・・・の階層構造で構成され、
診断は上位ノードから下位ノードへ向かって順次実行さ
れる。それぞれのノードには所定の検査項目その他必要
な情報が記述されており、推論部２１は各ノードの検査
項目に従って障害情報を検査部５から受け取る。下位ノ
ードは、上位ノードよりも詳しい検査項目が記述されて
いる。各ノードについて更に詳細に説明する。

【００１４】図３は、ノード記述形式の一例を示す模式
図である。同図において、名称欄１１１には、障害状態
を分かりやすく示す名称、例えば「通話不能」、「電源
障害」等が記載される。条件欄１１２には、当該ノード
におけるｎ個の検査項目が記述される。例えば回線交換
網（電話回線等）の場合には、「通話ができない」、
「雑音が入る」、「音量が弱い」、「混信が激しい」、
「電源は××ボルトを利用している」、「交換局まで×
×ｋｍの地点である」などの検査項目が記述される。確
信度データ欄１１３には、条件欄１１２に記載されてい
る検査項目のそれぞれの検査結果を示す数値などのデー
タが記述される。

【００１５】次段階障害状態名欄１１４には、次の段階
の障害状態名、即ち下位ノード名が記載される。下位ノ
ードでは、更に詳しい検査項目による検査を行うこと
で、より詳しい障害情報を得ることができる。例えば回
線交換網の場合、あるノードの条件欄１１２で「通話が
できない」という大雑把な検査項目に対して、その下位
ノードでは「ある地区やある時間帯の通話に限って異常
がある」とか、「雑音が入る」に対して「雑音の音の種
類」や「雑音の入る時間帯」などのより詳しい検査を行
う。このように更に詳細な検査情報を得ることができる
場合に、複数の考えられる下位ノード名が次段階障害状
態名欄１１４に記述される。

【００１６】前段階障害状態名欄１１５には、１段階前
の上位ノード名が記載される。この欄１１５は、システ
ム障害の状態が当該ノードの検査項目に該当する可能性
が低いと判定されたときに前の段階に戻って再検査を行
う場合に（以下、バックトラックという。）に利用され
る。

【００１７】その他、復旧方法欄１１６には、該当ノー
ドでの障害復旧方法があれば、その復旧方法が記載され
る。この復旧方法が記載されているノードには、次段階
障害状態名欄１１４に下位ノード名の記載がない場合が
普通であるが、応急処置が必要な場合には、この欄の内
容をユーザに表示装置４によって表示する。備考欄１１
７には、該当する障害状態において利用者に質問或いは
報告する必要がある場合には、その質問、報告の内容が
記載される。例えば障害の内容を把握するための質問
や、障害診断の処理時間がどの程度必要であるとか、或
いは万一、原因判定が不能となった場合にはその旨を知
らせることにより利用者がとる次の手順の説明などが記
載される。

【００１８】次に、上記実施例の動作を説明する。

【００１９】先ず、診断開始時にオペレータは入力装置
３を介して診断木の識別名及びノードの識別名を入力す
る。推論部２１は、それらの識別名をキーワードとして
知識ベース１１を参照し、指示された診断木の指示され
たノードから診断を開始し、下位ノードを順次選択しな
がら最終的な障害原因を探索する。また、診断を開始し
たノードから順次選択された下位ノードのノード識別名
は、選択された順に診断経路として経路記憶部１２に格
納される。下位ノードの選択は、次に説明するように確
信度及び学習確信度を算出することによって実行され
る。

【００２０】確信度の算出 ノードＣkの検査項目に従った検査結果を検査部５から
受け取ると、推論部２１は、先ず、次に示す数１によっ
て確信度Ｐkを算出する。確信度Ｐkとは、選択されたノ
ードＣkに記述された障害状態と実際のシステムの障害
との関連の度合いを示す数値をいう。例えば、あるノー
ドＣkにｎ個の検査項目が記述されており、それぞれに
係数Ｒ１〜Ｒｎが用意されているものとする。各検査項
目について、その検査項目の障害状態を示す検査結果が
得られれば該当する係数Ｒiを与え、得られない場合に
は係数‘０’を与える。そして、下記の数１により確信
度Ｐkを演算する。

【００２１】

【数１】確信度：Ｐk ＝１−Π（１−Ｒi） 但し、Π（１−Ｒi） ＝（１−Ｒ１）×（１−Ｒ２）× … ×（１−Ｒｎ） である。

【００２２】こうして算出された確信度Ｐkは確信度補
正部２２へ送付される。

【００２３】学習確信度の算出 確信度補正部２２は、ノードＣkの確信度Ｐkを受け取る
と、そのノードＣkに対応する学習係数Ｓkを学習係数記
憶部１３から読み出し、ノードＣkの学習確信度Ｌkを下
記の数２あるいは数３のいずれかを用いて演算する。

【００２４】

【数２】Ｌk＝Ｐk＋Ｓk

【数３】Ｌk＝Ｐk×Ｓk こうして算出された学習確信度Ｌkは推論部２１へ戻さ
れる。

【００２５】下位ノードの選択 説明を簡単にするために、図２に示す診断木のノードＣ
3まで診断が行われ、そのノードＣ3に下位ノードＣ5及
びＣ6が存在する場合を例にして、下位ノード選択手順
を説明する。

【００２６】推論部２１は、ノードＣ3の次段階障害状
態名欄１１４によって複数の下位ノードＣ5及びＣ6が存
在することを知ると、それら全ての下位ノードについ
て、上記手順により確信度Ｐ5及びＰ6を算出し、確信度
補正部２２へ送付する。確信度補正部２２は、これらの
確信度Ｐ5及びＰ6について、上記手順により学習確信度
Ｌ5及びＬ6をそれぞれ算出し、推論部２１へ返送する。
確信度補正部２２から学習確信度Ｌ5及びＬ6を受け取る
と、推論部２１は、最も高い学習確信度を有するノード
を次に検査すべきノードとして選択する。

【００２７】下位ノードＣ5及びＣ6のいずれの学習確信
度も所定値より低い場合、すなわち現状のシステムの検
査結果が下位ノードが示す障害状態と異なると判断され
る場合には、推論部２１は、ノードＣ3に記述された前
段階障害状態名欄１１５を参照して上位ノードＣ1へ戻
り、その上位ノードＣ1の次段階障害状態名欄１１４を
参照して、ノードＣ3以外の下位ノードＣ2を新たに選択
する（バックトラック）。そいて、このノードＣ2に対
して同様の診断処理を行う。

【００２８】このようにして選択されたノードは、その
ノード名を経路記憶部１２に格納されると共に、そのノ
ードの復旧方法欄１１６や備考欄１１７に記載があれ
ば、その内容が表示装置４に表示される。

【００２９】以上のノード選択手順は、選択されたノー
ドの次段階障害状態名欄１１４に下位ノード名が無くな
るまで繰り返される。下位ノード名が無いノードに到達
すると、そのノードの障害情報が最終的な診断結果とな
る。

【００３０】診断結果の正否判定 こうして診断結果が得られると、推論部２１は診断結果
が正しいか否かの質問を表示装置４に表示させる。オペ
レータは、この質問に対して入力装置３を介して正否を
入力し、診断結果が誤っている場合には真の原因を入力
する。正否の入力方法としては、キーボードからキャラ
クタ「ｙ」又は「ｎ」をキーインする方法が一般的であ
る。また、診断結果が誤っている場合にはキーボードか
ら真の原因であるノード名を入力したり、或いは表示装
置４に表示されている診断木をポインティングデバイス
で選択すればよい。

【００３１】学習係数の更新 次に、図４〜図６を参照して学習係数更新部２３の学習
係数更新動作について説明する。図４〜図６において記
号「○」は正しい診断結果を示し、「×」は誤った診断
結果を示す。

【００３２】先ず、図４に示すようにバックトラックが
なく、ノードＣ１−Ｃ３−Ｃ５−Ｃ７のように順次下位
ノードが選択され正しい結果Ｃ７が得られた場合には、
経路全てのノードの学習係数にαを加算する（＋α）。

【００３３】また、図５に示すように、得られた診断結
果Ｃ７が誤りで、バックトラックにより正しい診断結果
Ｃ１０に到達した場合には、誤った診断結果をもたらし
たノードＣ５の学習係数からβを減算する（−β）。更
に、正しい診断結果Ｃ１０が得られた経路Ｃ１−Ｃ３−
Ｃ６−Ｃ１０の全てのノードにおける学習係数を＋αす
る。

【００３４】更に、図６に示すようにバックトラックし
たり、複数の正しい診断結果を得た場合には、スタート
ノードＣ１から正しい診断結果ノードまでの全てのノー
ドの学習係数を＋αすると共に、誤った診断結果Ｃ８及
びＣ１２をもたらしたノードＣ５及びＣ１０の学習係数
からβを減算する。

【００３５】このようにして更新された学習係数は、知
識ベース１１における診断木の各ノードに対応付けられ
て学習係数記憶部１３に記憶される。すなわち、学習係
数ＳｋはＳｋ＋α又はＳｋ−βとして更新される。な
お、学習係数Ｓｋの初期値は、数２（Ｌｋ＝Ｐｋ＋Ｓ
ｋ）を用いる場合には‘０’が与えられ、数３（Ｌｋ＝
Ｐｋ×Ｓｋ）を用いる場合には‘１’が与えられる。ま
た、＋α、−βとしては、各ノードの確信度Ｐｋが‘１
００’を満点とすると、数２を用いる場合にはα＝β＝
１、数３を用いる場合にはα＝β＝０．０１などの数値
を用いることができる。また、ノードに応じてα、βの
値を変化させてもよいし、α及びβのウエイトを変えて
もよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による障害
診断方法及び装置では、各ノードの経路選択係数と確信
度とに基づいて最も確からしい下位ノードを順次選択す
ることで最終的な診断結果を得る。その診断結果に対し
て正否判定を行うことで、その診断経路におけるノード
の経路選択係数が更新され、更新された経路選択係数を
用いて次回の障害診断、即ち下位ノードの選択が行われ
る。

【００３７】従って、過去の診断実績に基づいて下位の
ノード選択を行うことができ、不要な診断経路を選択す
る確率が低減し、正確な診断結果に高速で到達できる。
このために、例えば対象システムの経年変化などにより
障害が発生しやすい部位が変化したり、元々診断知識が
不備であったり、システム固有の特徴がある場合でも、
診断結果の正否に応じてノードの経路選択係数（学習係
数）が更新されるために、次回の障害診断では誤診の可
能性が非常に低くなり、正確な診断結果を迅速に得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る障害診断装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】本実施例における診断木の階層構造を示すノー
ド階層構成図である。

【図３】本実施例におけるノードの記述形式を示す説明
図である。

【図４】本実施例における学習係数更新動作の第１例を
説明するためのノード階層構成図である。

【図５】本実施例における学習係数更新動作の第２例を
説明するためのノード階層構成図である。

【図６】本実施例における学習係数更新動作の第３例を
説明するためのノード階層構成図である。

【符号の説明】

１ 記憶装置 ２ 診断装置 ３ 入力装置 ４ 表示装置 ５ 検査装置 １１ 知識ベース １２ 経路記憶部 １３ 学習係数記憶部 ２１ 推論部 ２２ 確信度補正部 ２３ 学習係数更新部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 障害状態を検査するための情報からなる
   診断ノードが複数個木構造をなす診断木を用いて、上位
   から下位へ向けてノードを順次選択することで対象シス
   テムの障害診断を行う障害診断方法において、 前記診断木における全ての診断ノードにそれぞれ付与さ
   れた経路選択係数を格納し、 選択されたノードの下位ノードに付与された前記経路選
   択係数と、前記下位ノードの障害状態検査情報と前記対
   象システムの障害検査結果との関係の強さを示す確信度
   とに基づいて、上位から下位へ向けてノードを順次選択
   し、 前記ノードを順次選択することによって形成される診断
   経路を格納し、 最下位ノードが示す障害診断結果の正否に従って、前記
   診断経路に関係する前記ノードの前記経路選択係数を更
   新する、 ことを特徴とする障害診断方法。
2. 【請求項２】 前記障害診断結果が正の場合には、前記
   診断経路に関係する全てのノードの前記経路選択係数を
   増加させることを特徴とする請求項１記載の障害診断方
   法。
3. 【請求項３】 前記障害診断結果が否の場合には、直近
   上位ノードへ戻り、前記直近上位ノードの他の下位ノー
   ドを選択するステップを繰り返す、ことを特徴とする請
   求項１又は２記載の障害診断方法。
4. 【請求項４】 最下位ノードの障害診断結果が正の場合
   には、前記最下位ノードの障害診断結果に到達した最短
   診断経路に関係する全てのノードの前記経路選択係数を
   増加させ、前記否の障害診断結果に到達した前記診断経
   路のうち前記最短診断経路を除く経路に関係する前記ノ
   ードの前記経路選択係数を減少させる、ことを特徴とす
   る請求項３記載の障害診断方法。
5. 【請求項５】 障害状態を検査するための情報からなる
   診断ノードが複数個木構造をなす診断木を用いて、上位
   ノードから下位ノードへ向けてノードを順次選択するこ
   とで障害診断を行う障害診断装置において、 前記診断木における全ての診断ノードにそれぞれ付与さ
   れた経路選択係数を格納する第１格納手段と、 選択されたノードの下位ノードに付与された前記経路選
   択係数と、前記下位ノードの障害状態検査情報と前記対
   象システムの障害検査結果との関係の強さを示す確信度
   とに基づいて、上位から下位へ向けてノードを順次選択
   する推論手段と、 前記推論手段によって選択されたノードからなる診断経
   路を格納する第２格納手段と、 最下位ノードが示す障害診断結果の正否に従って、前記
   診断経路に関係する前記ノードの前記経路選択係数を更
   新する係数更新手段と、 からなることを特徴とする障害診断装置。
6. 【請求項６】 前記係数更新手段は、前記障害診断結果
   が正の場合に、前記診断経路に関係する全てのノードの
   前記経路選択係数を増加させることを特徴とする請求項
   ５記載の障害診断装置。
7. 【請求項７】 前記推論手段は、前記障害診断結果が否
   の場合に、直近上位ノードへ戻り、前記直近上位ノード
   の他の下位ノードを選択するステップを繰り返す、こと
   を特徴とする請求項５又は６記載の障害診断装置。
8. 【請求項８】 前記係数更新手段は、最下位ノードの障
   害診断結果が正の場合に、前記最下位ノードの障害診断
   結果に到達した最短診断経路に関係する全てのノードの
   前記経路選択係数を増加させ、前記否の障害診断結果に
   到達した前記診断経路のうち前記最短診断経路を除く経
   路に関係する前記ノードの前記経路選択係数を減少させ
   る、ことを特徴とする請求項７記載の障害診断装置。