JPS62298868A - エキスパ−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】 ３、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、知識工学技術に基づくエキスパートシステム
を例えばプラントの故障診断、操作ガイダンス、制御支
援といった各種の用途に適用したシステムに係わり、特
にエキスパートシステムのルールの適否を簡便、迅速か
つ正確に検証できるようにして、実用に供することを充
分に可能にしたプロセス用のエキスパートシステムに関
する。

（従来の技術） 一例としてエキスパートシステムを用いたプラントの故
障診断システムを取上げ、その一般的な構成と作用を第
５図のシステム構成例及び第６図の診断シーケンスのタ
イムチャートを用いて説明する。

かかるエキスパートシステムは、一般的に第５図に示す
ように、診断プログラム１０、ルールデータベース１１
及びルールエディタ１２を主要部とする診断計篩機３を
中核として構成されている。

診断に先立ち、予めプロセス１用の診断ルールがＣＲＴ
コンソール１４から計ＩＦｉ１１１３に入力され、ルー
ルエディタ１２によってルールデータベース１１に書き
込まれている。プロセス１に異常が発生すると操作員２
が認知した事象データｍをＣＲＴコンソール１４のキー
ボードを用いて計算機３に入力する。この事象データｍ
は計算機３内で会話人力処理９を経て診断プログラム１
０を起動する。診断プログラム１０は診断ルールを参照
しながら診断を進め、その過程で必要に応じてプロセス
１からプロセスデータｉを取り込んだり、ＣＲＴコンソ
ール１４を介して操作員２に他の認知事象データｍの有
無を間合わせたりしながら診断を進めて行き、診断終了
時点で診断結果出力ルーチ　′ン１３を用いてＣＲＴコ
ンソール１／ｌに診断結果Ｃを出力する。

かかるプロセス診断のシーケンスを第６図のタイムチャ
ートにより説明すると、操作員２がプロセス１の異常に
気付きその異常事象データｍ１（例えば、警報ランプの
点灯）を入力した時点ｔ１から診断が開始される。計算
機３は診断ルールに従って、他の事象データｍ２　　、
ｍ３　＜例えば、バルブは閉じているか等）の間合「や
、プロセスデータ１．１　　（例えば、ガスの圧力、流
量等）の確認を行なって診断を進めて行き、診断終了時
点ｔ４で診断結果Ｃを出力する。プロセスデータ：の入
力は、診断開始時点１１などの一詩点で全関係プロセス
データを一括入力しておき、診断に供する方式もあれば
、事象データｍの入力毎の各時点１，１２．１３で必要
プロセスデータｉｋを入力する方式もある。

このようなエキスパートシステムの特徴は、診断プログ
ラム１０が診断対象であるプロセス１の属性に影響を受
けない標準ルーチンになっており、プロセス１の属性は
全てルールデータベース１１に２述され、しかもルール
エディタ１２で簡単に変更できる点にある。これにより
、′エキスパートシステムいの無かった従来のプログラ
ミング方式の診断システムでは、診断ロジックの中にプ
ロセスの属性が混在して２述されていた為に、プロセス
の属性変更に対して診断ロジックの変更を伴い、よって
、専門のシステムエンジニアの力を借りざる得なかった
のに対し、エキスパートシステムでは、プロセスの属性
変更に対して診断ルールをルールエディタ１′２により
変更するだけでよい為、現場゛の操作員２が容易に行う
ことができるという利点がある。

（−明が解決しようとする問題点） このように、エキスパートシステムでは簡単にルール変
更ができるようになっているが、その変更したルールを
実プロセスに適用した場合に本当に問題がないものかど
うかを事前に検証することが必要不可欠であり、この検
証を行りわずにいきイｉり実プロセスに適用することは
危険である。この検証は、ルールの変更前のプロセスオ
ンライン時に実際に発生した異常状態をシミュレートす
ること、つまりその異常発生時にプロセス１や保守員２
から実際に入力されたデータと同じデータを擬似的に作
り出して当時と同じシーケンスでルール変更後の計ｎ３
に入力してやり、それにより得られた診断結果とルール
変更前のそれとを比較することにより行なわれる。

しかしながら、従来のかかるシミコレートのやり方は、
実際の異常発生時におけるデータの入力シーケンスを人
手によりメモしておき、このメモしたシーケンスに従っ
て擬似的なプロセスデータｉや事象ｍをキーボードなど
から人手により入力してやるものである。そのため、次
のような問題がある。

（１）事象ｍの発生順序は同じでも、人手によるキー人
力で行なうため、時間のばらつき、操作ミス、細かいレ
ベルでの操作の差などがあり、再現性が不充分である。

（２）人手によるシミュレーションのため、検証できる
診断ケースも限られ、またケースを増すと検証時間が長
くかかりすぎ、実プロセスの定期修理日数内では充分な
検証ができない。

（３）プロセスデータｉをメモしておくことは現実には
至難の技であり、再現性の保証できる擬似環境を提供す
ることは不可能である。

また、これらの問題は上２のＪ：うなプラントの故障診
断だけでなく、エキスパートシステムの適用される各種
の用途においても同様である。このようなことから、従
来はエキスパートシステムを実プラントに組込み実用に
供するということは出来ていないのが実情である。

本発明は、ルール検証のためのシミュレーションを簡便
、迅速かつ正確に行なえ、よって実用に供することが充
分に可能なエキスパート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） そこで本発明は、従来のエキスパートシステムの構成に
更に、推論装＠（例えば診断計算機）に時系列的に入力
される実データを採集して記憶しておき、その記憶した
実データをそれが採集された時と同一タイミングでルー
ル変更後の推論装置へ擬似データとして出力することに
より、変更ルールの検証を行なわせるシミュレーション
装置を設けたものである。

（作　用） プロセスのオンライン操業時には、プロセスからのプロ
セスデータや操作員の認知した事象データなどの実デー
タに基づいて推論装置は所定の推論（例えば故障診断）
を行なう。この時、推論に供される実データは同時にシ
ミュレーション装置に採集され記憶される。

その後、プロセスの属性や操業条件の変更等に伴なう推
論のルール変更があると、新ルールを実プロセスに適用
する前にその検証のためのシミュレーションが行なわれ
る。このシミコレ−シコンのときにはシミュレーション
装置に記憶されていたプロセスデータや事象データがそ
れを採集した時と同一のタイミングで擬似データどして
推論装置へ出力される。これにより、推論装置はプロセ
スのオンライン操業時と同様の環境に間かれる。

このシミュレーションは、従来のＪ：うな人手に頼るも
のではないために、極めて高い再現性を得ることができ
る。

（実施例） 以下、実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例であるプラン１−の故障診断
システムのプロセスオンライン操業時の状態を示すブロ
ック図、第２図は同実施例のシミュレーション時の状態
を示すブロック図である。

両図に示すように、本実施例において従来システムと異
なる点は、シミュレーション装置としてのシミュレーシ
ョン計算機４及びシミュレーションデータ格納メモリ４
を新たに設けて、プロセス１のオンライン操業時には診
断計算機３に入力されるプロセスデータ１及び事象デー
タｍをシミュレーション計算機４を介してシミュレーシ
ョンデータ格納メモリ５に格納するようにし、また、ル
ール検証のためのシミュレーション時にはシミコレ　　
８　− レーションデータ格納メモリ５内のデータをシミュレー
ション計ｎ機４から分岐装置６，７を介して診断計算ｌ
９１３に入力するようにした点にある。

プロセスのオンライン操業時には、第１図に示すように
分岐装置６．７はプロセス１及び操作（１２側にセット
される。操作員２による所定の巽常事象ｍ１の入力によ
って診断プログラム１０が起動されるど、この診断プロ
グラｌ＼１０が診断を進めて行く上で、プロセスデータ
ｉを必要とする場合には、プロセス１から分岐装置６を
経由して、プロセスデータｉが診断計算機３に人力され
、プロセスデータ入力処理８を経て診断に供される。

また、診断プログラム１０が事象データｍを必要とする
場合は、その旨の要求がＣＲＴコンソール１４から発さ
れ、要求された事象データｍが操作員２によりキー人力
されて会話人力処１１！９を経由して診断に供される。

この動作は、第５図の従来システムと同一である。

また、プロセスデータ入力処Ｉ！！８及び会話人力処理
９をそれぞれ経たプロセスデータｉ及び事象データｍは
、シミュレーション計算機４へも伝送される。シミュレ
ーション計算機４は、伝送されて来たプロセスデータｉ
を所定周期のサンプリングタイミングで採集して行くと
共に、診断プログラム１０から事象データｍｌ、の問合
せ要求が発された時刻ｔｋを内蔵タイマにより確認して
これを記憶しながら伝送されて来た事象データｍｋを取
り込み、これらプロセスデータｉ及び事象データｍをシ
ミュレーションデータ格納メモリ５に書き込む。そのほ
か、シミュレーション計算機１は、シミュレーションデ
ータ格納メモリ５にプロセス１の操業年月日、時刻、操
業条件、診断ケースの類型、異常原因等も書き込み、必
要に応じてこれらの情報を読み出すことによって全操業
状態におけるプロセスの異常診断シーケンスを再現出来
る体１１７１を整えておく。

その後、プロセス１の属性変更や操業条件の変更に伴い
、ルールデータベース１１の内容変更があった場合には
、第２図のようにしてルール検証のためのシミュレーシ
ョンが行なわれる。即ち、分岐装置６，７はシミュレー
ション計梼機４側に切換えられる。試験者は、検証を行
なうのに適した操業条件、診断ケースをシミュレーショ
ン計算機４に対し指定する。シミュレーション計算機４
は試験者から指定された操業条件、診断ケースに該当す
るプロセスデータｉ及び事象データｍをシミュレーショ
ンデータ格納メモリ５から読み出し、これと擬似プロセ
スデータｉ及び擬似事象データｍとして分岐装置６．７
を介して診断計算ＩＩ３へ送り込む。その際、シミュレ
ーション計算機４は、内蔵のタイマににり擬似プロセス
データｉをそのサンプリングタイミングと同一のタイミ
ングで分岐装置６を介して診断計算機３に送り込み、ま
た前２タイマと事象データｍｋの間合せ時刻１−にとを
逐次比較しながらその間合せ時刻１ｋに達した時に擬似
事象データｍｋを分岐装置７を介して診断計算ｌｌｌ３
へ出力する。その結果、診断計算機３側から見ると、プ
ロセスの操業状態における実診断においてデータｉ１ｍ
を採集したのと同一タイミングでシミュレーション計算
機４から同じ値の擬似事象データｍが入力され、また実
診断と同一タイミングでプロセスデータ１を読みに行く
と、同一の値の擬似プロセスデータ１が読み込めること
になる。

従って、診断計算機３がこのシミュレーション時に下す
擬似診断結果Ｃが、ルール変更前の操業状態での実診断
結果Ｃと同一になるか、或は診断結果が異なる場合には
、それが診断ルール変更から妥当であるかどうかを検討
することで、エキスパートシステムの検証を行なうこと
ができる。しかも、このシミュレーションは全く人手に
依らず計算機によるデータ伝送操作により行なわれるの
で、入力データｉ９ｍの値及びその入力タイミングなど
の診断シーケンスを極めて正確かつ短時間に再現するこ
とができる。また、操業条例や診断ケースの異なる大量
のデータをメモリ５に記憶しておけるため、任意の操業
条件、診断ケースのシミュレーション環境を即座に作り
出すことができ、実プロセスの定期修理日内で十分なる
検証を行なうことができる。さらに、メモリ５に記憶し
た各−１２一 種操業条件、診断ケースのデータを利用して、操作員の
トラブルシュートの教育用にも活用できる。

本発明の変形例として、シミコレーシ］ン則算１１１４
の機能を診断ｅＩ算１１３に内蔵した方式を第３図及び
第４図に示す。

この変形例では、診断計算機３内に、プロセスデータ処
理８及び会話人力処理９と共にシミュレーション計算機
（第１．２図４）ど同機能のシミュレーション機能部１
７を共存させ、両者間は伝送方式ではなく、主メモリ上
のデータ受渡し方式としたものである。また、実診断／
シミュレーションの切換えも、切換ロジック１５．１６
によるソフト切換方式としている。この実施例において
も、前実施例と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、推論装置へ入力
される実データを記憶して、これを同一タイミングで推
論装置へ出力するシミュレーション装置を設けたことに
より、各種操業条ｆ−１下におけるシミュレーションが
短時間にかつ極めて高い再現性をもって実施できるよう
になり、従って、実プロセスに適用する前に必要なルー
ル検証を実プロセスの定期修即日内で充分に行うことが
できるため実用に供することが充分に可能なエキスパー
トシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のプロセスオンライン操業時
における状態を示すブロック図、第２図は同実施例のシ
ミュレーション時における状態を示すブロック図、第３
図は本発明の変形例のプロセスオンライン操業時におけ
る状態を示ずブロック図、第４図は同変形例のシミュレ
ーション時における状態を召すブロック図、第５図は従
来例の構成を示すブロック図、第６図は同従来例の診断
シーケンスを示すタイムチャートである。 １・・・プロセス、２・・・操作員、３・・・診断計算
機、４・・・シュミレーション計算機、５・・・シミュ
レーションデータ格納メモリ、６，７・・・分岐装置、
８・・・プロセスデータ入力処理、９・・・会話人力処
理、１０・・・診断プログラム、１１・・・ルールデー
タベース、１２・・・ルールエディタ、１３・・・診断
結集出力、１４・・・ＣＲＴ：］ンソール、１５，１６
・・・切換０シツク、１７・・・シミュレーション機能
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、推論装置に入力されるデータに基づいて所定の推論
   を実行するエキスパートシステムにおいて、前記推論装
   置に結合され、実データに基づく前記推論実行時には前
   記推論装置に入力される実データを採集して記憶し、シ
   ミュレーション時には前記記憶データをそれを採集した
   時のタイミングと同一のタイミングで前記推論装置へ擬
   似データとして出力するシミュレーション装置を設けた
   ことを特徴とするエキスパートシステム。 ２、前記シミュレーション装置は、採集した前記実デー
   タを記憶するためのメモリと、前記実データに基づく推
   論実行時には、前記推論装置に入力される実データを採
   集して前記メモリに書き込むと共にその採集タイミング
   を記憶し、前記シミュレーション時には前記メモリ内の
   記憶データを読み出して記憶した前記採集タイミングに
   従って前記推論装置へ出力する装置とから構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエキス
   パートシステム。