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JP7827656B2 - System and method for generating a fault tree - Google Patents
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JP7827656B2 - System and method for generating a fault tree - Google Patents

System and method for generating a fault tree

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JP7827656B2 JP2023047068A JP2023047068A JP7827656B2 JP 7827656 B2 JP7827656 B2 JP 7827656B2 JP 2023047068 A JP2023047068 A JP 2023047068A JP 2023047068 A JP2023047068 A JP 2023047068A JP 7827656 B2 JP7827656 B2 JP 7827656B2
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本発明は、故障ツリーの生成のためのコンピュータ技術に関する。 The present invention relates to computer techniques for generating fault trees.

稼働中の設備や機械等(以下、「設備等」と総称する)に故障や不具合(以下、「故障等」と総称する場合がある)が生じた際に、当該故障等に的確に対処するためには、その様子や状態を正確に把握し、正しい原因を究明することが欠かせない。然様な用途に供される主な解析手法に、故障ツリー解析(Fault Tree Analysis; FTA)がある。この故障ツリー解析は、当該設備等について、故障等の様子や状態を指す故障モードや、故障等の原因を指す故障メカニズムを木構造のモデルにより体系的に整理し、解析する手法である。 When a failure or malfunction (hereinafter referred to as "failure, etc.") occurs in operating equipment or machinery (hereinafter referred to as "equipment, etc."), it is essential to accurately understand the nature and condition of the failure and determine the correct cause in order to properly address the failure, etc. One of the main analysis techniques used for such purposes is Fault Tree Analysis (FTA). Fault tree analysis is a method of systematically organizing and analyzing failure modes, which indicate the nature and condition of the failure, etc., and failure mechanisms, which indicate the causes of the failure, etc., for the equipment, etc., using a tree-structured model.

今日では、故障ツリー解析とその各種関連技術は、新たな設備等の設計・製造段階において当該設備等に想定される潜在的な故障等を網羅的に予見する場合や、既存の設備等に生じた故障等の原因を究明する場合等、さまざまな場面で広汎に活用されている(例えば特許文献1)。 Today, fault tree analysis and related technologies are widely used in a variety of situations, such as comprehensively predicting potential faults in new equipment during the design and manufacturing stages, and investigating the causes of faults in existing equipment (see, for example, Patent Document 1).

特開平7-262019号公報Japanese Patent Application Publication No. 7-262019

故障ツリー解析は、当該設備等について、その故障等の原因の候補(以下、「原因候補」とも称する)を、漏れなくかつ重複なく(Mutually Exclusive, Collectively Exhaustive; MECE)抽出できることが好ましい。抽出された原因候補に漏れがある場合、正しい原因を特定できずに究明作業が長期化したり、設計・製造段階において検討作業に漏れが発生したりといった、さまざまな問題が生じるおそれがあるためである。また、抽出された原因候補が重複している場合、同じ原因候補を繰り返し検討することになり、究明作業に無駄が生じるためである。 Fault tree analysis preferably extracts all possible causes of a failure or other issue (hereinafter referred to as "candidate causes") for the equipment in question without any omissions or duplications (mutually exclusive, collectively exhaustive; MECE). If the extracted candidate causes contain omissions, various problems may arise, such as the correct cause not being identified and the investigation taking longer, or omissions occurring in the investigation work during the design and manufacturing stages. Furthermore, if the extracted candidate causes are duplicated, the same candidate causes will be examined repeatedly, resulting in wasted investigation work.

その一方で、故障ツリー解析において抽出される原因候補は、適度な数であることが好ましい。抽出された原因候補の数が多い場合、正しい原因を特定する作業が繁雑になって故障等の原因の究明が長期化するためである。このことは、複雑に構成された設備等の増加に伴い故障等の解析が難化傾向にある昨今の産業界において、特に喫緊の課題となっていた。 On the other hand, it is preferable that a moderate number of candidate causes be extracted in a fault tree analysis. If a large number of candidate causes are extracted, the task of identifying the correct cause becomes complicated, and the investigation into the cause of a failure or other issue takes a long time. This has become a particularly urgent issue in today's industrial world, where the analysis of failures and other issues is becoming more difficult due to the increase in complexly configured equipment and other equipment.

しかしながら、故障ツリー解析において、故障等の原因候補を漏れなくかつ重複なく抽出しつつ、適度な数に絞り込んで抽出することは、既存の技術によっては難しく、新規な技術の開発が待たれていた。 However, in fault tree analysis, it is difficult to extract all possible causes of failures and other issues without omissions or duplications, while narrowing them down to an appropriate number using existing technologies, and the development of new technology has been awaited.

本発明は、上記の課題に鑑みて、故障ツリー解析において、故障等の原因候補を漏れなくかつ重複なく抽出しつつ、適度な数に絞り込んで抽出することが可能な技術を提供することを目的とする。 In consideration of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a technology that can extract candidate causes of failures, etc., without omissions or duplications during fault tree analysis, while narrowing down the number of candidates to an appropriate number.

本発明による故障ツリー生成システムは、故障ツリーを生成するシステムであって、少なくともプロセッサと記憶装置とを備える。記憶装置は、物理現象に関する数式を格納する数式データベースと、技術文書から抽出した変数を格納する変数データベースと、変数に関する知識である変数知識を格納する変数知識データベースと、当該物理現象に関する数式の左辺の変数と当該数式の右辺の変数との関係を表す変数関係を格納する変数関係データベースとを少なくとも有する。プロセッサは、数式データベースに格納された数式に基づいて、不具合事象の因果関係を展開し、当該因果関係を表すモデルである数式ベース因果モデルを生成し、生成された数式ベース因果モデルに基づいて、展開された不具合事象の因果関係の中から、任意の不具合事象に対して関連する因果関係を組み合わせた故障ツリーを生成して出力し、変数データベースおよび変数知識データベースに基づいて、当該物理現象に関する数式の変数リストと、当該変数と、当該変数の取りうる数値である変数条件とを生成し、当該物理現象に関する数式と、生成された変数リストおよび変数条件とから、当該数式中の左辺の変数と右辺の変数とについて変数関係を抽出して変数関係データベースに格納し、故障ツリーを生成する際、変数関係データベースに格納された変数関係に基づいて、当該不具合事象に関連する因果関係を構築し、当該故障ツリーの枝数を削減する。 The fault tree generation system according to the present invention is a system for generating a fault tree and includes at least a processor and a storage device. The storage device includes at least a mathematical formula database that stores mathematical formulas related to physical phenomena, a variable database that stores variables extracted from technical documents, a variable knowledge database that stores variable knowledge related to variables, and a variable relationship database that stores variable relationships that represent the relationship between variables on the left side of mathematical formulas related to the physical phenomena and variables on the right side of the mathematical formulas. The processor expands the causal relationships of malfunction events based on mathematical formulas stored in the mathematical formula database and generates a mathematical formula-based causal model that represents the causal relationships; based on the generated mathematical formula-based causal model, it generates and outputs a fault tree that combines causal relationships related to any malfunction event from the expanded causal relationships of malfunction events; based on the variable database and variable knowledge database, it generates a variable list of the mathematical formula related to the physical phenomenon, the variables, and variable conditions that are the numerical values that the variables can take; based on the mathematical formula related to the physical phenomenon and the generated variable list and variable conditions, it extracts variable relationships between variables on the left and right sides of the mathematical formula and stores them in the variable relationship database; and when generating the fault tree, it constructs causal relationships related to the malfunction event based on the variable relationships stored in the variable relationship database and reduces the number of branches in the fault tree.

その他、本願が開示する課題、およびその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、および図面により明らかにされる。 Furthermore, the problems disclosed in this application and the solutions thereto will be made clear in the detailed description and drawings.

本発明によれば、故障ツリー解析において、故障等の原因候補を漏れなくかつ重複なく抽出しつつ、適度な数に絞り込んで抽出することができる。 This invention makes it possible to narrow down and extract an appropriate number of potential causes of failures, etc., in a fault tree analysis, while extracting all possible causes without omission or duplication.

実施形態に係る故障ツリー生成システムを含むシステム全体の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of a system including a fault tree generation system according to an embodiment. 数式データベースの構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a mathematical formula database. 変数データベースの構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a configuration of a variable database. 変数知識データベースの構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a variable knowledge database. 表現形式数式データベースの構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of an expression format mathematical expression database. 変数関係データベースの構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a configuration of a variable relation database. 変数類義語辞書データベースの構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a configuration of a variable synonym dictionary database. 因果モデルの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a causal model. 数式ベース因果モデル生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of the flow of a mathematical-formula-based causal model generation process. 数式ベース因果モデルの生成過程を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a process for generating a mathematical expression-based causal model. 数式ベース因果モデルの生成過程を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a process for generating a mathematical expression-based causal model. 数式ベース因果モデルの生成過程を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a process for generating a mathematical expression-based causal model. 数式ベース因果モデルの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a mathematical formula-based causal model. 数式ベース因果モデルの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a mathematical formula-based causal model. 数式ベース因果モデルの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a mathematical formula-based causal model. 数式ベース故障ツリーの一例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of a formula-based fault tree. 数式と、当該数式に基づいて生成された故障ツリーとの対応関係の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between a mathematical expression and a fault tree generated based on the mathematical expression. 実施形態に係る故障ツリー生成システムによって適宜に枝が削減された故障ツリーの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a fault tree in which branches have been appropriately reduced by the fault tree generation system according to the embodiment. 数式解読部および数式処理部の構成の一例を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a mathematical formula decoding unit and a mathematical formula processing unit. 数式解読部が実行する変数条件生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of the flow of a variable condition generation process executed by a mathematical expression decoding unit. 数式処理部が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed by a mathematical processing unit. 数式処理部の設定ユーザインタフェースの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a setting user interface for a mathematical processing unit. 数式処理部の設定ユーザインタフェースの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a setting user interface for a mathematical processing unit. 図23に示した設定内容が反映された故障ツリーの一例を示す図である。FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a fault tree in which the setting contents illustrated in FIG. 23 are reflected. 変数知識データベースの構築方法の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a method for constructing a variable knowledge database.

以下の説明では、「インタフェース装置」は、一つ以上のインタフェースデバイスでよい。当該一つ以上のインタフェースデバイスは、下記のうちの少なくとも一つでよい。
・一つ以上のI/O(Input/Output)インタフェースデバイス。I/O(Input/Output)インタフェースデバイスは、I/Oデバイスと遠隔の表示用計算機とのうちの少なくとも一つに対するインタフェースデバイスである。表示用計算機に対するI/Oインタフェースデバイスは、通信インタフェースデバイスでよい。少なくとも一つのI/Oデバイスは、ユーザインタフェースデバイス、例えば、キーボードおよびポインティングデバイスのような入力デバイスと、表示デバイスのような出力デバイスとのうちのいずれでもよい。
・一つ以上の通信インタフェースデバイス。一つ以上の通信インタフェースデバイスは、一つ以上の同種の通信インタフェースデバイス(例えば一つ以上のNIC(Network Interface Card))であってもよいし二つ以上の異種の通信インタフェースデバイス(例えばNICとHBA(Host Bus Adapter))であってもよい。
In the following description, an "interface apparatus" may refer to one or more interface devices. The one or more interface devices may be at least one of the following:
One or more I/O (Input/Output) interface devices. The I/O (Input/Output) interface devices are interface devices to at least one of an I/O device and a remote display computer. The I/O interface device to the display computer may be a communications interface device. The at least one I/O device may be a user interface device, for example, either an input device such as a keyboard and a pointing device, or an output device such as a display device.
One or more communication interface devices. The one or more communication interface devices may be one or more homogeneous communication interface devices (e.g., one or more NICs (Network Interface Cards)) or two or more heterogeneous communication interface devices (e.g., a NIC and an HBA (Host Bus Adapter)).

また、以下の説明では、「メモリ」は、一つ以上の記憶デバイスの一例である一つ以上のメモリデバイスであり、典型的には主記憶デバイスでよい。メモリにおける少なくとも一つのメモリデバイスは、揮発性メモリデバイスであってもよいし不揮発性メモリデバイスであってもよい。 In the following description, "memory" refers to one or more memory devices, which are an example of one or more storage devices, and may typically be a primary storage device. At least one memory device in the memory may be a volatile memory device or a non-volatile memory device.

また、以下の説明では、「永続記憶装置」は、一つ以上の記憶デバイスの一例である一つ以上の永続記憶デバイスでよい。永続記憶デバイスは、典型的には、不揮発性の記憶デバイス(例えば補助記憶デバイス)でよく、具体的には、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、NVME(Non-Volatile Memory Express)ドライブ、または、SCM(Storage Class Memory)でよい。 In the following description, a "persistent storage device" may refer to one or more persistent storage devices, which are an example of one or more storage devices. A persistent storage device may typically be a non-volatile storage device (e.g., an auxiliary storage device), and more specifically, may be, for example, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a non-volatile memory express (NVME) drive, or a storage class memory (SCM).

また、以下の説明では、「記憶装置」は、メモリと永続記憶装置の少なくともメモリでよい。 Also, in the following description, "storage device" may refer to at least memory, including memory and persistent storage devices.

また、以下の説明では、「プロセッサ」は、一つ以上のプロセッサデバイスでよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、典型的には、CPU(Central Processing Unit)のようなマイクロプロセッサデバイスでよいが、GPU(Graphics Processing Unit)のような他種のプロセッサデバイスでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、プロセッサコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、処理の一部または全部を行うハードウェア記述言語によりゲートアレイの集合体である回路(例えばFPGA(Field-Programmable Gate Array)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)またはASIC(Application Specific Integrated Circuit))といった広義のプロセッサデバイスでもよい。 In the following description, a "processor" may refer to one or more processor devices. The at least one processor device may typically be a microprocessor device such as a CPU (Central Processing Unit), but may also be another type of processor device such as a GPU (Graphics Processing Unit). The at least one processor device may be single-core or multi-core. The at least one processor device may also be a processor core. The at least one processor device may also be a broader processor device such as a circuit that is a collection of gate arrays written in a hardware description language that performs some or all of the processing (e.g., an FPGA (Field-Programmable Gate Array), a CPLD (Complex Programmable Logic Device), or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit)).

また、以下の説明では、「yyy部」の表現にて機能を説明することがあるが、機能は、一つ以上のコンピュータプログラムがプロセッサによって実行されることで実現されてもよいし、一つ以上のハードウェア回路(例えばFPGAまたはASIC)によって実現されてもよいし、それらの組合せによって実現されてもよい。プログラムがプロセッサによって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶装置および/またはインタフェース装置等を用いながら行われるため、機能はプロセッサの少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、プロセッサあるいはそのプロセッサを有する装置が行う処理としてもよい。プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布計算機または計算機が読み取り可能な記録媒体(例えば非一時的な記録媒体)であってもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。 In the following description, functions may be described using the expression "yyy unit," but the functions may be realized by one or more computer programs being executed by a processor, by one or more hardware circuits (e.g., FPGAs or ASICs), or by a combination of these. When a function is realized by a program being executed by a processor, the specified processing is performed using a storage device and/or interface device, etc., as appropriate, and therefore the function may be considered to be at least part of the processor. Processing described using a function as the subject may be processing performed by a processor or a device having that processor. A program may be installed from program source. The program source may be, for example, a program distribution computer or a computer-readable recording medium (e.g., a non-transitory recording medium). The description of each function is an example, and multiple functions may be combined into a single function, or a single function may be divided into multiple functions.

また、以下の説明では、「プログラム」を主語として処理を説明する場合があるが、プログラムを主語として説明された処理は、プロセッサあるいはそのプロセッサを有する装置が行う処理としてもよい。また、二つ以上のプログラムが一つのプログラムとして実現されてもよいし、一つのプログラムが二つ以上のプログラムとして実現されてもよい。 In addition, in the following explanation, processing may be described using a "program" as the subject, but processing described using a program as the subject may also be processing performed by a processor or a device having that processor. Furthermore, two or more programs may be realized as a single program, or one program may be realized as two or more programs.

また、以下の説明では、「xxxテーブル」といった表現にて、入力に対して出力が得られる情報を説明することがあるが、当該情報は、どのような構造のテーブルでもよいし、入力に対する出力を発生するニューラルネットワーク、遺伝的アルゴリズムやランダムフォレストに代表されるような学習モデルでもよい。従って、「xxxテーブル」を「xxx情報」と言うことができる。また、以下の説明において、各テーブルの構成は一例であり、一つのテーブルは、二つ以上のテーブルに分割されてもよいし、二つ以上のテーブルの全部または一部が一つのテーブルであってもよい。 In the following explanation, information that produces an output in response to an input may be described using expressions such as "xxx table," but this information may be a table of any structure, or a learning model such as a neural network that generates an output in response to an input, a genetic algorithm, or a random forest. Therefore, "xxx table" can also be referred to as "xxx information." In the following explanation, the structure of each table is an example, and one table may be divided into two or more tables, or all or part of two or more tables may be one table.

また、以下の説明では、「故障ツリー生成システム」は、一つ以上の物理的な計算機で構成されたシステムでもよいし、物理的な計算リソース群(例えば、クラウド基盤)上に実現されたシステム(例えば、クラウドコンピューティングシステム)でもよい。故障ツリー生成システムが表示用情報を「表示する」ことは、計算機が有する表示デバイスに表示用情報を表示することであってもよいし、計算機が表示用計算機に表示用情報を送信することであってもよい(後者の場合は表示用計算機によって表示用情報が表示される)。 In the following description, a "fault tree generation system" may be a system composed of one or more physical computers, or may be a system (e.g., a cloud computing system) implemented on a group of physical computing resources (e.g., a cloud infrastructure). When a fault tree generation system "displays" display information, it may mean displaying the display information on a display device possessed by the computer, or the computer may send the display information to a display computer (in the latter case, the display information is displayed by the display computer).

以下、図面を参照しつつ、本実施形態を詳細に説明する。 This embodiment will be described in detail below with reference to the drawings.

なお、以下の説明においては、同一の、または類似する構成に共通の符号を付すことにより、重複した説明を省略することがある。 In the following explanation, duplicate explanations may be omitted by assigning common symbols to identical or similar components.

また、同一あるいは同様の機能を有する要素が複数存在する場合に、当該複数の要素を区別するために、同一の符号に異なる添字を付して説明することがある。他方、当該複数の要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明することがある。 Furthermore, when there are multiple elements with the same or similar functions, different subscripts may be added to the same reference numeral to distinguish between the multiple elements. On the other hand, when there is no need to distinguish between the multiple elements, the subscript may be omitted.

<故障ツリー生成システム100の構成例>
まず、本実施形態に係る故障ツリー生成システム100の構成例について、図1を参照して説明する。図1は、故障ツリー生成システム100を含むシステム全体の構成の一例を概略的に示した図である。
<Configuration example of fault tree generation system 100>
First, a configuration example of a fault tree generation system 100 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of an entire system including the fault tree generation system 100.

(システム全体の構成例)
本実施形態の故障ツリー生成システム100は、解析時に、故障等の原因候補が漏れなくかつ重複なく抽出されつつ、適度な数に絞り込んで抽出される故障ツリーを生成することが可能なコンピュータシステムであり、後述の各構成を備えるコンピュータ装置またはサーバ装置によって実現される。
(Example of overall system configuration)
The fault tree generation system 100 of this embodiment is a computer system that can generate a fault tree in which candidate causes of failures, etc. are extracted without omission or duplication during analysis, while narrowing down the extracted tree to an appropriate number, and is realized by a computer device or a server device having the components described below.

この故障ツリー生成システム100は、図1に示したように、故障ツリー生成システム100のユーザである設備等の開発者や保守担当者等が保有するラップトップPCやタブレット、スマートフォン等の情報端末20a、20b、20c・・・20n(以下、まとめて言うときや特に区別しないときには「情報端末20」と総称する)と、インターネットや専用線等の適宜な通信ネットワーク50を介して相互にデータ通信可能に接続されている。なお、故障ツリー生成システム100と通信ネットワーク50とは周知の通信用機器(不図示)を介して有線で接続されるが、無線で接続されてもよい。また、情報端末20と通信ネットワーク50とは無線で接続されるが、有線で接続されてもよい。情報端末20を保有する故障ツリー生成システム100の各ユーザには、それぞれユーザIDとよばれる一意のIDがあらかじめ付与されている。 As shown in FIG. 1, this fault tree generation system 100 is connected to information terminals 20a, 20b, 20c, ... 20n (hereinafter collectively referred to as "information terminals 20") such as laptop PCs, tablets, smartphones, etc. owned by users of the fault tree generation system 100, such as developers and maintenance personnel of facilities, via an appropriate communications network 50 such as the Internet or a dedicated line, so that data can be exchanged between them. The fault tree generation system 100 and the communications network 50 are connected via a wired connection using well-known communications equipment (not shown), but may also be connected wirelessly. The information terminals 20 and the communications network 50 are connected wirelessly, but may also be connected via a wired connection. Each user of the fault tree generation system 100 who owns an information terminal 20 is assigned a unique ID known as a user ID in advance.

この情報端末20は、故障ツリー生成システム100に対してインプットデータを供給する。また、情報端末20は、故障ツリー生成システム100のアウトプットデータを受信する。すなわち、故障ツリー生成システム100の各ユーザは、故障ツリー生成システム100が生成した故障ツリーを含む各種情報を、情報端末20を介して取得することができる。 This information terminal 20 supplies input data to the fault tree generation system 100. The information terminal 20 also receives output data from the fault tree generation system 100. In other words, each user of the fault tree generation system 100 can obtain various information, including the fault tree generated by the fault tree generation system 100, via the information terminal 20.

なお、本実施形態では、図1に示したように、故障ツリー生成システム100が一つの装置からなるものとして説明した。しかしながら、例えば、故障ツリー生成システム100は、複数の装置から構成されていてもよい。 In this embodiment, the fault tree generation system 100 has been described as consisting of one device, as shown in FIG. 1. However, for example, the fault tree generation system 100 may also consist of multiple devices.

また、本実施形態では、図1に示したように、故障ツリー生成システム100が、情報端末20と通信ネットワーク50を介して相互に接続されているものとして説明した。しかしながら、例えば、故障ツリー生成システムは、情報端末20を含んでいてもよい。また、例えば、故障ツリー生成システムは、情報端末20が担う一部または全部の機能を含む形で構成されていてもよい。 Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the fault tree generation system 100 is described as being connected to the information terminal 20 via a communication network 50. However, for example, the fault tree generation system may also include the information terminal 20. Also, for example, the fault tree generation system may be configured to include some or all of the functions performed by the information terminal 20.

また、故障ツリー生成システム100に対して、例えば、各種データを格納するサーバ装置等の他の機器が、通信ネットワーク50を介してさらに接続されていてもよい。 Furthermore, other devices, such as a server device that stores various data, may be connected to the fault tree generation system 100 via the communication network 50.

(故障ツリー生成システム100のハードウェア構成例)
次に、本実施形態に係る故障ツリー生成システム100のハードウェア構成の一例について説明する。
(Example of Hardware Configuration of Fault Tree Generation System 100)
Next, an example of the hardware configuration of the fault tree generation system 100 according to this embodiment will be described.

本実施形態の故障ツリー生成システム100は、前述したように、一台の汎用コンピュータ装置によって実現される。以下の説明は、故障ツリー生成システム100が、一つ以上のプロセッサ110、一つ以上の記憶装置(120、130)、一つ以上のインタフェース装置、およびそれらを連結する有線または無線の通信線を備える一台の汎用コンピュータ装置により実現されているものとして行う。 As described above, the fault tree generation system 100 of this embodiment is realized by a single general-purpose computer device. The following description will be given assuming that the fault tree generation system 100 is realized by a single general-purpose computer device that includes one or more processors 110, one or more storage devices (120, 130), one or more interface devices, and wired or wireless communication lines connecting them.

すなわち、故障ツリー生成システム100は、メモリ120および永続記憶装置130からなる記憶装置と、入力装置140および出力装置150を含むインタフェース装置と、通信装置160と、それらに接続されたプロセッサ110とを有する。 That is, the fault tree generation system 100 has a storage device consisting of a memory 120 and a persistent storage device 130, an interface device including an input device 140 and an output device 150, a communication device 160, and a processor 110 connected to them.

永続記憶装置130は、フラッシュメモリ(Flash Memory)のような不揮発性記憶素子からなる補助記憶デバイスである。永続記憶装置130の具体例としては、SSD(Solid State Drive)やHDD(Hard Disk Drive)等が挙げられる。永続記憶装置130は、少なくとも故障ツリー生成プログラム(不図示)を格納する。故障ツリー生成プログラムは、故障ツリー生成システム100として必要な機能を実装するためのコンピュータプログラムである。この故障ツリー生成プログラムは、例えば、変数に関する各種情報を保持する。 The persistent storage device 130 is an auxiliary storage device made up of non-volatile storage elements such as flash memory. Specific examples of the persistent storage device 130 include a solid state drive (SSD) and a hard disk drive (HDD). The persistent storage device 130 stores at least a fault tree generation program (not shown). The fault tree generation program is a computer program for implementing the functions required by the fault tree generation system 100. This fault tree generation program holds, for example, various information related to variables.

故障ツリー生成プログラムがプロセッサ110により実行されることで、故障ツリーの生成のための各種処理が行われる(詳細後述)。 The fault tree generation program is executed by the processor 110, performing various processes to generate a fault tree (details will be described later).

なお、故障ツリー生成プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えばプログラム配布計算機や計算機が読み取り可能な記録媒体等であってもよい。また、故障ツリー生成プログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。さらに、二つ以上のプログラムが一つの故障ツリー生成プログラムとして実現されてもよいし、一つの故障ツリー生成プログラムが二つ以上のプログラムとして実現されてもよい。 The fault tree generation program may be installed from the program source. The program source may be, for example, a program distribution computer or a computer-readable recording medium. The fault tree generation program may also be composed of device drivers, an operating system, various application programs located at higher levels, and libraries that provide common functions to these programs. Furthermore, two or more programs may be realized as one fault tree generation program, and one fault tree generation program may be realized as two or more programs.

また、永続記憶装置130内には、少なくとも数式に関するデータや不具合情報に関するデータ、変数に関するデータ等が格納される。これらのデータと、各データを格納するデータベースの詳細は後述する。 In addition, the persistent storage device 130 stores at least data related to mathematical formulas, data related to defect information, data related to variables, etc. Details of this data and the databases that store each data will be described later.

メモリ120は、主にRAM(Random Access Memory)のような揮発性記憶素子からなる主記憶デバイスである。メモリ120には、永続記憶装置130から読み込んだ各種情報を表すデータや、情報端末20から取得した各種データが一時的に保持される。 Memory 120 is a primary storage device primarily consisting of volatile memory elements such as RAM (Random Access Memory). Memory 120 temporarily stores data representing various information read from persistent storage device 130 and various data acquired from information terminal 20.

プロセッサ110は、CPU(Central Processing Unit)および各種コプロセッサ(Co-processor)等のプロセッサデバイスである。このプロセッサ110は、故障ツリー生成プログラムをメモリ120に呼び出して実行することにより、故障ツリー生成システム100自体の統括制御を行うとともに、演算処理や判定処理等の各種処理を行う制御部を司る。 The processor 110 is a processor device such as a CPU (Central Processing Unit) and various co-processors. This processor 110 loads the fault tree generation program into memory 120 and executes it, thereby providing overall control of the fault tree generation system 100 itself and also managing the control unit that performs various processes such as calculation processing and judgment processing.

インタフェース装置は、通信ネットワーク50に接続して情報端末20と通信を行う通信インタフェースデバイスと、入力装置140および出力装置150からなるI/Oインタフェースデバイスとを含む。 The interface device includes a communication interface device that connects to the communication network 50 and communicates with the information terminal 20, and an I/O interface device consisting of an input device 140 and an output device 150.

(故障ツリー生成システム100の機能ブロック例)
次に、本実施形態に係る故障ツリー生成システム100が備える各種機能のブロックの一例について説明する。なお、以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
(Example of Functional Blocks of Fault Tree Generation System 100)
Next, an example of blocks of various functions included in the fault tree generation system 100 according to this embodiment will be described. Note that each block described below does not represent a hardware configuration, but represents a functional block.

故障ツリー生成システム100は、制御部、記憶部、ユーザインタフェース部および通信部(いずれも不図示)の各機能ブロックを備えて構成される。 The fault tree generation system 100 is configured with the following functional blocks: a control unit, a memory unit, a user interface unit, and a communication unit (none of which are shown).

制御部は、ユーザインタフェース部が検出したユーザの操作入力、通信部により取得されたデータ、および記憶部が格納している故障ツリー生成プログラムやデータに基づいて各種データ処理を実行する。制御部は、ユーザインタフェース部、通信部および記憶部のインタフェースとしても機能する。 The control unit performs various data processing based on user input detected by the user interface unit, data acquired by the communication unit, and the fault tree generation program and data stored in the memory unit. The control unit also functions as an interface between the user interface unit, communication unit, and memory unit.

制御部は、頂上事象入力部210、数式ベース因果モデル生成部220、数式ベース故障ツリー生成部230、不具合情報ベース因果モデル生成部240、不具合情報ベース因果モデル結合部250、数式解読部260および数式処理部270の各機能ブロックを少なくとも有する。 The control unit has at least the following functional blocks: a top event input unit 210, a mathematical expression-based causal model generation unit 220, a mathematical expression-based fault tree generation unit 230, a malfunction information-based causal model generation unit 240, a malfunction information-based causal model combination unit 250, a mathematical expression interpretation unit 260, and a mathematical expression processing unit 270.

頂上事象入力部210は、故障ツリー生成システム100のユーザが行った頂上事象の入力操作を、通信部または入力部を介して受け付ける処理を実行する。 The top event input unit 210 performs processing to accept top event input operations performed by the user of the fault tree generation system 100 via the communication unit or input unit.

数式ベース因果モデル生成部220は、数式データベース310に格納されている数式について、当該数式の左辺の変数と右辺の変数の関係より、因果関係を生成する処理を実行する。数式ベース因果モデル生成部220によって生成されるこの因果関係を、数式ベース因果モデルと称する。また、数式ベース因果モデル生成部220が数式ベース因果モデルを生成する処理を、数式ベース因果モデル生成処理と称する。数式ベース因果モデル生成処理の詳細は、図9~15に関連して後述する。 The mathematical-formula-based causal model generation unit 220 executes processing to generate causal relationships for mathematical formulas stored in the mathematical formula database 310 based on the relationship between the variables on the left side and the variables on the right side of the formula. The causal relationships generated by the mathematical-formula-based causal model generation unit 220 are referred to as mathematical-formula-based causal models. The processing by which the mathematical-formula-based causal model generation unit 220 generates a mathematical-formula-based causal model is referred to as mathematical-formula-based causal model generation processing. Details of the mathematical-formula-based causal model generation processing will be described later with reference to Figures 9 to 15.

数式ベース故障ツリー生成部230は、頂上事象入力部210が受け付けた頂上事象に関する数式ベース因果モデルを、後述する数式ベース因果モデルデータベース320から取得し、取得した全ての数式ベース因果モデルを組み合わせることによって、数式ベース故障ツリーを生成する処理を実行する。数式ベース故障ツリー生成部230が実行するこの処理を、数式ベース故障ツリー生成処理と称する。数式ベース故障ツリー生成処理の詳細は、図16に関連して後述する。 The mathematical-formula-based fault tree generator 230 obtains mathematical-formula-based causal models for the top events received by the top event input unit 210 from the mathematical-formula-based causal model database 320 (described below), and performs processing to generate a mathematical-formula-based fault tree by combining all of the obtained mathematical-formula-based causal models. This processing performed by the mathematical-formula-based fault tree generator 230 is referred to as the mathematical-formula-based fault tree generation processing. Details of the mathematical-formula-based fault tree generation processing will be described later in relation to FIG. 16.

不具合情報ベース因果モデル生成部240は、後述する不具合情報データベース330に格納されている不具合情報に含まれる不具合の因果関係を自然言語処理によって抽出し、不具合情報ベース因果モデルを生成する処理を実行する。 The defect information-based causal model generation unit 240 uses natural language processing to extract the causal relationships of defects contained in the defect information stored in the defect information database 330 (described below), and performs processing to generate a defect information-based causal model.

不具合情報ベース因果モデル結合部250は、数式ベース故障ツリー生成部230で生成された数式ベース故障ツリーに対して、後述する不具合情報ベース因果モデルデータベース340に蓄積されている不具合ベース因果モデルを結合し、出力する処理を実行する。 The malfunction information-based causal model combining unit 250 combines the mathematical expression-based fault tree generated by the mathematical expression-based fault tree generating unit 230 with the malfunction-based causal models stored in the malfunction information-based causal model database 340 (described below) and outputs the combined results.

数式解読部260は、少なくとも、変数条件を生成する処理を実行する。数式解読部260が実行するこの処理を、変数条件生成処理と称する。変数条件生成処理の詳細は、図19および図20に関連して後述する。 The formula interpretation unit 260 performs at least the process of generating variable conditions. This process performed by the formula interpretation unit 260 is referred to as the variable condition generation process. Details of the variable condition generation process will be described later with reference to Figures 19 and 20.

数式処理部270は、変数条件生成処理で生成された変数条件を使用して、生成した故障ツリーの枝を適宜に削減する処理を実行する。当該処理の詳細は、図19および図21~24に関連して後述する。 The mathematical processing unit 270 uses the variable conditions generated in the variable condition generation process to perform a process to appropriately reduce the branches of the generated fault tree. Details of this process will be described later with reference to Figure 19 and Figures 21 to 24.

制御部は、プロセッサ110を用いて構成され、前述の故障ツリー生成プログラムを永続記憶装置130からメモリ120上に読み出して実行することによって、これらの機能ブロックを実現することができる。なお、プロセッサ110の代わりに、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)等の論理回路を用いて制御部を構成してもよい。また、プロセッサ110と論理回路との組合せによって制御部を構成してもよい。 The control unit is configured using the processor 110, and these functional blocks can be realized by reading the aforementioned fault tree generation program from the persistent storage device 130 onto the memory 120 and executing it. Note that instead of the processor 110, the control unit may also be configured using a logic circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array). The control unit may also be configured by combining the processor 110 with a logic circuit.

記憶部は、例えばメモリ120および永続記憶装置130からなる記憶装置を用いて構成されており、制御部に各種処理命令を供給する故障ツリー生成プログラム、および制御部が実行する処理において用いられる各種情報を表すデータを格納する。 The storage unit is configured using a storage device consisting of, for example, memory 120 and persistent storage device 130, and stores a fault tree generation program that supplies various processing commands to the control unit, as well as data representing various information used in the processing executed by the control unit.

記憶部は、数式データベース310、数式ベース因果モデルデータベース320、不具合情報データベース330、不具合情報ベース因果モデルデータベース340、変数データベース350、変数知識データベース360、表現形式数式データベース370および変数関係データベース380の各機能ブロックを少なくとも有する。 The memory unit has at least the following functional blocks: a mathematical formula database 310, a mathematical formula-based causal model database 320, a defect information database 330, a defect information-based causal model database 340, a variable database 350, a variable knowledge database 360, an expression format mathematical formula database 370, and a variable relation database 380.

数式データベース310は、物理現象に関する数式を格納し、管理するためのデータベースである。 The mathematical formula database 310 is a database for storing and managing mathematical formulas related to physical phenomena.

数式データベース310の構成の一例を図2に示す。数式データベース310は、各数式を一意に識別するための識別子である数式ID毎にレコードを有する。レコードは、この数式IDと、当該数式IDが表す数式の適用対象である製品・部品等(以下、「部品等」と称する)の名称と、当該数式の左辺の変数と、当該数式の右辺の変数と、を表す。すなわち、数式データベース310は、レコード毎に、数式IDと、当該数式IDが表す数式の適用対象、左辺の変数および右辺の変数とを紐付けて記録するものである。 An example of the configuration of the formula database 310 is shown in Figure 2. The formula database 310 has a record for each formula ID, which is an identifier for uniquely identifying each formula. The record represents this formula ID, the name of the product, part, etc. (hereinafter referred to as "part, etc.") to which the formula represented by the formula ID applies, the variables on the left side of the formula, and the variables on the right side of the formula. In other words, the formula database 310 links and records, for each record, the formula ID, the application target of the formula represented by the formula ID, the variables on the left side, and the variables on the right side.

例えば、軸部を円筒部に圧入して締結する部品において、軸部に生じる摩擦力Fは、下記の(式1)によって求められる。 For example, in a part where the shaft is press-fitted into a cylindrical part to fasten it, the friction force F generated in the shaft can be calculated using the following (Equation 1):

図2に示した例によれば、上記の(式1)は、数式データベース310において数式ID「1」が付与されている。また、上記の(式1)に対応する数式データベース310のレコードには、当該数式の適用対象が「軸部と円筒部の締結部品(軸と円筒の締結部品)」であること、当該数式の左辺の変数が「当該部品の軸部の摩擦係数(軸:摩擦力)」であること、当該数式の右辺の変数がそれぞれ「当該部品の円筒部と軸部との間の摩擦係数(円筒と軸間:摩擦係数),当該部品の円筒部と軸部との間に作用する内部圧力(円筒と軸間:内部圧力),当該部品の円筒部と軸部との接合部の面積(接合部:面積),当該部品の円筒部の内径(円筒:内径)」であること、が記録されている。 In the example shown in Figure 2, the above (Equation 1) is assigned the formula ID "1" in the formula database 310. The record in formula database 310 corresponding to the above (Equation 1) also records that the formula applies to a "fastening part between a shaft and a cylindrical part (fastening part between a shaft and a cylinder)," that the variable on the left side of the formula is the "friction coefficient of the shaft part of the part (shaft: friction force)," and that the variables on the right side of the formula are the "friction coefficient between the cylindrical part and the shaft part of the part (between the cylinder and the shaft: friction coefficient), the internal pressure acting between the cylindrical part and the shaft part of the part (between the cylinder and the shaft: internal pressure), the area of the joint between the cylindrical part and the shaft part of the part (joint: area), and the inner diameter of the cylindrical part of the part (cylinder: inner diameter)."

なお、上述したように、数式データベース310のレコードには、左辺および右辺の変数は、「部品:変数」のような形式で、当該数式の適用対象の部品等とのセットで記録される。例えば、「円筒部と軸部との間の摩擦係数」であれば、「円筒と軸間:摩擦係数」のような形で記録される。変数が複数の場合は、「,」で区切って格納される。 As mentioned above, in the records of the formula database 310, the variables on the left and right sides are recorded as a set with the part to which the formula is applied, in a format such as "part: variable." For example, the "coefficient of friction between the cylindrical portion and the shaft portion" is recorded as "between the cylinder and the shaft: coefficient of friction." If there are multiple variables, they are stored separated by ",".

また、円筒部と軸部との間の内部圧力Pは、下記の(式2)によって求められる。 Furthermore, the internal pressure P between the cylindrical portion and the shaft portion can be calculated using the following (Equation 2).

図2に示した例によれば、上記の(式2)は、数式データベース310において数式ID「2」が付与されている。また、上記の(式2)に対応する数式データベース310のレコードには、当該数式の適用対象が「軸部と円筒部の締結部品(軸と円筒の締結部品)」であること、当該数式の左辺の変数が「当該部品の円筒部と軸部との間に作用する内部圧力(円筒と軸間:内部圧力)」であること、当該数式の右辺の変数がそれぞれ「当該部品の円筒部の内径(円筒:内径),当該円筒部の外径(円筒:外径),当該部品の軸部の弾性係数(軸:弾性係数),当該軸部の締めしろ(軸:締めしろ)」であること、が記録されている。 In the example shown in Figure 2, the above (Equation 2) is assigned the formula ID "2" in the formula database 310. The record in formula database 310 corresponding to the above (Equation 2) also records that the formula applies to a "fastening part between a shaft and a cylindrical part (fastening part between a shaft and a cylinder)," that the variable on the left side of the formula is the "internal pressure acting between the cylindrical part and the shaft part of the part (internal pressure between the cylinder and the shaft)," and that the variables on the right side of the formula are the "inner diameter of the cylindrical part of the part (cylinder: inner diameter), outer diameter of the cylindrical part (cylinder: outer diameter), elastic modulus of the shaft part of the part (shaft: elastic modulus), and interference of the shaft part (shaft: interference)."

さらに、当該部品の円筒部と軸部との接合部の面積Aは、下記の(式3)によって求められる。 Furthermore, the area A of the joint between the cylindrical portion and the shaft portion of the part can be calculated using the following (Equation 3).

図2に示した例によれば、上記の(式3)は、数式データベース310において数式ID「3」が付与されている。また、上記の(式3)に対応する数式データベース310のレコードには、当該数式の適用対象が「軸部と円筒部の締結部品(軸と円筒の締結部品)」であること、当該数式の左辺の変数が「当該部品の円筒部と軸部との接合部の面積(接合部:面積)」であること、当該数式の右辺の変数がそれぞれ「当該部品の円筒部の内径(円筒:内径),当該部品の軸部の挿入長さ(軸:挿入長さ)」であること、が記録されている。 In the example shown in Figure 2, the above (Equation 3) is assigned the formula ID "3" in the formula database 310. Furthermore, the record in the formula database 310 corresponding to the above (Equation 3) records that the formula is applied to a "fastening part between a shaft portion and a cylindrical portion (fastening part between a shaft and a cylinder)," that the variable on the left side of the formula is the "area of the joint between the cylindrical portion and the shaft portion of the part (joint: area)," and that the variables on the right side of the formula are the "inner diameter of the cylindrical portion of the part (cylinder: inner diameter) and the insertion length of the shaft portion of the part (shaft: insertion length)."

数式ベース因果モデルデータベース320は、数式ベース因果モデル生成部220によって生成された数式ベース因果モデルを格納し、管理するためのデータベースである。 The mathematical expression-based causal model database 320 is a database for storing and managing mathematical expression-based causal models generated by the mathematical expression-based causal model generation unit 220.

不具合情報データベース330は、不具合情報を管理するためのデータベースである。 The defect information database 330 is a database for managing defect information.

不具合情報ベース因果モデルデータベース340は、不具合情報ベース因果モデル生成部240によって生成された不具合情報ベース因果モデルを格納し、管理するためのデータベースである。 The defect information-based causal model database 340 is a database for storing and managing defect information-based causal models generated by the defect information-based causal model generation unit 240.

変数データベース350は、技術文書から抽出した変数を格納し、管理するためのデータベースである。 The variable database 350 is a database for storing and managing variables extracted from technical documents.

変数データベース350の構成の一例を図3に示す。変数データベース350は、変数を表す記号である変数記号毎にレコードを有する。レコードは、この変数記号と、当該変数記号が表す変数の対象となる現象(以下、「対象現象」と称する)と、を表す。すなわち、変数データベース350は、変数記号と対象現象とを紐付けて記録することにより、当該変数記号が表す変数の対象現象を定義するものである。図3に示した例によれば、変数データベース350には、「T」という変数記号が表す変数の対象現象が「トルク」であることが記録されている。 An example of the configuration of the variable database 350 is shown in Figure 3. The variable database 350 has a record for each variable symbol, which is a symbol that represents a variable. The record represents this variable symbol and the phenomenon that is the target of the variable represented by that variable symbol (hereinafter referred to as the "target phenomenon"). In other words, the variable database 350 defines the target phenomenon of the variable represented by that variable symbol by linking and recording the variable symbol and the target phenomenon. In the example shown in Figure 3, the variable database 350 records that the target phenomenon of the variable represented by the variable symbol "T" is "torque."

変数知識データベース360は、変数に関する各種知識である変数知識を格納し、管理するためのデータベースである。 The variable knowledge database 360 is a database for storing and managing variable knowledge, which is various types of knowledge related to variables.

変数知識データベース360の構成の一例を図4に示す。変数知識データベース360は、対象となる製品や設備等(以下、「製品等」と総称する)毎にレコードを有する。レコードは、対象となる製品等の名称と、当該製品等の部品の名称と、当該部品の部位の名称と、当該部位の大きさを表す数値と、当該数値の単位と、を表す。数値は、最小値および最大値が記録されることによって、数値範囲として記録される。すなわち、変数知識は、物理現象に関わる物理量と、製品等の設計に関わる設計値との少なくともいずれか一つを含む。そして、変数知識データベース360は、対象となる製品等と、当該製品等の部品、当該部品の部位、当該部位の大きさを表す数値および当該数値の単位とを紐付けて記録することにより、変数知識を一元的に管理するものである。図4に示した例によれば、変数知識データベース360には、「風車」の「シャフト」の「直径」が「10cm~100cm」であることが記録されている。 An example of the configuration of the variable knowledge database 360 is shown in Figure 4. The variable knowledge database 360 has a record for each target product, facility, etc. (hereinafter collectively referred to as "product, etc."). The record represents the name of the target product, etc., the name of a part of the product, etc., the name of a portion of the part, a numerical value representing the size of the portion, and the unit of the numerical value. The numerical value is recorded as a numerical range by recording a minimum and maximum value. In other words, variable knowledge includes at least one of a physical quantity related to a physical phenomenon and a design value related to the design of the product, etc. The variable knowledge database 360 centrally manages variable knowledge by linking and recording the target product, etc., the part of the product, etc., the portion of the part, the numerical value representing the size of the portion, and the unit of the numerical value. In the example shown in Figure 4, the variable knowledge database 360 records that the "diameter" of the "shaft" of a "wind turbine" is "10 cm to 100 cm."

表現形式数式データベース370は、各数式の表現形式を管理するためのデータベースである。 The expression format mathematical expression database 370 is a database for managing the expression format of each mathematical expression.

表現形式数式データベース370の構成の一例を図5に示す。表現形式数式データベース370は、数式ID毎にレコードを有する。レコードは、この数式IDと、当該数式IDが表す数式の表現形式(以下、「表現形式数式」と称する)と、を表す。すなわち、表現形式数式データベース370は、数式IDと、当該数式IDが表す数式の表現形式とを紐付けて記録することにより、当該数式についての表現形式を一元的に管理するものである。図5に示した例によれば、表現形式数式データベース370には、数式ID「1」が表す前記の(式1)は、「T = \mu P A \frac{d_1}{2}」という形式によって表現されることが記録されている。 An example of the configuration of the representation format mathematical formula database 370 is shown in Figure 5. The representation format mathematical formula database 370 has a record for each mathematical formula ID. The record represents the mathematical formula ID and the representation format of the mathematical formula represented by that mathematical formula ID (hereinafter referred to as the "representation format mathematical formula"). In other words, the representation format mathematical formula database 370 centrally manages the representation formats of mathematical formulas by linking and recording the mathematical formula ID and the representation format of the mathematical formula represented by that mathematical formula ID. In the example shown in Figure 5, the representation format mathematical formula database 370 records that the above (Formula 1) represented by formula ID "1" is expressed in the format "T = \mu P A \frac{d_1}{2}".

変数関係データベース380は、物理現象に関する各数式の左辺の変数と当該数式の右辺の変数との関係を表す変数関係を格納し、管理するためのデータベースである。 The variable relationship database 380 is a database for storing and managing variable relationships that represent the relationship between the variables on the left side of each mathematical expression related to physical phenomena and the variables on the right side of that mathematical expression.

この変数関係データベース380の構成の一例を図6に示す。変数関係データベース380は、数式ID毎にレコードを有する。レコードは、この数式IDと、当該数式IDが表す数式における左辺の変数を表す変数記号(以下、「左辺変数記号」と称する)と、当該数式の左辺の変数の状態(以下、「左辺変数状態」と称する)と、当該左辺の変数の増加時に当該数式において右辺の変数がとりうる数値の範囲(以下、「左辺変数増加時右辺変数範囲」と称する)と、当該左辺変数状態の場合の当該数式における右辺の変数の状態(以下、「右辺変数状態」と称する)と、当該数式における当該左辺変数状態が故障ツリー生成システム100のユーザの選択操作の対象とされているか否かと、を表す。当該数式における当該左辺変数状態が故障ツリー生成システム100のユーザの選択操作の対象とされている場合には「1」が、選択操作の対象とされていない場合には「0」が、当該レコードにそれぞれ記録される。すなわち、変数関係データベース380は、数式IDと、当該数式IDが表す数式の左辺変数記号、左辺変数状態、左辺変数増加時右辺変数範囲および右辺変数状態と、当該数式における当該左辺変数状態の選択の有無とを紐付けて記録することにより、当該数式における左辺の変数と右辺の変数との関係を一元的に管理するものである。図6に示した例によれば、変数関係データベース380には、数式ID「1」が表す前記の(式1)について、「\mu」という記号で表される左辺の変数が「増加」状態である場合には、右辺の変数も「増加」状態となり、当該左辺の変数の増加時に当該数式において右辺の変数がとりうる数値の範囲は「(-∞~+∞)」であり、当該数式における当該左辺変数状態が故障ツリー生成システム100のユーザの選択操作の対象とされていることが記録されている。 An example of the configuration of this variable relation database 380 is shown in Figure 6. The variable relation database 380 has a record for each formula ID. The record represents the formula ID, a variable symbol (hereinafter referred to as the "left-hand side variable symbol") representing the variable on the left side of the formula represented by the formula ID, the state of the variable on the left side of the formula (hereinafter referred to as the "left-hand side variable state"), the range of values that the variable on the right side of the formula can take when the variable on the left side is increased (hereinafter referred to as the "right-hand side variable range when the variable on the left side is increased"), the state of the variable on the right side of the formula in the left-hand side variable state (hereinafter referred to as the "right-hand side variable state"), and whether or not the left-hand side variable state in the formula is the target of a user selection operation of the fault tree generation system 100. If the left-hand side variable state in the formula is the target of a user selection operation of the fault tree generation system 100, a "1" is recorded in the record, and if it is not the target of a user selection operation, a "0" is recorded. That is, the variable relation database 380 centrally manages the relationship between the left-hand side variable and the right-hand side variable in a formula by linking and recording the formula ID, the left-hand side variable symbol, the left-hand side variable state, the right-hand side variable range when the left-hand side variable is increased, and the right-hand side variable state of the formula represented by the formula ID. According to the example shown in FIG. 6 , for the formula 1 represented by formula ID "1," the variable relation database 380 records that when the left-hand side variable represented by the symbol "\mu" is in the "increasing" state, the right-hand side variable is also in the "increasing" state, the range of values that the right-hand side variable can take in the formula when the left-hand side variable is increased is "(-∞ to +∞)," and the left-hand side variable state in the formula is the target of a user selection operation of the fault tree generation system 100.

また、記憶部は、変数類義語辞書データベースを機能ブロックとして有していてもよい。 The memory unit may also have a variable synonym dictionary database as a functional block.

この変数類義語辞書データベースの構成の一例を図7に示す。変数類義語辞書データベースは、対象現象毎にレコードを有する。レコードは、この対象現象を表す一般的な名称と、当該名称の類義語と、当該名称とその類義語の適用先と、を表す。すなわち、変数類義語辞書データベースは、対象現象の名称と、当該名称の類義語と、当該名称とその類義語の適用先とを紐付けて記録することにより、当該対象現象の名称とその類義語を一元的に管理するものである。図7に示した例によれば、「トルク」という名称で表される対象現象には「摩擦力」という類義語があり、これらの用語が「締結」に対して適用されることが記録されている。 An example of the configuration of this variable synonym dictionary database is shown in Figure 7. The variable synonym dictionary database has a record for each target phenomenon. The record represents a general name for the target phenomenon, synonyms for that name, and applications of that name and synonyms. In other words, the variable synonym dictionary database centrally manages the name of the target phenomenon and its synonyms by linking and recording the name of the target phenomenon, synonyms for that name, and applications of that name and synonyms. In the example shown in Figure 7, the target phenomenon represented by the name "torque" has a synonym "frictional force," and it is recorded that these terms are applied to "fastening."

制御部は、これらの情報を記憶部に読み書きすることで、前述した各種処理を実行することができる。 The control unit can execute the various processes described above by reading and writing this information to the memory unit.

ユーザインタフェース部は、ユーザからの入力操作を受け付けるほか、画像表示や音声出力等、ユーザインタフェースに関する処理を担当する。ユーザインタフェース部は、入力部および出力部の各機能ブロックを有する。入力部は、ユーザからの各種操作を検出する。入力部は、例えばキーボードやポインティングデバイス、タッチパネル等の入力装置140を用いて構成される。出力部は、作成した生産・物流計画を表示装置に表示させるほか、表示装置への各種画面の表示や音声出力等を実行する。出力部は、例えば液晶ディスプレイやタッチスクリーン等の出力装置150を用いて構成される。 The user interface unit accepts input operations from the user and is responsible for user interface-related processing such as image display and audio output. The user interface unit has the functional blocks of an input unit and an output unit. The input unit detects various operations from the user. The input unit is configured using input devices 140 such as a keyboard, pointing device, or touch panel. The output unit displays the created production and logistics plan on a display device, and also displays various screens on the display device and outputs audio. The output unit is configured using output devices 150 such as an LCD display or touch screen.

通信部は、インターネット(通信ネットワーク50の一例)を介して行われる、故障ツリー生成システム100の各ユーザが保有する情報端末20等の他の機器との通信処理を担当する。通信部は、例えばNIC(Network Interface Card)やHBA(Host Bus Adapter)等の通信装置160を用いて構成される。 The communication unit is responsible for communication processing with other devices, such as information terminals 20 owned by each user of the fault tree generation system 100, via the Internet (an example of the communication network 50). The communication unit is configured using a communication device 160, such as a NIC (Network Interface Card) or HBA (Host Bus Adapter).

すなわち、故障ツリー生成システム100の各構成要素は、プロセッサ110、メモリ120や永続記憶装置130といった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線やインタフェース装置を含むハードウェアと、記憶装置(120、130)に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。 In other words, each component of the fault tree generation system 100 is realized by hardware including storage devices such as the processor 110, memory 120, and persistent storage device 130, as well as wired or wireless communication lines and interface devices that connect them, and software stored in the storage devices (120, 130) that supplies processing instructions to the computing units.

本実施形態では、故障ツリー生成システム100の各機能が一台のコンピュータ装置により一体的に実現されているものとして説明した。しかしながら、これらの各機能は相互に接続された複数台のコンピュータ装置またはサーバ装置によって実現されてもよい。また、故障ツリー生成システム100は、ラップトップPC等の汎用コンピュータ装置と、これにインストールされたウェブブラウザとを含む構成であってもよいし、ウェブサーバや各種携帯機器を含む構成であってもよい。 In this embodiment, the functions of the fault tree generation system 100 have been described as being implemented integrally by a single computer device. However, these functions may also be implemented by multiple interconnected computer devices or server devices. Furthermore, the fault tree generation system 100 may be configured to include a general-purpose computer device such as a laptop PC and a web browser installed on it, or may be configured to include a web server and various mobile devices.

また、各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。 Also, the description of each function is an example, and multiple functions may be combined into one function, or one function may be divided into multiple functions.

<因果モデル>
数式ベース因果モデル生成部220は、前述したように、数式データベース310に格納されている数式の左辺の変数と右辺の変数の関係から、数式ベース因果モデルを生成する。
<Causal model>
As described above, the mathematical-expression-based causal model generating section 220 generates a mathematical-expression-based causal model from the relationship between the variables on the left side and the variables on the right side of the mathematical expressions stored in the mathematical expression database 310 .

また、不具合情報ベース因果モデル生成部240は、前述したように、不具合情報データベース330に格納されている不具合情報に含まれる不具合の因果関係を、自然言語処理を用いて抽出し、不具合情報ベース因果モデルを生成する。 In addition, as described above, the defect information-based causal model generation unit 240 uses natural language processing to extract the causal relationships of defects contained in the defect information stored in the defect information database 330, and generates a defect information-based causal model.

ここで、因果モデルとは、因果関係をモデル化したものである。 Here, a causal model is a model of causal relationships.

図8に因果モデルの構成の一例を示す。 Figure 8 shows an example of the configuration of a causal model.

因果を構成する個々の要素801は、部品802と現象803で構成される。これらの各要素が、因果の順に、数珠繋ぎとなって表現される。図8に示した例によれば、右の要素によって、左の要素が引き起こされる。 Each element 801 that makes up the causal chain is made up of a part 802 and a phenomenon 803. These elements are expressed as a chain in the order of causality. In the example shown in Figure 8, the element on the right causes the element on the left.

要素同士を繋ぐ関係として、AND条件804とOR条件805がある。AND条件804は、繋がれた要素が全て発生した場合に、右の要素が引き起こされることを表す。他方、OR条件805は、繋がれた要素のどれか一つでも発生した場合に、右の要素が引き起こされることを表す。 The relationships connecting elements include AND condition 804 and OR condition 805. AND condition 804 indicates that the element to the right is triggered when all of the connected elements occur. On the other hand, OR condition 805 indicates that the element to the right is triggered when any one of the connected elements occurs.

図8に例示した因果モデルは、部品D808に現象D809が発生することによって、もしくは、部品E810に現象E811が発生することによって、部品B806に現象B807が発生することを表している。 The causal model illustrated in Figure 8 shows that phenomenon B807 occurs in part B806 when phenomenon D809 occurs in part D808, or when phenomenon E811 occurs in part E810.

また、図8に例示した因果モデルは、部品B806に現象B807が発生し、かつ、部品C812に現象C813が発生することによって、部品A802に現象A803が発生することを表している。 The causal model illustrated in Figure 8 also shows that phenomenon B807 occurs in part B806, and phenomenon C813 occurs in part C812, which causes phenomenon A803 to occur in part A802.

このように、数式から生成した因果モデルを数式ベース因果モデルと称する。他方、不具合情報に記載の不具合の因果関係から生成した因果モデルを、不具合情報ベース因果モデルと称する。 A causal model generated from a mathematical formula in this way is called a mathematical formula-based causal model. On the other hand, a causal model generated from the causal relationships of defects described in defect information is called a defect information-based causal model.

<数式ベース因果モデル生成処理>
次に、本実施形態に係る故障ツリー生成システム100で実行される数式ベース因果モデル生成処理について、図9~15を参照しつつ説明する。
<Mathematical formula-based causal model generation process>
Next, the mathematical expression-based causal model generation process executed by the fault tree generation system 100 according to this embodiment will be described with reference to FIGS.

図9は、本実施形態で行われる数式ベース因果モデル生成処理の流れの一例を示したフローチャート900である。 Figure 9 is a flowchart 900 showing an example of the flow of the mathematical expression-based causal model generation process performed in this embodiment.

ステップS901において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式ベース因果モデル生成部220により、左辺の変数の不適を不具合事象とし、さらに、その要因として、左辺の変数大と変数小の要素を生成する処理を実行する。例えば、下記の(式4)においては、図10に例示したように、左辺の変数「部品A:変数A」に対して「不適」の文字列を追加して、「部品A:変数A不適」1001のようにする。 In step S901, the control unit of the fault tree generation system 100 uses the mathematical-based causal model generation unit 220 to determine that the inadequacy of the variable on the left side is a malfunction event, and further executes processing to generate elements of the large and small variables on the left side as its causes. For example, in the following (Equation 4), as shown in Figure 10, the string "inappropriate" is added to the variable "Part A: Variable A" on the left side, resulting in "Part A: Variable A inappropriate" 1001.

部品A:変数A=f(部品B1:変数B1,部品B2:変数B2,・・・,部品Bn:変数Bn)・・・(式4) Part A: Variable A = f (Part B1: Variable B1, Part B2: Variable B2, ..., Part Bn: Variable Bn) ... (Equation 4)

上記の(式4)において、各変数は、「部品:変数」の形式で表現される。例えば、前記の(式1)の左辺は「軸:摩擦力」のような形で表現される。変数には、製品が正常に動作する範囲があり、その範囲を超えると、製品に不具合が生じる。正常の範囲を超える場合としては、変数を正常の範囲よりも大きくなる場合と、小さくなる場合とがある。このような理由から、「部品A:変数A不適」1001の要因として、「部品A:変数A」に対して「大」または「小」の文字列を追加して、「部品A:変数A大」1002、「部品A:変数A小」1003の要素を生成する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS901における処理が完了すると、ステップS902に進む。 In the above (Equation 4), each variable is expressed in the format "part: variable". For example, the left side of the above (Equation 1) is expressed in the format "shaft: frictional force". Variables have a range within which the product operates normally, and if this range is exceeded, the product will malfunction. Exceeding the normal range can occur when the variable becomes larger or smaller than the normal range. For this reason, the string "large" or "small" is added to "Part A: Variable A" as a cause of "Part A: Variable A unsuitable" 1001, generating the elements "Part A: Variable A large" 1002 and "Part A: Variable A small" 1003. After completing the processing in step S901, the control unit of the fault tree generation system 100 proceeds to step S902.

ステップS902において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式ベース因果モデル生成部220により、ステップS901で生成した左辺の変数大、変数小の要因を、右辺の変数が不適となった場合と考え、右辺の変数不適を要素として生成する処理を実行する。例えば、上記の(式4)の場合では、図11に例示したように、ステップS901で生成した「部品A:変数A大」1002、「部品A:変数A小」1003に対して、それぞれ「部品B1:変数B1不適」1104、「部品B2:変数B2不適」1105、・・・、「部品Bn:変数Bn不適」1106を追加する。なお、図11に示した例においては、「部品A:変数A小」1003に対して追加した「部品B1:変数B1不適」1104、「部品B2:変数B2不適」1105、・・・、「部品Bn:変数Bn不適」1106の図示が省略されている。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS902における処理が完了すると、ステップS903に進む。 In step S902, the control unit of the fault tree generation system 100 executes a process in which the mathematical-based causal model generation unit 220 generates a model in which the large and small variables on the left side generated in step S901 are considered to be the causes of the variable on the right side becoming inappropriate, and the inappropriate variable on the right side is used as an element. For example, in the case of the above (Equation 4), as illustrated in Figure 11, "Component A: Large Variable A" 1002 and "Component A: Small Variable A" 1003 generated in step S901 are respectively added with "Component B1: Inappropriate Variable B1" 1104, "Component B2: Inappropriate Variable B2" 1105, ..., and "Component Bn: Inappropriate Variable Bn" 1106. Note that in the example shown in Figure 11, "Component B1: Variable B1 Unsuitable" 1104, "Component B2: Variable B2 Unsuitable" 1105, ..., "Component Bn: Variable Bn Unsuitable" 1106, which were added to "Component A: Variable A Small" 1003, are not shown. When the control unit of the fault tree generation system 100 completes the processing in step S902, it proceeds to step S903.

ステップS903において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式ベース因果モデル生成部220により、ステップS902で生成した右辺の変数不適の要因として、右辺の変数大と変数小の要素を生成する処理を実行する。これは、ステップS901と同様に、変数には製品が正常に動作する範囲があり、その範囲を超えると、製品に不具合が生じ、正常の範囲を超える場合としては、変数を正常の範囲よりも大きくなる場合と小さくなる場合があるという考え方に基づく。例えば、上記の(式4)の場合では、図12に例示したように、ステップS902で生成した「部品B1:変数B1不適」1104、「部品B2:変数B2不適」1105、・・・、「部品Bn:変数Bn不適」1106に対して、「部品B1:変数B1大」1201、「部品B1:変数B1小」1202を追加する。なお、図12では図示を省略しているが、「部品A:変数A小」に対しても、「部品A:変数A大」と同じ要因が追加される。これにより、故障ツリー生成システム100は、数式ベース因果モデルを生成することができる。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS903における処理が完了すると、図9のフローチャート900に示す数式ベース因果モデル生成処理を終了する。 In step S903, the control unit of the fault tree generation system 100 executes a process in which the mathematical-based causal model generation unit 220 generates elements for the large and small variables on the right-hand side as factors contributing to the variable incompatibility on the right-hand side generated in step S902. As with step S901, this is based on the idea that variables have a range within which a product operates normally, and that exceeding this range will cause a product malfunction. Exceeding the normal range can mean that the variable is larger or smaller than the normal range. For example, in the case of the above (Equation 4), as illustrated in Figure 12, "Component B1: Large Variable B1" 1201 and "Component B1: Small Variable B1" 1202 are added to "Component B1: Variable B1 Incompatibility" 1104, "Component B2: Variable B2 Incompatibility" 1105, ..., and "Component Bn: Variable Bn Incompatibility" 1106 generated in step S902. Although not shown in FIG. 12, the same factors as those for "Component A: Variable A Large" are also added to "Component A: Variable A Small." This allows the fault tree generation system 100 to generate a mathematical-formula-based causal model. Upon completing the processing in step S903, the control unit of the fault tree generation system 100 terminates the mathematical-formula-based causal model generation processing shown in flowchart 900 of FIG. 9.

このように、数式ベース因果モデル生成部220は、上記のステップS901~S903によって、前述したように、数式データベース310に格納されている数式の左辺の変数と右辺の変数の関係より、数式ベース因果モデルを生成する。すなわち、数式ベース因果モデル生成部220は、左辺の変数と右辺の変数があれば、上記のステップS901~S903によって、数式ベース因果モデルを生成することができる。そこで、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式ベース因果モデル生成部220により、図2に例示した数式データベース310のテーブルの「左辺の変数」欄と「右辺の変数」欄とからそれぞれ変数を取得して、数式ベース因果モデルを生成する。例えば、前記の(式1)について因果モデルを生成する場合には、左辺の変数として「軸:摩擦力」を、右辺の変数として「円筒と軸間:摩擦係数,円筒と軸間:内部圧力,接合部:面積,円筒:内径」をそれぞれ取得して、数式ベース因果モデルを生成する。 In this way, the mathematical-formula-based causal model generation unit 220 generates a mathematical-formula-based causal model from the relationship between the variables on the left side and the variables on the right side of the mathematical formula stored in the mathematical formula database 310, as described above, through steps S901 to S903. In other words, if there are variables on the left side and the right side, the mathematical-formula-based causal model generation unit 220 can generate a mathematical-formula-based causal model through steps S901 to S903. Therefore, the control unit of the fault tree generation system 100 generates a mathematical-formula-based causal model by using the mathematical-formula-based causal model generation unit 220 to obtain variables from the "Variables on the Left Side" and "Variables on the Right Side" columns of the table in the mathematical formula database 310 shown in FIG. 2. For example, when generating a causal model for the above (Equation 1), the left-hand side variable is "axis: friction force," and the right-hand side variables are "cylinder and axis: friction coefficient, cylinder and axis: internal pressure, joint: area, cylinder: inner diameter," and a mathematical formula-based causal model is generated.

前記の(式1)を元に数式ベース因果モデル生成部220が生成した数式ベース因果モデルの一例を、図13に示す。同様に、前記の(式2)を元に数式ベース因果モデル生成部220が生成した数式ベース因果モデルの一例を図14に、前記の(式3)を元に数式ベース因果モデル生成部220が生成した数式ベース因果モデルの一例を図15に、それぞれ示す。数式ベース因果モデル生成部220によって生成された数式ベース因果モデルは、数式ベース因果モデルデータベース320に格納される。 Figure 13 shows an example of a mathematical-formula-based causal model generated by the mathematical-formula-based causal model generation unit 220 based on the above (Equation 1). Similarly, Figure 14 shows an example of a mathematical-formula-based causal model generated by the mathematical-formula-based causal model generation unit 220 based on the above (Equation 2), and Figure 15 shows an example of a mathematical-formula-based causal model generated by the mathematical-formula-based causal model generation unit 220 based on the above (Equation 3). The mathematical-formula-based causal model generated by the mathematical-formula-based causal model generation unit 220 is stored in the mathematical-formula-based causal model database 320.

<数式ベース故障ツリー生成処理>
次に、本実施形態に係る故障ツリー生成システム100で実行される数式ベース故障ツリー生成処理について説明する。
<Formula-based fault tree generation process>
Next, the mathematical expression-based fault tree generation process executed by the fault tree generation system 100 according to this embodiment will be described.

まず、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式ベース故障ツリー生成部230により、頂上事象入力部210にて受け付けた頂上事象に関する数式ベース因果モデルを数式ベース因果モデルデータベース320から抽出する処理を実行する。例えば、「軸:摩擦力不適」を頂上事象とする入力操作を故障ツリー生成システム100のユーザから受け付けた場合、数式ベース因果モデルデータベース320を検索して、「軸:摩擦力不適」を含む数式ベース因果モデルを数式ベース因果モデルデータベース320から抽出する。これにより、検索結果として、前記の(式1)を元に生成した、図6に例示した数式ベース因果モデルが抽出される。 First, the control unit of the fault tree generation system 100 executes processing in which the mathematical-based fault tree generation unit 230 extracts, from the mathematical-based causal model database 320, a mathematical-based causal model related to the top event received by the top event input unit 210. For example, when an input operation specifying "axis: inadequate friction force" as the top event is received from the user of the fault tree generation system 100, the mathematical-based causal model database 320 is searched and a mathematical-based causal model including "axis: inadequate friction force" is extracted from the mathematical-based causal model database 320. As a result, the mathematical-based causal model illustrated in Figure 6, which was generated based on the above-mentioned (Equation 1), is extracted as a search result.

次に、故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS1601で抽出された数式ベース因果モデルの個々の要素を含む数式ベース因果モデルを、数式ベース因果モデルデータベース320から検索する処理を実行する。例えば、前記の(式1)を元に生成した数式ベース因果モデルの要素の一つである「円筒と軸間:内部圧力大」で検索した場合、検索結果として、前記の(式2)を元に生成した、図7に例示した数式ベース因果モデルが抽出される。同様に、前記の(式1)を元に生成した数式ベース因果モデルの要素の一つである「接合部:面積大」で検索した場合、検索結果として、前記の(式3)を元に生成した、図8に例示した数式ベース因果モデルが抽出される。 Next, the control unit of the fault tree generation system 100 executes a process of searching the mathematical-formula-based causal model database 320 for mathematical-formula-based causal models that include the individual elements of the mathematical-formula-based causal model extracted in step S1601. For example, when a search is performed for "Between cylinder and shaft: large internal pressure," which is one of the elements of the mathematical-formula-based causal model generated based on (Equation 1) above, the mathematical-formula-based causal model illustrated in FIG. 7, which was generated based on (Equation 2) above, is extracted as a search result. Similarly, when a search is performed for "Joint: large area," which is one of the elements of the mathematical-formula-based causal model generated based on (Equation 1) above, the mathematical-formula-based causal model illustrated in FIG. 8, which was generated based on (Equation 3) above, is extracted as a search result.

さらに、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式ベース故障ツリー生成部230により、これらヒットした数式ベース因果モデルを、前記の(式1)を元に生成した数式ベース因果モデルに組み合わせる。さらに組み合わせた数式ベース因果モデルの個々の要素で検索し、ヒットしたら組み合わせる。このような処理を繰り返し行い、生成されたものを数式ベース故障ツリーと称する。数式ベース故障ツリー生成処理によって生成された数式ベース故障ツリーの一例を図16に示す。また、前記の(式1)と、前記の(式1)に基づいて生成された、図16に例示した数式ベース故障ツリーとの対応関係を図17に示す。このようにして、故障ツリー生成システム100は、頂上事象に対して漏れなくかつ重複なく故障ツリーを生成できる。 The control unit of the fault tree generation system 100 then uses the mathematical-based fault tree generation unit 230 to combine these matched mathematical-based causal models with the mathematical-based causal model generated based on the above-mentioned (Equation 1). It then searches for each element of the combined mathematical-based causal model, and combines any matches. This process is repeated and generated, and this is called a mathematical-based fault tree. Figure 16 shows an example of a mathematical-based fault tree generated by the mathematical-based fault tree generation process. Figure 17 also shows the correspondence between the above-mentioned (Equation 1) and the mathematical-based fault tree generated based on the above-mentioned (Equation 1), as shown in Figure 16. In this way, the fault tree generation system 100 can generate fault trees for all top events without omissions or duplications.

なお、故障ツリー生成システム100が、生成された故障ツリーの各要素に対して、スコアを算出し、表示するとしてもよい。また、然様な場合において、故障ツリー生成システム100が、スコアの低い要素に対して、グレー表示もしくは非表示にするとしてもよい。スコアの求め方としては、下記の二通りの方法がある。 The fault tree generation system 100 may calculate and display a score for each element of the generated fault tree. In such cases, the fault tree generation system 100 may gray out or hide elements with low scores. There are two ways to calculate the score:

一つ目は、数式を利用する方法である。前述したように、前記の(式1)を元に数式ベース因果モデルを生成すると、図6に例示したようになる。「軸:摩擦係数大」の要因として、最終的に「円筒と軸間:摩擦係数大」「円筒と軸間:摩擦係数小」の二つの要素が生成される。前記の(式1)では、右辺の変数「円筒と軸間:摩擦係数」が増えると、左辺の変数「軸:摩擦係数」は増える。逆に、右辺の変数「円筒と軸間:摩擦係数」が減ると、左辺の変数「軸:摩擦係数」は減る。つまり、「軸:摩擦係数大」の要因としては、「円筒と軸間:摩擦係数大」の方が妥当であり、「円筒と軸間:摩擦係数大」の方が、スコアが高い。このように、右辺の変数を変化させたときの左辺の影響から、スコアを算出する。 The first method is to use a formula. As mentioned above, when a formula-based causal model is generated based on the above (Formula 1), an example is shown in Figure 6. Two factors are ultimately generated as factors contributing to "shaft: large friction coefficient", namely "cylinder and shaft: large friction coefficient" and "cylinder and shaft: small friction coefficient". In the above (Formula 1), when the variable on the right-hand side, "cylinder and shaft: friction coefficient", increases, the variable on the left-hand side, "shaft: friction coefficient", increases. Conversely, when the variable on the right-hand side, "cylinder and shaft: friction coefficient", decreases, the variable on the left-hand side, "shaft: friction coefficient", decreases. In other words, "cylinder and shaft: large friction coefficient" is a more appropriate factor contributing to "shaft: large friction coefficient", and "cylinder and shaft: large friction coefficient" has a higher score. In this way, the score is calculated from the effect on the left-hand side when the variable on the right-hand side is changed.

二つ目は、過去の実績、つまり、過去の不具合情報を利用する方法である。具体的には、故障ツリーにおける不具合事象とその要因の候補となる事象とが同時に記載される不具合情報の件数でスコアを算出する方法である。例えば、「軸:摩擦係数大」と「円筒と軸間:摩擦係数大」の両方が記載された不具合情報の件数と、「軸:摩擦係数大」と「円筒と軸間:摩擦係数小」の両方が記載された不具合情報の件数を、不具合情報データベース330を検索し求める。「軸:摩擦係数大」と「円筒と軸間:摩擦係数大」との両方が記載された不具合情報の件数が多いということは、「軸:摩擦係数大」の要因として、「円筒と軸間:摩擦係数大」の方が妥当、確からしいといえるためである。 The second method is to use past performance, that is, past defect information. Specifically, this method calculates the score based on the number of defect information items in which a defect event in the fault tree and an event that is a candidate for its cause are both listed. For example, the defect information database 330 is searched to find the number of defect information items in which both "shaft: large friction coefficient" and "cylinder and shaft: large friction coefficient" are listed, and the number of defect information items in which both "shaft: large friction coefficient" and "cylinder and shaft: small friction coefficient" are listed. If there are a large number of defect information items in which both "shaft: large friction coefficient" and "cylinder and shaft: large friction coefficient" are listed, this means that "cylinder and shaft: large friction coefficient" is more likely and valid as a cause of "shaft: large friction coefficient".

<数式解読部および数式処理部の概要>
本実施形態に係る故障ツリー生成システム100は、数式解読部260および数式処理部270がそれぞれ実行する処理によって、図18に例示したように、生成した故障ツリーの枝を、適宜に削減することができる。これにより、故障ツリー生成システム100は、故障等の原因候補が漏れなくかつ重複なく抽出されていながら、故障ツリー生成システム100のユーザが、不具合発生時の原因究明作業や、設計時の検討作業を効率よく行うことが可能な故障ツリーを生成することができる。図18は、図17に例示した故障ツリーの枝が、数式解読部260および数式処理部270が実行する当該処理の結果、適宜に削減された様子を示している。そこで、次に、数式解読部260および数式処理部270の概要について、図19~24を参照しつつ、以下で説明する。
<Outline of the Formula Decoding Unit and Formula Processing Unit>
The fault tree generation system 100 according to this embodiment can appropriately reduce the branches of the generated fault tree as illustrated in Fig. 18 by the processes executed by the mathematical formula interpretation unit 260 and the mathematical formula processing unit 270, respectively. As a result, the fault tree generation system 100 can generate a fault tree that extracts all possible causes of failures and other issues without omissions or duplications, and that enables the user of the fault tree generation system 100 to efficiently investigate the cause of a malfunction or perform design-time examinations. Fig. 18 shows how the branches of the fault tree illustrated in Fig. 17 are appropriately reduced as a result of the processes executed by the mathematical formula interpretation unit 260 and the mathematical formula processing unit 270. Next, an overview of the mathematical formula interpretation unit 260 and the mathematical formula processing unit 270 will be described below with reference to Figs. 19 to 24.

図19は、数式解読部260および数式処理部270の一例を概略的に示す図である。 Figure 19 is a diagram showing an example of the mathematical formula decoding unit 260 and the mathematical formula processing unit 270.

図19に示したように、故障ツリー生成システム100は、数式解読部260が行う変数条件生成処理(図20に関連して詳細後述)と、数式処理部270が行う処理(図21に関連して詳細後述)とを、この順に実行することによって、生成した故障ツリーの枝を適宜に削減する。その際、数式解読部260は、図19に例示したように、故障ツリー生成システム100のユーザから入力操作を受け付けた対象装置、部品、現象および数式IDと、選択操作を受け付けた変数とを入力データとして、変数条件生成処理を実行する。なお、故障ツリー生成システム100においては、図19に例示したように、ユーザが数式IDを指定して対応する数式を数式データベース310から読み込む方法によって数式の入力操作を行うことができるのに加えて、所定の入力欄に対して当該数式の入力操作を直接受け付けることもできる。また、故障ツリー生成システム100においては、数式の入力操作を直接受け付ける場合、当該数式の記法は、図19に例示したように、表現形式数式であってもよいし、シミュレーション形式数式であってもよいし、さらに別の記法によって表現されていてもよい。 As shown in FIG. 19, the fault tree generation system 100 appropriately reduces the branches of the generated fault tree by sequentially executing the variable condition generation process performed by the formula interpretation unit 260 (described in detail below in relation to FIG. 20) and the process performed by the formula processing unit 270 (described in detail below in relation to FIG. 21). In this process, the formula interpretation unit 260 executes the variable condition generation process using the target device, component, phenomenon, and formula ID entered by the user of the fault tree generation system 100, and the variables selected, as input data, as shown in FIG. 19. In addition, the fault tree generation system 100 allows the user to enter a formula by specifying a formula ID and reading the corresponding formula from the formula database 310, as shown in FIG. 19. It is also possible to directly enter the formula into a specified input field. Furthermore, when the fault tree generation system 100 directly accepts input of a mathematical formula, the notation of the mathematical formula may be a representation-style formula, as shown in FIG. 19, a simulation-style formula, or even a formula expressed in another style.

(数式解読部260の変数条件生成処理)
図20は、数式解読部260が実行する変数条件生成処理の流れの一例を示すフローチャート2000である。
(Variable Condition Generation Process of the Formula Decoding Unit 260)
FIG. 20 is a flowchart 2000 showing an example of the flow of the variable condition generation process executed by the mathematical expression decoding unit 260.

ステップS2001において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式解読部260により、ユーザから入力操作を受け付けた数式の文字に対して先頭から順に変数データベース350に格納されている変数データを照合して、当該数式について変数リストを作成する処理を実行する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2001における処理が完了すると、ステップS2002に進む。 In step S2001, the control unit of the fault tree generation system 100 executes a process in which the formula interpretation unit 260 compares the characters of the formula entered by the user with the variable data stored in the variable database 350, starting from the beginning, and creates a variable list for the formula. When the control unit of the fault tree generation system 100 completes the process in step S2001, it proceeds to step S2002.

ステップS2002において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式解読部260により、ステップS2001で生成した変数リストに含まれる変数で変数知識データベース360を検索し、故障ツリー生成システム100のユーザから入力操作を受け付けた対象装置等および部品に係る条件と対応関係にあるレコードの数値および単位を取得して、数値リストを作成する処理を実行する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2002における処理が完了すると、ステップS2003に進む。 In step S2002, the control unit of the fault tree generation system 100 causes the formula interpretation unit 260 to search the variable knowledge database 360 for the variables included in the variable list generated in step S2001, obtain the numerical values and units of the records that correspond to the conditions related to the target devices, etc. and components input by the user of the fault tree generation system 100, and executes processing to create a numerical value list. When the control unit of the fault tree generation system 100 completes the processing in step S2002, it proceeds to step S2003.

ステップS2003において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式解読部260により、ステップS2002で作成した数値リストについて、同じ種類の単位(長さ、重さ等)のべき乗を揃える倍数リストを計算する処理を実行する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2003における処理が完了すると、ステップS2004に進む。 In step S2003, the control unit of the fault tree generation system 100 executes a process in which the formula interpretation unit 260 calculates a list of multiples that aligns the powers of the same type of unit (length, weight, etc.) for the numerical value list created in step S2002. After completing the process in step S2003, the control unit of the fault tree generation system 100 proceeds to step S2004.

ステップS2004において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式解読部260により、ステップS2002で作成した数値リストの数値に対して、ステップS2003で計算した倍数リストの値を乗算する処理を実行する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2004における処理が完了すると、ステップS2005に進む。 In step S2004, the control unit of the fault tree generation system 100 causes the formula interpretation unit 260 to execute a process of multiplying the values in the number list created in step S2002 by the values in the multiple list calculated in step S2003. After completing the process in step S2004, the control unit of the fault tree generation system 100 proceeds to step S2005.

ステップS2005において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式解読部260により、数式の全変数に対して、数値の幅の最小値、中間値、最大値を変数条件として出力する処理を実行する。これにより、当該数式について変数条件が生成される。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2005における処理が完了すると、図20のフローチャート2000に示す変数条件生成処理を終了する。 In step S2005, the control unit of the fault tree generation system 100 causes the formula interpretation unit 260 to execute a process of outputting the minimum, median, and maximum values of the numerical range for all variables in the formula as variable conditions. This generates variable conditions for the formula. Upon completing the process in step S2005, the control unit of the fault tree generation system 100 terminates the variable condition generation process shown in flowchart 2000 of FIG. 20.

(数式処理部270)
図21は、数式処理部270が実行する処理の流れの一例を示すフローチャート2100である。
(Mathematical formula processing unit 270)
FIG. 21 is a flowchart 2100 showing an example of the flow of processing executed by the mathematical-formula processing unit 270.

ステップS2101において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式処理部270により、入力部または選択部を介して受け付けたユーザの選択操作に応じて、変数候補を一つ選択する処理を実行する。なお、故障ツリー生成システム100は、図22および図23に例示した数式処理部270の設定ユーザインタフェース(2200、2300)を当該ユーザが保有する情報端末20の表示装置または故障ツリー生成システム100の出力装置150に表示させて、当該ユーザの選択操作および/または入力操作の受付を行う。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2101における処理が完了すると、ステップS2102に進む。 In step S2101, the control unit of the fault tree generation system 100 executes processing to select one variable candidate using the mathematical processing unit 270 in response to a user selection operation received via the input unit or selection unit. The fault tree generation system 100 displays the setting user interface (2200, 2300) of the mathematical processing unit 270 illustrated in Figures 22 and 23 on the display device of the information terminal 20 held by the user or on the output device 150 of the fault tree generation system 100, and receives the user's selection operation and/or input operation. When the control unit of the fault tree generation system 100 completes the processing in step S2101, it proceeds to step S2102.

ステップS2102において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式処理部270により、他の変数の変数条件の組み合わせリストを作成する処理を実行する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2102における処理が完了すると、ステップS2103に進む。 In step S2102, the control unit of the fault tree generation system 100 executes processing to create a list of combinations of variable conditions for other variables using the mathematical processing unit 270. When the processing in step S2102 is completed, the control unit of the fault tree generation system 100 proceeds to step S2103.

ステップS2103において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式処理部270により、ステップS2102で作成した組み合わせリストのレコードを一つ選択する処理を実行する。なお、故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2103~S2107の各処理を、当該組み合わせリストのレコード毎に繰り返し実行する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2103における処理が完了すると、ステップS2104に進む。 In step S2103, the control unit of the fault tree generation system 100 executes a process in which the mathematical processing unit 270 selects one record from the combination list created in step S2102. The control unit of the fault tree generation system 100 repeatedly executes the processes of steps S2103 to S2107 for each record in the combination list. When the control unit of the fault tree generation system 100 completes the process in step S2103, it proceeds to step S2104.

ステップS2104において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式処理部270により、当該数式の左辺の変数の変数条件を当該数式に適用した式を計算する。例えば、当該数式の左辺の変数が≧0のとき、当該数式の右辺が≧0であるものとして計算する。そして、当該計算処理によって得られた結果について、極値の条件や新たな変数条件を取得する処理を実行する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2104における処理が完了すると、ステップS2105に進む。 In step S2104, the control unit of the fault tree generation system 100 uses the mathematical processing unit 270 to calculate an equation in which the variable condition of the variable on the left side of the equation is applied to the equation. For example, when the variable on the left side of the equation is ≧0, the calculation is performed assuming that the right side of the equation is ≧0. Then, for the results obtained by this calculation process, processing is performed to obtain extreme value conditions and new variable conditions. When the processing in step S2104 is completed, the control unit of the fault tree generation system 100 proceeds to step S2105.

ステップS2105において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式処理部270により、変数条件と、直前に得た変数条件とを組み合わせた変数条件を生成する処理を実行する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2105における処理が完了すると、ステップS2106に進む。 In step S2105, the control unit of the fault tree generation system 100 executes processing by the mathematical processing unit 270 to generate a variable condition that combines the variable condition and the previously obtained variable condition. When the processing in step S2105 is completed, the control unit of the fault tree generation system 100 proceeds to step S2106.

ステップS2106において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式処理部270により、当該数式の微分と、シミュレーションとを行う処理を実行する。具体的には、当該数式を微分し、微分した関数が0となる条件を計算して極値の有無を調べて、変数条件でシミュレーションを実行する。故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2106における処理が完了すると、ステップS2107に進む。 In step S2106, the control unit of the fault tree generation system 100 causes the mathematical processing unit 270 to differentiate the mathematical expression and perform a simulation. Specifically, the mathematical expression is differentiated, the conditions under which the differentiated function becomes 0 are calculated, the presence or absence of extreme values is checked, and a simulation is performed using the variable conditions. When the control unit of the fault tree generation system 100 completes the processing in step S2106, it proceeds to step S2107.

ステップS2107において、故障ツリー生成システム100の制御部は、数式処理部270により、ステップS2106で実行したシミュレーションの結果について正負判定を行い、その結果を増減関係リストに記録する処理を実行する。 In step S2107, the control unit of the fault tree generation system 100 performs a process in which the mathematical processing unit 270 determines whether the results of the simulation performed in step S2106 are positive or negative, and records the results in the increase/decrease relationship list.

なお、故障ツリー生成システム100の制御部は、ステップS2103~S2107の各処理を、当該組み合わせリストのレコード毎に繰り返し実行する。当該組み合わせリストの全てのレコードについてステップS2103~S2107の各処理を実行し、ステップS2107における処理が完了すると、再びステップS2101へと戻り、全ての変数候補について、ステップS2101~ステップS2107の処理を繰り返し実行する。すなわち、故障ツリー生成システム100の制御部は、当該数式の右辺の全ての変数に対して実行するまでステップS2101~ステップS2107の処理を繰り返す。全ての変数候補についてステップS2101~ステップS2107の各処理を実行し、ステップS2107における処理が完了すると、故障ツリー生成システム100の制御部は、図21のフローチャート2100に示す処理を終了する。 The control unit of the fault tree generation system 100 repeatedly executes the processes of steps S2103 to S2107 for each record in the combination list. After executing the processes of steps S2103 to S2107 for all records in the combination list and completing the process of step S2107, the process returns to step S2101 and repeatedly executes the processes of steps S2101 to S2107 for all variable candidates. In other words, the control unit of the fault tree generation system 100 repeats the processes of steps S2101 to S2107 until they have been executed for all variables on the right-hand side of the equation. After executing the processes of steps S2101 to S2107 for all variable candidates and completing the process of step S2107, the control unit of the fault tree generation system 100 ends the process shown in flowchart 2100 of FIG. 21.

これにより、故障ツリー生成システム100は、図24に例示したように、生成した故障ツリーの枝を適宜に削減することができる。なお、故障ツリー生成システム100は、このようにして、故障等の原因候補が漏れなくかつ重複なく抽出された形で故障ツリーを生成したうえで、当該故障ツリーの枝を適宜に削減してユーザに提示するが、その際に、初めから枝を適宜に削減した状態の故障ツリーをユーザに提示してもよいし、枝を適宜に削減する前と削減した後との両方の状態の故障ツリーを比較可能な形でユーザに提示してもよい。 As a result, the fault tree generation system 100 can appropriately reduce the branches of the generated fault tree, as shown in the example in Figure 24. In this way, the fault tree generation system 100 generates a fault tree in which all possible causes of failures, etc. are extracted without omission or duplication, and then appropriately reduces the branches of the fault tree and presents it to the user. At this time, the fault tree may be presented to the user from the beginning in a state where the branches have been appropriately reduced, or the fault tree may be presented to the user in a form that allows comparison between the states before and after the branches have been appropriately reduced.

<変数知識データベース360の構築方法>
次に、図4に関連して前述した変数知識データベース360の構築方法について、図25を参照しつつ説明する。
<Method of constructing the variable knowledge database 360>
Next, a method for constructing the variable knowledge database 360 described above in relation to FIG. 4 will be described with reference to FIG.

図25は、変数知識データベース360の構築方法の一例を示す図である。 Figure 25 shows an example of how to build the variable knowledge database 360.

図25に例示したように、故障ツリー生成システム100の制御部は、変数知識データベース360に格納されている対象製品等の名称、当該製品等の部品の名称、当該部品の部位の名称、当該部位の大きさを表す数値および当該数値の単位を表す各種データを、対象製品等の設計文書やCADデータ、カタログ、過去の解析レポート、JIS等の規格、対象製品等のカタログ、論文等の各種の技術文書から、周知の自然言語処理技術によって抽出する。 As shown in Figure 25, the control unit of the fault tree generation system 100 uses well-known natural language processing techniques to extract various data stored in the variable knowledge database 360, such as the name of the target product, the names of the parts of the product, the names of the parts, numerical values representing the size of the parts, and the units of the numerical values, from various technical documents such as design documents of the target product, CAD data, catalogs, past analysis reports, standards such as JIS, catalogs of the target product, and papers.

以上説明した本発明の実施形態は、以下のように総括される。 The embodiments of the present invention described above can be summarized as follows:

(1)故障ツリー生成システム100は、故障ツリーを生成するシステムであって、少なくともプロセッサ110と記憶装置(120、130)とを備える。記憶装置(120、130)は、物理現象に関する数式を格納する数式データベース310と、技術文書から抽出した変数を格納する変数データベース350と、変数に関する知識である変数知識を格納する変数知識データベース360と、当該物理現象に関する数式の左辺の変数と当該数式の右辺の変数との関係を表す変数関係を格納する変数関係データベース380とを少なくとも有する。プロセッサ110は、数式データベース310に格納された数式に基づいて、不具合事象の因果関係を展開し、当該因果関係を表すモデルである数式ベース因果モデルを生成し、生成された数式ベース因果モデルに基づいて、展開された不具合事象の因果関係の中から、任意の不具合事象に対して関連する因果関係を組み合わせた故障ツリーを生成して出力し、変数データベース350および変数知識データベース360に基づいて、当該物理現象に関する数式の変数リストと、当該変数と、当該変数の取りうる数値である変数条件とを生成し、当該物理現象に関する数式と、生成された変数リストおよび変数条件とから、当該数式中の左辺の変数と右辺の変数とについて変数関係を抽出して変数関係データベース380に格納し、故障ツリーを生成する際、変数関係データベース380に格納された変数関係に基づいて、当該不具合事象に関連する因果関係を構築し、当該故障ツリーの枝数を削減する。このようにしたので、故障ツリー生成システム100は、故障等の原因候補が漏れなくかつ重複なく抽出されつつ、適度な数に絞り込んで抽出された故障ツリーを生成して出力することができる。その結果、故障ツリー生成システム100のユーザは、故障等の原因候補が漏れなくかつ重複なく抽出されていながら、枝数が適宜に削減された故障ツリーを使用して故障ツリー解析を行うことができるため、不具合発生時の原因究明作業や、設計時の検討作業等を効率よく行うことができる。 (1) The fault tree generation system 100 is a system for generating a fault tree and includes at least a processor 110 and memory devices (120, 130). The memory devices (120, 130) include at least a mathematical formula database 310 that stores mathematical formulas related to physical phenomena, a variable database 350 that stores variables extracted from technical documents, a variable knowledge database 360 that stores variable knowledge, which is knowledge related to variables, and a variable relationship database 380 that stores variable relationships that represent the relationship between variables on the left side of mathematical formulas related to the physical phenomena and variables on the right side of the mathematical formulas. The processor 110 develops the causal relationships of malfunction events based on the mathematical expressions stored in the mathematical expression database 310, and generates a mathematical expression-based causal model that is a model representing the causal relationships; based on the generated mathematical expression-based causal model, generates and outputs a fault tree that combines causal relationships related to any malfunction event from the developed causal relationships of malfunction events; based on the variable database 350 and the variable knowledge database 360, generates a variable list of the mathematical expression related to the physical phenomenon, the variables, and variable conditions that are possible numerical values for the variables; extracts variable relationships between variables on the left side and variables on the right side of the mathematical expression from the mathematical expression related to the physical phenomenon and the generated variable list and variable conditions, and stores the variable relationships in the variable relationship database 380; and when generating the fault tree, constructs causal relationships related to the malfunction event based on the variable relationships stored in the variable relationship database 380, thereby reducing the number of branches in the fault tree. In this way, the fault tree generation system 100 can generate and output a fault tree in which all candidate causes of failures, etc. are extracted without omission or duplication, while narrowing down the extracted fault tree to an appropriate number. As a result, users of the fault tree generation system 100 can perform fault tree analysis using a fault tree in which all candidate causes of failures, etc. are extracted without omission or duplication, while the number of branches is appropriately reduced, thereby enabling efficient cause investigation when a malfunction occurs and review work during design.

(2)出力された故障ツリーは、結果となる上位事象と原因となる下位事象とが共に物理量として表現され、上位事象の物理量と下位事象の物理量の関係は数式によって表現される。 (2) In the output fault tree, both the resulting higher-level events and the causal lower-level events are expressed as physical quantities, and the relationship between the physical quantities of the higher-level events and the lower-level events is expressed using mathematical formulas.

(3)プロセッサ110は、生成された故障ツリーに対して、当該不具合情報から抽出した因果関係を組み合わせる。 (3) The processor 110 combines the generated fault tree with the causal relationships extracted from the malfunction information.

(4)変数知識は、物理現象に関わる物理量と、製品等の設計に関わる設計値との少なくともいずれか一つを含む。 (4) Variable knowledge includes at least one of physical quantities related to physical phenomena and design values related to the design of products, etc.

(5)プロセッサ110は、数式ベース因果モデルを生成する際、当該数式において左辺の変数が不適になった要因を、当該左辺の変数が大の場合と、当該左辺の変数が小な場合とし、変数関係データベース380に格納された当該数式の当該左辺の変数と当該数式の右辺の変数との変数関係に従って、不具合の因果関係を展開する。 (5) When generating a mathematical formula-based causal model, the processor 110 determines the causes of the inappropriateness of the variable on the left side of the mathematical formula as being when the variable on the left side is large and when the variable on the left side is small, and develops the causal relationship of the defect according to the variable relationship between the variable on the left side of the mathematical formula and the variable on the right side of the mathematical formula stored in the variable relationship database 380.

(6)プロセッサ110は、数式ベース因果モデルを生成する際、当該数式において右辺の変数が不適になった要因を、当該右辺の変数が大の場合と、当該右辺の変数が小な場合とし、変数関係データベース380に格納された当該数式の左辺の変数と当該数式の当該右辺の変数との変数関係に従って、不具合の因果関係を展開する。 (6) When generating a mathematical formula-based causal model, the processor 110 determines the causes of the inappropriateness of the variable on the right side of the mathematical formula as being when the variable on the right side is large and when the variable on the right side is small, and develops the causal relationship of the defect according to the variable relationship between the variable on the left side of the mathematical formula and the variable on the right side of the mathematical formula stored in the variable relationship database 380.

(7)プロセッサ110は、当該不具合事象に関連する因果関係を構築する際に、変数候補を指定するための選択操作または入力操作を受け付ける。 (7) When constructing a causal relationship related to the malfunction event, the processor 110 accepts a selection operation or input operation to specify a variable candidate.

(8)プロセッサ110は、当該不具合事象に関連する因果関係を構築する際に、変数条件を指定するための入力操作を受け付ける。 (8) The processor 110 accepts input operations to specify variable conditions when constructing causal relationships related to the malfunction event.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、任意の構成要素を用いて実施可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented using any components within the scope of the present invention.

上記の実施形態や実施例、変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や実施例、変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 The above-described embodiments, examples, and modifications are merely examples, and the present invention is not limited to these details as long as the characteristics of the invention are not impaired. Furthermore, while various embodiments, examples, and modifications have been described above, the present invention is not limited to these details. Other aspects that can be considered within the technical scope of the present invention are also included within the scope of the present invention.

上記の各図において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしも実装上の全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。例えば、実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In the above diagrams, the control and information lines shown are those considered necessary for explanation, and do not necessarily represent all control and information lines in the actual implementation. For example, it is safe to assume that in reality, almost all components are interconnected.

また、以上に説明した故障ツリー生成システム100の各種機能部、各種処理部、各種データベースの配置形態は一例に過ぎない。各種機能部、各種処理部、各種データベースの配置形態は、故障ツリー生成システム100が備えるハードウェアやソフトウェアの性能、処理効率、通信効率等の観点から最適な配置形態に変更し得る。 Furthermore, the layout of the various functional units, processing units, and databases of the fault tree generation system 100 described above is merely an example. The layout of the various functional units, processing units, and databases can be changed to an optimal layout in terms of the performance, processing efficiency, communication efficiency, etc. of the hardware and software provided in the fault tree generation system 100.

100:故障ツリー生成システム 100: Fault tree generation system

Claims (8)

故障ツリーを生成する故障ツリー生成システムであって、
少なくともプロセッサと記憶装置とを備え、
前記記憶装置は、
物理現象に関する数式を格納する数式データベースと、
技術文書から抽出した変数を格納する変数データベースと、
変数に関する知識である変数知識を格納する変数知識データベースと、
当該物理現象に関する数式の左辺の変数と当該数式の右辺の変数との関係を表す変数関係を格納する変数関係データベースと
を少なくとも有し、
前記プロセッサは、
前記数式データベースに格納された数式の左辺の変数の不適を不具合事象とし、当該不具合事象の要因として、当該左辺の変数の変数大と変数小の要素を生成し、前記生成した左辺の変数の変数大と変数小の要因を、前記数式データベースに格納された数式の右辺の変数が不適となった場合と考え、当該右辺の変数の不適を要素として生成し、前記生成した右辺の変数の不適の要因として、当該右辺の変数の変数大と変数小の要素を生成することによって、前記数式データベースに格納された数式の左辺の変数と右辺の変数との関係より、当該不具合事象の因果関係を表すモデルである数式ベース因果モデルを生成し、
前記生成された数式ベース因果モデルに基づいて、前記不具合事象の因果関係の中から、任意の不具合事象に対して関連する因果関係を組み合わせた故障ツリーを生成して出力し、
前記変数データベースおよび前記変数知識データベースに基づいて、当該物理現象に関する数式の変数リストと、当該変数と、当該変数の取りうる数値である変数条件とを生成し、
当該物理現象に関する数式と、前記生成された変数リストおよび変数条件とから、当該数式中の左辺の変数と右辺の変数とについて変数関係を抽出して前記変数関係データベースに格納し、
前記生成された変数条件を用いて、前記物理現象に関する数式に対して、前記数式の左辺の変数および右辺の変数について、微分およびシミュレーションを行い、当該シミュレーションの結果に基づいて、前記不具合事象に対する各変数の増減関係を判定し、前記判定された増減関係に基づいて、前記故障ツリーに含まれる因果関係のうち、前記不具合事象に対して影響を及ぼさない因果関係を除外することにより、前記故障ツリーの枝数を削減する
故障ツリー生成システム。
1. A fault tree generation system for generating a fault tree, comprising:
comprising at least a processor and a storage device;
The storage device includes:
a mathematical formula database storing mathematical formulas relating to physical phenomena;
a variable database for storing variables extracted from technical documents;
a variable knowledge database that stores variable knowledge, which is knowledge about variables;
a variable relation database that stores variable relations that represent the relationship between variables on the left side of a mathematical expression related to the physical phenomenon and variables on the right side of the mathematical expression;
The processor:
An inadequacy of a variable on the left side of a mathematical formula stored in the mathematical formula database is regarded as a malfunction event, and elements of large and small variables of the variable on the left side are generated as factors of the malfunction event, and the factors of large and small variables of the variable on the left side generated are considered to be factors when a variable on the right side of a mathematical formula stored in the mathematical formula database becomes inappropriate, and the inadequacy of the variable on the right side is generated as an element, and elements of large and small variables of the variable on the right side are generated as factors of the inadequacy of the variable on the right side generated, thereby generating a mathematical formula-based causal model which is a model representing the causal relationship of the malfunction event from the relationship between the variable on the left side and the variable on the right side of the mathematical formula stored in the mathematical formula database,
generating and outputting a fault tree that combines causal relationships related to any malfunction event from among the causal relationships of the malfunction events based on the generated mathematical formula-based causal model;
generating a list of variables for a mathematical formula relating to the physical phenomenon, the variables, and variable conditions that are the values that the variables can take, based on the variable database and the variable knowledge database;
extracting variable relationships between variables on the left side and variables on the right side of the mathematical formula from the mathematical formula related to the physical phenomenon and the generated variable list and variable conditions, and storing the extracted variable relationships in the variable relationship database;
A fault tree generation system that uses the generated variable conditions to differentiate and simulate the variables on the left and right sides of an equation related to the physical phenomenon, determines the increase/decrease relationship of each variable with respect to the malfunction event based on the results of the simulation, and eliminates causal relationships included in the fault tree that do not affect the malfunction event based on the determined increase/decrease relationship, thereby reducing the number of branches in the fault tree.
前記記憶装置は、不具合情報を格納する不具合情報データベースをさらに有し、
前記プロセッサは、前記生成された故障ツリーに対して、当該不具合事象についての情報を表す不具合情報から抽出した因果関係を組み合わせる、
請求項1に記載の故障ツリー生成システム。
the storage device further includes a defect information database for storing defect information;
the processor combines, with the generated fault tree, causal relationships extracted from failure information representing information about the failure event ;
The fault tree generation system of claim 1 .
前記変数知識は、物理現象に関わる物理量と、製品または設備の設計に関わる設計値との少なくともいずれか一つを含む、請求項1に記載の故障ツリー生成システム。 2. The fault tree generation system according to claim 1, wherein the variable knowledge includes at least one of a physical quantity related to a physical phenomenon and a design value related to the design of a product or facility . 前記プロセッサは、前記数式ベース因果モデルを生成する際、当該数式において左辺の変数が不適になった要因を、当該左辺の変数が大の場合と、当該左辺の変数が小な場合とする、
請求項1に記載の故障ツリー生成システム。
When generating the mathematical-formula-based causal model, the processor determines that the cause of the inappropriateness of a variable on the left side of the mathematical formula is a case where the variable on the left side is large and a case where the variable on the left side is small.
The fault tree generation system of claim 1 .
前記プロセッサは、前記数式ベース因果モデルを生成する際、当該数式において右辺の変数が不適になった要因を、当該右辺の変数が大の場合と、当該右辺の変数が小な場合とする、
請求項1に記載の故障ツリー生成システム。
When generating the mathematical-formula-based causal model, the processor determines that the cause of the inappropriateness of the variable on the right side of the mathematical formula is a case where the variable on the right side is large and a case where the variable on the right side is small.
The fault tree generation system of claim 1 .
前記プロセッサは、当該不具合事象に関連する因果関係を構築する際に、変数候補を指定するための選択操作または入力操作を受け付ける、請求項1に記載の故障ツリー生成システム。 The fault tree generation system of claim 1, wherein the processor accepts a selection or input operation for specifying candidate variables when constructing causal relationships related to the malfunction event. 前記プロセッサは、当該不具合事象に関連する因果関係を構築する際に、変数条件を指定するための入力操作を受け付ける、請求項1に記載の故障ツリー生成システム。 The fault tree generation system of claim 1, wherein the processor accepts an input operation for specifying variable conditions when constructing causal relationships related to the malfunction event. 故障ツリーを生成する故障ツリー生成方法であって、
少なくともプロセッサと記憶装置とを備えるコンピュータが、
物理現象に関する数式を格納する数式データベースと、技術文書から抽出した変数を格納する変数データベースと、変数に関する知識である変数知識を格納する変数知識データベースと、当該物理現象に関する数式の左辺の変数と当該数式の右辺の変数との関係を表す変数関係を格納する変数関係データベースとを少なくとも有し、
前記数式データベースに格納された数式の左辺の変数の不適を不具合事象とし、当該不具合事象の要因として、当該左辺の変数の変数大と変数小の要素を生成し、前記生成した左辺の変数の変数大と変数小の要因を、前記数式データベースに格納された数式の右辺の変数が不適となった場合と考え、当該右辺の変数の不適を要素として生成し、前記生成した右辺の変数の不適の要因として、当該右辺の変数の変数大と変数小の要素を生成することによって、前記数式データベースに格納された数式の左辺の変数と右辺の変数との関係より、当該不具合事象の因果関係を表すモデルである数式ベース因果モデルを生成し、
前記生成された数式ベース因果モデルに基づいて、前記不具合事象の因果関係の中から、任意の不具合事象に対して関連する因果関係を組み合わせた故障ツリーを生成して出力し、
前記変数データベースおよび前記変数知識データベースに基づいて、当該物理現象に関する数式の変数リストと、当該変数と、当該変数の取りうる数値である変数条件とを生成し、
当該物理現象に関する数式と、前記生成された変数リストおよび変数条件とから、当該数式中の左辺の変数と右辺の変数とについて変数関係を抽出して前記変数関係データベースに格納し、
前記生成された変数条件を用いて、前記物理現象に関する数式に対して、前記数式の左辺の変数および右辺の変数について、微分およびシミュレーションを行い、当該シミュレーションの結果に基づいて、前記不具合事象に対する各変数の増減関係を判定し、前記判定された増減関係に基づいて、前記故障ツリーに含まれる因果関係のうち、前記不具合事象に対して影響を及ぼさない因果関係を除外することにより、前記故障ツリーの枝数を削減する
故障ツリー生成方法。
1. A fault tree generation method for generating a fault tree, comprising:
a computer having at least a processor and a storage device,
The system has at least a mathematical formula database that stores mathematical formulas related to physical phenomena, a variable database that stores variables extracted from technical documents, a variable knowledge database that stores variable knowledge that is knowledge related to variables, and a variable relation database that stores variable relations that represent the relationship between variables on the left side of mathematical formulas related to the physical phenomena and variables on the right side of the mathematical formulas,
An inadequacy of a variable on the left side of a mathematical formula stored in the mathematical formula database is regarded as a malfunction event, and elements of large and small variables of the variable on the left side are generated as factors of the malfunction event, and the factors of large and small variables of the variable on the left side generated are considered to be factors when a variable on the right side of a mathematical formula stored in the mathematical formula database becomes inappropriate, and the inadequacy of the variable on the right side is generated as an element, and elements of large and small variables of the variable on the right side are generated as factors of the inadequacy of the variable on the right side generated, thereby generating a mathematical formula-based causal model which is a model representing the causal relationship of the malfunction event from the relationship between the variable on the left side and the variable on the right side of the mathematical formula stored in the mathematical formula database,
generating and outputting a fault tree that combines causal relationships related to any malfunction event from among the causal relationships of the malfunction events based on the generated mathematical formula-based causal model;
generating a list of variables for a mathematical formula relating to the physical phenomenon, the variables, and variable conditions that are the values that the variables can take, based on the variable database and the variable knowledge database;
extracting variable relationships between variables on the left side and variables on the right side of the mathematical formula from the mathematical formula related to the physical phenomenon and the generated variable list and variable conditions, and storing the extracted variable relationships in the variable relationship database;
A fault tree generation method comprising: using the generated variable conditions, differentiating and simulating the variables on the left and right sides of an equation relating to the physical phenomenon; determining an increase/decrease relationship of each variable with respect to the malfunction event based on the results of the simulation; and excluding causal relationships included in the fault tree that do not affect the malfunction event based on the determined increase/decrease relationship, thereby reducing the number of branches in the fault tree.
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