(57)【要約】  タービンシステムを診断する方法であって、前記方法は、前記タービンシステムの第一の構成要素のセンサデータを受信する（３０３ａ）ステップと、前記第一の構成要素のモードを識別する（３０７ａ）ステップと、前記第一の構成要素のセンサデータと前記第一の構成要素のモードとを、第一のモデルベースの診断エンジン（３１１ａ）およびデータ主導の診断エンジン（３１３ａ）に入力して、第一の構成要素の診断（３１５ａ）を生成するステップと、前記タービンシステムの第二の構成要素のセンサデータを受信する（３０３ｘ）ステップと、前記第二の構成要素のモードを識別する（３０７ｘ）ステップと、前記第二の構成要素のセンサデータと前記第二の構成要素のモードとを、第二のモデルベースの診断エンジン（３１１ｘ）および前記データ主導の診断エンジン（３１３ｘ）に入力して、第二の構成要素の診断（３１５ｘ）を生成するステップと、前記第一の構成要素の診断および前記第二の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成する（３１７）ステップと、前記構成要素の抽象化を、システムモデルベースの診断エンジン（３１９）に入力して、前記タービンシステムの第一の診断（３２１）を生成するステップとを含む。
2015535900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンシステムを診断する方法であって、
前記タービンシステムの第一の構成要素のセンサデータを受信するステップと、
前記第一の構成要素のモードを識別するステップと、
前記第一の構成要素のセンサデータと前記第一の構成要素のモードとを、第一のモデルベースの診断エンジンおよびデータ主導の診断エンジンに入力して、第一の構成要素の診断を生成するステップと、
前記タービンシステムの第二の構成要素のセンサデータを受信するステップと、
前記第二の構成要素のモードを識別するステップと、
前記第二の構成要素のセンサデータと前記第二の構成要素のモードとを、第二のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第二の構成要素の診断を生成するステップと、
前記第一の構成要素の診断および前記第二の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、
前記構成要素の抽象化を、システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第一の診断を生成するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第一の構成要素のセンサデータは、１つ以上のセンサから提供される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第一の構成要素の診断は、前記第一のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導のモデルの結果を統合することによって生成される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、非単調論理を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、Ｓａｔｉｓｆｉａｂｉｌｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｏ  Ｔｈｅｏｒｉｅｓで表現されるモデルを含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、離散挙動および連続挙動を処理する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記タービンシステムの第三の構成要素のセンサデータを受信するステップと、
前記第三の構成要素のモードを識別するステップと、
前記第三の構成要素のセンサデータと前記第三の構成要素のモードとを、第三のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第三の構成要素の診断を生成するステップと、
前記第三の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、
前記第三の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を、前記システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第二の診断を生成するステップと
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第一の構成要素と前記第二の構成要素とが並列に診断される、請求項１記載の方法。
【請求項９】
タービンシステムを診断するシステムであって、
プログラムを記憶するメモリ装置と、
前記メモリ装置と通信するプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、前記プログラムによって、
前記タービンシステムの第一の構成要素のセンサデータを受信するステップと、
前記第一の構成要素のモードを識別するステップと、
前記第一の構成要素のセンサデータと前記第一の構成要素のモードとを、第一のモデルベースの診断エンジンおよびデータ主導の診断エンジンに入力して、第一の構成要素の診断を生成するステップと、
前記タービンシステムの第二の構成要素のセンサデータを受信するステップと、
前記第二の構成要素のモードを識別するステップと、
前記第二の構成要素のセンサデータと前記第二の構成要素のモードとを、第二のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第二の構成要素の診断を生成するステップと、
前記第一の構成要素の診断および前記第二の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、
前記構成要素の抽象化を、システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第一の診断を生成するステップと
を行うように動作する、システム。
【請求項１０】
前記第一の構成要素のセンサデータは、１つ以上のセンサから提供される、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記第一の構成要素の診断は、前記第一のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導のモデルの結果を統合することによって生成される、請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、非単調論理を使用する、請求項９記載のシステム。
【請求項１３】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、Ｓａｔｉｓｆｉａｂｉｌｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｏ  Ｔｈｅｏｒｉｅｓで表現されるモデルを含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、離散挙動および連続挙動を処理する、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記プログラムによって、
前記タービンシステムの第三の構成要素のセンサデータを受信するステップと、
前記第三の構成要素のモードを識別するステップと、
前記第三の構成要素のセンサデータと前記第三の構成要素のモードとを、第三のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第三の構成要素の診断を生成するステップと、
前記第三の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、
前記第三の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を、前記システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第二の診断を生成するステップと
をさらに行うように動作する、請求項９記載のシステム。
【請求項１６】
前記第一の構成要素と前記第二の構成要素とが並列に診断される、請求項９記載のシステム。
【請求項１７】
タービンシステムを診断するためのコンピュータプログラム製品であって、
コンピュータ読み取り可能プログラムコードが組み込まれた非一時的コンピュータ読み取り可能記憶媒体を備えており、
前記コンピュータ読み取り可能プログラムコードは、
前記タービンシステムの第一の構成要素のセンサデータを受信するステップと、
前記第一の構成要素のモードを識別するステップと、
前記第一の構成要素のセンサデータと前記第一の構成要素のモードとを、第一のモデルベースの診断エンジンおよびデータ主導の診断エンジンに入力して、第一の構成要素の診断を生成するステップと、
前記タービンシステムの第二の構成要素のセンサデータを受信するステップと、
前記第二の構成要素のモードを識別するステップと、
前記第二の構成要素のセンサデータと前記第二の構成要素のモードとを、第二のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第二の構成要素の診断を生成するステップと、
前記第一の構成要素の診断および前記第二の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、
前記構成要素の抽象化を、システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第一の診断を生成するステップと
を実行するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードを含む、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、２０１２年９月１７日出願の米国仮出願第６１／７０１，８１３号に対する優先権を主張するものであり、上記仮出願の開示は、その全体が、本明細書において参照により援用される。
【０００２】
発明の背景
１．技術分野
本発明は、センサーベースの診断に関するものであり、より具体的には、センサデータに基づいてタービンシステムを診断するシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術の説明
タービンは、流体の流れからエネルギーを引き出し、そのエネルギーを有用な仕事に変換する回転機械式装置である。この流体は液体または気体である。タービンは、ロータアセンブリと呼ばれる少なくとも１つの移動するパーツを有するターボ機械装置であり、このロータアセンブリは、ブレードが取り付けられたシャフトまたはドラムである。ブレードが動き、回転エネルギーをロータに与えるように、移動する流体がブレード上に作用する。
【０００４】
タービンの例は、蒸気タービン、ガスタービン、遷音速タービン、二重反転タービン、ステータレスタービン、セラミックタービン、シュラウデッドタービン、シュラウドレスタービン、ブレードレスタービン、水タービンおよび風力タービンを含む。
【０００５】
例として、風力タービンは、風からの運動エネルギー（風エネルギーともいう）を、１つのプロセスにおいて、風力として公知の機械的エネルギーに変換する。大規模な系統連係型の風力タービンのアレイは、ますます、風力により生成される商用の電気の重要な供給源になってきている。
【０００６】
図１は、風力タービンシステム１００の例である。風力タービンシステム１００は、ブレード１、ロータ２、ブレードピッチ３、ブレーキ４、低速シャフト５、ギアボックス６、発電機７、コントローラ８、風速計９、風向計１０、ナセル１１、高速シャフト１２、ヨードライブ１３、ヨーモータ１４およびタワー１５を含む。
【０００７】
図２は、タービンシステム診断の例である。図２は、診断中のシステムとして、風力タービンシステム２１０を示しているが、例示される診断アプローチは、大部分のタービンシステムに適用可能である。
【０００８】
図２に示されているように、監視および診断システム２２０は、風力タービンシステム２１０のシステムモデル２３０と、風力タービンシステム２１０のセンサ２５０からのセンサデータ２４０とを受信する。風力タービンシステム２１０のシステムモデル２３０は、システムの構成要素のモデル、構成要素がどのように接続されているかの説明、システムの意図された挙動／意図されていない挙動、および、システムの公知の故障を含む。モードデータもまた、風力タービンシステム２１０から提供される。センサ２５０は、システムの構成要素と直接接続されるか、または、戦略的に配置される。監視および診断システム２２０は、視覚表示ディスプレイ２７０に対して診断２６０を出力する。
【０００９】
診断システムは、モデルベースまたはデータ主導である。モデルベースシステムは、システムのモデル、システムの構成要素がどのように接続されているか、システムの構成要素がどのように機能するように意図されているかなどに依存する。データ主導のシステムは、センサデータにのみ基づいて診断を行う。
【００１０】
システムモデルは、Ｑｕａｌｔｅｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍｓの「Ｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ，Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＴＥＡＭＳ）」、ＤＳＩ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌによる「ｅＸｐｒｅｓｓ」、および、Ｇｏｕら２０１１の「Ｇ２：  Ａ  Ｇｒａｐｈ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」（Ｇ２）などの依存性モデルと、Ｐｒｏｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ  Ｓａｔｉｓｆｉａｂｉｌｉｔｙ（ＳＡＴ）、Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ（ＣＳＰ）、Ｓａｔｉｓｆｉａｂｉｌｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｏ  Ｔｈｅｏｒｉｅｓ（ＳＭＴ）、Ｐｒｏｌｏｇ、Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌｏｇｉｃ（ＤＬ）およびＡｎｓｗｅｒ  Ｓｅｔ  Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ（ＡＳＰ）などの論理モデルと、Ｈｙｂｒｉｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ  Ｅｎｇｉｎｅ（ＨｙＤＥ）などのハイブリッドモデルとを含む。
【００１１】
システムモードは、Ｇ２およびＳｐａｃｅｃｒａｆｔ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｉｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｅｎｇｉｎｅ（ＳＨＩＮＥ）などのエキスパートシステムと、データ主導のアプローチと、ＳＡＴ、ＣＳＰ、Ｐｒｏｌｏｇ、ＤＬおよびＡＳＰなどの論理モデルと、ＨｙＤＥなどのハイブリッドモデルとを用いることによって検出される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明の要旨
本発明の例示的な実施形態にしたがうと、タービンシステムを診断する方法は、前記タービンシステムの第一の構成要素のセンサデータを受信するステップと、前記第一の構成要素のモードを識別するステップと、前記第一の構成要素のセンサデータと前記第一の構成要素のモードとを、第一のモデルベースの診断エンジンおよびデータ主導の診断エンジンに入力して、第一の構成要素の診断を生成するステップと、前記タービンシステムの第二の構成要素のセンサデータを受信するステップと、前記第二の構成要素のモードを識別するステップと、前記第二の構成要素のセンサデータと前記第二の構成要素のモードとを、第二のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第二の構成要素の診断を生成するステップと、前記第一の構成要素の診断および前記第二の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、前記構成要素の抽象化を、システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第一の診断を生成するステップとを含む。
【００１３】
前記第一の構成要素のセンサデータは、１つ以上のセンサから提供される。
【００１４】
前記第一の構成要素の診断は、前記第一のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導のモデルの結果を統合することによって生成される。
【００１５】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、非単調論理を使用する。
【００１６】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、Ｓａｔｉｓｆｉａｂｉｌｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｏ  Ｔｈｅｏｒｉｅｓで表現されるモデルを含む。
【００１７】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、離散挙動および連続挙動を処理する。
【００１８】
前記方法は、前記タービンシステムの第三の構成要素のセンサデータを受信するステップと、前記第三の構成要素のモードを識別するステップと、前記第三の構成要素のセンサデータと前記第三の構成要素のモードとを、第三のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第三の構成要素の診断を生成するステップと、前記第三の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、前記第三の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を、前記システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第二の診断を生成するステップとをさらに含む。
【００１９】
前記第一の構成要素と前記第二の構成要素とが並列に診断される。
【００２０】
本発明の例示的な実施形態にしたがうと、タービンシステムを診断するシステムは、プログラムを記憶するメモリ装置と、前記メモリ装置と通信するプロセッサとを備え、前記プロセッサは、前記プログラムによって、前記タービンシステムの第一の構成要素のセンサデータを受信するステップと、前記第一の構成要素のモードを識別するステップと、前記第一の構成要素のセンサデータと前記第一の構成要素のモードとを、第一のモデルベースの診断エンジンおよびデータ主導の診断エンジンに入力して、第一の構成要素の診断を生成するステップと、前記タービンシステムの第二の構成要素のセンサデータを受信するステップと、前記第二の構成要素のモードを識別するステップと、前記第二の構成要素のセンサデータと前記第二の構成要素のモードとを、第二のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第二の構成要素の診断を生成するステップと、前記第一の構成要素の診断および前記第二の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、前記構成要素の抽象化を、システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第一の診断を生成するステップとを行うように動作する。
【００２１】
前記第一の構成要素のセンサデータは、１つ以上のセンサから提供される。
【００２２】
前記第一の構成要素の診断は、前記第一のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導のモデルの結果を統合することによって生成される。
【００２３】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、非単調論理を使用する。
【００２４】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、Ｓａｔｉｓｆｉａｂｉｌｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｏ  Ｔｈｅｏｒｉｅｓで表現されるモデルを含む。
【００２５】
前記システムモデルベースの診断エンジンは、離散挙動および連続挙動を処理する。
【００２６】
前記プロセッサは、前記プログラムによって、前記タービンシステムの第三の構成要素のセンサデータを受信するステップと、前記第三の構成要素のモードを識別するステップと、前記第三の構成要素のセンサデータと前記第三の構成要素のモードとを、第三のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第三の構成要素の診断を生成するステップと、前記第三の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、前記第三の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を、前記システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第二の診断を生成するステップとをさらに行うように動作する。
【００２７】
前記第一の構成要素と前記第二の構成要素とが並列に診断される。
【００２８】
本発明の例示的な実施形態にしたがうと、タービンシステムを診断するためのコンピュータプログラム製品は、コンピュータ読み取り可能プログラムコードが組み込まれた非一時的コンピュータ読み取り可能記憶媒体を備えており、前記コンピュータ読み取り可能プログラムコードは、前記タービンシステムの第一の構成要素のセンサデータを受信するステップと、前記第一の構成要素のモードを識別するステップと、前記第一の構成要素のセンサデータと前記第一の構成要素のモードとを、第一のモデルベースの診断エンジンおよびデータ主導の診断エンジンに入力して、第一の構成要素の診断を生成するステップと、前記タービンシステムの第二の構成要素のセンサデータを受信するステップと、前記第二の構成要素のモードを識別するステップと、前記第二の構成要素のセンサデータと前記第二の構成要素のモードとを、第二のモデルベースの診断エンジンおよび前記データ主導の診断エンジンに入力して、第二の構成要素の診断を生成するステップと、前記第一の構成要素の診断および前記第二の構成要素の診断に対する構成要素の抽象化を生成するステップと、前記構成要素の抽象化を、システムモデルベースの診断エンジンに入力して、前記タービンシステムの第一の診断を生成するステップとを実行するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、風力タービンシステムの例である。
【図２】図２は、タービンシステム診断の例である。
【図３】図３は、本発明の例示的な実施形態にしたがう、タービンシステム診断アーキテクチャである。
【図４】図４は、図３の診断アプローチを例示する概略図である。
【図５】図５は、本発明の例示的な実施形態が実装されるコンピュータシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
例示的な実施形態の詳細な説明
本発明は、タービンシステム診断アーキテクチャに関する。本発明のタービンシステム診断アーキテクチャは、蒸気タービン、ガスタービン、遷音速タービン、二重反転タービン、ステータレスタービン、セラミックタービン、シュラウデッドタービン、シュラウドレスタービン、ブレードレスタービン、水タービンおよび風力タービンを含むがこれらに限定されない全てのタービンシステムに適用可能である。
【００３１】
図３は、本発明の例示的な実施形態にしたがうタービンシステム診断アーキテクチャである。
【００３２】
図３に示されるように、センサデータ３０３ａは、診断システムにおいて受信され、検証される３０５ａ。センサデータ３０３ａは、タービンシステムの複数の構成要素のうちの１つの構成要素（例えば、第一の構成要素）に接続されたセンサから提供される。例えば、センサは、コマンドセンサ、温度、圧力流などをモニタリングする測定センサである。センサデータは、様々な時間間隔における数値を含む。センサデータ３０３ａは、センサが出力したデータが信頼できるものであるように検証される。後で説明するセンサ値に対し、例えば、振動または天候などの事柄が影響を与えないことが、この診断システムによる検証により保証される。
【００３３】
第一の構成要素のモードが識別される３０７ａ。構成要素のモードとは、その構成要素またはシステム全体における異なる状態での機能性を考慮することである。例えば、作動状態（「オンライン」ともいう）に達する前に、タービンは「始動」状態を通り、始動状態の間に、タービンの速度は、電力出力が最適になる巡航速度に達する。機能性のモードは、各モードにおける構成要素の機能が異なるので、診断エンジンに影響を与える。入力される検証されたセンサデータ３０３ａは、常に、モニタリングされる３０９ａ。
【００３４】
検証されたセンサデータ３０３ａおよび存在する場合にはその対応するモード３０７ａが、モデルベースの診断エンジン３１１ａおよびデータ主導の診断エンジン３１３ａに提供される。モデルベースの診断エンジン３１１ａは、単一構成要素のモデルであり、第一の構成要素に特有のものである。モデルベースの診断エンジン３１１ａは、特定分野の専門家により得られ、システムがしたがうべき制約のセットをどのように実行するかなどを説明する論理的ルールのセットとして形式化される。例えば、圧力バルブについてであれば、圧力バルブが開放されている場合、圧力バルブの下流の圧力が増加することが言える。他のいかなる読み取り方も機能不全を意味するだろう。モデルベースのエンジンは、（以前の例のように）故障が発生していることを識別して、故障を発生させた構成要素を識別することによって故障を診断する。いくつかのシステムは、この状況を改善する実行可能な診断ステップを提供することさえ行う。
【００３５】
データ主導の診断エンジン３１３ａは、故障または正常であると注釈のついたセンサデータから学習し、未知のセンサデータに対して故障または正常の所見を出力する。
【００３６】
センサデータ３０３ａ上で実行されるプロセスと並行して、センサデータ３０３ｘが診断システムにおいて受信され、検証される３０５ｘ。センサデータ３０３ｘは、タービンシステムの複数の構成要素のうちの別の構成要素（例えば、第二の構成要素）と接続されたセンサから提供される。第二の構成要素のモードが識別され３０７ｘ、入力される検証されたセンサデータ３０３ｘは、常に、モニタリングされる３０９ｘ。
【００３７】
検証されたセンサデータ３０３ｘおよび存在する場合にはその対応するモード３０７ｘが、モデルベースの診断エンジン３１１ｘおよびデータ主導の診断エンジン３１３ｘに提供される。モデルベースの診断エンジン３１１ｘは、第二の構成要素に特有のものである。データ主導の診断エンジン３１３ｘは、第二の構成要素に対して調整される。
【００３８】
モデルベースの診断エンジン３１１ａおよびデータ主導の診断エンジン３１３ａの出力３１５ａが、構成要素抽象化モジュール３１７に提供される。同様に、モデルベースの診断エンジン３１１ｘおよびデータ主導の診断エンジン３１３ｘの出力３１５ｘが、構成要素抽象化モジュール３１５に提供される。
【００３９】
上記の説明は、構成要素抽象化モジュール３１７に入力される２つの構成要素出力３１５ａおよび３１５ｘのみを論じているが、構成要素抽象化モジュール３１７において受信される構成要素出力の数は、２つに限定されず、もっと多くなり得る。さらに、これらの出力は、並列に受信される必要はなく、その代わりに、異なる時刻に受信され得る。
【００４０】
構成要素の診断３１５ａおよび３１５ｘの受信に応じて、構成要素抽象化モジュール３１７は、個別の構成要素およびそれらの挙動から離れて抽象化することによって、診断を向上させることを目的とする。これを達成する１つの方法は、考慮されるシステムにとって重要でない特徴を取り除くことである。例えば、バルブの入力部および出力部に接続された２つのパイプは、単なるバルブとして抽象化される。
【００４１】
構成要素抽象化モジュール３１７の出力は、モデルベースの診断エンジン３１９に提供され、モデルベースの診断エンジン３１９からの出力がシステム診断３２１に提供される。
【００４２】
この診断アプローチを例示することを補助するために、水タンク問題（ＷＴＰ）をここで議論する。図４は、ＷＴＰを例示する概略図である。本明細書においては、２つのタンク、左タンク４１０と右タンク４１１とがある。単一の蛇口４１２は、両方のタンクを水で充填するために、各タンクの間を自由に移動する。各タンクの底には、水が出ていく穴がある。左タンク４１０は、ｖ１の速度で水を失い、一方で、右タンク４１１は、ｖ２の速度で水を失う。蛇口４１２は、いずれのタンクも速度ｗで充填する。単純化のために、ｖ１＝ｖ２＝ｖかつｗ＞ｖであると仮定する。「スイッチ」というコマンドが、タンクを変更するように蛇口を移動させるために使用される。
【００４３】
センサｘ１は、左タンク４１０の状態をモニタリングするブーリアンセンサであり、一方で、センサｘ２は、右タンク４１１の状態をモニタリングするブーリアンセンサである。センサｘ１およびｘ２は、それぞれのタンクの水位が上昇するときに「１」を記録し、それぞれのタンクの水位が減少するときに「０」を記録する。
【００４４】
ここで、時刻１において、ｘ１の値が「１」であり、ｘ２の値が「０」であることを仮定する。これは、蛇口４１２が左タンク４１０を充填していることを示している。「スイッチ」コマンドが時刻１と時刻２との間に出され、時刻２において、ｘ１の値およびｘ２の値が、それぞれ、「１」および「０」のままであることを仮定すると、システムは、スイッチ後には、ｘ１が「０」になり、ｘ２が「１」になることを予測しているので、ｘ１およびｘ２の値が異常であると考えられる。このシナリオにおいて、蛇口４１２は、左タンク４１０上で動かなくなっている。しかしながら、蛇口４１２に対するセンサがないので、この問題は直接的に観測できず、結果として診断が必要となる。
【００４５】
非単調論理を採用するモデルベースエンジンは、ｘ１およびｘ２の状態を共に検査するために使用される。ｘ２が減少しており、上昇していないという事実は、右タンク４１１が、例えば、水漏れのために故障したことを示している。しかしながら、ｘ１が上昇しており、減少していないという事実と組み合わせると、蛇口４１２が機能不全になっていると判断される。このようなモデルを表現可能な形式化の１つの例が、Ｓａｔｉｓｆｉａｂｉｌｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｏ  Ｔｈｅｏｒｉｅｓ（ＳＭＴ）である。ＳＭＴは、古典的な一階論理で表現される背景となる理論の組み合わせに関する論理式についての決定問題である。ＳＭＴを使用する利点は、例えば、離散挙動および連続挙動の両方を処理する能力を含む。
【００４６】
当業者には明らかなように、本発明の複数の観点はシステム、方法またはコンピュータプログラム製品として実現可能である。したがって本発明の複数の観点は、完全にハードウェアによる実施形態、（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）完全にソフトウェアによる実施形態、またはソフトウェア的およびハードウェア的な観点が組み合わされた実施形態を採ることができ、これらはすべて一般的に本明細書において「回路」、「モジュール」または「システム」と称することができる。さらに本発明の複数の観点は、コンピュータ読み取り可能プログラムコードが組み込まれた１つ以上のコンピュータ読み取り可能媒体に組み込まれたコンピュータプログラム製品の形態を採り得る。
【００４７】
１つ以上のコンピュータ読み取り可能媒体の任意の組み合わせが利用可能である。このコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能信号媒体またはコンピュータ読み取り可能記憶媒体とすることが可能である。コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、例えば、電子式、磁気式、光学式、電磁式、赤外線式もしくは半導体のシステム、装置もしくはデバイス、またはこれらの任意の適当な組み合わせとすることができるが、これらには限定されない。上記のコンピュータ読み取り可能記憶媒体のさらに具体的な例（すべてを列挙し尽くしたリストではないが）には以下が含まれ得る。すなわち、１つ以上のワイヤを有する電気的な接続、ポータブルコンピュータディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、またはこれらの任意の適当な組み合わせが含まれ得る。この明細書においてコンピュータ読み取り可能記憶媒体は、命令実行システム、装置またはデバイスによって使用されるかまたはこれに関連するプログラムを含むかまたは記憶する任意の有形の媒体とすることができる。
【００４８】
コンピュータ読み取り可能信号媒体には、例えばベースバンドまたは搬送波の一部として、コンピュータ読み取り可能プログラムコードが組み込まれた、伝搬されるデータ信号が含まれ得る。このような伝搬信号は、任意の多種多様な形態を採ることができる。これには電磁式、光学式、これらの任意の適当な組み合わせが含まれるが、これには限定されない。コンピュータ読み取り可能信号媒体は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体ではなく、かつ、命令実行システム、装置またはデバイスによって使用されるかまたはこれに関連するプログラムを通信、伝搬または伝送することができる任意のコンピュータ読み取り可能媒体とすることができる。
【００４９】
コンピュータ読み取り可能媒体上に組み込まれるプログラムコードは、任意の適当な媒体を使用して伝送することができ、これにはワイヤレス、ワイヤ線、光ファイバケーブル、ＲＦなどまたはこれらの任意の適当な組み合わせが含まれ得るが、これには限定されない。
【００５０】
本発明の複数の観点に対する演算を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋またはこれに類似するものなどのようなオブジェクト指向プログラミング言語および「Ｃ」プログラミング言語またはこれに類似するプログラミング言語のような慣用の手続プログラミング言語を含む１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述することができる。上記のプログラムコードは、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとして完全にユーザのコンピュータ上で実行されるか、一部分がユーザのコンピュータ上で実行されるか、一部分がユーザのコンピュータ上で実行されかつ一部分がリモートコンピュータ上で実行されるか、または、完全にリモートコンピュータもしくはサーバ上で実行することが可能である。後者のシナリオでは、上記のリモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続することができるか、または外部のコンピュータ（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを介して）に接続を確立することができる。
【００５１】
本発明の複数の観点は、本発明の実施形態にしたがう方法、装置（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロック図を参照して記載されている。これらのフローチャート図および／またはブロック図の各ブロックおよびフローチャート図および／またはブロック図におけるブロックの組み合わせが、コンピュータプログラム命令によって実装されることは明らかである。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、特定用途向けコンピュータまたは別のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに供給されて機械装置が構成されて、上記のコンピュータのプロセッサまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行されるこれらの命令により、上記のフローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックにおいて示された機能／作用を実装するための手段が形成されることが可能である。
【００５２】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ読み取り可能媒体に記憶することも可能であり、このコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、または他の装置に命令して特別な機能をするように指示し、これにより、このコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されている命令が、上記のフローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックに示した機能／作用を実装する命令を含む製品または製造品を構成することも可能である。
【００５３】
上記のコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置またはデバイスにロードして、一連の演算ステップが、上記のコンピュータ、別のプログラム可能データ処理装置またはデバイスで実行されて、コンピュータに実装されるプロセスが形成され、これにより、上記のコンピュータまたは別のプログラム可能装置上で実行される命令により、上記のフローチャートおよび／またはブロック図の１つ以上のブロックに示した機能／作用を実装するためのプロセスが提供されるようにすることも可能である。
【００５４】
ここで図５を参照し、本発明の例示的な実施形態にしたがったコンピュータシステム５０１は、とりわけ、中央処理装置（ＣＰＵ）５０２と、メモリ５０３と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース５０４とを含む。コンピュータシステム５０１は、一般的に、Ｉ／Ｏインターフェース５０４を介して、ディスプレイ５０５ならびにマウスおよびキーボードなどの種々の入力装置５０６に接続されている。サポート回路は、キャッシュ、電力供給、クロック回路および通信バスなどの回路を含む。メモリ５０３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ディスクドライブ、テープドライブなど、または、これらの組み合わせを含む。本発明の例示的な実施形態は、メモリ５０３（例えば、非一時的コンピュータ読み取り可能記憶媒体）に記憶され、かつ、信号供給源５０８からの信号を処理するようにＣＰＵ５０２によって実行されるルーチン５０７として実装されている。そのため、コンピュータシステム５０１は、本発明のルーチン５０７を実行する場合に特定用途向けコンピュータになる汎用コンピュータシステムである。
【００５５】
コンピュータシステム５０１は、また、オペレーティングシステムおよびマイクロ命令コードを含む。本明細書で説明した種々のプロセスおよび機能は、オペレーティングシステムを介して実行される、マイクロ命令コードの一部、または、アプリケーションプログラムの一部（あるいは、これらの組み合わせ）である。さらに、例えば、追加のデータ記憶装置および印刷装置などの種々の他の周辺機器がコンピュータシステム５０１に接続される。
【００５６】
上記の図におけるフローチャートおよびブロック図には、本発明の種々の実施形態にしたがう複数のシステム、方法およびコンピュータプログラム製品の考えられ得る実装のアーキテクチャ、機能および動作が示されている。この点に関し、上記のフローチャートまたはブロック図における各ブロックは、特定された論理的な機能を実装するための１つ以上の実行可能な命令を含むモジュール、セグメントまたはコードの一部分を表し得る。代替的な実装のいくつかにおいては、ブロックに示された機能が、図に示したのと異なる順序で出現し得ることにも注意されたい。例えば、連続して示された２つのブロックは、実際には、含まれる機能に依存して、実質的に同時に実行されるか、または、複数のブロックが逆の順序で実行されることもあり得る。上記のブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、ならびに、ブロック図および／またはフローチャート図の複数のブロックの組み合わせは、上記の特定された機能または作用を実行する特定用途向けハードウェアベースのシステムにより、または特定用途向けハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせによって実装できることに注意されたい。
【００５７】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、本発明を制限することを意図されない。本明細書で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上明白に他に示す場合を除いて、複数形をも含むように意図される。本明細書で使用される場合、用語「含む、備える」および／または「含んでいる、備えている」は、記載された特徴、完全体、ステップ、動作、要素、および／または、構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素、および／または、これらの群の存在または追加を除外するものではないことがさらに理解される。
【００５８】
以下の特許請求の範囲における全てのミーンズプラスファンクションエレメントまたはステッププラスファンクションエレメントの対応する構造、材料、動作および均等物は、具体的に請求された他の要素と組み合わせて、機能を実行する任意の構造、材料または作用を含むように意図される。本発明の説明は、例示および説明の目的で提示されてきたが、この本発明の説明は、網羅的であるように意図されたものではなく、開示された形態に本発明を限定することも意図されていない。多くの修正および変更が、本発明の範囲および精神から逸脱することなしに、当業者に明らかである。本発明の原理および実際的な適用を最良に説明すること、および、企図される特定の使用に適した種々の変更を伴う種々の実施形態について、本発明を当業者が理解することを可能にすることのために、上記の実施形態は選ばれ、説明されてきた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年5月19日(2015.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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