プラントオペレータ概念のビジュアライゼーションと分散意思決定支援に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650305
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 椹木 哲夫 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10187304)
• Keywords: 意思決定論 / インフルエンスダイアグラム / 概念形成 / し尿処理プラント / 知識獲得 / スキーマ理論 / 概念クラスタリング / ガス製造プラント

Research Abstract

原子炉プラントを始めとして,大規模・複雑化の進むプラント運転においては,空間的・時間的さらにはバックグラウンドとなる専門知識が分散した環境の下での,複数オペレータによる協調的な運転監視が通常である.このような分散意思決定環境下では,個々のオペレータの有する概念知識と意思決定の相互共有の促進が鍵になる.本研究では,意思決定分析手法の一つであるインフルエンス・ダイアグラムを用いたし尿処理プラントの知識ベース型制御器の制御則集合の導出法について提案を行った.まず一般的なセンサ入力に基づく制御系のモデルを示し,ダイアグラム上での確率推論を実行して得られる解をルール化することによって制御則集合の合理的な導出が可能になることを示した。次に,提案手法の現実的な応用として,以上の手法をし尿処理プラントの知識ベース型制御系設計の問題に適用し、複数プロセスの協調を実現のための制御則が合理性規範に基づいて導出できることを示した.またオペレータの把握する「曖昧な概念」を,多面的・多階層(抽象度のマルチレベル)の構造(冗長性)を有する概念として,オペレーションデータや対象システムの履歴データからのコンピュータによる自動生成とビジュアライゼーション(概念の顕在化)技術の確立を目指して,人工知能の機械学習における教師なし機能学習手法として知られる概念クラスタリングの手法を,教師データとして与えられたプラントで観測される多数のプロセス変数の時系列データに対して適用し,プラント状態の概念カテゴリの自動生成を行った.ここで入力となる教師データとしては,時間に伴う各種変数の変化量や変化方向によって離散化された状態記述の系列であるが,本研究では,これらの教師データから,類似の複数の状態からこれらを包含する一般記述としての状態概念,ならびにこれら状態概念の間の遷移パターンを帰納的に学習して,プラントの故障に対応する概念カテゴリを,多面的・多階層(抽象度のマルチレベル)の構造を有した概念として生成し,これに基づいてオペレータの熟練度や経験,タスク環境(緊急性の違い)に依存した情報の能動的・選択的提示を可能にするためのシステムを備品のエンジニアリングワークステーション上で開発した.

Research Products

• [Publications] 椹木哲夫: "意思決定分析手法に基づく制御知識構造の導出法とし尿処理プラントの協調制御系への応用" システム制御情報学会論文誌. 第8巻. 574-584 (1995)
• [Publications] Tetsuo Sawaragi: "Fusing Multiple Data and Knowledge Sources for Signal Understanding by Genetic Algorithm" Trans. of IEEE Trans. on Industrial Electronics. Vol. 43(発表予定). (1996)
• [Publications] 椹木哲夫: "知識獲得と教示" 日本ロボット学会誌. 第13巻. 588-591 (1995)
• [Publications] 椹木哲夫: "コミュニケーションのメディアから知識のインフラへ" 日本機械学会誌. 第98巻. 452-456 (1995)
• [Publications] Tetsuo Sawaragi: "Formulating Collaborative Engineering Design Using Machine Leaming Method and Decision Theory" proc. of Sixth International Conference on Human-Computer Interaction. Vol. 1. 321-326 (1995)
• [Publications] Tetsuo Sawaragi: "Realtime Decision Support System for Plant Operators Using Concept Formation Method" Proc. of International Federation of Automatic Control(IFAC)13th World Congress. (発表予定). (1996)