DE69118736T2

DE69118736T2 - Operationskontrollapparat

Info

Publication number: DE69118736T2
Application number: DE69118736T
Authority: DE
Inventors: Toru Ogino
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2011-02-23
Also published as: EP0443597A1; JPH03244009A; EP0443597B1; DE69118736D1; JP3206907B2; US5295231A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Apparat zum Steuern der Operationen eines Gegenstandes wie eines künstlichen Satelliten in der Umlaufbahn nach dem Starten.
Fig. 1 illustriert einen Operationssteuerapparat gemäß dem Stand der Technik, wie in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 62-70939 offenbart ist. Der Operationssteuerapparat, wie in der Zeichnung gezeigt ist, besteht im allgemeinen aus einer Grundempfangs/Sendeeinheit 2, die geeignet ist, die Sende- und Empfangsverarbeitung der Telemetriedaten, die von einem künstlichen Satelliten 1 zu empfangen sind, und die Befehlsdaten und so weiter, die zu dem künstlichen Satelliten übertragen sind, auszuführen, einer Datenverarbeitungseinheit 3, die geeignet ist, diese Daten zu verarbeiten, einer Datendiagnoseeinheit 4, die geeignet ist, diese Daten zu diagnostizieren, und einer Operationskonsoleinheit 5, die äquivalent einer Eingabe/Ausgabeeinheit ist, welche eine Kathodenstrahlröhre und eine Tastatur aufweist, wobei diese Komponenten im allgemeinen Gebrauch verwendet werden für die Darstellung eines graphischen Diagramms auf einem Schirm einer Kathodenstrahlröhre oder für die Eingabe eines Befehls durch eine Bedienungsperson über die Tastatur, und dient als die Schnittstelle zwischen einer Bedienungsperson und diesen vorbeschriebenen Einheiten.
Die vorbeschriebene Datenverarbeitungseinheit 3 enthält in Form der in Fig. 2 gezeigten Software (Algorithmus) die jeweiligen Mittel für die Software aufweisend eine Telemetriedaten-Verarbeitungsvorrichtung 11, eine Befehlsdaten-Verarbeitungsvorrichtung 12, eine Bahn-Lagebestimmungsvorrichtung 13, eine Bahn- Lagesteuer- und Planungsvorrichtung 14, eine Ereignis-Steuervorrichtung 15, eine gemeinsame Datenbankvorrichtung 16 und eine Simulationsvorrichtung 17. In der vorerwähnten Datendiagnoseeinheit 4 ist Software enthalten für eine Diagnosevorrichtung 18, normalerweise bezogen auf ein "Expertensystem", welches Software für eine Datendiagnose aufweist, umfassend den Wissensdatenbank-Abschnitt 18a und den Inferenz-Funktionsabschnitt 18b.
Die Arbeitsweise des Operationssteuerapparates wie vorbeschrieben wird als nächstes erläutert. Gemäß dem Operationssteuerapparat für einen künstlichen Satelliten, welcher wie zuvor beschrieben ausgebildet ist, werden die Telemetriedaten und die Entfernungsdaten von dem künstlichen Satelliten über die Grundempfangs/Sendeeinheit 2 in die Datenverarbeitungseinheit 3 eingegeben, wo die jeweilige Verarbeitung mittels der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtungen 11 bis 14 durchgeführt wird.
In Fig. 2 wird angenommen, daß die Ereignis-Steuervorrichtung 15 die Reihenfolge der Aktivierung der Vorrichtungen 11 bis 18 bestimmt und die Vorrichtungen 11 bis 14 werden gemäß einer vorbestimmten Verarbeitungsfolge akitviert, wenn nicht eine externe Unterbrechung bewirkt wird.
Die Art der Arbeitsweise der Ereignis-Steuervorrichtung 15 wird als nächstes mit Bezug auf Fig. 3 erläutert. In Fig. 3 bezeichnet S81 den externen Unterbrechungsschritt, in welchem eine Entscheidung erfolgt, ob die Ereignis-Steuervorrichtung 15 durch eine Bedienungsperson extern unterbrochen wurde durch Verwendung zum Beispiel der Operationskonsoleneinheit 5 enthaltend eine Eingabevorrichtung wie eine Tastatur oder dergleichen, um die Verarbeitung anzuhalten. Wenn keine derartige Unterbrechung stattgefunden hat, geht der Vorgang zum normalen Verarbeitungsschritt S82 über, so daß die jeweiligen Vorrichtungen 11 bis 14 in einer vorbestimmten Verarbeitungsfolge aktiviert werden. Dann geht der Prozeß zum Schritt S83 weiter, in welchem die gemeinsame Datenbank 16 aktiviert wird, um das Ergebnis der Verarbeitung in diese einzuschreiben. Dann geht der Prozeß zum Schritt S84 weiter, in welchem die Diagnosevorrichtung 18 aktiviert wird und die Daten der Verarbeitungsergebnisse diagnostiziert werden. Danach kehrt der Prozeß zum Schritt S81 zurück.
Wenn in der Zwischenzeit im Schritt S81 gefunden wurde, daß die Ereignis-Steuervorrichtung 15 extern unterbrochen wurde, geht der Prozeß zum Schritt S85 weiter, in welchem bewirkt wird, daß die bezeichneten Vorrichtungen aktiviert und ausgeführt werden gemäß der von einer Bedienungsperson gemachten externen Anforderung, und eine Entscheidung wird im Schritt S86 gemacht, ob die vorbestimmte Verarbeitung vollständig beendet wurde oder nicht. Wenn die Bestätigung der Beendigung des gesamten Verarbeitungsvorgangs nicht gegeben wird, ist der Prozeß noch unvollständig und geht zum Schritt S81 zurück.
Wie vorstehend erläutert ist, wird mittels der Ereignis-Steuervorrichtung 15 die jeweilige Verarbeitung unter normalen Bedingungen automatisch durchgeführt, während die Verarbeitung wie durch eine Bedienungsperson instruiert aufgrund der externen Unterbrechung durchgeführt werden, selbst wenn irgendeine abnorme Bedingung bewirkt wird.
Die Art der Operation im Fall der Datendiagnose durch Verwendung der Simulationsvorrichtung 17 und der Diagnosevorrichtung 18 wird als nächstes erläutert.
Die Simulationsvorrichtung 17 liefert ein Simulationsprogramm, welches zuvor die Bewegung eines künstlichen Satelliten simulieren kann und als eine sogenannte Computer-Simulation verwendet wird, durch welche die Bewegung eines künstlichen Satelliten, wenn die Bahnsteuerung und die Lagesteuerung ausgeführt werden, angenommen und berechnet wird durch die Simulationsvorrichtung 17, bevor die Bahn- und Lagesteuerung des künstlichen Satelliten tatsächlich ausgeführt wird.
Die Diagnosevorrichtung 18 liefert Software (oder ein Programm), welches normalerweise "Expertensystem" bezeichnet wird auf dem Gebiet der Wissenstechnologie und der künstlichen Intelligenz, und sie umfaßt einen Wissensdatenbereich-Abschnitt 18a und einen Inferenz- Funktionsabschnitt 18b. Sie wird in der Datendiagnoseeinheit 4 aktiviert, wie zuvor beschrieben ist, und führt die Datendiagnoseverarbeitung aus.
Der vorerwähnte Wissensdatenbank-Abschnitt 18a bildet eine Datenbank, welche eine Anhäufung der Regeln für die Entscheidungskriterien der Datendiagnose umfaßt. Ein Beispiel der Diagnoseregel für die Daten für eine Operationssteuerung wird erläutert unter Bezugnahme auf Fig. 4. In Fig. 4 bestehen die jeweiligen Regeln 91 bis 95 jeweils aus einem Annahmeteil 90A und einem Folgerungsteil 90B, worin der Annahmeteil 90A einer untergeordneten Klausel wie "wenn ..." entspricht und der Folgerungsteil 90B einer Klausel wie "dann ..." entspricht. Was zum Beispiel durch Regel 1 (91) gemeint ist, ist "wenn die Temperatur des Kraftstofftanks für den künstlichen Satelliten außerhalb des Bereichs von 15º C bis 30º C ist, ist die Temperatur des Brennstofftanks abnorm". Die Ansammlung solcher Regeln umfaßt die Wissensdatenbank 18a.
Der vorerwähnte Inferenz-Funktionsabschnitt 18b ist mit einem allgemeinen Algorithmus ausgebildet, der allgemein als die "Inferenzmaschine" oder dergleichen auf dem Gebiet der Wissenstechnologie und künstlichen Intelligenz bezeichnet ist. Genauer gesagt, er ist in der Form von Software vorgesehen, die zum Beispiel die Durchführung einer Inferenz aus einem Ergebnis ermöglicht mittels eines sogenannten Syllogismus oder dergleichen, und der betätigbar ist, wenn eine Inferenz mit den Ergebnissen der Diagnose aus der Anhäufung der "wenn .., dann ..."-Regeln durchgeführt wird.
Die Operation für die Diagnose der Operationssteuerdaten für einen künstlichen Satelliten durch Verwendung der jeweiligen Vorrichtungen 15 bis 18, die wie vorstehend erläutert sind, wird nun mit Bezug auf Fig. 5 erklärt. Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Operation der Datendiagnose, worin, wenn die Datendiagnosefunktion durch die vorbeschnebene Ereignis-Steuervorrichtung 15 aktiviert (oder gestartet) wird, dann die systematischen Diagramme des Gesamtsystems des künstlichen Satelliten und des Subsystems auf der Operationskonsoleneinheit dargestellt werden (Schritt S101). Der fehlerbehaftete Teil (oder der abnorme Teil) wird durch Farbe unterschieden in dem systematischen Diagramm wie vorbeschrieben dargestellt gemäß dem Ergebnis der Datendiagnose auf der Grundlage der Diagnosevorrichtung 18 (Schritt S102). Die Diagnose eines Fehlers wird durchgeführt (Schritt S103). Diese Gegenmaßnahme für den Fehler ist auch in den vorerwähten Regeln enthalten und eine derartige Gegenmaßnahme wird automatisch in Abhängigkeit von dem Fehler ausgewählt. Eine Simulation zu der Zeit der Durchführung dieser Gegenmaßnahme wird ausgeführt unter Verwendung der Simulationsvorrichtung 17 und das Ergebnis wird hierdurch angenommen (Schritt S105). Am Ende des Vorgangs werden Befehlsdaten zur Durchführung der Gegenmaßnahme vorbereitet und zum künstlichen Satelliten übertragen (Schritt S106).
Da die in dem Operationssteuerapparat gemäß dem Stand der Technik enthaltene Software in der Weise wie vorstehend erläutert ausgebildet ist, wird zu der Zeit der normalen Verarbeitung mittels der Ereignis-Steuervorrichtung 15 die jeweilige Verarbeitung nur entsprechend der vorbestimmten Verarbeitungsfolge durchgeführt, so daß die Verarbeitung nicht in Abhängigkeit von den Situationen in der Art der Online-Verarbeitung durch Änderung der Verarbeitungsfolge wie gewünscht optimiert werden kann. Demgemäß hat nicht nur bei der Operationssteuerung eines einzelnen künstlichen Satelliten, sondern auch bei der gleichzeitigen Operationssteuerung mehrerer künstlicher Satelliten gemäß dem normalen Verarbeitungsverfahren nach dem Stand der Technik ein Spezialist immer die Verarbeitungsfolge zu beobachten und eine Korrektur der Verarbeitungsfolge in Abhängigkeit von dem Fehler durchzuführen, wodurch sich eine kompliziertere Verarbeitungsoperation und ein größerer Zeitaufwand ergeben.
Weiterhin müssen Diagnoseregeln, die in dem Wissensdatenbank-Abschnitt 18a der Diagnosevorrichtung 18 enthalten sind, für jeden Gebrauch bei der Diagnose der Operationssteuerung eines künstlichen Satelliten von einem Spezialisten auf dem Gebiet der künstlichen Satelliten überprüft werden in Übereinstimmung mit den Entwurfswerten zu der Zeit des Entwerfens, welche als die Bezugswerte verwendet werden, und eine Hinzufügung und Modifikation für die gegenwärtig verwendete Diagnoseregel sind auch durch einen Spezialisten durchzuführen, mit dem Ergebnis, daß eine gewaltige Menge an Arbeit und Zeit durch eine Anzahl von Spezialisten während der Periode des Betriebs eines künstlichen Satelliten aufgewendet werden muß.
EP-A-335 380 bezieht sich auf einen elektronischen Prüfapparat, welcher beispielsweise verwendet werden kann, um die Funktion und die Wirksamkeit einer künstlichen Satellitenstation für die Bestätigung auf dem Boden zu prüfen. Dieser Prüfapparat ist ausgerüstet mit Datenverarbeitungsmitteln zum Verarbeiten und/oder Aufbereiten von Prüfdaten, die von einer zu prüfenden Objekteinheit erhalten wurden, welche in Kombination eine Organisations-Kompromißvorrichtung, eine Fehlerbetriebs- und Wirkungsanalyseblatt-Vorbereitungsvorrichtung, eine Entwurfsdurchsichtvorrichtung bestehend aus einem Lernabschnitt, einem Wissenbasisabschnitt und einem Interferenzabschnitt, eine Diagnoseregel-Vorbereitungsvorrichtung und eine Diagnosevorrichtung bestehend aus einem Wissensdatenbank-Abschnitt und einem Inferenz-Funktionsabschnitt aufweist.
Die vorliegende Erfindung wurde vorgeschlagen, um die vorbeschriebenen Probleme zu beseitigen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Operationssteuerapparat zu schaffen, die in der Lage ist, zu einer Arbeitsersparnis und einer raschen Operation bei der gleichzeitigen Operationssteuerung von mehreren Gegenständen wie künstlichen Satelliten beizutragen, indem es möglich gemacht wird, Diagnoseregeln automatisch vorzubereiten und zu korrigieren.
Um diese Aufgabe zu lösen, enthält ein Operationssteuerapparat gemäß der vorliegenden Erfindung eine Datenverarbeitungseinheit zum Verarbeiten von Daten für die Operationssteuerung eines Gegenstandes, wobei die Datenverarbeitungseinheit eine Ereignis-Steuervorrichtung, eine gemeinsame Datenbankvorrichtung und eine Simulationsvorrichtung enthält, und eine Datendiagnoseeinheit mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist zum Diagnostizieren der Daten für die Operationssteuerung, wobei die Datendiagnoseeinheit eine Diagnosevorrichtung enthält und weiterhin vorgesehen sind: eine Führungsvorrichtung zum Prüfen der Verarbeitungsreihenfolge der jeweiligen Vorrichtungen in Abhängigkeit von dem Zustand des Gegenstandes, welcher sich in bezug auf die Zeit ändert, um die optimale Verarbeitungsreihenfolge der jeweiligen Vorrichtungen vorzubereiten, und zum Aufgeben derselben zu der Ereignissteuervorrichtung; eine Vorbereitungs- und Korrekturvorrichtung für ein Fehlerbetriebs- und -wirkungs-Analyseblatt zum vorhersagenden Analysieren von Fehlerbetrieb und -wirkung des Gegenstandes, und zum Vorbereiten und Korrigieren eines die Ergebnisse der Analyse darstellenden Blattes; und eine Vorrichtung zum automatischen Vorbereiten und Korrigieren von Diagnoseregeln in Übereinstimmung mit dem Blatt der Analyseergebnisse.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die optimale Verarbeitungsreihenfolge immer neu vorbereitet in Abhängigkeit von dem Zustand eines Gegenstands, der sich in bezug auf die Zeit verändert, wie der Zustand eines künstlichen Satelliten, welcher sich konstant verändert und automatisch zu der Ereignis-Steuervorrichtung durch die Führungsvorrichtung gegeben wird. Demgemäß ist es nicht erforderlich, die Verarbeitungsreihenfolge vorher zu bestimmen, zum Beispiel eine solche Verarbeitung wie die Bestimmung der Bahn und der Lage eines künstlichen Satelliten und die Steuerverarbeitung der Bahn und der Lage, aber eine derartige Verarbeitung kann wie gewünscht durchgeführt werden in Abhängigkeit von der Situation und auch eine gleichzeitige Steuerung mehrerer Gegenstände wie künstlicher Satelliten erreichen, derart, daß sie zu einer Arbeitseinsparung, Automatisierung, raschen Operation und hohem Wirkungsgrad bei der Operationssteuerung beitragen kann. Weiterhin ermöglichen die Vorbereitungs- und Korrekturvorrichtung für ein Fehlerbetriebs- und wirkungs-Analyseblatt und die Vorrichtung zum Vorbereiten und Korrigieren von Diagnoseregeln die Annahme und die Analyse des Fehlers und die Wirkung von Gegenständen wie künstlicher Satelliten auf der Grundlage der von den Gegenständen erhaltenen Telemetriedaten sowie eine automatische Vorbereitung und Korrektur der Diagnoseregeln, was weiterhin zu einer Arbeitsersparnis, Automatisierung und raschen Operation bei der Operationssteuerung beiträgt.
Da die Führungsvorrichtung, die Vorrichtung zum Analysieren und Korrigieren von Fehlerbetrieb und -wirkung und die Vorrichtung zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregeln zum Stand der Technik neu hinzugefügt sind, um weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung eine intellektuelle Verarbeitungsarbeit zu ermöglichen, welche wie beispielsweise eine Planungsarbeit manuell durchgeführt werde, die nun mechanisch erfolgen kann, wodurch eine Arbeitsersparnis, Automatisierung und rasche Operation bei der Operationssteuerung erzielbar sind.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in welcher gleiche Teile durch gleiche Bezugszahlen bezeichnet sind.
Fig. 1 ist ein Gesamtdiagramm des Operationssteuerapparates gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Ausbildung von Software gemäß dem Stand der Technik illustriert;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Operation der Ereignis-Steuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 4 ist eine schematische Tabelle zur Erläuterung des Wissensdatenbank-Abschnitts der Diagnosevorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Operation der Diagnosevorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 6 ist ein Diagramm, das eine Ausbildung der Software zeigt, die in einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung illustriert ist;
Fig. 7 ist eine anschauliche Darstellung, die ein Beispiel des Formats für ein FMEA- Blatt zeigt, das mittels der in Fig. 6 gezeigten Vorbereitungs- und Korrekturvorrichtung für das in Fig. 7 gezeigte Analyseblatt von Fehlerbetrieb und/oder -wirkung vorzubereiten ist;
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das die Operation der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung zum Vorbereiten und Korrigieren des Analyseblatts von Fehlerbetrieb und -wirkung;
Fig. 9 ist eine Tabelle zur Erläuterung der Beziehung zwischen der von der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregeln vorbereiteten Diagnoseregel und dem FMEA-Blatt; und
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern der Operation der Vorrichtung zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregeln.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Fig. 6 illustriert die Gesamtausbildung der jeweiligen Vorrichtungen als die Software zur Erläuterung der Funktion der Datendiagnoseeinheit 4, welche durch die vorliegende Erfindung gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Apparat verbessert wurde. In Fig. 6 bezeichnen die Zahlen 11 bis 18 die mit den in dem in Fig. 2 gezeigten herkömmlichen Apparat verwendeten identischen Vorrichtungen. Die Zahlen 19 bis 21 bezeichnen solche Vorrichtungen, die durch die vorliegende Erfindung hinzugefügt wurden. Genauer gesagt, die Zahl 19 bezeichnet die Führungsvorrichtung, welche einen Lernabschnitt 19a, einen Wissensbasisabschnitt 19b und einen Inferenzabschnitt 19c aufweist und mit einer herkömmlichen Ereignis-Steuervorrichtung 15 verbunden ist. Die Zahl 20 bezeichnet eine Vorrichtung zum Vorbereiten und Korrigieren des Fehlerbetriebs- und -wirkungs-Analyseblatts. Die Zahl 21 bezeichnet eine Vorrichtung zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregeln.
Die vorbeschriebene Führungsvorrichtung 19 hat die folgenden Funktionen a, b und c, welche jeweils nachfolgend erläutert werden.

a. Planungsfunktion

Diese Funktion dient zur Durchführung der Suche der wahlweisen Lösung unter verschiedenen restriktiven Bedingungen auf der Grundlage des Algorithmus, welcher in dem Expertensystem angewendet wird, allgemein berufen durch den Plantyp oder Verzeichnistyp auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz und Wissenstechnologie. Ein Operationsbeispiel dieser Funktion wird in einem solchen Fall gefunden, in welchem die Verarbeitungsschritte, welche zuvor bestimmt wurden, vor dem Starten eines künstlichen Satelliten, geändert werden müssen gemäß der tatsächlichen Bahn, die der Satellit nach dem Starten genommen hat, zum Beispiel wenn die tatsächliche Bahn von der Zielbahn abgewichen ist, die vorher angenommen wurde, wobei die Verarbeitungsschritte zum Korrigieren der Bahn so hinzugefügt werden, daß die vorher bestimmten Verarbeitungsschritte wie gewünscht geändert werden könnten. In einem solchen Fall wird die optimale Lösung unter restriktiven Bedingungen gesucht bezüglich einer Kombination von verschiedenen Verarbeitungsschritten und der Zeitzuweisung, die erforderlich ist zum Bestimmen der Bahn und der Lage und Durchführen der Bahn- und Lagesteuerung durch Verwendung dieser Planungsfunktion, wodurch eine optimale Planung durchgeführt werden kann.
Diese Planungsfunktion ist nicht nur nützlich für die Planung der Operationssteuerung eines einzelnen Satelliten, sondern trägt auch zur Arbeitsersparnis, Automatisierung und Zeitverringerung der Planungsarbeit bei wie die Schaffung einer optimalen Kombination von verschiedenen Verarbeitungsschritten und der Zeitzuweisung der gleichzeitigen Operationssteuerung mehrerer künstlicher Satelliten.

b. Lernfunktion

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist die Vorrichtung 20 zum Vorbereiten und Korrigieren des Anlayseblatts von Fehlerbetrieb und -wirkung, die nachfolgend beschrieben wird, mit der Führungsvorrichtung 19 verbunden, und die jeweiligen herkömmlichen Vorrichtungen 11 bis 18 sind auch über die Ereignis-Steuervorrichtung 15 mit der Führungsvorrichtung 19 verbunden. Die Ergebnisse der Verarbeitungsschritte dieser jeweiligen Vorrichtungen 11 bis 18 und 20 werden alle in die Führungsvorrichtung 19 eingegeben. Diese Lernfunktion dient zum Herausziehen, Klassifizieren und Anordnen des für die Operationssteuerung des Satelliten erforderlichen Wissens aus diesen in die Führungsvorrichtung 19 eingegebenen Daten und zu deren Speicherung in dem Wissensbasisabschnitt 19b.

c. Beratungsfunktion

Diese Funktion ist geeignet, den Wissensabschnitt 19b intelligent zu durchsuchen in Abhängigkeit von den Anfragen von Bedienungspersonen, die verantwortlich sind für die Operationssteuerung, oder Spezialisten, und liefert verschiedene für die Operationssteuerung erforderliche Informationen.
Diese drei Funktionen a, b und c können dargestellt werden durch eine nützliche Cooperation, die zwischen dem Lernabschnitt 19a, dem Wissensbasisabschnitt 19b und dem Inferenzabschnitt 19c stattfindet, die zusammen die Zuführungsvorrichtung 19 bilden. Jeder dieser funktionellen Abschnitte wird nun erläutert.

(a) Lernabschnitt (19a)

Dieser Lernabschnitt 19a dient hauptsächlich zum Führen des Erwerbs von Wissen und die Wirkung des Lernens, wodurch eine intelligente Verarbeitung durch Verwendung des Wissensbasisabschnitts 19b und des Inferenzabschnitts 19c erhalten wird.
Der Begriff "intelligent", wie hier verwendet wird, ist auf die Bedeutung gerichtet, "das Vorsehen der Fähigkeit, gewisse Inferenzen auf der Grundlage der Wissensbasis und der Inferenzfunktion zu machen". Der Begriff "gewisse Inferenzen" wird hier verwendet für die Bedeutung eines allgemein definierten Konzepts der Inferenz auf dem Gebiet der Wissenstechnologie wie einer ableitenden Inferenz, induktiven Inferenz, Analogie und dergleichen.
Demgemäß kann der Lernabschnitt 19a die optimale Lösung suchen, indem diese Inferenzfunktionen und die Wissensbasis verwendet werden, und automatisch das Wissen erzeugen, das für die Operationssteuerung eines künstlichen Satelliten notwendig ist, durch heuristisches Lernen von dem erworbenen Wissen durch Verwendung dieser Inferenzfunktionen und der Wissensbasis.
Der hier verwendete Begriff "heuristisches Lernen" ist wie vorstehend erwähnt auf die Bedeutung von Lernen durch induktive Inferenz gerichtet. Das Stück für Stück erworbene Wissen kann nicht nur in der Wissensbasis angehäuft sein durch die Schritte der Klassifizierung, Wiederanordnung und Systematisierung und/oder strukturelle Organisation, sondern kann auch dienen zu gegenseitiger Ergänzung jedes Mangels in der Wissensbasis.

(b) Wissensbasisabschnitt (19b)

Es ist der Wissensbasisabschnitt 19b, welcher eine Verschiedenheit von Datenwörtern des Wissens anordnet, aufbereitet, speichert und anhäuft.
Der Begriff "Wissen", wie er hier verwendet wird, ist darauf gerichtet, die folgenden vier Typen von Wissen abzudecken, von denen jeder nachfolgend erläutert wird.

(I) Vergangene Entwurfs-, Herstellungs- und Prüfinformationen und Operationssteuerinformationen

Diese Informationen decken alle Informationen, die ausgedrückt werden durch Zahlen, Graphiken, Bilder oder dergleichen in bezug auf die Entwurfs-, Herstellungs- und Prüfdaten der künstlichen Satelliten, die bisher gestartet wurden, und Operationssteuerinformationen enthaltend Ereignisfolgen, Ergebnisse der Planung, Störungsinformationen, Prüflisten und dergleichen in bezug auf die Operationssteuerung, die in der Vergangenheit durchgeführt wurde.

(II) Gegenwärtige Informationen

Die gegenwärtigen Informationen in bezug auf (I), die erworben werden im Verlauf der gegenwärtigen Operationssteuerung.

(III) Durch Lernen erworbene Informationen

Für den Zweck der Operationssteuerung verfügbares Wissen, wie es von den Ergebnissen des Lernens von den gegenwärtigen Informationen in (II) durch Verwendung einer Inferenzfunktion erhalten wurde.

(IV) Informationen über Entwurfsmodelle

Dies ist gerichtet auf Informationen, die den Gegenstand eines Entwurfs an sich darstellen, welcher auch als "ein Gegenstandsmodell" bezeichnet wird auf dem Gebiet der Wissenstechnologie, wie veranschaulicht durch die Informationen, welche einen auf der Grundlage einer gegebenen wesentlichen Designspezifizierung entworfenen Gegenstand darstellen.
Derartige vier Typen des Wissens wie vorstehend aufgelistet werden in dem Wissensbasisabschnitt 19b in einer Verschiedenheit von Arten dargestellt.
Die Wortwahl "eine Verschiedenheit von Arten" folgt der Wissensrotation, die allgemein in dem Gebiet der Wissenstechnologie verwendet wird, welche allgemein verwendet wird für die Bedeutung "Produktionssystem", "Rahmen", Tafelmodell", "semantisches Netzwerk", "Aussagerechnung", "Gegenstand" usw.

(c) Inferenzabschnitt (19c)

Der Inferenzabschnitt 19c umfaßt einen individuellen Mechanismus, welcher von dem Lernabschnitt 19a und dem Wissensbasisabschnitt 19b unabhängig ist, und dieser Inferenzabschnitt kann eine Inferenz durchführen, indem er Gebrauch von dem in dem Wissensbasisabschnitt 19b angesammelten Wissen macht.
Der Begriff "Inferenz", wie er hier verwendet wird, ist gerichtet auf die Bedeutung des Konzepts der "Funktion zum Ableiten von Informationen von gegebenen Informationen, wobei die abgeleiteten Funktionen dieselbe oder eine implizite Bedeutung der gegebenen Informationen, aber einen unterschiedlichen Ausdruck in wenigstens einer expliziten Art haben", und daher kann der allgemein verwendete Syllogismus durch dieses Konzept der Inferenz gedeckt sein.
Jedoch kann dieser Inferenzabschnittt 19c, wie zuvor festgestellt ist, solche verschiedenen Inferenzfunktionen abdecken, wie sie allgemein als induktive Inferenzen, Analogie-Inferenzen, Standardinferenzen und dergleichen definiert sind.
Wie aus der vorhergehenden Erläuterung ersichtlich ist, wird die Führungsvorrichtung 19, welche den Lernabschnitt 19a, den Wissensbasisabschnitt 19b und den Inferenzabschnitt 19c aufweist, mit der Planungsfunktion, der Lernfunktion und der Beratungsfunktion beliefert, und es ist so ersichtlich, daß die Führungsvorrichtung 19 nützlich ist für eine Arbeitsersparnis und rasche Operation bei der intelligenten Verarbeitung für den Zweck der Operationssteuerung.
Die Vorrichtung 20 zum Vorbereiten und Korrigieren des Fehlerbetriebs- und -wirkungs-Analyseblatts und die Vorrichtung 21 zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregeln werden als nächstes im einzelnen erläutert.
Im allgemeinen sind zu der Zeit des Entwerfens eines künstlichen Satelliten die verschiedenen Funktionen, welche das relative System oder das Subsystem haben, in jedem funktionellen Block gruppiert als das Ergebnis des Entwurfs und es ist eine allgemeine Praxis, daß ein funktionelles Blockdiagramm, welches die Beziehung von Eingang/Ausgang zwischen den jeweiligen Blöcken illustriert, vorbereitet wird.
Die Vorrichtung 20 zum Vorbereiten und Korrigieren des Fehlerbetriebs- und -wirkungs-Anlayseblatts ist eine Software (oder ein Programm), welche zur Durchführung einer Fehlerbetriebs- und -wirkungsanlayse (abgekürzt als FMEA) dient in Übereinstimmung mit dem funktionellen Blockdiagramm, das zur Zeit des Entwurfs vorbereitet wurde, so wie zum entsprechenden Bringen der Ergebnisse seiner Analyse in ein FMEA- Blatt.
Diese FMEA ist ein Verfahren zur Analayse, welche allgemein praktisch in der Entwurfsstufe ist als eine der verfügbaren verschiedenen ingenieurartigen Analysetechniken. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verarbeitungsschritte, die von der Vorrichtung 20 zum Vorbereiten und Korrigieren des Fehlerbetriebs- und -wirkungs-Anlayseblatts durchgeführt werden, ordnungsgemäß entsprechend dieser Analysetechnik (oder FMEA-Verfahren) ausgebildet. Das FMEA- Blatt kann vorbereitet werden durch die Wechselwirkung zwischen der Datendiagnoseeinheit 4 und dem Entwerfenden (oder dem Spezialisten) auf dem Gebiet der künstlichen Satelliten. Diese Wechselwirkungs-Verarbeitung ist auf ein solches Verfahren gerichtet, bei dem der Spezialist eine Antwort auf einen Fragesatz, der auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre dargestellt ist, eintippen kann, zum Beispiel eine graphische Darstellung oder dergleichen von der Datendiagnoseeinheit.
Die Vorrichtung 20 zum Vorbereiten und Korrigieren des Fehlerbetriebs- und -wirkungs-Anlayseblatts besteht aus einem FMEA-Format-Vorbereitungsprogramm und einem Fragesatz-Erzeugungsverarbeitungsprogramm. Diese Programme werden als nächstes im einzelnen erläutert.

(a) FMEA-Format-Vorbereitungsprogramm

Dieses Programm ist geeignet zur Vorbereitung des Formats (Rahmung) des FMEA-Blattes gemäß dem vorstehend aufgezeigten FMEA-Verfahren und hat ein ähnliche Funktion wie die der Verarbeitung für ein Programm, das zur Vorbereitung einer allgemeinen Tabellenrahmung dient. Fig. 7 illustriert ein Beispiel der For matierung eines FMEA-Blattes, wie es nach dem vorerwähnten Verfahren vorbereitet wurde. In dieser Zeichnung sind die jeweiligen Spalten C21 bis C30 benannt nach dem zu beschreibenden Inhalt als das Ergebnis der Wechselwirkungs-Verarbeitung. Diese Spalten folgen der Technik der Division, die allgemein in dem vorstehend aufgezeichneten FMEA-Verfahren verwendet wird.

(b) Frageerzeugungs-Verarbeitungsprogramm

Dieses Programm dient zur Durchführung solcher Verarbeitungen wie der Erzeugung eines Fragesatzes zur Unterstützung eines Spezialisten zum Ausfüllen leerer Spalten eines FMEA-Blattes, das durch das FMEA-Format-Vorbereitungsprogramm vorbereitet wurde, mit konkreten Inhalten und zur Darstellung solches Fragesatzes auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre. Dann holt das Programm die auf einen derartigen Fragesatz von einem Spezialisten gegebene Antwort und füllt dann jede Spalte in dem FMEA-Blatt aus. Eine derartige Verarbeitungsoperation ist in der Funktion ähnlich solchen, die in einem allgemeinen Wechselwirkungs- Verarbeitungsprogramm unternommen werden. Konkrete Beispiele von Fragesätzen, die in Folge während der Verarbeitung dieses Programms erzeugt werden, sind in Fig. 8 in der Form des Flußdiagramms gezeigt, um die Verarbeitungsoperation dieses Programms in weiteren Einzelheiten zu erläutern. Wenn ein Spezialist seine Antwort auf die jeweiligen fragenden Schritte S31 bis S40, die in Folge in dieser Zeichnung gezeigt sind, unter Verwendung der Tastatur der Datendiagnoseeinheit 4 eingibt, dient dieses Programm zum Ausfüllen der Spalten des FMEA-Blattes mit den eingegebenen Antworten, um das FMEA-Blatt zu vervollständigen.
Aufgrund der Verwendung der Vorrichtung 20 zur Vorbereiten und Korrigieren des Fehlerbetriebs- und - wirkungs-Analyseblatts, welche wie vorstehend festgestellt die zwei Typen von Programmen (a) und (b) aufweist, kann das FMEA-Blatt vorbereitet werden auf der Grundlage der vorbeschriebenen FMEA-Technik mittels der Wechselwirkungs-Verarbeitung zwischen der Datendiagnoseeinheit 4 und einem Spezialisten.
Die Vorrichtung 21 zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregeln ist eine Software, die geeignet ist zur Vorbereitung einer Prüfdaten-Diagnosebezugsregel (Diagnoseregel), die später zu beschreiben ist, aus dem Inhalt des FMEA-Blattes, das von der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 20 zum Vorbereiten und Korrigieren des Fehlerbetriebs- und -wirkungs-Analyseblatts vorbereitet wurde. Diese Diagnoseregel ist eine Anhäufung der Regeln, welche in dem Datenbasisabschnitt 18a der vorbeschriebenen Diagnosevorrichtung 18 gespeichert sind.
Als eine Erläuterung der Verarbeitungsoperation dieser Vorrichtung 21 zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregel wird nachfolgend ein konkretes Beispiel gegeben von einem Verarbeitungsverfahren zum Vorbereiten einer Diagnoseregel, die zur Diagnose der Prüfdaten für einen Gasstrahlapparat (Gasstrahl-Subsystem) zu verwenden ist, aus dem Inhalt des FMEA- Blattes über diesen Gasstrahlapparat, welcher geeignet ist zur Steuerung der Bahn und Lage eines künstlichen Satelliten durch Verwendung der vorerwähnten Vorrichtung 21 für die Vorbereitung der Diagnoseregel.
Fig. 9 ist eine Beispiel des FMEA-Blatts, das in Verbindung mit dem vorstehend erwähnten Gasstrahlapparat vorbereitet wurde. In der Zeichnung entsprechend der in dem Fehlerbetrieb C44 beschriebene Inhalt dem Annahmeteil der später zu beschreibenden Diagnoseregel, während die Inhalte, die in der Fehlerbetriebs-Ursachenspalte C45, der Fehlerbetriebs-Wirkungsspalte C46 und der Spalte C50 für empfohlene Gegenmaßnahmen beschrieben sind, dem Folgerungsteil der Diagnoseregel entsprechen. Wenn zum Beispiel eine Feststellung "Flüssigkeits- und Gasleck" in der Beschreibung der Fehlerbetriebsspalte C44 für ein radiales Triebwerk in Fig. 9 vorliegt, dann kann die folgende Diagnoseregel angewendet werden.
(Annahmeteil): Wenn ein Leck für die Flüssigkeit oder das Gas vom radialen Triebwerk vorliegt.
(Folgerungsteil): Ursache ist eine ungeeignete Dichtung oder Verstopfung mit Staub, was zu einer untauglichen Lage/Bahn-Steuerung führen würde. Als Gegenmaßnahme ist es notwendig, eine Duplex-Dichtungsstruktur zu verwenden und eine Leckprüfung vor und nach einer Umgebungsprüfung durchzuführen.
Wie aus diesem Beispiel einer wie vorstehend erläuterten Diagnoseregel ersichtlich ist, entsprechend der Annahmeteil und der Folgerungsteil der Diagnoseregel dem Inhalt der Spalten in dem FMEA-Blatt, und so kann der Inhalt dieses Annahme- und Folgerungsteils gemäß dieser Entsprechung bestimmt werden, wodurch die Diagnoseregel automatisch vorbereitet werden kann.
Fig. 10 ist das Flußdiagramm, das einen Fluß von Verarbeitungsschritten zur Erläuterung der Operation der vorstehend erwähnten Vorrichtung 21 zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregel zeigt. In diesem Diagramm enthält, während die Verarbeitungsschritte S51, S52, S53 und S54 durch die vorerwähnte Vorrichtung 21 zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregel automatisch durchgeführt werden können, der Schritt S54 einen Vorgang, durch den der Inhalt der Diagnoseregel, die in den oben erwähnten Schritten S51 bis S53 automatisch vorbereitet wurde, einer Prüfung unterzogen und, falls erforderlich, durch einen Spezialisten korrgiert wird. Auf diese Weise wird die Diagnoseregel, welche endgültig geprüft und korrigiert wurde, in dem Wissensdatenbank-Abschnitt 19b der Führungsvorrichtung 19 registriert und für den Zweck der Diagnose von Prüfdaten wirksam verwendet.
Wie aus der vorliegenden Erläuterung deutlich ist, können die Entwurfsdaten zu der Zeit des Entwurfs nützlich für die Diagnose der Daten für die Operationssteuerung verwendet werden mittels der Vorrichtung 20 zum Vorbereitung und Korrigieren des Fehlerbetriebs- und -wirkungs-Anlayseblatts und der Vorrichtung 21 zum Vorbereiten und Korrigieren der Diagnoseregeln.
Obgleich die Vorrichtungen 19 bis 21 in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel alle als Software erläutert wurden, können sie Hardware oder Firmware oder eine Mischung sein, solange wie eine gleichartige Funktion und Wirksamkeit erhalten werden kann. Als ein Beispiel solcher Hardware oder Firmware sind Neurochips, in welchen das neuronale Netzwerk auf einem Halbleitersubstrat implementiert ist, Fuzzychips, die zur Verarbeitung der Fuzzy-Setztherorie verwendet werden, und dergleichen verfügbar. Die vorerwähnten Vorrichtungen 19 bis 21 können gebildet sein in der Form einer Mischung von derartiger Hardware und Firmware enthaltend solche Chips wie vorbeschrieben.
Weiterhin ist, obgleich eine Inferenzmaschine in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel als die Datendiagnoseeinheit 4 verwendet wurde, der Typ des Computers (der Maschine) nicht besonders beschränkt, solange wie die Verarbeitungsvorrichtungen 18 bis 21 betrieben werden können. Die Anzahl der zu verwendenden Computer ist ebenfalls nicht auf eins begrenzt, sondern statt dessen können mehrere Computer verwendet werden, um die Verarbeitung durch die vorerwähnten Vorrichtungen 18 bis 21 zu teilen, abhängig von dem Ausmaß der Verarbeitung. Umgekehrt können die vorerwähnte Datenverarbeitungseinheit 3 und die Datendiagnoseeinheit 4 integriert und durch einen einzelnen Computer gebildet sein.
Weiterhin ist bei dem obigen Ausführungsbeispiel, obgleich eine der herkömmlichen gleichartige Einheit als die Operationskonsoleneinheit und die Mensch-Maschinen-Schnittstelle umfassend eine Kathodenstrahlröhre und eine Tastatur verwendet wird, die Schnittstelle nicht auf diesen Typ beschränkt, sondern ein anderer Typ von Schnittstelle wie eine Stimmen-Wechselwirkungs-Vorrichtung mit Stimmenerkennung und Synthesefunktion können in der Operationskonsoleneinheit enthalten sein.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit dem Operationssteuerapparat für einen künstlichen Satelliten erläutert wurde, ist es weiterhin selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung nicht begrenzt ist auf die Anwendung für einen künstlichen Satelliten, sondern sie kann auf Flugzeuge, Schiffe, Fahrzeuge und dergleichen angewendet werden und auch auf solche allgemeinen Operationssteuerapparate, die eine Operationssteuerung erfordern.

Claims

1. Operationssteuerapparat enthaltend eine Datenverarbeitungseinheit (3) zum Verarbeiten von Daten für die Operationssteuerung eines Gegenstandes (1), wobei die Datenverarbeitungseinheit eine Ereignissteuervorrichtung (15), eine gemeinsame Datenbankvorrichtung (16) und eine Simulationsvorrichtung (17) enthält, und eine Datendiagnoseeinheit (4) mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist zum Diagnostizieren der Daten für die Operationssteuerung, wobei die Datendiagnoseeinheit eine Diagnosevorrichtung (18) enthält, und der Operationssteuerapparat weiterhin aufweist:

eine Führungsvorrichtung (19) zum Prüfen der Verarbeitungsreihenfolge der jeweiligen Vorrichtungen in Abhängigkeit von dem Zustand des Gegenstandes, welcher sich in bezug auf die Zeit ändert, um die optimale Verarbeitungsreihenfolge der jeweiligen Vorrichtungen vorzubereiten, und zum Aufgeben derselben zu der Ereignissteuervorrichtung; eine Vorbereitungs- und Korrekturvorrichtung (20) für ein Fehlerbetriebs- und wirkungs-Analyseblatt zum vorhersagenden Analysieren von Fehlerbetrieb und -wirkung des Gegenstandes, und zum Vorbereiten und Korrigieren eines die Ergebnisse der Analyse darstellenden Blattes; und

eine Vorrichtung zum Vorbereiten und Korrigieren von Diagnoseregeln (21) in Übereinstimmung mit dem Blatt der Analyseergebnisse.

2. Operationssteuerapparat nach Anspruch 1, worin der Gegenstand ein künstlicher Satellit (1) ist.

3. Operationssteuerapparat nach Anspruch 1, worin die Führungsvorrichtung enthält:

eine Vorrichtung zum Definieren eines Lernabschnitts (19a) zum Erwerben und Lernen von Wissen für die Operationssteuerung aus den Daten, die von der Ereignissteuervorrichtung, der gemeinsamen Datenbankvorrichtung, der Simulationsvorrichtung, der Diagnosevorrichtung beziehungsweise der Vorbereitungs- und Korrekturvorrichtung für ein Fehlerbetriebs- und -wirkungs-Analyseblatt zu der Führungsvorrichtung ausgegeben sind;

eine Vorrichtung zum Definieren eines Wissens- Grundabschnitts (19b) zum Sammeln des Wissens bezüglich des Gegenstandes und des Wissens für die Operationssteuerung, das von dem Lernabschnitt erzeugt wurde; und

eine Vorrichtung zum Definieren eines Inferenzabschnitts (19c) zum Durchführen von Inferenzen unter Verwendung des in dem Wissens-Grundabschnitt gesammelten Wissens.

4. Operationssteuerapparat nach Anspruch 3, worin das in dem Wissens-Grundabschnitt enthaltene Wissen frühere Konstruktions- und Operationssteuerinformationen, neu erworbene Operations steuerinformationen, durch Lernen erworbene Informationen und Informationen über Konstruktionsmodelle aufweist.

5. Operationssteuerapparat nach Anspruch 1, welcher weiterhin eine Operationskonsoleneinheit aufweist, die sowohl mit der Datenverarbeitungseinheit als auch mit der Diagnoseeinheit verbunden ist, welche als eine Schnittstelle zwischen einer Bedienungsperson und der Datenverarbeitungseinheit und der Diagnoseeinheit dient.