フェイルソフトに基づく制御システムのメンテナンス時の稼働状態の移行過程設計

基于故障软件的控制系统维护过程中的运行状态转换过程设计

• 批准号: 21K04118
• 负责人: 陶山 貢市
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo University of Marine Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04118/
• 关键词: 制御システム; メンテナンス; 安全性; フェイルソフト

製造物責任や国際規格上、製造者は製品の適切なメンテナンス手法を使用者に告知する義務を負っている。しかし、国際規格では部品交換などの必須作業が列挙されているだけで、それらの作業を実施するための環境と通常の稼動状態との間の移行に関しては何も記載されていない。そのような稼働状態の移行は現場技術者の経験に頼っていることが多く、特にプロセス産業ではメンテナンス時に事故が発生する原因となっている。本研究では、工業製品・生産現場の制御システムのメンテナンス開始前及び終了後の稼働状態の移行に関して、メンテナンス対象部分のアクチュエータ出力を段階的に変化させつつ、各段階で残されている機能によって終着点に徐々に近付けていく「フェイルソフト」の考え方に基づいて、移行過程の安全設計手法を確立し、さらにそれを組み込んだメンテナンス支援技術を世界に先駆けて確立して、将来、国際規格に反映させることを目的とする。令和4年度においては、第1の雑誌論文により、移行のなめらかさをその大きさ・過酷さの評価に反映する切替L2ゲインを導入し、より現実的な安全性評価の可能性を探求した。また、第2の雑誌論文により、移行過程の各段階における信頼性評価をより実際的かつ国際規格に準拠した形に整備した。これは安全性評価の改良の可能性として重要である。出発点と終着点の間に複数の中間的な稼働状態が存在する多段階の移行について、その大きさ・過酷さをトータルとして評価する切替L2ゲインを導入し、LMI条件で求められるその上限値を評価指標とすることで、多段階移行のトータルとしての大きさ・過酷さを小さくするような、途中の稼働状態を実現する制御器の初期値決定法を確立した。また、それを組み込むことで、移行過程の安全設計手法を確立した。これらの研究成果は、令和5年度以降に雑誌論文で発表する予定である。

Manufacturing responsibility や international specifications, products maker は の appropriate な メ ン テ ナ ン ス gimmick を users に told す る obligation を negative っ て い る. し か し, international specifications で は part exchange な ど の must homework が column 挙 さ れ て い る だ け で, そ れ ら の homework を be applied す る た め の environment と usually の grain or dynamic state と の の between transitional に masato し て は recorded what も さ れ て い な い. そ の よ う な grain 働 state の transitional は on-site technical person の 経 験 に 頼 っ て い る こ と が く, more に プ ロ セ ス industry で は メ ン テ ナ ン ス に accident when が 発 raw す る reason と な っ て い る. This study で は, industrial products, production site の suppression シ ス テ ム の メ ン テ ナ ン ス before and after the end of び の grain 働 state の transitional に masato し て, メ ン テ ナ ン ス as part of seaborne の ア ク チ ュ エ ー タ output を Duan Jie に of variations change さ せ つ つ, paragraphs で residual さ れ て い る function に よ っ て eventually dot に xu 々 に nearly pay け て い く "フ ェ イ ル ソ フ ト" の え party に test base づ い の て, transitional process safety design gimmick を established し, さ ら に そ れ を group み 込 ん だ メ ン テ ナ ン ス support technology を world に 駆 first け て establish し て に reflect, in the future, international specifications さ せ る こ と を purpose と す る. Make and 4 year に お い て は, 1 の 雑 tzu paper に よ り, transitional の な め ら か さ を そ の big き さ, a cool さ の review 価 に reflect す る cut for L2 ゲ イ ン を import し, よ り presently be な safety review 価 を の possibility to seek し た. ま た, 2 の 雑 tzu paper に よ り の paragraphs, transitional process order に お け る letter 頼 sex review 価 を よ り be interstate か つ international specifications に quasi 拠 し た form に servicing し た. The safety assessment is 価 the possibility of improvement と the て is important である. と 発 point between the points finally の に plural の な of the exist state 働 が す る more Duan Jie の transitional に つ い て, そ の big き さ, a cool さ を ト ー タ ル と し て review 価 す る cut for L2 ゲ イ ン を import し and LMI conditions で め ら れ る そ の limit numerical 価 を evaluation index と す る こ と で, multiple Duan Jie transitional の ト ー タ ル と し て の big き さ, a cool さ を The small さくするような, the operation state of the equipment in the process を actual occurrence する control equipment <s:1> initial value determination method を establishment <s:1> た. Youdaoplaceholder0, それを group み込む み込む とで, transfer process <s:1> safety design approach を establish た た. The research results of <s:1> れら れら and the papers of に雑 published since the 5th year of the Reiwa era are で published する and approved である.

项目成果

Augmented switching L2 gain for evaluating the smoothness of transient responses after a system switch

增强切换 L2 增益，用于评估系统切换后瞬态响应的平滑度

• DOI: 10.23919/ecc55457.2022.9838245
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of the 20th European Control Conference
• 作者: Koichi Suyama;Noboru Sebe
• 通讯作者: Noboru Sebe

A dependability analysis framework for control systems according to international standards

根据国际标准的控制系统可靠性分析框架

• DOI: 10.23919/sice56594.2022.9905827
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of the SICE Annual Conference 2022
• 作者: Rinka Miura;Koichi Suyama
• 通讯作者: Koichi Suyama

Design of safe preventive maintenance procedure for control systems

控制系统安全预防性维护程序设计

• DOI: 10.1109/systol52990.2021.9595792
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of the 5th International Conference on Control and Fault-Tolerant Systems
• 作者: Koichi Suyama;Noboru Sebe
• 通讯作者: Noboru Sebe

Safety design of control systems according to international standards

根据国际标准控制系统的安全设计

• DOI: 10.23919/ecc54610.2021.9655033
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of the 19th European Control Conference
• 作者: Koichi Suyama;Noboru Sebe
• 通讯作者: Noboru Sebe