ＦＴ図作成プログラム、ＦＴ図作成装置、記録媒体及びＦＴ図作成方法
【課題】低コストで、そのうえ信頼性も高いＦＴ図を作成することができるＦＴ図作成プログラム、ＦＴ図作成装置、記録媒体及びＦＴ図作成方法を提供することにある。
【解決手段】部品部分木作成処理（処理１）、機能部分木作成処理（処理２）及び因果関係部分木作成処理（処理３）の各処理により部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示せず）を作成する。これら作成した各木を、各ノード間の類似度に基づいてノード間の距離を算出することにより統合し、この算出された距離に基づいてノードの最適な配置を決定し、ＦＴ図を作成する。
【解決手段】部品部分木作成処理（処理１）、機能部分木作成処理（処理２）及び因果関係部分木作成処理（処理３）の各処理により部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示せず）を作成する。これら作成した各木を、各ノード間の類似度に基づいてノード間の距離を算出することにより統合し、この算出された距離に基づいてノードの最適な配置を決定し、ＦＴ図を作成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品などに生じた事故、故障などのトラブル情報に基づいてＦＴ図を作成するＦＴ図作成プログラム、ＦＴ図作成装置、記録媒体及びＦＴ図作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、あるプロセスを実現するためのシステムにどのような故障の可能性があるかを解析する技術として、故障の木解析（FTA/Fault Tree Analysis）が知られている。このＦＴＡに用いられるのが、故障の木（Fault Tree、以下略して「FT」と呼ぶ）図であり、ＦＴ図とは、開発や評価の対象となるシステムやプロセスの故障原因としてどのような事象が考えられるかを木構造のデータとして表した図である。
【０００３】
このＦＴ図の作成手法として、従来、人手による作成手法がある。例えば、設計時に予めＦＴ図を作成したり、現場の生データに基づいて作成するという手法がある。しかしながら、前者は、設計者の予測に基づくため、内容が抽象的になり現場に適用しにくいという問題があり、後者は、部分的な情報だけが残るため網羅性に欠けるという問題がある。更に、人手によって作成した場合には、個人差が出てしまい、ＦＴ図の信頼性にバラつきも生じる。
【０００４】
一方、品質保証やトラブルシューティングなどは、従来、熟練者の経験や勘などの知識（暗黙知）に依存しているというのが実態であるが、熟練者の作業量には限界があることから、熟練者の知識を形式知化して、誰でも作業ができるようにすることが現場において切望されている。そこで、従来、トラブル事例と解決策を記録して蓄積することで形式知化することが行われてきた。しかしながら、多量に蓄積された事例の中から同一あるいは類似の事例を検索し、解決したい問題に適用することは非常に困難であった。
【０００５】
そこで、従来から、熟練者の知識やトラブル事例などを形式知化する種々の技術がある。例えば、特許文献１に記載の技術は、事例文からキーワードを抽出し、各事例文が属するクラスタを決定し、その決定結果に基づいて各キーワードの集合で特徴付けられる問題解決木を生成する。すると、その問題解決木の各クラスタに属する各事例文の言語表現の属性に基づいて、各事例文が属するクラスタを細分化するように構成されている。この技術によれば、効率よく事例を分類して問題解決木を構築することができるとともに、検索文と構文的・意味的に類似する文を含む事例を検索することも出来る。
【０００６】
しかしながら、この技術は、クラスタ分類によるものであり、トラブル事例の原因と結果という因果構造に着目していないので、問題解決に活用できる知識にはならない。その他にも、似たような技術として、特許文献２に記載の技術がある。この特許文献２に記載の技術は、コンピュータに蓄積される膨大な知識データの中から所望の情報を抽出する技術であり、複数の知識データを関連性に基づいて融合するように構成されている。この技術においても、関連性を示しているだけで、因果構造に着目しておらず、よって問題解決に活用できる知識とはなっていない。
【０００７】
熟練者の問題解決手法を反映したＦＴ図が、人手によらず作成出来れば、コスト面及び信頼性の面において有効であるが、未だそのようなものは存在しない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１８８６７８号公報
【０００９】
【特許文献２】特開２００３−３３７９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、低コストで、そのうえ信頼性も高いＦＴ図を作成することができるＦＴ図作成プログラム、ＦＴ図作成装置、記録媒体及びＦＴ図作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、対象物に生じた事故や故障などのトラブル情報をトップダウン的に解析し、そのトラブルの原因と結果からツリー構造のＦＴ図を作成するＦＴ図作成プログラムであって、上記ＦＴ図作成プログラムは、コンピュータを、部品部分木作成手段、機能部分木作成手段、少なくとも事象抽出手段と因果関係抽出手段とを有する因果関係部分木作成手段、ノード間類似度算出手段を有するＦＴ図作成手段、として機能させるものであり、上記部品部分木作成手段は、上記対象物の構成部品に関するデータをそれぞれ部品ノードとし、各部品ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する部品部分木を作成する手段であり、上記機能部分木作成手段は、上記対象物における機能に関するデータをそれぞれ機能ノードとし、各機能ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する機能部分木を作成する手段であり、上記事象抽出手段は、上記トラブル情報を解析することにより該トラブル情報を構造化し、該構造化されたトラブル情報に基づいて該トラブルにおける全ての事象を抽出する手段であり、上記因果関係抽出手段は、上記事象抽出手段により抽出された事象間の因果関係を抽出する手段であり、上記因果関係部分木作成手段は、上記事象抽出手段により抽出された各事象を事象ノードとし、各事象ノードを上記因果関係抽出手段により抽出された因果関係に基づいてツリー構造に表記する因果関係部分木を作成する手段であり、上記ノード間類似度算出手段は、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出する手段であり、上記ＦＴ図作成手段は、上記ノード間類似度算出手段により算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成する手段であることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、次のようなロジックによりＦＴ図が自動的に作成されるように構成されている。
【００１３】
１つの製品は、通常、複数の部品からなり、各部品がそれぞれの機能を発揮することにより製品全体として正常に機能する。
【００１４】
一方、１つの製品が故障した場合には、通常、その製品における故障発生箇所を特定し、どのような症状が生じたのかが解析される。最終的に発生した故障の症状を突き詰めれば、１つの部品あるいは複数の部品の機能障害である。
【００１５】
ここで、１つの製品について、その構成部品をノードとし、トップダウン的なツリー構造である部品部分木を作成するのに熟練者の力は必要ないし、既存の解析技術を使用すればコンピュータにより自動的に作成することが可能である。同様に、各構成部品の機能については、仕様書などから容易に特定でき、各構成部品における機能をノードとし、トップダウン的なツリー構造である機能部分木を作成するのに熟練者の力は必要ないし、既存の解析技術を使用すればコンピュータにより自動的に作成することが可能である。
【００１６】
これに対し、製品における故障や事故などの発生原因は、種々の原因が考えられるし、発生箇所を特定するのも高度な技術や熟練者の勘などを要する。通常、製品における故障や事故が生じた場合は、その内容、発生箇所、症状などが記載された報告書（事例文）が作成される。この事例文に基づいてＦＴ図を作成すれば、熟練者の知識が反映された信頼性の高いＦＴ図を作成することが可能であるが、ＦＴ図を作成するに際しては、関連する事例をまとめたり、症状の上位概念化が必要など作成作業は容易ではなく、仮にそのようなＦＴ図を作成する場合には、熟練者により手作業で作成する必要がある。
【００１７】
そこで、本発明においては、事例文から故障や事故等において生じた各事象（物理現象を記述する単位）間の因果関係を抽出し、この抽出された因果関係を上記のようにして作成された部品部分木及び機能部分木に関連付けてＦＴ図を作成するように構成した。
【００１８】
すなわち、本発明は、部品部分木や機能部分木における各構成（ノード）間の依存関係、階層構造を利用し、これらに事例から抽出した因果構造を当てはめることにより、具体性のある使えるＦＴ図を簡易に作成することができる。
【００１９】
ここで、「対象物」とは、製品やその部品など、あらゆる物が対象となる。また、「構成部品」とは、有形物のみならず、無形物も対象となる。例えば、対象物が「ガスボンベ」であれば、封入されている「ガス」などの無形物も対象となる。
【００２０】
上記コンピュータに上記作成されたＦＴ図を編集する機能を実現させるように構成してもよい。
【００２１】
上記部品部分木作成手段は、上記対象物の構成部品に関するデータを、部品構成表を読取手段により読み取ることにより取得するようにしてもよい。
【００２２】
上記機能部分木作成手段は、上記対象物における機能に関するデータを、仕様書を読取手段により読み取ることにより取得するようにしてもよい。
【００２３】
上記トラブル情報は、トラブルに関する情報が記載された事例文を読取手段により読み取ることにより取得するようにしてもよい。
【００２４】
上記「読取手段」としては、スキャナなどの光学的読取手段が適用可能である。
【００２５】
また、本発明のＦＴ図作成装置は、上記ＦＴ図作成プログラムを備えたことを特徴とする。
【００２６】
また本発明の記録媒体は、上記ＦＴ図作成プログラムを記録したことを特徴とする。
【００２７】
記録媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど磁気的、光学的に記憶を行うものなどを主として、プログラムが記憶可能なメディアであればよい。
【００２８】
また、本発明は、対象物に生じた事故や故障などのトラブル情報をトップダウン的に解析し、そのトラブルの原因と結果からツリー構造のＦＴ図を作成するＦＴ図作成方法であって、上記対象物の構成部品に関するデータをそれぞれ部品ノードとし、各部品ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する部品部分木を作成する部品部分木作成工程と、上記対象物における機能に関するデータをそれぞれ機能ノードとし、各機能ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する機能部分木を作成する機能部分木作成工程と、上記トラブル情報を解析することにより該トラブル情報を構造化し、該構造化されたトラブル情報に基づいて該トラブルにおける全ての事象を抽出する事象抽出工程と、上記事象抽出工程により抽出された事象間の因果関係を抽出する因果関係抽出工程と、上記事象抽出工程により抽出された各事象を事象ノードとし、各事象ノードを上記因果関係抽出工程により抽出された因果関係に基づいてツリー構造に表記する因果関係部分木を作成する因果関係部分木作成工程と、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出するノード間類似度算出工程と、上記ノード間類似度算出工程により算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成するＦＴ図作成工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明によれば、部品部分木、機能部分木及び因果関係部分木を作成し、解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出し、算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成するように構成した。これにより、熟練者の知識に依存することなく、具体性があり利用価値も高いＦＴ図を安価に作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施形態の概略構成を説明するための機能ブロック図、図２は図１の詳細を示す機能ブロック図、図３は部品部分木作成処理を示すフローチャート、図４は機能部分木作成処理を示すフローチャート、図５は因果関係部分木作成処理を示すフローチャート、図６はＦＴ図作成処理を示すフローチャート、図７は部品部分木の一例を示す図、図８は機能部分木の一例を示す図、図９は部品部分木、機能部分木及び因果関係部分木を統合して本発明のＦＴ図を作成する工程を説明するための説明図、図１０は本発明により作成したＦＴ図の一例を示す図、図１１は部品構成表の一例を示す図、図１２は仕様書の一例を示す図、図１３は事例文の一例を示す図である。
【００３２】
＜構成＞
図１は、本発明の概略構成を説明するための機能ブロック図であり、本発明の一実施形態を仮想的な機能ブロック図により示したものである。すなわち、図１は、ＦＴ図作成プログラムＰを備えたコンピュータＣが、該ＦＴ図作成プログラムＰを実行することにより、ＦＴ図を作成し、出力することを示した仮想的な機能ブロック図である。
【００３３】
より具体的には、図１及び図２に示す通り、本発明のＦＴ図作成プログラムＰは、コンピュータＣを、部品部分木作成手段１１０、機能部分木作成手段２１０、因果関係部分木作成手段３１０、ＦＴ図作成手段４００、として機能させるプログラムである。因果関係部分木作成手段３１０は、少なくとも事象抽出手段３１２と因果関係抽出手段３１３とを有し、ＦＴ図作成手段４００は、ノード間類似度算出手段４０２を有している。
【００３４】
また、コンピュータＣは、ＣＰＵ（Ｃ１）、ＲＡＭなどを使ったメインメモリＣ２、ハードディスク装置などの補助記憶装置Ｃ３、キーボード・マウスあるいはスキャナなどの入力装置Ｃ４、ディスプレイやプリンタなどの出力装置Ｃ５からなる。
【００３５】
なお、本発明のＦＴ図作成装置は、このＦＴ図作成プログラムＰを備え、該プログラムＰを実行するコンピュータＣにより実現される。また、本発明のＦＴ図作成方法は、該ＦＴ図作成プログラムＰを実行することにより実現される。よって、以下においては、本発明のＦＴ図作成プログラムについてのみ説明し、ＦＴ図作成装置およびＦＴ図作成方法の説明については省略する。
【００３６】
図１に示すように、本発明のＦＴ図作成プログラムＰは概略次の通り構成されている。まず、コンピュータＣを、部品部分木作成手段１１０として機能させて部品構成表１００（図１１参照）から部品部分木１２０（図７参照）を作成する。次いで、コンピュータＣを、機能部分木作成手段２１０として機能させて仕様書２００（図１２参照）から機能部分木２２０（図８参照）を作成する。更に、コンピュータＣを、因果関係部分木作成手段３１０として機能させて事例文３００（トラブル情報）（図１３参照）から因果関係部分木（図示しない）を作成する。そして、コンピュータＣを、ＦＴ図作成手段４００として機能させて、上記部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示しない）を統合することによりＦＴ図を作成するように構成されている。なお、本実施形態においては、ＦＴ図作成プログラムＰは、作成されたＦＴ図を修正可能なエディタ５００を有している。
【００３７】
図２を用いて、各構成について詳細に説明する。
【００３８】
部品部分木作成手段１１０は、部品構成表解析手段１１１と、部品部分木構築手段１１２とを備えており、入力装置Ｃ４により部品構成表１００から電子データを取得し、部品部分木１２０を作成する手段である。
【００３９】
部品構成表１００は、対象となる製品の部品構成について記した文書あるいは該製品の部品の部品構成について記した文書であり、その一例を図１１に示している。部品構成表１００は、図中、左から記号欄１０１、部品名欄１０２及び型式・仕様等欄１０３から構成されている。ここでは、ある製品の部品「リレー」についての部品構成表が示されている。
【００４０】
例えば、「リレー」は、「電磁石」（記号：１）、「接点」（記号：２）及び「筐体」（記号：４）などからなる。記号欄１０１には、各構成部品に付与された階層的な記号が記入されている。例えば、この部品構成表の最上位の部品である「リレー」には記号：０を付し、「リレー」の構成部品である「電磁石」には記号：１を付してある。
【００４１】
更に、「電磁石」の構成部品の「コイル」には記号：１．１を付し、各部品間における階層構造が明確に分かるようにしている。また、構成部品が複数あり、部品構成表が複数枚にわたる場合においても、この記号が重複しないように付与されている。
【００４２】
部品構成表１００から電子データを取得する方法としては、種々の方法が適用可能である。例えば、部品構成表１００を作成した際の電子データから直接取得する方法、部品構成表１００をスキャナなどにより光学的に読み取ることにより取得する方法など種々の方法がある。この部品構成表のフォーマットは、部品構成の階層構造や各部品間の依存関係（例えば、Ａという部品はＢとＣという部品から出来ているなど）を解析・抽出し易いようなフォーマットにしておくとよい。
【００４３】
部品構成表解析手段１１１は、部品構成表１００の構成・構造をもとに、部品の構成に関する依存関係を理解・抽出する手段である。構成要素に関するより詳細な部品構成表がある場合、再帰的に部品構成を分解して依存関係を理解・抽出する。本実施形態においては、この部品構成表解析手段１１１により抽出された構成要素が後述する部品部分木１２０を構成する部品ノード（図７のＮ０,Ｎ０１,Ｎ０２,・・・）となり、該依存関係により、各部品ノード間の階層構造が抽出される。ここでは、この依存関係を抽出するのに、記号欄１０１の記号が使用される。例えば、部品名「コイル」、「鉄心」に付された記号はそれぞれ記号：１．１，記号：１．２であり、部品名「電磁石」に付された記号：１に「．」＋昇順で数字が付された記号が用いられており、この記号を抽出・解析することにより、「コイル」及び「鉄心」は「電磁石」と依存関係にあることが抽出される。このような図表に関する記述知識に関するデータは、予め後述する図表記述知識６００に蓄積されている。
【００４４】
図表記述知識６００は、機能ブロック図の構成要素とその凡例や、部品構成表、機能定義表の各項目、構成要素とその意味など図表に関するデータが蓄積されたハードディスクなどの記憶手段である。この図表記述知識６００には、種々のタイプの部品構成表、機能定義表が電子データとして予め蓄積されている。
【００４５】
部品部分木構築手段１１２は、部品構成表解析手段１１１により抽出された部品構成要素間の依存関係を木構造に構築して部品部分木１２０を作成し、作成された部品部分木１２０に関するデータを内部データとして保存する。上記部品構成表解析手段１１１により抽出・解析された部品構成要素を部品ノードとし、各部品構成要素間の依存関係から各部品ノード間のアーク（図７のＡ１〜Ａ１６）を求めて、図７に示すような部品部分木１２０を作成する。
【００４６】
機能部分木作成手段２１０は、仕様書構造解析手段２１１、機能ブロック図理解手段２１２、機能定義表理解手段２１３、機能定義文理解手段２１４、機能構造木構築手段２１５を備えており、入力装置Ｃ４により仕様書２００から電子データを取得し、機能部分木２２０を作成する手段である。
【００４７】
仕様書２００は、対象となる製品や、該製品を構成する部品などの機能構成について記述した設計文書であり、その一例を図１２に示している。仕様書２００は、記入項目として、上から機能ブロック図２０１、各機能の定義２０２及び各機能の動作２０３から構成されている。機能ブロック図２０１は、各構成を機能的に表現したものをブロックで示し、各ブロック間の依存関係（信号の流れや、連動関係など）を矢印で示した図である。
【００４８】
各機能の定義２０２は、項目欄及び各項目の定義欄からなり、項目欄には、上記ブロック内の名称が記入され、定義欄には、項目欄に記載された各構成が、どのような機能のものであるかの説明文あるいは定義文が記載されている。各機能の動作２０３は、上記項目欄に記載された各構成についての機能・動作説明が項目ごとに記号を付して階層的に記載されている。
【００４９】
上述したように、仕様書２００においては、各構成について、ブロック図（機能ブロック図２０１）、機能定義表（各機能の定義２０２）及び機能定義文（各機能の動作２０３）を用いて記述されている。なお、この仕様書２００においても、上記部品構成表と同様に、後述する各手段により抽出・解析し易いようなフォーマットにより作成するとよい。また、仕様書２００から電子データを取得する方法としても、上記部品構成表１００における取得方法と同様の方法が適用可能である。
【００５０】
仕様書構造解析手段２１１は、仕様書２００の章節構造、図表の構成をもとに機能部分木の要素となる文・図・表を抽出する手段である。仕様書２００の全体的構成がどのようになっているかを解析する手段である。この解析により、仕様書２００には、「文が含まれている」、「図が含まれている」、「表が含まれている」などの全体的な構成を把握することができる。それぞれにおける詳細な分析は、後述する各手段２１２、２１３、２１４において行われる。
【００５１】
機能ブロック図理解手段２１２は、ブロック図のブロック及び矢印、エッジなどの配置を解釈し、各サブ機能（接点開閉部、筐体機能、接続部など）の依存関係を理解・抽出する手段である。サブ機能とはメイン機能を発揮させるために下位の構成部品が発揮する機能のことである。例えば、製品が「リレー」である場合には、「リレー」全体における機能はメイン機能であり、「リレー」を構成する各部品（例えば、電磁石、端子、筐体など）それぞれの機能がサブ機能である。サブ機能の内容を詳細に説明する仕様書・ブロック図・機能定義表・本文が存在する場合には、再帰的にサブ機能を分解し理解する。
【００５２】
機能定義表理解手段２１３は、機能定義表２０２に示された項目を解釈し、各サブ機能の内容及び各サブ機能間の依存関係を理解・抽出する手段である。サブ機能の内容を詳細に説明する仕様書・ブロック図・機能定義表・本文が存在する場合には、再帰的にサブ機能を分解し理解する。
【００５３】
仕様書構造解析手段２１１及び機能定義表理解手段２１３における解析・抽出は、上記説明した図表記述知識６００に蓄積された表や図などに関するデータに基づき行われる。
【００５４】
機能定義文理解手段２１４は、機能定義文２０３に示された文を解釈し、各サブ機能の定義・内容及び各サブ機能間の依存関係を理解・抽出する手段である。サブ機能の内容を詳細に説明する仕様書・ブロック図・機能定義表・本文が存在する場合には、再帰的にサブ機能を分解し理解する。機能定義文２０３に示された文の解析は、例えば、形態素解析、係り受け解析など種々のテキスト解析により行うことが可能である。例えば、形態素解析を行なうツールとしては、無償ソフトウェアである「茶筌（ＣｈａＳｅｎ）」、係り受け解析を行なうツールとしては、無償ソフトウェアである「南瓜（ＣａｂｏＣｈａ）」がある。
【００５５】
文法知識７００は、文理解のための文法知識が蓄積されたハードディスクなどの記憶手段である。例えば、上記茶筌や南瓜の辞書、日本語語彙大系（岩波書店）などの辞書が蓄積されている。
【００５６】
機能構造木構築手段２１５は、機能ブロック図理解手段２１２、機能定義表理解手段２１３、機能定義文理解手段２１４の各手段により抽出されたサブ機能間の依存関係を木構造に構築して内部データに保存する。上記各理解手段２１２、２１３、２１４により抽出・解析されたサブ機能を機能ノード（図８のＮ１,Ｎ２,Ｎ３,・・・）とし、各サブ機能間の依存関係から各機能ノード間のアーク（図８のＢ１〜Ｂ１３）を求めて、図８に示すような機能部分木２２０を作成する。
【００５７】
因果関係部分木作成手段３１０は、事例文解析手段３１１、事象抽出手段３１２、因果関係抽出手段３１３、因果関係部分木構築手段３１４を備えており、入力装置Ｃ４により事例文３００から電子データを取得し、因果関係部分木（図示しない）を作成する手段である。
【００５８】
事例文３００は、対象となる製品や該製品の部品に関する不具合、故障、その履歴など対象物に生じた種々のトラブルに関する情報を記載した文書であり、その一例を図１３に示す。例えば、この事例文としては、工程不具合に関する改善レポート、顧客トラブル回答書、故障履歴、設計変更に関するレポート、生産作業日報など種々の文書がある。図１３に示す事例文３００は、記入事項として、「ご返却品の詳細」３０１、「貴社のお申し出事項」３０２、「結論」３０３、「解析結果」３０４及び「発生メカニズム」３０５から構成されている。
【００５９】
ここでは、「ご返却品の詳細」３０１には、故障を発生した対象製品を特定する情報が記載されており、「貴社のお申し出事項」３０２には、お客様から頂いた故障に関する情報が記載されており、「結論」３０３には、故障の原因と結果、すなわちどのような理由でどのような故障が発生したかが記載されており、「解析結果」３０４には、故障した対象製品に生じている症状が記載されており、「発生メカニズム」３０５には、故障の発生の原因を解析し、そのメカニズムが記載されている。この事例文３００から電子データを取得する方法についても、上記部品構成表における方法と同様の手法が適用可能である。
【００６０】
事例文解析手段３１１は、事例文３００の記述内容を、文書の章節構成及び文法解析に基づいて構造化する手段である。文の構造を解析した後、その構造に基づいて必要なタグ情報（形態素・係り受け情報、章節構造の情報、箇条書きの情報など）を付与する。
【００６１】
事象抽出手段３１２は、上記付与されたタグ情報に基づいて構造化された文書を解析し、事象（物理現象を記述する単位）を抽出する。事象抽出は、例えば、格フレーム解析に基づいて、後述する事象抽出知識８０１のデータを参照して、述語と述語を修飾する自立語の一式として抽出する。例えば、箇条書き（順序付き箇条書きを含む）されている場合、その項を１つの事象として扱う。また、自然言語文で表現されている場合、構文解析によって語彙間の係り受け構造を解析し、述語―述語に係る自立語（述語１語に対し、複数の述語に係る自立語）の組として事象を抽出する。
【００６２】
事象抽出知識８０１は、事象の定義に関するデータが記憶された記憶手段である。例えば、述語＋述語を修飾する語彙という知識や、箇条書きの各項を使うという知識などが蓄積されている。
【００６３】
因果関係抽出手段３１３は、付与されたタグ情報に基づいて因果関係の有無を判別し、事象間の因果関係・依存関係を抽出する手段である。予め教師データにより作成された因果関係の統計モデルによって事象間の因果関係の有無を判別し、事象間の因果関係・依存関係を抽出する。例えば、箇条書きから抽出された事象の場合は、箇条書きの連鎖構造に基づいて順に因果関係があると推定し、抽出する。
【００６４】
また、自然言語文中に「により」、「のために」、「に伴ない」などの接続語を含む場合、接続語の直前に存在する事象と接続語の直後に存在する事象の間に因果関係があると推定し、抽出する。更に、事例から抽出した事象の全ての組み合わせについて、因果のモデルに照合し、モデルとの類似度が高い組み合わせには因果関係があると推定し、抽出する。因果のモデルは、因果関係のある事象ペアを教師データとして与えた統計モデル（例えば、ＧＭＭ：ガウス混合分布モデル）で統計学習する。モデルとの類似度はモデルと測定対象との尤度を統計的に求める。このような因果関係の抽出の手法の公知例としては、『ＦＩＴ２００７（第６回情報科学技術フォーラム） 「類推に基づいた類似分野における知識生成システム」 』において本発明者他が開示した手法がある。
【００６５】
因果構造抽出知識８０２は、因果関係抽出の基準を知識データとして蓄積したハードディスクなどの記憶手段である。例えば、接続語彙「により」の前後の事象を抽出する、という知識や、教師データによって学習された因果関係らしさの統計モデルなどが記憶されている。
【００６６】
因果関係部分木構築手段３１４は、抽出された事象間の因果関係・依存関係を木構造に構築して内部データに保存する手段である。
【００６７】
ＦＴ図作成手段４００は、木構造データ解析手段４０１、ノード間類似度算出手段４０２、類似ノード結合手段４０３、類似アーク結合手段４０４、ノード配置決定手段４０５、ＦＴ図構築手段４０６を備えている。
【００６８】
木構造データ解析手段４０１は、部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示しない）を解析し、共通フォーマットの内部データに保存する手段である。
【００６９】
ノード間類似度算出手段４０２は、部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示しない）のノード間の距離をノードに記述された内容の類似度に基づいて算出する手段である。ノード間類似度は、検索をおこなうための検索モデルの１つであるベクトル空間モデルにおいて、検索質問ベクトルと各文書ベクトルの間の類似度を算出する際に使用されるコサイン尺度により算出される。詳細は後述する。
【００７０】
類似ノード結合手段４０３は、上記ノード間類似度算出手段４０２により算出された類似度がしきい値以上である場合、それらのノードは同一のノードであると判定し、結合する手段である。このしきい値は、予め使用者において設定しておく必要があるが、使用者において変更可能に構成しておくと、上記同一判定精度を向上することが出来る。
【００７１】
類似アーク結合手段４０４は、２つのノード間に複数のアークが存在する場合、それらのアークは同一であると判定し、アークを結合する。図１０に示すＦＴ図の一例を参照すれば、２つのノード間において、アークは２つ以上存在することはない。よって、上記類似ノード結合手段４０３により結合した結果、２つのノード間にアークが複数形成されてしまった場合には、この状態を類似アーク結合手段４０４により１つのアークに集約する。
【００７２】
ノード配置決定手段４０５は、ノード間の類似度に基づいてノード間の距離を決定し、ノード間の距離に基づいて各ノードの最適な配置を決定する。ノード間の距離は、例えば、ノード類似度の逆数により与える。
【００７３】
ＦＴ図構築手段４０６は、ノード、アークにより構成されるツリー・ネットワーク構成と、ノード間距離により決定されるノード配置に基づいて各ノードとアークの配置を再構成する手段であるとともに、ＦＴ図を作成する手段である。
【００７４】
エディタ５００は、上記作成されたＦＴ図に対し、ノードやアークの追加・削除・更新・修正などが行えるアプリケーションである。上記作成されたＦＴ図を、コンピュータＣのディスプレイに表示させて、マウスやキーボードを使用してユーザが修正できるように構成されている。
【００７５】
なお、図２においては、図表記述知識６００、文法知識７００、事象抽出知識８０１及び因果構造抽出知識８０２は、別々に記載したが、これらは作図上便宜的に別個に記載したものであり、本実施形態においては、いずれも、図１に示す補助記憶装置Ｃ３内に備えられている。
【００７６】
＜処理動作＞
以上が本発明の構成に関する説明であるが、次いで、本発明の処理動作について図３〜６を参照して説明する。
【００７７】
本発明における処理動作の概略を説明すると次の通りである。まず、図３に示す部品部分木作成処理（処理１）、図４に示す機能部分木作成処理（処理２）及び図５に示す因果関係部分木作成処理（処理３）が行われる。次いで、これら処理により作成された部品部分木、機能部分木及び因果関係部分木を統合してＦＴ図を作成するＦＴ図作成処理（処理４）が行われ、ＦＴ図が作成される。以上が本発明の処理動作の概略であるが、以下に各処理動作について詳細に説明する。なお、処理１、処理２、処理３に関しては順不同である。また、各処理は、ＦＴ図を作成する際に一連として行ってもよいし、ＦＴ図を作成する前に予め処理を終了しておいてもよい。
【００７８】
［処理１：部品部分木作成処理］
図３に示すように、ユーザがコンピュータＣのキーボードやマウスなどを操作することにより、部品構成表１００のデータの読取処理を開始する（Ｓ１００）。ここでは、部品構成表１００の元データとしては、部品構成表１００を作成した際の電子データを用いる。この読み取りが終了すると、次に、部品構成表解析手段１１１において、図表記述知識６００にアクセスし、図表記述知識６００に蓄積された図表に関するデータに基づいて、部品構成表１００の構成・構造を解析し（Ｓ１０１）、その解析された結果に基づいて、部品部分木１２０の各ノードとなる構成部品と、各構成部品間の依存関係とを抽出する（Ｓ１０２）。本実施形態においては、記号欄１０１の記号が階層的に付してあることから、この依存関係を、該記号欄１０１の記号により抽出する。
【００７９】
その後、部品部分木構築手段１１２において、上記抽出された構成部品、構成部品間の依存関係に基づいて、各ノード及びアークを求めて、図７に示す部品部分木１２０を作成し（Ｓ１０３）、作成された部品部分木１２０に関するデータを内部データとして保存し（Ｓ１０４）、部品部分木作成処理を終了する。
【００８０】
［処理２：機能部分木作成処理］
図４に示すように、まず、仕様書データ読取処理を行う（Ｓ２００）。この読取処理は、上記読取処理（Ｓ１００）と同様の手法で行う。次に、仕様書構造解析手段２１１において、仕様書２００の構成・構造を解析する（Ｓ２０１）。本実施形態においては、仕様書２００には、機能ブロック図２０１、機能定義表２０２及び機能定義文２０３が含まれているので、この解析の結果、図、表、文が抽出される（Ｓ２０２）。
【００８１】
次いで、機能ブロック図理解手段２１２において、機能ブロック図のブロックの包含関係及び矢印、エッジなどの配置を解釈し、各サブ機能（接点開閉部、筐体機能、接続部など）の依存関係を理解・抽出する（Ｓ２０３）。更に、機能定義表理解手段２１３において、機能定義表２０２に示された項目を解釈し、各サブ機能の内容及び各サブ機能間の依存関係を理解・抽出する（Ｓ２０４）。例えば、各項目の文に他の項目が含まれているか否かを解析し、依存関係を抽出したり、各項目の文を意味理解し、因果関係を抽出する。これら抽出処理は、各手段２１２、２１３において、図表記述知識６００にアクセスし、図表記述知識６００に蓄積された図表に関するデータに基づいて行われる。
【００８２】
機能定義文理解手段２１４において、文法知識７００にアクセスし、文法知識７００に蓄積された文法知識に関するデータに基づいて、機能定義文２０３に示された文の構成（章節構造）の階層構造や各文の意味を解析し、各サブ機能の定義・内容及び各サブ機能間の依存関係を理解・抽出する（Ｓ２０５）。これら抽出処理により抽出されたサブ機能がノードになり、各サブ機能間の依存関係からアークが求められる。
【００８３】
機能部分木構築手段２１５において、上記抽出されたサブ機能、サブ機能間の依存関係に基づいて、サブ機能をノードとし、サブ機能間の依存関係をアークとして、図８に示す機能部分木２２０を作成し（Ｓ２０６）、作成された機能部分木２２０に関するデータを内部データとして保存し（Ｓ２０７）、機能分木作成処理を終了する。
【００８４】
［処理３：因果関係部分木作成処理］
図５に示すように、まず、事例データ読取処理を行う（Ｓ３００）。この読取処理は、上記読取処理（Ｓ１００）と同様の手法で行う。次に、事例文解析手段３１１において、事例文３００の記述内容を、文書の章節構成及び文法解析に基づいて構造化し、文の構造をテキスト解析した後、その構造に基づいて必要なタグ情報を付与する（Ｓ３０１）。
【００８５】
次に、事象抽出手段３１２において、上記付与されたタグ情報に基づいて構造化された文書を格フレーム解析し、事象抽出知識８０１に蓄積されたデータに基づいて、事象を抽出する（Ｓ３０２）。
【００８６】
因果関係抽出手段３１３において、因果関係抽出知識８０２にアクセスし、因果関係抽出知識８０２に蓄積された知識データと、上記付与されたタグ情報に基づいて因果関係の有無を判別し、事象間の因果関係・依存関係を抽出する（Ｓ３０３）。
【００８７】
因果関係部分木構築手段３１４において、上記抽出処理により抽出された各事象をノード（事象ノード）とし、各事象間の因果関係をアークとして、因果関係部分木を作成し（Ｓ３０４）、作成された因果関係部分木に関するデータを内部データとして保存し（Ｓ３０５）、因果関係部分木作成処理を終了する。
【００８８】
［処理４：ＦＴ図作成処理］
図６に示すように、木構造データ解析手段４０１において、上記処理１〜３により作成され内部データに保存された部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示しない）を解析し、共通フォーマットの内部データに保存する（Ｓ４０１）。
【００８９】
次に、ノード間類似度算出手段４０２において、上記保存された各部分木における全てのノードに対し、ノード間の距離をノードに記述された内容の類似度に基づいて算出する（Ｓ４０１）。この類似度算出処理を模式化したものが、図９である。ここでは、上段に機能部分木２２０、下段に部品部分木１２０を示し、事例文３００から抽出した各事象をＲ１、Ｒ１０、Ｒ１００、・・・で表している。例えば、『“ガス漏れ”が発生し、“接点アーク”が起こり、その結果、“リレー動作不良”が生じた。』という故障に関する事例文３００から、事象として、「ガス漏れ」Ｒ１００、「接点アーク」Ｒ１０、「リレー動作不良」Ｒ１という３つの事象を抽出し、各事象間における因果関係を矢印により示している。
【００９０】
更に、各事象Ｒ１、Ｒ１０、Ｒ１００と、部品部分木１２０の部品ノード及び機能部分木２２０の機能ノードとの間において類似度を算出し、類似している事象を紐付け、結合する処理が模式的に示されている。具体的には、部品ノードＮ０４２と事象Ｒ１００、部品ノードＮ０２と事象Ｒ１０、機能ノードＮ１と事象Ｒ１とが類似していると判断し、結合している。
【００９１】
このノード間類似度は、例えば、次のようにしてコサイン尺度により算出される。
【００９２】
ノードＡとノードＢの類似度をＳ、ノードＡに含まれる語彙をＷＡ１,ＷＡ２,ＷＡ３,・・・,ＷＡＮ、ノードＢに含まれる語彙をＷＢ１,ＷＢ２,ＷＢ３,
・・・,ＷＢＮ、語彙Ｗの特徴を表すワードベクトルをＶＷとする。なお、ワードベクトルＶＷは、大規模文書集合を係り受け解析することで求めたＷに係る語彙の頻度を列挙したもので与える。また、ノードＡの特徴を表すベクトルＶＡはワードベクトルの和ＶＷＡ１＋ＶＷＡ２＋ＶＷＡ３＋・・・＋ＶＷＡＮとする。ノードＢの特徴を表すベクトルＶＢも同様とする。すると、類似度Ｓは、ベクトルＶＡとＶＢのコサイン尺度で求められる。なお、類似度Ｓ＝ｓｉｍ（ａ,ｂ）、ベクトルＶＡをａ、ＶＢをｂとすると、類似度は以下の式により算出される。
【００９３】
＜式＞
【００９４】
上記類似度を算出した結果、類似ノード結合手段４０３において、算出された類似度が、しきい値以上か否かがチェックされ、しきい値以上のノードは結合する（Ｓ４０２）。
【００９５】
上記ノード結合処理が終了後、類似アーク結合手段４０４において、全てのノードに対し、ノード間においてＦｒｏｍとＴｏが同じアークが存在するか否かがチェックされ、同じアークがあった場合には、全てのアークを結合し１つのアークにする（Ｓ４０３）。例えば、ノードＡからノードＢに直接至るアークが２つ以上である場合、１つのアークを残して他は削除する。
【００９６】
次いで、ノード配置決定手段４０５において、ノード間の類似度に基づいてノード間の距離を算出し（Ｓ４０４）、算出されたノード間の距離に基づいて各ノードの最適な配置を決定する（Ｓ４０５）。このノード間の距離は、例えば、ノード類似度の逆数により与える。また、ノード配置決定は、次のようなアルゴリズムにより行う。
【００９７】
ノードをＮ１,Ｎ２,Ｎ３,・・・ＮＮ、各ノードの座標をＮｎ（ｘｎ,ｙｎ）、ノードＮｎとＮｍの距離Ｄｎｍ＝ノード間類似度の逆数とし、次の式を最小にするノード座標を最急降下法により求める。
【００９８】
＜式＞
なお、Σ（総和）は、全てのｍｎの組み合わせについて行う。ａｂｓ（）は絶対値を意味する。
【００９９】
上記処理後、ＦＴ図構築手段４０６において、ノード、アークが最適に配置されたＦＴ図を作成し（Ｓ４０６）、コンピュータＣのディスプレイにＦＴ図を表示し（Ｓ４０７）、当該処理は終了する。この処理により作成されたＦＴ図の一例を図１０に示す。上記のように事例における各事象間の因果関係を、部品部分木１２０及び機能部分木２２０に関連付けて作成しているので、このＦＴ図は、熟練者の問題解決手法が反映されたＦＴ図となっている。
【０１００】
なお、作成されたＦＴ図について、修正を加えたい場合には、エディタ５００を起動し、ユーザがノードやアークを、マウスやキーボードを操作することにより、追加、修正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態の概略構成を説明するための機能ブロック図。
【図２】図１の詳細を示す機能ブロック図。
【図３】本発明の実施形態における部品部分木作成処理を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施形態における機能部分木作成処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施形態における因果関係部分木作成処理を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施形態におけるＦＴ図作成処理を示すフローチャート。
【図７】部品部分木の一例を示す図。
【図８】機能部分木の一例を示す図。
【図９】部品部分木、機能部分木及び因果関係部分木を統合して本発明のＦＴ図を作成する工程を説明するための説明図。
【図１０】本発明により作成したＦＴ図の一例を示す図。
【図１１】部品構成表の一例を示す図。
【図１２】仕様書の一例を示す図。
【図１３】事例文の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 部品構成表
１１０ 部品部分木作成手段
１２０ 部品部分木
２００ 仕様書
２１０ 機能部分木作成手段
２２０ 機能部分木
３００ 事例文
３１０ 因果関係部分木作成手段
３１２ 事象抽出手段
４００ ＦＴ図作成手段
４０１ ノード間類似度算出手段
５００ エディタ
Ｃ コンピュータ
Ｐ ＦＴ図作成プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品などに生じた事故、故障などのトラブル情報に基づいてＦＴ図を作成するＦＴ図作成プログラム、ＦＴ図作成装置、記録媒体及びＦＴ図作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、あるプロセスを実現するためのシステムにどのような故障の可能性があるかを解析する技術として、故障の木解析（FTA/Fault Tree Analysis）が知られている。このＦＴＡに用いられるのが、故障の木（Fault Tree、以下略して「FT」と呼ぶ）図であり、ＦＴ図とは、開発や評価の対象となるシステムやプロセスの故障原因としてどのような事象が考えられるかを木構造のデータとして表した図である。
【０００３】
このＦＴ図の作成手法として、従来、人手による作成手法がある。例えば、設計時に予めＦＴ図を作成したり、現場の生データに基づいて作成するという手法がある。しかしながら、前者は、設計者の予測に基づくため、内容が抽象的になり現場に適用しにくいという問題があり、後者は、部分的な情報だけが残るため網羅性に欠けるという問題がある。更に、人手によって作成した場合には、個人差が出てしまい、ＦＴ図の信頼性にバラつきも生じる。
【０００４】
一方、品質保証やトラブルシューティングなどは、従来、熟練者の経験や勘などの知識（暗黙知）に依存しているというのが実態であるが、熟練者の作業量には限界があることから、熟練者の知識を形式知化して、誰でも作業ができるようにすることが現場において切望されている。そこで、従来、トラブル事例と解決策を記録して蓄積することで形式知化することが行われてきた。しかしながら、多量に蓄積された事例の中から同一あるいは類似の事例を検索し、解決したい問題に適用することは非常に困難であった。
【０００５】
そこで、従来から、熟練者の知識やトラブル事例などを形式知化する種々の技術がある。例えば、特許文献１に記載の技術は、事例文からキーワードを抽出し、各事例文が属するクラスタを決定し、その決定結果に基づいて各キーワードの集合で特徴付けられる問題解決木を生成する。すると、その問題解決木の各クラスタに属する各事例文の言語表現の属性に基づいて、各事例文が属するクラスタを細分化するように構成されている。この技術によれば、効率よく事例を分類して問題解決木を構築することができるとともに、検索文と構文的・意味的に類似する文を含む事例を検索することも出来る。
【０００６】
しかしながら、この技術は、クラスタ分類によるものであり、トラブル事例の原因と結果という因果構造に着目していないので、問題解決に活用できる知識にはならない。その他にも、似たような技術として、特許文献２に記載の技術がある。この特許文献２に記載の技術は、コンピュータに蓄積される膨大な知識データの中から所望の情報を抽出する技術であり、複数の知識データを関連性に基づいて融合するように構成されている。この技術においても、関連性を示しているだけで、因果構造に着目しておらず、よって問題解決に活用できる知識とはなっていない。
【０００７】
熟練者の問題解決手法を反映したＦＴ図が、人手によらず作成出来れば、コスト面及び信頼性の面において有効であるが、未だそのようなものは存在しない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１８８６７８号公報
【０００９】
【特許文献２】特開２００３−３３７９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、低コストで、そのうえ信頼性も高いＦＴ図を作成することができるＦＴ図作成プログラム、ＦＴ図作成装置、記録媒体及びＦＴ図作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、対象物に生じた事故や故障などのトラブル情報をトップダウン的に解析し、そのトラブルの原因と結果からツリー構造のＦＴ図を作成するＦＴ図作成プログラムであって、上記ＦＴ図作成プログラムは、コンピュータを、部品部分木作成手段、機能部分木作成手段、少なくとも事象抽出手段と因果関係抽出手段とを有する因果関係部分木作成手段、ノード間類似度算出手段を有するＦＴ図作成手段、として機能させるものであり、上記部品部分木作成手段は、上記対象物の構成部品に関するデータをそれぞれ部品ノードとし、各部品ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する部品部分木を作成する手段であり、上記機能部分木作成手段は、上記対象物における機能に関するデータをそれぞれ機能ノードとし、各機能ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する機能部分木を作成する手段であり、上記事象抽出手段は、上記トラブル情報を解析することにより該トラブル情報を構造化し、該構造化されたトラブル情報に基づいて該トラブルにおける全ての事象を抽出する手段であり、上記因果関係抽出手段は、上記事象抽出手段により抽出された事象間の因果関係を抽出する手段であり、上記因果関係部分木作成手段は、上記事象抽出手段により抽出された各事象を事象ノードとし、各事象ノードを上記因果関係抽出手段により抽出された因果関係に基づいてツリー構造に表記する因果関係部分木を作成する手段であり、上記ノード間類似度算出手段は、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出する手段であり、上記ＦＴ図作成手段は、上記ノード間類似度算出手段により算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成する手段であることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、次のようなロジックによりＦＴ図が自動的に作成されるように構成されている。
【００１３】
１つの製品は、通常、複数の部品からなり、各部品がそれぞれの機能を発揮することにより製品全体として正常に機能する。
【００１４】
一方、１つの製品が故障した場合には、通常、その製品における故障発生箇所を特定し、どのような症状が生じたのかが解析される。最終的に発生した故障の症状を突き詰めれば、１つの部品あるいは複数の部品の機能障害である。
【００１５】
ここで、１つの製品について、その構成部品をノードとし、トップダウン的なツリー構造である部品部分木を作成するのに熟練者の力は必要ないし、既存の解析技術を使用すればコンピュータにより自動的に作成することが可能である。同様に、各構成部品の機能については、仕様書などから容易に特定でき、各構成部品における機能をノードとし、トップダウン的なツリー構造である機能部分木を作成するのに熟練者の力は必要ないし、既存の解析技術を使用すればコンピュータにより自動的に作成することが可能である。
【００１６】
これに対し、製品における故障や事故などの発生原因は、種々の原因が考えられるし、発生箇所を特定するのも高度な技術や熟練者の勘などを要する。通常、製品における故障や事故が生じた場合は、その内容、発生箇所、症状などが記載された報告書（事例文）が作成される。この事例文に基づいてＦＴ図を作成すれば、熟練者の知識が反映された信頼性の高いＦＴ図を作成することが可能であるが、ＦＴ図を作成するに際しては、関連する事例をまとめたり、症状の上位概念化が必要など作成作業は容易ではなく、仮にそのようなＦＴ図を作成する場合には、熟練者により手作業で作成する必要がある。
【００１７】
そこで、本発明においては、事例文から故障や事故等において生じた各事象（物理現象を記述する単位）間の因果関係を抽出し、この抽出された因果関係を上記のようにして作成された部品部分木及び機能部分木に関連付けてＦＴ図を作成するように構成した。
【００１８】
すなわち、本発明は、部品部分木や機能部分木における各構成（ノード）間の依存関係、階層構造を利用し、これらに事例から抽出した因果構造を当てはめることにより、具体性のある使えるＦＴ図を簡易に作成することができる。
【００１９】
ここで、「対象物」とは、製品やその部品など、あらゆる物が対象となる。また、「構成部品」とは、有形物のみならず、無形物も対象となる。例えば、対象物が「ガスボンベ」であれば、封入されている「ガス」などの無形物も対象となる。
【００２０】
上記コンピュータに上記作成されたＦＴ図を編集する機能を実現させるように構成してもよい。
【００２１】
上記部品部分木作成手段は、上記対象物の構成部品に関するデータを、部品構成表を読取手段により読み取ることにより取得するようにしてもよい。
【００２２】
上記機能部分木作成手段は、上記対象物における機能に関するデータを、仕様書を読取手段により読み取ることにより取得するようにしてもよい。
【００２３】
上記トラブル情報は、トラブルに関する情報が記載された事例文を読取手段により読み取ることにより取得するようにしてもよい。
【００２４】
上記「読取手段」としては、スキャナなどの光学的読取手段が適用可能である。
【００２５】
また、本発明のＦＴ図作成装置は、上記ＦＴ図作成プログラムを備えたことを特徴とする。
【００２６】
また本発明の記録媒体は、上記ＦＴ図作成プログラムを記録したことを特徴とする。
【００２７】
記録媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど磁気的、光学的に記憶を行うものなどを主として、プログラムが記憶可能なメディアであればよい。
【００２８】
また、本発明は、対象物に生じた事故や故障などのトラブル情報をトップダウン的に解析し、そのトラブルの原因と結果からツリー構造のＦＴ図を作成するＦＴ図作成方法であって、上記対象物の構成部品に関するデータをそれぞれ部品ノードとし、各部品ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する部品部分木を作成する部品部分木作成工程と、上記対象物における機能に関するデータをそれぞれ機能ノードとし、各機能ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する機能部分木を作成する機能部分木作成工程と、上記トラブル情報を解析することにより該トラブル情報を構造化し、該構造化されたトラブル情報に基づいて該トラブルにおける全ての事象を抽出する事象抽出工程と、上記事象抽出工程により抽出された事象間の因果関係を抽出する因果関係抽出工程と、上記事象抽出工程により抽出された各事象を事象ノードとし、各事象ノードを上記因果関係抽出工程により抽出された因果関係に基づいてツリー構造に表記する因果関係部分木を作成する因果関係部分木作成工程と、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出するノード間類似度算出工程と、上記ノード間類似度算出工程により算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成するＦＴ図作成工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明によれば、部品部分木、機能部分木及び因果関係部分木を作成し、解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出し、算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成するように構成した。これにより、熟練者の知識に依存することなく、具体性があり利用価値も高いＦＴ図を安価に作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施形態の概略構成を説明するための機能ブロック図、図２は図１の詳細を示す機能ブロック図、図３は部品部分木作成処理を示すフローチャート、図４は機能部分木作成処理を示すフローチャート、図５は因果関係部分木作成処理を示すフローチャート、図６はＦＴ図作成処理を示すフローチャート、図７は部品部分木の一例を示す図、図８は機能部分木の一例を示す図、図９は部品部分木、機能部分木及び因果関係部分木を統合して本発明のＦＴ図を作成する工程を説明するための説明図、図１０は本発明により作成したＦＴ図の一例を示す図、図１１は部品構成表の一例を示す図、図１２は仕様書の一例を示す図、図１３は事例文の一例を示す図である。
【００３２】
＜構成＞
図１は、本発明の概略構成を説明するための機能ブロック図であり、本発明の一実施形態を仮想的な機能ブロック図により示したものである。すなわち、図１は、ＦＴ図作成プログラムＰを備えたコンピュータＣが、該ＦＴ図作成プログラムＰを実行することにより、ＦＴ図を作成し、出力することを示した仮想的な機能ブロック図である。
【００３３】
より具体的には、図１及び図２に示す通り、本発明のＦＴ図作成プログラムＰは、コンピュータＣを、部品部分木作成手段１１０、機能部分木作成手段２１０、因果関係部分木作成手段３１０、ＦＴ図作成手段４００、として機能させるプログラムである。因果関係部分木作成手段３１０は、少なくとも事象抽出手段３１２と因果関係抽出手段３１３とを有し、ＦＴ図作成手段４００は、ノード間類似度算出手段４０２を有している。
【００３４】
また、コンピュータＣは、ＣＰＵ（Ｃ１）、ＲＡＭなどを使ったメインメモリＣ２、ハードディスク装置などの補助記憶装置Ｃ３、キーボード・マウスあるいはスキャナなどの入力装置Ｃ４、ディスプレイやプリンタなどの出力装置Ｃ５からなる。
【００３５】
なお、本発明のＦＴ図作成装置は、このＦＴ図作成プログラムＰを備え、該プログラムＰを実行するコンピュータＣにより実現される。また、本発明のＦＴ図作成方法は、該ＦＴ図作成プログラムＰを実行することにより実現される。よって、以下においては、本発明のＦＴ図作成プログラムについてのみ説明し、ＦＴ図作成装置およびＦＴ図作成方法の説明については省略する。
【００３６】
図１に示すように、本発明のＦＴ図作成プログラムＰは概略次の通り構成されている。まず、コンピュータＣを、部品部分木作成手段１１０として機能させて部品構成表１００（図１１参照）から部品部分木１２０（図７参照）を作成する。次いで、コンピュータＣを、機能部分木作成手段２１０として機能させて仕様書２００（図１２参照）から機能部分木２２０（図８参照）を作成する。更に、コンピュータＣを、因果関係部分木作成手段３１０として機能させて事例文３００（トラブル情報）（図１３参照）から因果関係部分木（図示しない）を作成する。そして、コンピュータＣを、ＦＴ図作成手段４００として機能させて、上記部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示しない）を統合することによりＦＴ図を作成するように構成されている。なお、本実施形態においては、ＦＴ図作成プログラムＰは、作成されたＦＴ図を修正可能なエディタ５００を有している。
【００３７】
図２を用いて、各構成について詳細に説明する。
【００３８】
部品部分木作成手段１１０は、部品構成表解析手段１１１と、部品部分木構築手段１１２とを備えており、入力装置Ｃ４により部品構成表１００から電子データを取得し、部品部分木１２０を作成する手段である。
【００３９】
部品構成表１００は、対象となる製品の部品構成について記した文書あるいは該製品の部品の部品構成について記した文書であり、その一例を図１１に示している。部品構成表１００は、図中、左から記号欄１０１、部品名欄１０２及び型式・仕様等欄１０３から構成されている。ここでは、ある製品の部品「リレー」についての部品構成表が示されている。
【００４０】
例えば、「リレー」は、「電磁石」（記号：１）、「接点」（記号：２）及び「筐体」（記号：４）などからなる。記号欄１０１には、各構成部品に付与された階層的な記号が記入されている。例えば、この部品構成表の最上位の部品である「リレー」には記号：０を付し、「リレー」の構成部品である「電磁石」には記号：１を付してある。
【００４１】
更に、「電磁石」の構成部品の「コイル」には記号：１．１を付し、各部品間における階層構造が明確に分かるようにしている。また、構成部品が複数あり、部品構成表が複数枚にわたる場合においても、この記号が重複しないように付与されている。
【００４２】
部品構成表１００から電子データを取得する方法としては、種々の方法が適用可能である。例えば、部品構成表１００を作成した際の電子データから直接取得する方法、部品構成表１００をスキャナなどにより光学的に読み取ることにより取得する方法など種々の方法がある。この部品構成表のフォーマットは、部品構成の階層構造や各部品間の依存関係（例えば、Ａという部品はＢとＣという部品から出来ているなど）を解析・抽出し易いようなフォーマットにしておくとよい。
【００４３】
部品構成表解析手段１１１は、部品構成表１００の構成・構造をもとに、部品の構成に関する依存関係を理解・抽出する手段である。構成要素に関するより詳細な部品構成表がある場合、再帰的に部品構成を分解して依存関係を理解・抽出する。本実施形態においては、この部品構成表解析手段１１１により抽出された構成要素が後述する部品部分木１２０を構成する部品ノード（図７のＮ０,Ｎ０１,Ｎ０２,・・・）となり、該依存関係により、各部品ノード間の階層構造が抽出される。ここでは、この依存関係を抽出するのに、記号欄１０１の記号が使用される。例えば、部品名「コイル」、「鉄心」に付された記号はそれぞれ記号：１．１，記号：１．２であり、部品名「電磁石」に付された記号：１に「．」＋昇順で数字が付された記号が用いられており、この記号を抽出・解析することにより、「コイル」及び「鉄心」は「電磁石」と依存関係にあることが抽出される。このような図表に関する記述知識に関するデータは、予め後述する図表記述知識６００に蓄積されている。
【００４４】
図表記述知識６００は、機能ブロック図の構成要素とその凡例や、部品構成表、機能定義表の各項目、構成要素とその意味など図表に関するデータが蓄積されたハードディスクなどの記憶手段である。この図表記述知識６００には、種々のタイプの部品構成表、機能定義表が電子データとして予め蓄積されている。
【００４５】
部品部分木構築手段１１２は、部品構成表解析手段１１１により抽出された部品構成要素間の依存関係を木構造に構築して部品部分木１２０を作成し、作成された部品部分木１２０に関するデータを内部データとして保存する。上記部品構成表解析手段１１１により抽出・解析された部品構成要素を部品ノードとし、各部品構成要素間の依存関係から各部品ノード間のアーク（図７のＡ１〜Ａ１６）を求めて、図７に示すような部品部分木１２０を作成する。
【００４６】
機能部分木作成手段２１０は、仕様書構造解析手段２１１、機能ブロック図理解手段２１２、機能定義表理解手段２１３、機能定義文理解手段２１４、機能構造木構築手段２１５を備えており、入力装置Ｃ４により仕様書２００から電子データを取得し、機能部分木２２０を作成する手段である。
【００４７】
仕様書２００は、対象となる製品や、該製品を構成する部品などの機能構成について記述した設計文書であり、その一例を図１２に示している。仕様書２００は、記入項目として、上から機能ブロック図２０１、各機能の定義２０２及び各機能の動作２０３から構成されている。機能ブロック図２０１は、各構成を機能的に表現したものをブロックで示し、各ブロック間の依存関係（信号の流れや、連動関係など）を矢印で示した図である。
【００４８】
各機能の定義２０２は、項目欄及び各項目の定義欄からなり、項目欄には、上記ブロック内の名称が記入され、定義欄には、項目欄に記載された各構成が、どのような機能のものであるかの説明文あるいは定義文が記載されている。各機能の動作２０３は、上記項目欄に記載された各構成についての機能・動作説明が項目ごとに記号を付して階層的に記載されている。
【００４９】
上述したように、仕様書２００においては、各構成について、ブロック図（機能ブロック図２０１）、機能定義表（各機能の定義２０２）及び機能定義文（各機能の動作２０３）を用いて記述されている。なお、この仕様書２００においても、上記部品構成表と同様に、後述する各手段により抽出・解析し易いようなフォーマットにより作成するとよい。また、仕様書２００から電子データを取得する方法としても、上記部品構成表１００における取得方法と同様の方法が適用可能である。
【００５０】
仕様書構造解析手段２１１は、仕様書２００の章節構造、図表の構成をもとに機能部分木の要素となる文・図・表を抽出する手段である。仕様書２００の全体的構成がどのようになっているかを解析する手段である。この解析により、仕様書２００には、「文が含まれている」、「図が含まれている」、「表が含まれている」などの全体的な構成を把握することができる。それぞれにおける詳細な分析は、後述する各手段２１２、２１３、２１４において行われる。
【００５１】
機能ブロック図理解手段２１２は、ブロック図のブロック及び矢印、エッジなどの配置を解釈し、各サブ機能（接点開閉部、筐体機能、接続部など）の依存関係を理解・抽出する手段である。サブ機能とはメイン機能を発揮させるために下位の構成部品が発揮する機能のことである。例えば、製品が「リレー」である場合には、「リレー」全体における機能はメイン機能であり、「リレー」を構成する各部品（例えば、電磁石、端子、筐体など）それぞれの機能がサブ機能である。サブ機能の内容を詳細に説明する仕様書・ブロック図・機能定義表・本文が存在する場合には、再帰的にサブ機能を分解し理解する。
【００５２】
機能定義表理解手段２１３は、機能定義表２０２に示された項目を解釈し、各サブ機能の内容及び各サブ機能間の依存関係を理解・抽出する手段である。サブ機能の内容を詳細に説明する仕様書・ブロック図・機能定義表・本文が存在する場合には、再帰的にサブ機能を分解し理解する。
【００５３】
仕様書構造解析手段２１１及び機能定義表理解手段２１３における解析・抽出は、上記説明した図表記述知識６００に蓄積された表や図などに関するデータに基づき行われる。
【００５４】
機能定義文理解手段２１４は、機能定義文２０３に示された文を解釈し、各サブ機能の定義・内容及び各サブ機能間の依存関係を理解・抽出する手段である。サブ機能の内容を詳細に説明する仕様書・ブロック図・機能定義表・本文が存在する場合には、再帰的にサブ機能を分解し理解する。機能定義文２０３に示された文の解析は、例えば、形態素解析、係り受け解析など種々のテキスト解析により行うことが可能である。例えば、形態素解析を行なうツールとしては、無償ソフトウェアである「茶筌（ＣｈａＳｅｎ）」、係り受け解析を行なうツールとしては、無償ソフトウェアである「南瓜（ＣａｂｏＣｈａ）」がある。
【００５５】
文法知識７００は、文理解のための文法知識が蓄積されたハードディスクなどの記憶手段である。例えば、上記茶筌や南瓜の辞書、日本語語彙大系（岩波書店）などの辞書が蓄積されている。
【００５６】
機能構造木構築手段２１５は、機能ブロック図理解手段２１２、機能定義表理解手段２１３、機能定義文理解手段２１４の各手段により抽出されたサブ機能間の依存関係を木構造に構築して内部データに保存する。上記各理解手段２１２、２１３、２１４により抽出・解析されたサブ機能を機能ノード（図８のＮ１,Ｎ２,Ｎ３,・・・）とし、各サブ機能間の依存関係から各機能ノード間のアーク（図８のＢ１〜Ｂ１３）を求めて、図８に示すような機能部分木２２０を作成する。
【００５７】
因果関係部分木作成手段３１０は、事例文解析手段３１１、事象抽出手段３１２、因果関係抽出手段３１３、因果関係部分木構築手段３１４を備えており、入力装置Ｃ４により事例文３００から電子データを取得し、因果関係部分木（図示しない）を作成する手段である。
【００５８】
事例文３００は、対象となる製品や該製品の部品に関する不具合、故障、その履歴など対象物に生じた種々のトラブルに関する情報を記載した文書であり、その一例を図１３に示す。例えば、この事例文としては、工程不具合に関する改善レポート、顧客トラブル回答書、故障履歴、設計変更に関するレポート、生産作業日報など種々の文書がある。図１３に示す事例文３００は、記入事項として、「ご返却品の詳細」３０１、「貴社のお申し出事項」３０２、「結論」３０３、「解析結果」３０４及び「発生メカニズム」３０５から構成されている。
【００５９】
ここでは、「ご返却品の詳細」３０１には、故障を発生した対象製品を特定する情報が記載されており、「貴社のお申し出事項」３０２には、お客様から頂いた故障に関する情報が記載されており、「結論」３０３には、故障の原因と結果、すなわちどのような理由でどのような故障が発生したかが記載されており、「解析結果」３０４には、故障した対象製品に生じている症状が記載されており、「発生メカニズム」３０５には、故障の発生の原因を解析し、そのメカニズムが記載されている。この事例文３００から電子データを取得する方法についても、上記部品構成表における方法と同様の手法が適用可能である。
【００６０】
事例文解析手段３１１は、事例文３００の記述内容を、文書の章節構成及び文法解析に基づいて構造化する手段である。文の構造を解析した後、その構造に基づいて必要なタグ情報（形態素・係り受け情報、章節構造の情報、箇条書きの情報など）を付与する。
【００６１】
事象抽出手段３１２は、上記付与されたタグ情報に基づいて構造化された文書を解析し、事象（物理現象を記述する単位）を抽出する。事象抽出は、例えば、格フレーム解析に基づいて、後述する事象抽出知識８０１のデータを参照して、述語と述語を修飾する自立語の一式として抽出する。例えば、箇条書き（順序付き箇条書きを含む）されている場合、その項を１つの事象として扱う。また、自然言語文で表現されている場合、構文解析によって語彙間の係り受け構造を解析し、述語―述語に係る自立語（述語１語に対し、複数の述語に係る自立語）の組として事象を抽出する。
【００６２】
事象抽出知識８０１は、事象の定義に関するデータが記憶された記憶手段である。例えば、述語＋述語を修飾する語彙という知識や、箇条書きの各項を使うという知識などが蓄積されている。
【００６３】
因果関係抽出手段３１３は、付与されたタグ情報に基づいて因果関係の有無を判別し、事象間の因果関係・依存関係を抽出する手段である。予め教師データにより作成された因果関係の統計モデルによって事象間の因果関係の有無を判別し、事象間の因果関係・依存関係を抽出する。例えば、箇条書きから抽出された事象の場合は、箇条書きの連鎖構造に基づいて順に因果関係があると推定し、抽出する。
【００６４】
また、自然言語文中に「により」、「のために」、「に伴ない」などの接続語を含む場合、接続語の直前に存在する事象と接続語の直後に存在する事象の間に因果関係があると推定し、抽出する。更に、事例から抽出した事象の全ての組み合わせについて、因果のモデルに照合し、モデルとの類似度が高い組み合わせには因果関係があると推定し、抽出する。因果のモデルは、因果関係のある事象ペアを教師データとして与えた統計モデル（例えば、ＧＭＭ：ガウス混合分布モデル）で統計学習する。モデルとの類似度はモデルと測定対象との尤度を統計的に求める。このような因果関係の抽出の手法の公知例としては、『ＦＩＴ２００７（第６回情報科学技術フォーラム） 「類推に基づいた類似分野における知識生成システム」 』において本発明者他が開示した手法がある。
【００６５】
因果構造抽出知識８０２は、因果関係抽出の基準を知識データとして蓄積したハードディスクなどの記憶手段である。例えば、接続語彙「により」の前後の事象を抽出する、という知識や、教師データによって学習された因果関係らしさの統計モデルなどが記憶されている。
【００６６】
因果関係部分木構築手段３１４は、抽出された事象間の因果関係・依存関係を木構造に構築して内部データに保存する手段である。
【００６７】
ＦＴ図作成手段４００は、木構造データ解析手段４０１、ノード間類似度算出手段４０２、類似ノード結合手段４０３、類似アーク結合手段４０４、ノード配置決定手段４０５、ＦＴ図構築手段４０６を備えている。
【００６８】
木構造データ解析手段４０１は、部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示しない）を解析し、共通フォーマットの内部データに保存する手段である。
【００６９】
ノード間類似度算出手段４０２は、部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示しない）のノード間の距離をノードに記述された内容の類似度に基づいて算出する手段である。ノード間類似度は、検索をおこなうための検索モデルの１つであるベクトル空間モデルにおいて、検索質問ベクトルと各文書ベクトルの間の類似度を算出する際に使用されるコサイン尺度により算出される。詳細は後述する。
【００７０】
類似ノード結合手段４０３は、上記ノード間類似度算出手段４０２により算出された類似度がしきい値以上である場合、それらのノードは同一のノードであると判定し、結合する手段である。このしきい値は、予め使用者において設定しておく必要があるが、使用者において変更可能に構成しておくと、上記同一判定精度を向上することが出来る。
【００７１】
類似アーク結合手段４０４は、２つのノード間に複数のアークが存在する場合、それらのアークは同一であると判定し、アークを結合する。図１０に示すＦＴ図の一例を参照すれば、２つのノード間において、アークは２つ以上存在することはない。よって、上記類似ノード結合手段４０３により結合した結果、２つのノード間にアークが複数形成されてしまった場合には、この状態を類似アーク結合手段４０４により１つのアークに集約する。
【００７２】
ノード配置決定手段４０５は、ノード間の類似度に基づいてノード間の距離を決定し、ノード間の距離に基づいて各ノードの最適な配置を決定する。ノード間の距離は、例えば、ノード類似度の逆数により与える。
【００７３】
ＦＴ図構築手段４０６は、ノード、アークにより構成されるツリー・ネットワーク構成と、ノード間距離により決定されるノード配置に基づいて各ノードとアークの配置を再構成する手段であるとともに、ＦＴ図を作成する手段である。
【００７４】
エディタ５００は、上記作成されたＦＴ図に対し、ノードやアークの追加・削除・更新・修正などが行えるアプリケーションである。上記作成されたＦＴ図を、コンピュータＣのディスプレイに表示させて、マウスやキーボードを使用してユーザが修正できるように構成されている。
【００７５】
なお、図２においては、図表記述知識６００、文法知識７００、事象抽出知識８０１及び因果構造抽出知識８０２は、別々に記載したが、これらは作図上便宜的に別個に記載したものであり、本実施形態においては、いずれも、図１に示す補助記憶装置Ｃ３内に備えられている。
【００７６】
＜処理動作＞
以上が本発明の構成に関する説明であるが、次いで、本発明の処理動作について図３〜６を参照して説明する。
【００７７】
本発明における処理動作の概略を説明すると次の通りである。まず、図３に示す部品部分木作成処理（処理１）、図４に示す機能部分木作成処理（処理２）及び図５に示す因果関係部分木作成処理（処理３）が行われる。次いで、これら処理により作成された部品部分木、機能部分木及び因果関係部分木を統合してＦＴ図を作成するＦＴ図作成処理（処理４）が行われ、ＦＴ図が作成される。以上が本発明の処理動作の概略であるが、以下に各処理動作について詳細に説明する。なお、処理１、処理２、処理３に関しては順不同である。また、各処理は、ＦＴ図を作成する際に一連として行ってもよいし、ＦＴ図を作成する前に予め処理を終了しておいてもよい。
【００７８】
［処理１：部品部分木作成処理］
図３に示すように、ユーザがコンピュータＣのキーボードやマウスなどを操作することにより、部品構成表１００のデータの読取処理を開始する（Ｓ１００）。ここでは、部品構成表１００の元データとしては、部品構成表１００を作成した際の電子データを用いる。この読み取りが終了すると、次に、部品構成表解析手段１１１において、図表記述知識６００にアクセスし、図表記述知識６００に蓄積された図表に関するデータに基づいて、部品構成表１００の構成・構造を解析し（Ｓ１０１）、その解析された結果に基づいて、部品部分木１２０の各ノードとなる構成部品と、各構成部品間の依存関係とを抽出する（Ｓ１０２）。本実施形態においては、記号欄１０１の記号が階層的に付してあることから、この依存関係を、該記号欄１０１の記号により抽出する。
【００７９】
その後、部品部分木構築手段１１２において、上記抽出された構成部品、構成部品間の依存関係に基づいて、各ノード及びアークを求めて、図７に示す部品部分木１２０を作成し（Ｓ１０３）、作成された部品部分木１２０に関するデータを内部データとして保存し（Ｓ１０４）、部品部分木作成処理を終了する。
【００８０】
［処理２：機能部分木作成処理］
図４に示すように、まず、仕様書データ読取処理を行う（Ｓ２００）。この読取処理は、上記読取処理（Ｓ１００）と同様の手法で行う。次に、仕様書構造解析手段２１１において、仕様書２００の構成・構造を解析する（Ｓ２０１）。本実施形態においては、仕様書２００には、機能ブロック図２０１、機能定義表２０２及び機能定義文２０３が含まれているので、この解析の結果、図、表、文が抽出される（Ｓ２０２）。
【００８１】
次いで、機能ブロック図理解手段２１２において、機能ブロック図のブロックの包含関係及び矢印、エッジなどの配置を解釈し、各サブ機能（接点開閉部、筐体機能、接続部など）の依存関係を理解・抽出する（Ｓ２０３）。更に、機能定義表理解手段２１３において、機能定義表２０２に示された項目を解釈し、各サブ機能の内容及び各サブ機能間の依存関係を理解・抽出する（Ｓ２０４）。例えば、各項目の文に他の項目が含まれているか否かを解析し、依存関係を抽出したり、各項目の文を意味理解し、因果関係を抽出する。これら抽出処理は、各手段２１２、２１３において、図表記述知識６００にアクセスし、図表記述知識６００に蓄積された図表に関するデータに基づいて行われる。
【００８２】
機能定義文理解手段２１４において、文法知識７００にアクセスし、文法知識７００に蓄積された文法知識に関するデータに基づいて、機能定義文２０３に示された文の構成（章節構造）の階層構造や各文の意味を解析し、各サブ機能の定義・内容及び各サブ機能間の依存関係を理解・抽出する（Ｓ２０５）。これら抽出処理により抽出されたサブ機能がノードになり、各サブ機能間の依存関係からアークが求められる。
【００８３】
機能部分木構築手段２１５において、上記抽出されたサブ機能、サブ機能間の依存関係に基づいて、サブ機能をノードとし、サブ機能間の依存関係をアークとして、図８に示す機能部分木２２０を作成し（Ｓ２０６）、作成された機能部分木２２０に関するデータを内部データとして保存し（Ｓ２０７）、機能分木作成処理を終了する。
【００８４】
［処理３：因果関係部分木作成処理］
図５に示すように、まず、事例データ読取処理を行う（Ｓ３００）。この読取処理は、上記読取処理（Ｓ１００）と同様の手法で行う。次に、事例文解析手段３１１において、事例文３００の記述内容を、文書の章節構成及び文法解析に基づいて構造化し、文の構造をテキスト解析した後、その構造に基づいて必要なタグ情報を付与する（Ｓ３０１）。
【００８５】
次に、事象抽出手段３１２において、上記付与されたタグ情報に基づいて構造化された文書を格フレーム解析し、事象抽出知識８０１に蓄積されたデータに基づいて、事象を抽出する（Ｓ３０２）。
【００８６】
因果関係抽出手段３１３において、因果関係抽出知識８０２にアクセスし、因果関係抽出知識８０２に蓄積された知識データと、上記付与されたタグ情報に基づいて因果関係の有無を判別し、事象間の因果関係・依存関係を抽出する（Ｓ３０３）。
【００８７】
因果関係部分木構築手段３１４において、上記抽出処理により抽出された各事象をノード（事象ノード）とし、各事象間の因果関係をアークとして、因果関係部分木を作成し（Ｓ３０４）、作成された因果関係部分木に関するデータを内部データとして保存し（Ｓ３０５）、因果関係部分木作成処理を終了する。
【００８８】
［処理４：ＦＴ図作成処理］
図６に示すように、木構造データ解析手段４０１において、上記処理１〜３により作成され内部データに保存された部品部分木１２０、機能部分木２２０及び因果関係部分木（図示しない）を解析し、共通フォーマットの内部データに保存する（Ｓ４０１）。
【００８９】
次に、ノード間類似度算出手段４０２において、上記保存された各部分木における全てのノードに対し、ノード間の距離をノードに記述された内容の類似度に基づいて算出する（Ｓ４０１）。この類似度算出処理を模式化したものが、図９である。ここでは、上段に機能部分木２２０、下段に部品部分木１２０を示し、事例文３００から抽出した各事象をＲ１、Ｒ１０、Ｒ１００、・・・で表している。例えば、『“ガス漏れ”が発生し、“接点アーク”が起こり、その結果、“リレー動作不良”が生じた。』という故障に関する事例文３００から、事象として、「ガス漏れ」Ｒ１００、「接点アーク」Ｒ１０、「リレー動作不良」Ｒ１という３つの事象を抽出し、各事象間における因果関係を矢印により示している。
【００９０】
更に、各事象Ｒ１、Ｒ１０、Ｒ１００と、部品部分木１２０の部品ノード及び機能部分木２２０の機能ノードとの間において類似度を算出し、類似している事象を紐付け、結合する処理が模式的に示されている。具体的には、部品ノードＮ０４２と事象Ｒ１００、部品ノードＮ０２と事象Ｒ１０、機能ノードＮ１と事象Ｒ１とが類似していると判断し、結合している。
【００９１】
このノード間類似度は、例えば、次のようにしてコサイン尺度により算出される。
【００９２】
ノードＡとノードＢの類似度をＳ、ノードＡに含まれる語彙をＷＡ１,ＷＡ２,ＷＡ３,・・・,ＷＡＮ、ノードＢに含まれる語彙をＷＢ１,ＷＢ２,ＷＢ３,
・・・,ＷＢＮ、語彙Ｗの特徴を表すワードベクトルをＶＷとする。なお、ワードベクトルＶＷは、大規模文書集合を係り受け解析することで求めたＷに係る語彙の頻度を列挙したもので与える。また、ノードＡの特徴を表すベクトルＶＡはワードベクトルの和ＶＷＡ１＋ＶＷＡ２＋ＶＷＡ３＋・・・＋ＶＷＡＮとする。ノードＢの特徴を表すベクトルＶＢも同様とする。すると、類似度Ｓは、ベクトルＶＡとＶＢのコサイン尺度で求められる。なお、類似度Ｓ＝ｓｉｍ（ａ,ｂ）、ベクトルＶＡをａ、ＶＢをｂとすると、類似度は以下の式により算出される。
【００９３】
＜式＞
【００９４】
上記類似度を算出した結果、類似ノード結合手段４０３において、算出された類似度が、しきい値以上か否かがチェックされ、しきい値以上のノードは結合する（Ｓ４０２）。
【００９５】
上記ノード結合処理が終了後、類似アーク結合手段４０４において、全てのノードに対し、ノード間においてＦｒｏｍとＴｏが同じアークが存在するか否かがチェックされ、同じアークがあった場合には、全てのアークを結合し１つのアークにする（Ｓ４０３）。例えば、ノードＡからノードＢに直接至るアークが２つ以上である場合、１つのアークを残して他は削除する。
【００９６】
次いで、ノード配置決定手段４０５において、ノード間の類似度に基づいてノード間の距離を算出し（Ｓ４０４）、算出されたノード間の距離に基づいて各ノードの最適な配置を決定する（Ｓ４０５）。このノード間の距離は、例えば、ノード類似度の逆数により与える。また、ノード配置決定は、次のようなアルゴリズムにより行う。
【００９７】
ノードをＮ１,Ｎ２,Ｎ３,・・・ＮＮ、各ノードの座標をＮｎ（ｘｎ,ｙｎ）、ノードＮｎとＮｍの距離Ｄｎｍ＝ノード間類似度の逆数とし、次の式を最小にするノード座標を最急降下法により求める。
【００９８】
＜式＞
なお、Σ（総和）は、全てのｍｎの組み合わせについて行う。ａｂｓ（）は絶対値を意味する。
【００９９】
上記処理後、ＦＴ図構築手段４０６において、ノード、アークが最適に配置されたＦＴ図を作成し（Ｓ４０６）、コンピュータＣのディスプレイにＦＴ図を表示し（Ｓ４０７）、当該処理は終了する。この処理により作成されたＦＴ図の一例を図１０に示す。上記のように事例における各事象間の因果関係を、部品部分木１２０及び機能部分木２２０に関連付けて作成しているので、このＦＴ図は、熟練者の問題解決手法が反映されたＦＴ図となっている。
【０１００】
なお、作成されたＦＴ図について、修正を加えたい場合には、エディタ５００を起動し、ユーザがノードやアークを、マウスやキーボードを操作することにより、追加、修正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態の概略構成を説明するための機能ブロック図。
【図２】図１の詳細を示す機能ブロック図。
【図３】本発明の実施形態における部品部分木作成処理を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施形態における機能部分木作成処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施形態における因果関係部分木作成処理を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施形態におけるＦＴ図作成処理を示すフローチャート。
【図７】部品部分木の一例を示す図。
【図８】機能部分木の一例を示す図。
【図９】部品部分木、機能部分木及び因果関係部分木を統合して本発明のＦＴ図を作成する工程を説明するための説明図。
【図１０】本発明により作成したＦＴ図の一例を示す図。
【図１１】部品構成表の一例を示す図。
【図１２】仕様書の一例を示す図。
【図１３】事例文の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 部品構成表
１１０ 部品部分木作成手段
１２０ 部品部分木
２００ 仕様書
２１０ 機能部分木作成手段
２２０ 機能部分木
３００ 事例文
３１０ 因果関係部分木作成手段
３１２ 事象抽出手段
４００ ＦＴ図作成手段
４０１ ノード間類似度算出手段
５００ エディタ
Ｃ コンピュータ
Ｐ ＦＴ図作成プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に生じた事故や故障などのトラブル情報をトップダウン的に解析し、そのトラブルの原因と結果からツリー構造のＦＴ図を作成するＦＴ図作成プログラムであって、
上記ＦＴ図作成プログラムは、
コンピュータを、部品部分木作成手段、機能部分木作成手段、少なくとも事象抽出手段と因果関係抽出手段とを有する因果関係部分木作成手段、ノード間類似度算出手段を有するＦＴ図作成手段、として機能させるものであり、
上記部品部分木作成手段は、
上記対象物の構成部品に関するデータをそれぞれ部品ノードとし、各部品ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する部品部分木を作成する手段であり、
上記機能部分木作成手段は、
上記対象物における機能に関するデータをそれぞれ機能ノードとし、各機能ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する機能部分木を作成する手段であり、
上記事象抽出手段は、
上記トラブル情報を解析することにより該トラブル情報を構造化し、該構造化されたトラブル情報に基づいて該トラブルにおける全ての事象を抽出する手段であり、
上記因果関係抽出手段は、
上記事象抽出手段により抽出された事象間の因果関係を抽出する手段であり、
上記因果関係部分木作成手段は、
上記事象抽出手段により抽出された各事象を事象ノードとし、各事象ノードを上記因果関係抽出手段により抽出された因果関係に基づいてツリー構造に表記する因果関係部分木を作成する手段であり、
上記ノード間類似度算出手段は、
上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出する手段であり、
上記ＦＴ図作成手段は、
上記ノード間類似度算出手段により算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成する手段であること
を特徴とするＦＴ図作成プログラム。
【請求項２】
上記コンピュータに上記作成されたＦＴ図を編集する機能を実現させることを特徴とする請求項１に記載のＦＴ図作成プログラム。
【請求項３】
上記部品部分木作成手段は、上記対象物の構成部品に関するデータを、部品構成表を読取手段により読み取ることにより取得することを特徴とする請求項１あるいは２に記載のＦＴ図作成プログラム。
【請求項４】
上記機能部分木作成手段は、上記対象物における機能に関するデータを、仕様書を読取手段により読み取ることにより取得することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のＦＴ図作成プログラム。
【請求項５】
上記トラブル情報は、トラブルに関する情報が記載された事例文を読取手段により読み取ることにより取得することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載のＦＴ図作成プログラム。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項に記載のＦＴ図作成プログラムを備えることを特徴とするＦＴ図作成装置。
【請求項７】
請求項１〜５いずれか１項に記載のＦＴ図作成プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項８】
対象物に生じた事故や故障などのトラブル情報をトップダウン的に解析し、そのトラブルの原因と結果からツリー構造のＦＴ図を作成するＦＴ図作成方法であって、
上記対象物の構成部品に関するデータをそれぞれ部品ノードとし、各部品ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する部品部分木を作成する部品部分木作成工程と、
上記対象物における機能に関するデータをそれぞれ機能ノードとし、各機能ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する機能部分木を作成する機能部分木作成工程と、
上記トラブル情報を解析することにより該トラブル情報を構造化し、該構造化されたトラブル情報に基づいて該トラブルにおける全ての事象を抽出する事象抽出工程と、
上記事象抽出工程により抽出された事象間の因果関係を抽出する因果関係抽出工程と、
上記事象抽出工程により抽出された各事象を事象ノードとし、各事象ノードを上記因果関係抽出工程により抽出された因果関係に基づいてツリー構造に表記する因果関係部分木を作成する因果関係部分木作成工程と、
上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出するノード間類似度算出工程と、
上記ノード間類似度算出工程により算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成するＦＴ図作成工程と、を備えること
を特徴とするＦＴ図作成方法。
【請求項１】
対象物に生じた事故や故障などのトラブル情報をトップダウン的に解析し、そのトラブルの原因と結果からツリー構造のＦＴ図を作成するＦＴ図作成プログラムであって、
上記ＦＴ図作成プログラムは、
コンピュータを、部品部分木作成手段、機能部分木作成手段、少なくとも事象抽出手段と因果関係抽出手段とを有する因果関係部分木作成手段、ノード間類似度算出手段を有するＦＴ図作成手段、として機能させるものであり、
上記部品部分木作成手段は、
上記対象物の構成部品に関するデータをそれぞれ部品ノードとし、各部品ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する部品部分木を作成する手段であり、
上記機能部分木作成手段は、
上記対象物における機能に関するデータをそれぞれ機能ノードとし、各機能ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する機能部分木を作成する手段であり、
上記事象抽出手段は、
上記トラブル情報を解析することにより該トラブル情報を構造化し、該構造化されたトラブル情報に基づいて該トラブルにおける全ての事象を抽出する手段であり、
上記因果関係抽出手段は、
上記事象抽出手段により抽出された事象間の因果関係を抽出する手段であり、
上記因果関係部分木作成手段は、
上記事象抽出手段により抽出された各事象を事象ノードとし、各事象ノードを上記因果関係抽出手段により抽出された因果関係に基づいてツリー構造に表記する因果関係部分木を作成する手段であり、
上記ノード間類似度算出手段は、
上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出する手段であり、
上記ＦＴ図作成手段は、
上記ノード間類似度算出手段により算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成する手段であること
を特徴とするＦＴ図作成プログラム。
【請求項２】
上記コンピュータに上記作成されたＦＴ図を編集する機能を実現させることを特徴とする請求項１に記載のＦＴ図作成プログラム。
【請求項３】
上記部品部分木作成手段は、上記対象物の構成部品に関するデータを、部品構成表を読取手段により読み取ることにより取得することを特徴とする請求項１あるいは２に記載のＦＴ図作成プログラム。
【請求項４】
上記機能部分木作成手段は、上記対象物における機能に関するデータを、仕様書を読取手段により読み取ることにより取得することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のＦＴ図作成プログラム。
【請求項５】
上記トラブル情報は、トラブルに関する情報が記載された事例文を読取手段により読み取ることにより取得することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載のＦＴ図作成プログラム。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項に記載のＦＴ図作成プログラムを備えることを特徴とするＦＴ図作成装置。
【請求項７】
請求項１〜５いずれか１項に記載のＦＴ図作成プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項８】
対象物に生じた事故や故障などのトラブル情報をトップダウン的に解析し、そのトラブルの原因と結果からツリー構造のＦＴ図を作成するＦＴ図作成方法であって、
上記対象物の構成部品に関するデータをそれぞれ部品ノードとし、各部品ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する部品部分木を作成する部品部分木作成工程と、
上記対象物における機能に関するデータをそれぞれ機能ノードとし、各機能ノードをトップダウン的なツリー構造に表記する機能部分木を作成する機能部分木作成工程と、
上記トラブル情報を解析することにより該トラブル情報を構造化し、該構造化されたトラブル情報に基づいて該トラブルにおける全ての事象を抽出する事象抽出工程と、
上記事象抽出工程により抽出された事象間の因果関係を抽出する因果関係抽出工程と、
上記事象抽出工程により抽出された各事象を事象ノードとし、各事象ノードを上記因果関係抽出工程により抽出された因果関係に基づいてツリー構造に表記する因果関係部分木を作成する因果関係部分木作成工程と、
上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を解析し、各部分木を構成する各ノードの記述内容の類似度を算出するノード間類似度算出工程と、
上記ノード間類似度算出工程により算出された類似度に基づいて、上記部品部分木、上記機能部分木及び上記因果関係部分木を統合することにより、ＦＴ図を作成するＦＴ図作成工程と、を備えること
を特徴とするＦＴ図作成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２８９０２０（Ｐ２００９−２８９０２０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４０７４１（Ｐ２００８−１４０７４１）
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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