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公開番号2025087588
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2024182425
出願日2024-10-18
発明の名称ビークルサブシステムの異常検出及び障害分離
出願人ザ・ボーイング・カンパニー,The Boeing Company
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G06F 11/16 20060101AFI20250603BHJP(計算;計数)
要約【課題】ビークルなどの複雑なシステムの異常検出に関する。
【解決手段】異常検出方法は、システムにおける3つ以上の複数の冗長なサブシステムを特定し、前記複数の冗長なサブシステムの複数の組み合わせを形成し402、各組み合わせは、前記複数の冗長なサブシステムの部分集合であり、前記冗長なサブシステムの前記複数の組み合わせのうち、サブシステム間のばらつきが最も小さい第1の組み合わせを特定し404、前記複数のサブシステムのうちの第1のサブシステムについて、前記第1の組み合わせを用いて1つ以上のパラメータの1つ以上の公称値を算出し406、前記第1のサブシステムにおける異常を、前記算出された1つ以上の公称値に基づいて検出する410ことを含む。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
システムにおける３つ以上の複数の冗長なサブシステムを特定し、
前記複数の冗長なサブシステムの複数の組み合わせを形成し、各組み合わせは、前記複数の冗長なサブシステムの部分集合であり、
前記冗長なサブシステムの前記複数の組み合わせのうち、サブシステム間のばらつきが最も小さい第１の組み合わせを特定し、
前記複数のサブシステムのうちの第１のサブシステムについて、前記第１の組み合わせを用いて１つ以上のパラメータの１つ以上の公称値を算出し、
前記第１のサブシステムにおける異常を、前記算出された１つ以上の公称値に基づいて検出することを含む方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記システムは、航空機であり、前記３つ以上の冗長なサブシステムは、前記航空機における冗長なサブシステムである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ばらつきが最も小さい前記第１の組み合わせを特定することは、１つ以上のサブシステムについて測定されたセンサ値と、（ｉ）前記１つ以上のサブシステムについて算出された物理ベースパラメータ、又は、（ｉｉ）前記１つ以上のサブシステムに関するデジタルツインからのパラメータのうちの少なくとも１つと、に基づく、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ばらつきが最も小さい前記第１の組み合わせを特定することは、前記１つ以上のサブシステムについて算出された物理ベースパラメータ、及び、前記１つ以上のサブシステムに関する前記デジタルツインからのパラメータの両方に基づく、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のサブシステムのうちの前記第１のサブシステムについて、前記第１の組み合わせを用いて前記１つ以上のパラメータの前記１つ以上の公称値を算出することは、
前記１つ以上のパラメータの各々を、前記第１の組み合わせにおける全てのサブシステムで平均することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記冗長なサブシステムの前記複数の組み合わせのうち、サブシステム間のばらつきが最も小さい前記第１の組み合わせを特定することは、前記第１の組み合わせから除外された１つ以上の外れ値を特定することを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のサブシステムにおける異常を、前記算出された１つ以上の公称値に基づいて検出することは、
前記第１のサブシステムにおける複数のパラメータについて、前記算出された１つ以上の公称値と比較したコサイン類似度又はユークリッド距離のうちの少なくとも１つを算出することにより、当該サブシステムの健全性指標を決定することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のサブシステムの前記健全性指標を決定することは、当該サブシステムにおける前記複数のパラメータについて、前記算出された１つ以上の公称値と比較した前記コサイン類似度及び前記ユークリッド距離の両方を算出することに基づく、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のサブシステムにおける前記異常の少なくとも部分的な原因である第１のコンポーネントを特定することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のサブシステムにおける前記異常の少なくとも部分的な原因である前記第１のコンポーネントを特定することは、
前記異常に基づく前記第１のコンポーネントの特定に推論アルゴリズムを用いることを更に含む、請求項９に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示のいくつかの態様は、ビークルなどの複雑なシステムの異常検出に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
複雑なシステム（例えば、航空機や他のビークル、又は他の複雑なシステム）における劣化検出及び障害分離は、非常に困難である。例えば、特定の航空機サブシステムにおける異常は、相関する劣化の兆候を特徴量（features）にて特定することにより、故障に至る前に検出することが可能である。しかしながら、劣化の兆候は、直接のセンサ測定値に反映されるとは限らない。加えて、異常を特定するには、通常、さまざまな動作条件下でのコンポーネントの正常な挙動（nominal behavior）の特徴づけや導出が必要となるが、これは、動的な動作条件下ではセンサデータが大きくばらつき得るため、また、関連するコントローラが劣化を打ち消すように動作し得るため、非常に困難である。センサデータが限られていたり、サンプルデータが少なかったりすることによっても、困難性は増す。
【発明の概要】
【０００３】
発明態様は、方法を含む。前記方法は、システムにおける３つ以上の複数の冗長なサブシステムを特定することを含む。前記方法は、前記複数の冗長なサブシステムの複数の組み合わせを形成することを更に含み、各組み合わせは、前記複数の冗長なサブシステムの部分集合である。前記方法は、前記冗長なサブシステムの前記複数の組み合わせのうち、サブシステム間のばらつきが最も小さい第１の組み合わせを特定することを更に含む。前記方法は、前記複数のサブシステムのうちの第１のサブシステムについて、前記第１の組み合わせを用いて１つ以上のパラメータの１つ以上の公称値（nominal values）を算出することと、前記第１のサブシステムにおける異常を、前記算出された１つ以上の公称値に基づいて検出することと、を更に含む。
【０００４】
発明態様は、システムを更に含み、当該システムは、１つ以上のプロセッサと、プログラムを格納した１つ以上のメモリと、を含み、前記プログラムは、前記１つ以上のプロセッサの任意の組み合わせにおいて処理を実行させる。前記処理は、システムにおける３つ以上の複数の冗長なサブシステムを特定することを含む。前記処理は、前記複数の冗長なサブシステムの複数の組み合わせを形成することを更に含み、各組み合わせは、前記複数の冗長なサブシステムの部分集合である。前記処理は、前記冗長なサブシステムの前記複数の組み合わせのうち、サブシステム間のばらつきが最も小さい第１の組み合わせを特定することを更に含む。前記処理は、前記複数のサブシステムのうちの第１のサブシステムについて、前記第１の組み合わせを用いて１つ以上のパラメータの１つ以上の公称値を算出することと、前記第１のサブシステムにおける異常を、前記算出された１つ以上の公称値に基づいて検出することと、を更に含む。
【０００５】
発明態様は、更に、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードが組み込まれたコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体を備えるコンピュータプログラム製品を更に含み、前記コンピュータ読み取り可能なプログラムコードは、１つ以上のコンピュータプロセッサにより実行可能であり、これにより処理を実行させる。前記処理は、システムにおける３つ以上の複数の冗長なサブシステムを特定することを含む。前記処理は、前記複数の冗長なサブシステムの複数の組み合わせを形成することを更に含み、各組み合わせは、前記複数の冗長なサブシステムの部分集合である。前記処理は、前記冗長なサブシステムの前記複数の組み合わせのうち、サブシステム間のばらつきが最も小さい第１の組み合わせを特定することを更に含む。前記処理は、前記複数のサブシステムのうちの第１のサブシステムについて、前記第１の組み合わせを用いて１つ以上のパラメータの１つ以上の公称値を算出することと、前記第１のサブシステムにおける異常を、前記算出された１つ以上の公称値に基づいて検出することと、を更に含む。
【０００６】
上述の発明態様の内の任意のものにおいて、更に、前記システムは、航空機であり、前記３つ以上の冗長なサブシステムは、前記航空機における冗長なサブシステムである。
【０００７】
上述の発明態様の内の任意のものにおいて、更に、前記ばらつきが最も小さい前記第１の組み合わせを特定することは、１つ以上のサブシステムについて測定されたセンサ値と、（ｉ）前記１つ以上のサブシステムについて算出された物理ベースパラメータ、又は、（ｉｉ）前記１つ以上のサブシステムに関するデジタルツイン（digital twin）からのパラメータのうちの少なくとも１つと、に基づく。
【０００８】
上述の発明態様の内の任意のものにおいて、更に、前記ばらつきが最も小さい前記第１の組み合わせを特定することは、前記１つ以上のサブシステムについて算出された物理ベースパラメータと、前記１つ以上のサブシステムに関する前記デジタルツインからのパラメータと、の両方に基づく。
【０００９】
上述の発明態様の内の任意のものにおいて、更に、前記複数のサブシステムのうちの前記第１のサブシステムについて、前記第１の組み合わせを用いて前記１つ以上のパラメータの前記１つ以上の公称値を算出することは、前記第１の組み合わせにおける全ての前記サブシステムで、前記１つ以上のパラメータの各々を平均することを含む。
【００１０】
上述の発明態様の内の任意のものにおいて、更に、前記冗長なサブシステムの前記複数の組み合わせのうち、サブシステム間のばらつきが最も小さい前記第１の組み合わせを特定することは、前記第１の組み合わせから除外された１つ以上の外れ値を特定することを更に含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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