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역할-거동 모델링에 기반한 화학공정 이상 진단을 위한 이상-인과 그래프 모델의 합성
Synthesis of the Fault-Causality Graph Model for Fault Diagnosis in Chemical Processes Based On Role-Behavior Modeling

이동언   (서울대학교 응용화학부UU0000691  ); 어수영   ((주)LG화학 기술연구CC0175960  ); 윤인섭   (서울대학교 응용화학부UU0000691  );
  • 초록

    In this research, the automatic synthesis of knowledge models is proposed. which are the basis of the methods using qualitative models adapted widely in fault diagnosis and hazard evaluation of chemical processes. To provide an easy and fast way to construct accurate causal model of the target process, the Role-Behavior modeling method is developed to represent the knowledge of modularized process units. In this modeling method, Fault-Behavior model and Structure-Role model present the relationship of the internal behaviors and faults in the process units and the relationship between process units respectively. Through the multiple modeling techniques, the knowledge is separated into what is independent of process and dependent on process to provide the extensibility and portability in model building, and possibility in the automatic synthesis. By taking advantage of the Role-Behavior Model, an algorithm is proposed to synthesize the plant-wide causal model, Fault-Causality Graph (FCG) from specific Fault-Behavior models of the each unit process, which are derived from generic Fault-Behavior models and Structure-Role model. To validate the proposed modeling method and algorithm, a system for building FCG model is developed on G2, an expert system development tool. Case study such as CSTR with recycle using the developed system showed that the proposed method and algorithm were remarkably effective in synthesizing the causal knowledge models for diagnosis of chemical processes.


  • 주제어

    role-behavior modeling .   fault-behavior model .   structure-role model .   fault-causality graph .   qualitative model .   fault diagnosis.  

  • 참고문헌 (9)

    1. J. A. Leonard, M. A. Kramer, 'Radial basis function networks for classifying process faults,' IEEE Control Systems, pp. 31-38, April, 1991 
    2. 서정철, '화학 공정의 안전성 분석을 위한 다중 모델 접근 방법,' 박사학위논문, 서울대학교 화학공학과, 1997 
    3. M. A. kramer, B. L. Palowitch, 'A rule-based approach to fault diagnosis using the signed directed graph,' AIChE Journal, vol. 33, pp. 1067-1078, 1987 
    4. J. Calandranis, G. Stephanopulos, S. Nunokawa, 'DiAD-Kit/Boiler; On-Line Performance Monitoring and Diganosis,' Chemical Engineering Progress, pp. 60-68. January, 1990 
    5. J. Y. Fan, M. Nikolaou, R. E. White, 'An approach to fault diagnosis of chemical processes via neural networks,' AIChE Journal, vol. 39, pp. 82-88, 1993 
    6. Y. Hashimoto, K. kawahara, Y. Tanaka, A. Yoneya, Y. Togari, 'Fault diagnosis utilizing a three-layer directed graph,' Proceeding of the 4th International Symposium on Process Systems Engineering, pp. 101-107. 1991 
    7. A. Jalashgar, 'Application of functional modeling in control systems,' Proceedings of the 3th Internatioanal Workshop on Functional Modeling of Complex Technical Systmes, pp. 65-80. 1995 
    8. 어수영, 장태석, 신동일, 장광식, 윤인섭, '화학공정 모델을 이용한 데이터 보정 및 gross error의 감지,' 화학공학, 제 37 권, 제 5 호, pp. 663-669, 1999 
    9. 오영석, '기능-거동 모델링에 기반한 화학공정의 이상 진단에 관한 연구,' 박사학위논문, 서울대학교 화학공학과, 1997 

 저자의 다른 논문

  • 이동언 (2)

    1. 2001 "화학공정 위험영향 평가기술에서의 다중요소분석기법을 이용한 사고시나리오 산정에 관한 전략" 한국화재소방학회 논문지= Fire Science and engineering 15 (4): 24~33    
    2. 2003 "화학공정 감시를 위한 함수연결연상 신경망 시스템 구현" 한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas 7 (3): 24~31    
  • 윤인섭 (39)

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