Reasoning about models: detecting and isolating abnormalities in diagnostic systems
Résumé
In Model-Based Diagnosis, a set of inference rules is typically used to compute diagnoses using a scientific and mathematical theory about a system under study and some observations. Contrary to the classical hypothesis, it is often the case that these Models are abnormal with respect to a series of required properties, hence affecting the quality of the computed diagnoses with possibly huge economical consequences, in particular at Airbus. A thesis on reality and cognition is firstly used to redefine the classic framework of modelbased diagnosis from a formal model-theoretic perspective. This, in turn, enables the formalisation of abnormalities and of their relation with the properties diagnoses. With such material and the idea that an implemented diagnostic system can be seen a realworld artefact to be diagnosed, a theory of meta-diagnosis is developed, enabling the detection and isolation of abnormalities in Models of diagnostic systems and explanation in general. Such theory is then encoded in a tool, called MEDITO, and successfuly tested against Airbus real-world industrial problems. Moreover, as different heterogeneous implemented Airbus diagnostic systems, suffering from distinct abnormalities, may compute different diagnoses, methods and tools are developed for: 1) checking the consistency between subsystem-level diagnoses and 2) validating and comparing the performance of these diagnostic systems. Such work relies on an original bridge between the Airbus framework of diagnosis and its academic counterpart. Finally, meta-diagnosis is generalised to handle meta-systems other than implemented diagnostic systems.
Dans le cadre du diagnostic à base de Modèle, un ensemble de règles d'inférence est typiquement exploité pour calculer des diagnostics, ceci en utilisant une théorie scientifique et mathématique sur le système à diagnostiquer, ainsi qu'un ensemble d'observations. Contrairement aux hypothèses classiques, les Modèles sont souvent anormaux vis-à-vis d'un ensemble de propriétés requises. Naturellement, cela affecte la qualité des diagnostics [à Airbus]. Une théorie sur la réalité, l'information et la cognition est créé pour redéfinir, dans une perspective basée sur la théorie des modèles, le cadre classique de diagnostic à base de Modèle. Ceci rend possible la formalisation des anomalies et de leur relation avec des propriétés des diagnostics. Avec ce travail et avec l'idée qu'un système de diagnostic implémenté peut être vu comme un objet à diagnostiquer, une théorie de méta-diagnostic est développée, permettant la détection et isolation d'anomalies dans les Modèles des systèmes de diagnostic. Cette théorie est mise en pratique à travers d'un outil, MEDITO; et est testée avec succès à travers un ensemble de problèmes industriels, à Airbus. Comme des différents systèmes de diagnostic Airbus, souffrant d'anomalies variées, peuvent calculer des diagnostics différents, un ensemble de méthodes et outils et développé pour: 1) déterminer la cohérence entre diagnostics et 2) valider et comparer la performance de ces systèmes de diagnostic. Ce travail dépend d'un pont original entre le cadre de diagnostic Airbus et son équivalent académique. Finalement, la théorie de méta-diagnostic est généralisée pour prendre en compte des métasystèmes autres que des systèmes de diagnostic implémentés.