CN1499208A - 建立自诊断和自修复自动系统的方法、系统及程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于自动机器或系统(110)的自诊断和自修复设施的方法、系统和程序产品。该设施监测自动系统的至少一个操作参数(112，302)，并且当存在时自动检测至少一个操作参数的异常状态(304)。自动评估(124，308，310)异常状态以隔离自动系统中导致异常状态的可能故障，并且执行可能故障的自动修复(126，318，320，330)。在自动修复之后，该设施判定异常状态是否已被消除(332，334，336)。

Description

建立自诊断和自修复自动系统的方法、系统及程序产品

技术领域

本发明一般涉及系统诊断和修复领域，特别涉及一种自动方法、系统及计算机程序产品，用于检测一个或多个操作参数的异常状态，评估操作状态以隔离可能的故障，并且执行可能故障的自动修复。

背景技术

对于某些应用，任何设备故障都可能存在严重的安全和病人健康的潜在后果，如用于健康护理业的设备。即使在产品设计改进的情况下，也不能排除所有操作服务情形。当出现这种服务情形时，设备可能停机直到进行修复为止。

自动系统如磁共振(MR)成像系统和计算机层析(CT)成像系统需要系统操作员定期要求派遣现场工程师来解决自动系统内的错误或异常状态。这些错误中的某些如硬件错误确实需要派遣现场工程师。

然而，在此应认识的是某些错误如基于软件的错误可能可以在不派遣现场工程师的情况下得到纠正。因此，本领域需要一种自动系统的自主的、自诊断和自修复设施，用于减少系统停机时间，并且减少诊断和修复系统的人工干预需要。

发明内容

在一方面，本发明提供一种有助于自动系统操作的自诊断和自修复方法。该方法包括：监测自动系统的至少一个操作参数；自动检测至少一个操作参数的异常状态；自动评估至少一个操作参数的异常状态以隔离导致异常状态的可能故障；以及执行可能故障的自动修复，然后自动确定异常状态是否已被消除。

在另一方面，提供一种有助于自动系统操作的自诊断和自修复方法。该方法包括：从管理组件调用至少一个自动检测组件，以监测自动系统的至少一个操作参数，并且将至少一个操作参数的正常状态或异常状态情况通知给管理组件；当管理组件从至少一个自动检测组件接收到异常状态情况时，由管理组件调用自动故障隔离组件，其中，自动故障隔离组件自动评估该至少一个操作组件的状态，以隔离导致异常状态的可能故障；以及从管理组件调用自动纠错组件以执行可能故障的自动修复，然后自动判定异常状态是否已被消除。

在此还描述对应于上述方法的系统和计算机程序产品并要求其权利。此外，在此还详细描述本发明的其它实施例和方面并要求其权利。

附图说明

本发明可以采取各种组件和组件安排以及各种步骤和步骤安排的形式。在此提供的附图是为了说明特定实施例，而不是限制性的。作为本发明的内容在所附权利要求中特别指出且清楚地要求其权利。

图1是根据本发明的一方面的自动系统的自动、自诊断和自修复设施的一个组件实施例的示意图；

图2是根据本发明的一方面的、图1所示的自动自诊断和自修复设施的基于应用服务提供器(ASP)的机构的一个实施例的展开示意图；以及

图3A、3B和3C是根据本发明的一方面的自动系统的自动自诊断和自修复设施的一个处理实施例的流程图。

具体实施方式

虽然在此是参照医疗系统如MR系统和CT系统来讨论的，但是所公开的设施适用于各种自动系统的自诊断和自修复。此外，适于自动修复的服务情形包括被动和主动服务。所附权利要求包括所有这些系统和情形。

在此公开的设施包括自动系统完全消除或充分减小由于当前可服务条件而导致的系统停机间隔的自动、自诊断和自修复能力。对于某些自动系统特别是软件驱动的系统，存在某些操作情况，在它们导致系统性能下降和最终停机之前可以对其进行监测和自纠正。对于可能需要硬件解决方案的其它故障类型，在此公开的设施可以执行第一级诊断以定位故障并且通知远端，从而可以在现场工程师的随后现场拜访期间以最少的时间纠正故障情况。在此公开的设施可以构建到自动系统中，它可以执行下面功能中的一种或多种：自动监测设备操作；自动检测异常；自动确定异常类型和修复选项；自动修复软件问题；自动调度和执行修复和升级；以及修复操作之后自动验证操作。

图1示出了根据本发明的一方面的具有自诊断和自修复设施的自动系统的一个架构的例子。该架构包括扫描器110和应用服务提供器(ASP)机构120。扫描器110可以包括任何类型的自动机器或设备，它具有一个或多个需要自诊断和自修复设施的子系统或组件。本例中的扫描器110包括自动检测组件112，并且具有用于接收用户输入的装置114。作为特定示例，扫描器110可能包括磁共振成像系统或计算机层析成像系统。

虽然不要求单独的ASP来实现本发明的目标(也就是，该设施可以驻留在扫描器110内)，但是将自诊断和自修复设施的某些功能驻留在外部中央实体如ASP 200(参见图2)上将减少将这些功能驻留在自动机器本身上的需要，从而减轻机器的计算负载。该设施包括管理组件122、诊断组件124、纠错组件126和回滚组件128以及配置表123。该设施与虚拟在线中心(VOLC)130通信，在一个例子中，VOLC 130可能是负责协调在地理上分布的自动机器(例如，多个扫描器)的服务功能的中央远端服务中心。在自修复过程期间，当异常情况是故障的结果时，ASP机构可能发送通知132到在线中心以派遣现场工程师(FE)。在本例中，现场工程师是典型的负责自动机器现场修理和服务的人员。

本领域的技术人员应该注意，图1中的概念架构是基于组件的架构，并且根据本发明的各方面，在本例中，ASP拥有某些专有知识(如在此所公开的)，并且允许较简单的知识维护。图1的概念结构所示的各种功能可以由称作管理组件、自动检测组件、自动故障隔离组件和自动纠错组件的四个软件模块或组件执行。作为示例，这些组件可以具有下述功能。

管理组件

^*决定调用哪一个本地自修复设施组件以及在什么时候调用。

^*从自动检测组件接收数据，解释数据，调用自动故障隔离组件，确定故障可以被实时修复，调用自动纠错组件执行修复和修复验证步骤，适当时执行状态回滚，并且记录所有适当条目。

^*将任何特定故障情形例如涉及硬件修复的情形通知给中央远端服务中心。

^*与中央远端服务中心通信以进行企业级输入和决策。

自动检测组件

^*各自动检测组件可以分配用来监测自动机器的特定子系统或者功能部件。

^*正常情况下休眠；并且需要时由管理组件调用。

^*当被调用执行时，将预定参数的正常/异常状态通知给管理组件；通知频率由管理组件指定。

自动故障隔离组件

^*正常情况下休眠；并且当管理组件从自动检测组件接收到“异常状态”情况时，由它调用。

^*当调用时，执行异常参数分析以隔离故障，并且确定故障隔离的把握度。

自动纠错组件

^*正常情况下休眠；当管理组件从自动故障隔离组件接收到高把握故障隔离结果时，调用该组件。

^*确保修复步骤和估计的修复时长可用。

^*通知机器操作员并且请求执行修复步骤的调度时间。

^*在调度时间执行修复步骤。

^*验证修复；如果修复不成功，回滚到先前状态。

^*当修复成功/失败时，通知机器操作员和管理组件。

图2示出了根据本发明一方面的一个设施例子中扫描器、ASP和虚拟在线中心之间的事件顺序和通信性质。注意，提供“配置表”是用来便利于事件调度。如图所示，自动检测组件112检测正常和/或异常情况，并将其转发给管理组件122。管理组件122使用配置表123调度任何异常情况的诊断。故障数据从管理组件122转发给一个或多个诊断组件124。诊断组件124将一种或多种可能的纠错返回给管理组件122。然后，管理组件122向例如自动系统的操作员请求用户输入114。组件122通知操作员检测出异常状态以及指出可能的纠错。用户输入114是返回给管理组件122的响应，管理组件122使用该输入来通过配置表123调度对异常情况的纠错。管理组件122使用一个或多个纠错组件126执行纠错。纠错组件126在自动修复可能的故障后，将成功/失败指示返回给管理组件，管理组件自动判定异常状态(或情况)是否已被消除。

图3A、3B和3C示出了根据本发明一方面的自诊断和自修复设施的操作的一个实施例的更详细过程的例子。本领域的技术人员应该注意，在此公开的过程可以容易地根据在此提供的描述作为具体应用的软件模块或组件来实现。此外，需要注意的是，根据该设施的具体应用，可以忽略图3A、3B和3C的例子中所示的一个或多个步骤。

从图3A开始，该设施开始300于管理组件通过周期性且连续地唤醒分配给感兴趣子系统的一个或多个自动检测组件来连续监测所选子系统的操作302。自动检测组件将一个或多个实际参数值与各参数的可接受范围进行比较，并且将例如作为“正常”或“异常”的输出报告给管理组件，然后返回到休眠模式304。当将异常报告发到管理组件时，自动检测组件检测出自动系统的一个或多个操作参数的异常状态。

管理组件确定由自动检测组件发出的所有报告是否全为正常的306，如果“是”，则返回到周期性地以某规定的间隔监测所选子系统的操作302。假定管理组件接收到一个或多个报警消息，则管理组件唤醒故障隔离组件，并且将所有“异常状态”消息及相关子系统信息转发到自动故障隔离组件308。隔离组件分析报警消息，并且执行各种测试，然后返回到休眠模式310。这些测试包括判定是否需要更多数据来隔离故障312。如果是，则管理组件继续监测所选子系统的操作302。如果有足够的数据来隔离故障，则隔离组件确定故障类型是否适于自动修复，包括确定诊断把握度是否高于规定阈值，并且确定可用修复步骤的质量314。如果故障类型不适于自动修复，则管理组件在事件日志文件中记录适当条目，并且通知给中央远端服务中心以派遣现场工程师316。

假定故障类型适于自动修复，则如图3B所示，管理组件验证故障隔离和自动修复建议，并且唤醒自动纠错组件来执行修复步骤318。自动纠错组件通知机器操作员检测出错误，描述该错误和修复步骤，包括修理时长，并且请求准许执行修复320。自动纠错组件确定是否准许322，如果“否”，则管理组件在事件日志文件中记录适当条目，并且通知中央远端服务中心不准许执行修复324。假定准许，则自动纠错组件确定什么时候执行自动修复326。如果机器操作员指定一个时间，则自动纠错组件将等待直到指定时间328。否则，由自动纠错组件执行自动修复，并且通报管理组件该自动修复，然后自动纠错组件返回到休眠模式330。然后，管理组件唤醒一个或多个自动检测组件以验证子系统操作332。自动检测组件将实际操作参数与指定子系统的可接受范围进行比较，并且将作为正常或异常的输出报告给管理组件334。

如图3C所示，管理组件然后确定从自动检测组件返回的所有答复是否全为正常336。如果“否”，则管理组件唤醒自动纠错组件，其通过一定的步骤来回滚自动修复338。然后，自动纠错组件将系统回滚至其先前状态340。

自动纠错组件通知机器操作员错误已被纠正或者已联系中央远端服务中心来修复，同样通知管理组件，然后返回到休眠模式342。管理组件在事件日志文件中记录适当条目，并且通知给中央服务中心344，然后继续执行监测过程302(图3A)。

下面给出用来检测和消除磁共振(MR)机器中的配置错误的图3A-3C所示的自修复设施的详细阐述。

典型MR机器具有对病人成像所需的若干种线圈(例如，身体线圈、头部线圈等)。需要对这些线圈设置正确的配置参数以获得病人的高质量射线照片图像。典型地，在每次启动机器和每次增加新线圈时，检查这些线圈配置参数。需要人工操作来分析实际配置参数与所需范围之间的任何差异。使用本发明的自修复设施来自动纠正配置错误是可能的。为了应用自修复方法，MR专家生成一个称作“系统健康检查”的软件模块，它包括各线圈类型的期望(或所需)值。该软件嵌入在本领域的技术人员可以容易编写的“detect_config”脚本中。当执行该脚本时，它将实际值与各线圈的期望值进行比较，以判定各线圈的通过或失败状态。

根据本发明一方面的自修复设施的一个实施例的步骤序列如下所述：

(I) 管理器：管理组件自动检测下面两种情形：

(a)当扫描器启动时。

(b)当工程师增加新线圈时。由于增加线圈伴随在配置文件中进行输入，因此使用日期戳来自动检测该事件。

假定检测到上述事件之一，则管理器将唤醒命令发到正常情况下休眠的“自动检测组件”。

(II) 自动检测组件：

1.当从管理器接收到命令时唤醒。

2.执行“Detect_Config”脚本；输出为“正常”(即，在配置脚本输出文件中没有报告任何故障)或者“报警”(在配置脚本输出文件中报告一个或多个具体故障)。

3.将输出(报警)报告给管理器，然后，该组件返回到休眠模式。

(III) 管理器：

1.从自动检测组件接收“报警”消息。

2.管理器将唤醒命令发到“自动故障隔离”组件。

(IV) 自动故障隔离组件：

1.当从管理器接收到命令时唤醒。

2.检查配置脚本输出文件以获得嫌疑线圈参数的建议值。

3.由于配置脚本在这种情况下进行准确的故障隔离，因此不需要任何进一步的故障隔离。另外，由于可以从配置脚本获得建议值，因此“纠错”步骤已有且已知。

4.将“纠错”步骤报告给管理器，并且该隔离组件返回到休眠模式。

(V) 管理器：

1.从自动故障隔离组件接收“纠错”消息。

2.管理器将唤醒命令发到“自动纠错”组件。

(VI) 自动纠错组件：

1.当从管理器接收到命令时唤醒。

2.通知机器操作员(技术员)所检测的错误及其建议纠错步骤，并且请求准许执行纠错。

3.操作员可以选择忽略该纠错请求，或者指定执行纠错的时间。

4.如果不忽略，则该组件在指定时间执行纠错。

5.该组件通知管理器纠错结果(或者操作员的忽略决定)，然后返回到休眠模式。

(VII) 管理器：

1.从自动纠错组件接收“纠错”完成消息。

2.管理器将唤醒命令发到“自动检测”组件。

(VII) 自动检测组件：

1.当从管理器接收到命令时唤醒。

2.执行“Detect_Config”脚本；输出为“正常”(即，在配置脚本输出文件中没有报告任何故障)或者“报警”(在配置脚本输出文件中报告一个或多个具体故障)。

3.如果正确执行纠正，则输出将为正常。

4.将输出(正常)报告给管理器，然后，该组件返回到休眠模式。

(IX) 管理器：

1.从自动故障隔离组件接收“正常”消息。

2.在事件日志文件中记录适当条目，并且通知给中央远端服务中心。

3.将唤醒命令发到“自动纠错”组件。

(X) 自动纠错组件：

1.当从管理器接收到命令时唤醒。

2.向机器操作员(技术员)通知成功完成纠错。

3.该组件向管理器通知与操作员的通信，然后返回到休眠模式。

上述应用例子的自诊断和自帮助设施可以应用于各种被动和主动服务情形。例如，该设施可以被动性地用于配置管理、应用运行时管理(进程，数据库重新启动)，依赖性管理(依次重新启动相关进程)、系统/子系统复位(包括外围设备)以及计算文件、磁盘和数据库修复。主动性地，自修复设施可以用作初期故障的趋向系统(例如，增益管理)、监测系统操作条件(例如，周围温度监测)和软件发行/补丁的自动下载。另外，注意，虽然总体自诊断和自修复设施可以用于各种应用，但是特定应用可以利用其中部分组件。例如，主动性纠错/报警和去除计划的维修任务可以不需要用户输入。

本发明可以包括在具有例如计算机可用介质的制造品(例如，一个或多个计算机程序产品)中。例如，该介质内嵌有用于提供和帮助本发明功能的计算机可读程序码装置。该制造品可以作为计算机系统的一部分包括在系统中或者单独出售。

另外，可以提供具体实施至少一种机器可执行指令程序以执行本发明功能的至少一种机器可读程序存储设备。

在此所述的流程图只是示例。在不脱离本发明的精神的情况下，可以对在此所述的这些图或步骤(或操作)进行各种变更。例如，可以以不同次序执行这些步骤，或者添加、删除或修改一些步骤。所有这些变更都认为是本发明的一部分。

虽然在此对优选实施例进行了描述，但是本领域的技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神的情况下，可以进行各种修改、补充、替代等，因此这些被认为是属于由所附权利要求限定的本发明范围内。

Claims (11)

1.一种有助于自动系统(110)的操作的自诊断和自修复方法，所述方法包括：

监测(112，302)自动系统(110)的至少一个操作参数；

自动检测(112，304)至少一个操作参数的异常状态；

自动评估(124，308，310)至少一个操作参数的异常状态以隔离导致该异常状态的可能故障；以及

执行对该可能故障的自动修复(126，318，320，330)，然后自动判定(332，334，336)异常状态是否已被消除。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述自动评估(124，308，310)包括确定可能故障导致异常状态的把握度(314)，并且当该把握度超过规定阈值时继续所述执行可能故障的自动修复(318)。

3.如权利要求2所述的方法，还包括调度修理(320)，其中包括获得操作员的授权以当自动系统正在使用时继续执行可能故障的自动修复(320，322)。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述调度还包括通知操作员在自动系统内检测出异常状态，并且向操作员提供异常状态描述、纠正可能故障所需的修复步骤以及修复操作的预期时长(320)。

5.如权利要求1所述的方法，还包括，在执行之后，当确定仍然存在异常状态时，自动回滚对可能故障的修复(336，338，340)。

6.一种有助于自动系统(110)的操作的自诊断和自修复系统，所述系统包括：

监测装置(112)，用于监测该自动系统的至少一个操作参数，以自动检测至少一个操作参数的异常状态(302，304)；

故障隔离装置(124)，用于自动评估该至少一个操作参数的异常状态以隔离导致该异常状态的可能故障(308，310)；以及

修复装置(112，122，126)，用于执行可能故障的自动修复(318，320，330)，然后自动确定异常状态是否已被消除(332，334，336)。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述故障隔离装置(124)包括一装置，用于确定可能故障导致异常状态的把握度(314)，并且当该把握度超过规定阈值时，所述修复装置(122，126)继续执行可能故障的自动修复(318)。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述修复装置(122，126)还包括一用于调度修理的装置，其包括获得操作员的授权以当自动系统正在使用时继续执行可能故障的自动修复(320，322)。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述调度装置还包括一装置，用于通知操作员在自动系统内检测出异常状态，并且向操作员提供异常状态描述、纠正可能故障所需的修复步骤以及修复操作的预期时长(320)。

10.如权利要求6所述的系统，还包括一装置，用于在执行之后，当确定仍然存在异常状态时，自动回滚可能故障的修复(336，338，340)。

11.如权利要求6所述的系统，其中，所述测装置(112)还包括一装置，用于连续地周期性地监测自动系统的至少一个操作参数(302)，并且自动确定至少一个操作参数的至少一个当前操作值是否超出正常操作范围(304)。

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