JP2012043262A - Process status analyzer and process status analysis method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process status analyzer, etc. capable of grasping the collapse of the correlation between data.SOLUTION: Contribution degree calculation means calculates a contribution degree of each of data in a data group to the Mahalanobis distance from the reference space by using the Mahalanobis-Taguchi Method for the data group to be analyzed. Distance calculating means calculates the Mahalanobis distance from the reference space for one piece of data selected from the individual data of which the contribution degree is calculated by the contribution calculating means and another piece of data selected from the individual data using the Mahalanobis-Taguchi Method.

Description

本発明は、マハラノビス・タグチ・メソッドを用いてプロセスの状態を解析するプロセス状態解析装置等に関する。   The present invention relates to a process state analysis apparatus that analyzes a process state using a Mahalanobis Taguchi method.

プロセスオートメーションにおけるプロセスの状態を解析する方法として、プロセスオートメーションに関連するプロセスデータによって統計解析を行う方法があり、その一つに、マハラノビス・タグチ・メソッドがある。プロセスオートメーションに関連するプロセスデータには、プロセスに接続している計器の信号、制御動作の設定値、工程情報、保全情報、及び外乱情報などの時系列データがある。   As a method for analyzing the state of a process in process automation, there is a method of performing statistical analysis based on process data related to process automation, and one of them is a Mahalanobis Taguchi method. Process data related to process automation includes time-series data such as signals of instruments connected to the process, set values of control operations, process information, maintenance information, and disturbance information.

マハラノビス・タグチ・メソッドでは、これらのプロセスデータの値に対して、基準を設定し、基準と解析対象の差をマハラノビス距離として算出する。ここで正常を基準にすれば、算出されたマハラノビス距離に基づいて、解析対象の正常と異常を判別できる。例えば、注目すべきプロセスデータに対してマハラノビス・タグチ・メソッドを適用すれば運転状態を定量的に把握することができるため、マハラノビス・タグチ・メソッドはプラント運転状態の解析および改善に対して極めて有効な手段となる。   In the Mahalanobis Taguchi method, a standard is set for these process data values, and the difference between the standard and the analysis target is calculated as the Mahalanobis distance. If normal is used as a reference here, normality and abnormality of the analysis target can be determined based on the calculated Mahalanobis distance. For example, if the Mahalanobis Taguchi method is applied to remarkable process data, the operating state can be quantitatively grasped, so the Mahalanobis Taguchi method is extremely effective for analyzing and improving the plant operating state. It becomes a means.

マハラノビス・タグチ・メソッドを用いれば、比較対象となる基準空間と解析対象の空間の乖離をMD(マハラノビス・タグチ)値として求めることができ、さらにMD値を大きくした要因がどのパラメータに起因するのかをパラメータごとに求められる貢献度の値によって知ることができる。   If the Mahalanobis Taguchi method is used, the difference between the reference space to be compared and the space to be analyzed can be obtained as an MD (Mahalanobis Taguchi) value, and which parameter causes the MD value to be larger Can be found from the value of contribution required for each parameter.

特開2009−009300号公報JP 2009-009300 A

あるプロセスデータの貢献度が大きかった場合に、そのプロセスデータ自身の基準からの偏差が大きい場合のほかに、そのプロセスデータ自身の偏差が小さくても他のプロセスデータとの間の相関関係が崩れている場合が想定される。前者の場合には、過去のデータ群のトレンドグラフと、解析対象となるプロセスデータのトレンドグラフとを重ね合わせて表示させるなどの手法により確認できる。しかし、後者の場合には、どのプロセスデータとの間での相関関係が崩れているのかを絞り込む有効な手法がない。   When the degree of contribution of a certain process data is large, the correlation with other process data is lost even if the deviation of the process data itself is large, as well as when the deviation of the process data itself is small. It is assumed that In the former case, it can be confirmed by a method of displaying a trend graph of a past data group and a trend graph of process data to be analyzed in a superimposed manner. However, in the latter case, there is no effective method for narrowing down which correlation between the process data is broken.

本発明の目的は、データ間の相関関係の崩れを把握することができるプロセス状態解析装置等を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a process state analysis apparatus and the like that can grasp the collapse of the correlation between data.

本発明のプロセス状態解析装置は、マハラノビス・タグチ・メソッドを用いてプロセスの状態を解析するプロセス状態解析装置において、解析対象となるデータ群について、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離に対する、前記データ群の個々のデータごとの貢献度を算出する貢献度算出手段と、前記貢献度算出手段により貢献度が算出された前記個々のデータの中から選択された一のデータと、前記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離を算出する距離算出手段と、を備えることを特徴とする。
このプロセス状態解析装置によれば、貢献度が算出された個々のデータの中から選択された一のデータと、前記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離を算出するので、データ間の相関関係の崩れを把握することができる。
The process state analysis apparatus of the present invention is a process state analysis apparatus that analyzes the state of a process using the Mahalanobis Taguchi method, and applies the Mahalanobis Taguchi method to a data group to be analyzed, from its reference space. A contribution degree calculating means for calculating a contribution degree for each piece of data in the data group with respect to the Mahalanobis distance, and one data selected from the individual pieces of data for which the contribution degree is calculated by the contribution degree calculating means And a distance calculation means for calculating the Mahalanobis distance from the reference space by applying the Mahalanobis Taguchi method to the other data selected from the individual data. To do.
According to this process state analyzing apparatus, Mahalanobis Taguchi is used for one data selected from the individual data for which the degree of contribution has been calculated and one other data selected from the individual data.・ By applying the method and calculating the Mahalanobis distance from the reference space, it is possible to grasp the collapse of the correlation between the data.

前記一のデータとして、前記貢献度算出手段により算出された貢献度が大きなデータが選択されてもよい。   Data with a large contribution calculated by the contribution calculation means may be selected as the one data.

前記貢献度算出手段により貢献度が算出された前記個々のデータの中から任意のデータの指定を受け付けるデータ指定受付手段を備え、前記一のデータとして、前記指定受付手段を介して指定された前記データが選択されてもよい。   A data designation accepting unit that accepts designation of arbitrary data from among the individual data whose contribution is calculated by the contribution degree calculating unit, and the one data is designated via the designation accepting unit; Data may be selected.

前記貢献度算出手段および前記距離算出手段においてマハラノビス・タグチ・メソッドを適用するに際して使用する、特徴量の選択を受け付ける特徴量選択受付手段を備えてもよい。   The contribution degree calculating means and the distance calculating means may further include a feature quantity selection receiving means for receiving selection of a feature quantity used when applying the Mahalanobis Taguchi method.

本発明のプロセス状態解析方法は、マハラノビス・タグチ・メソッドを用いてプロセスの状態を解析するプロセス状態解析方法において、解析対象となるデータ群について、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離に対する、前記データ群の個々のデータごとの貢献度を算出する貢献度算出ステップと、前記貢献度算出ステップにより貢献度が算出された前記個々のデータの中から選択された一のデータと、前記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離を算出する距離算出ステップと、を備えることを特徴とする。
このプロセス状態解析方法によれば、貢献度が算出された個々のデータの中から選択された一のデータと、前記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離を算出するので、データ間の相関関係の崩れを把握することができる。
The process state analysis method of the present invention is a process state analysis method that analyzes the state of a process using the Mahalanobis Taguchi method, and applies the Mahalanobis Taguchi method to a data group to be analyzed, from its reference space. A contribution degree calculating step for calculating a contribution degree for each piece of data in the data group with respect to the Mahalanobis distance, and one piece of data selected from the individual pieces of data for which the contribution degree has been calculated in the contribution degree calculating step And a distance calculating step of calculating a Mahalanobis distance from the reference space by applying the Mahalanobis Taguchi method to the other data selected from the individual data. To do.
According to this process state analysis method, Mahalanobis Taguchi is used for one data selected from the individual data for which the degree of contribution is calculated and one other data selected from the individual data.・ By applying the method and calculating the Mahalanobis distance from the reference space, it is possible to grasp the collapse of the correlation between the data.

本発明のプロセス状態解析装置によれば、貢献度が算出された個々のデータの中から選択された一のデータと、前記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離を算出するので、データ間の相関関係の崩れを把握することができる。   According to the process state analysis apparatus of the present invention, Mahalanobis is selected for one data selected from the individual data for which the degree of contribution has been calculated and one other data selected from the individual data.・ By applying Taguchi method and calculating Mahalanobis distance from the reference space, it is possible to grasp the collapse of correlation between data.

本発明のプロセス状態解析方法によれば、貢献度が算出された個々のデータの中から選択された一のデータと、前記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離を算出するので、データ間の相関関係の崩れを把握することができる。   According to the process state analysis method of the present invention, Mahalanobis is selected for one data selected from the individual data for which the degree of contribution has been calculated and one other data selected from the individual data.・ By applying Taguchi method and calculating Mahalanobis distance from the reference space, it is possible to grasp the collapse of correlation between data.

プロセス状態解析装置が適用されるフィールド制御システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the field control system to which a process state analysis apparatus is applied. 解析装置の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of an analyzer. 4つのプロセスデータA〜Dに対してステップS1〜ステップS5の処理を行う例を示す図。The figure which shows the example which performs the process of step S1-step S5 with respect to four process data AD. プロセスデータAと他のプロセスデータとの組み合わせについてマハラノビス距離を算出した例を示す図。The figure which shows the example which computed Mahalanobis distance about the combination of the process data A and other process data. プロセスデータの特徴量をテーブルとして示す図。The figure which shows the feature-value of process data as a table. 特徴抽出枠の設定例を示す図。The figure which shows the example of a setting of a feature extraction frame.

以下、本発明によるプロセス状態解析装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a process state analysis apparatus according to the present invention will be described.

図1は、本実施形態のプロセス状態解析装置が適用されるフィールド制御システムの構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a field control system to which the process state analysis apparatus of this embodiment is applied.

図1に示すように、フィールド制御システムは、プラントに分散配置されたフィールドコントローラ2,2,・・・と、フィールドバス4を介してフィールドコントローラ2,2,・・・と接続され、フィールドコントローラ2,2,・・・に接続されたフィールド機器群の操作、監視を行うための操作監視装置3と、を備える。   As shown in FIG. 1, the field control system is connected to field controllers 2, 2,... Distributed in a plant and field controllers 2, 2,. And an operation monitoring device 3 for performing operation and monitoring of field device groups connected to 2, 2,.

また、フィールドバス4には、本実施形態のプロセス状態解析装置としての解析装置1が接続される。   Further, the field bus 4 is connected with an analysis apparatus 1 as a process state analysis apparatus of the present embodiment.

図1に示すように、解析装置1は、解析対象となるデータ群について、その基準空間からのマハラノビス距離を算出するとともに、上記データ群の個々のデータごとの貢献度を算出する貢献度算出手段11と、貢献度算出手段11により貢献度が算出された上記個々のデータの中から選択された一のデータと、上記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、その基準空間からのマハラノビス距離を算出する距離算出手段12と、貢献度算出手段11により貢献度が算出された上記個々のデータの中から任意のデータの指定を受け付ける指定受付手段13と、貢献度算出手段11および距離算出手段12においてマハラノビス・タグチ・メソッドを適用するに際して使用する、上記解析対象となるデータ群の特徴量の選択を受け付ける特徴量選択受付手段14と、を構成する。   As shown in FIG. 1, the analysis apparatus 1 calculates a Mahalanobis distance from the reference space for a data group to be analyzed, and also calculates a contribution degree calculating means for each piece of data in the data group. 11, and one reference selected from the individual data whose contribution is calculated by the contribution calculation means 11, and another one of the data selected from the individual data. A distance calculating means 12 for calculating the Mahalanobis distance from the space, a designation receiving means 13 for receiving designation of arbitrary data from the individual data whose contribution is calculated by the contribution calculating means 11, and a contribution calculating means 11 and distance calculation means 12 to select the feature quantity of the data group to be analyzed, which is used when applying the Mahalanobis Taguchi method. Only a feature quantity selection receiving means 14 to attach to form a.

また、解析装置1は、貢献度算出手段11および距離算出手段12における算出結果等を表示するための表示装置15と、フィールドバス4を介してプロセスデータを逐次、収集する格納部16と、を備える。   The analysis device 1 includes a display device 15 for displaying calculation results and the like in the contribution calculation unit 11 and the distance calculation unit 12, and a storage unit 16 that sequentially collects process data via the field bus 4. Prepare.

次に、解析装置1の動作について説明する。   Next, the operation of the analysis apparatus 1 will be described.

格納部16はフィールドバス4を介して、フィールド機器に対する設定値(操作値)、フィールド機器から得られるセンサ値、その他、時系列データであるプロセスデータを逐次、取得し、蓄積する。解析装置1は、格納部16に蓄積されたプロセスデータを用いて後述する解析を行う。   The storage unit 16 sequentially acquires and accumulates setting values (operation values) for field devices, sensor values obtained from the field devices, and other process data as time series data via the field bus 4. The analysis device 1 performs the later-described analysis using the process data accumulated in the storage unit 16.

図2は、解析装置1の動作を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the analysis apparatus 1.

図2のステップS1〜ステップS5は、貢献度算出手段11の処理を示している。   Steps S <b> 1 to S <b> 5 in FIG. 2 show processing of the contribution degree calculation means 11.

図2のステップS1では、解析対象となるプロセスデータの比較対象となるプロセスデータ群の履歴を格納部16から取得し特徴量を抽出する。ここでは、各プロセスデータに標本線を適用し、特徴量を抽出する。これにより、プロセスデータ群の時系列変化を数値化することができる。例えば、過去の正常時におけるプロセスデータ群について特徴量を抽出することにより、後述するように正常時の基準空間を作成することができる。   In step S1 of FIG. 2, the history of the process data group to be compared with the process data to be analyzed is acquired from the storage unit 16, and the feature amount is extracted. Here, a sample line is applied to each process data to extract a feature amount. Thereby, the time series change of the process data group can be quantified. For example, a normal reference space can be created as will be described later by extracting feature values from a past process data group at normal times.

次に、ステップS2では、ステップS1で抽出された特徴量に基づく基準空間を作成する。例えば、過去の正常時におけるプロセスデータ群について基準空間を作成することにより、解析対象となるプロセスデータを正常時のプロセスデータ群と比較することが可能となる。   Next, in step S2, a reference space based on the feature amount extracted in step S1 is created. For example, it is possible to compare the process data to be analyzed with the normal process data group by creating a reference space for the normal normal process data group.

次に、ステップS3では、解析対象となるプロセスデータを格納部16から取得し特徴量を抽出する。ここでは、解析対象となるプロセスデータに標本線を適用し、特徴量を抽出する。   Next, in step S3, process data to be analyzed is acquired from the storage unit 16, and feature values are extracted. Here, a sample line is applied to process data to be analyzed, and a feature amount is extracted.

次に、ステップS4では、ステップS3で抽出された特徴量に対してマハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、上記の基準空間からのマハラノビス距離を計算する。   Next, in step S4, the Mahalanobis Taguchi method is applied to the feature amount extracted in step S3, and the Mahalanobis distance from the reference space is calculated.

次に、ステップS5では、ステップS4で算出されたマハラノビス距離に対する、解析対象となる各プロセスデータの貢献度を算出し、処理を終了する。   Next, in step S5, the degree of contribution of each process data to be analyzed with respect to the Mahalanobis distance calculated in step S4 is calculated, and the process ends.

図3は、4つのプロセスデータA〜Dに対してステップS1〜ステップS5の処理を行う例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which the processes in steps S1 to S5 are performed on the four process data A to D.

図3の例では、正常時におけるプロセスデータA〜Dの履歴データ群に基づいて基準空間を作成し、この基準空間と、解析対象データであるプロセスデータA〜Dとの間のマハラノビス距離を算出している。また、解析対象データであるプロセスデータA〜Dのそれぞれについて貢献度を算出している。   In the example of FIG. 3, a reference space is created based on a history data group of process data A to D at normal time, and a Mahalanobis distance between the reference space and the process data A to D as analysis target data is calculated. is doing. Further, the degree of contribution is calculated for each of the process data A to D, which is analysis target data.

図2のステップS11〜ステップS27は、距離算出手段12の処理を示している。   Steps S <b> 11 to S <b> 27 in FIG. 2 indicate processing of the distance calculation unit 12.

図2のステップS11では、データ指定受付手段13を介してデータの指定を受け付けたか否か判断し、判断が肯定されればステップS23へ進み、判断が否定されればステップS12へ進む。   In step S11 of FIG. 2, it is determined whether or not data designation is accepted via the data designation accepting unit 13. If the judgment is affirmed, the process proceeds to step S23, and if the judgment is denied, the process proceeds to step S12.

ステップS12〜ステップS17では、プロセスデータの組み合わせを自動的に選択し、それぞれについてマハラノビス距離を計算する。   In step S12 to step S17, a combination of process data is automatically selected, and the Mahalanobis distance is calculated for each.

ステップS12では、ステップS5で算出された貢献度が最も大きかったプロセスデータを選択する。図3の例では、プロセスAの貢献度が最も大きいため、プロセスAが選択される。   In step S12, the process data with the largest contribution calculated in step S5 is selected. In the example of FIG. 3, the process A is selected because the contribution of the process A is the largest.

次に、ステップS13では、ステップS12において選択されなかった他のプロセスデータの1つを選択する。図3の例では、プロセスデータB,C,Dのいずれか1つが選択される。   Next, in step S13, one of the other process data not selected in step S12 is selected. In the example of FIG. 3, one of the process data B, C, and D is selected.

次に、ステップS14では、ステップS12およびステップS13においてそれぞれ選択された2つのプロセスデータについて基準空間を作成する。例えば、プロセスデータAとプロセスデータBが選択されている場合には、比較対象となるプロセスデータ群(プロセスデータA群およびプロセスデータB群)に標本線を適用し、特徴量を抽出して、プロセスAおよびプロセスBのみについての基準空間を作成する。これにより、プロセスデータAおよびプロセスデータBについての時系列変化の基準となる関係を数値化することができる。   Next, in step S14, a reference space is created for the two process data selected in steps S12 and S13, respectively. For example, when process data A and process data B are selected, a sample line is applied to the process data group (process data A group and process data B group) to be compared, and a feature amount is extracted. A reference space for only process A and process B is created. As a result, it is possible to quantify the relationship that serves as a reference for the time series change for the process data A and the process data B.

次に、ステップS15では、解析対象となるプロセスデータに標本線を適用し、特徴量を抽出する。例えば、プロセスデータAとプロセスデータBが選択されている場合には、プロセスデータAおよびプロセスデータBに標本線を適用し、特徴量を抽出する。   Next, in step S15, a sample line is applied to the process data to be analyzed, and a feature amount is extracted. For example, when process data A and process data B are selected, a sample line is applied to process data A and process data B, and a feature amount is extracted.

次に、ステップS16では、ステップS15で抽出された特徴量に基づき、ステップS14で作成された基準空間からのマハラノビス距離を計算する。例えば、プロセスデータAとプロセスデータBが選択されている場合には、プロセスデータAおよびプロセスデータBについてのマハラノビス距離を計算する。   Next, in step S16, the Mahalanobis distance from the reference space created in step S14 is calculated based on the feature amount extracted in step S15. For example, when process data A and process data B are selected, Mahalanobis distances for process data A and process data B are calculated.

次に、ステップS17では、ステップS12で選択されたプロセスデータ以外のすべてのプロセスデータについてステップS13〜ステップS16を実行したか否かを判断し、判断が肯定されれば処理を終了し、判断が否定されればステップS13へ戻る。例えば、ステップS12においてプロセスデータAが選択されている場合には、プロセスデータB,C,DについてステップS13〜ステップS16を実行した場合に、処理を終了する。   Next, in step S17, it is determined whether or not steps S13 to S16 have been executed for all process data other than the process data selected in step S12. If the determination is affirmative, the process is terminated. If negative, the process returns to step S13. For example, if the process data A is selected in step S12, the process ends when steps S13 to S16 are executed for the process data B, C, and D.

一方、ステップS23では、データ指定受付手段13を介して指定された2つのデータを選択する。ユーザはデータ指定受付手段13を介して任意のプロセスデータを指定することができる。例えば、プロセスデータAとプロセスデータBを指定することができる。   On the other hand, in step S23, two data designated via the data designation accepting means 13 are selected. The user can designate arbitrary process data via the data designation accepting means 13. For example, process data A and process data B can be designated.

次に、ステップS24では、ステップS23において選択された2つのプロセスデータについて基準空間を作成する。例えば、プロセスデータAとプロセスデータBが選択されている場合には、比較対象となるプロセスデータ群(プロセスデータA群およびプロセスデータB群)に標本線を適用し、特徴量を抽出して、プロセスAおよびプロセスBのみについての基準空間を作成する。これにより、プロセスデータAおよびプロセスデータBについての時系列変化の基準となる関係を数値化することができる。   Next, in step S24, a reference space is created for the two process data selected in step S23. For example, when process data A and process data B are selected, a sample line is applied to the process data group (process data A group and process data B group) to be compared, and a feature amount is extracted. A reference space for only process A and process B is created. As a result, it is possible to quantify the relationship that serves as a reference for the time series change for the process data A and the process data B.

次に、ステップS25では、解析対象となるプロセスデータに標本線を適用し、特徴量を抽出する。例えば、プロセスデータAとプロセスデータBが選択されている場合には、プロセスデータAおよびプロセスデータBに標本線を適用し、特徴量を抽出する。   Next, in step S25, a sample line is applied to the process data to be analyzed, and a feature amount is extracted. For example, when process data A and process data B are selected, a sample line is applied to process data A and process data B, and a feature amount is extracted.

次に、ステップS26では、ステップS25で抽出された特徴量に基づき、ステップS24で作成された基準空間からのマハラノビス距離を計算する。例えば、プロセスデータAとプロセスデータBが選択されている場合には、プロセスデータAおよびプロセスデータBについてのマハラノビス距離を計算する。   Next, in step S26, the Mahalanobis distance from the reference space created in step S24 is calculated based on the feature amount extracted in step S25. For example, when process data A and process data B are selected, Mahalanobis distances for process data A and process data B are calculated.

次に、ステップS27では、処理の終了がユーザによって指示されているか否か判断し、判断が肯定されれば処理を終了し、判断が否定されればステップS11へ戻る。   Next, in step S27, it is determined whether or not the user has instructed the end of the process. If the determination is affirmed, the process ends. If the determination is negative, the process returns to step S11.

以上のように、図2に示す処理によって2つのプロセスデータ間のマハラノビス距離を算出することにより、相関関係が崩れているプロセスデータの組み合わせを発見することが可能となる。具体的には、マハラノビス距離が大きな組み合わせについて相関関係が崩れていると判断することができるとともに、各プロセスデータ間の相関関係の崩れの程度をマハラノビス距離という形で定量化することができる。   As described above, by calculating the Mahalanobis distance between two process data by the process shown in FIG. 2, it becomes possible to find a combination of process data whose correlation is broken. Specifically, it is possible to determine that the correlation is broken for a combination having a large Mahalanobis distance, and it is possible to quantify the degree of the broken correlation between the process data in the form of the Mahalanobis distance.

図4は、ステップS11〜ステップS27により、プロセスデータAと他のプロセスデータとの組み合わせについてマハラノビス距離を算出した例を示す図である。図4の例では、プロセスデータAとプロセスデータB、プロセスデータAとプロセスデータC、およびプロセスデータAとプロセスデータDについて、それぞれマハラノビス距離が算出されている。これらのマハラノビス距離を比較することで、相関関係が崩れている組み合わせが把握できる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which the Mahalanobis distance is calculated for the combination of the process data A and other process data in steps S11 to S27. In the example of FIG. 4, Mahalanobis distances are calculated for process data A and process data B, process data A and process data C, and process data A and process data D, respectively. By comparing these Mahalanobis distances, a combination in which the correlation is broken can be grasped.

次に、特徴量選択受付手段14を介して特徴量に関するユーザの指定を受け付ける例について説明する。   Next, an example will be described in which the user's designation regarding the feature amount is received via the feature amount selection receiving unit 14.

一般に、貢献度の計算は、各プロセスデータの変化量や存在量などの特徴量の要素ごとに実行される。そして、例えば、プロセスデータに属する各特徴量の貢献度のうち、最大のものが当該プロセスデータの貢献度として示すことができる。   In general, the calculation of the contribution is performed for each element of the feature amount such as the change amount or the existence amount of each process data. For example, among the contributions of the feature amounts belonging to the process data, the largest one can be shown as the contribution of the process data.

したがって、例えば、プロセスデータAとプロセスデータBの相関関係を調べる場合、プロセスデータAとプロセスデータBのすべての特徴量を用いて基準空間を作成する一般的な方法を本発明に適用することもできるが、プロセスデータAとプロセスデータBの特定の特徴量のみで基準空間を作成し、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用することもできる。これにより、例えば、プロセスデータのどの時間帯のどのような部分の変化で、正常な状態と乖離が生じたかなど、原因をより細かく解析し、特定することが可能となる。   Therefore, for example, when investigating the correlation between the process data A and the process data B, a general method of creating a reference space using all the feature values of the process data A and the process data B may be applied to the present invention. However, it is also possible to create a reference space only with specific feature amounts of the process data A and the process data B and apply the Mahalanobis Taguchi method. As a result, for example, it is possible to analyze and specify the cause in more detail, for example, what part of the process data in which time zone has changed which caused a deviation from the normal state.

図5は、プロセスデータの特徴量をテーブルとして示す図である。例えば、プロセスデータAの特徴量として特徴量A1,A2,・・・が、プロセスデータBの特徴量として特徴量B1,B2,・・・が、存在している。この場合にユーザは特徴量選択受付手段14を介して任意の特徴量を選択することができる。例えば、図4に示すように、プロセスデータAとプロセスデータBの相関関係を調べる場合に、特徴量A2と、特徴量B3を指定することができる。特徴量の種類は異なっていてもよく、例えば、プロセスデータAの変化量と、プロセスデータBの存在量とを指定してもよい。また同一プロセスデータについての異なる特徴量を指定することもできる。例えば、プロセスデータAの変化量と、プロセスデータAの存在量とを指定することで、両者の相関関係についての解析を行うことができる。   FIG. 5 is a diagram showing the feature amount of the process data as a table. For example, feature quantities A1, A2,... Exist as feature quantities of the process data A, and feature quantities B1, B2,. In this case, the user can select an arbitrary feature amount via the feature amount selection receiving unit 14. For example, as shown in FIG. 4, when examining the correlation between the process data A and the process data B, the feature amount A2 and the feature amount B3 can be designated. The types of feature amounts may be different. For example, the amount of change in process data A and the amount of process data B may be specified. It is also possible to specify different feature quantities for the same process data. For example, by specifying the change amount of the process data A and the existing amount of the process data A, the correlation between the two can be analyzed.

また、ユーザは特徴量選択受付手段14を介して特徴抽出枠を指定することもできる。これにより、解析目的に応じた特徴抽出枠を組み合わせて基準空間を作成し、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用することができる。   The user can also specify a feature extraction frame via the feature amount selection accepting unit 14. Thereby, the reference space can be created by combining the feature extraction frames according to the analysis purpose, and the Mahalanobis Taguchi method can be applied.

例えば、バッチデータをマハラノビス・タグチ・メソッドで解析する場合に、プラント改善スタッフがプロセスデータの波形(トレンド波形)の注目すべき箇所に、必要な個数だけ特徴抽出枠を設定し、この抽出枠で特徴量を抽出することができる。   For example, when analyzing batch data using the Mahalanobis Taguchi method, the plant improvement staff sets up the required number of feature extraction frames at the notable locations in the process data waveform (trend waveform). Feature quantities can be extracted.

図6は、特徴抽出枠の設定例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of setting a feature extraction frame.

図6の例では、あるプロセスデータに対し複数の特徴抽出枠(特徴抽出枠P、Q,R)が設定されている。例えば、特徴抽出枠Pはプロセスデータの立ち上がりを、特徴抽出枠Qはプロセスデータの立下がりを、それぞれ捉える目的で設定されているとすれば、特徴抽出枠Pおよび特徴抽出枠Qの組み合わせを用いて解析することにより、プロセスデータの立ち上がりと立下りのバランスについて解析することができ、例えば異常時におけるバランスについて正常状態との相違を解析することができる。   In the example of FIG. 6, a plurality of feature extraction frames (feature extraction frames P, Q, R) are set for certain process data. For example, if the feature extraction frame P is set to capture the rise of process data and the feature extraction frame Q is set to capture the fall of process data, a combination of the feature extraction frame P and the feature extraction frame Q is used. Thus, it is possible to analyze the balance between rising and falling of the process data. For example, it is possible to analyze the difference between the normal state and the balance at the time of abnormality.

以上説明したように、本発明のプロセス状態解析装置およびプロセス状態解析方法によれば、貢献度が算出された個々のデータの中から選択された一のデータと、前記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離を算出するので、データ間の相関関係の崩れを把握することができる。   As described above, according to the process state analysis apparatus and the process state analysis method of the present invention, one data selected from the individual data for which the degree of contribution has been calculated and the individual data are selected from the individual data. Since the Mahalanobis Taguchi method is applied to the other data and the Mahalanobis distance from the reference space is calculated, it is possible to grasp the collapse of the correlation between the data.

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、マハラノビス・タグチ・メソッドを用いてプロセスの状態を解析するプロセス状態解析装置等に対し、広く適用することができる。   The scope of application of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be widely applied to a process state analysis apparatus that analyzes a process state using the Mahalanobis Taguchi method.

11 貢献度算出手段
12 距離算出手段
13 指定受付手段
14 特徴量選択受付手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Contribution calculation means 12 Distance calculation means 13 Specification reception means 14 Feature quantity selection reception means

Claims (5)

マハラノビス・タグチ・メソッドを用いてプロセスの状態を解析するプロセス状態解析装置において、
解析対象となるデータ群について、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離に対する、前記データ群の個々のデータごとの貢献度を算出する貢献度算出手段と、
前記貢献度算出手段により貢献度が算出された前記個々のデータの中から選択された一のデータと、前記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離を算出する距離算出手段と、
を備えることを特徴とするプロセス状態解析装置。
In a process state analyzer that analyzes the state of a process using the Mahalanobis Taguchi method,
For the data group to be analyzed, contribution calculation means for applying the Mahalanobis Taguchi method and calculating the contribution of each data of the data group to the Mahalanobis distance from the reference space;
Mahalanobis Taguchi method for one data selected from the individual data whose contribution is calculated by the contribution calculating means and another data selected from the individual data And a distance calculation means for calculating the Mahalanobis distance from the reference space,
A process state analyzing apparatus comprising:
前記一のデータとして、前記貢献度算出手段により算出された貢献度が大きなデータが選択されることを特徴とする請求項1に記載のプロセス状態解析装置。 The process state analysis apparatus according to claim 1, wherein data having a large contribution calculated by the contribution calculation unit is selected as the one data. 前記貢献度算出手段により貢献度が算出された前記個々のデータの中から任意のデータの指定を受け付けるデータ指定受付手段を備え、
前記一のデータとして、前記指定受付手段を介して指定された前記データが選択されることを特徴とする請求項1に記載のプロセス状態解析装置。
A data designation accepting means for accepting designation of arbitrary data from the individual data whose contribution is calculated by the contribution calculating means;
The process state analysis apparatus according to claim 1, wherein the data designated through the designation receiving unit is selected as the one data.
前記貢献度算出手段および前記距離算出手段においてマハラノビス・タグチ・メソッドを適用するに際して使用する、特徴量の選択を受け付ける特徴量選択受付手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロセス状態解析装置。 The feature amount selection accepting unit for accepting selection of a feature amount used when applying the Mahalanobis Taguchi method in the contribution degree calculating unit and the distance calculating unit. The process state analysis apparatus according to item. マハラノビス・タグチ・メソッドを用いてプロセスの状態を解析するプロセス状態解析方法において、
解析対象となるデータ群について、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離に対する、前記データ群の個々のデータごとの貢献度を算出する貢献度算出ステップと、
前記貢献度算出ステップにより貢献度が算出された前記個々のデータの中から選択された一のデータと、前記個々のデータの中から選択された他の一のデータとについて、マハラノビス・タグチ・メソッドを適用し、その基準空間からのマハラノビス距離を算出する距離算出ステップと、
を備えることを特徴とするプロセス状態解析方法。
In the process state analysis method that analyzes the state of the process using the Mahalanobis Taguchi method,
For the data group to be analyzed, the Mahalanobis Taguchi method is applied, and the contribution calculation step of calculating the contribution of each data of the data group to the Mahalanobis distance from the reference space;
Mahalanobis Taguchi method for one data selected from the individual data whose contribution is calculated by the contribution calculation step and another one data selected from the individual data And calculating a Mahalanobis distance from the reference space,
A process state analysis method comprising:
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