JP2015179454A - Prediction system, monitoring system, operation support system, gas turbine installation, and prediction method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a prediction system and the like capable of accurately predicting a predetermined physical quantity related to installation.SOLUTION: A prediction system comprises: a database storing process data; and a computing unit calculating a predetermined physical quantity as a prediction value on the basis of the process data, and the computing unit constructs a plurality of prediction models for calculating prediction values using the process data contained in a data set as input variables and calculates the prediction values from the constructed prediction models, respectively (S21); diagnoses whether process data D1 used as the input variable is abnormal for each of the constructed prediction models (S22); makes setting such that the prediction model including the process data D1 diagnosed as being abnormal as the input variable is not used (S24); and selects one of the prediction values predicted by the prediction models in response to preset priorities of the prediction models (S25).

Description

本発明は、設備に関する所定の物理量を予測する予測システム、監視システム、運転支援システム、ガスタービン設備及び予測方法に関するものである。   The present invention relates to a prediction system, a monitoring system, an operation support system, a gas turbine facility, and a prediction method for predicting a predetermined physical quantity related to equipment.

従来、観測データ、学習データを用いて、異常を検知する異常検知システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。この異常検知システムは、観測データと学習データとのかい離度に基づいて、観測データの異常を検知している。   Conventionally, an anomaly detection system that detects an anomaly using observation data and learning data is known (see, for example, Patent Document 1). This abnormality detection system detects an abnormality in observation data based on the degree of separation between the observation data and the learning data.

国際公開第2010/095314号International Publication No. 2010/095314

しかしながら、特許文献1に記載の異常検知システムは、観測センサデータから、複数の識別器を用いて、異常の有無を2値化して検知することから、定量的な検知を行うことができない。このとき、設備に関する所定の物理量を定量的に予測すべく、設備から取得可能な種々のプロセスデータを入力変数として、予測モデルを作成し、作成した予測モデルを用いて、所定の物理量を予測値として定量的に算出することが考えられる。この場合、プロセスデータに異常がある場合、異常があるプロセスデータを入力変数として、予測モデルを構築すると、予測モデルの予測精度が低下する可能性がある。   However, the abnormality detection system described in Patent Document 1 cannot detect quantitatively because the presence or absence of abnormality is binarized and detected from observation sensor data using a plurality of discriminators. At this time, in order to quantitatively predict a predetermined physical quantity related to the equipment, a prediction model is created using various process data that can be acquired from the equipment as input variables, and the predetermined physical quantity is predicted using the created prediction model. Can be calculated quantitatively as In this case, when there is an abnormality in the process data, if the prediction model is constructed using the abnormal process data as an input variable, the prediction accuracy of the prediction model may be reduced.

そこで、本発明は、設備に関する所定の物理量を精度良く予測することができる予測システム、監視システム、運転支援システム、ガスタービン設備及び予測方法を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a prediction system, a monitoring system, an operation support system, a gas turbine facility, and a prediction method that can accurately predict a predetermined physical quantity related to the facility.

本発明の予測システムは、設備において取得可能な種々のプロセスデータを格納する記憶部と、前記記憶部に格納された前記プロセスデータに基づいて、前記設備に関する予測される所定の物理量を予測値として算出する演算部と、を備え、前記演算部は、前記記憶部に格納された種々の前記プロセスデータのうち、予め選定された複数の前記プロセスデータを1組のデータセットとして、複数組分だけ取得し、取得した各組の前記データセットに含まれる前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する予測モデルをそれぞれ構築し、構築した複数の前記予測モデルから前記予測値をそれぞれ算出し、構築した複数の前記予測モデルのそれぞれに対して、前記入力変数として用いられる前記プロセスデータの異常の有無を診断し、異常有りと診断した前記プロセスデータを前記入力変数として含む前記予測モデルを使用しないと設定し、予め設定された複数の前記予測モデルの優先度に応じて、前記予測モデルによって予測された前記予測値を選定することを特徴とする。   The prediction system of the present invention uses a storage unit that stores various process data that can be acquired in a facility, and a predetermined physical quantity that is predicted for the facility based on the process data stored in the storage unit as a predicted value. An arithmetic unit for calculating, and the arithmetic unit includes a plurality of process data selected in advance among various process data stored in the storage unit as a single data set for a plurality of sets. Obtaining, using the process data included in the obtained data set of each set as an input variable, constructing a prediction model for calculating the prediction value, respectively, calculating the prediction value from each of the constructed prediction models Diagnosing the presence or absence of abnormality in the process data used as the input variable for each of the constructed prediction models The prediction model including the process data diagnosed as having an abnormality as the input variable is set not to be used, and the prediction predicted by the prediction model according to a plurality of preset priorities of the prediction models It is characterized by selecting a value.

また、本発明の予測方法は、設備において取得可能な種々のプロセスデータに基づいて、前記設備に関する所定の物理量を予測値として導出する予測方法であって、種々の前記プロセスデータのうち、予め選定された複数の前記プロセスデータを1組のデータセットとして、複数組分だけ取得するデータセット取得工程と、取得した各組の前記データセットに含まれる前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する予測モデルをそれぞれ構築する予測モデル構築工程と、構築した複数の前記予測モデルから前記予測値をそれぞれ算出する予測値算出工程と、構築した複数の前記予測モデルのそれぞれに対して、前記入力変数として用いられる前記プロセスデータの異常の有無を診断する入力変数異常診断工程と、異常有りと診断した前記プロセスデータを前記入力変数として含む前記予測モデルを使用しないと設定するモデル不使用設定工程と、予め設定された複数の前記予測モデルの優先度に応じて、前記予測モデルによって予測された前記予測値を選定する予測値選定工程と、を備えることを特徴とする。   The prediction method of the present invention is a prediction method for deriving a predetermined physical quantity related to the facility as a predicted value based on various process data that can be acquired in the facility, and is selected in advance from the various process data. A plurality of the process data obtained as a set of data sets, a data set acquisition step of acquiring a plurality of sets, and the process data included in the acquired data sets of each set as input variables, For each of the prediction model construction step for constructing each prediction model to be calculated, the prediction value calculation step for calculating the prediction value from each of the plurality of constructed prediction models, and each of the plurality of constructed prediction models An input variable abnormality diagnosis step for diagnosing the presence or absence of abnormality in the process data used as a variable, and a diagnosis that there is an abnormality The model non-use setting step of setting that the prediction model including the process data as the input variable is not used, and the prediction of the prediction model according to the preset priorities of the prediction models And a predicted value selection step of selecting a predicted value.

この構成によれば、異常有りと診断されたプロセスデータを入力変数として含む予測モデルを不使用状態にすることができる。このため、複数の予測モデルから算出された予測値を選定する場合、異常のない適切なプロセスデータを入力変数とする予測モデルにより算出される精度の良い予測値を選定することができる。なお、設備に関する所定の物理量としては、例えば、設備の所定の部位(ガスタービン設備であれば圧縮機、燃焼器、タービンやその内部流体等)における温度、圧力、流量、振動等であり、特に限定されない。   According to this configuration, a prediction model including process data diagnosed as having an abnormality as an input variable can be set to an unused state. For this reason, when selecting a predicted value calculated from a plurality of prediction models, it is possible to select a highly accurate predicted value calculated by a prediction model using appropriate process data having no abnormality as an input variable. The predetermined physical quantity related to the facility is, for example, temperature, pressure, flow rate, vibration, etc. in a predetermined part of the facility (compressor, combustor, turbine, internal fluid, etc. in the case of a gas turbine facility), in particular. It is not limited.

本発明の他の予測システムは、設備において取得可能な種々のプロセスデータを格納する記憶部と、前記記憶部に格納された前記プロセスデータに基づいて、前記設備に関する予測される所定の物理量を予測値として算出する演算部と、を備え、前記演算部は、前記記憶部に格納された種々の前記プロセスデータのうち、予め選定された複数の前記プロセスデータを1組のデータセットとして取得し、取得した前記データセットに含まれる前記プロセスデータの異常の有無を診断し、異常有りと診断した前記プロセスデータを省いた、前記データセットに含まれる残りの前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する予測モデルを構築し、構築した前記予測モデルから前記予測値を算出することを特徴とする。   Another prediction system of the present invention predicts a predetermined physical quantity predicted for the facility based on a storage unit that stores various process data that can be acquired in the facility, and the process data stored in the storage unit. A calculation unit that calculates a value, and the calculation unit acquires a plurality of the process data selected in advance as a set of data among the various process data stored in the storage unit, Diagnosing the presence or absence of abnormality of the process data included in the acquired data set, omitting the process data diagnosed as abnormal, and using the remaining process data included in the data set as an input variable, the predicted value Is constructed, and the prediction value is calculated from the constructed prediction model.

また、本発明の他の予測方法は、設備において取得可能な種々のプロセスデータに基づいて、前記設備に関する所定の物理量を予測値として導出する予測方法であって、種々の前記プロセスデータのうち、予め選定された複数の前記プロセスデータを1組のデータセットとして取得するデータセット取得工程と、取得した前記データセットに含まれる前記プロセスデータの異常の有無を診断する入力変数異常診断工程と、異常有りと診断した前記プロセスデータを省いた、前記データセットに含まれる残りの前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する予測モデルを構築する予測モデル構築工程と、構築した前記予測モデルから前記予測値を算出する予測値算出工程と、を備えることを特徴とする。   Further, another prediction method of the present invention is a prediction method for deriving a predetermined physical quantity related to the facility as a predicted value based on various process data that can be acquired in the facility, and among the various process data, A data set acquisition step of acquiring a plurality of process data selected in advance as a set of data sets, an input variable abnormality diagnosis step of diagnosing whether or not the process data included in the acquired data set is abnormal, From the constructed prediction model, the prediction model construction step of constructing a prediction model for calculating the prediction value using the remaining process data included in the data set as input variables, excluding the process data diagnosed as being present A predicted value calculating step of calculating the predicted value.

この構成によれば、異常有りと診断されたプロセスデータを省き、残りのプロセスデータを入力変数として、予測モデルを構築することができる。このため、異常のない適切なプロセスデータを入力変数とする予測モデルにより、精度の良い予測値を算出することができる。   According to this configuration, it is possible to construct a prediction model by omitting process data diagnosed as having an abnormality and using the remaining process data as input variables. For this reason, an accurate predicted value can be calculated by a prediction model using appropriate process data without abnormality as an input variable.

この場合、前記記憶部は、所定の前記プロセスデータと、所定の前記プロセスデータの代替となる代替プロセスデータとを関連付けた代替情報を格納しており、前記演算部は、異常有りと診断した前記プロセスデータがある場合、前記代替情報に基づいて、異常有りと診断した前記プロセスデータを前記代替プロセスデータに代替し、代替した前記代替プロセスデータを含む前記プロセスデータを入力変数として、前記予測モデルを構築することが好ましい。   In this case, the storage unit stores alternative information that associates the predetermined process data with alternative process data that is an alternative to the predetermined process data, and the arithmetic unit diagnoses that there is an abnormality. When there is process data, based on the substitute information, the process data diagnosed as having an abnormality is substituted with the substitute process data, and the process model including the substituted process data is substituted as an input variable. It is preferable to construct.

この構成によれば、異常有りと診断されたプロセスデータに代えて、代替プロセスデータを用いることができる。そして、異常有りと診断されたプロセスデータを省き、代替プロセスデータと残りのプロセスデータとを入力変数として、予測モデルを構築することができる。このため、異常のない適切なプロセスデータを入力変数とする予測モデルにより、精度の良い予測値を算出することができる。   According to this configuration, alternative process data can be used instead of the process data diagnosed as having an abnormality. Then, the process data diagnosed as having an abnormality can be omitted, and a prediction model can be constructed using the alternative process data and the remaining process data as input variables. For this reason, an accurate predicted value can be calculated by a prediction model using appropriate process data without abnormality as an input variable.

この場合、前記演算部は、前記プロセスデータの異常の有無を診断する場合、前記データセットに含まれる複数の前記プロセスデータのうち、異なる組み合わせとなる複数の前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する前記予測モデルを組み合わせの数に応じて複数構築し、複数の前記予測モデルの予測精度の誤差をそれぞれ算出し、算出した複数の前記誤差のうち、予め設定した設定誤差以上の前記誤差となる前記予測モデルに含まれる複数の前記プロセスデータの中から、異常がある前記プロセスデータを特定することが好ましい。   In this case, when diagnosing the presence or absence of abnormality in the process data, the calculation unit uses the plurality of process data in different combinations among the plurality of process data included in the data set as the input variable. A plurality of the prediction models for calculating values are constructed according to the number of combinations, and errors in the prediction accuracy of the plurality of prediction models are respectively calculated, and among the calculated plurality of errors, the set error equal to or greater than a preset setting error It is preferable to identify the process data having an abnormality from among the plurality of process data included in the prediction model that is an error.

この構成によれば、演算部は、誤差が大きい予測モデルに含まれるプロセスデータの中から、異常があるプロセスデータを特定することができるため、プロセスデータの異常の有無を精度良く診断することができる。   According to this configuration, since the calculation unit can identify the process data having an abnormality from the process data included in the prediction model having a large error, it is possible to accurately diagnose whether the process data is abnormal. it can.

本発明の監視システムは、上記の予測システムと、前記予測システムによって算出される前記予測値を用いて、前記設備を監視する監視装置と、を備えることを特徴とする。   A monitoring system according to the present invention includes the above prediction system and a monitoring device that monitors the facility using the prediction value calculated by the prediction system.

この構成によれば、監視装置は、予測システムによって算出される精度の良い予測値を用いて、設備を監視することができる。このため、監視装置は、予測値が異常のしきい値となる場合、実測値がしきい値になる前に、オペレータに対して警告等を発することができる。このため、監視装置は、設備の挙動を予測しながら監視することができる。   According to this configuration, the monitoring device can monitor the facility using the accurate predicted value calculated by the prediction system. For this reason, the monitoring apparatus can issue a warning or the like to the operator before the actually measured value becomes the threshold value when the predicted value becomes the abnormal threshold value. For this reason, the monitoring device can perform monitoring while predicting the behavior of the facility.

本発明の運転支援システムは、上記の予測システムと、前記予測システムによって算出される前記予測値を用いて、前記設備の運転を支援する運転支援装置と、を備えることを特徴とする。   The driving support system of the present invention includes the above-described prediction system and a driving support device that supports driving of the facility using the predicted value calculated by the prediction system.

この構成によれば、運転支援装置は、予測システムによって算出される精度の良い予測値を用いて、設備の運転を支援することができる。このため、運転支援装置は、予測値に基づいて、設備が効率の良い運転となるように支援することができる。   According to this configuration, the driving support device can support the operation of the facility using the accurate predicted value calculated by the prediction system. For this reason, the driving assistance device can assist the facility to operate efficiently based on the predicted value.

本発明のガスタービン設備は、上記の予測システム、上記の監視システム及び上記の運転支援システムの少なくとも1つのシステムと、前記設備としてのガスタービンと、を備えることを特徴とする。   A gas turbine facility according to the present invention includes at least one of the prediction system, the monitoring system, and the operation support system, and a gas turbine as the facility.

この構成によれば、ガスタービンに関する所定の物理量を予測したり、ガスタービンの挙動を予測しながら監視したり、ガスタービンが効率の良い運転となるように支援したりすることができる。   According to this configuration, it is possible to predict a predetermined physical quantity related to the gas turbine, to monitor while predicting the behavior of the gas turbine, or to assist the gas turbine in an efficient operation.

図1は、実施例1に係るガスタービン設備の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas turbine facility according to a first embodiment. 図2は、実施例1の予測モデルの構築に関するフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart regarding the construction of the prediction model of the first embodiment. 図3は、実施例1の異常診断に関するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart regarding abnormality diagnosis of the first embodiment. 図4は、実施例2の予測モデルの構築及び異常診断に関するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart regarding construction of a prediction model and abnormality diagnosis according to the second embodiment. 図5は、実施例3の異常診断に関するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart regarding abnormality diagnosis of the third embodiment.

以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせることも可能である。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be combined as appropriate, and when there are a plurality of embodiments, the embodiments can be combined.

図1は、実施例1に係るガスタービン設備の概略構成図である。図2は、実施例1の予測モデルの構築に関するフローチャートである。図3は、実施例1の異常診断に関するフローチャートである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas turbine facility according to a first embodiment. FIG. 2 is a flowchart regarding the construction of the prediction model of the first embodiment. FIG. 3 is a flowchart regarding abnormality diagnosis of the first embodiment.

図1に示すように、実施例1に係る予測システム20は、例えば、ガスタービン発電プラント等のガスタービン設備1に組み込まれており、ガスタービン設備1に関する所定の物理量を予測するシステムとなっている。先ず、予測システム20の説明に先立ち、ガスタービン設備1について説明する。   As illustrated in FIG. 1, the prediction system 20 according to the first embodiment is incorporated in a gas turbine facility 1 such as a gas turbine power plant, for example, and is a system that predicts a predetermined physical quantity related to the gas turbine facility 1. Yes. First, the gas turbine facility 1 will be described prior to the description of the prediction system 20.

ガスタービン設備1は、ガスタービン(設備)10と、予測システム20と、監視システム30と、運転支援システム40とを備える。このとき、監視システム30は、上記の予測システム20と、監視装置31とを含んで構成され、また、運転支援システム40は、上記の予測システム20と、運転支援装置41とを含んで構成されている。   The gas turbine equipment 1 includes a gas turbine (equipment) 10, a prediction system 20, a monitoring system 30, and an operation support system 40. At this time, the monitoring system 30 is configured to include the prediction system 20 and the monitoring device 31, and the driving support system 40 is configured to include the prediction system 20 and the driving support device 41. ing.

ガスタービン10は、図示しない圧縮機、燃焼器及びタービンを有しており、圧縮機とタービンは、回転軸により一体回転可能に連結されている。圧縮機は、取り込んだ空気を圧縮し、圧縮した圧縮空気を燃焼器へ向けて供給する。燃焼器は、圧縮機から供給された圧縮空気と、燃料とを混合して燃焼する。タービンは、燃焼器から供給された燃焼ガスにより回転する。   The gas turbine 10 includes a compressor, a combustor, and a turbine (not shown), and the compressor and the turbine are coupled to each other by a rotating shaft so as to be integrally rotatable. A compressor compresses the taken-in air and supplies the compressed air compressed toward the combustor. The combustor mixes and burns the compressed air supplied from the compressor and fuel. The turbine is rotated by the combustion gas supplied from the combustor.

このガスタービン10には、ガスタービン10の運転状況を検知するための各種センサが設けられている。各種センサとしては、例えば、ガスタービン10を構成する圧縮機、燃焼器、タービン内の圧力を検出する圧力センサ11、同温度を検出する温度センサ12等がある。これら各種センサ11,12によって検出されたデータは、プロセスデータD1として、データベース22に入力される。また、ガスタービン10には、燃料流量を調整する弁13、圧縮機に取り込む空気を調整する案内翼14等が設けられている。弁13の開度、案内翼14の角度等に関するデータは、プロセスデータD1として、データベース22に入力される。ここで、データベース22には、各種センサ11,12によって取得したデータ、弁13及び案内翼14に関するデータの他、ガスタービン10を運転するにあたってオペレータにより入力されたデータが、プロセスデータD1として入力される。つまり、データベース22に入力されるプロセスデータD1は、ガスタービン10に関するデータであれば、特に限定されない。   The gas turbine 10 is provided with various sensors for detecting the operation status of the gas turbine 10. Examples of the various sensors include a compressor, a combustor, a pressure sensor 11 that detects a pressure in the turbine, and a temperature sensor 12 that detects the temperature. Data detected by these various sensors 11 and 12 is input to the database 22 as process data D1. Further, the gas turbine 10 is provided with a valve 13 for adjusting the fuel flow rate, a guide vane 14 for adjusting air taken into the compressor, and the like. Data relating to the opening degree of the valve 13 and the angle of the guide vanes 14 are input to the database 22 as process data D1. Here, in addition to the data acquired by the various sensors 11 and 12, the data related to the valves 13 and the guide vanes 14, data input by the operator when operating the gas turbine 10 is input to the database 22 as process data D <b> 1. The That is, the process data D1 input to the database 22 is not particularly limited as long as it is data related to the gas turbine 10.

次に、予測システム20について説明する。予測システム20は、予測装置21と、プロセスデータD1を格納する上記のデータベース(記憶部)22とを含んで構成されている。予測装置21は、データベース22に格納されたプロセスデータD1に基づいて、ガスタービン10に関する所定の物理量を予測している。所定の物理量としては、例えば、ガスタービン10を構成する圧縮機、燃焼器、タービンやその内部流体等における温度、圧力、流量、振動等である。なお、所定の物理量は、ガスタービン10に関する物理量であれば、特に限定されない。   Next, the prediction system 20 will be described. The prediction system 20 includes a prediction device 21 and the database (storage unit) 22 that stores the process data D1. The prediction device 21 predicts a predetermined physical quantity related to the gas turbine 10 based on the process data D1 stored in the database 22. Examples of the predetermined physical quantity include temperature, pressure, flow rate, vibration, and the like in a compressor, a combustor, a turbine, and an internal fluid of the gas turbine 10. The predetermined physical quantity is not particularly limited as long as it is a physical quantity related to the gas turbine 10.

予測装置21は、データベース22と接続されており、予測される所定の物理量を予測値として算出する演算部25を有している。演算部25は、集積回路を含んで構成され、所定のプログラムを実行することで、各種演算を実行する。具体的に、演算部25は、予測プログラムを実行することで、データベース22に格納されたプロセスデータD1に基づいて、ガスタービン10に関する予測される所定の物理量を予測値として算出する。なお、予測装置21による予測値の算出については後述する。   The prediction device 21 is connected to the database 22 and includes a calculation unit 25 that calculates a predetermined physical quantity to be predicted as a predicted value. The calculation unit 25 includes an integrated circuit, and executes various calculations by executing a predetermined program. Specifically, the arithmetic unit 25 calculates a predetermined physical quantity to be predicted for the gas turbine 10 as a predicted value based on the process data D1 stored in the database 22 by executing a prediction program. The calculation of the predicted value by the prediction device 21 will be described later.

データベース22は、ガスタービン10から入力される種々のプロセスデータD1を格納している。このデータベース22には、所定のサンプリング周期でプロセスデータD1が蓄積される。データベース22は、予測装置21と接続されており、予測装置21の要求に応じて、所定のプロセスデータD1を予測装置21へ向けて出力する。   The database 22 stores various process data D1 input from the gas turbine 10. In the database 22, process data D1 is accumulated at a predetermined sampling period. The database 22 is connected to the prediction device 21 and outputs predetermined process data D1 to the prediction device 21 in response to a request from the prediction device 21.

監視装置31は、予測システム20に接続されており、予測システム20で予測された予測値を用いて、ガスタービン10の運転状況を監視している。この監視装置31は、例えば、オペレータに対し所定の情報を報知する警報機、ランプ及び表示装置等の報知装置を有している。監視装置31は、予測システム20で予測された予測値が、予め設定されたしきい値を超えた場合、オペレータに対して報知装置による異常報知を実行する。このように、監視装置31は、実測値が異常のしきい値となる前に、ガスタービン10の異常を予見する。   The monitoring device 31 is connected to the prediction system 20 and monitors the operation status of the gas turbine 10 using the predicted value predicted by the prediction system 20. The monitoring device 31 includes a notification device such as an alarm device, a lamp, and a display device that notifies the operator of predetermined information. When the predicted value predicted by the prediction system 20 exceeds a preset threshold value, the monitoring device 31 performs abnormality notification by the notification device to the operator. As described above, the monitoring device 31 predicts an abnormality of the gas turbine 10 before the actually measured value becomes the abnormality threshold value.

運転支援装置41は、予測システム20に接続されており、予測システム20で予測された予測値を用いて、ガスタービン10の運転を支援している。この運転支援装置41は、例えば、予測システム20で予測された予測値が、ガスタービン10が効率の良い運転となる所定の物理量となるように、ガスタービン10の運転に関する支援をオペレータに対して行う。   The driving support device 41 is connected to the prediction system 20 and uses the predicted value predicted by the prediction system 20 to support the operation of the gas turbine 10. For example, the operation support device 41 provides support for the operation of the gas turbine 10 to the operator so that the predicted value predicted by the prediction system 20 becomes a predetermined physical quantity that allows the gas turbine 10 to operate efficiently. Do.

次に、予測装置21の演算部25による予測値の演算制御について説明する。予測装置21の演算部25は、予測値を算出するにあたって、データ抽出制御と、予測モデル構築制御と、データ診断制御と、予測値算出制御と、予測値選定制御とを実行している。   Next, prediction value calculation control by the calculation unit 25 of the prediction device 21 will be described. The calculation unit 25 of the prediction device 21 performs data extraction control, prediction model construction control, data diagnosis control, prediction value calculation control, and prediction value selection control when calculating the prediction value.

演算部25は、データ抽出制御を実行することで、データベース22に格納された種々のプロセスデータD1のうち、複数のプロセスデータD1を1組のデータセットとして、複数組分だけを抽出(取得)する。抽出される複数組のデータセットは、含まれるプロセスデータD1の数または種別等が異なるものとなっている。また、データセットは、予測する物理量に応じて適宜用意されている。なお、データセットに含まれるプロセスデータD1は、予め決定されたものを取得している。ここで、演算部25は、データセットに含まれるプロセスデータD1を自動で選定する場合、例えば、予測値として算出する物理量に対して相関係数の高いプロセスデータD1を選定してもよいし、プロセスデータD1をランダムに選定してもよいし、予めオペレータにより選択されたプロセスデータD1を選定してもよい。また、変数減少法またはステップワイズ法等の統計的手法を用いて、プロセスデータD1を選定してもよいし、総当たりでプロセスデータD1を選定してもよい。   The calculation unit 25 executes data extraction control, and extracts (acquires) only a plurality of sets from the various process data D1 stored in the database 22 with the plurality of process data D1 as one set. To do. The plurality of extracted data sets have different numbers or types of process data D1 included. Further, the data set is appropriately prepared according to the predicted physical quantity. Note that the process data D1 included in the data set is acquired in advance. Here, when the calculation unit 25 automatically selects the process data D1 included in the data set, for example, the calculation unit 25 may select the process data D1 having a high correlation coefficient with respect to the physical quantity calculated as the predicted value. The process data D1 may be selected at random, or the process data D1 previously selected by the operator may be selected. In addition, the process data D1 may be selected by using a statistical method such as a variable reduction method or a stepwise method, or the process data D1 may be selected in a round robin manner.

また、演算部25は、予測モデル構築制御を実行することで、抽出したデータセットに基づいて予測モデルを構築する。予測モデルとしては、例えば、複数のプロセスデータD1を入力変数として、所定のプロセスデータD1を出力変数とする多変量解析モデルがある。なお、予測モデルは、多変量解析モデルに限定されず、他の解析モデルや非線形のニューラルネットワークを適用してもよく、複数のプロセスデータD1を入力変数として、所定のプロセスデータD1を出力変数とする予測モデルであれば、いずれの予測モデルであってもよい。多変量解析モデルとして構築される予測モデルは、定量的な予測値を算出可能な予測モデルとなっている。予測モデル構築制御では、1つのデータセットに対して、1つの予測モデルが構築されることから、データ抽出制御において抽出された複数組のデータセットに対して、複数の予測モデルが構築される。   Moreover, the calculating part 25 builds a prediction model based on the extracted data set by performing prediction model construction control. As the prediction model, for example, there is a multivariate analysis model in which a plurality of process data D1 is an input variable and a predetermined process data D1 is an output variable. Note that the prediction model is not limited to the multivariate analysis model, and other analysis models or non-linear neural networks may be applied. A plurality of process data D1 is used as an input variable, and predetermined process data D1 is used as an output variable. Any prediction model may be used as long as it is a prediction model. A prediction model constructed as a multivariate analysis model is a prediction model capable of calculating a quantitative prediction value. In the prediction model construction control, since one prediction model is constructed for one data set, a plurality of prediction models are constructed for a plurality of data sets extracted in the data extraction control.

さらに、演算部25は、データ診断制御を実行することで、構築した複数の予測モデルのそれぞれに対して、入力変数として用いられるプロセスデータD1の異常の有無を診断する。プロセスデータD1の異常の診断は、例えば、予め上限値及び下限値を設定し、設定した上限値と下限値との範囲内に収まっている場合、プロセスデータD1の異常がないと判定する一方で、設定した上限値と下限値との範囲内に収まっていない場合、プロセスデータD1の異常があると判定する。なお、プロセスデータD1の異常の診断は、上記の構成に限定されない。   Furthermore, the calculation part 25 diagnoses the presence or absence of abnormality of the process data D1 used as an input variable for each of a plurality of constructed prediction models by executing data diagnosis control. For example, when the upper limit value and the lower limit value are set in advance and the process data D1 is within the set upper limit value and lower limit value, it is determined that there is no abnormality in the process data D1. If it is not within the set upper limit value and lower limit value, it is determined that there is an abnormality in the process data D1. The diagnosis of abnormality in the process data D1 is not limited to the above configuration.

また、演算部25は、予測値算出制御を実行することで、構築された複数の予測モデルを用いて予測値をそれぞれ算出する。   Moreover, the calculating part 25 calculates a predicted value using the constructed | assembled several prediction model by performing predicted value calculation control, respectively.

さらに、演算部25は、予測値選定制御を実行することで、モデル優先度に基づいて、算出した複数の予測値の中から、優先度の高い予測値を選定する。ここで、モデル優先度は、予測モデルによって予測された予測値を選定するための優先度となっており、データベース22に記憶されている。このモデル優先度は、予めユーザによって設定されてもよいし、あるいは、予測モデルの予測精度の誤差に基づいて設定されてもよい。なお、モデル優先度は、上記の構成に限定されず、AIC(赤池情報量基準)やBIC(ベイス情報量基準)に基づいて設定されてもよい。   Further, the calculation unit 25 executes the predicted value selection control, and selects a predicted value with a higher priority from the calculated predicted values based on the model priority. Here, the model priority is a priority for selecting a predicted value predicted by the prediction model, and is stored in the database 22. The model priority may be set in advance by the user, or may be set based on an error in prediction accuracy of the prediction model. Note that the model priority is not limited to the above configuration, and may be set based on AIC (Akaike information criterion) or BIC (Base information criterion).

次に、図2及び図3を参照して、予測システム20によって、ガスタービン10に関する所定の物理量を予測する予測方法について説明する。先ず、図2を参照して、予測システム20において予測モデルを構築する制御動作について説明する。ガスタービン10において取得される種々のプロセスデータD1が、データベース22に入力される(ステップS11)と、入力されたプロセスデータD1は、データベース22に格納される(ステップS12)。予測装置21の演算部25は、予測モデルを構築する場合、先ず、データ抽出制御を実行することで、データベース22から複数組のデータセットを抽出する(ステップS13:データセット取得工程)。この後、演算部25は、予測モデル構築制御を実行することで、抽出した複数組のデータセットから、複数の予測モデルを構築(作成)する(ステップS14:予測モデル構築工程)。そして、演算部25は、予測モデルを構築する制御動作を終了する。   Next, a prediction method for predicting a predetermined physical quantity related to the gas turbine 10 by the prediction system 20 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. First, with reference to FIG. 2, the control operation | movement which builds a prediction model in the prediction system 20 is demonstrated. When various process data D1 acquired in the gas turbine 10 is input to the database 22 (step S11), the input process data D1 is stored in the database 22 (step S12). When constructing a prediction model, the calculation unit 25 of the prediction device 21 first extracts data sets from the database 22 by executing data extraction control (step S13: data set acquisition step). Thereafter, the calculation unit 25 executes (predicts model construction) control to construct (create) a plurality of prediction models from the extracted plurality of data sets (step S14: prediction model construction step). And the calculating part 25 complete | finishes the control action which builds a prediction model.

次に、図3を参照して、予測装置21の演算部25によってプロセスデータD1の異常の有無を診断して、異常診断結果に基づいて予測値を算出する制御動作について説明する。予測装置21の演算部25は、複数の予測モデルから予測値を算出する場合、予測値算出制御を実行することで、構築した複数の予測モデルから予測値をそれぞれ算出する(ステップS21:予測値算出工程)。この後、演算部25は、データ診断制御を実行することで、構築した複数の予測モデルのそれぞれに対して、入力変数として用いられるプロセスデータD1の異常の有無を診断する(ステップS22:入力変数異常診断工程)。続いて、演算部25は、データ診断制御を実行した結果に基づいて、プロセスデータD1に異常があるか否かを判定する(ステップS23)。演算部25は、プロセスデータD1に異常があると判定すると(ステップS23:Yes)、異常有りと診断したプロセスデータD1を入力変数として含む予測モデルを使用しないと設定する(ステップS24:モデル不使用設定工程)。そして、演算部25は、予測値選定制御を実行することで、モデル優先度に基づいて、算出した複数の予測値の中から、優先度の高い予測値を選定する。このとき、演算部25は、不使用設定となった予測モデルによって予測される予測値を省いた上で、算出した複数の予測値の中から、優先度の高い予測値を選定する(ステップS25:予測値選定工程)。一方で、演算部25は、ステップS23において、プロセスデータD1に異常がないと判定すると(ステップS23:No)、ステップS24を実行せずに、ステップS25を実行する。そして、演算部25は、ステップS25において選定した予測値を、最終的な予測値として導出して、予測値を算出する制御動作を終了する。   Next, with reference to FIG. 3, a control operation for diagnosing the presence or absence of abnormality in the process data D1 by the calculation unit 25 of the prediction device 21 and calculating a prediction value based on the abnormality diagnosis result will be described. When calculating a prediction value from a plurality of prediction models, the calculation unit 25 of the prediction device 21 calculates a prediction value from each of the plurality of constructed prediction models by executing prediction value calculation control (step S21: prediction value). Calculation step). Thereafter, the calculation unit 25 executes data diagnosis control to diagnose the presence or absence of abnormality in the process data D1 used as an input variable for each of the plurality of constructed prediction models (step S22: input variable). Abnormal diagnosis process). Subsequently, the calculation unit 25 determines whether or not there is an abnormality in the process data D1 based on the result of executing the data diagnosis control (step S23). When the calculation unit 25 determines that the process data D1 is abnormal (step S23: Yes), the calculation unit 25 sets that the prediction model including the process data D1 diagnosed as abnormal as an input variable is not used (step S24: model not used). Setting process). And the calculating part 25 selects a predicted value with a high priority from the calculated several predicted values based on a model priority by performing predicted value selection control. At this time, the calculation unit 25 omits the prediction value predicted by the prediction model that has been set not to be used, and then selects a prediction value with a high priority from the calculated plurality of prediction values (step S25). : Predicted value selection process). On the other hand, if the calculating part 25 determines in step S23 that there is no abnormality in the process data D1 (step S23: No), step S25 is executed without executing step S24. And the calculating part 25 derives | leads-out the predicted value selected in step S25 as a final predicted value, and complete | finishes the control operation which calculates a predicted value.

以上のように、実施例1によれば、異常有りと診断されたプロセスデータD1を入力変数として含む予測モデルを不使用状態にすることができる。このため、複数の予測モデルから算出された予測値を選定する場合、異常のない適切なプロセスデータD1を入力変数とする予測モデルにより算出される精度の良い予測値を選定することができる。   As described above, according to the first embodiment, a prediction model including the process data D1 diagnosed as having an abnormality as an input variable can be set to an unused state. For this reason, when selecting a predicted value calculated from a plurality of prediction models, it is possible to select a highly accurate predicted value calculated by a prediction model using appropriate process data D1 having no abnormality as an input variable.

また、実施例1によれば、監視システム30において、監視装置31は、予測システム20によって算出される精度の良い予測値を用いて、ガスタービン10を監視することができる。このため、監視装置31は、ガスタービン10の挙動を予測しながら監視することができる。   Further, according to the first embodiment, in the monitoring system 30, the monitoring device 31 can monitor the gas turbine 10 using a highly accurate predicted value calculated by the prediction system 20. For this reason, the monitoring device 31 can monitor the behavior of the gas turbine 10 while predicting it.

また、実施例1によれば、運転支援システム40において、運転支援装置41は、予測システム20によって算出される精度の良い予測値を用いて、ガスタービン10の運転を支援することができる。このため、運転支援装置41は、予測値に基づいて、ガスタービン10が効率の良い運転となるように支援することができる。   Further, according to the first embodiment, in the driving support system 40, the driving support device 41 can support the operation of the gas turbine 10 using the accurate predicted value calculated by the prediction system 20. For this reason, the driving assistance device 41 can assist the gas turbine 10 to perform an efficient driving based on the predicted value.

次に、図4を参照して、実施例2に係る予測システム20及び予測方法について説明する。図4は、実施例2の予測モデルの構築及び異常診断に関するフローチャートである。なお、実施例2では、重複した記載を避けるべく、実施例1と異なる部分について説明し、実施例1と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例1に係る予測システム20は、予測モデルの構築後に、プロセスデータD1の異常の有無を診断したが、実施例2に係る予測システム20は、プロセスデータD1の異常の有無の診断後に、予測モデルを構築している。以下、実施例2に係る予測システム20について説明する。   Next, the prediction system 20 and the prediction method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart regarding construction of a prediction model and abnormality diagnosis according to the second embodiment. In the second embodiment, parts that are different from the first embodiment will be described in order to avoid redundant descriptions, and the same reference numerals are given to the parts that have the same configuration as the first embodiment. The prediction system 20 according to the first embodiment diagnoses whether or not the process data D1 is abnormal after the prediction model is constructed. However, the prediction system 20 according to the second embodiment predicts after the diagnosis of the presence or absence of the abnormality of the process data D1. A model is being built. Hereinafter, the prediction system 20 according to the second embodiment will be described.

実施例2の予測システム20において、データベース22には、実施例1と同様に、プロセスデータD1が、所定のサンプリング周期で蓄積される。また、このデータベース22には、代替情報が格納されている。代替情報は、所定のプロセスデータD1の代替となり得る相関の高いプロセスデータD1を代替プロセスデータとして用いるための情報であり、所定のプロセスデータD1と代替プロセスデータとを関連付けた情報となっている。   In the prediction system 20 of the second embodiment, the process data D1 is accumulated in the database 22 at a predetermined sampling period, as in the first embodiment. The database 22 stores alternative information. The substitute information is information for using, as substitute process data, highly correlated process data D1 that can be substituted for the predetermined process data D1, and is information that associates the predetermined process data D1 with the substitute process data.

次に、予測装置21の演算部25による予測値の演算制御について説明する。予測装置21の演算部25は、予測値を算出するにあたって、データ抽出制御と、データ診断制御と、予測モデル構築制御と、予測値算出制御と、予測値選定制御とを実行している。なお、データ抽出制御、予測モデル構築制御、予測値算出制御及び予測値選定制御は、実施例1と同様であるため、説明を省略する。   Next, prediction value calculation control by the calculation unit 25 of the prediction device 21 will be described. The calculation unit 25 of the prediction device 21 performs data extraction control, data diagnosis control, prediction model construction control, prediction value calculation control, and prediction value selection control when calculating the prediction value. The data extraction control, the prediction model construction control, the prediction value calculation control, and the prediction value selection control are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

演算部25は、データ診断制御を実行することで、データ抽出制御において取得した複数組のデータセットのそれぞれに対して、含まれるプロセスデータD1の異常の有無を診断する。なお、プロセスデータD1の異常の診断は、実施例1と同様であるため、説明を省略する。   The calculation unit 25 diagnoses whether or not there is an abnormality in the included process data D1 for each of a plurality of data sets acquired in the data extraction control by executing data diagnosis control. Note that the diagnosis of abnormality in the process data D1 is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

次に、図4を参照して、予測システム20において予測モデルを構築する制御動作について説明する。なお、ステップS31からステップS33は、実施例1のステップS11からステップS13と同様であるため、説明を省略する。ステップS33の後、演算部25は、データ診断制御を実行することで、データ抽出制御において取得した複数組のデータセットのそれぞれに対して、含まれるプロセスデータD1の異常の有無を診断する(ステップS34:入力変数異常診断工程)。続いて、演算部25は、データ診断制御を実行した結果に基づいて、プロセスデータD1に異常があるか否かを判定する(ステップS35)。演算部25は、プロセスデータD1に異常があると判定すると(ステップS35:Yes)、異常有りと診断したプロセスデータD1を使用しないと設定する(ステップS36)。この後、演算部25は、代替情報に基づいて、不使用設定したプロセスデータD1の代替となり得る代替プロセスデータを、不使用設定したプロセスデータD1に代えて使用すると設定する(ステップS37)。そして、演算部25は、予測モデル構築制御を実行することで、抽出した複数組のデータセットに基づいて、複数の予測モデルを構築(作成)する(ステップS38:予測モデル構築工程)。このとき、演算部25は、不使用設定したプロセスデータD1を省いた、データセットに含まれるプロセスデータD1と、不使用設定したプロセスデータD1に代えて使用する代替プロセスデータとを入力変数として、所定のプロセスデータD1を出力変数とする予測モデルを構築する。なお、演算部25は、ステップS35において、プロセスデータD1に異常がないと判定すると(ステップS35:No)、ステップS36及びステップS37を実行せずに、ステップS38に進む。   Next, with reference to FIG. 4, a control operation for constructing a prediction model in the prediction system 20 will be described. Note that steps S31 to S33 are the same as steps S11 to S13 of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. After step S33, the calculation unit 25 performs data diagnosis control to diagnose whether there is an abnormality in the included process data D1 for each of the plurality of data sets acquired in the data extraction control (step S33). S34: Input variable abnormality diagnosis step). Subsequently, the computing unit 25 determines whether or not the process data D1 is abnormal based on the result of executing the data diagnosis control (step S35). If the calculation unit 25 determines that the process data D1 is abnormal (step S35: Yes), it sets that the process data D1 diagnosed as abnormal is not used (step S36). Thereafter, the calculation unit 25 sets, based on the substitution information, substitution process data that can be substituted for the non-use set process data D1 to be used instead of the non-use set process data D1 (step S37). And the calculating part 25 builds (creates) a some prediction model based on the extracted several data sets by performing prediction model construction control (step S38: prediction model construction process). At this time, the arithmetic unit 25 omits the process data D1 set not to be used, and the process data D1 included in the data set and the substitute process data to be used instead of the process data D1 set not to be used as input variables. A prediction model having the predetermined process data D1 as an output variable is constructed. If the calculation unit 25 determines in step S35 that the process data D1 is normal (step S35: No), the calculation unit 25 proceeds to step S38 without executing steps S36 and S37.

この後、演算部25は、実施例1と同様に、予測値算出制御を実行することで、構築した複数の予測モデルから予測値をそれぞれ算出する(予測値算出工程)。そして、演算部25は、予測値選定制御を実行することで、モデル優先度に基づいて、算出した複数の予測値の中から、優先度の高い予測値を選定する。この後、演算部25は、選定した予測値を、最終的な予測値として導出して、予測値を算出する制御動作を終了する。   After that, the calculation unit 25 calculates the predicted value from each of the constructed prediction models by executing the predicted value calculation control, similarly to the first embodiment (predicted value calculating step). And the calculating part 25 selects a predicted value with a high priority from the calculated several predicted values based on a model priority by performing predicted value selection control. Thereafter, the calculation unit 25 derives the selected predicted value as a final predicted value, and ends the control operation for calculating the predicted value.

以上のように、実施例2によれば、異常有りと診断されたプロセスデータD1を省き、残りのプロセスデータD1を入力変数として、予測モデルを構築することができる。このため、異常のない適切なプロセスデータD1を入力変数とする予測モデルにより、精度の良い予測値を算出することができる。   As described above, according to the second embodiment, it is possible to construct a prediction model by omitting the process data D1 diagnosed as having an abnormality and using the remaining process data D1 as input variables. For this reason, it is possible to calculate a highly accurate predicted value using a prediction model that uses appropriate process data D1 having no abnormality as an input variable.

また、実施例2によれば、異常有りと診断されたプロセスデータD1に代えて、代替プロセスデータを用いることができる。そして、異常有りと診断されたプロセスデータD1を省き、代替プロセスデータと残りのプロセスデータD1とを入力変数として、予測モデルを構築することができる。このため、異常のない適切なプロセスデータD1を入力変数とする予測モデルにより、精度の良い予測値を算出することができる。   Further, according to the second embodiment, alternative process data can be used instead of the process data D1 diagnosed as having an abnormality. Then, the process data D1 diagnosed as having an abnormality can be omitted, and a prediction model can be constructed using the alternative process data and the remaining process data D1 as input variables. For this reason, it is possible to calculate a highly accurate predicted value using a prediction model that uses appropriate process data D1 having no abnormality as an input variable.

なお、実施例2では、不使用設定されたプロセスデータD1を、代替プロセスデータに代えて、予測モデルを構築したが、この構成に限定されず、不使用設定されたプロセスデータD1を省いて、残りのプロセスデータD1を用いて、予測モデルを構築してもよい。   In the second embodiment, the process model D1 that has been set not to be used is replaced with alternative process data, and a prediction model is constructed. However, the present invention is not limited to this configuration, and the process data D1 that has not been set to be used is omitted. A prediction model may be constructed using the remaining process data D1.

また、実施例2では、データ抽出制御において、複数種のデータセットを取得したが、この構成に限定されず、1つのデータセットを取得してもよい。この場合、1つのデータセットから構築される予測モデルは1つであり、また、1つの予測モデルから予測される予測値は1つであるため、モデル優先度に基づく予測値の選定を実行せずともよい。   In the second embodiment, a plurality of types of data sets are acquired in the data extraction control. However, the present invention is not limited to this configuration, and one data set may be acquired. In this case, since there is one prediction model constructed from one data set and there is one prediction value predicted from one prediction model, selection of prediction values based on model priority should be executed. It is not necessary.

また、実施例2では、データ抽出制御において、データセットに含まれるプロセスデータD1を、演算部25により自動で選定して取得してもよく、例えば、予測値として算出する物理量に対して相関係数の高いプロセスデータD1を選定してもよいし、プロセスデータD1をランダムに選定してもよいし、予めオペレータにより選択されたプロセスデータD1を選定してもよい。また、変数減少法またはステップワイズ法等の統計的手法を用いて、プロセスデータD1を選定してもよいし、総当たりでプロセスデータD1を選定してもよい。   In the second embodiment, in the data extraction control, the process data D1 included in the data set may be automatically selected and acquired by the calculation unit 25. For example, the correlation is performed with respect to the physical quantity calculated as the predicted value. The process data D1 having a high number may be selected, the process data D1 may be selected at random, or the process data D1 previously selected by the operator may be selected. In addition, the process data D1 may be selected by using a statistical method such as a variable reduction method or a stepwise method, or the process data D1 may be selected in a round robin manner.

次に、図5を参照して、実施例3に係る予測システム20及び予測方法について説明する。図5は、実施例3の異常診断に関するフローチャートである。なお、実施例3でも、重複した記載を避けるべく、実施例1及び実施例2と異なる部分について説明し、実施例1及び実施例2と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例3に係る予測システム20は、プロセスデータD1の異常の有無の診断を、実施例1及び実施例2とは異なる手法で行っている。以下、実施例3に係る予測システム20について説明する。   Next, the prediction system 20 and the prediction method according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart regarding abnormality diagnosis of the third embodiment. In Example 3, parts different from Example 1 and Example 2 will be described in order to avoid redundant description, and parts having the same configurations as those of Example 1 and Example 2 will be denoted by the same reference numerals. The prediction system 20 according to the third embodiment performs a diagnosis of whether there is an abnormality in the process data D1 by a method different from the first and second embodiments. Hereinafter, the prediction system 20 according to the third embodiment will be described.

演算部25は、データ診断制御を実行することで、図5に示す制御動作によって、構築した複数の予測モデルのそれぞれに対して、入力変数として用いられるプロセスデータD1の異常の有無を診断する。図5に示すように、演算部25は、所定のデータセットに含まれる複数のプロセスデータD1のうち、異なる組み合わせとなる複数のプロセスデータD1を選定して抽出する。そして、演算部25は、異なる組み合わせとなる複数のプロセスデータD1を入力変数として、所定のプロセスデータD1を出力変数とする予測モデルを、組み合わせの数に応じて複数構築する(ステップS41)。   The calculation unit 25 performs data diagnosis control, thereby diagnosing whether there is an abnormality in the process data D1 used as an input variable for each of the plurality of constructed prediction models by the control operation shown in FIG. As illustrated in FIG. 5, the arithmetic unit 25 selects and extracts a plurality of process data D1 having a different combination from a plurality of process data D1 included in a predetermined data set. Then, the calculation unit 25 constructs a plurality of prediction models having the plurality of process data D1 in different combinations as input variables and the predetermined process data D1 as an output variable according to the number of combinations (step S41).

この後、演算部25は、構築した複数の予測モデルの予測精度の誤差をそれぞれ算出する(ステップS42)。ここで、予測モデルの予測精度の誤差は、予測モデルにより予測される所定の物理量に関する予測値と、所定の物理量に関する計測された真値としてのプロセスデータD1とを比較することで、取得可能となっている。   Thereafter, the calculation unit 25 calculates an error in prediction accuracy of each of the constructed prediction models (step S42). Here, the error in the prediction accuracy of the prediction model can be acquired by comparing the predicted value related to the predetermined physical quantity predicted by the prediction model with the process data D1 as the measured true value related to the predetermined physical quantity. It has become.

続いて、演算部25は、複数の予測モデルの誤差を算出すると、算出した複数の誤差のうち、予め設定した設定誤差以上の誤差となる予測モデルがあるか否かを判定する(ステップS43)。演算部25は、設定誤差以上となる予測モデルがある場合(ステップS43:Yes)、設定誤差以上の誤差となる予測モデルに含まれる複数のプロセスデータD1の中から、異常があるプロセスデータD1を特定する(ステップS44)。具体的に、設定誤差以上の誤差となる予測モデルに含まれる複数のプロセスデータD1として、プロセスデータD1a、D1b、D1cがある。一方で、設定誤差よりも小さい誤差となる予測モデルに含まれる複数のプロセスデータD1として、プロセスデータD1a、D1b、D1dがある。このとき、演算部25は、複数の予測モデルに含まれるプロセスデータD1を比較して、設定誤差以上の誤差となる予測モデルに含まれるプロセスデータD1a、D1b、D1cに対して、設定誤差よりも小さい誤差となる予測モデルに含まれていないプロセスデータD1cを特定する。   Subsequently, when calculating the errors of the plurality of prediction models, the calculation unit 25 determines whether there is a prediction model that has an error greater than or equal to a preset setting error among the calculated plurality of errors (step S43). . When there is a prediction model that is greater than or equal to the setting error (step S43: Yes), the computing unit 25 selects process data D1 that has an abnormality from among the plurality of process data D1 that are included in the prediction model that is greater than or equal to the setting error. Specify (step S44). Specifically, there are process data D1a, D1b, and D1c as the plurality of process data D1 included in the prediction model that causes an error equal to or greater than the setting error. On the other hand, there are process data D1a, D1b, and D1d as the plurality of process data D1 included in the prediction model that has an error smaller than the setting error. At this time, the calculation unit 25 compares the process data D1 included in the plurality of prediction models, and the process data D1a, D1b, and D1c included in the prediction model that has an error equal to or larger than the setting error is less than the setting error. The process data D1c not included in the prediction model that causes a small error is specified.

そして、演算部25は、異常であるプロセスデータD1cを特定すると、プロセスデータD1cが異常であると判定する(ステップS45)。一方で、演算部25は、ステップS43において、設定誤差以上となる予測モデルがない場合(ステップS43:No)、プロセスデータD1に異常がないと判定する(ステップS46)。そして、演算部25は、データ診断制御に関する制御動作を終了する。   And the calculating part 25 will determine with the process data D1c being abnormal, if the process data D1c which is abnormal is specified (step S45). On the other hand, in Step S43, when there is no prediction model which becomes more than a setting error (Step S43: No), operation part 25 determines that there is no abnormality in process data D1 (Step S46). And the calculating part 25 complete | finishes the control action regarding data diagnosis control.

以上のように、実施例3によれば、演算部25は、誤差が大きい予測モデルに含まれるプロセスデータD1の中から、異常があるプロセスデータD1を特定することができるため、プロセスデータD1の異常の有無を精度良く診断することができる。   As described above, according to the third embodiment, the calculation unit 25 can identify the process data D1 having an abnormality from the process data D1 included in the prediction model having a large error. The presence or absence of abnormality can be diagnosed with high accuracy.

なお、実施例1から実施例3において、予測システム20は、ガスタービン10に関する所定の物理量を予測したが、ガスタービン10に限定されず、他の設備であってもよい。   In addition, in Example 1- Example 3, although the prediction system 20 estimated the predetermined physical quantity regarding the gas turbine 10, it is not limited to the gas turbine 10, Other facilities may be sufficient.

1 ガスタービン設備
10 ガスタービン
11 圧力センサ
12 温度センサ
13 弁
20 予測システム
21 予測装置
22 データベース
25 演算部
30 監視システム
31 監視装置
40 運転支援システム
41 運転支援装置
D1 プロセスデータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine equipment 10 Gas turbine 11 Pressure sensor 12 Temperature sensor 13 Valve 20 Prediction system 21 Prediction device 22 Database 25 Operation part 30 Monitoring system 31 Monitoring device 40 Driving support system 41 Driving support device D1 Process data

Claims (9)

設備において取得可能な種々のプロセスデータを格納する記憶部と、
前記記憶部に格納された前記プロセスデータに基づいて、前記設備に関する予測される所定の物理量を予測値として算出する演算部と、を備え、
前記演算部は、
前記記憶部に格納された種々の前記プロセスデータのうち、予め選定された複数の前記プロセスデータを1組のデータセットとして、複数組分だけ取得し、
取得した各組の前記データセットに含まれる前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する予測モデルをそれぞれ構築し、
構築した複数の前記予測モデルから前記予測値をそれぞれ算出し、
構築した複数の前記予測モデルのそれぞれに対して、前記入力変数として用いられる前記プロセスデータの異常の有無を診断し、
異常有りと診断した前記プロセスデータを前記入力変数として含む前記予測モデルを使用しないと設定し、
予め設定された複数の前記予測モデルの優先度に応じて、前記予測モデルによって予測された前記予測値を選定することを特徴とする予測システム。
A storage unit for storing various process data that can be acquired in the facility;
A calculation unit that calculates, as a predicted value, a predetermined physical quantity predicted for the facility based on the process data stored in the storage unit, and
The computing unit is
Among the various process data stored in the storage unit, a plurality of process data selected in advance are obtained as a set of data, and a plurality of sets are acquired,
Using the process data included in the acquired data set of each set as an input variable, each constructs a prediction model for calculating the prediction value,
Each of the predicted values is calculated from a plurality of the predicted models constructed,
For each of the plurality of prediction models constructed, diagnose the presence or absence of abnormality of the process data used as the input variable,
Set not to use the prediction model including the process data diagnosed as abnormal as the input variable,
A prediction system, wherein the prediction value predicted by the prediction model is selected according to priorities of a plurality of prediction models set in advance.
設備において取得可能な種々のプロセスデータを格納する記憶部と、
前記記憶部に格納された前記プロセスデータに基づいて、前記設備に関する予測される所定の物理量を予測値として算出する演算部と、を備え、
前記演算部は、
前記記憶部に格納された種々の前記プロセスデータのうち、予め選定された複数の前記プロセスデータを1組のデータセットとして取得し、
取得した前記データセットに含まれる前記プロセスデータの異常の有無を診断し、
異常有りと診断した前記プロセスデータを省いた、前記データセットに含まれる残りの前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する予測モデルを構築し、
構築した前記予測モデルから前記予測値を算出することを特徴とする予測システム。
A storage unit for storing various process data that can be acquired in the facility;
A calculation unit that calculates, as a predicted value, a predetermined physical quantity predicted for the facility based on the process data stored in the storage unit, and
The computing unit is
Among the various process data stored in the storage unit, a plurality of the process data selected in advance is acquired as one data set,
Diagnosing the presence or absence of abnormality of the process data included in the acquired data set,
Constructing a prediction model that calculates the predicted value, with the remaining process data included in the data set as input variables, omitting the process data diagnosed as having an abnormality,
A prediction system, wherein the prediction value is calculated from the constructed prediction model.
前記記憶部は、所定の前記プロセスデータと、所定の前記プロセスデータの代替となる代替プロセスデータとを関連付けた代替情報を格納しており、
前記演算部は、
異常有りと診断した前記プロセスデータがある場合、前記代替情報に基づいて、異常有りと診断した前記プロセスデータを前記代替プロセスデータに代替し、代替した前記代替プロセスデータを含む前記プロセスデータを入力変数として、前記予測モデルを構築することを特徴とする請求項2に記載の予測システム。
The storage unit stores alternative information that associates the predetermined process data with alternative process data that is an alternative to the predetermined process data,
The computing unit is
When there is the process data diagnosed as having an abnormality, the process data diagnosed as having an abnormality is substituted with the substitute process data based on the substitute information, and the process data including the substituted process data is substituted as an input variable. The prediction system according to claim 2, wherein the prediction model is constructed.
前記演算部は、
前記プロセスデータの異常の有無を診断する場合、前記データセットに含まれる複数の前記プロセスデータのうち、異なる組み合わせとなる複数の前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する前記予測モデルを組み合わせの数に応じて複数構築し、
複数の前記予測モデルの予測精度の誤差をそれぞれ算出し、
算出した複数の前記誤差のうち、予め設定した設定誤差以上の前記誤差となる前記予測モデルに含まれる複数の前記プロセスデータの中から、異常がある前記プロセスデータを特定することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の予測システム。
The computing unit is
When diagnosing the presence / absence of abnormality in the process data, the prediction model for calculating the prediction value using a plurality of process data in different combinations among the plurality of process data included in the data set as input variables. Build several according to the number of combinations,
Calculating an error in the prediction accuracy of each of the plurality of prediction models,
The process data having an abnormality is specified from among the plurality of process data included in the prediction model that is the error that is equal to or larger than a preset setting error among the plurality of calculated errors. Item 4. The prediction system according to any one of Items 1 to 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載の予測システムと、
前記予測システムによって算出される前記予測値を用いて、前記設備を監視する監視装置と、を備えることを特徴とする監視システム。
The prediction system according to any one of claims 1 to 4,
A monitoring system comprising: a monitoring device that monitors the facility using the predicted value calculated by the prediction system.
請求項1から4のいずれか1項に記載の予測システムと、
前記予測システムによって算出される前記予測値を用いて、前記設備の運転を支援する運転支援装置と、を備えることを特徴とする運転支援システム。
The prediction system according to any one of claims 1 to 4,
A driving support system comprising: a driving support device that supports driving of the facility using the predicted value calculated by the prediction system.
請求項1から4のいずれか1項に記載の予測システム、請求項5に記載の監視システム及び請求項6に記載の運転支援システムの少なくとも1つのシステムと、
前記設備としてのガスタービンと、を備えることを特徴とするガスタービン設備。
At least one of the prediction system according to any one of claims 1 to 4, the monitoring system according to claim 5, and the driving support system according to claim 6,
A gas turbine facility comprising: a gas turbine as the facility.
設備において取得可能な種々のプロセスデータに基づいて、前記設備に関する所定の物理量を予測値として導出する予測方法であって、
種々の前記プロセスデータのうち、予め選定された複数の前記プロセスデータを1組のデータセットとして、複数組分だけ取得するデータセット取得工程と、
取得した各組の前記データセットに含まれる前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する予測モデルをそれぞれ構築する予測モデル構築工程と、
構築した複数の前記予測モデルから前記予測値をそれぞれ算出する予測値算出工程と、
構築した複数の前記予測モデルのそれぞれに対して、前記入力変数として用いられる前記プロセスデータの異常の有無を診断する入力変数異常診断工程と、
異常有りと診断した前記プロセスデータを前記入力変数として含む前記予測モデルを使用しないと設定するモデル不使用設定工程と、
予め設定された複数の前記予測モデルの優先度に応じて、前記予測モデルによって予測された前記予測値を選定する予測値選定工程と、を備えることを特徴とする予測方法。
A prediction method for deriving a predetermined physical quantity related to the facility as a predicted value based on various process data that can be acquired in the facility,
A data set acquisition step of acquiring a plurality of sets of process data selected in advance as a set of data among various types of process data; and
A prediction model construction step of constructing a prediction model for calculating the prediction value using the process data included in the acquired data set of each set as an input variable,
A predicted value calculation step of calculating the predicted value from the plurality of the predicted models constructed;
An input variable abnormality diagnosis step for diagnosing the presence or absence of abnormality of the process data used as the input variable for each of the plurality of constructed prediction models,
A model non-use setting step for setting that the prediction model including the process data diagnosed as having an abnormality as the input variable is not used,
A prediction value selecting step of selecting the prediction value predicted by the prediction model according to the priorities of the plurality of prediction models set in advance.
設備において取得可能な種々のプロセスデータに基づいて、前記設備に関する所定の物理量を予測値として導出する予測方法であって、
種々の前記プロセスデータのうち、予め選定された複数の前記プロセスデータを1組のデータセットとして取得するデータセット取得工程と、
取得した前記データセットに含まれる前記プロセスデータの異常の有無を診断する入力変数異常診断工程と、
異常有りと診断した前記プロセスデータを省いた、前記データセットに含まれる残りの前記プロセスデータを入力変数として、前記予測値を算出する予測モデルを構築する予測モデル構築工程と、
構築した前記予測モデルから前記予測値を算出する予測値算出工程と、を備えることを特徴とする予測方法。
A prediction method for deriving a predetermined physical quantity related to the facility as a predicted value based on various process data that can be acquired in the facility,
A data set acquisition step of acquiring a plurality of process data selected in advance as a set of data among various types of process data;
An input variable abnormality diagnosis step of diagnosing the presence or absence of abnormality of the process data included in the acquired data set;
Prediction model construction step of constructing a prediction model for calculating the prediction value using the remaining process data included in the data set as an input variable, omitting the process data diagnosed as having an abnormality,
A prediction value calculating step of calculating the prediction value from the constructed prediction model.
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