JP4957406B2 - Batch process analysis system and batch process analysis method - Google Patents
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Description
本発明は、バッチプロセスから取得されたデータに基づいて当該バッチプロセスの状況を解析するバッチプロセス解析システムおよびバッチプロセス解析方法に関する。 The present invention relates to a batch process analysis system and a batch process analysis method for analyzing the status of a batch process based on data acquired from the batch process.
食品/飲料、化学製品、衣料品、石油、素材などを生産しているプロセス製造業には、業界固有のニーズがあり、複雑なプロセスを伴っている。製造工程の工程は、一連の操作を伴うバッチプロセスとなっており、バッチプロセスの監視には、以下の2つの方法が使用されている。
(1)データの重ね合わせ
現在のバッチプロセスのデータ変化が正常か否かを判断するために、現状のデータをトレンド表示し、理想的なバッチデータと重ね合わせて目視で比較する方法である。
(2)自動比較
現在のバッチプロセスと理想的なバッチデータとを自動比較する方法である。この方法では、データ値の閾値による判定や偏差の閾値による判定を行っている。
(1) Data superposition In order to determine whether or not the data change of the current batch process is normal, the current data is displayed as a trend, and superposed with ideal batch data and compared visually.
(2) Automatic comparison This method automatically compares the current batch process and ideal batch data. In this method, determination based on a data value threshold or determination based on a deviation threshold is performed.
このようなシステムを構築するためには、システムのセットアップ時に異常を検知するためのアラーム発生ロジックを作成する必要がある。また、アラーム発生時には、オペレータはアラーム発生ロジックを調べ、異常が起きた機器だけではなく、アラーム発生ロジックやプロセスの知識や過去の経験から関係がありそうな機器についても確認し、適切な操作を実行することが要求される。 In order to construct such a system, it is necessary to create an alarm generation logic for detecting an abnormality during system setup. Also, when an alarm occurs, the operator checks the alarm generation logic and checks not only the device where the abnormality occurred, but also the devices that are likely to be related from the alarm generation logic, process knowledge, and past experience, and performs appropriate operations. It is required to execute.
しかし、データの重ね合わせによる方法では、データを重ねて人間が目視判定しているため、判定基準があいまいになる。また、バッチデータを複数重ねて比較した場合、目視判定では小さな相違を見落とす危険がある。さらに、重ね合わせて比較できるデータ数は限られており、一度に多数のデータを比較することができない。 However, in the method of data superimposition, since a human makes a visual determination by superimposing data, the determination criterion is ambiguous. In addition, when a plurality of batch data are overlaid and compared, there is a risk of overlooking a small difference in visual determination. Furthermore, the number of data that can be overlaid and compared is limited, and a large number of data cannot be compared at one time.
また、自動比較による方法では、閾値判定を行っても、データ値が大きくずれない限り、データ変化の形(トレンドの形)が異なっても異常が検出されず、正確な判定が行えない。また、適切な閾値の設定は難しく煩雑であり、大きな作業負担となる。 In addition, in the method based on automatic comparison, even if threshold determination is performed, unless the data value is significantly deviated, no abnormality is detected even if the data change form (trend shape) is different, and accurate determination cannot be performed. In addition, setting an appropriate threshold value is difficult and cumbersome, resulting in a large work burden.
本発明の目的は、マハラノビス・タグチメソッドを使用することにより、バッチプロセスの状況を容易かつ迅速に解析できる状況解析システムおよび状況解析方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a situation analysis system and a situation analysis method that can easily and quickly analyze the status of a batch process by using the Mahalanobis Taguchi method.
本発明のバッチプロセス解析システムは、バッチプロセスから取得されたデータに基づいて当該バッチプロセスの状況を解析するバッチプロセス解析システムにおいて、バッチプロセスから得られたデータを蓄積するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段に蓄積された前記データに基づいて基準空間を作成する基準空間作成手段と、解析対象となるバッチプロセスからデータを取得するデータ取得手段と、前記基準空間作成手段により作成された前記基準空間に、前記データ取得手段で得られた前記データを入力することでマハラノビス距離を算出する距離算出手段と、前記距離算出手段による算出結果をグラフィック表示する表示手段と、を備え、前記基準空間作成手段は、前記データ蓄積手段に蓄積された正常と判断されるデータに基づいて、正常と判断される基準空間を作成し、前記距離算出手段は、バッチプロセス単位でマハラノビス距離データを算出し、前記表示手段は、同種の複数のバッチプロセスについて前記距離算出手段により算出された複数のマハラノビス距離を比較可能な形態でグラフィック表示することを特徴とする。
このバッチプロセス解析システムによれば、マハラノビス距離の算出によりバッチプロセスの状況を解析するので、目視での判定に頼ることなく、容易かつ迅速に状況を解析できる。
The batch process analysis system of the present invention is a batch process analysis system for analyzing the status of a batch process based on data acquired from the batch process, a data storage means for storing data obtained from the batch process, and the data Reference space creation means for creating a reference space based on the data accumulated in the accumulation means, data acquisition means for obtaining data from a batch process to be analyzed, and the reference space created by the reference space creation means The distance calculation means for calculating the Mahalanobis distance by inputting the data obtained by the data acquisition means, and the display means for graphically displaying the calculation result by the distance calculation means, the reference space creation means Is based on data stored in the data storage means and determined to be normal. The distance calculation means calculates Mahalanobis distance data in batch process units, and the display means calculates the plurality of batch processes of the same type by the distance calculation means. A plurality of Mahalanobis distances are graphically displayed in a comparable form .
According to this batch process analysis system, since the status of the batch process is analyzed by calculating the Mahalanobis distance, the status can be analyzed easily and quickly without relying on visual judgment.
マハラノビス・タグチメソッドにおける貢献度法に基づく計算により、前記距離算出手段で算出されたマハラノビス距離に対するバッチプロセスのデータの貢献度を時間ごとに算出する貢献度算出手段を備え、前記表示手段は、前記貢献度算出手段により算出された前記貢献度のトレンドグラフを表示してもよい。The calculation means includes a contribution degree calculation means for calculating the contribution degree of the data of the batch process to the Mahalanobis distance calculated by the distance calculation means by calculation based on the contribution degree method in the Mahalanobis Taguchi method. You may display the trend graph of the said contribution calculated by the contribution calculation means.
前記データ取得手段は、プラント制御システムからの情報に基づいてバッチ開始からバッチ終了までの間、解析対象となるバッチプロセスからデータを取得し、前記距離算出手段は、プラント制御システムからの情報に基づいて前記バッチ終了後に、前記バッチ開始から前記バッチ終了までの間に取得されたデータを前記基準空間に入力することで、当該バッチについてハラノビス距離を算出してもよい。The data acquisition means acquires data from a batch process to be analyzed from the batch start to the batch end based on information from the plant control system, and the distance calculation means is based on information from the plant control system. Then, after the end of the batch, the data obtained between the start of the batch and the end of the batch may be input to the reference space to calculate the Haranobis distance for the batch.
本発明のバッチプロセス解析方法は、バッチプロセスから取得されたデータに基づいて当該バッチプロセスの状況を解析するバッチプロセス解析方法において、バッチプロセスから得られたデータを蓄積するデータ蓄積ステップと、前記データ蓄積ステップにより蓄積された前記データに基づいて基準空間を作成する基準空間作成ステップと、解析対象となるバッチプロセスからデータを取得するデータ取得ステップと、前記基準空間作成ステップにより作成された前記基準空間に、前記データ取得ステップで得られた前記データを入力することでマハラノビス距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップによる算出結果をグラフィック表示する表示ステップと、を備え、前記基準空間作成ステップでは、前記データ蓄積ステップにより蓄積された正常と判断されるデータに基づいて、正常と判断される基準空間を作成し、前記距離算出ステップでは、バッチプロセス単位でマハラノビス距離データを算出し、前記表示ステップでは、同種の複数のバッチプロセスについて前記距離算出ステップにより算出された複数のマハラノビス距離を比較可能な形態でグラフィック表示することを特徴とする。
このバッチプロセス解析方法によれば、マハラノビス距離の算出によりバッチプロセスの状況を解析するので、目視での判定に頼ることなく、容易かつ迅速に状況を解析できる。
The batch process analysis method of the present invention includes a data accumulation step for accumulating data obtained from a batch process in the batch process analysis method for analyzing the status of the batch process based on data acquired from the batch process, and the data A reference space creation step for creating a reference space based on the data accumulated in the accumulation step, a data acquisition step for obtaining data from a batch process to be analyzed, and the reference space created by the reference space creation step A distance calculation step for calculating the Mahalanobis distance by inputting the data obtained in the data acquisition step, and a display step for graphically displaying a calculation result of the distance calculation step, the reference space creation step In the data storage step, A reference space that is determined to be normal is created based on the data that is determined to be normal stored by the group, and in the distance calculation step, Mahalanobis distance data is calculated in batch process units, and in the display step, the same kind of A plurality of Mahalanobis distances calculated in the distance calculation step for a plurality of batch processes are graphically displayed in a comparable form.
According to this batch process analysis method, since the status of the batch process is analyzed by calculating the Mahalanobis distance, the status can be analyzed easily and quickly without relying on visual judgment.
本発明のバッチプロセス解析システムによれば、マハラノビス距離の算出によりバッチプロセスの状況を解析するので、目視での判定に頼ることなく、容易かつ迅速に状況を解析できる。 According to the batch process analysis system of the present invention, since the status of the batch process is analyzed by calculating the Mahalanobis distance, the status can be analyzed easily and quickly without relying on visual determination.
本発明のバッチプロセス解析方法によれば、マハラノビス距離の算出によりバッチプロセスの状況を解析するので、目視での判定に頼ることなく、容易かつ迅速に状況を解析できる。 According to the batch process analysis method of the present invention, since the status of the batch process is analyzed by calculating the Mahalanobis distance, the status can be analyzed easily and quickly without relying on visual determination.
以下、図1〜図6を参照して、本発明によるバッチプロセス解析システムの実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a batch process analysis system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、一実施形態のバッチプロセス解析システムが適用されたプラント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 illustrating a configuration of a plant control system to which a batch process analysis system according to an embodiment is applied.
図1に示すように、プラント制御システムは、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、フィールドコントローラ2,2,・・・を介してフィールド機器1,1,・・・を統合的に制御するプラント制御サーバ3と、プラントの監視を行うための監視用端末装置4と、を備える。フィールドコントローラ2,2,・・・およびプラント制御サーバ3はネットワーク7を介して互いに接続されている。
As shown in FIG. 1, the plant control system includes
プラント制御サーバ3には、フィールド機器1,1,・・・からのデータ収集やフィールド機器1,1,・・・に対する制御を実行するためのアプリケーションプログラムが実装されている。このプログラムを実行することで、オペレータは、監視用端末装置4を介してプラントの状況を監視することができる。
The plant control server 3 is mounted with an application program for collecting data from the
また、このプラント制御システムには、本実施形態のバッチプロセス解析システムを構成するプラント情報管理サーバ5と、プラント情報管理用端末装置6とが、ネットワーク7を介して接続されている。
In addition, a plant
図1に示すように、プラント情報管理サーバ5は、バッチプロセスから得られたバッチデータを蓄積するデータ蓄積手段51と、データ蓄積手段51に蓄積された上記バッチデータに基づいて基準空間を作成する基準空間作成手段52と、解析対象となるバッチプロセスからバッチデータを取得するデータ取得手段53と、基準空間作成手段52により作成された基準空間に、データ取得手段53で得られたバッチデータを入力することでマハラノビス距離を算出する距離算出手段54と、バッチプロセスのバッチデータの貢献度を算出する貢献度算出手段55と、を構成する。
As shown in FIG. 1, the plant
図2は本実施形態のバッチプロセス解析システム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 batch process analysis system of this embodiment.
図2のステップS1〜ステップS5は、プラント制御システムで発生する異常を監視する動作手順を示している。この手順はプラント情報管理サーバ5の制御に基づき、バッチプロセスの開始に伴って実行される。
Steps S1 to S5 in FIG. 2 show an operation procedure for monitoring an abnormality that occurs in the plant control system. This procedure is executed with the start of the batch process based on the control of the plant
図2のステップS1では、データ取得手段53を介して、プラント制御サーバ3からバッチデータを取得する。取得されるデータには、フィールド機器1,1,・・・から収集された各種プロセスデータが含まれる。
In step S <b> 1 of FIG. 2, batch data is acquired from the plant control server 3 via the
次に、ステップS2では、距離算出手段54において、ステップS1で取得されたバッチデータを基準空間作成手段52により作成された基準空間に入力し、マハラノビス距離を算出するとともに、算出結果をプラント情報管理用端末装置6の画面にグラフ表示する。
Next, in step S2, the distance calculation means 54 inputs the batch data acquired in step S1 into the reference space created by the reference space creation means 52, calculates the Mahalanobis distance, and calculates the calculation result as plant information management. A graph is displayed on the screen of the
次に、ステップS3では、算出されたマハラノビス距離が所定距離よりも大きいか否か判断する。この処理は、データ蓄積手段51に格納された正常期間内の正常なデータ群と、ステップS1で取得されたデータとの間のマハラノビス距離を算出するマハラノビス・タグチメソッドを実行することで、ステップS1で取得されたデータと正常なデータ群との類似性を判定するものである。
Next, in step S3, it is determined whether or not the calculated Mahalanobis distance is greater than a predetermined distance. This process is performed by executing the Mahalanobis Taguchi method for calculating the Mahalanobis distance between the normal data group stored in the data storage means 51 within the normal period and the data acquired in step S1. The similarity between the data acquired in
ステップS3の判断が肯定されれば、取得されたデータが異常であると判定してステップS4へ進む。一方、ステップS3の判断が否定されれば、取得されたデータが正常であると判定してステップS5へ進む。なお、異常と判定するマハラノビス距離の閾値は、ユーザが設定可能としてもよい。 If the determination in step S3 is affirmative, it is determined that the acquired data is abnormal, and the process proceeds to step S4. On the other hand, if the determination in step S3 is negative, it is determined that the acquired data is normal and the process proceeds to step S5. The threshold value of the Mahalanobis distance that is determined to be abnormal may be set by the user.
図3はマハラノビス距離のグラフ表示例を示したものであり、マハラノビス距離が大きくなり判定ラインを超えると、ステップS3において異常と判定する。 FIG. 3 shows a graph display example of the Mahalanobis distance. When the Mahalanobis distance increases and exceeds the determination line, it is determined that there is an abnormality in step S3.
ステップS4では、オペレータにプラントの異常をアラームの発生により通知して、ステップS1へ戻る。 In step S4, the operator is notified of the plant abnormality by the occurrence of an alarm, and the process returns to step S1.
一方、ステップS5では、ステップS1で取得されたバッチデータ(正常なデータ)をデータ蓄積手段51に格納してステップS1へ戻る。このように、データ蓄積手段51には正常なデータのみが格納される。 On the other hand, in step S5, the batch data (normal data) acquired in step S1 is stored in the data storage means 51, and the process returns to step S1. In this way, only normal data is stored in the data storage means 51.
図2のステップS11〜ステップS13は、基準空間の作成手順を示している。この手順はプラント情報管理サーバ5の制御に基づいて実行される。
Steps S11 to S13 in FIG. 2 show a procedure for creating a reference space. This procedure is executed based on the control of the plant
図2のステップS11では、データ蓄積手段51に格納された正常期間内の正常なデータ群を取得する。次いでステップS12では、基準空間作成手段52により、データ蓄積手段51から取得された正常ないし理想的なデータ群に基づいて基準空間を作成する。これらのデータ群は、ユーザによって指定されてもよいし、データ蓄積手段51に正常なデータ群を自動的に蓄積するようにしてもよい。基準空間を作成する材料となる正常なデータ群の蓄積に伴い、ステップS3における異常/正常の判定精度が向上することになる。この基準空間は上記ステップS2において使用されることになる。
In step S11 of FIG. 2, a normal data group within a normal period stored in the data storage means 51 is acquired. Next, in step S12, the reference
次に、ステップS13では、ステップS12で作成された基準空間を保存し、ステップS11へ戻る。 Next, in step S13, the reference space created in step S12 is stored, and the process returns to step S11.
このように、本実施形態では基準空間の作成を繰り返すことで、データ蓄積手段51に逐次格納される最新の正常なデータを基準空間に反映させることができる。なお、基準空間の作成を常に繰り返すことなく、適時、基準空間を更新するようにしてもよい。
Thus, in this embodiment, the latest normal data sequentially stored in the
本実施形態のバッチプロセス解析システムでは、進行中のバッチプロセスの異常を通知するだけでなく、すでに終了しているバッチプロセスについての解析を行い、解析結果をプラント情報管理用端末装置6の画面に表示することができる。
同種のバッチプロセスのバッチデータは、理想的には常に同一データとなる。しかし、実際のバッチデータには、正常ないし理想的なデータからのずれがあり、各バッチデータの異常度はそれぞれのデータについて算出されたマハラノビス距離として把握できる。
In the batch process analysis system according to the present embodiment, not only the abnormality of the ongoing batch process is notified, but also the already completed batch process is analyzed, and the analysis result is displayed on the screen of the plant information
The batch data of the same kind of batch process is ideally always the same data. However, the actual batch data has a deviation from normal or ideal data, and the degree of abnormality of each batch data can be grasped as the Mahalanobis distance calculated for each data.
本実施形態のバッチプロセス解析システムでは、複数の同種のバッチデータについて、それぞれの異常度をマハラノビス距離として解析し、プラント情報管理用端末装置6の画面にグラフ表示する。図4(a)に示すように、同種の複数のバッチプロセスから得られたバッチデータA、バッチデータBおよびバッチデータCは、それぞれ正常ないし理想的なデータからのずれを有している。
In the batch process analysis system of the present embodiment, each abnormality degree is analyzed as a Mahalanobis distance for a plurality of batch data of the same type, and is displayed in a graph on the screen of the plant information
図4(b)は、各バッチデータについて算出されたマハラノビス距離に基づき、各バッチデータの異常度を示す表示画面例である。図4(b)の例では、各バッチデータの異常度がグラフにより示されており、バッチデータAおよびバッチデータBと比較してバッチデータCの異常度が高いことが示されている。このように、本実施形態のバッチプロセス解析システムでは、複数のバッチデータについて同時に解析が可能である。なお、図4(b)の例では、オペレータにマハラノビス距離を意識させないよう、マハラノビス距離を各バッチデータの異常度として表示しているが、各バッチデータのマハラノビス距離を直接的に表示してもよい。 FIG. 4B is a display screen example showing the degree of abnormality of each batch data based on the Mahalanobis distance calculated for each batch data. In the example of FIG. 4B, the degree of abnormality of each batch data is shown by a graph, and the degree of abnormality of batch data C is higher than that of batch data A and batch data B. As described above, the batch process analysis system according to this embodiment can simultaneously analyze a plurality of batch data. In the example of FIG. 4B, the Mahalanobis distance is displayed as the degree of abnormality of each batch data so as not to make the operator aware of the Mahalanobis distance, but even if the Mahalanobis distance of each batch data is directly displayed. Good.
さらに、本実施形態のバッチプロセス解析システムでは、個々のバッチデータについての異常に対する影響度を時間帯ごとに算出し、プラント情報管理用端末装置6の画面にグラフ表示する。
Furthermore, in the batch process analysis system of the present embodiment, the degree of influence of each batch data on the abnormality is calculated for each time zone, and displayed on the screen of the plant information
実施形態のバッチプロセス解析システムでは、プラント情報管理用端末装置6を介してバッチデータについて影響度の算出が要求された場合、貢献度算出手段55(図1)は、当該バッチデータについて時間帯別にマハラノビス距離に貢献した程度(貢献度)を計算し、計算された貢献度が影響度として表示される。なお、貢献度を算出する貢献度法は、マハラノビス・タグチメソッドにおいてマハラノビス距離の計算に使用した個々のデータの影響の大きさを計算するための方法である。時間帯ごとのデータについて貢献度法を適用することにより、異常発生の原因となった時間帯を特定することができる。
In the batch process analysis system of the embodiment, when the calculation of the influence degree is requested for the batch data via the plant information
図5は、時間帯別影響度の画面表示例を示す図である。この例では、異常度の高いバッチデータC(図4)について、時間帯別影響度が表示されている。このように、バッチデータの影響度を時間帯ごとに把握できるため、オペレータは異常発生の原因やメカニズムを容易に解析できる。なお、貢献度を影響度として表示する代わりに、時間帯別の貢献度を直接的に表示してもよい。 FIG. 5 is a diagram illustrating a screen display example of the influence degree by time zone. In this example, the time zone influence degree is displayed for batch data C (FIG. 4) having a high degree of abnormality. Thus, since the influence degree of batch data can be grasped | ascertained for every time slot | zone, an operator can analyze the cause and mechanism of abnormality occurrence easily. Instead of displaying the contribution level as the influence level, the contribution level for each time period may be directly displayed.
以上のように、本実施形態のバッチプロセス解析システムでは、マハラノビス距離の算出により、特定のバッチデータと、正常ないし理想的なバッチデータとの類似性を数値として表現できるため、目視検査とは異なり客観的で正確な判定が可能となる。ユーザは、データの重ね合わせによりチェックする必要がない。 As described above, in the batch process analysis system of the present embodiment, the similarity between specific batch data and normal or ideal batch data can be expressed as a numerical value by calculating the Mahalanobis distance, which is different from visual inspection. Objective and accurate determination is possible. The user does not need to check by overlaying data.
また、閾値判定のように上下限となどを設定する必要がなく、基準となるバッチデータを定めるだけでよい。マハラノビス・タグチメソッドによりデータ変化の形を介して比較できるため、閾値設定では困難な値の小さな変化も捉えることができる。また、相違の大きさについてもマハラノビス距離の値により表現できる。 Further, it is not necessary to set upper and lower limits and the like as in the threshold determination, and it is only necessary to determine batch data as a reference. The Mahalanobis-Taguchi method can be compared through the form of data changes, so it is possible to capture small changes in values that are difficult to set with thresholds. Also, the magnitude of the difference can be expressed by the value of Mahalanobis distance.
また、データの重ね合わせでは、比較できるデータ数が限られるが、本発明によれば、多数のバッチデータについて、マハラノビス距離や貢献度を一度に算出することで同時に解析を行うことができる。 Further, in the data superposition, the number of data that can be compared is limited. However, according to the present invention, it is possible to simultaneously analyze a lot of batch data by calculating the Mahalanobis distance and the contribution degree at a time.
ところで、バッチプロセスの工程監視や運転監視を行うことでプラントオペレーションを支援する運転支援システムには、定常運転監視や非定常運転監視を行う機能があり、本発明によるバッチプロセス解析方法を監視ロジックとして取り込むことができる。 By the way, an operation support system that supports plant operation by performing process monitoring and operation monitoring of a batch process has a function of monitoring steady operation and unsteady operation, and the batch process analysis method according to the present invention is used as monitoring logic. Can be captured.
図6は、運転支援システムの監視ロジックとして本発明によるバッチプロセス解析方法を取り込んだ場合の動作例を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing an operation example when the batch process analysis method according to the present invention is incorporated as the monitoring logic of the driving support system.
図6のステップS31では、プラント制御システムにおいてバッチ開始のイベントが発生し、これが運転支援システムに通知されるのを待って、ステップS32へ進む。 In step S31 of FIG. 6, a batch start event occurs in the plant control system, and this is notified to the operation support system, and then the process proceeds to step S32.
ステップS32では、バッチデータの取得を実行する。次に、ステップS33では、プラント制御システムにおいてバッチ終了のイベントが発生し、これが運転支援システムに通知されたか否か判断する。この判断が肯定されればステップS34へ進んでバッチデータの取得を終了し、否定されればステップS33においてバッチデータの取得を継続する。 In step S32, batch data acquisition is executed. Next, in step S33, it is determined whether a batch end event has occurred in the plant control system and this has been notified to the operation support system. If this determination is affirmed, the process proceeds to step S34 to end the acquisition of batch data. If the determination is negative, acquisition of the batch data is continued in step S33.
次に、ステップS35では、取得されたバッチデータを既に作成されている基準空間に入力することで、マハラノビス距離を算出する。なお、基準空間は、事前に登録された正常ないし理想的なバッチデータに基づいて作成される。次にステップS36では、オペレータの指示に従ってバッチデータの解析を実行し、ステップS36では、解析結果を出力して処理を終了する。バッチデータの解析には、時間帯ごとの貢献度の計算も含まれる。 Next, in step S35, the Mahalanobis distance is calculated by inputting the acquired batch data into the already created reference space. The reference space is created based on normal or ideal batch data registered in advance. Next, in step S36, the analysis of the batch data is executed according to the instruction of the operator, and in step S36, the analysis result is output and the process is terminated. The analysis of batch data includes the calculation of contributions for each time period.
このように、本発明によるバッチプロセス解析方法を運転支援システムに適用することで、バッチプロセスの工程監視や運転監視を容易かつ正確に行うことができる。解析の結果、バッチプロセスが異常と判断された場合に、プラント制御システム、その他のシステムへイベント通知を行ってもよい。また、ユーザに対しメールやアラームで異常を通知してもよい。 Thus, by applying the batch process analysis method according to the present invention to the operation support system, it is possible to easily and accurately perform process monitoring and operation monitoring of the batch process. As a result of the analysis, when it is determined that the batch process is abnormal, an event notification may be sent to the plant control system and other systems. Further, the user may be notified of the abnormality by mail or alarm.
以上説明したように、本発明のバッチプロセス解析システムによれば、マハラノビス距離の算出によりバッチプロセスの状況を解析するので、目視での判定に頼ることなく、容易かつ迅速に状況を解析できる。 As described above, according to the batch process analysis system of the present invention, since the status of the batch process is analyzed by calculating the Mahalanobis distance, the status can be easily and quickly analyzed without relying on visual determination.
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、バッチプロセスからのデータに基づく解析を行う場面に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 scenes in which analysis based on data from a batch process is performed.
5 プラント情報管理サーバ
51 データ蓄積手段
52 基準空間作成手段
53 データ取得手段
54 距離算出手段
55 貢献度算出手段
5 Plant
Claims (4)
バッチプロセスから得られたデータを蓄積するデータ蓄積手段と、
前記データ蓄積手段に蓄積された前記データに基づいて基準空間を作成する基準空間作成手段と、
解析対象となるバッチプロセスからデータを取得するデータ取得手段と、
前記基準空間作成手段により作成された前記基準空間に、前記データ取得手段で得られた前記データを入力することでマハラノビス距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段による算出結果をグラフィック表示する表示手段と、
を備え、
前記基準空間作成手段は、前記データ蓄積手段に蓄積された正常と判断されるデータに基づいて、正常と判断される基準空間を作成し、
前記距離算出手段は、バッチプロセス単位でマハラノビス距離データを算出し、
前記表示手段は、同種の複数のバッチプロセスについて前記距離算出手段により算出された複数のマハラノビス距離を比較可能な形態でグラフィック表示することを特徴とするバッチプロセス解析システム。 In the batch process analysis system that analyzes the status of the batch process based on the data acquired from the batch process,
Data storage means for storing data obtained from the batch process;
Reference space creation means for creating a reference space based on the data stored in the data storage means;
Data acquisition means for acquiring data from the batch process to be analyzed;
Distance calculation means for calculating Mahalanobis distance by inputting the data obtained by the data acquisition means to the reference space created by the reference space creation means;
Display means for graphically displaying the calculation result by the distance calculation means;
With
The reference space creating means creates a reference space determined to be normal based on data determined to be normal stored in the data storage means,
The distance calculation means calculates Mahalanobis distance data in batch process units,
The batch display analysis system characterized in that the display means graphically displays a plurality of Mahalanobis distances calculated by the distance calculation means for a plurality of batch processes of the same type in a form that can be compared .
前記表示手段は、前記貢献度算出手段により算出された前記貢献度のトレンドグラフを表示することを特徴とする請求項1に記載のバッチプロセス解析システム。 By means of a calculation based on the contribution method in the Mahalanobis Taguchi method, it is provided with a contribution calculation means for calculating the contribution of batch process data to the Mahalanobis distance calculated by the distance calculation means for each hour,
The batch process analysis system according to claim 1, wherein the display unit displays a trend graph of the contribution calculated by the contribution calculation unit .
前記距離算出手段は、プラント制御システムからの情報に基づいて前記バッチ終了を認識し、前記バッチ終了後に、前記バッチ開始から前記バッチ終了までの間に取得されたデータを前記基準空間に入力することで、当該バッチについてハラノビス距離を算出することを特徴とする請求項1または2に記載のバッチプロセス解析システム。The distance calculating means recognizes the end of the batch based on information from a plant control system, and inputs data acquired from the start of the batch to the end of the batch into the reference space after the end of the batch. The batch process analysis system according to claim 1, wherein the Halanobis distance is calculated for the batch.
バッチプロセスから得られたデータを蓄積するデータ蓄積ステップと、A data accumulation step for accumulating data obtained from the batch process;
前記データ蓄積ステップにより蓄積された前記データに基づいて基準空間を作成する基準空間作成ステップと、A reference space creation step of creating a reference space based on the data accumulated by the data accumulation step;
解析対象となるバッチプロセスからデータを取得するデータ取得ステップと、A data acquisition step for acquiring data from the batch process to be analyzed;
前記基準空間作成ステップにより作成された前記基準空間に、前記データ取得ステップで得られた前記データを入力することでマハラノビス距離を算出する距離算出ステップと、A distance calculating step of calculating a Mahalanobis distance by inputting the data obtained in the data acquisition step to the reference space created by the reference space creating step;
前記距離算出ステップによる算出結果をグラフィック表示する表示ステップと、A display step for graphically displaying a calculation result of the distance calculation step;
を備え、With
前記基準空間作成ステップでは、前記データ蓄積ステップにより蓄積された正常と判断されるデータに基づいて、正常と判断される基準空間を作成し、In the reference space creation step, based on the data determined to be normal accumulated by the data accumulation step, create a reference space determined to be normal,
前記距離算出ステップでは、バッチプロセス単位でマハラノビス距離データを算出し、In the distance calculation step, Mahalanobis distance data is calculated in batch process units,
前記表示ステップでは、同種の複数のバッチプロセスについて前記距離算出ステップにより算出された複数のマハラノビス距離を比較可能な形態でグラフィック表示することを特徴とするバッチプロセス解析方法。In the display step, a plurality of Mahalanobis distances calculated in the distance calculation step for a plurality of batch processes of the same type are graphically displayed in a form that can be compared.
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