JP6523815B2 - Plant diagnostic device and plant diagnostic method - Google Patents

Plant diagnostic device and plant diagnostic method Download PDF

Info

Publication number
JP6523815B2
JP6523815B2 JP2015124353A JP2015124353A JP6523815B2 JP 6523815 B2 JP6523815 B2 JP 6523815B2 JP 2015124353 A JP2015124353 A JP 2015124353A JP 2015124353 A JP2015124353 A JP 2015124353A JP 6523815 B2 JP6523815 B2 JP 6523815B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plant
diagnostic
diagnosis
abnormality
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015124353A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017010232A (en
Inventor
孝朗 関合
孝朗 関合
林 喜治
喜治 林
達矢 前田
達矢 前田
和貴 定江
和貴 定江
正博 村上
正博 村上
深井 雅之
雅之 深井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2015124353A priority Critical patent/JP6523815B2/en
Priority to PCT/JP2016/065373 priority patent/WO2016208315A1/en
Priority to CN201680036343.0A priority patent/CN107710089B/en
Publication of JP2017010232A publication Critical patent/JP2017010232A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6523815B2 publication Critical patent/JP6523815B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04Manufacturing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Description

本発明はプラントの状態異常を診断するプラント診断装置及びプラント診断方法に関する。 The present invention relates to a plant diagnostic device and a plant diagnostic method for diagnosing a status abnormality of a plant.

プラントの診断装置は、プラントに異常な過渡事象や事故等が生じた際に、プラントからの計測データを基にその異常や事故の発生を検知する。   When an abnormal transient event or an accident or the like occurs in the plant, the plant diagnosis device detects the occurrence of the abnormality or the accident based on measurement data from the plant.

特許文献1には、クラスタリング技術の1つである適応共鳴理論(Adaptive Resonance Theory(ART))を用いた診断装置が開示されている。ここでARTとは、多次元のデータをその類似度に応じてカテゴリに分類する理論である。   Patent Document 1 discloses a diagnostic device using Adaptive Resonance Theory (ART), which is one of clustering techniques. Here, ART is a theory that classifies multi-dimensional data into categories according to their degree of similarity.

上記技術においては、まずARTを用いて正常時の計測データを複数のカテゴリ(正常カテゴリ)に分類する。次に、現在の計測データをARTに入力してカテゴリに分類する。この計測データが正常カテゴリに分類できない時は、新しいカテゴリ(新規カテゴリ)を生成する。新規カテゴリの発生は、プラントの状態が変化したことを意味する。そこで、異常の発生を新規カテゴリの発生で判断することとし、新規カテゴリの発生率が閾値を越えた場合に異常と診断する。   In the above-described technology, first, measurement data in a normal state is classified into a plurality of categories (normal categories) using ART. Next, current measurement data is input to ART and classified into categories. If this measurement data can not be classified as a normal category, a new category (new category) is generated. The occurrence of a new category means that the state of the plant has changed. Therefore, the occurrence of an abnormality is determined on the basis of the occurrence of a new category, and the occurrence of a new category is diagnosed as an abnormality when it exceeds a threshold.

特開2005−165375号公報JP 2005-165375 A

クラスタリング技術では、クラスタの大きさ(ARTではカテゴリーの大きさ)を決定するパラメータがある。このパラメータを分解能パラメータと呼ぶ。一般に、あるデータをクラスタに分類する際に、分解能を粗く設定するとクラスタの数が少なくなり、分解能を細かく設定するとクラスタの数が多くなる。   In clustering techniques, there are parameters that determine the size of the cluster (in ART, the size of the category). This parameter is called a resolution parameter. In general, when certain data is classified into clusters, setting the resolution roughly reduces the number of clusters, and setting the resolution finely increases the number of clusters.

異常診断にクラスタリングを用いる際、新規カテゴリが発生するデータ傾向の変化幅は、分解能が粗い場合と細かい場合で異なる。分解能が粗い場合に新規カテゴリが発生すると、データ傾向が正常時とは大きく変化しているため、機器が異である確度は高い。一方、分解能が細かい場合は計測ノイズのような微小な傾向の変化を検知している可能性があるため、異常である確度は低い。このように、クラスタの大きさを決定するパラメータの設定値が異なると、異常検知時に異常が発生している確度は異なる。   When clustering is used for abnormality diagnosis, the change width of the data tendency that a new category generates differs depending on whether the resolution is coarse or fine. If a new category is generated when the resolution is coarse, the data tendency is largely changed from that in the normal state, so the probability that the device is different is high. On the other hand, when the resolution is fine, there is a possibility that a slight tendency change such as measurement noise may be detected, so the probability of being abnormal is low. As described above, when the setting values of the parameters for determining the cluster size are different, the probability that an abnormality occurs at the time of abnormality detection is different.

一般には診断手法が異なると、異常検知性能が異なるため、異常検知時に異常が発生している確度が異なる。   In general, when the diagnosis method is different, the abnormality detection performance is different, so the probability that an abnormality occurs at the time of abnormality detection is different.

また、異常検知した際にプラントを停止して保守・修理することが機器の故障回避には有効であるが、保守・修理のための費用、またプラントを停止した期間の機会損失が発生する。そのため、軽微な故障であれば定期検査まで運転を継続することもある。その一方、異常を放置した結果、機器が故障・破損してしまい、保守・修理した場合よりも損失が大きくなる可能性がある。   In addition, stopping the plant and performing maintenance / repair when detecting an abnormality is effective for failure prevention of the equipment, but costs for maintenance / repair and opportunity loss during a period when the plant is shut down occur. Therefore, if there is a minor failure, operation may be continued until the periodic inspection. On the other hand, as a result of leaving the abnormality, the device may be broken or damaged, and the loss may be larger than that in the case of maintenance or repair.

現状は異常を検知した際、異常に対処すべきか否かはプラント運転の経験で判断しているが、異常を放置した場合のリスク(損失予想額)を基に判断することが望ましい。   In the present situation, when an abnormality is detected, it is judged based on the plant operation experience whether or not the abnormality should be dealt with, but it is desirable to judge based on the risk (loss expected amount) when leaving the abnormality.

上記課題を解決するために本発明は、プラントの状態異常を診断する複数の診断手段を備えたプラント診断装置において、前記プラントの状態に関する計測信号データ及び過去の状態異常に関する設備管理情報データに基づいて、前記複数の診断手段それぞれの前記状態異常の検知に係る確度を求め、前記確度及び状態異常に伴う損失額に基づいて損失予想額を評価する総合診断手段を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention relates to a plant diagnosis apparatus comprising a plurality of diagnosis means for diagnosing a state abnormality of a plant, based on measurement signal data on the state of the plant and facility management information data on a past state abnormality. It is characterized in that it comprises comprehensive diagnostic means for obtaining the certainty related to detection of the condition abnormality of each of the plurality of diagnosis means, and evaluating the expected loss amount based on the certainty and the loss amount accompanying the condition abnormality.

異常検知時に損失予想額を求め、検知した異常に対処するか否かの判断に有用な情報を提供できる。   It is possible to obtain an expected loss amount at the time of abnormality detection, and to provide useful information for determining whether to cope with the detected abnormality.

本発明の第1の実施例である診断装置を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the diagnostic device which is the 1st example of the present invention. 診断装置の評価モードと診断モードにおける総合診断手段の動作を説明するフローチャート図である。It is a flowchart figure explaining operation | movement of the comprehensive diagnostic means in evaluation mode and diagnostic mode of a diagnostic device. 評価モードおよび診断モードを動作させるタイミングを説明する図である。It is a figure explaining the timing which operates evaluation mode and a diagnostic mode. 計測信号データベースと設備管理情報データベースに保存されるデータの態様を説明する図である。It is a figure explaining the aspect of the data preserve | saved to a measurement signal database and an installation management information database. 診断結果データベースに保存されるデータの態様を説明する図である。It is a figure explaining the aspect of the data preserve | saved at a diagnostic result database. 適応共鳴理論の説明図である。It is explanatory drawing of an adaptive resonance theory. 計測信号を、カテゴリに分類した結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a result which classify | categorized the measurement signal into a category. カテゴリのサイズと検知タイミング、確度、損失予想額の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relation between the size of a category, detection timing, accuracy, and a loss expected amount. 各診断手段の検知結果と損失予想額の経時変化を説明する図である。It is a figure explaining the time-dependent change of the detection result of each diagnostic means, and the loss estimated amount. 確度の補正方法を説明する図である。It is a figure explaining the correction method of accuracy. 画面表示装置に表示する画面の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the Example of the screen displayed on a screen display apparatus. 画面表示装置に表示する画面の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the Example of the screen displayed on a screen display apparatus. モデル診断を説明する図である。It is a figure explaining model diagnosis. クラスタリング診断、モデル診断を併用することによる効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect by combining clustering diagnosis and model diagnosis. 本発明の診断装置を火力プラントに適用した際の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the Example at the time of applying the diagnostic device of the present invention to a thermal power plant.

本発明の実施に好適な診断装置について、図面を参照して以下に説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、下記具体的内容に発明自体が限定されることを意図する趣旨ではない。   A diagnostic device suitable for the implementation of the present invention is described below with reference to the drawings. The following is merely an example of the embodiment and is not intended to limit the invention itself to the following specific contents.

図1は本発明の第1の実施例である診断装置を説明するブロック図である。診断装置200は、プラント100、画面表示装置800、外部入力装置900と接続しており、プラント100を監視・診断する。また、診断装置200は、各機器又は装置間で通信を実行する通信部、コンピュータや計算機サーバ(CPU:Central Processing Unit)、メモリ、各種データベースDBなどが有線又は無線接続されて構成される。また、外部入力装置900は、キーボードスイッチ、マウス等のポインティング装置、タッチパネル、音声指示装置等で構成され、画面表示装置800は、ディスプレイ等で構成される。   FIG. 1 is a block diagram for explaining a diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. The diagnostic device 200 is connected to the plant 100, the screen display device 800, and the external input device 900, and monitors and diagnoses the plant 100. Further, the diagnostic device 200 is configured by a communication unit that executes communication among the devices or devices, a computer or computer server (CPU: Central Processing Unit), a memory, various databases DB, etc. by wired or wireless connection. Further, the external input device 900 is configured by a keyboard switch, a pointing device such as a mouse, a touch panel, a voice instruction device, and the like, and the screen display device 800 is configured by a display and the like.

診断装置200は、演算装置として総合診断手段400、診断手段500を備えている。診断手段500は複数備えられており、その数は任意に設定可能である。また、診断装置200はデータベースとして計測信号データベース300、設備管理情報データベース310、診断結果データベース320を備える。尚、図1ではデータベースをDBと略記している。   The diagnostic device 200 includes a comprehensive diagnostic unit 400 and a diagnostic unit 500 as an arithmetic device. A plurality of diagnostic means 500 are provided, and the number can be set arbitrarily. Further, the diagnostic device 200 includes a measurement signal database 300, an equipment management information database 310, and a diagnosis result database 320 as a database. In FIG. 1, the database is abbreviated as DB.

計測信号データベース300、設備管理情報データベース310、診断結果データベース320には、電子化された情報が保存されており、通常電子ファイル(電子データ)と呼ばれる形態で情報が保存される。   The measurement signal database 300, the facility management information database 310, and the diagnosis result database 320 store digitized information, and save the information in a form generally called an electronic file (electronic data).

また、診断装置200は、外部とのインターフェイスとして外部入力インターフェイス210及び外部出力インターフェイス220を備えている。   The diagnostic device 200 also includes an external input interface 210 and an external output interface 220 as an interface with the outside.

そして、外部入力インターフェイス210を介してプラント100の運転状態である各種状態量を計測した計測信号1と、外部入力装置900に備えられているキーボード910及びマウス920の操作で作成する外部入力信号2が診断装置200に取り込まれる。また、外部出力インターフェイス220を介して、総合診断結果信号12を画面表示装置800に出力する。   Then, measurement signals 1 obtained by measuring various state quantities, which are operating states of the plant 100, through the external input interface 210, and external input signals 2 generated by operating the keyboard 910 and the mouse 920 provided in the external input device 900. Are taken into the diagnostic device 200. Also, the integrated diagnosis result signal 12 is output to the screen display device 800 via the external output interface 220.

図1に示した診断装置200において、プラント100の各種状態量を計測した計測信号1は外部入力インターフェイス210を介して取り込まれる。診断装置200に取り込まれた計測信号3は、計測信号データベース300に保存する。また、プラント100で発生した故障情報、保守情報などの設備管理情報は、キーボード910及びマウス920の操作によって生成した外部入力信号2によって診断装置200に取り込まれる。診断装置200に取り込まれた設備管理情報信号4は、設備管理情報データベース310に保存する。   In the diagnostic device 200 shown in FIG. 1, measurement signals 1 obtained by measuring various state quantities of the plant 100 are taken in via the external input interface 210. The measurement signal 3 taken into the diagnostic device 200 is stored in the measurement signal database 300. Further, facility management information such as failure information and maintenance information generated in the plant 100 is taken into the diagnostic device 200 by the external input signal 2 generated by the operation of the keyboard 910 and the mouse 920. The facility management information signal 4 taken into the diagnostic device 200 is stored in the facility management information database 310.

診断装置200は、評価モードと診断モードの二つの処理モードを持つ。評価モードと診断モードのフローチャートと総合診断手段400、診断手段500の動作については、図1、2を引用しながら後述する。   The diagnostic device 200 has two processing modes, an evaluation mode and a diagnostic mode. The flowcharts of the evaluation mode and the diagnosis mode and the operations of the comprehensive diagnosis means 400 and the diagnosis means 500 will be described later with reference to FIGS.

なお、本実施例の診断装置200においては、総合診断手段400、診断手段500、計測信号データベース300、設備管理情報データベース310、診断結果データベース320が診断装置200の内部に備えられているが、これらの一部の装置を診断装置200の外部に配置し、データのみを装置間で通信するようにしてもよい。   In the diagnostic device 200 of the present embodiment, the comprehensive diagnostic means 400, the diagnostic means 500, the measurement signal database 300, the equipment management information database 310, and the diagnostic result database 320 are provided inside the diagnostic device 200. Some of the devices may be disposed outside the diagnostic device 200, and only data may be communicated between the devices.

また、診断装置200に設置されたデータベースに保存されている情報は、その全ての情報を画面表示装置100に表示でき、これらの情報は外部入力装置900を操作して生成する外部入力信号1で修正することができる。   Further, all information stored in the database installed in the diagnostic device 200 can be displayed on the screen display device 100, and such information is generated by operating the external input device 900 with the external input signal 1 It can be corrected.

本実施例では、外部入力装置900をキーボードとマウスで構成しているが、音声入力のためのマイク、タッチパネルなど、データを入力するための装置であれば良い。   In the present embodiment, the external input device 900 is configured of a keyboard and a mouse, but any device for inputting data, such as a microphone for voice input or a touch panel may be used.

また、本発明の実施形態として、診断方法、診断装置200を動作させて得られた情報を提供する情報提供サービスとしても実施可能であることは言うまでもない。   Moreover, it goes without saying that the present invention can also be implemented as an information providing service that provides information obtained by operating the diagnostic method and the diagnostic device 200 as an embodiment of the present invention.

図2は、診断装置200の評価モードと診断モードにおける総合診断手段400の動作を説明するフローチャート図である。   FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the comprehensive diagnostic means 400 in the evaluation mode and the diagnostic mode of the diagnostic device 200.

図2(a)は、評価モードのフローチャート図である。   FIG. 2A is a flowchart of the evaluation mode.

まずステップ2000では、総合診断手段400は計測信号データベース300に保存されている所定期間中の計測信号5を抽出する。   First, in step 2000, the comprehensive diagnostic means 400 extracts the measurement signal 5 in a predetermined period stored in the measurement signal database 300.

ステップ2010では、総合診断手段400は計測信号9を診断手段500に送信する。診断手段500は計測信号9を処理してプラント100の状態を診断し、診断結果10を総合診断手段400に送信する。総合診断手段400では、受信した診断結果10をまとめ、診断結果データベース情報8を診断結果データベース320に送信し、保存する。   In step 2010, the comprehensive diagnostic means 400 transmits the measurement signal 9 to the diagnostic means 500. The diagnostic means 500 processes the measurement signal 9 to diagnose the state of the plant 100, and transmits the diagnostic result 10 to the comprehensive diagnostic means 400. The comprehensive diagnostic means 400 collects the received diagnostic results 10, transmits the diagnostic result database information 8 to the diagnostic result database 320, and stores it.

ステップ2020では、総合診断手段400では設備管理情報データベース310に保存されている設備管理情報信号6を抽出する。   In step 2020, the comprehensive diagnostic means 400 extracts the facility management information signal 6 stored in the facility management information database 310.

ステップ2030では、診断結果データベース320に保存されている診断結果データベース情報7の各診断手段の検知結果と、ステップ2020で抽出した設備管理情報信号6を比較し、確度と平均リードタイムを計算する。ここで、確度は故障回数と検知回数で除算することで求める。また、平均リードタイムは、閾値判定で検知した時刻から該当する診断手段で検知した時刻を引くことで求める時間であり、どのくらい早期に検知したかを示す時間である。ステップ2030で求めた各診断手段の確度、平均リードタイムは診断結果データベース320に保存する。   In step 2030, the detection result of each diagnosis means of the diagnosis result database information 7 stored in the diagnosis result database 320 is compared with the facility management information signal 6 extracted in step 2020 to calculate the accuracy and the average lead time. Here, the accuracy is obtained by dividing the number of failures by the number of detections. The average lead time is a time obtained by subtracting the time detected by the corresponding diagnostic means from the time detected by the threshold determination, and is a time indicating how early the detection is performed. The accuracy and average lead time of each diagnostic means determined in step 2030 are stored in the diagnostic result database 320.

ステップ2040では、総合診断手段400は診断結果データベース320に保存されている診断結果データベース情報7を抽出し、総合診断結果信号11として外部出力インターフェイス220に送信する。総合診断結果信号12は画像表示装置800に送信され、画面表示装置800に表示する。   At step 2040, the comprehensive diagnostic means 400 extracts the diagnostic result database information 7 stored in the diagnostic result database 320 and transmits it as the comprehensive diagnostic result signal 11 to the external output interface 220. The comprehensive diagnosis result signal 12 is transmitted to the image display device 800 and displayed on the screen display device 800.

図2(b)は、診断モードの動作を説明するフローチャート図である。   FIG. 2 (b) is a flow chart for explaining the operation of the diagnostic mode.

ステップ2100では、総合診断手段400は計測信号データベースに保存されている診断する期間の運転データ5を抽出する。   In step 2100, the comprehensive diagnostic means 400 extracts the operation data 5 of the diagnosis period stored in the measurement signal database.

ステップ2110では、総合診断手段400は計測信号9を診断手段500に送信する。診断手段500は計測信号9を処理してプラント100の状態を診断し、診断結果10を総合診断手段400に送信する。総合診断手段400では、受信した診断結果10をまとめ、診断結果データベース情報8を診断結果データベース320に送信し、保存する。   At step 2110, the comprehensive diagnostic means 400 transmits the measurement signal 9 to the diagnostic means 500. The diagnostic means 500 processes the measurement signal 9 to diagnose the state of the plant 100, and transmits the diagnostic result 10 to the comprehensive diagnostic means 400. The comprehensive diagnostic means 400 collects the received diagnostic results 10, transmits the diagnostic result database information 8 to the diagnostic result database 320, and stores it.

ステップ2120では、異常検知の有無を評価し、異常を検知した診断手段が有りの場合はステップ2130に進み、無しの場合はステップ2160に進む。   In step 2120, the presence or absence of abnormality detection is evaluated, and if there is a diagnosis unit that detects an abnormality, the process proceeds to step 2130, and if not, the process proceeds to step 2160.

ステップ2130では、総合診断手段400は診断結果データベース320に保存されている診断結果データベース情報7を抽出し、ステップ2120で異常を検知した診断手段に関する確度の情報を把握する。   At step 2130, the comprehensive diagnostic means 400 extracts the diagnostic result database information 7 stored in the diagnostic result database 320, and at step 2120 grasps the information on the certainty about the diagnostic means which has detected the abnormality.

ステップ2140では、総合診断手段400は設備管理情報データベース310に保存されている設備管理情報6を抽出し、故障による損失額を把握する。   In step 2140, the comprehensive diagnostic means 400 extracts the facility management information 6 stored in the facility management information database 310, and grasps the loss amount due to failure.

ステップ2150では、総合診断手段400はステップ2130で抽出した確度とステップ2140で抽出した損失額に基づいて損失予想額を計算する。損失予想額は、確度と損失額を掛け合わせたり、所定のバラメータを用いて評価するなど複数の求め方があることはいうまでもない。   In step 2150, the comprehensive diagnostic means 400 calculates the expected loss amount based on the accuracy extracted in step 2130 and the loss amount extracted in step 2140. It is needless to say that there are a plurality of ways to calculate the expected loss amount, such as multiplying the accuracy and the loss amount, or evaluating using a predetermined parameter.

ステップ2160では、各診断手段の検知結果と、異常検知した診断手段が有りの場合はステップ2150で計算した損失予想額を画面表示装置800に表示する。   At step 2160, the detection result of each diagnostic means and the expected loss calculated at step 2150 are displayed on the screen display device 800 if there are any diagnostic means detected as abnormal.

このように、本発明の診断装置200では、診断手段500で異常を検知した時に、損失予想額を表示することで、検知した異常に対処するか否かの判断に有用な情報を提供できる。   As described above, the diagnostic device 200 of the present invention can provide information useful for judging whether or not the detected abnormality is to be dealt with by displaying the expected loss amount when the abnormality is detected by the diagnostic means 500.

図3は、評価モードおよび診断モードを動作させるタイミングを説明する図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining the timing for operating the evaluation mode and the diagnostic mode.

図3(a)に示す方法では、一定期間運転データを蓄積した後、評価モードを1回動作させて、診断モードを一定周期で動作する。   In the method shown in FIG. 3A, after accumulating operation data for a fixed period, the evaluation mode is operated once and the diagnosis mode is operated at a fixed cycle.

図3(b)に示す方法では、評価モードを一定間隔で動作させ、診断結果データベース320に保存する確度、平均リードタイムのデータをアップデートさせた上で、診断モードを動作させる。   In the method shown in FIG. 3B, the evaluation mode is operated at constant intervals, the data of the accuracy and the average lead time stored in the diagnosis result database 320 are updated, and then the diagnosis mode is operated.

図3(c)に示す方法では、ユーザーからの指示があったときに、評価モードを動作させる。任意のタイミングで評価モードを実行し、確度、平均リードタイムをアップデートし、診断モードを動作させる。   In the method shown in FIG. 3C, the evaluation mode is operated when instructed by the user. Execute evaluation mode at any timing, update accuracy, average lead time, and operate diagnostic mode.

尚、本実施例で述べたタイミング以外にも、評価モードと診断モードを動作させるタイミングは任意に設定することが可能である。   In addition to the timing described in the present embodiment, the timing for operating the evaluation mode and the diagnostic mode can be set arbitrarily.

図4は計測信号データベース300と設備管理情報データベース310に保存されるデータの態様を説明する図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining an aspect of data stored in the measurement signal database 300 and the facility management information database 310. As shown in FIG.

図4(a)に示すように、計測信号データベース300には、プラント100に対して計測した運転データである計測信号1(図では、データ項目A、B、Cを記載)の値が、サンプリング周期(縦軸の時刻)毎に保存される。   As shown in FIG. 4A, in the measurement signal database 300, the values of the measurement signal 1 (data items A, B, and C are shown in the figure), which are operation data measured for the plant 100, are sampled. It is stored for each cycle (time on the vertical axis).

表示画面301において縦横に移動可能なスクロールボックス302及び303を用いることにより、広範囲のデータをスクロール表示することができる。   A wide range of data can be scrolled by using the scroll boxes 302 and 303 which can move vertically and horizontally on the display screen 301.

図4(b)に示すように、設備管理情報データベース310には故障内容、対策費用、故障回避に必要なリードタイム、故障による停止日数、プラント停止によって発生した機会損失額などの故障情報が保存される。   As shown in FIG. 4 (b), the facility management information database 310 stores fault information such as fault contents, countermeasure cost, lead time necessary for fault avoidance, number of days of outage due to fault, and opportunity loss amount caused by plant shutdown. Be done.

また、図4(c)に示すように、設備管理情報データベース310には保守内容、保守に要する費用、保守に要する日数、保守による機会損失額などの保守情報が保存される。   Further, as shown in FIG. 4C, the facility management information database 310 stores maintenance information such as the contents of maintenance, the cost required for maintenance, the number of days required for maintenance, and the amount of opportunity loss due to maintenance.

図5は診断結果データベース320に保存されるデータの態様を説明する図である。   FIG. 5 is a view for explaining an aspect of data stored in the diagnosis result database 320. As shown in FIG.

図5(a)に示すように、診断結果データベース320には、各診断手段の検知結果(図では、診断手段A、B、Cを記載)が、サンプリング周期(縦軸の時刻)毎に保存される。   As shown in FIG. 5A, in the diagnosis result database 320, the detection results of the respective diagnosis means (in the figure, the diagnosis means A, B and C are described) are stored for each sampling cycle (time on the vertical axis) Be done.

表示画面311において縦横に移動可能なスクロールボックス312及び313を用いることにより、広範囲のデータをスクロール表示することができる。   A wide range of data can be scrolled by using the scroll boxes 312 and 313 which can move vertically and horizontally on the display screen 311.

診断結果データベース320には、各診断手段での検知結果が保存され、例えば異常判定時には1、正常判定時は0のように診断結果をデジタル情報に置き換えて保存する。   In the diagnosis result database 320, the detection results of the respective diagnosis means are stored. For example, the diagnosis result is replaced with digital information and stored as 1 for abnormality determination and 0 for normal determination.

図5(b)に示すように、診断結果データベースでは評価モードで計算した確度と平均リードタイムが診断手段毎に保存される。   As shown in FIG. 5B, in the diagnostic result database, the accuracy and the average lead time calculated in the evaluation mode are stored for each diagnostic means.

図6は、診断手段500の実施例として、適応共鳴理論(Adaptive Resonance Theory(ART))を適用した場合について述べる。尚、ベクトル量子化、サポートベクターマシン等、他のクラスタリング手法を用いることもできる。   FIG. 6 describes the case where adaptive resonance theory (ART) is applied as an example of the diagnostic means 500. Note that other clustering methods such as vector quantization and support vector machines can also be used.

図6(a)に示すように、データ分類機能はデータ前処理装置610とARTモジュール620で構成する。データ前処理装置610は、運転データをARTモジュール620の入力データに変換する。   As shown in FIG. 6A, the data classification function comprises a data preprocessing unit 610 and an ART module 620. The data preprocessing unit 610 converts operation data into input data of the ART module 620.

以下に、前記データ前処理装置610及びARTモジュール620によるそれらの手順について説明する。   Hereinafter, the procedure of the data preprocessing unit 610 and the ART module 620 will be described.

まず、データ前処理装置610において、計測項目毎にデータを正規化する。計測信号を正規化したデータNxi(n)及び正規化したデータの補数CNxi(n)(=1−Nxi(n))を含むデータを入力データIi(n)とする。この入力データIi(n)が、ARTモジュール620に入力される。   First, in the data preprocessing device 610, data is normalized for each measurement item. Data including normalized data Nxi (n) of the measurement signal and complement CNxi (n) (= 1 to Nxi (n)) of the normalized data is set as input data Ii (n). The input data Ii (n) is input to the ART module 620.

ARTモジュール620においては、入力データである計測信号10、もしくは操作信号11を複数のカテゴリに分類する。   The ART module 620 classifies the measurement signal 10 or the operation signal 11 as input data into a plurality of categories.

ARTモジュール620は、F0レイヤー621、F1レイヤー622、F2レイヤー623、メモリ624及び選択サブシステム625を備え、これらは相互に結合している。F1レイヤー622及びF2レイヤー623は、重み係数を介して結合している。重み係数は、入力データが分類されるカテゴリのプロトタイプ(原型)を表している。ここで、プロトタイプとは、カテゴリの代表値を表すものである。   The ART module 620 comprises an F0 layer 621, an F1 layer 622, an F2 layer 623, a memory 624 and a selection subsystem 625, which are coupled to one another. The F1 layer 622 and the F2 layer 623 are connected via weighting factors. The weighting factor represents a prototype of the category into which the input data is classified. Here, a prototype is a representative value of a category.

次に、ARTモジュール620のアルゴリズムについて説明する。   Next, the algorithm of the ART module 620 will be described.

ARTモジュール620に入力データが入力された場合のアルゴリズムの概要は、下記の処理1〜処理5のようになる。   An outline of the algorithm when input data is input to the ART module 620 is as shown in the following processes 1 to 5.

処理1:F0レイヤー621により入力ベクトルを正規化し、ノイズを除去する。   Process 1: The input vector is normalized by the F0 layer 621 to remove noise.

処理2:F1レイヤー622に入力された入力データと重み係数との比較により、ふさわしいカテゴリの候補を選択する。   Process 2: By comparing the input data input to the F1 layer 622 with the weighting factor, a candidate of an appropriate category is selected.

処理3:選択サブシステム625で選択したカテゴリの妥当性がパラメータρとの比により評価される。妥当と判断されれば、入力データはそのカテゴリに分類され、処理4に進む。一方、妥当と判断されなければ、そのカテゴリはリセットされ、他のカテゴリからふさわしいカテゴリの候補を選択する(処理2を繰り返す)。パラメータρの値を大きくするとカテゴリの分類が細かくなる。すなわち、カテゴリサイズが小さくなる。逆に、ρの値を小さくすると分類が粗くなる。カテゴリサイズが大きくなる。このパラメータρをビジランス(vigilance)パラメータと呼ぶ。   Process 3: The validity of the category selected in the selection subsystem 625 is evaluated by the ratio to the parameter ρ. If it is determined that the data is valid, the input data is classified into the category, and the process proceeds to processing 4. On the other hand, if it is not determined that the category is determined to be valid, the category is reset, and a candidate of an appropriate category is selected from other categories (the process 2 is repeated). As the value of the parameter ρ is increased, the classification of categories becomes finer. That is, the category size becomes smaller. Conversely, the smaller the value of 小 さ く, the coarser the classification. Category size increases. This parameter ρ is called a vigilance parameter.

処理4:処理2において全ての既存のカテゴリがリセットされると、入力データが新規カテゴリに属すると判断され、新規カテゴリのプロトタイプを表す新しい重み係数を生成する。   Process 4: When all existing categories are reset in Process 2, it is determined that the input data belongs to a new category, and a new weighting factor representing a prototype of the new category is generated.

処理5:入力データがカテゴリJに分類されると、カテゴリJに対応する重み係数WJ(new)は、過去の重み係数WJ(old)及び入力データp(又は入力データから派生したデータ)を用いて数1により更新される。   Process 5: When the input data is classified into category J, the weighting factor WJ (new) corresponding to the category J uses the past weighting factor WJ (old) and the input data p (or data derived from the input data) Is updated by the number 1.

(数1)
WJ(new)=Kw・p+(1−Kw)・WJ(old)
(1)
WJ (new) = Kw p + (1-Kw) WJ (old)

ここで、Kwは、学習率パラメータ(0<Kw<1)であり、入力ベクトルを新しい重み係数に反映させる度合いを決定する値である。   Here, Kw is a learning rate parameter (0 <Kw <1), which is a value for determining the degree of reflecting the input vector on a new weighting factor.

尚、数1及び後述する数2乃至数12の各演算式は前記ARTモジュール620に組み込まれている。   Note that Equations 1 and Equations 2 to 12 described later are incorporated in the ART module 620.

ARTモジュール620のデータ分類アルゴリズムの特徴は、上記の処理4にある。   The feature of the data classification algorithm of the ART module 620 is the process 4 described above.

処理4においては、学習した時のパターンと異なる入力データが入力された場合、記録されているパターンを変更せずに新しいパターンを記録することができる。このため、過去に学習したパターンを記録しながら、新たなパターンを記録することが可能となる。   In process 4, when input data different from the learned pattern is input, a new pattern can be recorded without changing the recorded pattern. For this reason, it is possible to record a new pattern while recording a pattern learned in the past.

このように、入力データとして予め与えた運転データを与えると、ARTモジュール620は与えられたパターンを学習する。したがって、学習済みのARTモジュール620に新たな入力データが入力されると、上記アルゴリズムにより、過去におけるどのパターンに近いかを判定することができる。また、過去に経験したことのないパターンであれば、新規カテゴリに分類される。   Thus, given pre-given operation data as input data, the ART module 620 learns the given pattern. Therefore, when new input data is input to the learned ART module 620, the above algorithm can determine which pattern in the past is close. Moreover, if it is a pattern which has not experienced in the past, it will be classified into a new category.

図6(b)は、F0レイヤー621の構成を示すブロック図である。F0レイヤー621では、入力データIiを各時刻で再度正規化し、F1レイヤー621、及び選択サブシステム625に入力する正規化入力ベクトルui 0作成する。 FIG. 6B is a block diagram showing the configuration of the F0 layer 621. The F0 layer 621 re-normalizes the input data I i at each time to create a normalized input vector u i 0 to be input to the F 1 layer 621 and the selection subsystem 625.

始めに、入力データIから、数2に従ってWi 0を計算する。ここでaは定数である。 First, W i 0 is calculated from the input data I i according to Equation 2. Here, a is a constant.

Figure 0006523815
Figure 0006523815

次に、Wi 0を正規化したXi 0を、数3を用いて計算する。ここで、||W||は、Wのノルムを表す。 Next, X i 0 obtained by normalizing W i 0 is calculated using Equation 3. Here, || W 0 || represents the norm of W 0 .

Figure 0006523815
Figure 0006523815

そして、数4を用いて、Xi 0からノイズを除去したVi 0を計算する。ただし、θはノイズを除去するための定数である。数4の計算により、微小な値は0となるため、入力データのノイズが除去される。 Then, using equation 4, to calculate the V i 0 obtained by removing noise from the X i 0. Here, θ is a constant for removing noise. By the calculation of Equation 4, since the minute value is 0, the noise of the input data is removed.

Figure 0006523815
Figure 0006523815

最後に、数5を用いて正規化入力ベクトルui 0を求める。ui 0はF1レイヤーの入力となる。 Finally, the normalized input vector u i 0 is obtained using Equation 5. u i 0 is an input of the F1 layer.

Figure 0006523815
Figure 0006523815

図6(c)は、F1レイヤー622の構成を示すブロック図である。F1レイヤー622では、数5で求めたui 0を短期記憶として保持し、F2レイヤー722に入力するPiを計算する。F2レイヤーの計算式をまとめて数6乃至数12に示す。ただし、a、bは定数、f(・)は数4で示した関数、TjはF2レイヤー623で計算する適合度である。 FIG. 6C is a block diagram showing the configuration of the F1 layer 622. The F1 layer 622 holds u i 0 obtained in Equation 5 as short-term memory, and calculates P i to be input to the F 2 layer 722. Formulas for the F2 layer are summarized in Equations 6 to 12. Here, a and b are constants, f (·) is the function shown in equation 4, and T j is the fitness calculated by the F2 layer 623.

Figure 0006523815
Figure 0006523815

Figure 0006523815
Figure 0006523815

Figure 0006523815
Figure 0006523815

Figure 0006523815
Figure 0006523815

Figure 0006523815
Figure 0006523815

Figure 0006523815
Figure 0006523815

但し、

Figure 0006523815
However,
Figure 0006523815

図7は計測信号を、カテゴリに分類した結果例を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing an example of the result of classifying measurement signals into categories.

図7(a)は、プラント100の計測信号1を、カテゴリに分類した分類結果の一例を示す図である。   Fig.7 (a) is a figure which shows an example of the classification result which classify | categorized the measurement signal 1 of the plant 100 into the category.

図7(a)は、一例として、計測信号のうちの2項目を表示したものであり、2次元のグラフで表記した。また、縦軸及び横軸は、それぞれの項目の計測信号を規格化して示した。   FIG. 7A shows, as an example, two items of the measurement signal, and is represented by a two-dimensional graph. Moreover, the vertical axis and the horizontal axis normalized and showed the measurement signal of each item.

計測信号は、図3(a)のARTモジュール620によって複数のカテゴリー630(図4(c)に示す円)に分割される。1つの円が、1つのカテゴリに相当する。   The measurement signal is divided into a plurality of categories 630 (circles shown in FIG. 4 (c)) by the ART module 620 of FIG. 3 (a). One circle corresponds to one category.

本実施例では、計測信号は4つのカテゴリに分類されている。カテゴリ番号1は、項目Aの値が大きく、項目Bの値が小さいグループ、カテゴリ番号2は、項目A、項目Bの値が共に小さいグループ、カテゴリ番号3は項目Aの値が小さく、項目Bの値が大きいグループ、カテゴリ番号4は項目A、項目Bの値が共に大きいグループである。   In the present embodiment, the measurement signals are classified into four categories. Category number 1 is a group in which the value of item A is large and the value in item B is small. Category number 2 is a group in which the values of item A and item B are both small. Category number 3 is small in the value of item A, item B The category number 4 is a group in which the values of item A and item B are both large.

図7(b)は、プラント100から取得した計測信号1を、カテゴリに分類した結果を説明する図である。横軸は、時間、縦軸は計測信号、カテゴリ番号である。   FIG.7 (b) is a figure explaining the result of having classified measurement signal 1 acquired from plant 100 into a category. The horizontal axis is time, and the vertical axis is a measurement signal and a category number.

図7(b)に示すように、診断開始前の正常期間のデータは、カテゴリ1〜3に分類された。監視開始後の前半のデータはカテゴリ2に分類されており、モデルデータと同じカテゴリである。この場合、データの傾向が同じであることから、状態は変化していないと判断する。一方、監視開始後の後半のデータはカテゴリ4に分類されており、モデルデータと異なるカテゴリに分類されている。データの傾向が異なることから、プラントの状態が変化したと判断する。   As shown in FIG. 7 (b), data of the normal period before the start of diagnosis was classified into categories 1 to 3. The first half of the data after the start of monitoring is classified into category 2 and is the same category as model data. In this case, it is determined that the state has not changed since the tendency of the data is the same. On the other hand, data in the second half after the start of monitoring is classified into category 4 and is classified into a category different from model data. Since the tendency of the data is different, it is judged that the state of the plant has changed.

このように、クラスタリング技術を用いた診断技術では、データ傾向の変化を検知する特徴がある。   As described above, the diagnostic technology using the clustering technology has a feature of detecting a change in data tendency.

図8は、カテゴリのサイズと検知タイミング、確度、損失予想額の関係を説明する図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the category size and the detection timing, the accuracy, and the estimated loss.

図8(a)に示すように、分解能を決定するパラメータρを大きく設定し、カテゴリサイズを小さくすると、微小な変化でも検知する。早期検知できる。その反面、計測ノイズなどの微小な変化を検知するため、確度が低くなる。   As shown in FIG. 8A, if the parameter す る for determining the resolution is set large and the category size is reduced, even a minute change is detected. It can detect early. On the other hand, the accuracy decreases because a minute change such as measurement noise is detected.

一方、パラメータρを小さく設定し、カテゴリサイズを大きくすると、正常状態との乖離が大きい時に新規カテゴリが発生する。   On the other hand, if the parameter ρ is set small and the category size is increased, a new category occurs when the deviation from the normal state is large.

正常状態から大きく離れており、異常である確度は高くなる。その一方、検知するタイミングは遅くなる。   It is far from the normal state and the probability of being abnormal is high. On the other hand, the timing of detection is delayed.

このように、カテゴリサイズが大きくなると、確度が高くなる。確度が高いと損失予想額も高くなるため、カテゴリサイズと損失予想額は図8(b)に示すように指数関数的な関係となる。   Thus, as the category size increases, the accuracy increases. Since the higher the certainty, the higher the expected loss, the category size and the expected loss have an exponential relationship as shown in FIG. 8 (b).

図2のステップ2030において、総合診断手段400で過去のデータを分析して図8(b)の関係を求めて診断結果データベース320に保存し、ステップ2040で図8(b)の関係を画像表示装置800に表示するようにしてもよい。   At step 2030 in FIG. 2, the past diagnostic data are analyzed by the comprehensive diagnostic means 400 to obtain the relationship of FIG. 8B and stored in the diagnosis result database 320. At step 2040, the relationship of FIG. It may be displayed on the device 800.

図9は、各診断手段の検知結果と損失予想額の経時変化を説明する図である。   FIG. 9 is a view for explaining the detection results of the respective diagnostic means and the temporal change of the expected loss amount.

診断手段A、B、Cはカテゴリサイズの異なる3種類のARTで構成している。時刻2200で診断手段Aが検知、時刻2210で診断手段Bが検知、時刻2220で診断手段Cが検知している。また、検知した診断手段の確度の最大値に損害額(本実施例では1000万円)を乗じて、損失予想額を計算している。   The diagnostic means A, B, C are composed of three types of ART with different category sizes. The diagnostic means A detects at time 2200, the diagnostic means B detects at time 2210, and the diagnostic means C detects at time 2220. Further, the expected loss amount is calculated by multiplying the maximum value of the accuracy of the detected diagnostic means by the damage amount (10 million yen in the present embodiment).

このように、時刻2200−2210の間は、計測値の変化が小さく、故障に至るための時間が長い状態であり、確度が低く損失予想額も低い。時間の経過と共に計測値の変化が大きくなり、確度の高い診断手段で異常を検知するようになり、損失予想額も高くなる。   As described above, during the time 2200 to 2210, the change in the measured value is small, the time for reaching the failure is long, the accuracy is low, and the estimated loss amount is also low. As time passes, the change in the measured value becomes large, and a highly accurate diagnostic means detects an abnormality, and the loss expected amount also increases.

このように、本発明の診断装置200により、各時刻での損失予想額を基に、異常に対処するか否かの判断する情報を取得できる。   As described above, the diagnostic device 200 of the present invention can acquire information for determining whether to cope with an abnormality based on the estimated loss amount at each time.

図10は、確度の補正方法を説明する図である。   FIG. 10 is a diagram for explaining the accuracy correction method.

故障の程度、内容によって、損害の発生する可能性は変化する。   Depending on the degree and content of the failure, the possibility of damage changes.

例えば、機器破損、トリップに繋がる故障は、確度を高くして損失予想額を高く補正し、定期検査の時まで気が付かなかった軽微な故障は、確度を低くして損失予想額を低補正する。   For example, a device failure or a failure leading to a trip is corrected with a high degree of certainty and a high expected loss, and a minor failure not noticed until the periodic inspection is corrected with a low degree of certainty.

このようにして確度を故障内容の影響度に応じて補正することで、損失予想額をより正確に見積もることが可能となる。   By correcting the accuracy according to the degree of influence of the fault content in this manner, it is possible to estimate the estimated loss more accurately.

図11は、画面表示装置800に表示する画面の実施例を説明する図である。   FIG. 11 is a view for explaining an embodiment of a screen displayed on the screen display device 800. As shown in FIG.

図11(a)は、診断モード実行時に画面表示装置800に表示する画面の実施例を説明する図である。異常を検知した診断手段と損失予想額を画面に表示する。このように、損失予想額を画面表示装置に表示することで、対処するか否かを判断する情報を提供できる。   FIG. 11A is a view for explaining an embodiment of a screen displayed on the screen display device 800 when the diagnosis mode is executed. The diagnostic means that detected the abnormality and the expected loss are displayed on the screen. As described above, by displaying the estimated loss amount on the screen display device, it is possible to provide information for determining whether to cope with the loss.

図11(b)は、評価モード実行時に画面表示装置800に表示する画面の実施例を説明する図である。リードタイムよりも早期に検知していた故障は、診断プランを導入することで防げる可能性のある故障であると仮定して、これら故障の損失額を加算してコストメリットとして表示する。計算したコストメリットと診断プランのサービス価格を表示し、本サービスを購入するか否かを判断することが可能となる。   FIG. 11B is a view for explaining an embodiment of a screen displayed on the screen display device 800 when the evaluation mode is executed. It is assumed that the failures detected earlier than the lead time are the failures that can be prevented by introducing a diagnostic plan, and the loss amount of these failures is added and displayed as a cost merit. It is possible to display the calculated cost merit and the service price of the diagnosis plan, and to judge whether or not to purchase this service.

図12は、画面表示装置800に表示する画面の実施例を説明する図である。   FIG. 12 is a view for explaining an embodiment of a screen displayed on the screen display device 800. As shown in FIG.

検知した時に保守を実施する、ということを想定し、保守コストの目標値に対して損失予想額が最小となる診断プランを提案する。 検知確度が低い診断の検知結果で保守を実施すると、損失予想額(リスク)は低くできるが、 保守回数が多くなり、保守コストは高くなる。   Assuming that maintenance will be carried out when it is detected, we propose a diagnostic plan that minimizes the expected loss against the maintenance cost target value. If maintenance is performed based on diagnosis results with low detection accuracy, the expected loss (risk) can be lowered, but the number of maintenances will increase, and the maintenance cost will increase.

保守コストの目標値(年間に使うメンテナンスコストの目標値)を入力に対して、適する診断プランを出力する。このように、保守コストの目標値の入力に対して、損失予想額が最小となる診断プランを提案するシステムとしても活用可能である。   When the maintenance cost target value (annual maintenance cost target value) is input, a suitable diagnostic plan is output. As described above, the present invention can also be used as a system that proposes a diagnostic plan that minimizes the expected loss amount in response to the input of the maintenance cost target value.

本発明における実施例2では、診断技術500として、モデル診断とクラスタリングを用いた場合を説明する。クラスタリングについては実施例1にて述べた技術を用いる。   In a second embodiment of the present invention, a case where model diagnosis and clustering are used as the diagnosis technique 500 will be described. The clustering described in the first embodiment is used.

図13は、モデル診断を説明する図である。モデル診断では、プラント100を構成する機器の特性を模擬した機器モデルを用いる。プラント100を模擬するモデルの構築方法として質量保存の式、伝熱の式などの物理式を用いた物理モデル、ニューラルネットワークなどの統計モデルがあり、公知技術として特開2006−57595号公報がある。   FIG. 13 is a diagram for explaining model diagnosis. In model diagnosis, an equipment model that simulates the characteristics of the equipment that constitutes the plant 100 is used. As a method of constructing a model that simulates the plant 100, there are physical models using physical formulas such as mass conservation formula and heat transfer formula, and statistical models such as neural network, and there is JP-A-2006-57595 as a known technology. .

プラント100を構成する機器の入出力情報をそれぞれ信号A、信号Bとして計測する。機器モデルでは、信号Aの入力に対する信号Bの予測値を出力する。モデル診断技術では、信号Bのモデル予測値と実測値の誤差が閾値を越えた場合に、異常を検知する。   The input / output information of the devices constituting the plant 100 is measured as a signal A and a signal B, respectively. In the device model, the predicted value of the signal B with respect to the input of the signal A is output. In the model diagnosis technology, an abnormality is detected when an error between a model predicted value of the signal B and an actual measurement value exceeds a threshold.

図14は、クラスタリング、モデル診断を併用することによる効果を説明する図である。   FIG. 14 is a diagram for explaining the effect of using both clustering and model diagnosis.

プラントは機器Aと機器Bが接続されている。機器Bを診断するクラスタリング(ART)診断では、データBとデータCをARTへの入力データとし、データ傾向が変化することを検知する。モデル診断では、データBを入力に対して、データCの予測値を出力し、データCの予想値と実測値の誤差が閾値を越えた場合に異常を検知する。   Equipment A and equipment B are connected to the plant. In clustering (ART) diagnosis for diagnosing the device B, data B and data C are used as input data to the ART, and it is detected that the data tendency changes. In model diagnosis, data B is input and a predicted value of data C is output, and an error is detected when an error between the predicted value and the actual value of data C exceeds a threshold.

本事例では、時刻2300にて、機器Aでプラント停止には至らないトラブルが発生した。機器Aでトラブルが発生した影響で機器Aから機器Bに流れる流量、圧力、温度が変化し、信号Bが変化する。時刻2300と時刻2310の間では、機器Bは正常に動作している。時刻2310にて機器Bに流れる流体の流量、圧力、温度が変化したことが原因で、機器Bにトラブルが発生した。   In this example, at time 2300, a problem has occurred in which the plant A does not reach the plant stoppage. The flow rate, pressure, and temperature flowing from the device A to the device B change due to the occurrence of a trouble in the device A, and the signal B changes. Between time 2300 and time 2310, the device B is operating normally. The trouble occurred in the device B because the flow rate, pressure, and temperature of the fluid flowing to the device B changed at time 2310.

この場合、信号Bの変化をART診断では検知するため、時刻2300のタイミングでART診断は異常を検知する。一方、機器Bは正常状態であるため、モデル診断では異常を検知しない。   In this case, since the change of the signal B is detected in the ART diagnosis, the ART diagnosis detects an abnormality at the timing of time 2300. On the other hand, since the device B is in a normal state, no abnormality is detected in model diagnosis.

機器Bにトラブルが発生して時刻2310のタイミングでモデル診断は検知する。   A problem occurs in the device B, and the model diagnosis is detected at the timing of time 2310.

このように、ART診断ではモデル診断よりも早期に異常を検知する。また、ARTで検知した時には機器Bではトラブルが発生しておらず、モデル診断で検知した時にはトラブルが発生している。すなわち、モデル診断で検知した時の方が異常である確度が高く、本発明の診断装置200ではこの確度を考慮して損失予想額を高く計算する。   Thus, ART diagnosis detects abnormalities earlier than model diagnosis. In addition, no problem occurs in the device B when detected by ART, and a problem occurs when detected by model diagnosis. That is, the probability of being abnormal is higher when detected by the model diagnosis, and the diagnostic device 200 of the present invention calculates the expected loss amount high in consideration of this probability.

クラスタリング、モデル診断のように検知タイミング、確度の異なる診断手段を用いた診断結果に基づいて損失予想額を計算して表示することで、検知した異常に対処するか否かの判断に有用な情報を提供できる。   Information useful for judging whether to cope with a detected abnormality by calculating and displaying the expected loss amount based on diagnosis results using different diagnostic methods such as clustering and model diagnosis with detection timing and accuracy. Can provide

本発明の診断装置200をC/Cプラントに適用した時の効果を説明する。   An effect when the diagnostic device 200 of the present invention is applied to a C / C plant will be described.

図15は、プラント1000の実施例であるC/Cプラントの機器構成を示す図である。ガスタービン1080は、圧縮機1010、膨張機1020、燃焼器1030で構成する。ガスタービン1080では、圧縮機1010が空気を取り込んで圧縮し、次いで、燃焼器1030が圧縮空気と燃料を取り込んで燃焼ガスを生成し、膨張機1020が燃焼ガスを取り込んで動力を得る。ガスタービン1080の出力は、膨張機1020が出力した動力と、圧縮機1010が使用した動力の差分である。排熱回収ボイラ1050には熱交換器1060が備えられており、ガスタービン1080からの高温排ガスを用いて高温蒸気を生成する。蒸気タービン1070では、排熱回収ボイラ1050が生成した高温蒸気を取り込み動力を得る。復水器1090では、蒸気タービン1070の排気を取り込んで、冷却水と熱交換させることにより、蒸気を水に凝縮させる。発電機1040では、ガスタービン1080と蒸気タービン1070の出力を用いて発電する。   FIG. 15 is a diagram showing an apparatus configuration of a C / C plant which is an embodiment of the plant 1000. As shown in FIG. The gas turbine 1080 includes a compressor 1010, an expander 1020, and a combustor 1030. In the gas turbine 1080, the compressor 1010 takes in and compresses air, and then the combustor 1030 takes in compressed air and fuel to generate combustion gas, and the expander 1020 takes in combustion gas to obtain motive power. The output of the gas turbine 1080 is the difference between the power output from the expander 1020 and the power used by the compressor 1010. The exhaust heat recovery boiler 1050 is provided with a heat exchanger 1060 and generates high temperature steam using high temperature exhaust gas from the gas turbine 1080. In the steam turbine 1070, the high temperature steam generated by the exhaust heat recovery boiler 1050 is taken in to obtain motive power. In the condenser 1090, the exhaust of the steam turbine 1070 is taken in and heat-exchanged with the cooling water to condense the steam into water. The generator 1040 generates power using the outputs of the gas turbine 1080 and the steam turbine 1070.

本プラントでは、排ガス温度が目標値となるように、燃料流量を制御している。   In this plant, the fuel flow rate is controlled so that the exhaust gas temperature becomes a target value.

本プラントで発生する異常事象として、膨張機1020における翼の冷却空気を流すための穴(翼面冷却穴)が 大きくなることが挙げられる。この異常が発生すると冷却空気が多くなり、排ガス温度が低下し、燃焼器1030の燃料流量が増加する。燃料流量増加の影響で燃焼温度が上昇し、燃焼器1030が破損する。 このように、膨張機1020の異常が、燃焼器1030に波及する。   As an abnormal event generated in the present plant, it is mentioned that a hole (blade surface cooling hole) for flowing cooling air of the wing in the expander 1020 becomes large. When this abnormality occurs, the amount of cooling air increases, the exhaust gas temperature decreases, and the fuel flow rate of the combustor 1030 increases. The combustion temperature rises due to the increase in fuel flow rate, and the combustor 1030 is broken. Thus, the abnormality of the expander 1020 propagates to the combustor 1030.

異常事象が波及する場合、実施例2で述べた通り、検知タイミング、確度の異なる診断手段を用いた診断結果に基づいて損失予想額を計算して表示することで、検知した異常に対処するか否かの判断に有用な情報を提供できる。   When an abnormal event spreads, as described in the second embodiment, is it possible to cope with the detected abnormality by calculating and displaying the expected loss amount based on the diagnosis result using the diagnostic means having different detection timing and accuracy? It is possible to provide useful information to judge whether or not it is not.

本発明は、プラントの診断装置として、幅広く適用可能である。   The present invention is widely applicable as a plant diagnostic device.

1 計測信号
2 外部入力信号
3 計測信号
4 設備管理情報信号
5 計測信号
6 設備管理情報信号
7 診断結果データベース情報
8 診断結果データベース情報
9 計測信号
10 診断結果
11 総合診断結果信号
12 総合診断結果信号
100 プラント
200 診断装置
210 データ入力インターフェイス
220 データ出力インターフェイス
300 計測信号データベース
310 設備管理情報データベース
320 診断結果データベース
400 総合診断手段
500 診断手段
800 面表示装置
900 外部入力装置
910 キーボード
920 マウス
Reference Signs List 1 measurement signal 2 external input signal 3 measurement signal 4 facility management information signal 5 measurement signal 6 facility management information signal 7 diagnosis result database information 8 diagnosis result database information 9 measurement signal 10 diagnosis result 11 comprehensive diagnosis result signal 12 comprehensive diagnosis result signal 100 Plant 200 diagnostic device 210 data input interface 220 data output interface 300 measurement signal database 310 facility management information database 320 diagnosis result database 400 comprehensive diagnostic means 500 diagnostic means 800 surface display device 900 external input device 910 keyboard 920 mouse

Claims (10)

プラントの状態異常を診断する複数の診断手段を備えたプラント診断装置において、
前記プラントの状態に関する計測信号データ及び過去の状態異常に関する設備管理情報データに基づいて、前記複数の診断手段それぞれの前記状態異常の検知に係る確度を求め、前記確度及び状態異常に伴う損失額に基づいて損失予想額を評価する総合診断手段を備えることを特徴とするプラント診断装置。
In a plant diagnostic apparatus comprising a plurality of diagnostic means for diagnosing an abnormal condition of a plant,
Based on the measurement signal data on the status of the plant and the facility management information data on the past status abnormality, the accuracy of detection of the status abnormality of each of the plurality of diagnostic means is determined, and A plant diagnostic apparatus comprising: integrated diagnostic means for evaluating an expected loss based on the basis of the total diagnostic means.
請求項1に記載のプラント診断装置は、
前記診断手段の検知結果と、前記損失予想額とを表示する表示手段を更に備えることを特徴とするプラント診断装置。
The plant diagnostic device according to claim 1 is
A plant diagnosis apparatus further comprising display means for displaying the detection result of the diagnosis means and the expected loss amount.
請求項1に記載のプラント診断装置において、
前記総合診断手段は、所定の期間における状態異常の回数を前記診断手段による状態異常の検知回数で除することで前記確度を求めることを特徴とするプラント診断装置。
In the plant diagnostic device according to claim 1,
The plant diagnosis system according to claim 1, wherein said comprehensive diagnostic means determines said accuracy by dividing the number of state abnormalities in a predetermined period by the number of state abnormality detections by said diagnosis means.
請求項1に記載のプラント診断装置において、
前記設備管理情報データには、故障内容、対策費用、故障発生の防止に必要なリードタイム、故障した場合のプラント停止の日数、及び前記プラント停止によって発生した機会損失額で構成する故障情報を含むことを特徴とするプラント診断装置。
In the plant diagnostic device according to claim 1,
The facility management information data includes fault information including fault contents, countermeasure cost, lead time necessary for preventing fault occurrence, number of days of plant shutdown in case of fault, and opportunity loss amount generated by the plant shutdown. A plant diagnostic device characterized by
請求項1に記載のプラント診断装置において、
前記総合診断手段は、前記計測信号データが前記設備管理情報データに基づいて設定した状態異常と診断される所定の閾値を逸脱したときの時間から前記診断手段によって状態異常が発生していると検知した時間を減算した平均リードタイムを求めることを特徴とするプラント診断装置。
In the plant diagnostic device according to claim 1,
The comprehensive diagnostic means detects that the diagnostic means has generated a status abnormality from the time when the measurement signal data deviates from a predetermined threshold value to be diagnosed as a status abnormality set based on the facility management information data. A plant diagnosis apparatus characterized by determining an average lead time obtained by subtracting the calculated time.
請求項1に記載のプラント診断装置において、
前記診断手段には、プラントを構成する機器の特性を模擬した機器モデルを用いたモデル診断、又は適応共鳴理論を用いたクラスタリング診断の内少なくとも1つの診断を用いることを特徴とするプラント診断装置。
In the plant diagnostic device according to claim 1,
A plant diagnosis apparatus characterized by using, as the diagnosis means, at least one diagnosis of model diagnosis using an instrument model simulating the characteristics of a device constituting a plant, or clustering diagnosis using adaptive resonance theory.
請求項1に記載のプラント診断装置において、
前記複数の診断手段は、前記計測信号データを類似度に応じて複数のカテゴリに分類することを特徴とするプラント診断装置。
In the plant diagnostic device according to claim 1,
A plant diagnosis apparatus, wherein the plurality of diagnosis means classify the measurement signal data into a plurality of categories according to the degree of similarity.
請求項1に記載のプラント診断装置において、
前記総合診断手段は、前記状態異常の影響度に応じて前記確度を補正することを特徴とするプラント診断装置。
In the plant diagnostic device according to claim 1,
The plant diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the comprehensive diagnostic unit corrects the accuracy in accordance with the degree of influence of the state abnormality.
請求項2に記載のプラント診断装置において、
前記表示手段は、前記状態異常を保守するコストの目標値に対して前記損失予想額が最小となる診断手段による検知結果を表示することを特徴とするプラント診断装置。
In the plant diagnostic device according to claim 2,
The said display means displays the detection result by the diagnostic means by which the said loss estimated amount becomes the minimum with respect to the target value of the cost which maintains the said abnormal condition, The plant diagnostic apparatus characterized by the above-mentioned.
プラントの状態異常を複数の方法で診断するプラント診断方法において、
プラント診断装置が、前記プラントの状態に関する計測信号データ及び過去の状態異常に関する設備管理情報データに基づいて、前記複数の方法それぞれの前記状態異常の検知に係る確度を求め、前記確度及び状態異常に伴う損失額に基づいて損失予想額を評価することを特徴とするプラント診断方法。
In a plant diagnosis method for diagnosing a state abnormality of a plant by a plurality of methods,
The plant diagnosis device determines the accuracy of detection of the status abnormality of each of the plurality of methods based on the measurement signal data on the status of the plant and the facility management information data on the status abnormality in the past, A plant diagnostic method characterized by evaluating an expected loss amount based on the accompanying loss amount.
JP2015124353A 2015-06-22 2015-06-22 Plant diagnostic device and plant diagnostic method Active JP6523815B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015124353A JP6523815B2 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Plant diagnostic device and plant diagnostic method
PCT/JP2016/065373 WO2016208315A1 (en) 2015-06-22 2016-05-25 Plant diagnosis device and plant diagnosis method
CN201680036343.0A CN107710089B (en) 2015-06-22 2016-05-25 Plant equipment diagnosis device and plant equipment diagnosis method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015124353A JP6523815B2 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Plant diagnostic device and plant diagnostic method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017010232A JP2017010232A (en) 2017-01-12
JP6523815B2 true JP6523815B2 (en) 2019-06-05

Family

ID=57585493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015124353A Active JP6523815B2 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Plant diagnostic device and plant diagnostic method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6523815B2 (en)
CN (1) CN107710089B (en)
WO (1) WO2016208315A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6930195B2 (en) * 2017-04-17 2021-09-01 富士通株式会社 Model identification device, prediction device, monitoring system, model identification method and prediction method
JP6772963B2 (en) * 2017-06-05 2020-10-21 トヨタ自動車株式会社 Abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method
JP7042056B2 (en) * 2017-10-25 2022-03-25 株式会社日立製作所 Plant operation support device and operation support method
WO2019239542A1 (en) 2018-06-14 2019-12-19 三菱電機株式会社 Abnormality sensing apparatus, abnormality sensing method, and abnormality sensing program
JP7184636B2 (en) * 2018-12-27 2022-12-06 三菱重工業株式会社 Data sorting device and method, and monitoring diagnostic device
US11361218B2 (en) 2019-05-31 2022-06-14 International Business Machines Corporation Noise and signal management for RPU array
JP7473343B2 (en) * 2020-01-08 2024-04-23 株式会社日立製作所 Operation management support device and operation management support method

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5566092A (en) * 1993-12-30 1996-10-15 Caterpillar Inc. Machine fault diagnostics system and method
JP2003295937A (en) * 2002-03-29 2003-10-17 Hitachi Ltd Plant monitoring device and plant monitoring method
JP4034195B2 (en) * 2003-01-23 2008-01-16 株式会社日立製作所 Plant operating method and operating apparatus thereof
JP2006277185A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Osaka Gas Co Ltd Failure predictive diagnosis support system
JP5105218B2 (en) * 2005-06-06 2012-12-26 トヨタ自動車株式会社 Abnormality judgment device
JP4873985B2 (en) * 2006-04-24 2012-02-08 三菱電機株式会社 Failure diagnosis device for equipment
US7827006B2 (en) * 2007-01-31 2010-11-02 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Heat exchanger fouling detection
WO2008114863A1 (en) * 2007-03-22 2008-09-25 Nec Corporation Diagnostic device
WO2009020229A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-12 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Operating machine instrument diagnostic apparatus and instrument diagnostic system
JP2011060088A (en) * 2009-09-11 2011-03-24 Toshiba Corp Apparatus and method for preparing maintenance plan
JP5292477B2 (en) * 2010-01-22 2013-09-18 株式会社日立製作所 Diagnostic device and diagnostic method
CN201714747U (en) * 2010-06-13 2011-01-19 宝山钢铁股份有限公司 Alarm device for hydraulic flow
CN102036287B (en) * 2011-01-11 2013-09-25 大唐移动通信设备有限公司 Method and equipment for detecting abnormal state of terminal equipment
CN103617110B (en) * 2013-11-11 2016-09-07 国家电网公司 Server device condition maintenance system
CN105278526B (en) * 2015-11-19 2017-12-01 东北大学 A kind of industrial process fault separating method based on regularization framework

Also Published As

Publication number Publication date
CN107710089A (en) 2018-02-16
JP2017010232A (en) 2017-01-12
WO2016208315A1 (en) 2016-12-29
CN107710089B (en) 2020-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6523815B2 (en) Plant diagnostic device and plant diagnostic method
KR101955305B1 (en) Gas turbine sensor failure detection utilizing a sparse coding methodology
US9483049B2 (en) Anomaly detection and diagnosis/prognosis method, anomaly detection and diagnosis/prognosis system, and anomaly detection and diagnosis/prognosis program
EP2905665B1 (en) Information processing apparatus, diagnosis method, and program
EP3055747B1 (en) Correlation and annotation of time series data sequences to extracted or existing discrete data
JP6116466B2 (en) Plant diagnostic apparatus and diagnostic method
US7933754B2 (en) System and method for damage propagation estimation
US8682616B2 (en) Identifying failures in an aeroengine
JP5501903B2 (en) Anomaly detection method and system
JP6037954B2 (en) Boiler tube leak detection device, boiler tube leak detection method, data monitoring center using these, information providing service, and boiler plant.
JP6856443B2 (en) Equipment abnormality diagnosis system
EP3055746B1 (en) Correlation and annotation of time series data sequences to extracted or existing discrete data
US20080140352A1 (en) System and method for equipment life estimation
JP5292477B2 (en) Diagnostic device and diagnostic method
JP6088131B2 (en) Turbine performance diagnostic system and method
WO2023072724A1 (en) System, apparatus and method for monitoring condition of an asset in technical installation
WO2019003703A1 (en) Diagnostic device and diagnostic method
JP7042056B2 (en) Plant operation support device and operation support method
JP2010276339A (en) Method and device for diagnosis sensor
JP6685124B2 (en) Diagnostic device and diagnostic method
King et al. Probabilistic approach to the condition monitoring of aerospace engines
JP7358791B2 (en) Plant monitoring system and plant monitoring method
CN102539129B (en) turbine performance diagnostic system and method

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170111

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170113

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181002

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181101

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190403

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6523815

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150