JP7042082B2 - Abnormality sign diagnosis device, abnormality sign diagnosis method and abnormality sign diagnosis program - Google Patents
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Description
本発明は、異常予兆診断装置、異常予兆診断方法及び異常予兆診断プログラムに関する。 The present invention relates to an abnormality sign diagnosis device, an abnormality sign diagnosis method, and an abnormality sign diagnosis program.
機器が劣化し正常に稼働できなくなると、その機器を修理・更新することになる。修理・更新が計画的に実行できれば問題はない。しかしながら、大規模な生産ラインに組み込まれている機器が突然停止したような場合、その修理・更新は、予想外の手間及び費用を必要とし、企業経営に大きな影響を及ぼす。そこで、機器が本格的な異常に陥る前にその予兆を検出し、予防的に修理・更新を行うことが重要である。 If a device deteriorates and cannot operate normally, the device will be repaired or updated. There is no problem if repairs and updates can be carried out systematically. However, if the equipment installed in a large-scale production line suddenly stops, its repair / renewal requires unexpected labor and cost, which has a great impact on corporate management. Therefore, it is important to detect the sign and preventively repair / update the device before it falls into a full-scale abnormality.
特許文献1の診断装置は、プラントの診断に先立ち、プラントが正常であることが既知である時点においてプラントから取得した状態量を用いて、正常モデルを構築しておく。当該診断装置は、診断対象時点においてプラントから取得した状態量が、正常モデルに分類されるか否かを判定する。当該診断装置は、診断対象時点においてプラントから取得した状態量が、正常モデルに分類される場合、プラントは正常である旨を表示する。当該診断装置は、診断対象時点においてプラントから取得した状態量が、正常モデルに分類されない場合、プラントは過去に経験したことがない未知状態である旨を表示する。
Prior to the diagnosis of the plant, the diagnostic apparatus of
実際のプラントにおいては、同一の工程が複数並列する場合が多い。例えば、原料A及び原料Bを反応装置内で混合し製品Cを生産する工程が複数(多い場合には数十~数百)並列し、生産計画に応じて、そのうちの一部又は全部が稼働する。このような場合、並列する工程のうちのある工程で異常が発生した場合、他の工程においても同じ種類の異常が発生していることが多い。プラントの保守者としては、並列している工程に異常が発生しているか否か、また、発生しているとすれば具体的にどのような異常が発生しているかを一度に知りたい。 In an actual plant, the same process is often performed in parallel. For example, a plurality of processes (several tens to several hundreds in the case of many) in which raw materials A and B are mixed in a reactor to produce product C are arranged in parallel, and some or all of them are in operation according to a production plan. do. In such a case, when an abnormality occurs in one of the parallel processes, the same type of abnormality often occurs in the other processes. As a plant maintainer, I would like to know at once whether or not an abnormality has occurred in the processes in parallel, and if so, what kind of abnormality has occurred.
しかしながら、特許文献1の診断装置は、プラント内に複数の工程が存在する場合であっても、それらのうち、どの工程とどの工程が並列するか、そして、どの工程とどの工程が直列するかという関係を特に認識しない。その結果、当該診断装置は、並列する複数の工程の診断結果を個別に出力することになる。結局、保守者が並列する複数の工程のそれぞれを診断しようとすると、診断回数が複数回に亘り、それぞれの診断結果を一覧することができず、それらの診断結果間の共通性を知ることもできない。
そこで、本発明は、複数の並列する工程の診断を効率的に行うことを目的とする。
However, in the diagnostic apparatus of
Therefore, an object of the present invention is to efficiently perform diagnosis of a plurality of parallel processes.
本発明の異常予兆診断装置は、同種の装置が同種の処理を行う複数の並列工程の計測値を前記並列工程ごとに時系列で取得し、前記並列工程のそれぞれから取得した計測値のうち、実際に取得された実時刻が同じであるものに対して、所定の時間幅に含まれる複数の異なる仮想時刻をそれぞれ関連付ける前処理部と、前記計測値が前記仮想時刻において取得されたものと見做す分類部と、を備えることを特徴とする
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
The abnormality sign diagnosis device of the present invention acquires the measured values of a plurality of parallel processes in which the same type of device performs the same type of processing in time series for each of the parallel processes, and among the measured values acquired from each of the parallel processes. It is considered that the pre-process unit that associates a plurality of different virtual times included in a predetermined time width with respect to the ones having the same actual time actually acquired, and the measured values acquired at the virtual time. Other means, characterized in that they are provided with a classification unit, will be described in the form for carrying out the invention.
本発明によれば、複数の並列する工程の診断を効率的に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently diagnose a plurality of parallel processes.
以降、本発明を実施するための形態(“本実施形態”という)を、図等を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、化学製品を生産するプラントの診断を行う例である。しかしながら、本発明は、それ以外の対象にも適用可能である。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to figures and the like. This embodiment is an example of diagnosing a plant that produces a chemical product. However, the present invention is also applicable to other objects.
(異常予兆診断装置の構成)
図1に沿って、異常予兆診断装置1の構成を説明する。異常予兆診断装置1は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置11、入力装置12、出力装置13、主記憶装置14、補助記憶装置15及び通信装置16を備える。これらは、バスで相互に接続されている。補助記憶装置15は、計測値情報31、異常度・寄与度情報32及び診断結果情報33を格納している。
(Configuration of abnormality sign diagnosis device)
The configuration of the abnormality
主記憶装置14における、前処理部21、分類部22及び後処理部23は、プログラムである。以降において、“○○部は”と動作主体を記した場合、それは、中央制御部11が補助記憶装置15から“○○部”での処理に使用する情報を読み出して主記憶装置14に記憶したうえで、後記する処理を実行することを意味する。異常予兆診断装置1は、通常、プラント監視センタ(図示せず)等に配置される。
The
本実施形態のプラント2は、化学製品を生産する設備の集合であり、複数の並列する工程を有する(詳細後記)。計測・制御装置3は、プラント2の各所に配置されたセンサ等から、流量、温度、圧力等の計測値を取得し、ネットワーク4を介して又はネットワーク4を介さず直接、計測値を異常予兆診断装置1に送信する。計測・制御装置3は、流量、温度、圧力等の計測値がそれらの目標値となるように、プラント2の配管に配置されている弁の開度等を制御する。
The
(プラント)
図2に沿って、プラント2の構成を説明する。プラント2は、全体として、原料A及び原料Bを反応させて製品Cを生産する。より細かく見れば、工程PR1、工程PR2及び工程PR3が、この生産を並列的に分担する。工程PR1、工程PR2及び工程PR3の上流には、原料Aを貯蔵するタンク41及び原料Bを貯蔵するタンク42が存在し、下流には、製品Cを貯蔵するタンク43が存在する。
(plant)
The configuration of the
工程PR1に注目する。原料Aは、タンク41からポンプ44A及びバルブ45Aを経由して反応装置46に送られる。原料Bは、タンク42からポンプ44B及びバルブ45Bを経由して反応装置46に送られる。反応装置46は、原料A及び原料Bを反応させて製品Cを生産する。製品Cは、タンク43に送られる。反応装置46の反応速度は、反応装置46の温度によって変化する。反応装置46は冷却装置(図示せず)を有しており、冷却水の流量は、バルブ47の開度によって制御される。
Pay attention to the process PR1. The raw material A is sent from the
バルブ45Aと反応装置46との間の配管に流量計F1Aが配置されている。流量計F1Aは、原料Aの流量を計測し、その計測値に基づいて、計測・制御装置3(図1)は、バルブ45Aの開度を制御する。バルブ45Bと反応装置46との間の配管に流量計F1Bが配置されている。流量計F1Bは、原料Bの流量を計測し、その計測値に基づいて、計測・制御装置3は、バルブ45Bの開度を制御する。圧力計P1は、反応装置46の圧力を計測する。反応装置46の出口に温度計T1が配置されている。温度計T1は、反応装置46の出口の温度を計測し、その計測値に基づいて、計測・制御装置3は、バルブ47の開度を制御する。すると、反応装置46に流入する冷却水の流量が変化する。
工程PR2及びPR3についても、同様である。
A flow meter F1A is arranged in the pipe between the
The same applies to the steps PR2 and PR3.
(同一の複数の並列工程)
前記で明らかなように、本実施形態における並列する工程とは、次のような特徴を有する複数の工程であり、以降“並列工程”とも呼ばれる。
・工程のそれぞれが、同種の処理(例えば原料Aと原料Bを反応させて製品Cを生産する処理)を行う。
・工程のそれぞれが、同種の装置(例えば、ポンプ、バルブ及び反応装置)を有する。
・工程のそれぞれが、他の工程と並列に配置されている。
・工程のそれぞれにおいて、センサが、同種の状態量(例えば、流量、圧力及び温度)を取得する。
(Multiple parallel processes of the same)
As is clear from the above, the parallel steps in the present embodiment are a plurality of steps having the following characteristics, and are hereinafter also referred to as "parallel steps".
-Each of the steps performs the same kind of processing (for example, processing in which raw material A and raw material B are reacted to produce product C).
-Each of the steps has the same type of equipment (eg, pumps, valves and reactors).
-Each process is arranged in parallel with other processes.
• In each of the steps, the sensor acquires the same type of state quantity (eg, flow rate, pressure and temperature).
(計測値の分類)
図3に沿って、計測値の分類を説明する。本実施形態の異常予兆診断装置1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)を用いて、計測値を複数のカテゴリに分類する。適応共鳴理論を用いた分類については、特許文献1にも記載されている。計測値は、一般的に時系列のベクトルである。ベクトルの各成分は、流量、圧力、温度等の計測値である。異常予兆診断装置1は、多次元空間にこれらのベクトルを示す点を描画し、その位置が近接するもの同士を同じカテゴリに分類する。
(Classification of measured values)
The classification of measured values will be described with reference to FIG. The abnormality sign
図3の横軸は、上図51においても下図52においても時間である。図3の縦軸は、上図51においては計測値であり、下図52においてはカテゴリである。横軸の時間は、プラント状態が正常であることが既知である正常期間、及び、プラント状態が正常であるか否かが既知ではない診断期間に分かれている。正常期間は、診断期間における計測値を比較する基準となる計測値のサンプルを収集する期間でもある。その意味で、正常期間は、“学習”期間とも呼ばれる。上図51において、ある工程における原料Aの流量の変化を示す実線のグラフFA、及び、当該工程における原料Bの流量の変化を示す破線のグラフFBが描画されている。反応装置の圧力及び出口温度も同時に計測されている。しかしながら、説明の単純化のために、ここでは、これらは捨象されている。 The horizontal axis of FIG. 3 is time in both the upper figure 51 and the lower figure 52. The vertical axis of FIG. 3 is a measured value in the upper figure 51, and is a category in the lower figure 52. The time on the horizontal axis is divided into a normal period in which the plant condition is known to be normal, and a diagnostic period in which it is not known whether the plant condition is normal or not. The normal period is also the period for collecting a sample of the measured values that serves as a reference for comparing the measured values during the diagnosis period. In that sense, the normal period is also called the "learning" period. In FIG. 51 above, a solid line graph FA showing a change in the flow rate of the raw material A in a certain process and a broken line graph FB showing the change in the flow rate of the raw material B in the process are drawn. The pressure of the reactor and the outlet temperature are also measured at the same time. However, for the sake of brevity, these are omitted here.
グラフFA及びグラフFBは、両者に共通の警告上限値及び警告下限値の間で上下している。警告下限値から警告上限値までの範囲を、その中間値を境界線として“大”及び“小”に2分すると、以下のように、4種類の“大”及び“小”の組合せが想定され得る。
(FA,FB)=(大,小),(小,小),(小,大),(大,大)
The graph FA and the graph FB move up and down between the warning upper limit value and the warning lower limit value common to both. When the range from the lower limit of the warning to the upper limit of the warning is divided into "large" and "small" with the intermediate value as the boundary line, the combination of four types of "large" and "small" is assumed as shown below. Can be done.
(FA, FB) = (Large, Small), (Small, Small), (Small, Large), (Large, Large)
正常期間のうち期間53の6つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(大,小)”であった。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを“カテゴリ1”に分類し、分類結果である6つの“◆”を下図52に描画した。正常期間のうち期間54の4つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(小,小)”であった。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを“カテゴリ2” に分類し、分類結果である4つの“◆”を下図52に描画した。正常期間のうち期間55の2つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(小,大)”であった。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを“カテゴリ3”に分類し、分類結果である2つの“◆”を下図52に描画した。
At six time points of
正常期間において、異常予兆診断装置1は、計測値をカテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3のうちのいずれかに分類したことになる。これらのカテゴリ間における計測値の相違は、運転条件、運転環境等の相違に起因する。
In the normal period, the abnormality
診断期間のうち期間56の3つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(小,小)”であった。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを既知の(学習済の)“カテゴリ2”に分類し、分類結果である3つの“◆”を下図52に描画した。診断期間のうち期間57の3つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(大,大)”であった。この組合せは、正常期間においては出現していない。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを新規の“カテゴリ4”に分類し、分類結果である3つの“■”を下図52に描画した。なお、異常予兆診断装置1は、前記のように2種類の計測値の大小関係に基づき計測値の組合せを分類する他に、2種類の計測値の差分に基づき計測値の組合せを分類してもよい。
At three time points of
既存の技術においては、このような分類が並列工程のそれぞれについて実行される。説明の都合上、図4~図7を飛ばして一時的に図8に進む。図8の左上図81、左中図82及び左下図83は、図3の上図51における2種類の計測値及び下図52における4つのカテゴリの関係を図示している。このうち、左上図81が図2の工程PR1に対応し、左中図82が図2の工程PR2に対応し左下図83が図2の工程PR3に対応している。 In existing technology, such classification is performed for each of the parallel processes. For convenience of explanation, FIGS. 4 to 7 are skipped and the process proceeds to FIG. 8 temporarily. The upper left figure 81, the middle left figure 82, and the lower left figure 83 of FIG. 8 illustrate the relationship between the two types of measured values in the upper figure 51 of FIG. 3 and the four categories in the lower figure 52. Of these, the upper left FIG. 81 corresponds to the process PR1 of FIG. 2, the middle left FIG. 82 corresponds to the process PR2 of FIG. 2, and the lower left FIG. 83 corresponds to the process PR3 of FIG.
図8の左上図81の座標平面の横軸は、原料Aの流量FAであり、縦軸は、原料Bの流量FBである。座標平面上には、カテゴリ1、カテゴリ2、カテゴリ3及びカテゴリ4を示す4つの球(クラスタ)が描画されている。なお、本実施形態における“球”は、2次元の円も含む。このうち、カテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3を示す球のそれぞれは、正常期間における計測値“(FA,FB)”を示す多くの点(図示せず)を含む。カテゴリ4を示す球は、診断期間における計測値を示す点“◎”を含む。異常予兆診断装置1のユーザ(プラントの保守者)は、左上図81を見て、工程PR1に未知の状態が発生していることを知る。ユーザは、当然工程PR2及び工程PR3の状態も知りたいと考える。しかしながら既存の技術では、そのためには並列工程ごとに画面を切り替えなければならない。仮に、すべての工程について一覧できる右図84があれば便利である。説明は、図4に戻る。
The horizontal axis of the coordinate plane of FIG. 81 in the upper left of FIG. 8 is the flow rate FA of the raw material A, and the vertical axis is the flow rate FB of the raw material B. Four spheres (clusters) indicating
(実時刻及び仮想時刻)
図4に沿って、実時刻及び仮想時刻を説明する。実時刻とは、計測値がセンサ等によって計測された実際の時刻である。本実施形態では、ある実時刻において、並列する3つの工程で4種類の計測値が同時に測定される。仮想時刻とは、本実施形態の異常予兆診断装置1が、並列工程を同時に診断する目的で使用する、情報処理上の仮想的な時刻である。なお、実時刻は、例えば“t1”というように“t+数字1桁”で表され、仮想時刻は、例えば“t11” というように“t+数字2桁”で表される。
(Real time and virtual time)
The real time and the virtual time will be described with reference to FIG. The actual time is the actual time when the measured value is measured by a sensor or the like. In the present embodiment, four types of measured values are simultaneously measured in three parallel steps at a certain real time. The virtual time is a virtual time in information processing used by the abnormality
いま、診断期間のある時点t1において実際に取得された工程PR1の原料Aの流量は、“F1A(t1)”と表される。ここで、“t1”は、実時刻である。同様に、時点t1において実際に取得された工程PR1の原料Bの流量は、“F1B(t1)” と表される。時点t1において実際に取得された工程PR1の反応装置の圧力は、“P1(t1)” と表される。時点t1において実際に取得された工程PR1の反応装置の出口の温度は、“T1(t1)” と表される。 Now, the flow rate of the raw material A of the process PR1 actually acquired at a certain time point t1 in the diagnosis period is expressed as "F1A (t1)". Here, "t1" is the real time. Similarly, the flow rate of the raw material B of the step PR1 actually acquired at the time point t1 is expressed as “F1B (t1)”. The pressure of the reactor of the step PR1 actually acquired at the time point t1 is expressed as "P1 (t1)". The temperature at the outlet of the reactor of the step PR1 actually acquired at the time point t1 is expressed as "T1 (t1)".
これらを成分とするベクトル“(F1A(t1),F1B(t1),P1(t1),T1(t1))”は計測値ベクトルと呼ばれる。同様に、時点t1における工程PR2の計測値ベクトル“(F2A(t1),F2B(t1),P2(t1),T2(t1))”が定義される。さらに、時点t1における工程PR3の計測値ベクトル“(F3A(t1),F3B(t1),P3(t1),T3(t1))”も定義される。t1以外の実時刻についても同様に計測値ベクトルが定義される。図4の上図61の横軸は、実時刻である。図4の上図61における破線の長方形のそれぞれが計測値ベクトルとして定義される。 The vector "(F1A (t1), F1B (t1), P1 (t1), T1 (t1))" having these as components is called a measured value vector. Similarly, the measured value vector "(F2A (t1), F2B (t1), P2 (t1), T2 (t1))" of the process PR2 at the time point t1 is defined. Further, the measurement value vector "(F3A (t1), F3B (t1), P3 (t1), T3 (t1))" of the process PR3 at the time point t1 is also defined. The measured value vector is similarly defined for the real time other than t1. The horizontal axis of FIG. 61 above FIG. 4 is the actual time. Each of the broken line rectangles in FIG. 61 above FIG. 4 is defined as a measured value vector.
本実施形態の異常予兆診断装置1は、図4の上図61における工程PR1の計測値ベクトル63に含まれる実時刻“t1”を仮想時刻“t11”に置き換える。同様に、異常予兆診断装置1は、工程PR2の計測値ベクトル64に含まれる実時刻“t1”を仮想時刻“t12”に置き換え、工程PR3の計測値ベクトル65に含まれる実時刻“t1”を仮想時刻“t13”に置き換える。異常予兆診断装置1は、実時刻“t2”及び“t3”についても同じ処理を行う。
The abnormality
その後、異常予兆診断装置1は、実時刻が仮想時刻に置き換えられた計測値ベクトルを、図4の下図62に時系列で並べる。図4の下図62の横軸は仮想時刻である。このとき、“t1=t11<t12<t13<t2=t21<t22<t23<t3=t31<t32<t33”が成立するものとする。図4の下図62において、t11、t12、t13、t21、t22、t23、t31、t32及びt33のそれぞれの間の長さは任意であり、相互に等しい必要もないが、等間隔であることが望ましい(詳細後記)。
After that, the abnormality
(計測値情報)
図5に沿って、計測値情報31を説明する。計測値情報31においては、工程ID欄101に記憶された工程IDに関連付けて、計測値ID欄102には計測値IDが、計測値種類欄103には計測値の種類が、実時刻欄104には実時刻が、計測値欄105には計測値が記憶されている。
工程ID欄101の工程IDは、並列工程を一意に特定する識別子である。
計測値ID欄102の計測値IDは、計測値を一意に特定する識別子である。本実施形態の計測値IDは、例えば“F1A(t1)”のように、それがどの実時刻におけるどの工程のどの種類の計測値であるかが直ちにわかるようになっている。
(Measured value information)
The measured
The process ID in the
The measured value ID in the measured
計測値種類欄103の計測値の種類は、“原料A流量”、“原料B流量”、“反応装置圧力”及び“反応装置出口温度”のうちのいずれかである。当然のことながら、計測値の種類は、プラントの内容によって異なる。ここに掲げたものは、あくまでも一例である。
実時刻欄104の実時刻は、前記した実時刻である。なお、流量は、単位時間当たりの体積又は質量で定義される。つまり、流量を計測するためには、ある時間幅(例えば5秒)が必要になる。ここでの実時刻は、そのような時間幅の始点の時刻を示す。
計測値欄105の計測値は、センサ等が計測した計測値そのものである。“#”は、異なる値を省略的に示している。なお、異常予兆診断装置1は、複数の並列工程を跨る同種のセンサが計測した計測値を、例えば0~1の範囲に正規化しておくことが好ましい。なぜならば、同種の装置の同じ位置の計測値であっても、各並列工程で取り得る値の範囲が異なることがあるからである。
The type of the measured value in the measured
The real time in the
The measured value in the measured
図5を見ると、例えば次のことがわかる。
・並列工程として、PR1、PR2及びPR3の3つが存在する。
・2017年10月10日10時00分00秒以降1分ごとに、F1A(t1)、F1B(t1)、P1(t1)及びT1(t1)というように、各工程において4種類の計測値が同時に計測されている。
Looking at FIG. 5, for example, the following can be seen.
-There are three parallel processes, PR1, PR2, and PR3.
・ Four types of measured values in each process, such as F1A (t1), F1B (t1), P1 (t1) and T1 (t1), every minute after 10:00:00 on October 10, 2017. Are being measured at the same time.
(並べ替え後計測値情報)
図6に沿って、並べ替え後計測値情報31bを説明する。並べ替え後計測値情報31bにおいては、工程ID欄111に記憶された工程IDに関連付けて、計測値ID欄112には計測値IDが、計測値種類欄113には計測値の種類が、仮想時刻欄114には仮想時刻が、計測値欄115には計測値が、元計測値ID欄116には元計測値IDが記憶されている。
(Measured value information after sorting)
The sorted
工程ID欄111の工程IDは、図5の工程IDと同じである。しかしながら、ここでは、すべてのレコード(行)の工程IDは、“仮想工程”を示す“VPR1”になっている。“仮想工程”の語は、同種の装置が同種の処理を行う工程PR1、工程PR2及び工程PR3が、一体となって1つの工程と看做されていることを示す。
The process ID in the
計測値ID欄112の計測値IDは、図5の計測値IDと同じである。しかしながら、ここでの計測値IDは、例えば“F1A(t11)”のように、それがどの仮想時刻におけるどの工程のどの種類の計測値であるかが直ちにわかるようになっている。
計測値種類欄113の計測値の種類は、“原料A流量”、“原料B流量”、“反応装置圧力”及び“反応装置出口温度”のうちのいずれかである。
The measured value ID in the measured
The type of the measured value in the measured
仮想時刻欄114の仮想時刻は、前記した仮想時刻である。仮想時刻は、前記したように、異常予兆診断装置1に情報処理をさせるための仮想的な時刻であり、異常予兆診断装置1は、計測値が仮想時刻に取得されたものと看做す。
計測値欄115の計測値は、図5の計測値と同じである。
元計測値ID欄116の元計測値IDは、そのレコードが対応する図5のレコードの計測値ID(実時刻が仮想時刻に置き換わる前の計測値ID)である。
The virtual time in the
The measured value in the measured
The original measurement value ID in the original measurement
(並列工程の認識)
異常予兆診断装置1は、計測値情報31(図5)の計測値の種類(原料A流量、原料B流量、反応装置圧力及び反応装置出口温度)を読み取る。そして、異常予兆診断装置1は、これらが工程PR1、PR2及びPR3に跨って同じであることを認識した結果、これらが並列工程であると認識し、これらに仮想工程の工程ID“VPR1”を付与する。その他にも、異常予兆診断装置1は、ユーザが入力装置12を介して、例えば複数の計測値IDを入力するのを受け付けることによって、並列工程を認識してもよい。図6においては、元計測値IDが含む実時刻(t1、t2及びt3)の境目に二重線が引かれている。これは、専ら説明の分かり易さのためのものであって、異常予兆診断装置1の処理内容とは無関係である。
(Recognition of parallel process)
The abnormality
図5及び図6を比較すると、例えば次のことがわかる。
・工程PR1についての実時間“t1”は、仮想時刻“t11”に置き換えられている。“t1”は、“2017年10月10日10時00分00秒”である。“t11”もまた、“2017年10月10日10時00分00秒”である。異常予兆装置1は、並列工程のうち任意の1つを選択し、当該工程については、仮想時刻を実時刻に一致させる。
Comparing FIGS. 5 and 6, for example, the following can be seen.
The real time "t1" for the process PR1 is replaced with the virtual time "t11". “T1” is “October 10, 2017 10:00:00”. “T11” is also “October 10, 2017 10:00:00”. The
・工程PR2についての実時間“t1”は、仮想時刻“t12”に置き換えられている。“t1”が“2017年10月10日10時00分00秒”であるのに対し、“t12”は、“2017年10月10日10時00分20秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して20秒遅れている。この遅れについては、後記する。 The real time "t1" for the process PR2 is replaced with the virtual time "t12". "T1" is "October 10, 2017 10:00:20", while "t12" is "October 10, 2017 10:00:20". The virtual time is 20 seconds behind the real time. This delay will be described later.
・工程PR3についての実時間“t1”は、仮想時刻“t13”に置き換えられている。“t1”が“2017年10月10日10時00分00秒”であるのに対し、“t13”は、“2017年10月10日10時00分40秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して40秒遅れている。この遅れについても、後記する。 The real time "t1" for the process PR3 is replaced with the virtual time "t13". "T1" is "October 10, 2017 10:00:00", while "t13" is "October 10, 2017 10:00:40". The virtual time is 40 seconds behind the real time. This delay will also be described later.
(変換時間差)
一旦、図5及び図6の説明から離れて、仮想時刻と実時刻との差について説明する。仮想時刻から実時刻を減算した差分を“変換時間差”と呼ぶ。前記の例では、異常予兆診断装置1は、各工程の変換時間差を、“(PR1,PR2,PR3)=(0秒,20秒,40秒)”としている。任意の1つの工程の変換時間差が“0秒”であることが好ましい。また、他の2つの工程の変換時間差は、同じではない方が好ましく、さらには、“(0秒,10秒,20秒)”、“(0秒,20秒,40秒)”のように、間隔が均等になっていることがより望ましい。
(Conversion time difference)
Apart from the explanation of FIGS. 5 and 6, the difference between the virtual time and the real time will be described once. The difference obtained by subtracting the real time from the virtual time is called the "conversion time difference". In the above example, the abnormality
しかしながら仮に、例えば実時間t1と次の実時間t2との間隔が60秒である場合、変換時間差が “(0秒,40秒,80秒)”になると、すべての工程の仮想時刻が、実時刻t1と次の実時刻t2との間に収まり切れなくなる。そこで、一般的には、異常予兆診断装置1は、変換時間差を“(PR1,PR2,PR3,・・・)=(0,p/q,2p/q,3p/q,・・・)“とするのが最も好ましい。ここで、pは、実時間の間隔であり、qは、並列工程の数である。p=60秒、及び、q=3が成立するとき、最も好ましい変換時間差は、前記のように“(PR1,PR2,PR3)=(0秒,20秒,40秒)”となる。この変換時間差を“標準時間差”と呼ぶ。前記した遅れは、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。
However, if, for example, the interval between the real time t1 and the next real time t2 is 60 seconds, and the conversion time difference becomes "(0 seconds, 40 seconds, 80 seconds)", the virtual time of all processes becomes real. It cannot fit between the time t1 and the next real time t2. Therefore, in general, the abnormality
図5及び図6の説明に戻ると、さらに例えば次のことがわかる。
・工程PR1についての実時間“t2”は、仮想時刻“t21”に置き換えられている。“t2”は、“2017年10月10日10時01分00秒”である。“t21”もまた、“2017年10月10日10時01分00秒”である。
Returning to the description of FIGS. 5 and 6, for example, the following can be further understood.
The real time "t2" for the process PR1 is replaced with the virtual time "t21". “T2” is “October 10, 2017, 10:00:00”. “T21” is also “October 10, 2017, 10:00:00”.
・工程PR2についての実時間“t2”は、仮想時刻“t22”に置き換えられている。“t2”が“2017年10月10日10時01分00秒”であるのに対し、“t22”は、“2017年10月10日10時01分20秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して20秒遅れている。この遅れは、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。
The real time "t2" for the process PR2 is replaced with the virtual time "t22". "T2" is "October 10, 2017 10:00:00", while "t22" is "October 10, 2017 10:01:30". The virtual time is 20 seconds behind the real time. This delay is the result of the abnormality sign
・工程PR3についての実時間“t2”は、仮想時刻“t23”に置き換えられている。“t2”が“2017年10月10日10時01分00秒”であるのに対し、“t23”は、“2017年10月10日10時01分40秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して40秒遅れている。この遅れも、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。
The real time "t2" for the process PR3 is replaced with the virtual time "t23". "T2" is "October 10, 2017 10:00:00", while "t23" is "October 10, 2017 10:01:40". The virtual time is 40 seconds behind the real time. This delay is also a result of the abnormality
・工程PR1についての実時間“t3”は、仮想時刻“t31”に置き換えられている。“t3”は、“2017年10月10日10時02分00秒”である。“t31”もまた、“2017年10月10日10時02分00秒”である。 The real time "t3" for the process PR1 is replaced with the virtual time "t31". "T3" is "October 10, 2017 10:02:00". "T31" is also "October 10, 2017 10:02:00".
・工程PR2についての実時間“t3”は、仮想時刻“t32”に置き換えられている。“t3”が“2017年10月10日10時02分00秒”であるのに対し、“t32”は、“2017年10月10日10時02分20秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して20秒遅れている。この遅れは、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。
The real time "t3" for the process PR2 is replaced with the virtual time "t32". “T3” is “10:02:00 on October 10, 2017”, while “t32” is “10:02:20 on October 10, 2017”. The virtual time is 20 seconds behind the real time. This delay is the result of the abnormality sign
・工程PR3についての実時間“t3”は、仮想時刻“t33”に置き換えられている。“t3”が“2017年10月10日10時02分00秒”であるのに対し、“t33”は、“2017年10月10日10時02分40秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して40秒遅れている。この遅れも、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。
The real time "t3" for the process PR3 is replaced with the virtual time "t33". "T3" is "October 10, 2017 10:02:00", while "t33" is "October 10, 2017 10:02:40". The virtual time is 40 seconds behind the real time. This delay is also a result of the abnormality
(仮想時刻及び仮想工程導入の効果)
図7及び図8に沿って、仮想時刻及び仮想工程導入の効果を説明する。いま、異常予兆診断装置1が、既存の技術に従って、図5の計測値情報31を読み込んだとする。すると、異常予兆診断装置1は、工程が3つ存在し、工程ごとに同じ4種類の時系列の計測値が存在すると認識する。つまり、異常予兆診断装置1は、図7の左上図71、左中図72及び左下図73のような情報が存在すると認識する。これらの情報の存在を前提として異常予兆診断装置1が診断期間における計測値の診断(適応共鳴理論を用いたクラスタリング)を行った結果が、図8の左上図81、左中図82及び左下図83である。なお、これらの図は、専ら説明目的のために、多次元空間のうち最も単純な2次元平面を示している。その横軸は原料Aの流量FAであり、縦軸は原料Bの流量FBである(後記する右図84も同様)。
(Effect of introducing virtual time and virtual process)
The effect of introducing the virtual time and the virtual process will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Now, it is assumed that the abnormality
左上図81におけるカテゴリ1を示す球の位置及び半径は、左中図82におけるカテゴリ1を示す球の位置及び半径と同じであるとは限らないし、左下図83におけるカテゴリ1を示す球の位置及び半径と同じであるとも限らない。カテゴリ2~4についても同じことが言える。つまり、工程PR1の計測値“◎”、工程PR2の計測値“○”及び工程PR3の計測値“●”のすべてが番号が同じカテゴリに含まれるように見えても、それらが同じ異常(又は同じ未知の状態)に属するか否かは不明である。
The position and radius of the
一方、異常予兆診断装置1が、図6の並べ替え後計測値情報31bを読み込んだとする。すると、異常予兆診断装置1は、工程が1つだけ存在し、その1つの工程について4種類の時系列の計測値が存在すると認識する。つまり、異常予兆診断装置1は、図7の右図74のような情報が存在すると認識する。仮想工程は、このようにして異常予兆診断装置1に認識される工程である。
On the other hand, it is assumed that the abnormality
図7の右図74は一見、左上図71、左中図72及び左下図73に類似している。しかしながら、左上図71、左中図72及び左下図73のそれぞれが、1つの工程の計測値しか有していないのに対し、右図74は、3つの工程の計測値を有している。つまり、例えば、左上図71の破線、左中図72の一点鎖線及び左下図73の二点鎖線が示す時点における計測値のすべてを、右図74は有している(時間軸のデータ量が3倍になっている)。なお、右図74における“*”は、“1”、“2”及び“3”をまとめて表している。 At first glance, FIG. 74 on the right of FIG. 7 is similar to FIG. 71 in the upper left, FIG. 72 in the middle left, and FIG. 73 in the lower left. However, while each of the upper left figure 71, the left middle figure 72, and the lower left figure 73 has only the measured value of one step, the right figure 74 has the measured value of three steps. That is, for example, the right figure 74 has all the measured values at the time indicated by the broken line in the upper left figure 71, the one-dot chain line in the middle left figure 72, and the two-dot chain line in the lower left figure 73 (the amount of data on the time axis is). It has tripled). In addition, "*" in FIG. 74 on the right collectively represents "1", "2" and "3".
これらの情報の存在を前提として異常予兆診断装置1が診断期間における計測値の診断を行った結果が、図8の右図84である。右図84では、診断期間における工程PR1の計測値“◎”、工程PR2の計測値“○”及び 工程PR3の計測値“●”が同一空間(平面)に描画されている。ここでは、これらの3つの点は、カテゴリ4を示す球に属している。ユーザは、並列する3つの工程に未知の状態が発生していることを知る。なお、図8の右図84におけるカテゴリ1を示す球は、図8の左上図81、左中図82及び左下図83におけるカテゴリ1を示す球のすべてを含む。カテゴリ2~4についても同じことが言える。
FIG. 84 on the right side of FIG. 8 shows the result of the abnormality
(適応共鳴理論を用いたクラスタリング)
図9に沿って、適応共鳴理論を用いたクラスタリングを説明する。異常予兆診断装置1は、多次元の計測値を示す点を多次元空間に描画する。計測値には仮想時刻が関連付けられており、描画された点の数が仮想時刻の数に相当する。図9の2次元平面もまた、多次元空間のうち最も単純な説明目的の例であり、横軸に原料Aの流量FAを有し、縦軸に原料Bの流量FBを有する。異常予兆診断装置1は、正常時間において取得された計測値を示す複数の点を、カテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3に分類している。これらの点は、工程PR1において取得された計測値“◎”、工程PR2において取得された計測値“○”及び工程PR3において取得された計測値“●”のうちのいずれかである。
(Clustering using adaptive resonance theory)
Clustering using adaptive resonance theory will be described with reference to FIG. The abnormality
診断期間においても、異常予兆診断装置1は、計測値を示す点(◎、○及び●)を多次元空間に描画して行く。これらの点は、カテゴリ1、カテゴリ2又はカテゴリ3のいずれかに属する場合もあり、いずれにも属さない場合もある。図9の例では、仮想時刻が経過するにつれて、◎、○及び●がこの順序で繰り返し描画されている。これらの点は、正常期間には未知であったカテゴリ4に属している。ユーザは、並列する3つの工程において、原料Aの流量及び原料Bの流量がともに高水準になるような状態が発生していることを知る。
Even during the diagnosis period, the abnormality
(異常度及び寄与度)
図10に沿って、異常度及び寄与度を説明する。図10の縦軸、横軸及びカテゴリ1~4は、図9と同じである。診断期間における計測値●85が、正常期間には未知であるカテゴリ4に属する場合、ユーザは、次のことを知りたいと考える。
・その計測値が既知のどのカテゴリから見てどの程度異常であるか。
・複数種類の計測値(原料Aの流量、原料Bの流量等)のうち、その異常に最も寄与しているものは何であるか。
(Abnormality and contribution)
The degree of abnormality and the degree of contribution will be described with reference to FIG. The vertical axis, the horizontal axis, and
-How abnormal is the measured value from which known category?
-Which of the multiple types of measured values (flow rate of raw material A, flow rate of raw material B, etc.) contributes most to the abnormality?
そこで、まず異常予兆診断装置1は、次の処理を行い、異常度を算出する。
(1)異常予兆診断装置1は、カテゴリ1の代表点◇86a、カテゴリ2の代表点◇86b及びカテゴリ3の代表点◇86cを特定する。ここで、代表点(代表値)とは、例えば、各カテゴリに属する計測値の中央値(最大値-最小値)、平均値(重心)等である。
(2)異常予兆診断装置1は、特定した各代表点◇と計測値●85との距離を算出し、これらを異常度の候補とする。異常度の候補の数は、既知のカテゴリの数に一致する。
(3)異常予兆診断装置1は、算出した異常度の候補のうち、最小のものを“異常度”とする。図10の例では、計測値●85とカテゴリ3の代表点◇86cとの距離が異常度87となる。
Therefore, first, the abnormality
(1) The abnormality
(2) The abnormality
(3) The abnormality
続いて、異常予兆診断装置1は、次の処理を行い、寄与度を算出する。
(4)異常予兆診断装置1は、異常度87を、横軸方向に対する成分及び縦軸方向に対する成分に分解する。ここで“軸方向に対する成分に分解する”とは、異常度87を各軸に投影した長さを求めることである。
(5)異常予兆診断装置1は、長さ88aを原料Aの流量の寄与度とし、長さ88bを原料Bの流量の寄与度とする。
Subsequently, the abnormality
(4) The abnormality
(5) In the abnormality
一般的に、多次元空間における異常度は、多次元空間の任意の座標軸に対して投影され得る。つまり、寄与度の数は、多次元空間の次数に一致する。前記したように、計測値は、多次元空間の各軸の値を成分に有する計測値ベクトルとして表される。したがって、異常度は、計測値ベクトルからカテゴリの代表点◇の位置ベクトルを減算した結果のベクトル(減算結果ベクトル)の大きさであるといえる。さらに、寄与度は、減算結果ベクトルの任意の成分そのものであるといえる。 In general, the degree of anomaly in multidimensional space can be projected onto any axis in multidimensional space. That is, the number of contributions corresponds to the degree of the multidimensional space. As described above, the measured value is represented as a measured value vector having the value of each axis in the multidimensional space as a component. Therefore, it can be said that the degree of abnormality is the magnitude of the vector (subtraction result vector) obtained by subtracting the position vector of the representative point ◇ of the category from the measured value vector. Further, the contribution can be said to be an arbitrary component of the subtraction result vector itself.
(処理手順)
図11に沿って、処理手順を説明する。説明の途中で適宜図12及び図13等を参照する。処理手順を開始する前提として、補助記憶装置15は、計測値情報31(図5)を、正常期間及び診断期間について記憶しているものとする。
ステップS201において、異常予兆診断装置1の前処理部21は、正常時のカテゴリを学習する。具体的には、第1に、前処理部21は、補助記憶装置15から計測値情報31を読み出す。
(Processing procedure)
The processing procedure will be described with reference to FIG. In the middle of the description, reference to FIGS. 12 and 13 and the like as appropriate. As a premise for starting the processing procedure, it is assumed that the
In step S201, the preprocessing
第2に、前処理部21は、ユーザが入力装置12を介して正常期間を入力するのを受け付ける。正常期間は、プラントが正常であることが既知である期間である。仮に、正常期間としたい期間中に、ある工程が異常であることが既知である期間が部分的に含まれる場合、ユーザは、その期間を除外した期間を正常期間として入力する。以降の説明を単純化するため、ここで除外された期間はなかったものとする。
第3に、前処理部21は、ステップS201の“第1”において読み出した計測値情報31から、ステップ201の“第2”において受け付けた正常期間に該当するレコードを抽出する。
Second, the preprocessing
Thirdly, the preprocessing
第4に、前処理部21は、ステップS201の“第3”において抽出したレコードを前記した方法で並べ替え、並び替え後計測値情報31b(図6)を作成する。
第5に、前処理部21は、ステップS201の“第4”において作成した並び替え後計測値情報31bに基づいて、多次元空間において計測値を示す点を描画し、複数の球(クラスタ)を作成する。この段階で、前処理部21は、多次元空間において、図9のカテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3を描画していることになる。
Fourth, the preprocessing
Fifth, the preprocessing
ステップS202において、前処理部21は、診断期間の計測値を取得する。具体的には、第1に、前処理部21は、ユーザが入力装置12を介して診断期間を入力するのを受け付ける。診断期間は、各工程が正常であるか否かが既知ではない期間であり、通常、正常期間に続く期間である。
第2に、前処理部21は、ステップS201の“第1”において読み出した計測値情報31から、ステップ202の“第1”において受け付けた診断期間に該当するレコードを抽出する。
In step S202, the preprocessing
Secondly, the preprocessing
ステップS203において、前処理部21は、診断期間の計測値を並び替える。具体的には、前処理部21は、ステップS202の“第2”において抽出したレコードを前記した方法で並べ替え、並び替え後計測値情報31b(図6)を作成する。このとき、前処理部21は、並列工程のそれぞれから取得した計測値のうち、実時刻が同じであるものに対して、複数の異なる仮想時刻をそれぞれ関連付けていることになる(図4参照)。図4において、例えば仮想時刻t11、t12及びt13は、所定の時間幅(実時刻t1とt2との時間幅)に含まれている。
In step S203, the preprocessing
ステップS204において、異常予兆診断装置1の分類部22は、診断期間の計測値を分類する。具体的には、第1に、分類部22は、ステップS203において作成した並び替え後計測値情報31bに基づいて、多次元空間において計測値を示す点を描画する。そして、分類部22は、描画した点から以下のいずれかの基準に従って“後処理対象点”を抽出する。
〈基準1〉描画した点のうち、既知のカテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3のいずれにも属さない点を後処理対象点とする。
〈基準2〉描画したすべての点を後処理対象点とする。
In step S204, the
<
<
第2に、分類部22は、出力装置13に多次元空間を表示する。図9は、多次元空間が2次元平面である場合の例である。このとき、分類部22は、後処理対象点が属する工程及び仮想時刻の前後関係も併せて表示することが望ましい。図9の例では、分類部22は、工程ごとに点の形状を変え(◎、○及び●)、仮想時刻が早い点から遅い点へ向けて矢印を描画している。
Second, the
ステップS205において、異常予兆診断装置1の後処理部23は、異常度及び寄与度を算出する。具体的には、後処理部23は、図10の説明で前記した方法で、異常度及び寄与度を後処理対象点ごとに算出する。
In step S205, the
ステップS206において、後処理部23は、異常度・寄与度情報32(図12)を表示する。具体的には、後処理部23は、出力装置13に異常度・寄与度情報32を、後処理対象点ごとに表示する。
計測時刻欄91aには、実時刻及び/又は仮想時刻が表示される。
カテゴリ欄91bには、後処理対象点が属するカテゴリの番号が表示される。基準1に従う場合、ここでの番号は、1、2及び3以外の番号である。
正常/異常欄91cには、“正常”又は“異常”が表示される。基準1に従う場合、ここでは常に“異常”が表示される。
In step S206, the
The real time and / or the virtual time is displayed in the
In the
In the normal /
異常原因欄91dには、異常度に対する寄与度が最も大きい計測値の種類(減算結果ベクトルの成分のうち最大のもの)が表示される。当該欄に例えば“F1A”が表示されている場合、工程PR1に異常が発生しており、原料Aの流量の過去例からの変化が、異常の原因となっている可能性が高いことがわかる。
異常度欄91eには、異常度が表示される。異常度は、減算結果ベクトルの、単位が異なる各成分の二乗和の平方根である。よって、異常度は、独自の単位を有さない。“[-]”はこのことを示している。
In the
The degree of abnormality is displayed in the degree of
寄与度ランキング欄92aには、寄与度が大きい方から数えた順位が表示される。多次元空間の次元数(計測値の種類の数)をnとするとき、この順位は、1、2、3、・・・、nとなる。
計測点欄92bには、異常度が投影された軸が示す計測値の種類が表示される。
寄与度欄92cには、寄与度が表示される。
計測値欄92dには、計測値そのものが示される。
後処理対象点が例えば10個存在するとき、後処理部23は、図12の異常度・寄与度情報32を、仮想時刻が早い順に10回表示することになる。
In the
In the
The contribution degree is displayed in the
The measured value itself is shown in the measured
When, for example, 10 post-processing target points exist, the
ステップS207において、後処理部23は、診断結果情報33(図13)を表示する。具体的には、第1に、後処理部23は、出力装置13に診断結果情報33を表示する。診断結果情報33は、ステップS206において後処理対象点ごとに表示された異常度・寄与度情報32を1つにまとめたものである。
In step S207, the
診断結果情報33のカテゴリ欄93a、正常/異常欄93b及び異常原因欄93dは、図12の異常度・寄与度情報32における同名の欄に対応している。
学習/診断欄93cには、“学習”又は“診断”が表示される。“学習”は、そのレコードのカテゴリが正常(学習)期間について作成されたことを示す。“診断”は、そのレコードのカテゴリが診断期間について作成されたことを示す。
確定者欄93eには、そのレコードの内容を確認したユーザ名(識別子でもよい)が表示される。
確定日欄93fには、そのレコードの内容が確認された時点の年月日が表示される。
The
“Learning” or “diagnosis” is displayed in the learning /
In the confirmed
In the fixed
診断結果情報33のレコードは、二重線95を境界として、上部分と下部分とに分かれる。上部分のレコード94a~94cは、正常(学習)期間において作成されたカテゴリをユーザが確認するためのものである。正常/異常欄93bには、常に“正常”が表示されている。異常原因欄93dには、常に“-”(データなし)が表示されている。後処理部23は、初めに、これらのレコードの確定者欄93e及び確定日欄93fを空欄として表示する。ユーザは、これらを視認し、正常であるカテゴリが3つ存在することを確認した後、入力装置12を介して、これらのレコードの確定者欄93eに自身の識別子を入力し、確定日欄93fに確定日を入力する。
The record of the diagnosis result
下部分のレコード96a~96dのそれぞれは、診断期間における後処理対象点のそれぞれに対応している。初めに、後処理部23は、これらのレコードの確定者欄93e及び確定日欄93fを空欄として表示し、学習/診断欄93cに“診断”を表示する。基準2に従う場合、後処理部23は、これらのレコードの正常/異常欄93bに、“正常”又は“異常”を表示する。
Each of the
後処理部23は、正常/異常欄93bに“異常”を表示した場合、そのレコードのカテゴリ欄93aに、“1”、“2”及び“3”以外の数字を表示し、異常原因欄93dに、最も寄与度の大きい計測値の種類を表示する。後処理部23は、正常/異常欄93bに“正常”を表示した場合、そのレコードのカテゴリ欄93aに、“1”、“2”又は“3”を表示し、異常原因欄93dに、“-”を表示する。
When the
ユーザは、レコード96a~96dを視認した後、入力装置12を介して、これらのレコードの確定者欄93eに自身の識別子を入力し、確定日欄93fに確定日を入力する。なお、ユーザは、必要に応じ以下の例のように、正常/異常欄93b及び異常原因欄93dに表示されているデータを変更することができる。
After visually recognizing the
〈例1:レコード96b〉
後処理部23は、正常/異常欄93bに“正常”を表示した。しかしながら、ユーザは、この診断結果を一旦保留にしたいと考えた。このとき、後処理部23は、ユーザが“正常”を“保留”に変更するのを受け付ける。
<Example 1:
The
〈例2:レコード96d〉
後処理部23は、正常/異常欄93bに“異常”を表示した。しかしながら、ユーザは、この診断結果は、仮想工程の不具合に起因するものではなく、仮想工程が配置される環境の変化に起因するものであると判断した。このとき、後処理部23は、ユーザが“正常”を“新規”に変更し、異常原因欄93dに表示されているデータを削除するのを受け付ける。ここでの“新規”は、新たなカテゴリの“正常”という意味を有する。
<Example 2:
The
例1及び例2の他にも、後処理部23は、計測値が既知のカテゴリのいずれにも含まれない場合、正常/異常欄93bに、まず“要注意”を表示してもよい。そして、ユーザは、“要注意”を“新規”、“正常”又は“異常”に変更してもよい。
In addition to Examples 1 and 2, if the measured value is not included in any of the known categories, the
画面表示の説明が長くなったが、処理手順に戻る。第2に、後処理部23は、ユーザが入力装置12を介して任意の操作(例えば、図示しない“終了”ボタンの押下)を行うのを受け付ける。
第3に、後処理部23は、確定者の識別子等の入力及びその他の変更を受け付けた後の診断結果情報33を補助記憶装置15に記憶し、処理手順を終了する。
The explanation of the screen display has become long, but I will return to the processing procedure. Second, the
Third, the
(本実施形態の効果)
本実施形態の異常予兆診断装置の効果は以下の通りである。
(1)異常予兆診断装置は、複数の並列工程から構成されるプラントに対して、同一原因の異常を同一カテゴリに分類することができる。
(2)異常予兆診断装置は、保守員が、複数の並列工程の診断を効率的に行うことを可能にする。
(3)異常予兆診断装置は、保守員が、並列工程を正常状態に戻す対策を立てることを容易にする。
(4)異常予兆診断装置は、保守員に、診断結果の根拠を定量的に示すことができる。
(5)異常予兆診断装置は、保守員に、診断結果をリスト型式で示すことができる。
(Effect of this embodiment)
The effects of the abnormality sign diagnosis device of this embodiment are as follows.
(1) The abnormality sign diagnosis device can classify abnormalities of the same cause into the same category for a plant composed of a plurality of parallel processes.
(2) The abnormality sign diagnosis device enables maintenance personnel to efficiently diagnose a plurality of parallel processes.
(3) The abnormality sign diagnosis device makes it easy for maintenance personnel to take measures to return the parallel process to the normal state.
(4) The abnormality sign diagnosis device can quantitatively show the basis of the diagnosis result to the maintenance staff.
(5) The abnormality sign diagnosis device can show the diagnosis result to the maintenance staff in a list format.
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the configurations described. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
また、前記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウエアで実現してもよい。また、前記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Further, each of the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them by, for example, an integrated circuit. Further, each of the above configurations, functions, and the like may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be placed in a memory, a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD.
In addition, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for explanation, and do not necessarily indicate all the control lines and information lines in the product. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected.
1 異常予兆診断装置
2 プラント
3 計測・制御装置
4 ネットワーク
11 中央制御装置
12 入力装置
13 出力装置
14 主記憶装置
15 補助記憶装置
16 通信装置
21 前処理部
22 分類部
23 後処理部
31 計測値情報
32 異常度・寄与度情報
33 診断結果情報
1 Abnormality
Claims (6)
前記並列工程のそれぞれから取得した計測値のうち、実際に取得された実時刻が同じであるものに対して、所定の時間幅に含まれる複数の異なる仮想時刻をそれぞれ関連付ける前処理部と、
前記計測値が前記仮想時刻において取得されたものと見做す分類部と、
を備えることを特徴とする異常予兆診断装置。 The measured values of a plurality of parallel processes in which the same type of device performs the same type of processing are acquired in chronological order for each of the parallel processes.
Among the measured values acquired from each of the parallel processes, a preprocessing unit that associates a plurality of different virtual times included in a predetermined time width with respect to those having the same actual acquired time, and a preprocessing unit.
A classification unit that considers that the measured value was acquired at the virtual time, and
An abnormality sign diagnostic device characterized by being equipped with.
ある並列工程の前記実時刻をそのまま前記仮想時刻とし、
当該ある並列工程の実時刻より後であって、次の実時刻より前の時間帯に、当該並列工程以外のすべての並列工程の前記仮想時刻を関連付けること、
を特徴とする請求項1に記載の異常予兆診断装置。 The pretreatment unit
The real time of a parallel process is used as the virtual time as it is.
To associate the virtual time of all parallel processes other than the parallel process with the time zone after the real time of the parallel process and before the next real time.
The abnormality sign diagnostic apparatus according to claim 1 .
を特徴とする請求項2に記載の異常予兆診断装置。 In a multidimensional space having various measured values as axes, it is provided with a post-processing unit that decomposes the distance between the representative value of the past measured value and the measured value at the time of diagnosis into components for any axis of the multidimensional space. matter,
The abnormality sign diagnostic apparatus according to claim 2 .
適応共鳴理論を用いたクラスタリングを行い、
同種の装置が同種の処理を行う複数の並列工程の時系列の計測値を同一の空間内に表示すること、
を特徴とする請求項3に記載の異常予兆診断装置。 The classification unit
Clustering using adaptive resonance theory
Displaying time-series measurements of multiple parallel processes in which the same type of equipment performs the same type of processing in the same space,
The abnormality sign diagnostic apparatus according to claim 3 .
同種の装置が同種の処理を行う複数の並列工程の計測値を前記並列工程ごとに時系列で取得し、
前記並列工程のそれぞれから取得した計測値のうち、実際に取得された実時刻が同じであるものに対して、所定の時間幅に含まれる複数の異なる仮想時刻をそれぞれ関連付け、
前記異常予兆診断装置の分類部は、
前記計測値が前記仮想時刻において取得されたものと見做すこと、
を特徴とする、異常予兆診断装置の異常予兆診断方法。 The pretreatment part of the abnormality sign diagnosis device is
The measured values of a plurality of parallel processes in which the same type of device performs the same type of processing are acquired in chronological order for each of the parallel processes.
Among the measured values acquired from each of the parallel processes, those having the same actual time actually acquired are associated with a plurality of different virtual times included in a predetermined time width.
The classification unit of the abnormality sign diagnosis device is
Assuming that the measured value was acquired at the virtual time ,
A method for diagnosing an abnormality sign of an abnormality sign diagnosis device, which comprises.
同種の装置が同種の処理を行う複数の並列工程の計測値を前記並列工程ごとに時系列で取得し、
前記並列工程のそれぞれから取得した計測値のうち、実際に取得された実時刻が同じであるものに対して、所定の時間幅に含まれる複数の異なる仮想時刻をそれぞれ関連付ける処理を実行させ、
前記異常予兆診断装置の分類部に対し、
前記計測値が前記仮想時刻において取得されたものと見做す処理を実行させること、
を特徴とする、異常予兆診断装置を機能させるための異常予兆診断プログラム。 For the pretreatment part of the abnormality sign diagnosis device
The measured values of a plurality of parallel processes in which the same type of device performs the same type of processing are acquired in chronological order for each of the parallel processes.
Among the measured values acquired from each of the parallel processes, those having the same actual time actually acquired are subjected to a process of associating a plurality of different virtual times included in a predetermined time width .
For the classification unit of the abnormality sign diagnosis device
To execute a process that considers the measured value to have been acquired at the virtual time .
An abnormality sign diagnosis program for operating the abnormality sign diagnosis device.
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