JP2002503843A - プロセスおよび設備診断方法 - Google Patents

プロセスおよび設備診断方法

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JP2002503843A
JP2002503843A JP2000531771A JP2000531771A JP2002503843A JP 2002503843 A JP2002503843 A JP 2002503843A JP 2000531771 A JP2000531771 A JP 2000531771A JP 2000531771 A JP2000531771 A JP 2000531771A JP 2002503843 A JP2002503843 A JP 2002503843A
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JP2000531771A
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イェンス−ヨット． シュレーデル，
クラウス リンネマン，
マルクス アダミーツ，
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ユニベルジテット ハノーバー
イェンス−ヨット． シュレーデル，
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    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/024—Quantitative history assessment, e.g. mathematical relationships between available data; Functions therefor; Principal component analysis [PCA]; Partial least square [PLS]; Statistical classifiers, e.g. Bayesian networks, linear regression or correlation analysis; Neural networks

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、プロセスおよび設置診断手順に関する。技術プロセスの実際の動作状態が、動作パラメータに基づき連続的に決定され、動作パラメータ−基準値比較において比較される。定常動作状態の間の純粋動作測定値に基づき検出された動作固有値が、連続的に更新される全データベースに流入する。全データベースの部分集合としての基準データベースが、選択基準が入力された後で、全データベースから自動的に選択される。基準データベースから取られた基準値が、実際の動作固有値との比較として利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の導入節に記載のプロセスおよびシステム診断手順に関す
る。
【０００２】 産業プロセス中のプロセスおよびシステム診断は、特定の排出（ｅｍｉｓｓｉ
ｏｎ）を低減し、可能な限り安全に設備を使用し、修理または更には交換の投資
および関連する生産損失を防ぎ、開始および終了手順を最適に構成し、時宜を得
た様式で更新を導入するための前提条件である。自動制御プロセスまたはその後
の統計的評価に対し、数々の動作変数が確かめられているが、基準値の比較を用
いるプロセスおよびシステム診断には、基準値が必要とされる。
【０００３】 しかしながら、通常の場合、有効な基準値が存在しない。現存し得る任意の合
格判定測定は、特別な測定技術を用いた特定の境界条件のもとで獲得され、しば
しば現時点のシステム状態を反映しておらず、従って、ほとんど適当ではない。
まず複雑なモデルが生成され、適合化されて、シミュレーション計算との比較を
確認されなければならず、非常に時間が掛かり高価である。
【０００４】 本発明の目的は、プロセスおよびシステム診断の枠組み内で変数−基準値比較
を実行するのに必要な実施において、通常遭遇する動作条件に対する代表的な基
準値を自動的に生成することである。
【０００５】 この目的は、請求項１の導入節に記載され、特徴節においてその特徴を特定さ
れるプロセスおよびシステム診断手順において達成される。
【０００６】 更なる発展および有利な構成は、従属請求項および以下の説明で概観する。
【０００７】 本発明による解決策の原理は、プロセスをそれ自体と比較すること（自己識別
）に基づいている。定常動作モードの間に前もって記録された動作状態の部分集
合から決定された値が基準として使用される。これらの動作状態の総体は、客観
的動作体験の収集を構成し、従って、中断された動作の間に記録されたデータ記
録から自由な論理的動作監視のための基盤を形成する。しかしながら、十分な量
のデータが利用できるまで、所定の有限な時間を必要とし、客観動作体験の収集
は、厳密に言えば、実用において普通である外部および他のパラメータの分散が
除去（ｅｘｈａｕｓｔ）されてしまうまで、完全に決定されない。
【０００８】 動作測定は、基本的には、統計的および系統的測定の不確定性を備えている。
統計的不確定性は、検証された定常間隔において、すなわち定常条件が卓越する
連続的時間幅にわたる反復測定を介して、十分良好に推測され得る。系統的不確
定性は、一般的に修正によっては除去できない。なぜなら、普通は測定の連鎖全
体が較正されないからである。従って、系統的不確定性は、実際の測定値を歪曲
し続ける。しかしながら、この事実は、絶対的に正確な測定が必要なとき、例え
ば、同じ種類の様々なシステムを比較する場合などしか重要とはならない。
【０００９】 現時点の動作状態および系統的不確定性の合計に基づきその後に生成される基
準状態の両方が、同一の測定装置で獲得されるので、それらは、おおよそ同一の
系統的誤差および統計的質を所有している。これにより、系統的不確実性は減少
し、従ってそれらは不適切とされる。そうではない場合、確認された測定値の多
くは、重要な制御システムに組み込まれ、動作の安全およびシステム寿命に不可
欠となる。従って、これらの測定値は動作の観点から十分良好に維持されると想
定し得る。
【００１０】 本発明は、純粋な動作測定に限定された手段が用いられ、モデリングおよび確
認が存在しない場合でさえ、プロセスおよび／またはシステム状態の解析および
評価を実行することを可能にするので、目標とされ、かつ定量的に正当な「治療
」手段、例えば、修理、トラブルシューティング、プロセス向上が、これに基づ
き実現され得る。
【００１１】 本発明は、制御システム（この目的のためには、基本的にパラメータに影響を
及ぼすことができなければならない）にもオンライン製品品質監視（これはずっ
と簡単な自動装置で獲得し得る）にも関係しない。また、それ自体で「治療」手
段を実現するエキスパートシステムにも関係しない。そのようなエキスパートシ
ステムは、既存の、個別の専門的知識を必然的に組み込まれなければならない。
ただし、本発明はこのための基本的な前提条件を生成する。
【００１２】 発生する動作測定値すべての合計からデータベース全体に適した動作変数を獲
得するためには、測定値、ならびに平均値およびそれに付随する標準偏差から構
成される変数の予備集合が所定の時間間隔内の現時点の動作測定値から生成され
て、その場合、標準偏差の大きさは定常性のゲージを表す。測定値および変数の
集合は、定常性の基準が遵守される場合、動作状態としてデータベース全体に組
み込まれ、定常性基準に違反する場合には破棄される。この方法は、均一な基準
により定常状態を自動的に判定することを可能にし、従って、測定値および変数
の集合をデータベース全体に組み込むか否かに関する個別の判断に到達する。
【００１３】 本発明では、動的な影響を意図的に回避することが仕事率および状態の比較可
能性に対する主要な前提条件を表すので、定常性を排他的に検査される動作状態
が、この方法で獲得される。従って、平均値および標準偏差を生成するためには
、定常的な時間間隔内で蓄積された測定値のみが用いられる。
【００１４】 プロセスをよりよく評価するために、所定の計算法則により定常であると識別
された状態に対して測定値の許容集合から変数が確かめられ得、これらの変数は
、変数集合として、その標準偏差とともに格納され得る。変数は、いくつかの測
定値からしばしば計算され得る。変数の例は、標準偏差等の効率レベルを含む。
【００１５】 個々の動作状態に対する変数も従属基準により類別され得る。そのような階層
配列は、例えば、設備故障の原因および結果を実質的に一緒にリンクするために
役立つ。
【００１６】 いくつかの選択基準が設定され得、データベース全体から基準データベースに
データが組み込まれて、個別にまたは組み合わせで適用され得る。
【００１７】 例えば、基準データベースへの組み込みに適した測定値が、ブール変数を用い
て自動的に選択される。ブール変数は、区別可能か、外部的に影響可能か、また
は検出可能事象であるかに従い適用される。
【００１８】 そのような事象は、起動／停止システム部分において、基準データベースに適
さないと予め既に知られている動作測定値を引き起こす明白な設備故障であり得
る。しかしながら、そのような動作測定値であってもなお、この目的に関連した
定常基準が満たされる場合、全データベースに入る。
【００１９】 さらに、基準データベースへの組み込みに適した測定値が、明らかに影響を及
ぼし得る外部および他のプロセスパラメータとして分布する値の間隔を線図にす
ることにより追加的または択一的に、自動選択され得る。
【００２０】 この方法では、監視される動作状態における個々の動作状態の固有値の通常分
散からの極端な偏差が排除されるので、極端な状態は基準データベースに組み込
まれない。従って、基準データベースは、肯定的に評価された、比較に適した固
有値のみしか受け取らない。
【００２１】 基準データベースを確立するためには、十分に大きな数の動作状態に基いて予
備基準データベースを生成することを進め得る。その中のデータに基づき、固有
値に影響する個々のパラメータが確かめられ得る。プロセス継続に伴い、より多
くの動作状態が測定される場合、この手順が繰り返され得て、基準データベース
が拡大され、より大きなパラメータの範囲を包囲する。
【００２２】 次のステップでは、明白な偏差を有する固有値および動作状態全体が、残りの
固有値の収束が達成されるまで、数学的な計算手順において、予備基準データベ
ースから排除される。次に、残りの固有値が用いられて、プロセスおよびシステ
ム診断における使用に有効な基準データベース、およびこれにより計算される基
準値関数を生成する。
【００２３】 これらの基準値関数は、固有値と重要なパラメータ（自己識別）との間の従属
を可能な限り正確に説明する。パラメータが測定パラメータの範囲内に位置する
限り、これらの基準値関数から基準状態が確実に計算され得る。この範囲は、必
要条件を反映して自動的に拡大し、これにより実用に適したパラメータ変動を確
実にする。
【００２４】 この場合、基準値関数を決定し、明白な偏差を識別するための数学的計算手順
として多重線形回帰分析が用いられる。しかしながら、非線形公式化または他の
方法、例えば、ファジー理論またはニューロンネットワークによる展開式を用い
ることも可能である。これにより、過去にまだ遭遇していない動作状態に関する
基準値を決定することも可能である。
【００２５】 最も単純な場合では、回帰包囲平均化または単純な線形方程式により基準値関
数が獲得されるが、より複雑な固有値は、様々なパラメータの関数として、より
高次の方程式をも含む。予備基準データベースから相関分析を介して、各固有値
に対し適切なパラメータ（回帰因子）が測定され得る。この場合、いくつかのそ
のようなパラメータが存在するとき、それらの間に一次従属が成り立つと想定さ
れる。評価された回帰品質は、図形表現を通じて容易に図示し得るが、係数の標
準偏差に伴う回帰の決定係数は形式的に決定され、均一基準による自動測定を可
能にする。
【００２６】 さらに、当初は線形回帰分析が、１つ以上のパラメータに関する二次の項の組
み込みを介して、この分析が表現し得る相関の可能な向上に関してこの分析を検
査することにより展開され得る。向上がある場合、線形回帰モデルは、二次の項
により展開され得る。
【００２７】 その結果、基準値関数は、更により良好に動作特定的な影響に適合され得る。
この方法により、生成された基準値はより信頼できるようになる。二次の基準値
関数は、同時に、更に高次の関数において辺曲点形式で遭遇し得る、可能な正確
さと物理的に不合理な従属の排除との間の平衡をも表す。
【００２８】 初期値を、回帰を介して獲得された基準値関数により計算された値と比較する
ことにより、個々の固有値および全体の動作状態は、まだ不完全なものとして認
識され得、統計的品質を考慮して、その後の点においても基準データベースから
除外され得る。収束が達成されるまで反復法を介してこれが繰り返される。
【００２９】 これにより、基準値関数に対する係数の僅かな修正を、ひいては生成された基
準値の精度において更なる向上が再び可能となる。
【００３０】 有効な基準データベースは、連続的確認された新規の動作測定値により至適に
更新され、プロセスおよびシステム状態に適用される。また、これにより、当初
は数学的方法により計算されたか、または推定され得ただけの測定値の分だけ、
基準データベースが拡大される。これらの追加の値は、基準関数を確証、修正、
または破棄することを可能にし、これにより、システムの信頼性および精度を向
上させる。実用に適した動作状態が主として関係する一方、異常な動作状態に対
する値は、皆無とは言えないまでも、希にしか検証されない。しかし後者の動作
状態は皆無とは言えないまでもまれにしか遭遇しないので、これに対しては正確
な基準値は必要ない。むしろ、そのような動作状態の低い重要性に対しては、数
学的計算手順を介して獲得された精度で十分かつ適切である。
【００３１】 有効基準データベースが生成された後で、他の動作状態の値が、パラメータ配
列に関して計算された基準状態と直接比較され得る。
【００３２】 この比較は、系統的測定の不確実性および／またはプロセスの物理的／数学的
モデリングの任意の修正を伴わず、かつ／あるいは、測定データの検証を伴わず
に実行され得る。
【００３３】 動作固有値と基準値との間の比較の過程において、現時点の動作固有値の基準
値からの偏差は、好適には、トラブルのない動作中の基準値の平均標準偏差に関
連して配置される。トラブルのない動作からの、この無限の、パラメータ修正さ
れ統計的に評価された偏差は、次に、レイティングナンバーとして出力される。
出力はディスプレイおよび／またはプリントアウトおよび／またはメモリを介し
て行われ得る。
【００３４】 この測定は、互いの間ですら比較可能な様々な固有値の偏差を作成するのに役
立つ。特に、この測定は、外部パラメータまたはプロセスの他のパラメータの影
響を除外する。これにより、設備故障を素早く検出し、より容易に特定のシステ
ム部分に原因を帰すことができる。
【００３５】 更なる有利な発展の１つにおいて、固有値が階層的に配列され、現在の動作固
有値、基準値、および各固有値に対する関連レイティングナンバーを含む、状態
報告が使用される。
【００３６】 この配列は、固有値の明瞭な表現を可能にし、設備故障中の潜在的原因の迅速
なローカリゼーションを容易にする。
【００３７】 さらに、プリセットされた限界を超えるレイティングナンバーがマークされ得
る。これらのレイティングナンバーは、プロセスおよびシステム故障の原因また
は結果に対する定量的検索のために階層構造内で用いられる。
【００３８】 以下に、図面を用いて、石炭火力発電所のプロセスおよびシステム診断に基づ
き、本発明をより詳細に説明する。
【００３９】 本プロセスおよびシステム診断手順が、石炭火力発電所のために開発され、こ
の発電所の計装に組み込まれた。この場合、プロセス変数は連続的に監視され、
ブロック効率の中心の大きさまで重要な個々の測定値の様々なレベルでの統合に
おいて評価される。
【００４０】 図１は、３つの異なるレベルの統合における動作固有値の階層ピラミッドを示
す。下層は個々の固有値、例えば、酸素含有量、排気ガス温度などとともに、シ
ステム部分に対して決定された多数の動作固有値を包囲する。
【００４１】 中層は、下層の固有値のパラメータ従属を既に反映したサブドメインの固有値
を組み込んでいる。これらは、ボイラー効率、循環効率、および屋内基準のシェ
アを含む。
【００４２】 上層は、中層のサブドメイン固有値のパラメータ従属をそれぞれ反映するブロ
ック固有値を組み込んでいる。例には、正味効率および総効率を含む。
【００４３】 図示されたピラミッドは、制御コンソールディスプレイの動作固有値、基準値
、および偏差を配列し、記録を形成するためのモデルも構成しており、プロセス
値に対する故障の影響を説明するのに用いられ得、直ちに故障の原因を追跡する
。
【００４４】 図２は、正しい方針で基準値を生成するためのフローチャートを示す。この目
的のためには、連続的に実行されるロード可能な動作測定値が、発電所ブロック
内で記録される。これらは、図１による分類の異なるレベルにおける現時点の固
有値および基準値を決定するための基盤を構成する。
【００４５】 動作測定値は、発電所のデータバス上での１５秒平均値オンラインとして、プ
ロセスおよびシステム診断手順のために利用できる。ブロック定常性と称される
定常動作状態が、これらの測定値の一時記憶を確実にするために卓越しなければ
ならない。システムは自動的に動作するので、このブロック定常性をオンライン
でも検出できなければならない。この目的のためには、大きさが定常性に対する
ゲージとなる基本数が定義される。この基本数は、定常動作の間、値１をとり、
非定常動作の間、１００を超える明らかに大きな値をとる。獲得された動作体験
に基づき、定常性は、この基本数が１．５以下の値を有する場合の状態として定
義される。
【００４６】 定常性が設定されたとの決定に続き、測定値がデータバスから読み出され、固
有値が生成されて１５秒間隔で一時的に格納される。３０分の定常性間隔の後、
すべてのデータが統計的に評価され、結果ファイルへ格納される。定常性基準が
、既に破られている場合、データ記録は終了し、一時的なデータ記録は破棄され
る。従って、確認された定常性半時間間隔に対して利用できる最小のユニットは
、測定値および平均値と付随する標準偏差とから成る固有値の集合から構成され
、ブロックの動作状態を説明する。
【００４７】 従って、記録された半時間定常性動作状態の合計は、常識的な動作監視のため
の基盤を形成する客観的動作体験の収集を表す。ここでの測定系列の個々の主要
パラメータは、以下の範囲内を移動する。
【００４８】 加熱値（石炭）： ２４．０〜２９．２ ＭＪ／ｋｇ 外気温度： −２０．４〜２７．６ ℃ 冷却水温度： ８．１〜２８．９ ℃ 総出力： ８３０〜９００ ＭＷ トラブルなし動作を効率的に説明するために、基準データベースに適した部分
集合が、客観的動作体験として全データベースから選択されなければならない。
【００４９】 次に、基準データベースが、基準値関数および現時点の動作固有値と比較され
る基準値を提供する。比較の結果は評価もされ、これにより、偏差の影響もより
よく査定され得る。次に、現時点の動作固有値、基準値、および評価された比較
が、表示され記録される。
【００５０】 図３は、基準関数を生成するためのフローチャートを示す。これは、図２に示
すステップの、客観的動作体験からパラメータ従属基準値関数までの展開表示で
ある。
【００５１】 予備基準データベースを選択するための１手段は、場合分けを含む。この種類
の選択は、外部から影響を受け得る、または検出され得る代替状態が、ブール変
数、即ちイエス／ノー判定により分化され得る場合に生成される。例には、石炭
粉砕器または電気供給ポンプなどシステム部分の明らかな故障またはオン状態を
含む。
【００５２】 基準データベースに対する動作状態を選択するための別手段は、固有値に対す
る間隔線図を含む。重要なパラメータに関しては、本来下限および上限が画定さ
れ、基準データベースによる通常動作の範囲のみを反映する。例えば、ある特定
の用途では、少なくとも８３０ＭＷの総電力（経済的に妥当な完全負荷の範囲）
に限定すること、および道理に合う冷却水マスフローの範囲を画定することを含
む。
【００５３】 最終的に、縮小された定常性基準が、基準データの質をさらに向上させること
も可能にする。ここでの選択ステップのシーケンスは、発生する部分集合の大き
さに影響を及ぼさない。
【００５４】 次に、この方法により獲得された予備基準データベースが、固有値に対する基
準値関数を決定するための開始点として使用される。この予備基準データベース
は、ごく最初の決定の間に、固有値に対し極めて重要な影響を有するパラメータ
を発見するためにも用いられる。この目的のためには、固有値に対するそれらの
パラメータの影響に関して仮説が設定され、相関分析を介して確認される。パラ
メータｘiの固有値ｙiの基本従属、例えば外気温度、冷却水温度、および炉の熱
出力が決定される場合、基準値関数
【００５５】
【数１】 は、公式
【００５６】
【数２】 による複数線形回帰を用いて発見される。
【００５７】 最も容易な特定の公式は、トラブルなしの完全負荷動作の間一定である固有値
、例えば、「生蒸気温度」の固有値に対する平均構成
【００５８】
【数３】 である。個々の離散動作固有値から、回帰が基準値関数を生成し、これにより、
離散測定値間の中間値さえも決定し得る。
【００５９】 精度および表示能力をさらに向上させるために、少なくともパラメータのいく
つかに関して、基準値関数に対して二次の項が追加され得、これにより、次に一
般公式が、
【００６０】
【数４】 で示される。
【００６１】 基準値関数の改良が統計的に確保されている場合、線形回帰モデルは、対応し
て展開される。
【００６２】 その後、反復を介して、さらなる改良が達成される。固有値の明らかな偏差は
、反復ループ内で検出および確認される。基準データベースのいくつかのプロセ
ス状態は、その後で、標準偏差の補助により付随する第１の基準値関数から基準
データセットの個々の固有値の許容できる偏差を限定することにより欠陥として
認識される。これらの状態は、収束が達成されるまで、更新された反復ループ内
のデータセットから除外され、最終的な基準データベースが確立される。
【００６３】 説明された手段の合計の結果、値の相関におけるある点での固有値の所定限度
を超えることは、その値および／または動作状態全体を基準データベースから排
除する。その後、そのような手順は、最終的に更新された基準データベースおよ
び標準偏差に対して有効な基準値関数を生成する。
【００６４】 図３に基づいて説明する手段は、基準値関数決定「コンデンサー圧力」のため
の実施例を図式化されたシーケンスで説明している。石炭火力発電所は、直列に
配列された２基のコンデンサーを備えており、冷却水はまずコンデンサー２を通
過する。従って、コンデンサー１は、より高い温度レベルである。しかしながら
、冷却水温度ＴKWは、コンデンサー２の吸入口温度として常に理解される。これ
は、コンデンサー２の吸入口温度のみが個々のパラメータに割り当てられた要件
を適切に満たすからである。
【００６５】 冷却水温度は、凝縮温度、ひいては凝縮圧力ＰK1に影響を及ぼすことが予測さ
れ得る。この理由により、計算の時点で利用できる動作固有値基盤のすべての圧
力値は、図４における付随冷却水温度に関してすでに記録されている。すべての
定常負荷点が用いられた。以下では、電力Ｐmin＜Ｐgross＜Ｐmax間隔（間隔線 図）として規定される唯一の完全負荷動作が検証された。これらの状態は、図４
の上部における点の密集に相当する。
【００６６】 予測どおり、図５における最初の単独パラメータＴKWおよび測定値に対する回
帰を介して決定された値の記録を用いてこの間隔から検証された圧力値すべての
線形回帰分析は、明白な従属があることを示している。この場合、データセット
は、場合分け、間隔線図および縮小された定常性基準を介してふるい分けられ、
これにより、測定点の数を４２７７から１８７０に低減する。
【００６７】 図６に示す図は、分析がパラメータＴKW 2、冷却水マスフロー、および負荷比 により展開されるときの結果である。回帰の標準偏差ｓは減少しており、その確
実性のレベルＢが上昇している。使用されるパラメータすべての重要性をｔ−検
定が確証する。先行して検証された量のデータ点は、除外されている。そこでは
「負荷比」パラメータが欠陥であり、それ故利用できないからである。
【００６８】 しかしながら、いくつかの点、とりわけ、圧力ＰK1＜４８ｍｂａｒに対する点
が、まだ顕著にこの枠組みの外側に位置している。発電所におけるこの値に対し
て、時折、この測定位置をも欠陥とするその後の決定が行われなければならなか
った。このプロセスおよびシステム診断手順が存在していた場合、そのような測
定誤差は、前もってすでに表示されている。
【００６９】 これらの値は、異常検証の間に現れた他の値と同様に、値の相関全体により基
準データべースから除外されている。他のプロセス値が深刻な偏差を示すデータ
記録に対しても同じことが自動的に行われる。残りの数の基準データに関しは新
規の分析が実行され、図７に示す結果の回帰を生成する。この場合、対角線はま
だ確実に７９０の基準データ記録により表されているが、１００％表現のための
標的関数
【００７０】
【数５】 （基準値関数の値＝動作固有値）はほぼ完璧に達成されている。
【００７１】 動作状態の評価は、客観的動作体験に基づく、発電所ユニットのトラブルなし
動作を反映する基準状態を基本的に必要とする。このパラメータ従属動作状態は
、パラメータ従属基準値関数形式で与えられ、基本的な外部および他のパラメー
タの影響を具体化する。動作固有値及び基準値の比較は、たいていはプロセスの
質の劣化につながる変化、（例えば、システム内の故障または最適でない動作モ
ード）を視覚化することを目的としている。この場合、基準値からの固有値の偏
差が絶対的に有効であり、かつ不可避であるが、おおよそ一定の統計的不確実性
を備えていると想定される。
【００７２】 トラブルなし動作の間の基準値に対する再生の質は、平均標準偏差により知ら
れている。その基準値から現時点の動作固有値の偏差がこの変数に関して配置さ
れる場合、トラブルなし動作からの無次元の、パラメータ修正され統計的に評価
された偏差、いわゆるレイティングナンバーＢＺが獲得される。これにより、測
定値および固有値の相互の比較が可能になり、特に発電所プロセスの外部および
他のパラメータの影響を排除する。レイティングナンバーは、設備故障を容易に
検出することを可能にし、固有値ピラミッドの階層構造を使用して、レイティン
グナンバーをサブドメインおよび特定の個別固有値に割り付ける。一方、これに
より、より上位の階層レベルの固有値に対する特定の個別固有値の結果を定量的
に検出することが可能となる。
【００７３】 この点に関し、基準値からの標準偏差ｓとしての動作固有値の偏差、およびこ
れらの偏差に対する評定値ＢＺの対応する割付の分布を図８に図示する。同時に
、これは、トラブルなし動作がまだ存在する偏差の範囲を特定する。均一評価基
準の導入は、トラブルなし動作に対するレイティングナンバーＢＺの範囲を、す
べての固有値に対して同一にする。
【００７４】 例として選択された発電所の現時点での状態を、「品質の監視」を介して評価
するために、現時点での動作固有性とドイツ工業標準規格Ａ４ページの基準値と
の対比が生成され、異常発生に基づいて図９に図示される。レイティングナンバ
ーＢＺ＞５において顕著な偏差がある場合、それぞれの固有値がノート欄「ＮＯ
ＴＥ」においてハイライト化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 動作固有値の階層ピラミッドである。
【図２】 客観的動作体験を生成し、基準値を生成して、動作固有値と基準値との比較を
実行するためのフローチャートである。
【図３】 基準関数を生成するためのフローチャートである。
【図４】 いくつかの動作固有値からなるデータ記録の線図である。
【図５】 線形回帰の結果の線図である。
【図６】 多重線形回帰の結果の線図である。
【図７】 故障動作固有値が除外された、図６の多重線形回帰の結果の線図である。
【図８】 基準値およびレイティングナンバーの割付からの動作固有値の偏差の分布のグ
ラフである。
【図９ａ】 異常発生に基づく測定値および固有値の記録である。
【図９ｂ】 異常発生に基づく測定値および固有値の記録である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月１３日（２０００．３．１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】 しかしながら、通常の場合、有効な基準値が存在しない。現存し得る任意の合
格判定測定は、特別な測定技術を用いた特定の境界条件のもとで獲得され、しば
しば現時点のシステム状態を反映しておらず、従って、ほとんど適当ではない。
シミュレーション計算の比較には、ＤＥ３１ ３３ ２２２ Ｃ２に記載されて
いるように、まず複雑なモデルが生成され、適合化されて、シミュレーション計
算との比較を確認されなければならず、非常に時間が掛かり高価である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】削除
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アダミーツ， マルクス ドイツ国 デー−30826 ガルプセン， ファザーネンブッシュ １ Ｆターム(参考） 5B049 BB07 CC21 CC34 DD05 EE03 EE13 EE14 EE41 EE56 FF09 GG09 5H223 AA02 BB01 CC01 DD05 EE06

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 産業プロセスの現時点の動作状態が動作固有値により連続的
    に決定されて、動作固有値−基準値の比較において基準値と比較されるプロセス
    およびシステム診断手順であって、該プロセスおよびシステム診断手順は、定常
    動作状態の間に、純粋動作測定値から決定された動作固有値が、連続的に更新さ
    れる全データベースに流入すること、該全データベースの部分集合としての選択
    基準の指定の後で基準データベースが該全データベースから自動的に選択される
    こと、および該基準データベースから取られた基準値が、現時点の動作固有値と
    の比較として利用されることにより特徴付けられる、プロセスおよびシステム診
    断手順。
  2. 【請求項２】 前記動作固有値および前記動作固有値−基準値の比較の結果
    が、格納および／または表示されることにより特徴付けられる、請求項１に記載
    のプロセスおよびシステム診断手順。
  3. 【請求項３】 獲得された現時点の測定値から、予備データ記録が、所定の
    時間間隔内に、平均値および付随する標準偏差からなる固定値の集合に対する予
    備状態として取られ、一緒に取られたいくつかの標準偏差の偏りの大きさが定常
    性に対するゲージを表すこと、および、所定の定常性基準に従う場合には、デー
    タ記録が、前記現時点の動作状態を反映する固定値の集合として、最終的に前記
    全データベースに組み込まれるが、該予備データ記録が、該定常性基準に抵触す
    る場合には破棄されることにより特徴付けられる、請求項１または２に記載のプ
    ロセスおよびシステム診断手順。
  4. 【請求項４】 前記固有値の個々の集合の固有値が、従属基準により、特に
    階層的に配列されることにより特徴付けられる、請求項３に記載のプロセスおよ
    びシステム診断手順。
  5. 【請求項５】 望ましくないか、または不合理な動作状態から構成される状
    態が、ブール変数および／または間隔線図を用いて前記全データベースから排除
    されること、および、残りの動作状態を反映する前記データ記録が、予備基準デ
    ータベースを形成することにより特徴付けられる、請求項１〜４に記載のプロセ
    スおよびシステム診断手順。
  6. 【請求項６】 定量的に評価された従属決定または個々のパラメータを構成
    する固有値の確認が、データ記録内の各固有値に対する前記予備基準データベー
    スに基づき実行されることを特徴とする、請求項５に記載のプロセスおよびシス
    テム診断手順。
  7. 【請求項７】 前記予備基準データベースの前記固有値が、数学的計算方法
    、より詳細には、多重回帰または展開、あるいは、ファジー理論またはニューロ
    ンネットワークなど、後者の一般化により、影響を及ぼす個々のパラメータの関
    数として、決定され、これにより、まず、最初は低い決定係数を有する各固有値
    に対して予備基準値関数を生成することにより特徴付けられる、請求項５または
    ６に記載のプロセスおよびシステム診断手順。
  8. 【請求項８】 明らかな偏差が、基準値関数の決定中の反復により検出され
    ること、および、収束が達成されるまで対応するデータ記録が除去されることに
    より特徴付けられる、請求項７に記載のプロセスおよびシステム診断手順。
  9. 【請求項９】 追加の利用できるデータ記録がある場合、現時点で決定され
    た測定値との収束が達成されるまで、前記定常性基準を連続的に縮小することに
    より、前記基準値関数の前記決定係数も増加されることにより特徴付けられる、
    請求項８に記載のプロセスおよびシステム診断手順。
  10. 【請求項１０】 数学的計算手順により補足され、有効として組み込まれた
    基準関数に対する前記パラメータの範囲が、実行に適した動作状態に対する現時
    点の測定値で前記全データベースを拡大することによって展開されることにより
    特徴付けられる、請求項３〜９に記載のプロセスおよびシステム診断手順。
  11. 【請求項１１】 系統的測定の不確実性を修正することなく、現時点の動作
    固有値のそれぞれに対して、前記基準値−動作固有値の比較が実行され、統計的
    変動範囲に伴って、付随するパラメータ修正され統計的に評価された基準値によ
    る絶対偏差を算出する、請求項１０に記載のプロセスおよびシステム診断手順。
  12. 【請求項１２】 前記統計的変動範囲に伴って、前記動作固有値の前記基準
    値からの偏差が出力され、より詳細には、レイティングナンバーとしてのトラブ
    ルなし動作からの、無限の、パラメータ修正され統計的に評価された偏差として
    、表示されるか、および／または、印刷されるか、および／または格納されるこ
    とにより特徴付けられる、請求項１１に記載のプロセスおよびシステム診断手順
    。
  13. 【請求項１３】 比較の結果に関する、階層的に配列された固有値の状態プ
    ロトコルが準備され、動作値、基準値、および各固有値に対する付随するレイテ
    ィングナンバーを含む、請求項１２に記載のプロセスおよびシステム診断手順。
  14. 【請求項１４】 所定の限界を超える評定値がマークされ、階層的構造内の
    十分な根拠のある診断の一部としてプロセスおよびシステム故障の原因または結
    果に対する定量的検索のために用いられる、請求項１２または１３に記載のプロ
    セスおよびシステム診断手順。
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EP1055162A1 (de) 2000-11-29
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