JP2011081697A - 設備状態監視方法、監視システム及び監視プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサ情報を取得できないユニットの状態に基づく信号や人の操作に基づく信号が含まれるイベント信号を利用し、設備から出力されるイベント信号からイベント列を切出し、クラスタリングにより分類し、イベント列と所定期間以内に発生したアラームの頻度マトリクスを作成しておき、これに基づきイベント列に対して発生確率の高いアラームの予報を出力する。
【選択図】図1
Description
図1に、本発明の設備状態監視方法を実現するシステムの一構成例を示す。本システムの動作には、異常予兆検知や診断に用いるモデルを予め作成しておく「学習」とモデルと入力信号に基づき実際に異常予兆検知や診断を行う「評価」の二つのフェーズがある。基本的に前者はオフラインの処理、後者はオンラインの処理である。以下の説明では、それらを学習時、評価時という言葉で区別する。
(2)シーケンスの途中の場合は、終了イベントを探索する。見つかったらシーケンスの終了とする。また、故障・警告、指定の開始イベントを探索し、見つかったらシーケンスの異常終了とする。
(L1+L2−C)/(L1+L2)・・・数1
で表される。例えば一方のイベント列をaabc、もう一方をabbとすると、L1=4、L2=3、C=3(前者からaとcを削除してbを追加すると後者になる)となるため類似度は4/7=0.571となる。
102 センサ信号
103 イベント信号
104 モード分割部
105 正常モデル作成部
106 異常測度算出部
107 異常識別部
108 イベント列分類部
109 因果関係抽出部
110 異常予測部
111 相関算出部
112 異常識別例外設定部
1001 入力イベント列表示ウィンドウ
1002 類似イベント列表示ウィンドウ
1003 類似度表示ウィンドウ
1004 類似イベント発生頻度ウィンドウ
1005 アラーム発生予測表示ウィンドウ
1006 発生時刻表示ウィンドウ
Claims (14)
- 設備または装置の出力する時系列のセンサ信号およびイベント信号に基づいて異常を検知する設備状態監視方法であって、
前記イベント信号を元にイベント列を切出し、
前記イベント列間の類似度に基づき前記イベント列を分類し、
前記イベント列の分類結果を利用して異常を検知することを特徴とする設備状態監視方法。 - 設備または装置の出力する時系列のイベント信号に基づいて異常を検知する設備状態監視方法であって、
前記イベント信号を元にイベント列を切出し、
前記イベント列間の類似度に基づき前記イベント列を分類し、
前記イベント信号を元にアラームを抽出し、
前記分類されたイベント列のグループと前記アラームを関連付けて頻度マトリクスを算出し、
評価時に観測される前記イベント列を前記学習済みのイベント列との類似度に基づいて分類し、
前記頻度マトリクスに基づいて、前記分類されたイベント列のグループと関連の強いアラームの発生を予測することを特徴とする設備状態監視方法。 - 請求項2記載の設備状態監視方法であって、さらに
監視対象とする設備または装置の出力するセンサ信号に基づき特徴ベクトルを抽出し、
学習時には、前記特徴ベクトルに基づき正常モデルを作成し、
異常検知時には、前記正常モデルと前記特徴ベクトルの比較により異常測度を算出し、
前記異常測度と予め設定されたしきい値の比較により異常識別を行うことを特徴とする設備状態監視方法。 - 請求項2記載の設備状態監視方法であって、さらに
前記イベント信号に基づき稼動状態別のモード分割を行い、
監視対象とする設備または装置の出力するセンサ信号に基づき特徴ベクトルを抽出し、
学習時には、前記特徴ベクトルに基づき前記モード毎に正常モデルを作成し、
異常検知時には、前記正常モデルと前記特徴ベクトルの比較により異常測度を算出し、
前記異常測度と予め設定されたしきい値の比較により異常識別を行うことを特徴とする設備状態監視方法。 - 前記モード分割の方法は、イベント信号を入力し、複数のシーケンスの開始および終了イベントを予め指定しておき、前記開始および終了イベントを順次探索しながらシーケンス中あるいはシーケンスとシーケンスの間の期間を切り出すことを特徴とする請求項4記載の設備状態監視方法。
- 前記頻度マトリクスの作成方法は、前記アラームに「発生なし」を加えて結果事象とし、前記イベント列のグループを原因事象とし、マトリクスの全ての要素を0にしておき、前記イベント列について、予め指定された時間が経過するまでの間に発生したアラームを調べ、発生したアラームがある場合は、前記イベント列が属するグループと前記発生したアラームのクロスする要素をカウントアップし、発生したアラームがない場合は、前記イベント列が属するグループと「発生なし」のクロスする要素をカウントアップすることを特徴とする請求項2記載の設備状態監視方法。
- 前記頻度マトリクスの作成方法において、前記予め指定された時間として複数の時間を指定しておき、それぞれの時間に対応して前記頻度マトリクスを個別に作成することを特徴とする請求項6記載の設備状態監視方法。
- 前記複数の時間に対応する頻度マトリクスを用いてアラーム発生時刻の推定を行うことを特徴とする請求項7記載の設備状態監視方法。
- 設備または装置の出力する時系列のセンサ信号およびイベント信号に基づいて異常を検知する設備状態監視方法であって、
前記イベント信号に基づき稼動状態別のモード分割を行い、
前記センサ信号に基づき特徴ベクトルを抽出し、
前記特徴ベクトルに基づき前記モード毎に第一の正常モデルを作成し、
前記第一の正常モデルと前記特徴ベクトルの比較により第一の異常測度を算出し、
前記イベント信号を元にイベント列を切出し、
前記イベント列間の類似度に基づき前記イベント列を分類し、
前記分類されたイベント列の発生の有無と前記第一の異常測度との相関に基づいて異常測度が有意に高いイベント列を抽出し、
前記特徴ベクトルから前記異常測度が有意に高いイベント列が発生した所定の期間のデータを除いて学習データを作成し、
前記学習データを用いて前記モード毎に第二の正常モデルを作成し、
前記第二の正常モデルと前記特徴ベクトルの比較により第二の異常測度を算出し、
前記第二の異常測度と予め設定されたしきい値の比較により異常識別を行うことを特徴とする設備状態監視方法。 - 請求項9記載の設備状態監視方法であって、さらに
前記異常測度が有意に高いイベント列に対して例外とするか否かを設定しておき、
前記例外と設定されたイベント列が発生した所定の期間の前記異常識別による異常判定を取り消すことを特徴とする設備状態監視方法。 - 時系列のセンサ信号およびイベント信号を出力する監視対象である設備と、
前記イベント信号に基づき稼動状態別のモード分割を行うモード分割部と、
前記センサ信号に基づき特徴ベクトルを抽出し、正常モデルを作成する正常モデル作成部と、
前記正常モデルと前記特徴ベクトルの比較により異常測度を算出する異常測度算出部と、
前記異常測度とあらかじめ設定されたしきい値との比較により異常を識別する異常識別部と、
イベント信号からイベント列を切出し類似度に基づきイベント列を分類するイベント列分類部と、
前記分類されたイベント列のグループと前記イベント信号から抽出されるアラームを関連付けて頻度マトリクスを算出する因果関係抽出部と、
観測される前記イベント列を前記学習済みのイベント列との類似度に基づいて分類し、
前記頻度マトリクスに基づいて、観測されたイベント列と関連の強いアラームの発生を予測する異常予測部とからなることを特徴とする設備状態監視システム。 - 時系列のセンサ信号およびイベント信号を出力する監視対象である設備と、
前記イベント信号に基づき稼動状態別のモード分割を行うモード分割部と、
前記センサ信号に基づき特徴ベクトルを抽出し、正常モデルを作成する正常モデル作成部と、
前記正常モデルと前記特徴ベクトルの比較により異常測度を算出する異常測度算出部と、
前記異常測度とあらかじめ設定されたしきい値との比較により異常を識別する異常識別部と、
イベント信号からイベント列を切出し類似度に基づきイベント列を分類するイベント列分類部と、
前記分類されたイベント列の発生の有無と前記異常測度との相関を算出し、異常測度が有意に高いイベント列を抽出する相関算出部と、
前記異常測度が有意に高いイベント列について、異常識別の例外とするか否かを設定する異常識別例外設定部とからなることを特徴とする設備状態監視システム。 - 設備または装置の出力する時系列のイベント信号を入力するステップと、
前記イベント信号を元にイベント列を切出すステップと、
前記イベント列間の類似度に基づき前記イベント列を分類するステップと、
前記分類されたイベント列のグループと前記イベント信号から抽出されるアラームを関連付けて頻度マトリクスを算出するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする設備状態解析プログラム。 - 設備または装置の出力する時系列のセンサ信号およびイベント信号を入力するステップと、
前記イベント信号に基づき稼動状態別のモード分割を行うステップと、
前記センサ信号に基づき特徴ベクトルを抽出するステップと、
前記特徴ベクトルに基づき前記モード毎に第一の正常モデルを作成するステップと、
前記第一の正常モデルと前記特徴ベクトルの比較により異常測度を算出するステップと、
前記イベント信号を元にイベント列を切出すステップと、
前記イベント列間の類似度に基づき前記イベント列を分類するステップと、
前記分類されたイベント列のグループの発生と前記異常測度の相関を算出するステップと、
前記相関をもとに異常測度が有意に高いイベント列のグループを抽出するステップと、
前記特徴ベクトルから前記異常測度が有意に高いイベント列が発生した所定の期間のデータを除いて学習データを作成するステップ、
前記学習データを用いて前記モード毎に第二の正常モデルを作成するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする設備状態解析プログラム。
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