JP2012037787A - プラント運転熟練度評価装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラント運転熟練度評価装置10は、時系列的に記録された一連のステップを含む運転手順ファイルから、グループ化辞書を参照して、階層運転手順ファイルを生成する階層運転手順ファイル生成手段12と、評価対象の階層運転手順ファイルと、お手本の階層運転手順ファイルとを比較して双方のファイルの類似度を算出する類似度算出手段13と、算出された類似度に従って、評価対象の運転操作の熟練度を評価する熟練度評価手段14とを備える。
【選択図】図1
Description
前記グループ名付与手段によって付与されたグループ名を参照し、前記運転手順ファイルから、グループ化されたステップを含む階層運転手順ファイルを生成する階層運転手順ファイル生成手段と、
評価対象の運転操作から前記階層運転手順ファイル生成手段によって得られた階層運転手順ファイルと、お手本の運転操作から前記階層運転手順ファイル生成手段によって得られた階層運転手順ファイルとを比較して、双方の階層運転手順ファイルの類似度を算出する類似度算出手段と、
前記類似度算出手段によって算出された類似度に従って、評価対象の運転操作の熟練度を評価する熟練度評価手段と、を備えることを特徴とするプラント運転熟練度評価装置を提供する。
コンピュータが、時系列的に記録された一連のステップを含む運転手順ファイルを入力し、各ステップとステップのグループ名とを対応つけたグループ化辞書を参照して、前記一連のステップのそれぞれにグループ名を付与する段階と、
コンピュータが、前記グループ名付与手段によって付与されたグループ名を参照し、前記運転手順ファイルから、グループ化されたステップを含む階層運転手順ファイルを生成する階層化段階と、
コンピュータが、評価対象の運転操作から得られた階層運転手順ファイルと、お手本の運転操作から得られた階層運転手順ファイルとを比較して、双方の階層運転手順ファイルの類似度を算出する段階と、
コンピュータが、前記類似度算出手段によって算出された類似度に従って、評価対象の運転操作の熟練度を評価する段階と、を有することを特徴とするプラント運転熟練度評価方法を提供する。
時系列的に記録された一連のステップを含む運転手順ファイルを入力し、各ステップとステップのグループ名とを対応つけたグループ化辞書を参照して、前記一連のステップのそれぞれにグループ名を付与する処理と、
前記グループ名付与処理によって付与されたグループ名を参照し、前記運転手順ファイルから、グループ化されたステップを含む階層運転手順ファイルを生成する階層化処理と、
評価対象の運転操作から得られた階層運転手順ファイルと、お手本の運転操作から得られた階層運転手順ファイルとを比較して、双方の階層運転手順ファイルの類似度を算出する処理と、
前記類似度算出処理によって算出された類似度に従って、評価対象の運転操作の熟練度を評価する処理と、を実行させることを特徴とするプログラムを提供する。
前記階層運転手順ファイル生成手段は、前記階層化されたグループ構造に従って、第1〜第n階層の運転手順ファイルを含む階層運転手順ファイルを生成して、前記記憶装置に記憶し、
前記類似度算出手段は、評価対象から得られた階層運転手順ファイルと、お手本から得られた階層運転手順ファイルとの間の類似度の算出にあたり、第1〜第n階層の運転手順ファイルのそれぞれについて類似度を算出する構成を採用する。この実施態様によると、より複雑な構成を持つプラントについても、更に正確でより客観的な熟練度評価が可能になる。
評価対象のオペレータの運転操作の評価に先立って、標準作業手順書(SOP)や熟練者の運転手順ファイル(以下、運転手順ファイルと呼ぶ)などに基づいて、グループ化辞書15を作成する。グループ化辞書15の構成の一例を図3に示す。また、図4にはそのグループ化辞書15のシンボルおよびグループ名の具体例を示す。先ず、元の運転手順ファイルに含まれる一連のステップのそれぞれを抽出する。抽出したステップを、例えば「a1:バルブ1の開操作」、「a2:ポンプ1の起動」といった操作対象および操作種類の情報を含む基本メッセージ(シンボル)として、辞書の見出しに登録する。この辞書の見出しを、図3に示すように、第1階層の辞書データとする。
図3および図4に示すように、第2階層辞書では、ステップ「a1:バルブ1の開操作」に対して登録したグループが、「A:原料フィード開始」であれば、グループ化辞書15内に保存されているグループ構造を参照し、その「A:原料フィード開始」に含まれる一連のステップである、「a2:ポンプ1の起動」、「a3:バルブ2の開操作」、「a4:ポンプ2の起動」などのステップも、「A:原料フィード開始」のグループに登録する。このとき、運転手順ファイルにおける操作順序が、「a1:バルブ1の開操作」→「a2:ポンプ1の起動」→「a3:バルブ2の開操作」→[a4:ポンプ2の起動]であり、その順序に意味があれば、図3に示すように、その順序関係も登録する。
辞書の作成が終了したら、お手本の運転手順ファイルから、階層化された運転手順ファイルを作成する。なお、お手本の運転手順ファイルは、必ずしも辞書の作成に用いたものでなくともよい。先ず、お手本の運転手順に含まれる一連のステップを1つずつ抽出する。次いで、抽出したステップ(例えばa1)が辞書の見出しとして登録されている各階層のグループ名(A、α、OPE1)を順次に検索する。運転手順ファイルの一連のステップの全てについて、最上位までの階層についてシンボル名およびグループ名の抽出が終了したら、お手本の運転手順ファイルから各階層毎の運転手順ファイルを作成する。この場合、元のお手本の運転手順ファイルの各ステップをシンボル化した運転手順ファイルを第1階層の運転手順ファイルとして、それから上位の階層の運転手順ファイル、つまりn次(nは2以上)までの階層運転手順ファイルを作成する。各階層の運転手順ファイルは、運転手順ファイルのステップを同階層のシンボル名またはグループ名で置き換え、その置き換えたシンボル名またはグループ名で記述したものである。
(2.1)操作履歴データの収集
評価対象の操作履歴のデータとして、DCS(分散制御システム)のメッセージ・サマリー(メッセージリスト)のデータや、トレンドグラフのデータを収集する。運転訓練シミュレータで評価を行う場合には、図2に示すように、運転訓練シミュレータ20のプラント模擬装置22からデータを収集する。
操作履歴データを第1階層の辞書と照合してシンボル化する。この場合、各操作ステップを、図3に示したシンボルa1〜a4、b1〜b3、c(1)〜c(4)などに置き換える。なお、c(1)〜c(4)は、順序に意味がないステップのシンボル名を示している。ここで、順序に意味があるか否かは、その上位の階層のグループから決定される。
操作履歴データから、シンボル化したステップを含む第1階層の運転手順ファイル(シンボル列)を作成する。作成した第1階層の運転手順ファイルを図5(a)の第1列に示した。各ステップは、第1階層の辞書に含まれるシンボル名に置き換えられている。
上記手順(2.3)において同定された継続時間を含むグループ作業に従って、第2階層の運転手順ファイル(シンボル列)が作成される。第2階層の運転手順ファイルを図5(a)の第2列に示した。第2階層の運転手順ファイルは、第1階層の運転手順ファイルの各ステップをグループ名に置き換え、かつ、そのグループ作業の継続時間を示している。
第2階層の運転手順ファイルから、上記手順(2.3)および(2.4)を繰り返しながら、順次に上位の階層の運転手順ファイルを作成する。この様子を図5(b)および(c)に示した。このように、それぞれが操作順序(グループ間順序)および操作継続時間を含むk階層の運転手順ファイル(2≦k≦n)が作成される。
(3.1)総体評価
評価対象の最高位の階層(第n階層)のシンボル列(運転手順ファイル)を、お手本の同階層の運転手順ファイルと照合して類似度を計算する。この最高位の階層の運転手順ファイルの照合で得られた類似度は、全体的な運転操作の流れ(運転操作方針)についての熟練度を示す。最高位の階層の運転手順ファイルを評価することにより、熟練度の高いベテラン・オペレータと、経験が少ない若いオペレータなどとの間の相違が、客観的に示される。
手順(3.1)の総体評価において、第n階層の運転手順ファイルのグループに含まれるシンボル、つまり、第(n−1)階層辞書に登録されているグループのどの部分で、お手本の運転手順ファイルとの相違があるかを調べる。相違点は、第n階層のR1、R2計算時のLDやncを求める際に、お手本の同階層の運転手順ファイルと比較したシンボルの過不足として記録されている。
次いで、各下位のグループについて、問題が生じていると予想される箇所を解析する。この場合、予想される箇所は、グループ作業の継続時間の同定に際して類似度が低い位置に対応する。このような箇所についてはその下位の階層に戻って、つまり第n階層の場合には第(n−1)階層に戻って第n階層の運転手順ファイルを構成する各グループに対して、手順3.1および3.2と同様な解析(計算)を行う。この解析は、類似度にもとづいて行われ、類似度は、上記手順(2.3)(2.4)(2.5)において各階層の運転手順ファイルに対して計算されたものが記録されている。ここで、上位階層の運転手順ファイルから得られる類似度ほど高く評価される。例えば、2つの評価対象の類似度の相対評価に際しては、最高位の階層、または、一定以上の高位の階層の運転手順ファイルの類似度が比較される。
(3.4)評価点数
類似度を数値で表す場合には、各階層毎の類似度が計算されたならば、最高位の運転手順ファイルにおける類似度には最も大きな重みを付け、下位の階層には下位に行くに従って順次に小さな重みを付け、最下位の階層の類似度には最も小さな重みを付けて、これら重み付き類似度を加算する。この計算によって、評価対象の運転手順ファイルについて、数値化された熟練度が得られる。熟練度を数値化することにより、多数の評価対象のオペレータの運転に対して客観的な評価が可能になる。
11:シンボル名付与手段
12:階層運転手順ファイル生成手段
13:類似度算出手段
14:熟練度評価手段
15:グループ化辞書
16:記憶装置
20:訓練シミュレータ
21:入力装置
22:プラント模擬装置
23:運転手順ファイル生成装置
24:グループ構成登録手段
Claims (7)
- 時系列的に記録された一連のステップを含む運転手順ファイルを入力し、各ステップとステップのグループ名とを対応つけたグループ化辞書を参照して、前記一連のステップのそれぞれにグループ名を付与するグループ名付与手段と、
前記グループ名付与手段によって付与されたグループ名を参照し、前記運転手順ファイルから、グループ化されたステップを含む階層運転手順ファイルを生成する階層運転手順ファイル生成手段と、
評価対象の運転操作から前記階層運転手順ファイル生成手段によって得られた階層運転手順ファイルと、お手本の運転操作から前記階層運転手順ファイル生成手段によって得られたお階層運転手順ファイルとを比較して、双方の階層運転手順ファイルの類似度を算出する類似度算出手段と、
前記類似度算出手段によって算出された類似度に従って、評価対象の運転操作の熟練度を評価する熟練度評価手段と、を備えることを特徴とするプラント運転熟練度評価装置。 - 前記グループ化辞書が、更に前記各ステップとグループ名とを対応つけた2次階層グループ構造、または、前記各ステップとグループ名とを対応つけると共に、該グループ名のグループと該グループよりも更に1階層以上にわたって上位の上位グループとを対応つけた、n次(nは3以上の整数)の階層グループ構造についての辞書を記憶しており、
前記階層運転手順ファイル生成手段は、前記グループ化辞書の階層グループ構造に従って、第1〜第n階層の運転手順ファイルを含む階層運転手順ファイルを生成し、
前記類似度算出手段は、評価対象の運転手順ファイルから得られた階層運転手順ファイルと、お手本の運転手順ファイルから得られた階層運転手順ファイルとの間の類似度の算出にあたり、第1〜第n階層の運転手順ファイルのそれぞれについて類似度を算出する、請求項1に記載のプラント運転熟練度評価装置。 - 前記一連のステップのそれぞれが、操作対象の機器に関する情報と、該機器に与えられる操作種別に関する情報とを含むメッセージである、請求項1または2に記載のプラント運転熟練度評価装置。
- 前記運転手順ファイルは、前記一連のステップのそれぞれに付与された、各ステップの発生後におけるプラントの状態信号および/または警報信号を含む、請求項4に記載のプラント運転熟練度評価装置。
- 請求項1〜4の何れか一に記載のプラント運転熟練度評価装置と、オペレータからの入力を受け付けて、前記一連のステップを発生させる入力装置と、該入力装置からの入力に応答するプラントの状態を模擬するプラント模擬装置と、前記入力装置を経由した入力および/または該入力に応答する前記プラント模擬装置の出力に基づいて、前記一連のステップを抽出するステップ抽出手段と、を備えることを特徴とする訓練シミュレータ。
- オペレータのプラント運転熟練度を評価する方法であって、
コンピュータが、時系列的に記録された一連のステップを含む運転手順ファイルを入力し、各ステップとステップのグループ名とを対応つけたグループ化辞書を参照して、前記一連のステップのそれぞれにグループ名を付与する段階と、
コンピュータが、前記グループ名付与手段によって付与されたグループ名を参照し、前記運転手順ファイルから、グループ化されたステップを含む階層運転手順ファイルを生成する階層化段階と、
コンピュータが、評価対象の運転操作から得られた階層運転手順ファイルと、お手本の運転操作から得られた階層運転手順ファイルとを比較して、双方の階層運転手順ファイルの類似度を算出する段階と、
コンピュータが、前記類似度算出手段によって算出された類似度に従って、評価対象の運転操作の熟練度を評価する段階と、有することを特徴とするプラント運転熟練度評価方法。 - プラント操作の熟練度評価を行うコンピュータのためのプログラムであって、前記コンピュータに、
時系列的に記録された一連のステップを含む運転手順ファイルを入力し、各ステップとステップのグループ名とを対応つけたグループ化辞書を参照して、前記一連のステップのそれぞれにグループ名を付与する処理と、
前記グループ名付与処理によって付与されたグループ名を参照し、前記運転手順ファイルから、グループ化されたステップを含む階層運転手順ファイルを生成する階層化処理と、
評価対象の運転操作から得られた階層運転手順ファイルと、お手本の運転操作から得られた階層運転手順ファイルとを比較して、双方の階層運転手順ファイルの類似度を算出する処理と、
前記類似度算出処理によって算出された類似度に従って、評価対象の運転操作の熟練度を評価する処理と、を実行させることを特徴とするプログラム。
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