JP2017091113A - イベント解析装置、イベント解析システム、イベント解析方法、およびイベント解析プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イベント解析装置は、オペレータによる操作の操作履歴を示すデータであるイベントログデータを収集するイベント収集部と、前記イベント収集部が収集した前記イベントログデータを解析し、前記オペレータの操作の操作方法または前記オペレータの操作の操作意図を表す解析結果データを抽出するイベント解析部と、複数の期間を指定して各期間に含まれる解析結果データ群を抽出し、前記解析結果データ群を操作時刻に基づいてソートした操作列をそれぞれ抽出する操作列抽出部と、前記操作列間の類似度に基づいて前記操作列を分類する操作列分類部とを備える。
【選択図】図1
Description
従来、イベント解析装置を用いてオペレータの操作を把握するためには、対象業務が実施された個々の期間に着目して、各期間内の操作イベント列から操作事例を解析する必要があった。しかしながら、個々の業務期間をそれぞれ解析しなければならないため、業務の実施回数が多い場合には、人手による解析作業が困難になるという課題があった。
特許文献1に記載の監視システムでは、イベント列間の類似度に基づいてイベント列を自動的に分類する。イベント列間の類似度は、一方のイベント列をもう一方のイベント列に変化させるために削除する必要があるイベントの数、および追加する必要があるイベントの数に基づいて定義される。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るイベント解析システムは、オペレータによる制御システムの操作履歴などを示すイベントログから、オペレータの操作方法および操作意図を抽出する。
一般的に、オペレータは、流量や圧力などのプロセス値を増減させるために、SV(Set Variable;目標値)やMV(Manipulated Variable;操作量)などを増減させる。また、流量や圧力などの値を一定に保つために、プロセス値を微調整するなどの操作を行う。すなわち、オペレータの操作意図は、ターゲットとなるプロセス値を増加、減少、または安定させることにある。本発明においては、このオペレータの操作意図を抽出する。
そこで本発明では、複数の操作のイベントログをまとめることによって、操作方法を示す「基本単位操作」を定義する。また、本発明では、複数の基本単位操作をまとめることによって、操作意図を表す「単位操作」を定義する。
また、基本単位操作として、「ランピング(増加)」、「ランピング(減少)」、「微調整」、「設定変更(増加)」、または「設定変更(減少)」の5種類のいずれかが定義される。
また、「設定変更」とは、一度の操作で値を大きく変化させる変更である。ランピングの場合と同様に、SV値やMV値などを増加させるための設定変更操作は「設定変更+」、SV値やMV値などを減少させるための設定変更操作は「設定変更−」と表記することとする。
単位操作は、基本単位操作よりも抽象度が高い操作である。したがって、イベントログの解析処理においては、まずイベントログから基本単位操作を抽出し、次に、抽出した基本単位操作から単位操作を抽出するように、2段階の抽出処理が行われる。
次に、第1の実施形態に係るイベント解析システム1およびイベント解析装置10の構成について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るイベント解析システムおよびイベント解析装置の機能構成を示すブロック図である。
第1の実施形態に係るイベント解析システム1は、イベント解析装置10と、イベントログデータベース11と、解析結果データベース12と、操作列データベース13と、分類結果データベース14と、表示装置15と、制御システム16と、ヒストリアン17と、を含んで構成される。
また、イベント解析部103は、基本単位操作解析部1031と、単位操作解析部1032とを含んで構成される。
ヒストリアン17は、制御システム16において生成される膨大なイベントログデータを自動収集し、長期保存することを目的としたデータベースを含む装置である。ヒストリアン17は、記憶媒体、例えば、HDDを含んで構成される。
図2は、本発明の第1の実施形態に係るイベント解析システムのイベントログデータベースが記憶するイベントログテーブルの一例を示す図である。
図示するように、イベントログテーブルは、「イベントID」、「日時」、「タグ名」、「操作種類」、「前回値」、および「現在値」の6つのデータ項目の列が含まれる2次元の表形式のテーブルである。
イベントログテーブルに含まれる各行が、それぞれ1つのイベントログデータである。
「日時」の項目には、制御システム16においてそれぞれのイベントが発生した発生時刻(すなわち、イベントログが生成された日時)を示す値が格納される。
「タグ名」の項目には、制御システム16が複数存在する場合に、イベントログを生成した制御システム16を一意に識別するための機器識別子(タグ)を示す値が格納される。
「操作種類」の項目には、オペレータによって行われた操作の種類を表す識別子を示す値が格納される。
「前回値」の項目には、オペレータによって設定値の変更操作が行われる前の設定値(前回値)を示す値が格納される。
「現在値」の項目には、オペレータによって設定値の変更操作が行われる後の設定値(現在値)を示す値が格納される。
なお、上述したイベントログテーブルの形式(フォーマット)はあくまで一例であり、この形式に限られるものではない。
続いて、図2に示した2件目のイベントログデータは、オペレータが、「2015年8月21日10時00分10秒」に、機器「TAG1」に対して、「MV(操作量)」の設定値を、「25.0(%)」から「30.0(%)」へ変更したことを表す。
イベント解析部103は、ユーザにより指定された複数業務期間に該当するイベントログデータをイベントログテーブルから取得する。イベント解析部103は、2段階に分けて、取得したイベントログデータからユーザが理解しやすい操作を抽出する。
基本単位操作解析部1031は、同一機器かつ同種類の操作種類であるイベントログ群(すなわち、イベントログデータベース11に格納されたイベントログテーブルにおいて、「タグ名」の項目の値が同一、かつ「操作種類」の項目の値が同一であるイベントログデータ群)を抽出し、設定値の変化傾向および時間的な連続性に基づいて、基本単位操作を抽出する。
基本単位操作解析部1031は、抽出した基本単位操作を示すデータ(以下、基本単位操作データと称する)を、解析結果データベース12に格納された基本単位操作テーブルに記録する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係るイベント解析システム1の解析結果データベース12が記憶する基本単位操作テーブルの一例を示す図である。
図示するように、基本単位操作テーブルは、「基本単位操作ID」、「開始日時」、「終了日時」、「タグ名」、「操作種類」、「操作方法」、および「イベントID」の7つのデータ項目の列が含まれる2次元の表形式のテーブルである。
基本単位操作テーブルに含まれる各行が、それぞれ1つの基本単位操作データである。
「開始日時」の項目には、それぞれの基本単位操作の開始日時(すなわち、基本単位操作に含まれるイベントログの中で、最初に生成されたイベントログが生成された日時)を示す値が格納される。
「終了日時」の項目には、それぞれの基本単位操作の終了日時(すなわち、基本単位操作に含まれるイベントログの中で、最後に生成されたイベントログが生成された日時)を示す値が格納される。
「操作種類」の項目には、オペレータによって行われた操作の種類を表す識別子を示す値が格納される。
「操作方法」の項目には、オペレータによって行われた操作の操作方法を示す値が格納される。
「イベントID」の項目には、基本単位操作に含まれるイベントログそれぞれのイベントIDを示す値が格納される。
なお、上述した基本単位操作テーブルの形式(フォーマット)はあくまで一例であり、この形式に限られるものではない。
続いて、図3に示した2件目の基本単位操作データ(すなわち、基本単位操作IDが「No.2」である基本単位操作データ)は、オペレータが、「2015年8月21日10時00分10秒」から「2015年8月21日10時01分00秒」にかけて、機器「TAG1」に対して、「MV(操作量)」の設定値をランピングする操作を行ったことを表す。なお、この例においては「操作方法」の値が「ランピング+」であるので、この例における基本単位操作は、オペレータが設定値を増加させるランピングの操作であることを表す。
単位操作解析部1032は、基本単位操作解析部1031で解析した基本単位操作の情報を活用して、ドメイン知識(例えば、プラントの制御における知識)をベースとしたルールに基づいて、オペレータがプロセスにどのような変化を与えるかという操作意図を推定し、単位操作を抽出する。単位操作とは、上述したように、オペレータの操作意図を表す。
単位操作解析部1032は、抽出した単位操作を示すデータ(以下、単位操作データと称する)を、解析結果データベース12に格納された単位操作テーブルに記録する。
図4は、本発明の第1の実施形態に係るイベント解析システム1の解析結果データベース12が記憶する単位操作テーブルの一例を示す図である。
図示するように、単位操作テーブルは、「単位操作ID」、「開始日時」、「終了日時」、「タグ名」、「操作意図」、および「基本単位操作ID」の6つのデータ項目の列が含まれる2次元の表形式のテーブルである。
単位操作テーブルに含まれる各行が、それぞれ1つの単位操作データである。
「開始日時」の項目には、それぞれの単位操作の開始日時(すなわち、単位操作に含まれる基本単位操作の中で、最初に行われた基本単位操作の開始日時)を示す値が格納される。
「終了日時」の項目には、それぞれの単位操作の終了日時(すなわち、単位操作に含まれる基本単位操作の中で、最後に行われた基本単位操作の終了日時)を示す値が格納される。
「操作意図」の項目には、オペレータによって行われた操作意図を示す値が格納される。
「基本単位操作ID」の項目には、単位操作に含まれる基本単位操作それぞれの基本単位操作IDを示す値が格納される。
なお、上述した単位操作テーブルの形式(フォーマット)はあくまで一例であり、この形式に限られるものではない。
続いて、図4に示した2件目の単位操作データ(すなわち、単位操作IDが「No.2」である単位操作データ)は、オペレータが、「2015年8月21日10時00分50秒」から「2015年8月21日10時02分50秒」にかけて、機器「TAG2」に対して、「温度を微調整する」ことを意図とした操作を行ったことを表す。
操作列抽出部104は、イベント解析部103によって抽出された基本単位操作を示すデータまたは単位操作を示すデータを、時間順につなげたデータを生成する。なお、本実施形態において、基本単位操作または単位操作を時間順につなげたものを、「操作列」と称する。
操作列データベース13は、操作列を格納するデータベースである。操作列データベース13は、記憶媒体、例えば、HDDを含んで構成される。
分類結果データベース14は、操作列の分類結果を格納するデータベースである。分類結果データベース14は、記憶媒体、例えば、HDDを含んで構成される。
表示装置15は、ディスプレイ、例えば、液晶ディスプレイまたは有機EL(Erectro Luminessence)ディスプレイを含んで構成される。
次に、イベント解析装置10の動作について図面を参照しながら説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態に係るイベント解析装置10の動作を示すシーケンス図である。
図5では、ユーザが、対象業務の実施期間を複数指定し、単位操作からなる操作列による分類結果を参照する場合の動作の一例を説明する。
例えば、タグ名が「T01」である機器における増加操作をタグ名が「F01」である機器の増加操作と置換する場合の編集コストを1とするならば、タグ名が「T01」である機器の増加操作をタグ名が「T01」である機器の微調整操作と置換する場合の編集コストは1より小さい値に設定する。
例えば、タグ名が「T01」である機器の増加操作を削除/追加する場合の編集コストを1とするならば、タグ名が「T01」である機器の微調整操作を削除/追加する場合の編集コストは1より小さい値に設定する。
例えば、直列操作AとBの開始時刻の順序を転置する場合の編集コストを1とするならば、並行して操作しているAとBの開始時刻の順序を転置する場合の編集コストは1より小さい値に設定する。
また、上述の通り、重み付き編集距離は非類似性を表すため、2つの操作列間の類似度は、次の式で定義される。(操作列間の類似度)=1−(重み付き編集距離)/(最大編集距離)。
最大編集距離とは、2つの操作列の各構成要素が完全に一致しない場合の編集コストであり、操作列を構成する単位操作の数と各単位操作の有無に関わる重みに基づいて求められる。これにより、2つの単位操作列の構成要素が完全に一致する場合には操作列間の類似度は1となる。また、2つの単位操作列の構成要素が完全一致しない場合には操作列間の類似度は0となる。
図6は、本発明の第1の実施形態に係るイベント解析装置10による操作列の分類処理の一例を示す概略図である。
次に、操作列分類部105は、上述した重み付き編集距離を用いて、すべての操作列間の類似度を計算する。例えば、図6に示すように、操作列1と操作列2との比較においては、操作する機器の種類は同じであるが、操作順や操作の方向は大きく異なる。操作列1を操作列2に変換するためには、最低限2回の置換が必要である。すなわち、操作列1の1番目の操作イベントであるタグ名が「F01」である機器の減少操作「F01↓」と操作列2の1番目の操作イベントであるタグ名が「P04」である機器の増加操作「P04↑」との置換、および、操作列1の3番目の操作イベントであるタグ名が「P04」である機器の微調整操作「P04→」と操作列2の3番目の操作イベントであるタグ名がF01である機器の増加操作「F01↑」との置換が必要である。そのため、操作列1と操作列2との類似度は、上記の計算式に従って、1−(2/3)≒0.33となる。
また、例えば、図6に示すように、操作列2と操作列4との比較においては、双方の構成要素(操作イベント)が完全に一致しているため、類似度は1.0となる。
例えば、イベント解析装置10は、単位操作からなる操作列の分類結果に基づいて業務の目的や外部条件が異なる状況を切り分けることができる。これにより、イベント解析装置10は、オペレータの操作の操作手順を整理しやすくすることができる。また、例えば、イベント解析装置10は、基本単位操作からなる操作列の分類結果に基づいてオペレータによる操作方法の違いを提示することができる。これにより、イベント解析装置10は、より良い操作方法を導き出しやすくすることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態に係るイベント解析システム2およびイベント解析装置20の機能構成を示すブロック図である。
なお、第1の実施形態におけるイベント解析システム1およびイベント解析装置10が備える機能構成と共通する部分(名称が同一であるブロック)については、説明を省略する。
第2の実施形態に係るイベント解析装置20は、類似する過去の操作事例を検索することによって、過去に類似する操作を行った場合における操作履歴、アラーム履歴、およびプロセスデータ履歴などを提示することができる。これにより、イベント解析装置20は、今後の状況の予測情報など、オンライン運転支援に役に立つ情報を集めやすくすることができる。
Claims (7)
- オペレータによる操作の操作履歴を示すデータであるイベントログデータを収集するイベント収集部と、
前記イベント収集部によって収集された前記イベントログデータを解析し、前記オペレータの操作に基づく操作方法または前記オペレータの操作に基づく操作意図を表す解析結果データを抽出するイベント解析部と、
指定された複数の期間における解析結果データを期間毎にそれぞれ抽出し、前記解析結果データを操作時刻に基づいてソートした操作列を抽出する操作列抽出部と、
前記操作列間の類似度に基づいて前記操作列を分類する操作列分類部と、
を備えることを特徴とするイベント解析装置。 - 前記操作列分類部は、制御機器に対する操作間の類似性、および制御機器に対する操作の順序、直列/並行性に基づいて前記操作列を分類する、
ことを特徴とする請求項1に記載のイベント解析装置。 - 前記操作列分類部によって分類された前記操作列を可視化して表示させる分類結果出力部を備える、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のイベント解析装置。 - 前記操作列抽出部によって抽出された操作列と前記操作列分類部によって過去に分類された操作列群に含まれる代表操作列との間の類似度に基づいて、前記操作列に類似する前記操作列群を検索する類似検索部を備える、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のイベント解析装置。 - ログデータ管理装置とイベント解析装置とを有するイベント解析システムであって、
前記ログデータ管理装置は、
オペレータによる操作の操作履歴を示すデータであるイベントログデータを出力し、
前記イベント解析装置は、
前記イベントログデータを収集するイベント収集部と、
前記イベント収集部が収集した前記イベントログデータを解析し、前記オペレータの操作に基づく操作方法または前記オペレータの操作に基づく操作意図を表す解析結果データを抽出するイベント解析部と、
指定された複数の期間における解析結果データを期間毎にそれぞれ抽出し、前記解析結果データを操作時刻に基づいてソートした操作列を抽出する操作列抽出部と、
前記操作列間の類似度に基づいて前記操作列を分類する操作列分類部と、
を備える、
ことを特徴とするイベント解析システム。 - コンピュータを用いたイベント解析方法であって、
イベント収集部が、オペレータによる操作の操作履歴を示すデータであるイベントログデータを収集するイベント収集ステップと、
イベント解析部が、前記イベント収集部によって収集された前記イベントログデータを解析し、前記オペレータの操作に基づく操作方法または前記オペレータの操作に基づく操作意図を表す解析結果データを抽出するイベント解析ステップと、
操作列抽出部が、指定された複数の期間における解析結果データを期間毎にそれぞれ抽出し、前記解析結果データを操作時刻に基づいてソートした操作列を抽出する操作列抽出ステップと、
操作列分類部が、前記操作列間の類似度に基づいて前記操作列を分類する操作列分類ステップと、
を有することを特徴とするイベント解析方法。 - コンピュータに、
オペレータによる操作の操作履歴を示すデータであるイベントログデータを収集するイベント収集ステップと、
前記イベント収集ステップにおいて収集された前記イベントログデータを解析し、前記オペレータの操作に基づく操作方法または前記オペレータの操作に基づく操作意図を表す解析結果データを抽出するイベント解析ステップと、
指定された複数の期間における解析結果データを期間毎にそれぞれ抽出し、前記解析結果データを操作時刻に基づいてソートした操作列を抽出する操作列抽出ステップと、
前記操作列間の類似度に基づいて前記操作列を分類する操作列分類ステップと、
を実行させるためのイベント解析プログラム。
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