JP2018018257A - ヒートマップ表示装置およびヒートマップ表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】監視したい状況を判別し易くする。【解決手段】ヒートマップ表示装置１は、プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータのうちヒートマップ表示の対象期間内の指定期間におけるデータの分布状態を算出する分布状態算出部１１と、算出された分布状態に基づいてヒートマップに表示するデータの数値範囲を決定する数値範囲決定部１２と、決定された数値範囲内のデータを選択し、対象期間におけるヒートマップを表示するヒートマップ表示部１３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートマップ表示装置およびヒートマップ表示方法に関する。

データの分布状態を色の変化で表現する可視化グラフの一つとして、ヒートマップがある。このヒートマップを利用して、例えば、プラント内に配置されている機器の計測値等を表示すると、プラント内の監視対象の状況を色で見分けることが可能となる。下記特許文献１には、発電設備の装置で異常な値が検出された場合に、異常の強度等をヒートマップで表示するツールが開示されている。

特開２００９−０７５０８１号公報

プラント等に配置される機器の計測値をヒートマップで表示する場合、プロセスの定常状態における計測値に加え、異常発生時の計測値、すなわち異常値もヒートマップの表示対象になる。異常値が検出された場合には、その異常値を含めてヒートマップ表示する必要があるため、ヒートマップで表示する計測値の範囲が、異常値を含めた広い範囲になる。ヒートマップで表示する計測値の範囲が広くなると、同色で表現される計測値の幅が必然的に広がる。これにより、例えば、正常値の範囲のうち特定の範囲を詳細に確認したい場合であっても、その特定の範囲の計測値がその前後にある他の範囲の計測値とともに均されて同色に処理され、本来確認したい範囲への変化が埋もれて目立たなくなることが起こり得る。このような場合、監視したい状況を色によって判別することは困難となる。

本発明は、監視したい状況を判別し易くすることができるヒートマップ表示装置およびヒートマップ表示方法を提供することを目的とする。

本発明に係るヒートマップ表示装置は、プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータのうちヒートマップ表示の対象期間内の指定期間における前記データの分布状態を算出する分布状態算出部と、前記算出された前記分布状態に基づいてヒートマップに表示する前記データの数値範囲を決定する数値範囲決定部と、前記決定された前記数値範囲に従って前記対象期間における前記データのヒートマップを表示するヒートマップ表示部と、を備える。

前記分布状態算出部は、前記分布状態として、前記指定期間における前記データの最小値および／または最大値を算出し、前記数値範囲決定部は、前記算出された前記最小値および／または前記最大値を基準にして前記数値範囲を決定する、こととしてもよい。

前記分布状態算出部は、前記分布状態として、前記指定期間における前記データの平均値および標準偏差を算出し、前記数値範囲決定部は、前記算出された前記平均値および前記標準偏差を用いて前記数値範囲を決定する、こととしてもよい。

本発明に係るヒートマップ表示方法は、プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータのうちヒートマップ表示の対象期間内の指定期間における前記データの分布状態を算出する分布状態算出ステップと、前記算出された前記分布状態に基づいてヒートマップに表示する前記データの数値範囲を決定する数値範囲決定ステップと、前記決定された前記数値範囲内の前記データを用い、前記対象期間における前記データのヒートマップを表示するヒートマップ表示ステップと、を含む。

本発明によれば、監視したい状況を判別し易くすることができるヒートマップ表示装置およびヒートマップ表示方法を提供することができる。

実施形態におけるヒートマップ表示装置の構成を例示する図である。 ヒートマップ表示装置において実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

図１を参照して、実施形態におけるヒートマップ表示装置の構成について説明する。図１に示すように、ヒートマップ表示装置１は、機能的には、例えば、分布状態算出部１１と、数値範囲決定部１２と、ヒートマップ表示部１３とを有する。これら各部の詳細については後述する。

ヒートマップ表示装置１は、物理的には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力インターフェースとを含んで構成される。メモリには、例えば、ＣＰＵで処理されるプログラムやデータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等の要素が含まれる。これらの要素は、互いにバスを介して接続される。ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行し、入出力インターフェースを介して受信されるデータや、ＲＡＭに展開されるデータを処理することで、ヒートマップ表示装置１の各部の機能が発現する。

図１に示す収集データＤＢ３は、例えば、プラント内に配置される各種機器から収集した各種データを記憶するデータベースである。

プラント内に配置される各種機器としては、例えば、ＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）通信機能を搭載する機器や、ファウンデーションフィールドバス（Foundation（登録商標） Fieldbus; ＦＦ）技術に対応する機器が該当する。

具体的には、温度や圧力、流量等を検出する各種センサ機器、圧力制御弁や流量制御弁等の各種バルブを制御するバルブポジショナ、ポンプやファン等を動作させる各種アクチュエータ等を、機器として用いることができる。各種データとしては、例えば、温度や圧力、流量等の測定データ、バルブの開度等の制御データ等が該当する。測定データおよび制御データには、それぞれ測定した時間および制御した時間が付加される。

ここで、プラントにおける制御では、一般に、温度や圧力、流量等を定常状態に維持させ、バルブの開度等が一定値近傍に整定するように運用される。したがって、プラント制御で定常状態に維持されているときには、通常、各値は一定の範囲内におさまることになる。ところが、定常状態に維持されているときであっても、一定の範囲内から外れるノイズ（異常値）が混入する場合がある。

本願発明者は、このノイズがヒートマップで表示する計測値の範囲を不必要に広げる要因になっていることを見出した。そこで、このようなノイズを除去して、ヒートマップで表示する計測値の範囲を、本来監視したい範囲に絞り込むしくみについて勘案した。以下に、本来監視したい範囲に絞り込むための機能について説明する。

図１に示す分布状態算出部１１は、プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータのうち、ヒートマップ表示の対象期間内の指定におけるデータの分布状態を算出する。機器から収集するデータとして、本実施形態では、例示的に、温度センサから収集する温度データを用いて説明することとする。

なお、機器から収集するデータは、温度センサから収集する温度データに限定されず、性質が類似する情報（例えば、同一の制御系における複数の計測点のデータ）を用いることができ、管理者が適宜パラメータＰとして指定することができる。指定期間（例えば特定の時間帯）や対象機器（例えば温度センサ）は、パラメータＰとして、管理者が任意に設定することができる。

分布状態算出部１１は、上記指定期間におけるデータの分布状態として、例えば、指定期間におけるデータの最小値および最大値を算出することができる。

数値範囲決定部１２は、分布状態算出部１１により算出された最小値および最大値を基準にしてヒートマップに表示するデータの数値範囲を決定する。図２を参照して、以下に、具体的に説明する。

最初に、分布状態算出部１１は、管理者によりパラメータＰとして指定された一つ以上の温度センサから取得した全ての温度データを対象にして、ヒートマップ表示の対象期間内の指定期間における温度データの最小値および最大値を算出（抽出）する（ステップＳ１０１）。

続いて、数値範囲決定部１２は、最小値から最大値までの範囲に基づいて、ヒートマップ表示の対象にする温度の下限値と上限値とを算出し、その算出した下限値から上限値までの範囲を、ヒートマップに表示するデータの数値範囲として決定する（ステップＳ１０２）。

例示的に、数値範囲決定部１２は、最小値から最大値までの範囲のうち最小値側から２０％にあたる数値を下限値とし、最小値から最大値までの範囲のうち最大値側から２０％にあたる数値を上限値とする。なお、上記最小値側および最大値側からの割合（例えば２０％）は、パラメータＰとして、管理者が任意に設定することができる。

ヒートマップ表示部１３は、数値範囲決定部１２により決定された数値範囲内の温度データを用い、対象期間におけるヒートマップをディスプレイ５に表示させる（ステップＳ１０３）。

上記例示に従って具体的に説明すると、対象となる全ての温度データのうち、最小値が０[℃]で最大値が２００[℃]である場合には、ヒートマップに表示するデータの数値範囲は４０[℃]から１６０[℃]となる。この場合、ヒートマップ表示部１３は、各計測対象点をヒートマップの縦軸に設定し、対象期間を含む時間を横軸に設定したうえで、対象期間における４０[℃]から１６０[℃]までのデータを用いてヒートマップを表示させる。

これにより、従来の方法によれば、ヒートマップで表示する温度の範囲が０[℃]から２００[℃]までとなるのに対し、本実施形態におけるヒートマップ表示装置１によれば、ヒートマップで表示する温度の範囲を４０[℃]から１６０[℃]までに絞り込むことができる。この結果、同色で表現される温度の幅を縮めることができ、監視したい温度範囲への変化を色の違いによって判別し易くすることができる。

すなわち、本実施形態におけるヒートマップ表示装置１によれば、監視したい状況を判別し易くすることが可能となる。

[変形例]

なお、上述した実施形態では、ヒートマップに表示するデータの数値範囲を、上限値と下限値とを用いて絞り込んでいるが、上限値または下限値のいずれか一方を用いて絞り込むこととしてもよい。

また、上述した実施形態では、分布状態算出部１１が、指定期間におけるデータの分布状態として、指定期間におけるデータの最小値および最大値を算出しているが、これに限定されない。例えば、上記分布状態として、指定期間におけるデータの平均値および標準偏差を算出することとしてもよい。この場合、分布状態算出部１１および数値範囲決定部１２は、以下のように処理を進めることとすればよい。

最初に、分布状態算出部１１は、管理者によりパラメータＰとして指定された一つ以上の温度センサから取得した全ての温度データを対象にして、指定期間における平均値および標準偏差を算出する。

続いて、数値範囲決定部１２は、算出された平均値および標準偏差に基づいて、ヒートマップ表示の対象にする温度の下限値と上限値とを算出し、その算出した下限値から上限値までの範囲を、ヒートマップに表示するデータの数値範囲として決定する。

例示的に、数値範囲決定部１２は、“平均値−標準偏差の３倍”を下限値とし、“平均値＋標準偏差の３倍”を上限値とする。なお、上記標準偏差の倍率（３倍）は、パラメータＰとして、管理者が任意に設定することができる。

１ ヒートマップ表示装置
３ 収集データＤＢ
５ ディスプレイ
１１ 分布状態算出部
１２ 数値範囲決定部
１３ ヒートマップ表示部

Claims (4)

1. プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータのうちヒートマップ表示の対象期間内の指定期間における前記データの分布状態を算出する分布状態算出部と、
   前記算出された前記分布状態に基づいてヒートマップに表示する前記データの数値範囲を決定する数値範囲決定部と、
   前記決定された前記数値範囲内の前記データを用い、前記対象期間におけるヒートマップを表示するヒートマップ表示部と、
   を備えるヒートマップ表示装置。
2. 前記分布状態算出部は、前記分布状態として、前記指定期間における前記データの最小値および／または最大値を算出し、
   前記数値範囲決定部は、前記算出された前記最小値および／または前記最大値を基準にして前記数値範囲を決定する、
   請求項１記載のヒートマップ表示装置。
3. 前記分布状態算出部は、前記分布状態として、前記指定期間における前記データの平均値および標準偏差を算出し、
   前記数値範囲決定部は、前記算出された前記平均値および前記標準偏差を用いて前記数値範囲を決定する、
   請求項１記載のヒートマップ表示装置。
4. プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータのうちヒートマップ表示の対象期間内の指定期間における前記データの分布状態を算出する分布状態算出ステップと、
   前記算出された前記分布状態に基づいてヒートマップに表示する前記データの数値範囲を決定する数値範囲決定ステップと、
   前記決定された前記数値範囲内の前記データを用い、前記対象期間における前記データのヒートマップを表示するヒートマップ表示ステップと、
   を含むヒートマップ表示方法。

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