JP2018045360A - 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】プラント内に配置される機器から収集した複数のデータに基づいて、データそれぞれをグラフのデータ系列としてヒートマップを表示するヒートマップ表示部１１と、ヒートマップを表示するために用いたデータに基づいて、時系列方向のデータの変化量を、データ系列ごとに算出する変化量算出部１２と、算出されたデータの変化量に基づいて、データが大きく変化したデータ系列を選定する対象選定部１３と、選定されたデータ系列のデータに対応する折れ線グラフを、ヒートマップと関係付けて表示する折れ線グラフ表示部１４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。図７を参照して以下に具体的に説明する。

図７（Ａ）、（Ｂ）は、ヒートマップのカラーバーの一例を示すものであり、各カラーバーＣＡ、ＣＢには、０〜１１０までの目盛が設けられ、グラデーションにより色分けされたカラーマップが表示されている。図７（Ａ）は、プラント制御において定常状態にあるときのカラーバーＣＡを例示するものであり、図７（Ｂ）は、プラント制御において異常値が発生したときのカラーバーＣＢを例示するものである。定常状態にある図７（Ａ）のカラーバーＣＡでは、データの最大値が５０であり、５０以下の領域でカラーマップが実質的に色分けされている。これに対し、異常値として１００が発生した場合には、図７（Ｂ）のカラーバーＣＢに示すように、１００以下の領域でカラーマップが実質的に色分けされることになる。

例えば本来確認したい範囲が２５〜３５であるとすると、図７（Ａ）のカラーバーＣＡでは、２０〜３０と３０〜４０とで色分けされ、それぞれの範囲への変化を確認することが可能となるが、図７（Ｂ）のカラーバーＣＢでは、２０〜４０までが同色となるため、本来確認したい範囲への変化が埋もれて目立たなくなってしまう。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機器から収集した複数のデータに基づいて、前記データそれぞれをグラフのデータ系列としてヒートマップを表示するヒートマップ表示部と、前記ヒートマップを表示するために用いた前記データに基づいて、時系列方向の前記データの変化量を、前記データ系列ごとに算出する変化量算出部と、前記算出された前記データの変化量に基づいて、前記データが大きく変化した前記データ系列を選定する対象選定部と、前記選定された前記データ系列の前記データに対応する折れ線グラフを、前記ヒートマップと関係付けて表示する折れ線グラフ表示部と、を備える。

前記データは所定周期ごとの定周期データであり、前記変化量算出部は、時間的に連続する前記定周期データ間の変化量を算出し、前記対象選定部は、前記算出された前記定周期データ間の変化量の絶対値が、所定期間内で最大となる前記データ系列を選定することとしてもよい。

前記対象選定部は、前記算出された前記定周期データ間の変化量のうち、増加側の変化量または減少側の変化量のいずれか一方を対象とすることとしてもよい。

前記対象選定部は、所定期間内における時系列方向の前記データの変化量の絶対値を前記データ系列ごとに累積し、当該累積した値が最大となる前記データ系列を選定することとしてもよい。

前記対象選定部は、前記データの変化量のうち、増加側の変化量または減少側の変化量のいずれか一方を対象と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機器から収集した複数のデータに基づいて、前記データそれぞれをグラフのデータ系列としてヒートマップを表示するヒートマップ表示ステップと、前記ヒートマップを表示するために用いた前記データに基づいて、時系列方向の前記データの変化量を、前記データ系列ごとに算出する変化量算出ステップと、前記算出された前記データの変化量に基づいて、前記データが大きく変化した前記データ系列を選定する対象選定ステップと、前記選定された前記データ系列の前記データに対応する折れ線グラフを、前記ヒートマップと関係付けて表示する折れ線グラフ表示ステップと、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。

第１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。 第１実施形態におけるヒートマップを例示する図である。 第１実施形態における温度センサごとの折れ線グラフを例示する図である。 第１実施形態におけるヒートマップと折れ線グラフとを関係付けて表示した図である。 第２実施形態における温度センサごとの折れ線グラフを例示する図である。 第２実施形態におけるヒートマップと折れ線グラフとを関係付けて表示した図である。 図７（Ａ）は、プラント制御において定常状態にあるときのカラーバーを例示するものであり、図７（Ｂ）は、プラント制御において異常値が発生したときのカラーバーを例示するものである。 変形例におけるヒートマップと折れ線グラフとを関係付けて表示した図である。

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。

[第１実施形態]
図１を参照して、第１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、ヒートマップ表示部１１、変化量算出部１２と、対象選定部１３と、折れ線グラフ表示部１４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。

図１に示すヒートマップ表示部１１は、プラント内に配置される機器から収集したデータに基づいて、ヒートマップをディスプレイ５に表示させる。ヒートマップは、対象となるデータの分布状態をグラデーションの色分けにより表現する可視化グラフであり、例えば、対象となる期間（例えば月）ごとの対象となる機器の数値（計測値）の状態を色で表現する。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。

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（ユーザ）が適宜パラメータＰとして設定することができる。例示的に、上記温度センサから収集する温度データの他に、バルブポジショナから収集するバルブの開度データを用いることとしてもよい。また、上記対象となる期間や上記対象となる機器は、管理者が任意にパラメータＰとして設定することができる。

図２に、ヒートマップの一例を表示する。図２のヒートマップ５１は、横軸を年月（例えば２０１６／１〜２０１６／１１）とし、縦軸を温度センサ（例えばｄｅｖ１〜ｄｅｖ１０）とする。このヒートマップ５１では、年月と温度センサとで定まる温度（計測値）に対応付けられた色を用いて、グラフ上の対応する領域が描写される。

変化量算出部１２は、ヒートマップを表示するために用いたデータに基づいて、温度センサごとに、時系列方向のデータの変化量を算出する。以下に具体的に説明する。

まず、第１実施形態においてヒートマップを表示するために用いるデータは、例えば一月ごとの定周期データとする。定周期データの周期は一月であることには限定されず、所定周期であればよく、管理者が任意にパラメータＰとして設定することができる。変化量算出部１２は、時間的に連続する定周期データ間の変化量を、温度センサごとに算出する。つまり、変化量算出部１２は、温度センサごとに、各月間の変化量を順次算出する。

対象選定部１３は、変化量算出部１２により算出された各月間の変化量の絶対値のうち、最大となる絶対値に対応する温度センサを、温度が最も大きく変化した着目対象機器として選定する。図３を参照して具体的に説明する。

図３は、２０１６／１から２０１６／１１まで（所定期間内）において、各温度センサｄｅｖ１、ｄｅｖ３、ｄｅｖ６、ｄｅｖ７、ｄｅｖ１０における月ごとの計測値の推移を折れ線グラフで表したものである。この場合、Ｐ１で示すように、温度センサｄｅｖ６の２０１６／３から２０１６／４までの変化量および２０１６／４から２０１６／５までの変化量の各絶対値が最大となる。つまり、折れ線グラフのうちＰ１で示す部分が、各月間の変化量の絶対値が最大となる部分となる。したがって、温度センサｄｅｖ６が、着目対象機器として選定される。

なお、着目対象機器を選定する際に、機器等の用途に応じて、各月間の変化量のうち、増加側の変化量または減少側の変化量のいずれか一方を対象にして選定することとしてもよい。

折れ線グラフ表示部１４は、選定された温度センサのデータに対応する折れ線グラフをディスプレイ５に表示させる。この折れ線グラフは、ヒートマップと関係付けて表示させる。図４を参照して具体的に説明する。

図４は、ヒートマップ５１と折れ線グラフ５２とを関係付けて表示する際の一例を示す図である。ヒートマップ５１は、横軸を年月（例えば２０１６／１〜２０１６／１１）とし、縦軸を温度センサ（例えばｄｅｖ１〜ｄｅｖ１０）とする。一方、折れ線グラフ５２は、横軸を年月（例えば２０１６／１〜２０１６／１１）とし、縦軸を温度[℃]とする。つまり、図４に示すヒートマップ５１と折れ線グラフ５２とは、横軸の値が揃えられ、相互に関係付けられて表示されている。

このように、第１実施形態におけるヒートマップ表示装置１によれば、プラント内に配置される複数の温度センサから収集した定周期データに基づいてヒートマップを表示し、そのヒートマップを表示するために用いた定周期データに基づいて時間的に連続する定周期データ間の変化量を、温度センサごとに算出することができ、その算出した定周期データ間の変化量の絶対値が、所定期間内で最大となる温度センサを選定し、その選定した温度センサのデータに対応する折れ線グラフをヒートマップと関係付けて表示することができる。

これにより、データの変化量が最大となる温度センサを選定し、その温度センサに対応する折れ線グラフをヒートマップと関係付けて表示することができるため、着目すべき状況を見落とす可能性を低減させることができる。すなわち、第１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。

[第２実施形態]
本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態におけるヒートマップ表示装置１が、上述した第１実施形態におけるヒートマップ表示装置１と相違する点は、変化量算出部１２および対象選定部１３の機能が異なる点である。それ以外の構成については、第１実施形態におけるヒートマップ表示装置１の各構成と同様である。したがって、各構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。以下においては、主に第１実施形態との相違点について説明する。

上述した第１実施形態では、ヒートマップを表示するために用いるデータが定周期データであるのに対し、第２実施形態では、ヒートマップを表示するために用いるデータは定周期データである必要はない点で相違する。また、第１実施形態における変化量算出部１２は、時間的に連続する定周期データ間の変化量を温度センサごとに算出するのに対し、第２実施形態における変化量算出部１２は、ヒートマップを表示するために用いたデータに基づいて、温度センサごとに、時系列方向のデータの変化量を算出する点で相違する。

さらに、上述した第１実施形態における対象選定部１３は、変化量算出部１２により算出された各月間の変化量の絶対値が所定期間内で最大となる温度センサを、温度が最も大きく変化した着目対象として選定するのに対し、第２実施形態における対象選定部１３は、温度センサごとに、所定期間内における時系列方向のデータの変化量の絶対値を累積し、この累積した値が最大となる温度センサを、温度が最も大きく変化した着目対象として選定する点で相違する。図５を参照して具体的に説明する。

図５は、２０１６／１から２０１６／１０まで（所定期間内）において、各温度センサｄｅｖ１、ｄｅｖ３、ｄｅｖ６、ｄｅｖ７、ｄｅｖ１０におけるデータの変化量の絶対値を累積した結果を、折れ線グラフで表したものである。この場合、Ｐ２で示すように、温度センサｄｅｖ６の２０１６／１から２０１６／１０までのデータを時系列順に累積した値が最大となる。したがって、温度センサｄｅｖ６が、着目対象機器として選定される。

なお、着目対象機器を選定する際に、機器等の用途に応じて、データの変化量のうち、増加側の変化量または減少側の変化量のいずれか一方を対象にして選定することとしてもよい。

図６は、第２実施形態におけるヒートマップ５１と折れ線グラフ５２とを関係付けて表示する際の一例を示す図である。ヒートマップ５１は、横軸を年月（例えば２０１６／１〜２０１６／１１）とし、縦軸を温度センサ（例えばｄｅｖ１〜ｄｅｖ１０）とする。一方、折れ線グラフ５２は、横軸を年月（例えば２０１６／１〜２０１６／１１）とし、縦軸を温度[℃]とする。つまり、図６に示すヒートマップ５１と折れ線グラフ５２とは、横軸の値が揃えられ、相互に関係付けられて表示されている。

このように、第２実施形態におけるヒートマップ表示装置１によれば、プラント内に配置される複数の温度センサから収集したデータに基づいてヒートマップを表示し、そのヒートマップを表示するために用いたデータに基づいて時系列方向のデータの変化量を、温度センサごとに算出することができ、その算出した時系列方向のデータの変化量の絶対値を温度センサごとに累積し、その累積した値が最大となる温度センサを選定し、その選定した温度センサのデータに対応する折れ線グラフをヒートマップと関係付けて表示することができる。

これにより、データの変化量を累積した値が最大となる温度センサを選定し、その温度センサに対応する折れ線グラフをヒートマップと関係付けて表示することができるため、着目すべき状況を見落とす可能性を低減させることができる。すなわち、第２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]
上述した各実施形態では、ヒートマップ表示部１１が表示するヒートマップの縦軸として温度センサを設定しているが、これに限定されない。例えば、ヒートマップの縦軸として温度センサの温度区分を設定することとしてもよい。この場合、ヒートマップ表示部１１は、一つの温度センサから収集した複数のデータを用いてヒートマップを表示することになる。例えば、対象となる期間（例えば月）ごとに、対象となる温度センサの計測値が各温度区分に該当する割合を色で表現してヒートマップを表示することができる。

図８は、変形例におけるヒートマップ５１と折れ線グラフ５２とを関係付けて表示する際の一例を示す図である。ヒートマップ５１は、横軸を年月（例えば２０１６／１〜２０１６／１１）とし、縦軸を温度センサの温度区分（例えばｓｅｇ１〜ｓｅｇ１０）とする。一方、折れ線グラフ５２は、横軸を年月（例えば２０１６／１〜２０１６／１１）とし、縦軸を温度[℃]とする。つまり、図８に示すヒートマップ５１と折れ線グラフ５２とは、横軸の値が揃えられ、相互に関係付けられて表示されている。

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 ヒートマップ表示部
１２ 変化量算出部
１３ 対象選定部
１４ 折れ線グラフ表示部

Claims (6)

1. プラント内に配置される機器から収集した複数のデータに基づいて、前記データそれぞれをグラフのデータ系列としてヒートマップを表示するヒートマップ表示部と、
   前記ヒートマップを表示するために用いた前記データに基づいて、時系列方向の前記データの変化量を、前記データ系列ごとに算出する変化量算出部と、
   前記算出された前記データの変化量に基づいて、前記データが大きく変化した前記データ系列を選定する対象選定部と、
   前記選定された前記データ系列の前記データに対応する折れ線グラフを、前記ヒートマップと関係付けて表示する折れ線グラフ表示部と、
   を備えるヒートマップ表示装置。
2. 前記データは所定周期ごとの定周期データであり、
   前記変化量算出部は、時間的に連続する前記定周期データ間の変化量を算出し、
   前記対象選定部は、前記算出された前記定周期データ間の変化量の絶対値が、所定期間内で最大となる前記データ系列を選定する、
   請求項１記載のヒートマップ表示装置。
3. 前記対象選定部は、前記算出された前記定周期データ間の変化量のうち、増加側の変化量または減少側の変化量のいずれか一方を対象とする、
   請求項２記載のヒートマップ表示装置。
4. 前記対象選定部は、所定期間内における時系列方向の前記データの変化量の絶対値を前記データ系列ごとに累積し、当該累積した値が最大となる前記データ系列を選定する、
   請求項１記載のヒートマップ表示装置。
5. 前記対象選定部は、前記データの変化量のうち、増加側の変化量または減少側の変化量のいずれか一方を対象とする、
   請求項４記載のヒートマップ表示装置。
6. プラント内に配置される機器から収集した複数のデータに基づいて、前記データそれぞれをグラフのデータ系列としてヒートマップを表示するヒートマップ表示ステップと、
   前記ヒートマップを表示するために用いた前記データに基づいて、時系列方向の前記データの変化量を、前記データ系列ごとに算出する変化量算出ステップと、
   前記算出された前記データの変化量に基づいて、前記データが大きく変化した前記データ系列を選定する対象選定ステップと、
   前記選定された前記データ系列の前記データに対応する折れ線グラフを、前記ヒートマップと関係付けて表示する折れ線グラフ表示ステップと、
   を含むヒートマップ表示方法。