JP2018097662A - 制御装置、制御プログラムおよび制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
好ましくは、異常検知手段は、異常検知パラメータの指定および対象となる特徴量の指定を含むユーザプログラムによって実現される。
まず、本実施の形態に係る制御装置を含む制御システム1の全体構成例について説明する。
次に、本実施の形態に係る制御システム1を構成する主要な装置のハードウェア構成例について説明する。
図2は、本実施の形態に係る制御システム1を構成する制御装置100のハードウェア構成例を示すブロック図である。図2を参照して、制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro-Processing Unit)などのプロセッサ102と、チップセット104と、主記憶装置106と、二次記憶装置108と、ローカルネットワークコントローラ110と、USB(Universal Serial Bus)コントローラ112と、メモリカードインターフェイス114と、内部バスコントローラ122と、フィールドバスコントローラ118,120と、I/Oユニット124−1,124−2,…とを含む。
次に、本実施の形態に係るサポート装置200は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア(例えば、汎用パソコン)を用いてプログラムを実行することで実現される。
次に、本実施の形態に係る制御システム1を構成するデータロギング装置300は、一例として、汎用的なファイルサーバまたはデータベースサーバを用いて実現できる。このような装置のハードウェア構成については公知であるので、ここでは、その詳細な説明は行わない。
次に、本実施の形態に係る制御システム1を構成する表示装置400は、HMI(Human Machine Interface)装置と称されるものであり、専用機として実装された構成を採用してもよいし、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア(例えば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン)を用いて実現してもよい。
次に、本実施の形態に係る制御システム1が提供する異常検知機能について説明する。
次に、(1)生データ収集工程において生成されるユーザプログラム(内部DB書込プログラム164)について説明する。
次に、(2)データマイニング工程において決定される特徴量の生成手法および異常検知手法の一例について説明する。
次に、(3)特徴量収集工程および(4)特徴量学習工程において生成されるユーザプログラム(特徴量生成プログラム174および学習要求プログラム168)について説明する。
次に、(5)特徴量監視工程において生成されるユーザプログラム(監視要求プログラム170)について説明する。
本実施の形態に係る制御システム1を構成する制御装置100は、内部DB130を実装することで、より高速なデータ収集を実現する。このデータ収集をより高速化する手法として、次に説明するようなシリアライズ技術およびデシリアライズ技術を採用してもよい。このようなシリアライズ技術およびデシリアライズ技術は、シリアライズモジュール172(図5)によって提供されてもよい。
まず、シリアライズによるデータ圧縮について説明する。図13は、本実施の形態に係る制御システム1の制御装置100におけるシリアライズ処理を説明するための模式図である。図13を参照して、例えば、内部DB130に収集されるデータが、いわゆるキーバリューペアで規定されている場合を想定する。すなわち、ある値が何を意味するのかを示す「キー」データと、現実の値との組合せで対象の入力データが規定されているとする。この場合、冗長な情報も含まれているので、シリアライズモジュール172は、これらの入力データをシリアライズして、データ量を低減(データ圧縮)する。
上述したようなシリアライズされた状態で内部DB130にデータを格納した場合、当該データにアクセスする際に、シリアライズとは逆の変換、すなわちデシリアライズを行う必要がある。このようなデシリアライズについても、以下に説明するような処理の高速化手法を採用してもよい。
次に、機械学習エンジンインターフェイス166と機械学習エンジン140との間のデータ遣り取りについて説明する。図15は、図14は、本実施の形態に係る制御システム1の制御装置100における機械学習エンジンインターフェイス166と機械学習エンジン140との間のデータ遣り取りを説明するための模式図である。
次に、本実施の形態に係る制御システム1を用いた応用例について説明する。
上述したサポート装置200の機能の全部または一部を制御装置100に組み入れるようにしてもよい。例えば、サポート装置200に実装されるデータマイニングツール226についても、制御装置100に実装するようにしてもよい。このような構成を採用することで、サポート装置200側に多くのアプリケーションプログラムをインストールすることなく、本実施の形態に係る機能を利用することができる。
本実施の形態に係る制御システムによれば、フィールドとの間でデータを遣り取りする制御装置にデータを収集するデータベースを実装するとともに、そのデータベースに収集されるデータを用いて機械学習を行い、さらに機械学習の結果を用いて異常有無を検知することもできる。このような高機能化した制御装置を採用することで、従前の構成に比較して、制御対象に生じている現象をより短い周期で監視できる技術を実現できる。
Claims (10)
- 制御対象を制御する制御装置であって、
前記制御対象に関連するデータから前記制御対象に生じる異常を検知するのに適した特徴量を生成する特徴量生成手段と、
前記特徴量生成手段により生成される特徴量を用いて機械学習を実施する機械学習手段と、
前記機械学習による学習結果に基づいて決定される前記制御対象に生じる異常の検知に用いられる異常検知パラメータと、前記特徴量生成手段により生成される特徴量とに基づいて、前記異常を検知する異常検知手段と、
前記異常検知手段に対して、前記異常の検知を指示する指示手段と、
前記特徴量生成手段により生成される特徴量をデータ圧縮した上で、前記機械学習手段および前記異常検知手段に与えるデータ圧縮手段とを備え、
前記指示手段は、前記異常検知手段に対して前記異常の検知に必要な要求を送信し、前記異常検知手段は、前記指示手段に対して当該要求に対して応答を返信することなく、前記異常の検知を実施する、制御装置。 - 前記データ圧縮手段は、マシンコードを用いて対象となるデータを変換する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記異常検知手段は、前記異常検知パラメータの指定および対象となる特徴量の指定を含むユーザプログラムによって実現される、請求項1または2に記載の制御装置。
- 前記制御対象に関連するデータを収集して格納するデータベースをさらに備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記データベースには、ユーザプログラムに含まれる命令に従って指定されたデータが収集される、請求項4に記載の制御装置。
- 前記データベースに収集されたデータに基づいて、前記制御対象に生じる異常を検知するのに適した特徴量の生成手法を決定する決定手段をさらに備える、請求項4または5に記載の制御装置。
- 前記機械学習による学習結果に基づいて前記異常検知パラメータを決定する異常検知パラメータ決定手段をさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記異常検知パラメータを保持するとともに、外部装置からの要求に応じて、保持されている異常検知パラメータを更新する保持手段をさらに備える、請求項1〜7のいずれか1項に記載の制御装置。
- コンピュータにより実行されることで制御対象を制御する制御装置を実現する制御プログラムであって、前記コンピュータに
前記制御対象に関連するデータから前記制御対象に生じる異常を検知するのに適した特徴量を生成するステップと、
生成される特徴量を用いて機械学習を実施するステップと、
前記機械学習による学習結果に基づいて決定される前記制御対象に生じる異常の検知に用いられる異常検知パラメータと、生成される特徴量とに基づいて、前記異常を検知するステップと、
前記異常の検知を指示するステップと、
前記生成される特徴量をデータ圧縮して、機械学習および異常検知に用いるデータを提供するステップとを実行させ、
前記異常を検知するステップは、前記異常の検知に必要な要求が送信された後、当該要求に対して応答を返信することなく、前記異常の検知を実施するステップを含む、制御プログラム。 - 制御対象を制御する制御装置で実行される制御方法であって、
前記制御対象に関連するデータから前記制御対象に生じる異常を検知するのに適した特徴量を生成するステップと、
生成される特徴量を用いて機械学習を実施するステップと、
前記機械学習による学習結果に基づいて決定される前記制御対象に生じる異常の検知に用いられる異常検知パラメータと、生成される特徴量とに基づいて、前記異常を検知するステップと、
前記異常の検知を指示するステップと、
前記生成される特徴量をデータ圧縮して、機械学習および異常検知に用いるデータを提供するステップとを備え、
前記異常を検知するステップは、前記異常の検知に必要な要求が送信された後、当該要求に対して応答を返信することなく、前記異常の検知を実施するステップを含む、制御方法。
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